高中沪科版（2020）第二节 交变电流同步训练题

云南高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-16交变电流

一、单选题

1．（2021·云南保山·统考一模）一理想变压器的原、副线圈的匝数比为2：1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图所示，设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻R消耗的功率的比值为k，则（　　）

A．U =88V， B．U = 110V，k=

C．U=88 V，k= D．U=110V，k =

2．（2021·云南·统考一模）如图甲所示为交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向匀强磁场，A为理想电表。单匝线框绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，线框中的磁通量随时间t变化的关系如图乙所示。已知电阻R=10Ω，其余电阻忽略不计，下列判断正确的是（　　）

A．电流表的示数为10A

B．1s内电流的方向改变50次

C．0.01s时，线框平面与磁场方向垂直

D．1个周期内，电阻R上产生的焦耳热为10J

3．（2021·云南昆明·统考二模）某电站向远处输电，输电线的总电阻为，输送功率为，若采用高压输电，下列说法正确的是（　　）

A．采用高压输电，是为了增大输电线上的电流 B．输电线上的电流为

C．输电线上电阻造成的电压损失为 D．输电线上电阻造成的功率损失为

4．（2022·云南·统考二模）图甲所示的电路中，理想变压器的原线圈接在按图乙所示规律变化的正弦式交流电源上，副线圈接的定值电阻时，电流表的示数为，除R外其余电阻不计，则（　　）

A．变压器原、副线圈匝数比为

B．副线圈电流频率为

C．电阻R消耗的功率为

D．仅增大电源频率，电阻R消耗的功率将增大

5．（2022·云南昆明·统考一模）如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2:1，原线圈AB两端所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图乙所示。已知电流表示数为2A，若电表均为理想电表，下列说法正确的是（　　）

A．电压表示数为V

B．负载电阻R的阻值为27.5Ω

C．副线圈中的电流频率为25Hz

D．仅增大负载电阻R，电压表示数增大，电流表示数减小

6．（2020·云南曲靖·模拟预测）一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦半波交变电源上，在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值为u0，周期为T，如图所示。则Q方:Q正等于（　　）

A．1:4 B．4:1 C．1:2 D．2:1

7．（2020·云南·统考三模）“人工肺ecomo”呼吸机是治疗新冠肺炎重症的重要设备。呼吸机接在电压随时间变化的规律为u=220sin100πt（V）的交流电源上，正常工作时电流为5A，则（　　）

A．该交流电的频率为100Hz

B．该交流电每秒内电流方向变化50次

C．该呼吸机正常工作时电流的峰值为5A

D．该呼吸机正常工作时，1h消耗的电能为1.1度

二、多选题

8．（2021·云南昆明·统考三模）如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场中，匝数为n、边长为L的正方形线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，其角速度为，线圈总电阻为r。下列说法正确的是（　　）

A．线圈转动过程中的最大电流为

B．线圈转动一周产生的热量为

C．当线圈与中性面的夹角为时，线圈产生的瞬时电动势为

D．线圈从中性面开始，转动的过程中，通过导线横截面的电荷量为

9．（2021·云南曲靖·统考二模）如图所示，交流发电机的矩形线圈边长m，m，线圈匝数为50匝，线圈的总电阻，线圈在磁感应强度T的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以r/s的转速匀速转动，外接电阻，电压表为理想交流电表，则（　　）

A．图中线圈位置为中性面

B．若以图中位置开始计时，感应电动势的表达式为

C．图甲中电压表示数为160V

D．图乙中，外电路接原、副线圈匝数之比的理想变压器时，电阻R上消耗的电功率为6400W

10．（2021·云南·统考二模）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1，三只完全相同的灯泡L1、L2、L3连接如图。当开关 S闭合时，L2、L3均能正常发光。保持电源电压不变，断开开关 S，则 （　　）

A．三只灯泡的亮度相同

B．L2、L3仍能正常发光

C．电源的输出功率变小

D．电源的输出功率变大

11．（2021·云南昆明·统考一模）如图甲所示的电路中，变压器为理想变压器，交流电流表为理想电表，输入电压随时间变化的图像如图乙所示，两只规格为“”的灯泡均正常发光。下列说法正确的是（　　）

A．电阻的功率为

B．电流表的示数为

C．原、副线圈匝数之比为

D．副线圈中电流方向内改变次

12．（2020·云南红河·一模）某发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为、，消耗的功率为。若发电机线圈的转速变为原来的2倍，则（　　）

A．消耗的功率变为 B．电压表V的读数变为

C．电流表A的读数变为 D．通过的交变电流频率不变

13．（2020·云南·统考模拟预测）如图所示，理想变压器的原线圈接在稳压交流电源上，R1、R2、R3是阻值相等的定值电阻，电表A为理想电流表，调节滑片P可以改变原线圈匝数。初始时，开关K处于断开状态，下列说法正确的是（　　）

A．只把滑片P向上滑动，电流表示数将增大

B．只把滑片P向下滑动，电阻R1消耗的功率将增大

C．只闭合开关K，电阻R2消耗的功率将增大

D．只闭合开关K，电流表示数将变大

14．（2020·云南曲靖·统考二模）如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为5:1，原线圈与一电阻箱串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中定值电阻的阻值为，最初副线圈电路中电阻箱的阻值为，电路中所连接的电流表是理想电流表。现保持变压器输入电流不变，将副线圈电路中的电阻箱的阻值减小为，此时电流表读数为5.0A，则（　　）

A．此时流过原线圈的电流最大值约为1.7A

B．此时流过原线圈的电流最大值约为1.2A

C．原先电流表的示数为0.75A

D．原先电流表的示数为5.25A

15．（2020·云南·统考模拟预测）如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接理想电流表A、理想电压表V，副线圈上通过输电线接有一个灯泡L，一个电吹风M，输电线的等效电阻为R，副线圈匝数可以通过调节滑片P改变。S断开时，灯泡L正常发光。以下说法中正确的是（  ）

A．滑片P位置不动，当S闭合时，电压表读数增大

B．滑片P位置不动，当S闭合时，电流表读数增大

C．当S闭合时，为使灯泡L正常发光，滑片P应向上滑动

D．当S闭合时，为使灯泡L正常发光，滑片P应向下滑动

参考答案：

1．A

【详解】原副线圈电压比等于匝数比，根据副线圈负载电阻的电压U，可知副线圈电压为U，原线圈电压为2U，副线圈电流

原副线圈电流与匝数成反比，所以原线圈电流

那么原线圈输入电压

整理可得

原副线圈电阻消耗的功率根据

电阻相等，电流为1:2，可得功率比为1:4

故选A。

2．D

【详解】A．由图可知，磁通量变化的周期为

磁通量随时间的关系式为

由电磁感应定律可得

可得电动势的最大值为100V，则电动势的有效值

则电流表的示数

故A错误；

B．由图可知，交变电流的频率为

一个周期内电流方向改变两次，所以1s内电流的方向改变100次，故B错误；

C．0.01s时，磁通量为零，线框平面与磁场方向平行，故C错误；

D．由焦耳定律可得1个周期内，电阻R上产生的焦耳热

故D正确。

故选D。

3．D

【详解】A．由输送功率，可知，功率一定时，采用高压输电则会降低电流，故采用高压输电是为了降低输电线上的电流，故A错误；

B．根据功率，可解得

故B错误；

C．根据欧姆定律，可得到输电线上的电压损失为

故C错误；

D．根据焦耳定律可知，造成的功率损失即为电阻产生热的功率，解得

故D正确。

故选D。

4．A

【详解】A．原线圈的电压有效值为

原线圈的输入功率为

副线圈的输出功率为

解得

U2=5V

则变压器原副线圈匝数之比为

故A正确；

B．由乙图可知，交变电流的周期T = 0.02 s，则电流变化的频率为

交流电变压过程中频率不变，所以副线圈电流频率为50Hz，故B错误；

C．电阻R消耗的功率即为副线圈输出功率，等于5W，故C错误；

D．仅增大电源频率，电源电压最大值不变，原副线圈电压不变，则电阻R消耗的功率不变，故D错误。

故选A。

5．B

【详解】A．由图乙知，原线圈输入电压最大值为，有效值为

根据原、副线圈两端电压之比等于匝数之比，有

得副线圈两端电压有效值为

所以电压表示数为，故A错误；

B．根据原、副线圈两端电压之比等于匝数之比，有

得副线圈电流有效值为

负载电阻R的阻值为

故B正确；

C．由图可知原线圈的电流频率

理想变压器原、副线圈电流频率相等，故C错误；

D．仅增大负载电阻R，因为原线圈电压有效值和线圈匝数不变，所以副线圈电压有效值不变，即电压表示数不变，根据欧姆定律，副线圈电流有效值减小，而原副线圈电流比不变，所以原线圈电流有效值减小，即电流表示数减小，故D错误。

故选B。

6．C

【详解】由图可知，方形交流电源的有效值为，故其一周期产生的热量为

正弦式交流电的有效值为

故其一周期产生的热量为

故有

故ABD错误，C正确。

故选C。

7．D

【详解】A．因为，则该交流电的频率为

选项A错误；

B．交流电每周期方向变化2次，则该交流电每秒内电流方向变化100次，选项B错误；

C．该呼吸机正常工作时电流的峰值为5A，选项C错误；

D．该呼吸机正常工作时，1h消耗的电能为

选项D正确。

故选D。

8．AB

【详解】A．线圈转动过程中的最大电动势为

根据闭合电路的欧姆定律得

A正确；

B．电流的有效值为

线圈转一圈的时间为

线圈转动一周产生的热量为

B正确；

C．当线圈与中性面的夹角为时，线圈产生的瞬时电动势为

C错误；

D．线圈从中性面开始，转动的过程中，线圈磁通量的变化为

通过导线横截面的电荷量为

D错误。

故选AB。

9．BD

【详解】A．线圈与磁感线垂直的时候，磁通量为0，是中性面，故A错误；

B．变电流的电动势表达式为

带入数据可得

C．变电流的最大值为，则有效值为160V，由闭合电路欧姆定律

可得

故C错误；

D．原线圈的电流为，由变压器规律可得

可得

由变压器原副线圈功率相等得

带入数据联立解得

则R消耗的功率为

故D正确。

故选BD。

10．AC

【详解】理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1，则灯泡额定电压 ，根据变压器电流与匝数成反比可知

故流过3个灯泡电流相同，则亮度相同，原线圈两端电压减小，则副线圈电压变小，小于额定电压，则L2、L3不能正常发光，设额定电流为 ，闭合时，原线圈电流

断开后，副线圈电流减小，则原线圈电流减小，电源的输出功率 ，变小，故AC正确BD错误。

故选AC。

11．AC

【详解】AC．由图乙可知，交流电的有效值，由于原副线圈所接灯泡均能正常发光，则回路内电流

变压器原线圈分到的电压

副线圈灯泡也正常发光，故

故原副线圈的匝数之比为

原线圈的电功率

副线圈电功率

又因为，解得

故A选项和C选项都正确；

B．副线圈中电阻的电压，由，解得

则电流表的示数为，故B选项错误；

D．交流电压改变一次，副线圈中电流改变一次，即副线圈中电流方向内改变次，故D选项错误。

故选AC。

12．BC

【详解】B．根据

发电机线圈的转速变为原来的2倍，角速度变为原来的2倍，理想变压器的原线圈的最大电压为原来的2倍，根据

原线圈两端的电压有效值增大2倍，根据

可知理想变压器的副线圈的电压为原来的2倍，电压表V的读数变为2U，B正确；

A．R的电压变为原来的2倍，根据

R消耗的功率变为4P，A错误；

C．根据欧姆定律

通过理想变压器的副线圈的电流为原来的2倍，根据

理想变压器的副线圈的电流为原来的2倍，电流表A的读数变为2I，C正确；

D．根据

发电机线圈的转速变为原来的2倍，角速度变为原来的2倍，通过R的交变电流频率变为原来的2倍，D错误。

故选BC。

13．BD

【详解】A． 只把滑片P向上滑动，原线圈匝数增大，根据 可知，副线圈两端电压 变小，根据欧姆定律可知，副线圈电流变小，副线圈功率 变小，则输入功率变小，输入电压不变，则原线圈电流变小，电流表示数将变小，故A错误；

B． 只把滑片P向下滑动，原线圈匝数变小，副线圈两端电压 变大，根据欧姆定律可知，副线圈电流变大， ，则电阻R1消耗的功率将增大，故B正确；

CD． 只闭合开关K，副线圈电阻变小，匝数比和输入电压不变，则输出电压不变，根据欧姆定律可知，副线圈干路电流变大，R1分压变大，则R2两端电压变小，消耗的功率将减小；副线圈干路电流变大，输出功率变大，则输入功率变大，输入电压不变，则原线圈电流变大，电流表示数将变大，故C错误D正确。

故选BD。

14．AD

【详解】AB．保持变压器输入电流不变，将副线圈电路中电阻箱的阻值减小为时，此时电流表读数为5.0A，则副线圈输出电压有效值为

中电流为

则副线圈输出电流

由变压比和变流比公式可得，

解得此时流过原线圈的电流有效值

原线圈的电流最大值约为

选项A正确，B错误；

CD．保持变压器输入电流不变，根据变压器变流关系，副线圈输出电流不变，副线圈电路中原阻值为，设原来电流表的示数为I，则中电流为

则有

解得

选项D正确，C错误。

故选AD。

15．BC

【详解】A．滑片P位置不动，当S闭合时，电阻变小，原线圈电压及匝数比不变，副线圈电压不变，电压表读数不变，故A错误；

B．滑片P位置不动，当S闭合时，副线圈电压不变，电阻变小，输出功率变大，输入功率变大，根据P1=U1I1，知电流表读数变大，故B正确；

CD．因为副线圈电压不变，电阻变小，则副线圈电流变大，所以等效电阻R两端的电压增大，并联部分的电压减小，为了使灯泡L正常发光，必须增大电压，滑片P应向上滑动，故C正确，D错误。

故选BC。