2025届高考物理一轮复习专题练： 交变电流
一、多选题
1．发电厂通过较长距离输电线直接向学校供电，发电机的输出电压为，发电厂至学校的输电线总电阻为R，通过输电线的电流为I，学校的输入电压为，下列计算输电线损耗功率的表达式中正确的是( )
A. B. C. D.
2．某小型发电站发电机输出的交流电压为，输出的电功率为，用电阻为的输电线向远处送电，要求输电线上损失的功率为输电功率的，则发电站需安装一升压变压器将交流电升压，远距离输电后再通过降压变压器降压为供用户使用.已知两个变压器均为理想变压器，则对整个送电过程，下列说法正确的是( )
A.升压变压器的匝数比为
B.降压变压器的匝数比为
C.通过降压变压器副线圈的电流为
D.降压变压器的输入电压为
3．绿色环保、低碳出行已经成为一种时尚，新能源汽车越来越受市民的喜爱，正在加速“驶入”百姓家，某物理老师为自家电动汽车安装充电桩的电路图如下，已知总电源的输出电压为，输出功率为，输电线的总电阻，变压器视为理想变压器，其中升压变压器的匝数比为，汽车充电桩的额定电压为。则下列说法中正确的有( )
A.输电线上的输出电流为
B.用户获得的功率为
C.降压变压器的匝数比为
D.若充电桩消耗的功率增大，在总电压不变的情况下，充电桩用户端获得的电压减小
4．某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压为，输出功率为500kW。输电线上电流为8A，损失的功率为4kW，其余线路电阻不计，用户端电压，功率88kW。储能站电路电流为51A，升压变压器的匝数比，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是( )
A.输电线总电阻 B.发电机输出电压
C.用户增加时，用户得到的电压降低 D.升压变压器的匝数比
5．如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈接有两个完全相同的灯泡a、b和一个定值电阻R、电流表、电压表均为理想电表。开关S原来是断开的，现将开关S闭合，则( )
A.电流表的示数不变 B.电压表的示数不变
C.原线圈输入功率增大 D.灯a消耗的电功率增大
6．2024年1月18日，随着国能永福堡里风电场风电项目首台风机并网发电成功，国能永福发电有限公司风电装机实现“零”的突破。这标志着广西首个“风光火”多能互补电源项目实现并网发电，进一步加快了永福百万千瓦级“风光火储”能源基地的建设进程。如图为其远距离输电示意图，发电机输出电压，输出功率，经升压变压器升压至进行远距离输电：降压变压器输出电压，输电线上损失的功率（变压器均可视为理想变压器）。下列说法正确的是( )
A.升压变压器的匝数比 B.输电线上的电流为
C.输电线路的电阻为 D.降压变压器的匝数比
7．风能是一种清洁无公害可再生能源，风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，截至2023年底，中国风电装机容量接近4亿千瓦，位居世界第一。如图为某风力发电场向一学校供电线路图，发电场的输出功率为10kW，输出电压为250V，用户端电压为220V，输电线总电阻，升压变压器原、副线圈匝数比，变压器均为理想变压器，下列说法正确的是( )
A.降压变压器的匝数比
B.输电线上的电流为40A
C.该输电系统的输电效率为
D.深夜学校的用电器减少，输电线上损失的功率将变小
8．图甲所示的装置是斯特林发电机，其工作原理图可以简化为图乙。已知矩形导线框的匝数为N，面积为S，处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，矩形导线框以角速度ω绕垂直磁场方向的轴匀速转动，线框与理想变压器原线圈相连。理想变压器原、副线圈的匝数比为1:4，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，为定值电阻，R为滑动变阻器，交流电压表、均视为理想电表，不计线框的电阻。下列说法正确的是( )
A.线框从图示位置开始转过180°的过程中，产生的平均电动势为
B.滑动变阻器的滑片向c端滑动的过程中，的发热功率减小
C.滑动变阻器的滑片向d端滑动的过程中，电压表的示数始终为
D.线框从图示位置开始转过90°时，电压表的示数为
9．某节能环保风力发电演示系统由风力发电机、升压变压器和用户三部分构成，简易示意图如下。时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈以恒定的转速n转动，已知发电机线圈面积，匝数为匝，内阻不计；匀强磁场的磁感应强度为。理想变压器原、副线圈的匝数比为。在用户部分电路中电表均为理想电表，D为理想二极管，定值电阻、，若电压表的示数为，则( )
A.发电机线圈的转速
B.原线圈输入的功率为600W
C.电阻上消耗的电功率之比为1:2
D.电流表的示数为5A
10．如图是差动变压器式位移传感器的简化模型。两组匝数相等的副线圈上下对称分布，在ab端输入稳定的正弦式交流电，电压有效值为，cd间输出电压有效值为。初始时，铁芯两端与副线圈平齐，铁芯上下移动过程中始终有一端留在副线圈内，则铁芯( )
A.向上移动，减小 B.向下移动，增大
C.静止不动，增大则不变 D.向上移动一段距离后，增大则减小
11．在如图所示的电路中，三个定值电阻的阻值分别为，，在a，b两端输入正弦式交变电流，电压的表达式为，已知理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，当开关S闭合后，下列说法正确的是( )
A.通过的电流为0.5A
B.电阻消耗的功率之比为9:16
C.电路消耗的总功率为22W
D.流过电阻的电流的频率为100Hz
12．如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻的阻值为R，滑动变阻器的最大阻值为9R，滑片初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是( )
A.保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变
B.保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，消耗的功率增大
C.保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大
D.保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，消耗的功率先增大后减小
参考答案
1．答案：BD
解析：输电线上损失的电压为根据欧姆定律可得则输电线损耗功率为故A、C错误，B、D正确。故选BD。
2．答案：AD
解析：由公式，解得，升压变压器的输入电流，所以升压变压器的匝数比，升压变压器的输出电压，则降压变压器的输入电压，降压变压器原、副线圈的匝数比，降压变压器的输入功率，解得，AD项正确。
3．答案：AD
解析：A.升压变压器原线圈电流，所以，故A正确；
B.输电线损失功率，用户获得的功率，故B错误；
C.升压变压器副线圈电压，降压变压器原线圈电压，降压变压器的匝数比为，故C错误；
D.若用户端消耗的功率增大，在发电厂的输出电压不变的情况下，可知输送电流增大，输电线上损失电压增大，降压变压器原线圈电压减小，则降压变压器副线圈电压减小，用户端获得的电压减小，故D正确。
故选AD。
4．答案：BCD
解析：A、输电线上电流为8A，由功率公式可得
A错误;
B.用户端电压，功率88kW，可得
输电线上电流为8A，由理想变压器原、副线圈电流与匝数关系公式可得，降压变压器的匝数比
由理想变压器原、副线圈电压与匝数关系公式可得
可知升压变压器副线圈上电压
可知升压变压器原线圈上电压
B正确;
C.当用户增加时，可知增大，则输电线上电流增大，输电线上电压降增大，则减小，用户得到的电压降低，C正确;
D.储能站功率为
可得
储能站电路电流为51A，则有
由理想变压器原、副线圈电压与匝数关系公式可得
D正确。
故选BCD。
5．答案：BC
解析：B.根据理想变压器电压与匝数比的关系，可得副线圈两端电压为，由于原线圈输入电压和原、副线圈匝数比不变，则副线圈输出电压不变，即电压表的示数不变，故B正确;AC.开关S闭合后，副线圈负载总电阻减小，根据欧姆定律，副线圈输出电流增大;根据理想变压器电流与匝数比的关系，可知原线圈输入电流增大，即电流表的示数增大，根据，可知原线圈输入功率增大，故A错误，C正确;D.由于副线圈输出电压不变，副线圈输出电流增大，则定值电阻R两端电压增大，灯a两端电压减小，所以灯a消耗的电功率减小，故D错误。故选BC。
6．答案：AC
解析：A.升压变压器的匝数比故A正确;B.输电线上的电流为故B错误;C.输电线路的电阻为故C正确;D，降压变压器的匝数比故D错误。故选AC。
7．答案：ACD
解析：AB.根据题意，由可得，升压变压器原线圈的电流为
输电线上的电流为
升压变压器副线圈的电压为
降压变压器原线圈的电压为
降压变压器的匝数比
故A正确，B错误；
C.该输电系统的输电效率为
故C正确；
D.深夜用户的用电器减少，则降压变压器的输入功率减小，输入电流减小，输电线上损失的功率减小，故D正确。
故选ACD。
8．答案：BD
解析：线框从题中图示位置开始转过180°的过程中,磁通量的变化量,而产生的平均电动势，解得,选项A错误;矩形线框在转动过程中产生的感应，电动势的最大值,则原线圈的电压即电压表的示数，再根据原、副线圈电压比与匝数比的关系有,则副线圈的电压即电压表的示数,故只要不变则不变,选项C错误、D正确;根据以上分析知,原线圈的电压没有发生改变,则副线圈的电压也不会改变,在滑动变阻器的滑片向c端滑动的过程中,接入电路中的电阻增大,副线圈回路的电流减小,的发热功率减小,选项B正确。
9．答案：BC
解析：A.根据理想变压器原副线圈两端的电压与匝数之比满足，所以，则发电机产生的最大电动势为,所以，故A错误;D.因为二极管为理想二极管，电流表的示数也为有效值，所以有，解得，故D错误；C.电阻的功率为，电阻的功率为，所以电阻上消耗的电功率之比为1:2，故C正确；B.原线圈输入的功率等于副线圈消耗的功率，即，故B错正确。
10．答案：BC
解析：根据差动变压器式位移传感器的工作原理可知，当磁芯在中间位置时，输出电压不变，一旦向上或者向下移动，将在次级线圈间感应出差分电压，故铁芯向上或向下移动，都会增大，铁芯静止不动，即使增大，但依然不变。
故选BC。
11．答案：BC
解析：
12．答案：BD
解析：AB.设原线圈中的电流为I，则
故输入端电压的有效值为
保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，接入电路的电阻减小，I增大，和都增大，故U减小，消耗的功率增大，A错误，B正确;
CD.设原副线圈的匝数比为n，则
故随着向下缓慢滑动的过程中，n增大，I减小，U减小；消耗的功率为
整理得
当时，消耗的功率最大，故随着向下缓慢滑动的过程中，消耗的功率先增大后减小，C错误，D正确。
故选BD。
