2020届高三高考物理复习培优练习题：交变电流(可编辑修改word版)

2020 届高三高考物理复习培优练习题：交变电流
交变电流
一、单选题
1.如图所示，理想变压器有两个副线圈，匝数分别为n1和n2，所接负载R2＝4R1，当只闭合S1时，电流表示数为1 A，当S1和S2都闭合时，电流表示数为2 A，则n1∶n2为
A．1∶1 B．1∶4 C．1∶3 D．1∶2
2.图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1 :n2=5 :1 ，电阻R =20Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关。

原线圈接正弦交变电源，输入电压u 随时间t 的变化关系如图乙所示。

现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光的功率为P 。

下列说法正确的是
A.输入电压u 的表达式u = 20 s in 50tV
B.若S1 换接到2 后，R 消耗的电功率为0.4W
C.若只断开S2 后，L1、L2 的功率均为P / 2
D.若只断开S2 后，原线圈的输入功率为P / 2
3.在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd 的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕轴以角速度ω 匀速转动,产生的感应电动势随时间的变化关系如图所示，矩形线圈与阻值为R 的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是（）
A.从t1到t3这段时间内穿过线圈磁通量的变化量为零
E
B.从t3到t4这段时间通过电阻R 的电荷量为(R +r)
C.t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为E0
D.t4时刻线圈处于中性面位置
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4.如图所示，边长为L、阻值为R 的等边三角形单匝金属线圈abc 从图示位置开始绕轴EF 以角速度ω 匀速转动，
E F的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，右侧没有磁场，下列说法正确的是（）
A.图示位置线圈的磁通量最大，磁通量的变化率也最大
B．从图示位置转出磁场的过程中，线圈中产生逆时针方向的感应电流
C
．线圈中产生的感应电动势的最大值为
4
D．转动一周，外力做功的功率为3B2L42 32R
5.如图所示电路，L 是自感系数较大的线圈，在滑动变阻器的滑动片P 从B 端迅速滑向A 端的过程中，经过AB
中点C 时通过线圈的电流为I1；P 从A 端迅速滑向B 端的过程中，经过C 点时通过线圈的电流为I2；P 固定在C 点不动，达到稳定时通过线圈的电流为I0。

则
A.I1=I2=I0
B．I1>I0>I2
C．I1=I2>I0
D．I1＜I0＜I2
6．[重庆一中2018 诊断]手摇发电机产生的正弦交流电经理想变压器给灯泡L 供电，电路如图所示.当线圈以角速度匀速转动时，电压表示数为U ，灯泡正常发光.已知发电机线圈的电阻为r ，灯泡正常发光时的电阻为R ，其他
电阻可忽略，变压器原线圈与副线圈的匝数比为k 则（）
3BL2
2U
sin t
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k 2U 2
A.灯泡的额定功率为
R
B.从中性面开始计时，流过原线圈电流的瞬时值表达式为i1 =
R
C.发电机的线圈中产生的电动势最大值为
2(R +r)U
R
D.不改变线圈转动的角速度，把L 换成一个额定电压相同但额定功率更大的灯泡将不能正常发光7．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1 : 3 , 两端分别接有4 个阻值相同的电阻，则流过R1和R2的电流
之比为
A．3：1 B．6：1 C．9：2 D．11：2
8.如图所示，理想变压器电路原线圈匝数可调，调节触头为S，副线圈电路中r 为光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照的增强而减小，滑动变阻器R 与灯泡L 并联在电路中，关于电路变化问题，下列说法正确的是( )
A.保持S 位置和光照强度不变，将P 向上滑，灯泡L 变亮
B.保持S 位置和光照强度不变，将P 向下滑，电流表示数变小
C.保持P 位置和光照强度不变，将S 向下滑，光敏电阻的功率变小
D.保持P 位置和S 位置不变，使光线变暗，原线圈的输入功率变大
9.一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω，为理想交流电流表，U 为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定.当开关S 断开时，电流表的示数为I；当S 闭合时，电流表的示数为4I. 该变压器原、副线圈匝数比为( )
A．2 B．3 C．4 D．5
10.如图所示，理想变压器的原线圈接有电压为U 的正弦交流电源，输出电压的有效值恒定。

R1和R2为定值电阻，R3
为光敏电阻，其阻值随照射光强度的增大而减小。

现增大照射光强度，则
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A.通过原线圈的电流减小
B．变压器的输出功率增大
C．R1两端的电压减小
D．R2消耗的功率增大
11.如图（a）所示，理想变压器原副线圈匝数比n1：n2＝55：4，原线圈接有交流电流表A1，副线圈电路接有交流电压表V、交流电流表A2、滑动变阻器R 等，所有电表都是理想电表，二极管D 正向电阻为零，反向电阻无穷大，灯泡L 的阻值恒定．原线圈接入的交变电流电压的变化规律如图（b）所示，则下列说法正确的是（）
A.交流电压表V 的读数约为45.2 V
B.灯泡L 两端电压的有效值约为22.6 V
C.当滑动变阻器的触头P 向下滑动时，电流表A2示数增大A1示数减小
D．由图（b）可知交流发电机转子的角速度为50 rad/s
二、多选题
12.在如图所示的电路中，两定值电阻的阻值R1=R2= 5Ω，变压器为理想变压器，两电表均为理想电表，在原线圈a、b 端输入u =100 2sin t 的正弦交流电压，原.副线圈的匝数之比为1: 2 ，则下列说法正确的是（）
A.电流表的示数为8A
B.电压表的示数为40V
C．电路消耗的总功率为1600W
D．电阻R1 、R2 消耗的功率之比为2 :1
13.如图所示，理想变压器原、副线圈上接有四个完全相同的灯泡，若四个灯泡恰好都能正常发光，则下列说法正确的是（）
2020
届高三高考物理复习培优练习题：交变电流
A．U1：U2＝4：3
B．U1：U2＝2：1
4
C．若将L1短路，则副线圈的每个灯泡两端的电压变为额定电压的
3
倍
D．若将L2短路，则副线圈的两个灯泡仍能正常发光
14.［云南师大附中2018 月考］（多选）如图所示为模拟远距离输电的实验电路图.两理想变压器的匝数
n
1
=n
4
＜n
2
=n
3
，模拟输电线上的四个电阻R1、R2、R3、R4 的阻值均为R ，A、1 A2 为相同的理想交流电流表，
L
1
、L
2
为相同的小灯泡，灯丝电阻R L＞2R ，忽略灯丝电阻随温度的变化.在A、B 端接入输出电压为U 的低压交流电源，下列说法正确的是（）
A. A 的示数I =
U
112R +R
B.灯泡L1比灯泡L2亮
C.R1消耗的功率大于R3消耗的功率
D.R2两端的电压小于R4两端的电压
15.在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，四个灯泡完全相同。

其额定电压为U，若已知灯泡L3和L4恰能正常工作，那么
A．L1和L2都能正常工作
B．L1和L2都不能正常工作
C．交流电源电压为4U
D．交流电源电压为2U
16.某理想自耦变压器接入电路中的示意图如图甲所示,图乙是其输入电压的变化规律。

已知滑动触头P 在图示位
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L
置时原、副线圈的匝数比为,电阻。

下列说法正确的是( )
A.通过的交流电的频率为
B.电流表的示数为
C.此时变压器的输入功率为
D.将滑动触头沿逆时针方向移动一些,电流表的示数变小
17.如图所示，矩形线圈abcd 与理想变压器原线图组成闭合电路，线图在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc 边匀速转动，磁场只分布在bc 边的左侧，磁感应强度大小为B，线圈面积为S，转动角速度为，匝数为N，线圈电阻不计，下列说法正确的是
A.线圈abcd 转动过程中，线圈最大磁通量为NBS
B．图示位置时，矩形线圈中产生的电动势最小
C．将原线抽头P 向上滑动时，灯泡变亮
D．若线abcd 转动的角速度变为2ω，则变压器原线圈电压的有效值为NBSω
18.中国特高压远距离输电技术已成为国际标准，使“煤从空中走、电送全中国”成为现实。

如图为远距离输电示意图，发电厂输出电压U1=104V，输出功率P1=109W，两个理想变压器的匝数比分别为n1:n2=1:100、n3:n4=100:1，输电线总电阻r=50Ω。

则
A．U4=U1
B．I4=I1
C．通过电阻r 的电流I2=2×104A
D．电阻r 损耗的电功率为5×107W
19.如图1 所示，在匀强磁场中，有一匝数为10 匝的矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2 中曲线a、b 所示，则下列说法中不正确的是（）
2020 届高三高考物理复习培优练习题：交变电流
A.曲线a、b 对应的线圈转速之比为2:3
B.曲线a、b 对应的t=6×10-2s 时刻线圈平面均与中性面重合
C.曲线b 对应的t=0 时刻穿过线圈磁通量为0.3
Wb
D.曲线b 对应的交变电动势有效值为10V
20.如图所示，导体棒ab 的两个端点分别搭接在两个竖直放置、半径相等的金属圆环上，两圆环所在空间处于方向竖直向下的匀强磁场中，圆环通过电刷与导线c、d 相接。

c、d 两个端点接在匝数比n1：n2=10：1 的理想变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R0，导体棒ab 绕与ab 平行的水平轴(即两圆环的中心轴，轴与环面垂直)OO’以角速度匀速转动。

如果滑动变阻器连入电路的阻值为R 时，电流表的示数为I，ab 棒、圆环及接触电阻
均不计，下列说法正确的是
A.变压器原线圈两端的电压U1=10IR
B.滑动变阻器上消耗的功率为P =100I 2 R
C.取ab 在环的最低端时t=0，则导体棒ab 中感应电流的表达式是i = 2I sin t
D.若c、d 间改接电阻R’后电流表的示数不变，ab 棒转过90°的过程中流过ab 棒的电荷量可能为
100 2IR
R'
21.由法拉第电磁感应定律可知，若穿过某截面的磁通量为Φ=Φm sinωt，则产生的感应电动势为e=ωΦm cosωt。

如图所示，竖直面内有一个闭合导线框ACD(由细软弹性电阻丝制成)端点A、D 固定。

在以水平线段AD 为直径的半圆形区域内，有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场。

设导线框的电阻恒定，圆的半径为R，用两种方式使导线框上产生感应电流。

方式一：将导线上的C 点以恒定角速度ω1(相对圆心O)从A 点沿圆弧移动至D 点；方式二：以AD 为轴，保持∠ADC=45°，将导线框从竖直位置以恒定的角速度ω2转90°。

则下列说法正确的是
A.方式一中，导线框中感应电流的方向先逆时针，后顺时针
B．方式一中，导线框中的感应电动势为e1=BR2ω1cosω1t
7 / 19
C．两种方式中，通过导线截面的电荷量相等
D．若ω1=ω2，则两种方式电阻丝上产生的热量相等
22．2015 年8 月，河南等地出现39℃以上的高温，为了解暑，人们用电扇降温．如图所示为降温所用的一个小型
电风扇电路简图，其中理想变压器的原、副线圈的匝数比为n ：1，原线圈接电压为U 的交流电源，输出端接有一只电阻为R 的灯泡和风扇电动机D，电动机线圈电阻为r．接通电源后，电风扇正常运转，测出通过风扇电动机的电流为I，则下列说法正确的是（）
A.风扇电动机D 两端的电压为Ir
B.理想变压器的输入功率为＋
C.风扇电动机D 输出的机械功率为－I2r
D.若电风扇由于机械故障被卡住，则通过原线圈的电流为
三、解答题
23.一台小型发电机的最大输出功率为100 kW，发电机输出电压恒为500 V，现用总电阻为10Ω 的输电线向远处
的用电单位输电，在发电机以最大输出功率工作时，若输电线上的损失功率为发电机输出功率的4%，求：
(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？
(2)如果用户用电器的额定电压为220 V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？
(3)在保持输电线的电阻以及升压、降压变压器各自匝数比不变的前提下，如果用电单位的电路中总电流为96A，求
此时输电线上损失的电压。

24.某中学有一台应急备用发电机，发电机线圈内阻为r＝1 Ω，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为R＝4 Ω，全校22 个教室，每个教室用“220 V，40 W”规格的电灯6 盏，要求所有灯都正常发光，输电线路如图所示．求：
2020 届高三高考物理复习培优练习题：交变电流
(1)发电机的输出功率；
(2)发电机的电动势；
(3)输电线上损耗的电功率．
25.在图甲中，直角坐标系0xy 的1、3 象限内有匀强磁场，第1 象限内的磁感应强度大小为2B，第3 象限内的磁感应强度大小为B，磁感应强度的方向均垂直于纸面向里.现将半径为R，圆心角为900 的扇形导线框OPQ 以角速度20绕O 点在纸面内沿逆时针匀速转动，导线框回路电阻为r.
（1）求导线框中感应电流最大值.
（2）求导线框从图示位置开始转过900 的过程中通过导线框横截面的电荷量.
（3）求线框匀速转动一周产生的热量.
26.如图所示，在坐标xoy 平面内存在B=2.0T 的匀强磁场，OA 与OCA 为置于竖直平面内的光滑金属导轨，其中OCA
y
满足曲线方程x=0.5sin ，C 为导轨的最右端，导轨OA 与OCA 相交处的O 点和A 点分别接有体积可忽略的定值
5
电阻R1和R2，其R1=4.0Ω、R2=12.0Ω。

现有一足够长、质量m=0.10kg 的金属棒MN 在竖直向上的外力F 作用下，以v=3.0m/s 的速度向上匀速运动，设棒与两导轨接触良好，除电阻R1、R2外其余电阻不计，g 取10m/s2，求：
（1）金属棒MN 在导轨上运动时感应电流的最大值；
（2）金属棒MN 滑过导轨OC 段过程中，整个回路产生的热量。

（3）金属棒MN 滑过导轨OC 段过程中，外力F 做的功
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27.如图甲为手机无线充电工作原理示意图，它由送电线圈和受电线圈组成。

已知受电线圈的匝数为N = 50 匝，电阻r =1.0Ω，在它的c、d 两端接一般值R = 9.0Ω的电阻。

设在受电线圈内存在与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间变化规律如图乙所示，可在受电线圈中产生正弦式交变电流。

求：
（1）在一个周期内，电阻R 上产生的焦耳热；
（2）从t1到t2时间内，通过电阻R 的电荷量。

3BL
2
2
U 2020 届高三高考物理复习培优练习题：交变电流
参考答案
1．D
U
【解析】设原线圈的匝数为 n ，副线圈的输入电压分别是 U 、U ，根据理想变压器的规律可知
=
n U n ，
⎛ Un ⎫2
1 2
⎛ Un ⎫2
⎛ Un ⎫2
， = U 1
n 1 U 2 n 2
UI = U I + U I 1 ⎪ 1 ⎪ 2 ⎪ n : n = 1: 2 1 1 2 2 ，所以⎝ n ⎭ = UI ， ⎝ n ⎭ + ⎝ n ⎭ = UI ' ，可得 1 2 ，D 正确 R 1 R 1 R 2
2．D
【解析】周期是 0.02s ，所以
=
2
= 100 所以输入电压 u 的表达式应为u = 20 2 sin(100
t ) ∨ 故 A 错误；
0.02
2 若 S 1 换接到 2 后，电阻 R 电压有效值为 4V ，R 消耗的电功率为 R
= 0.8W 故 B 错误；若只断开 S 2 后， L 1、L 2 的
U 2
的电压变为原来的 1/2，所以功率 变为原来的 1/4，故 C 错误；若只断开 S 2 后，负载的电阻变为原来的 2 倍，
R
U 2
根据 可知负载的功率变为原来的 1/2，则原线圈的输入功率也变为 P / 2 ，故
D 正确；故选 D R
3．B
【解析】由于磁通量是双向标量，在 t 1 到 t 3 这段时间穿过线圈磁通量的变化量△Φ=2Bs ，故 A 错误；通过电阻的电
荷量Q = n ∆Φ ，所以 t 到 t 这段时间通过电阻 R 的电荷量Q = nBS
,又 E = nBS
，故
q = E 0
,故 B 正
R 3 4
R + r 0
(R + r )
确；由于最大值面产生的电动势最大，所以磁通量时间图象中，在最大值面上磁通量的斜率最大，即 E 0=nK ，所以
K =
E 0
，故 C 错误；t
时刻电动势最大，所以此时磁通量应该最小为零，所以线圈处于与中性面相垂直的位置，
n
4
故 D 错误；故选 B 4．C
【详解】A ．图示位置磁通量最大，但是速度与磁场平行，磁通量的变化率最小，A 错误
B ．从图示位置转出磁场的过程中，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈中产生顺时针方向的感应电流， B 错 误
C ．线圈中产生的感应电动势的最大值满足 E m = NBS
，带入数据可得感应电动势的最大值为 ，
C 正确 4
2 D ．外力做的功转化为线圈的焦耳热，所以外力的功率等于线圈的热功率，可得 P = I R = R
，又 EF 右半部分没
有磁场，可知线圈在转一圈的时间内有一半时间没有感应电流，所以可得线圈产生的交流电的有效值等于峰值的一
1 / 19
U
⎝
⎭ 半，所以 P =
5．B
3B 2L 42 64R
，D 错误
【解析】滑片在 A 点时，滑动变阻器接入电阻最大，电路中电流最小，则当滑片下移时，电流将变大，而此时线圈将阻碍电流的增大，故电流较小；而当滑片从 B 向 A 移动时，由于开始时电流较大，向上运动时，线圈中电流将减小，故线圈将阻碍电流的减小；故此时 I 2 将保持在 B 点时的电流；而滑片固定在 C 点时，电流小于在 B 点时的电流； 故有：I 1>I 0>I 2；故选 B 。

6．D
U 【解析】因为
⎛ U ⎫2
= k ，所以灯泡两端电压为U ' = U
，灯泡正常发光，所以灯泡的额定功率为 k ⎪
U 2 ，故 A U ' k
⎝ ⎭ = R k 2R
错误；从中性面开始计时，流过副线圈电流的瞬时值表达式为i = 2U ' i 1 sin t ，根据公式
= 1 ，所以从中性面 2
R
i 2 k
开始计时，流过原线圈电流的瞬时值表达式为i 1 =
2U
sin t ，故 B 错误；根据闭合电路欧姆定律有 E = U + I 1r ， k 2 R
U
I 1 =
1
Ur
E = ⎛
Ur ⎫
副线圈中的电流为
I 2 = kR
， I k
，所以
E = U + k 2 R
，所以最大值为
m
2 U + Rk 2
⎪ ，故
C 错误；换成
额定电压相同，额定功率更大的灯泡，电阻将变小，副线圈两端电压变小，所以灯泡不能正常发光，故 D 正确. 7．D
【解析】由题意知原副线圈的匝数比为 1:3，则原副线圈两端的电压之比为 1:3，设通过 R 4 的电流为 I 2，原线圈的电
流为 I 1，根据变压器原理可得： I 1 = 3I 2
，原线圈两端电压U =
U 2
，且 R 和 R 两端电压相等为
U 2
，则通过 R
1
3 3
4
2
2
的电流强度为： I ' = 2 I 3
2
，所以 R 1 的电流强度为： I ' = 2
I 3
2 + 3I 2 = 11 I 3
2 ，所以 R 1 和 R 2 的电流之比为 11:2，故 D
正确,A ，B ，C 错误；故选 D. 8．A
【解析】A 、S 的位置和光照强度不变时，变压器原副线圈的匝数比以及光敏电阻的阻值不变，根据理想变压器原副线圈的端电压之比等于匝数之比，可知副线圈的输出电压不变，将 P 向上滑，滑动变阻器的阻值变大，通过光敏电阻 r 的电流减小，加在 r 两端的电压减小，又由于 r 和 L 两端电压之和等于副线圈的端电压且保持不变，所以 L 两端电压变大，L 变亮，A 正确
B 、结合 A 的分析，当将 P 向下滑，滑动变阻器的阻值变小，通过光敏电阻 r 的电流增大，加在 r 两端的电压增大， 又由于 r 和 L 两端电压之和等于副线圈的端电压且保持不变，所以 L 两端电压变小，通过 L 的电流减小，同时 R 和 L 的电流之和等于 r 的电流，所以 R 的电流增大，电流表示数增大，B 错误
C 、P 位置和光照强度不变时，r 和 R 的电阻不变，将 S 向下滑的时候，原线圈的匝数减小，结合理想变压器原副线
2
2 2020 届高三高考物理复习培优练习题：交变电流
圈的端电压之比等于匝数之比，可知副线圈的输出电压增大，通过 r 的电流增大，光敏电阻的功率变大，C 错误 D 、S 位置不变时，线圈匝数不变，结合理想变压器原副线圈的端电压之比等于匝数之比，可知副线圈的输出电压不变，光线变暗时，r 的阻值变大，又 P 的位置不变，所以副线圈的功率减小，又理想变压器的原副线圈功率相等， 所以原线圈的功率减小，D 错误 9．B
【解析】设该变压器原、副线圈匝数比为 k ，当开关 S 断开时，原线圈两端电压：U 1 = U - IR 1 ，电流为： I 1 = I
，副线圈的电压：U 2 = U 1 = U - IR 1
k k
根据欧姆定律： I 2 = kI 1 = U 2 R + R ，当开关 S 闭合时，原线圈两端电压：
' U '
2
3
U - 4IR
' U '
U = U - 4IR ，电流为： I 1 ' = 4I ，副线圈的电压：U ' = 1
= 1
，根据欧姆定律： I 2 = kI 1
= 2 。

综 1 1
上解得： k = 3 10．B
，故 ACD 错误，B 正确。

2 k
k
R
【解析】A ．理想变压器输出电压一定，光照增强，光敏电阻 R 3 阻值减小；副线圈的总电阻减小，根据欧姆定律知， 副线圈的电流增大，根据理想变压器电流与匝数的关系可知，通过原线圈电流也增大；故 A 错误； B ．理想变压器的输出功率 P = UI ，其中 U 不变，I 变大，故变压器的输出功率变大，故 B 正确； CD ．副线圈电流增大，根据欧姆定律，R 1 两端电压增大；R 2 两端电压减小，功率减小，故 CD 错误。

11．B
【解析】由图 b 可知，原线圈输入电压有效值为 440V ，根据
U 1 = n 1
，可得副线圈电压为 32V ，交流电压表 V 的示 U 2 n 2
数为有效值，即为 32V ，故 A 错误；设灯泡 L 两端电压的有效值为 U'，灯泡的阻值为 r ，交变电流的周期为 T ，根
据交变电流有效值的定义有： 322 ⋅ T = U '2 T ，解得：U′=16 V=22.6V ，故 B 正确；当滑动变阻器的触头 P 向 R 2 R
下滑动时，滑动变阻器阻值减小，则由欧姆定律可知，电流表 A 2 示数变大，因为理想变压器输入功率与输出功率
相等，所以电流表 A 1
故 D 错误。

示数也变大，故 C 错误；根据= 2
= 100rad/s 可知，交流发电机转子的角速度为 100πrad/s ， T
12. AC
【解析】设电流表示数为 I 2，副线圈两端的电压为U 2＝I 2R 2＝5I 2
根据电压与匝数成正比，得原线圈两端的电压U ＝ 1 U ＝ 1
⨯ 5I 根据电流与匝数成反比得原线圈电流 I =2I ，由欧
1
2
2
2
2 1 2
姆定律U ＝I 1R 1 + U 1
3 / 19
2
P I R 2
100 2 即 ＝2I R
+ 1 ⨯ 5I 代入数据：100＝2I ⨯ 5 + 1 ⨯ 5I 解得：I =8A 2
2 1 2 2
2 2 2 2 1
电压表的读数等于原线圈两端的电压，即 U 1= 2
×5×8V ＝20V
P I 2
R ⎛ 2 ⎫
2
4 电路消耗的总功率
P ＝I 1U ＝2I 2U = 2 ⨯ 8⨯100 = 1600W ;电阻 R 1、R 2 消耗的功率之比为 1 = 1 1 ＝ ⎪ ＝ ，
故 AC 正确，BD 错误； 故选：AC
13. AC
2
2 2 2
⎝ 1 ⎭ 1
【解析】AB 、设灯泡的额定电压为 U ，额定电流为 I ，则副线圈电压为 3U ，电流为 I ，原线圈的灯泡正常发光，电
流也为 I ，所以原副线圈的匝数比为 1：1，原线圈两端电压为 3U ，所以 U 1：U 2＝4：3，A 正确，B 错误。

4U
C 、若将 L 1 短路，则原线圈的电压增大为 4U ，则副线圈两端电压增大为 4U ，每个灯泡两端电压为 3
4
电压的 倍，C 正确。

3
，变为额定
D 、若将 L 2 短路，设灯泡电阻为 R ，副线圈的电流为 I 0，额定电压为 U ，A 选项已经求出 U 1=4U ，则原线圈的电流也为 I ，则 U 1=IR +2IR =4U ，IR =3U /4>U ，不能正常发光，D 错误。

14. BD
U
n U n n U -U U n U = U =
U
【解析】根据
= 1 , 3 = 3 = 2 , 2 3 : 4 = 4 ，联立解得 L 两端电压 L 1
4
n 2 2R ， A 的示 U n U n n 2R R n 1
1 ⋅ +1 1 2
2
4
4
1
L
3
2 R L 数为 I = U 2 -U
3 =
n 2 (U -U 4 )
，将U
代入可知 A 错误； L 所在回路中，由欧姆定律可知电流 I ' = U
，
L 1
2R
U = I 'R 2n 1R
= U ＜U U 2 2R + R L
两端电压 L 2 L 2R +1 L 1 ，由 P = 可得灯泡 L 比灯泡 L 亮，B 正确；电阻消耗功率 P = I 2 R ，由
R L
过程分析知 I ＜I ' ，所以 P 1＜P 3 ，C 错误；因 I ＜I ' ，有根据欧姆定律U = IR 得， R 2 两端的电压小于 R 4 两端的电压，
D 正确. 15．AC
【解析】AB 、副线圈中灯泡 L 3 和 L 4 恰能正常工作，可知支路电流为灯泡的额定电流，所以副线圈的总电流等于灯泡额定电流的 2 倍，根据理想变压器的原副线圈的电流关系可知，当副线圈只有一个时，原副线圈的电流之比等于匝数的反比，所以原线圈的电流等于副线圈的一半，等于灯泡的额定电流，所以 L 1 和 L 2 都能正常工作，A 正确 B 错误
CD 、交流电源的电压等于 L 1、L 2、原线圈的端电压三者之和，副线圈的端电压等于灯泡的额定电压，所以原线圈的端电压等于灯泡额定电压的 2 倍，所以交流电源电压为 4U ，C 正确 D 错误
1 n
4 2
2
R 2
r 2 3 2 r 2 n 2
2020 届高三高考物理复习培优练习题：交变电流
16. AC
【解析】由图乙可知，通过 R 的交流电的频率为 50Hz ，故 A 正确；变压器初级输入电压的有效值,
次级电压：，则电流表 A 2 的示数为，则原线圈上电流表的示数为：
故 B 错误；变压器的次级功率为：
，则此时变压器的输入功率为 22W ，故 C 正确；将 P 沿逆时针
方向移动一些，则次级匝数增加，次级电压变大，则电流表 A 1 的示数变大，故 D 错误；故选 AC
17. BD
【解析】A ．矩形线圈 abcd 转动过程中，在中性面位置时，通过线圈的最大磁通量为 BS ，故 A 错误； B ．线圈处于图示位置时，是中性面位置，感应电动势的瞬时值为零，矩形线圈中产生的电动势最小，故 B 正确； C ．将原线圈抽头 P 向上滑动时，原线圈的匝数增多，所以变压器副线圈的输出电压变小，故电流减小，灯泡变暗， 故 C 错误；
D ．若线圈转动角速度变为 2ω，最大值增加为原来的 2 倍，即
E m = 2NBS
，根据有效值的定义有
( 2NS )
2
2
R
18.
BD
• T = E
2 R
• T ，解得变压器原线圈电压的有效值为： E = NBS ，故 D 正确； I 1
【解析】C ．根据 = n 2 可得， I = n 1 I =
1
⨯105 A = 103 A ，则通过电阻 r 的电流为103 A ，故 C 错误；
1
I 2 n 1
100
A ．电阻 r 两端的电压为U = I r = 103 A ⨯ 50Ω = 5⨯104 V ，则U = U -U =106 V - 5⨯104 V = 9.5⨯105
V ，同
理可得U 4 = n 4
U n 3
= 1 100 ⨯ 9.5⨯105 V = 9.5⨯103 V ，则U 4 ≠ U 1 ，故 A 错误； B ．由于 I 2 = I 3 ，同理可得 I 4 = n 3 I n 4 = 100 ⨯103 A = 105 A
，则 I 1
4 = I 1 ，故 B 正确； D ．电阻 r 损耗的功率 P r = I 2r = (103 )
2
⨯ 50W = 5⨯107 W ，故 D 正确。

19. ACD
【解析】由图可知，a 的周期为 4×10-2s ；b 的周期为 6×10-2s ，则由 n=1/T 可知，转速与周期成反比，故转速之比为 3：2；故 A 错误；曲线 a 、b 对应的 t=6×10-2s 时刻两线圈中感应电动势均为零，则线圈平面均与中性面重合，选项 B 正确；
=
E ma
= 15
= 0.03Wb
根据 E m = NBS 可知曲线 a 对应的 t=0 时刻穿过线圈磁通量为 m
N 10 ⨯ 2
4 ⨯10-2
，则曲线 b 对
5 / 19
2 3
3
10
2 2I I n U n 2I =
应的 t=0 时刻穿过线圈磁通量为 0.3
Wb ，选项 C 错误；根据 E = NBS 可知 E ma
= a
= T b
= 3 ，所以 E = 2 m E T 2 mb 3
E ma =10V ；则曲线 b 表示的交变电动势有效值为U b mb b a
=
= 5 2V ，故 D 错误；此题选择错误的选项，故选 ACD 。

20. BD
【解析】由变压器原副线圈两端得电压电流公式可知 I
1
=
n 2
得I =10I ，由因
U 1 = n 1
， U =10IR 得U =100IR ，
2
2 1
2
1
2 2
故 A 错误，由 P = U I = 100I 2R 知 B 正确；ab 在环的最低端时 t=0，则导体棒 ab 中感应电流的表达式是
2
2
2
i = 2I cos t ，故 C 错误；在 cd 端接电阻后，原电路得电压仍然不变是U 1=100IR ，因此电流表的示数不变可
知电阻 R ' = 100R ，故选项 D 可化为
100 2IR = 100 2IR
= ，而有电荷量得公式 q = R ' 100R R
BS
大值 ，旋转 R
90 度
= BS 联立可得 q = 2I ，所以 D 正确
21. AB
【详解】方式一中，导线框中磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知，感应电流的方向先逆时针，后顺时针，选项 A 正确；第一种方式穿过回路的磁通量 Φ1＝BR 2sinω1t ，所产生的电动势为 e 1＝ω1BR 2cosω1t ，选项 B 正确；根据
q =
∆Φ 可知两种方式中，磁通量的变化量不相同，则通过导线截面的电荷量不相等，选项 C 错误；第二种方式穿
R
回路的磁通量 Φ2＝BR 2cosω2t ，所产生的电动势为 e 2＝ω2BR 2sinω2t ，则两种方式所产生的正弦交流电动势的有效值
E 1
1
t 1800 2
E 2 Q 1 21 2 之比为 ＝ E 2 2 ，时间满足 1 1 ＝ 2t 2
900 = 1 ，根据Q = t 可知， R Q 2 = = ，故 D 错误。

故选 AB 。

2
1
22. BCD
【详解】由变压器的原理可知，风扇电动机 D 两端的电压为 U/n ，因为电风扇中含有线圈，故不能利用欧姆定律求
电压，A 错误；由变压器功率特点可知，理想变压器的输入功率等于输出功率为，B 正确；
风扇电动机 D 输出的机械功率为
，C 正确；因为副线圈两端的电压为 U/n ，若电风扇由于机械故障
被卡住，则副线圈回路可视为纯电阻电路，该回路的等效电阻为，所以副线圈中的电流为
，通过原线
圈的电流为
，D 正确；故选 BCD 。

1
240 23．(1)
(2)
(3)44V
10
11
【解析】（1）原线圈的电流为 I 1 = P
= 200A U
由于输电线上损失的功率为发电机输出功率的 4%，所以副线圈上的 ，交流电得电流最。