资料简介
考点 11 交流电
1．（2021·安徽阜阳市·高三期末）在图甲电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比为 2：1，电压表为理
想电表，定值电阻 R1＝0.8Ω、R2＝2Ω、R3＝3Ω，变压器原线圈两端 a、b 接正弦交流电源后，通过 R2
的电流 i2 随时间 t 的变化规律如图乙。下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻 R1 的电流方向每秒钟改变 50 次
B．变压器的输入电流为 2.5A
C．电压表的示数为 6V
D．变压器的输入功率为 25W
【答案】B
【详解】
A．电流的频率
1 Hz 50Hz0.02f
故电流方向每秒钟改变 100 次，选项 A 错误；
B．通过 2R 的电流
2
3 2 A 3A
2
I
R2 两端的电压
2 2 2 6VU I R
通过 3R 的电流
2
3
3
2AUI R
通过副线圈的电流
2 3 5AI I I
故通过原线圈的电流
0 2.5A2
II
选项 B 正确；
C．电压表的示数
2 1 10VU U IR
选项 C 错误；
D．变压器的输入功率
1 2 50WP P UI
选项 D 错误；
故选 B。
2．（2021·湖北荆州市·高三月考）如图所示的电路中，变压器为可调理想自耦式变压器，R1 为定值电阻，
R2 为滑动变阻器，在 M、N 两端输入恒定的正弦交流电，则下列判断正确的是（ ）
A．仅将滑片 P1 向上移，电压表示数变大
B．仅将滑片 P1 向上移，电流表示数变大
C．仅将滑片 P2 向上移，电压表示数变大
D．仅将滑片 P2 向上移，电流表示数变大
【答案】C
【详解】
A．仅将滑片 P1 向上移，原线圈匝数增大，根据变压比
1 2
1 2
U U
n n
，=
可知，U2 减小，根据分压原理可知，电压表的示数变小，A 错误；
B．副线圈电阻变大，根据
2
2UP R
可知电路消耗的功率减小，原线圈输入功率变小，电流表的示数变小，B 错误；
CD．仅将滑片 P2 向上移，R2 接入电路的电阻变大，因此副线圈中的电流减小，R1 两端的电压变小，电
压表的示数变大，根据变流比，电流表的示数变小，C 正确，D 错误。
故选 C。
3．（2021·江苏盐城市·高三一模）如图所示，街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器输入电压
是市电网的电压，负载变化时几乎不变。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用 R0
表示，变阻器 R 表示用户用电器的总电阻。假设变压器上的能量损失可以忽略。当变阻器 R 滑动片 P
向下移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电阻 R0 上的电流减小
B．电阻 R0 两端电压不变
C．变压器输入的电流增大
D．变压器输出的电压增大
【答案】C
【详解】
设原线圈的各参数为 1 1 1U I n， ， ，副线圈的各参数为 2 2 2U I n， ， ，
D．根据理想变压器的原理
1 1
2 2
U n
U n
可知 2U 不变，即变压器输出的电压不变，故 D 错误；
A．当变阻器 R 滑动片 P 向下移动时，接入电路的电阻减小，因为 2U 不变，所以 2I 增大，即电阻 R0 上
的电流增大，故 A 错误；
B．根据 R0 两端的电压为
0 2 0U I R
因为 2I 增大，所以 0U 增大，即电阻 R0 两端电压增大，故 B 错误；
C．根据理想变压器的原理
1 2
2 1
I n
I n
因为 2I 增大，所以 1I 增大，即变压器输入的电流增大，故 C 正确。
故选 C。
4．（2021·山西朔州市·高三期末）一含有理想变压器的电路如图甲所示，图中理想变压器原、副线圈匝数
之比为 2：1，电阻 R1 和 R2 的阻值分别为 3Ω和 10Ω，电流表、电压表都是理想交流电表，a、b 输入端
输入的电流如图乙所示，下 列说法正确的是（ ）
A．0.03 s 时，通过电阻 R1 的电流为 0 A B．电流表的示数为 6 A
C．电压表的示数为 6 V D．0~0.04s 内，电阻 R1 产生的焦耳热为 0.48 J
【答案】A
【详解】
A．由图可知，在 0.03s 的前后，原线圈中的电流不变化，则副线圈中没有感应电流，所以通过电阻 R1
的瞬时电流为 0，故 A 正确；
B．设电流表的示数为 I1，则有
2
22
1
2 22 22
T TI RT R R
＝
求得
I1＝ 6
2
A
故 B 错误；
C．原线圈中电流只有交流部分电流才能输出到副线圈中，故副线圈中电流交流部分的电流最大值为
2 2 A；设副线圈交流电的有效值为 I2，则
2
2
2
2 2
22
TI RT R
＝
求得
I2＝ 2 A
因此电压表的示数为
2 2 2V10U I R
故 C 错误；
D．在 0~0.04s 内，电阻 R1 产生的焦耳热为
22
2 1 2 3 0.04J 0.24JQ I R t
故 D 错误。
故选 A。
5．（2021·广东惠州市·高三月考）如图甲所示的电路中，S 为单刀双掷开关，电表为理想电表，Rt 为热敏电
阻（阻值随温度的升高而减小），理想变压器原线圈接如图乙所示的正弦交流电，则（ ）
A．变压器原线圈中交流电压 u 的表达式 110 2 sin50 (V)u t
B．开关 S 接在 a 端，Rt 温度升高时，变压器的输入功率变小
C．开关 S 接在 a 端，Rt 温度升高时，电压表和电流表的示数均变大
D．开关 S 由 a 切换到 b，Rt 消耗的功率变小
【答案】D
【详解】
A．由图乙可知，变压器原线圈中交流电压 u 的表达式
110 2 sin100 (V)u t
A 错误；
BC．开关 S 接在 a 端，Rt 温度升高时，电路的电阻减小，而根据
1 1
2 2
n U
n U
可知电压表的示数不变，根据欧姆定律，电流表的示数变大，回路消耗的功率增大，变压器输入的功率
变大，BC 错误；
D．开关 S 由 a 切换到 b，副线圈接入电路的匝数减少，根据
1 1
2 2
n U
n U
加在 Rt 两端电压降低，Rt 消耗的功率变小，D 正确。
故选 D。
6．（2021·广东汕头市·高三一模）如图为日常生活中常见的电子打火灶点火装置原理图。将 1.5 V 直流电压
通过转换器转换为正弦交变电压 6sin100 (V)u t ，再将其加在匝数比 2 1: 2000:1n n 的理想变压器
的原线圈上，副线圈两端就可获得高压引发电火花点燃燃气。下列说法正确的是（ ）
A．原线圈两端所接交流电压表的读数为 6 V
B．放电针之间电压最高可达 12000 V
C．放电针之间交流电压频率 100 Hz
D．放电针每隔 0.02 s 点火一次
【答案】B
【详解】
A．正弦交流电有效值和最大值之间的关系为
max
2
uu
电压表显示的是有效值，所以原线圈两端所接交流电压表的读数为
max 6 3 2V
2 2
uu
A 错误；
B．根据变压器原副线圈电压关系
1 1
2 2
U n
U n
计算出副线圈两端电压的最大值为 12000 V，B 正确；
C．正弦交流电的角速度为100 ，所以交流电的频率为 50 Hz，C 错误；
D．一个周期内电压可两次达到最高电压 12000 V，故每间隔 0.01 s 点火一次，D 错误。
故选 B。
7．（2021·广东珠海市·高三月考）如图所示，理想变压器的原线圈与交流电源相连，当规格为“2V ，0.4W”
的灯泡正常发光时，R1 的功率为 0.1W，已知 R1=10Ω，R2=5Ω。下列说法正确的是（ ）
A．变压器原线圈中的电流为 0.2A
B．变压器副线圈两端的电压为 2V
C．原副线圈输入、输出的功率之比为 2：1
D．原副线圈的匝数比为 2：1
【答案】D
【详解】
A．变压器原线圈中的电流为
1
1
1
0.1 0.1A10
RPI R
A 错误；
B．变压器副线圈两端的电流为
2
0.4 0.2A2
L
L
L
PI I U
变压器副线圈两端的电压为
2 2 2 0.2 5V 2V 3VLU I R U
B 错误；
C．根据理想变压器的原理，原副线圈的输入、输出功率相同，C 错误；
D．根据理想变压器的电流关系，原副线圈的电流与匝数成反比，所以原副线圈的匝数比为 2：1，D 正
确。
故选 D。
8．（2021·辽宁高三月考）如图甲是某型号的交流转换器铭牌，图乙是其内部原理图，可视为理想变压器，
图丙是输入电压，电流表和电压表都是理想交流电表，电阻 10ΩR ，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数为 5.5A B．电压表的示数为11V
C．原副线圈匝数之比为 1∶2 D．通过电阻 R 的交变电流的频率为100Hz
【答案】A
【详解】
ABC．观察变压器的铭牌，可知当输入电压为 220Ｖ时，输出电压为 110Ｖ，根据变压器
1 1
2 2
2= 1
U n
U n
故 C 错误；由图丙可知，输入电压的有效值为 220Ｖ，由
1 1
2 2
U n
U n
得输出电压为 110Ｖ，故 B 错误；
由欧姆定律，电阻 R 的电流为
2
110 =11A10
UI R
由
1 2
2 1
I n
I n
得
1=5.5AI
故 A 正确；
D．由图丙可知，输入电压的周期为 0.02s，则输入电压的频率为 50Hz，则输出的电压的频率也为 50Hz,
故 D 错误。
故选 A。
9．（2021·全国高三专题练习）采用一稳压交流电源给如图所示电路供电， 1 2 3R R R、 、 是三个完全相同的
定值电阻，理想变压器的匝数比为 2：1，开关断开时电路消耗的总功率为 P，则开关闭合时电路消耗的
总功率为（ ）
A．P B． 3
2
P C． 5
3
P D． 9
5
P
【答案】C
【详解】
设三个完全相同的定值电阻的阻值为 R，电源输出电压为 U，开关断开时，根据等效电路可得，电路的
总电阻
21
2
( ) 5nR R R Rn
总
电路消耗的总功率
2 2
5
U UP R R
总
开关闭合时，根据等效电路可得，电路的总电阻
21
2
( ) 32
n RR R Rn
总
电路消耗的总功率
2 2 5
3 3
U U PP R R
总
故选 C。
10．（2021·广东佛山市·西樵高中高三月考）学校实验室有一台教学用发电机，若该发电机线圈的匝数为 n，
产生的交变电流的电动势的瞬时值表达式为 m sine E t ，则穿过该发电机线圈的磁通量的最大值为
（ ）
A．
2
mE
B． mnE
C．
2
mE
n D． mE
n
【答案】D
【详解】
该发电机产生的交变电流的电动势最大值
Em=nBSω
穿过该发电机线圈的磁通量的最大值
m BS
解得
m
m
E
n
故选 D。
11．（2021·福建泉州市·高三月考）一理想变压器原、副线圈匝数比为 10∶1，原线圈与正弦交变电源连接，
输入电压如图所示，副线圈仅接入一个阻值为 10Ω的电阻，则（ ）
A．副线圈输出电压的频率为 50Hz
B．在 1s 时间内副线圈中电流方向改变 25 次
C．流过电阻的电流为 1A
D．变压器的输入功率为 5W
【答案】D
【详解】
A．从图像中可得该交流电的周期为 0.04sT ，所以该交流电的频率为
1 25Hzf T
故 A 错误；
B．1s 时间内的周期数为
1s 250.04sn 次
一个周期内，电流方向改变两次，则 1s 内副线圈中电流方向改变 50 次
故 B 错误；
C．变压器原线圈的输入电压为
1
100 V 50 2V
2
U
由理想变压器的变压比公式
1 1
2 2
U n
U n
得，副线圈的输出电压为
2 1
2
1
5 2Vn UU n
电流为
2
2
2 A2
UI R
故 C 错误；
D．副线圈中的电功率为
2
2 5WUP R
故 D 正确。
故选 D。
12．（2021·湖北武汉市·高三月考）如图所示，在输电线 L1 和 L2 上接有电压互感器甲和电流互感器乙。若
已知匝数比分别为 n1∶n2=1000∶1 和 n3∶n4=1∶100，且知图中电压表示数为 220V、电流表示数为 2.0A，
则输电线 L1 和 L2 输送的电功率为（ ）
A．4.4×10-3W B．4.4×103W C．4.4×107W D．4.4×104W
【答案】C
【详解】
电压互感器两端电压满足
1 1
2 2
U n
U n
代入数据可解得输电电压为 U1=220kV，电流互感器中电流满足
1 2
2 1
I n
I n
代入数据可解得输电线中电流 I1=200A，则输电线 L1 和 L2 输送的电功率为
7
1 1 4.4 10 WP U I
C 正确。
故选 C。
13．（2021·广西河池市·高三期末）如图所示为远距离输电的电路图，升压变压器和降压变压器均为理想变
压器，发电机输出的电压为 U，升压变压器的原、副线圈匝数比为 k1，降压变压器的原、副线圈匝数比
为 k2，输电线上损耗的功率为输送功率的 1
20
，用户得到的电压为 U4，则 1
4
U
U 为（ ）
A． 1 2k k B． 1 220
19
k k C． 1 220
21
k k D． 1 210
9
k k
【答案】B
【详解】
根据变压器变压原理有：
31
1 2
2 4
,UU k kU U
设输送功率为 P，则
2 2 2 2 3
1, 20P U I P I U U
则
1 1 2
4
20
19
U k k
U
故选 B。
14．（2021·江苏南通市·高三期末）ED 型硅钢铁芯如图甲所示，其结构为三相两半拼合形成的闭合磁路，
广泛应用于三相变压器、扼流圈、电抗器等电磁原件。用 ED 型硅钢铁芯绕制变压器，并连接成如图乙
所示电路，原副线圈绕制匝数分别为 n1、n2，原线圈输入的交流电压为 U1，副线圈的输出电压为 U2。
现将滑动变阻器滑片向下滑动，下列说法错误的是（ ）
A．U1：U2=n1：n2
B．灯泡亮度变暗
C．电流表示数减小
D．用相互绝缘的硅钢片叠成 ED 型铁芯有利于减小涡流
【答案】A
【详解】
A．因为穿过原线圈的磁场并未全部穿过右侧线圈，也有穿过左侧臂的，故不满足 U1：U2=n1：n2，故 A
错误；
BC．将滑动变阻器滑片向下滑动，副线圈电阻变大，副线圈电流变小，则灯泡亮度变暗，灯泡分压变
小，则并联部分分压变大，R1 支路电流变大，电流表示数减小，故 BC 正确；
D．用相互绝缘的硅钢片叠成 ED 型铁芯有利于减小涡流，故 D 正确。
本题选择错误的，故选 A。
15．（2021·安徽池州市·高三期末）如图所示的电路中，变压踞为理想变压器，电表为理想电表，R，是定
值电阻，R2 是滑动变阻器，在 a、b 两端输入最大电压恒定的正弦交流电，调节滑动变阻器的滑片，发
现电流表的示数变小，则下列判断正确的是（ ）
A．电压表的示数变小
B．R1 消耗的功率变小
C．滑动变阻器的滑片向下移动
D．变压器原线圈输人功率变小
【答案】D
【详解】
A．原线圈输入电压不变，根据变化比可知，副线圈输出电压不变，电压表的示数不变，A 错误；
B． 1R 两端的电压不变，消耗的功率不变，B 错误；
C．由于 1R 中电流不变，一定是的原线圈输入电流减小，副线圈输出电流减小，则一定是 2R 的阻值变
大，即滑片向上移动，C 错误；
D．原线圈电压不变，输入电流减小，输入功率减小，D 正确.
故选 D。
16．（2021·江西吉安市·高三期末）有一种自行车，它有能向车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如
图甲所示：图中 N、S 是一对固定的磁极，磁极间有一固定在绝缘转轴上的矩形线圈，转轴的一端有一
个与自行车后轮边缘接触的摩擦轮。如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线
圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电。关于此装置，下列说法正确的是（ ）
A．自行车的速度加倍，线圈中交变电流的周期加倍
B．自行车的速度加倍，线圈中交变电流的周期不变
C．小灯泡的电功率与自行车的速度成正比
D．小灯泡的电功率与自行车速度的平方成正比
【答案】D
【详解】
AB.设自行车的速度为 v，摩擦轮的半径为 r，则后轮、摩擦轮的速度都等于 v，线圈转动产生正弦电流，
周期 2 rT v
，v 加倍，T 减小为原来的 1
2
，选项 A、B 错误；
CD．若线圈的匝数为 N、面积为 S、磁感应强度为 B，则线圈产生的电动势最大值
mE NBS
有效值为
2 2 2
mE NBS NBSvE
r
小灯泡的电功率
2
2
2 22
NBSv
E rP I R R R vR R
灯 灯 灯
总 总
选项 C 错误，D 正确。
故选择：D。
17．（2021·辽宁朝阳市·高三月考）如图甲所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，与理想变压器原、
副线圈相连的定值电阻阻值分别为 1 5ΩR ， 2 20ΩR 。当 E F、 两端接入如图乙所示的交流电源时，
电阻 1R 和 2R 消耗的功率相等，则（ ）
A．变压器原、副线圈的匝数比为1: 4
B．电压表的示数为18V
C．电流表的示数为1.8A
D．电源输出的功率为32.4W
【答案】BC
【详解】
A．电阻 1R 和 2R 消耗的功率相等，
2 2
1 1 2 2I R I R
又由于 1 2
2 1
n I
n I
，整理得
1
2
1
2
n
n
选项 A 错误；
BC．电源输出电压为
1 1 1 2 2 2
36 2 V 36V
2
U U U I R U I R ， ，
又 1 1
2 2
1
2
U n
U n
，联立解得
1 218V, 1.8AU I
即电压表示数为18V ，电流表示数为1.8A ，选项 B、C 正确；
D．通过原线圈的电流为
1 22 3.6AI I
电源输出的功率为
1 129.6WP I U
选项 D 错误。
故选 BC。
18．（2021·安徽高三开学考试）如图甲所示，理想变压器的原刷线圈匝数比为10:1，电表均为理想电表，
定值电阻 1 22Ω, 3.5ΩR R ，在 a b、 端接入如图乙所示的电压（图线为正弦曲线的一部分），则（ ）
A．电流表的示数为 2 A5 B．电流表的示数为 2 A5
C．电压表的示数为14V D．电压表的示数为 7 2V
【答案】BD
【详解】
图乙交流电
2 2
1 (220)
2
U TTR R
解得
1 110 2VU
根据变压比，副线圈两端的电压 2 11 2VU ，根据分压原理，电压表示数为 7 2V ，副线圈中的电流
2
2
1 2
2 2AUI R R
根据变流比，原线圈中电流
1
2 A5I
故选 BD。
19．（2021·湖北荆州市·高三月考）如图所示，理想变压器原线圈接在 20 2 sin100 Vu t 的交流电源上，
阻值 1 10R 的电阻与变压器原线圈并联。副线圈与阻值为 2 10R 的电阻组成闭合回路，电流表为
理想电流表。已知电阻 1R 消耗的电功率是 2R 消耗的电功率 4 倍，则下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数为1A
B．电阻 2R 消耗的电功率为10W
C．电源输出的功率为 40W
D．变压器原、副线圈的匝数之比为 4:1
【答案】AB
【详解】
D．电阻 R1 消耗的电功率是 R2 消耗的电功率 4 倍，电阻 R1 两端电压是 R2 两端电压的 2 倍，原、副线圈
的匝数比为 2：1，D 错误；
A．加在电阻 1R 两端电压的有效值为
1
20 2 V 20V
2
U
电阻 2R 两端的电压为
2 10VU
电流表的示数为
2
2
2
1AUI R
A 正确；
BC．电阻 1R 消耗的功率为
1
2
1
1
40WR
UP R
电阻 2R 消耗的电功率为
2
2
2 2 10WRP I R
电源输出的功率为
1 2
50WR RP P P
B 正确、C 错误。
故选 AB。
20．（2021·福建泉州市·高三月考）如图所示，甲是一固定的水平放置内阻不计的圆形导体线圈，线圈匝
数 N=100 匝，面积 S=0.040m2。线圈的两端 PQ 分别与原副线圈匝数比 n1:n2=3:2 的理想变压器原线圈相
连接，变压器的副线圈并联一小灯泡 L 和滑动变阻器 R。在线圈所在的空间存在着与线圈平面垂直的磁
场，磁场的磁感应强度 B 按如图乙所示的规律变化，此时小灯泡恰好能够正常发光。规定垂直于线圈平
面向上为 B 的正方向，则下列说法中正确的是（ ）
A．在 1.57×10-2
∼
4.71×10-2 s 时间内，P 点的电势低于 Q 点的电势
B．线圈中产生的感应电动势的有效值为 6 2
C．小灯泡的额定电压为 8V
D．滑动变阻器的滑动端向上滑动时，小灯泡的亮度将减小
【答案】AB
【详解】
A．由题意磁场的磁感应强度 B 按如图乙所示的规律变化，根据楞次定律可判断在
2 21.57 10 4.71 10 s 时间内，线圈中产生的感应电动势方向为从上向下看逆时针，产生电动势的
线圈看成电源，Q 为电源的正极，P 为电源的负极，所以 P 点的电势低于 Q 点的电势，故 A 正确；
B．根据题意可知线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式
m sine NB S t
所以感应电动势的最大值
m mE NB S
由图乙知周期为
2 26.28 10 s 2 10 sT
所以
2
2 2 rad/ s 100rad/ s2 10T
则最大值
2
m m 100 3.0 10 0.040 100V 12VE NB S
所以线圈中产生的感应电动势的有效值为
m 12 V 6 2 V
2 2
EE
故 B 正确；
C．原线圈电压
1U E
根据变压器的基本关系可知
1 1
2 2
U n
U n
所以
2
2 1
1
2 6 2 V 4 2 V 5.7V3
nU Un
小灯泡恰好能够正常发光，所以小灯泡的额定电压为5.7V ，故 C 错误；
D．滑动变阻器的滑动端向上滑动时，副线圈的电压不变，即小灯泡上的电压不变，所以小灯泡的亮度
将不变，故 D 错误。
故选 AB。
21．（2021·广东东莞市·高三开学考试）如图所示为变压器工作电路示意图，其中 T 为理想变压器，输电线
电阻可等效为电阻 r，灯 1L 、 2L 相同且阻值不变。现保持变压器 T 的输入电压不变，滑片 P 处于图中位
置，开关 S 断开该状态下灯 1L 正常发光，则下列说法正确的是（ ）
A．仅闭合开关 S，灯 1L 会变亮 B．仅闭合开关 S，r 消耗的功率会变大
C．仅将滑片 P 下移，r 消耗的功率会变大D．仅将滑片 P 上移，电流表示数会变大
【答案】BD
【详解】
A．仅闭合开关 S，变压器的输出电压不变，负载总电阻减小，电流增大，输电线上的电压升高，故两
灯泡并联部分电压降低，灯 1L 会变暗，A 错误；
B．仅闭合开关 S，由 A 中分析可知，导线电阻 r 中电流增大，由 2
rP I r 可知消耗的功率会变大，B
正确；
C．仅将滑片 P 下移，变压器的输出电压减小，r 中电流减小，故消耗的功率会变小，C 错误；
D．仅将滑片 P 上移，变压器的输出电压增大，负载电阻不变，电流 I2 增大，理想变压器输入功率等于
输出功率，有
1 1 2 2U I U I
可知，电流表示数 I1 会变大，D 正确。
故选 BD。
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