2025版高考物理題型分類專項訓練：交變電流、傳感器

2025版高考物理考點題型歸納總結考點61第十二章交變電流傳感器

考點61交變電流的產(chǎn)生和描述

強基固本對點練

知識點1正弦交變電流的產(chǎn)生和描述

1.[2024.四川成都市月考]一個面積為S的N匝矩形線圈，在磁感應強度為8的勻強磁

場中，繞垂直于磁場方向的軸以角速度。勻速轉動，轉軸與線圈在同一平面內(nèi).下列說法

正確的是（）

A.線圈轉動到與磁場方向垂直時，磁通量最大等于NBS

B.線圈轉動到與磁場方向垂直時，感應電動勢最大等于N3S。

C.線圈轉動到與磁場方向平行時，磁通量為零，磁通量的變化率最大

D.線圈轉動到與磁場方向平行時，磁通量為零，感應電動勢為零

2.[2024?寧夏銀川市月考]（多選）如圖1所示，一個面積為S的矩形線圈在勻強磁場中

勻速轉動，穿過線圈的磁通量隨時間變化如圖2所示，下列說法正確的是（）

A.臺時刻線圈平面垂直于中性面

B.叁時刻邊的速度方向跟磁感線垂直

C.為時刻線圈平面與中性面重合

D.線圈在如圖1所示位置時，電流方向改變一次

3.在勻強磁場中，匝數(shù)N=100的矩形線圈繞垂直磁感線的轉軸勻速轉動，線圈中產(chǎn)

生的感應電動勢隨時間變化規(guī)律如圖所示，則下列說法正確的是（）

A.r=0.5Xl（T2s時，線圈平面與中性面重合

B./=1X10—2s時，線圈中磁通量變化率最大

C.穿過每一匝線圈的最大磁通量為1X10—3Wb

D.線圈轉動的角速度為50兀rad/s

知識點2交變電流的有效值

4.如圖是某一線圈通過的交流電的電流一時間關系圖像（前半個周期為正弦波形的3），

則一個周期內(nèi)該電流的有效值為（）

A3出

A.2A）2

「旦D￡/

。.2A）D.2/o

5.先后用不同的交流電源給同一盞燈泡供電，第一次燈泡兩端的電壓隨時間按正弦規(guī)

律變化，如圖甲所示；第二次燈泡兩端的電壓變化規(guī)律如圖乙所示.若甲、乙圖中的為、T

所表示的電壓、周期值是相同的，則以下說法正確的是（）

A.第一次，燈泡兩端的電壓有效值是A手/2

B.第一次，燈泡兩端的電壓有效值是當

C.第二次，燈泡兩端的電壓有效值是當

D.第二次，燈泡兩端的電壓有效值是華U0

6.圖是簡化的某種旋轉磁極式發(fā)電機原理圖.定子是僅匝數(shù)n不同的兩線圈，

二者軸線在同一平面內(nèi)且相互垂直，兩線圈到其軸線交點。的距離相等，且均連接阻值為R

的電阻，轉子是中心在。點的條形磁鐵，繞。點在該平面內(nèi)勻速轉動時，兩線圈輸出正弦

式交變電流.不計線圈電阻、自感及兩線圈間的相互影響，下列說法正確的是（）

A.兩線圈產(chǎn)生的電動勢的有效值相等

B.兩線圈產(chǎn)生的交變電流頻率相等

C.兩線圈產(chǎn)生的電動勢同時達到最大值

D.兩電阻消耗的電功率相等

7.（多選）如圖所示，圖線a是線圈在勻強磁場中勻速轉動時所產(chǎn)生正弦式交變電流的

圖像，當調(diào)整線圈轉速后，其在同一磁場中勻速轉動過程所產(chǎn)生正弦式交變電流的圖像如圖

線b所示.下列關于這兩個正弦式交變電流的說法中正確的是（）

A.在圖中f=0時刻穿過線圈的磁通量均為零

B.線圈先后兩次轉速之比為3:2

C.交變電流。的電動勢瞬時值表達式為e=10sin(5兀力V

D.交變電流6的電動勢最大值為手V

8.如圖所示，間距為工的光滑平行金屬導軌，水平地放置在豎直方向的磁感應強度為

8的勻強磁場中，一端接阻值為R的電阻.一電阻為人質(zhì)量為根的導體棒放置在導軌上,

在外力P作用下從t=0的時刻開始運動，其速度隨時間的變化規(guī)律o=%sin。/,不計導軌

電阻.求：

⑴從f=0到片號時間內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量；

0)

(2)從f=0到片毯時間內(nèi)外力廠所做的功.

知識點3交變電流的“四值”

9.如圖所示，空間中分布著磁感應強度大小為2的勻強有界磁場，所是其左邊界，

一面積為S的〃匝圓形金屬線框垂直于磁場放置，圓形線圈的圓心。在所上，線圈電阻為

R,若線框以角速度o繞所勻速轉動，并從圖示位置開始計時，則()

XX

XX

人產(chǎn)時,線框中的感應電流最大

B.。到。時間內(nèi)，通過線框的電量為怎

C.線框中產(chǎn)生的交變電動勢的最大值為〃厭。

D.線框中產(chǎn)生的交變電動勢的有效值為當nBSco

10.手搖式發(fā)電機是我們教學中常用的演示工具，如圖甲所示，可以簡化為圖乙.一個

小型旋轉電樞式交流發(fā)電機的矩形線圈面積為S,匝數(shù)為"，線圈總電阻為r,在磁感應強

度為8的勻強磁場中以矩形線圈中軸線為軸、以角速度。勻速轉動，產(chǎn)生的交流電通過V、

N與外電路連接，如圖乙所示，外電路電燈電阻為R,電壓表為理想交流電表.在線圈由平

行于磁場方向位置轉過90。的過程中，下面說法正確的是（）

電壓表V的示數(shù)為號簪

A.

R+r

B.通過燈泡的電荷量為弁一

電燈中產(chǎn)生的焦耳熱為黑言器

C.

D.從線圈平行于磁場方向位置開始計時，通過線圈中感應電流的瞬時值表達式為/?=

ncoBS.人

■T-;-sincotA

R-rr

培優(yōu)提能模擬練

11.[2024?上海市新中高級中學期中考試]發(fā)電機與電動機的結構非常相似.圖甲是小型

交流發(fā)電機的示意圖，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈繞與磁場方向垂直的軸勻速轉動，產(chǎn)

生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖像如圖乙所示，發(fā)電機線圈內(nèi)阻為10。，外接一只電

阻為90。的燈泡,

A.f=0.02S時線圈平面與中性面垂直

B.每秒內(nèi)電流方向改變100次

C.產(chǎn)生交變電流的周期為2s

D.線圈的轉速為100r/s

12.[2024.廣東省湛江市調(diào)研測試]某發(fā)電機的結構示意圖如圖所示，其中N、S是永久

磁鐵的兩個磁極，兩磁極形成水平向右的勻強磁場，線圈繞過與磁場垂直的轉軸做順時針勻

速轉動，兩弧形換向器與線圈保持連接，并隨線圈轉動，換向器與電刷連接后與外電路形成

閉合回路.若從線圈處于圖示位置開始計時，設圖示箭頭方向為電流正值，圖中能正確反映

線圈中感應電流隨時間f變化規(guī)律的是（）

13.[2024.浙江省溫州市第一次適應性考試]風力發(fā)電是一種綠色清潔能源.根據(jù)電磁感

應的基本原理，風力發(fā)電可建立如下模型，葉片長度為/的風輪機在風的驅(qū)動下，帶動內(nèi)部

匝數(shù)為N的矩形線圈在勻強磁場中繞垂直磁場的軸勻速轉動.設通過矩形線圈的磁通量0

隨時間f按正弦規(guī)律變化，周期為T,磁通量最大值為。m，空氣密度為"，風速為。，風

輪機葉片旋轉所掃過的面積為風力發(fā)電機可接受風能的面積，發(fā)電機將風的動能轉化為電能

的效率為〃，下列說法正確的是（）

A.發(fā)電機線圈在0.5T時刻輸出的瞬時電壓為0

B.發(fā)電機線圈輸出電壓的有效值為。=加薯

C.發(fā)電機的發(fā)電功率P—^即％3

D.若風速加倍，則發(fā)電機的發(fā)電功率將變?yōu)?倍

14.[2024.浙江省江浙聯(lián)考]圖甲是一種振動發(fā)電裝置的示意圖，半徑為r=0.1m、匝數(shù)

72=10的線圈位于輻向分布的磁場中，磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布（其右視圖如圖

乙所示），線圈所在位置的磁感應強度的大小均為8=1T,線圈電阻為Ri=l。，它的引出

線接有&=3。的小燈泡L外力推動線圈框架的尸端，使線圈沿軸線做往復運動，線圈運

動速度。隨時間t變化的規(guī)律如圖丙所示，不計一切摩擦，貝1（）

線圈

丙

A.小燈泡中在10s內(nèi)消耗電能20J

B.小燈泡中電流的有效值為1A

C.r=0.1s時電壓表的示數(shù)為3.0V

D.t=0.1s時外力的大小為2N

15.[2024?寧夏銀川六盤山中學期中考試]如圖所示為一交流電壓隨時間變化的圖像.每

個周期內(nèi)，前三分之一周期電壓按正弦規(guī)律變化，后三分之二周期電壓恒定.根據(jù)圖中數(shù)據(jù)

可得此交流電壓的有效值為()

A.2VBVB.7.5V

C.8VD.2713V

------i----??)

c\d-----B

16.[2024.寧夏銀川六盤山中學期中考試]如圖所示，一個U形金屬框abed在磁感應強

度B=0.2T的勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸ad以角速度。=10rad/s勻速轉動，通過導

線與一阻值R=7Q的電阻相連,U形金屬框的面積S=0.5n?,U形金屬框的電阻為r=3O,

圖中電壓表為理想交流電壓表.f=0時刻，線框平面與磁場方向平行(如圖所示)，導線電阻

不計.求：

(1)U形框中產(chǎn)生交變電流電動勢的瞬時值表達式；

(2)電壓表的示數(shù)；

(3)U形框從f=0時刻開始轉過90。的過程中，通過電阻R的電荷量.

17.[2024.浙江省杭州市等四地四校聯(lián)考]為了提高自行車夜間行駛的安全性，小明同學

設計了一種“閃爍”裝置.如圖所示，自行車后輪由半徑n=01m的金屬內(nèi)圈、半徑/2=

0.4m的金屬外圈和絕緣輻條構成，后輪的內(nèi)、外圈之間等間隔地接有6根金屬條，每根金

屬條的中間均串聯(lián)有一阻值R=2Q的小燈泡（可視為定值電阻）.在支架上裝有磁鐵，形成了

磁感應強度大小T、方向垂直紙面向外，張角。=三的“扇形”勻強磁場，后輪以角

BW71O

速度。=4兀rad/s相對于轉軸轉動.若不計其他電阻，忽略磁場的邊緣效應.

（1）當金屬條仍進入“扇形”磁場時，求感應電動勢E,并指出加上的電流方向；

（2）當金屬條仍進入“扇形”磁場時，畫出“閃爍”裝置的電路圖并求出內(nèi)外圈的電壓

Uab；

（3）連續(xù)騎行過程中，求金屬條ab中感應電流的有效值.

考點62變壓器遠距離輸電

強基固本對點練

知識點1理想變壓器的原理及應用

1.（多選）如圖，心和心是輸電線，甲、乙是兩個互感器（可視為理想變壓器），其中的

線圈匝數(shù)關系為：m:"2=200：1,"3："4=1：100,電流表和電壓表均為理想交流電表.下

列說法正確的是（）

A.甲是電流互感器，乙是電壓互感器

B.甲是電壓互感器，乙是電流互感器

C.若V表示數(shù)為30V,則輸電線兩端的電壓最大值為6000V

D.若A表示數(shù)為5A,則通過輸電線的電流有效值為500A

2.[2023?北京卷]自制一個原、副線圈匝數(shù)分別為600匝和190匝的變壓器，原線圈接

12V的正弦交流電源，副線圈接額定電壓為3.8V的小燈泡.實際測得小燈泡兩端電壓為

2.5V.下列措施有可能使小燈泡正常發(fā)光的是（）

A.僅增加原線圈匝數(shù)

B.僅增加副線圈匝數(shù)

C.將原、副線圈匝數(shù)都增為原來的兩倍

D.將兩個3.8V小燈泡并聯(lián)起來接入副線圈

3.自耦變壓器在高鐵技術中被廣泛應用.如圖所示，一理想自耦變壓器接在〃=UmSin

100班的正弦交流電壓上，尸為滑動觸頭，初始位置位于線圈的中點G,Ai和A2為理想

交流電表，R為定值電阻，下列說法正確的是（）

A.將P向下滑動，Ai的示數(shù)將變小

B.將尸向上滑動，A2的示數(shù)將增大

C.將尸下滑到的中點，電阻R的功率將變?yōu)樵瓉淼?倍

2

D.將尸上滑到CG的中點，電阻R的功率將變?yōu)樵瓉淼?倍

4.（多選）近年來，基于變壓器原理的無線充電技術得到了廣泛應用，其簡化的充電原

理圖如圖所示.發(fā)射線圈的輸入電壓為220V、匝數(shù)為1100匝，接收線圈的匝數(shù)為50匝.若

工作狀態(tài)下，穿過接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圈的80%,忽略其他損耗，下列說法正確

的是（）

A.接收線圈的輸出電壓約為8V

B.接收線圈與發(fā)射線圈中電流之比約為22：1

C.發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率相同

D.穿過發(fā)射線圈的磁通量變化率與穿過接收線圈的相同

知識點2理想變壓器的動態(tài)分析

5.如圖（a）所示，線圈的匝數(shù)比為3：1,&為阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻，Ri

為定值電阻，電壓表和電流表均為理想交流電表.原線圈所接電壓M隨時間/按正弦規(guī)律變

化，如圖（b）所示.下列說法正確的是（）

A.變壓器輸入輸出功率之比為3：1

B.變壓器副線圈輸出的交變電壓的頻率為150Hz

C.若熱敏電阻舟的溫度升高，&消耗的功率變大

D.若熱敏電阻&的溫度升高，電壓表和電流表示數(shù)均變大

6.如圖所示，N匝矩形線圈以轉速〃繞軸。0,勻速轉動，軸與線圈平面共面且與磁場

方向垂直，磁場的磁感應強度為8,線圈面積為S,線圈電阻為r,線圈兩個末端分別通過

電刷與理想自耦變壓器相連，Pi為變壓器上的滑動觸頭，尸2為滑動變阻器上的滑片，電壓

表和電流表均為理想電表，則下列說法正確的是（）

A.從圖示位置開始計時,線圈中的感應電壓瞬時值表達式為e—2nBSnsin2mt

B.若保持P2不動，Pi從M位置逆時針轉到N位置，則電壓表Vi示數(shù)增大

C.只增大線圈的轉速，定值電阻R）消耗的電功率減小

D.若Pi不動，尸2向左滑動，則電流表示數(shù)增大，皆減小

7.（多選）如圖所示，理想變壓器原線圈接在電壓有效值恒定的交流電源上，定值電阻

Ri=3O,&=10。，滑動變阻器最大阻值R=6Q,三只電表均為理想交流電表.滑動變阻

器滑片從中間向上滑動到端點的過程中，電流表A2、電壓表的讀數(shù)變化量分別為A'AU,

則下列判斷正確的是（）

A.電流表Ai的示數(shù)減小

B.電壓表的示數(shù)不變

D.R和&消耗的總功率先增大后減小

r-@-irI——II

（＞3r

%

8.如圖，一理想變壓器的原線圈匝數(shù)固定，副線圈接入電路的匝數(shù)可以通過滑動觸頭

0調(diào)節(jié).在原線圈一側接有一只交流電流表，副線圈一側由定值電阻心和滑動變阻器R構

成如圖所示的電路.若在原線圈上加一電壓為U的交流電，則下列說法正確的是（）

A.保持。位置不動，將尸向下滑動時，電流表的讀數(shù)變大

B.保持0位置不動，將尸向下滑動時，電流表的讀數(shù)不變

C.保持尸位置不動，將Q向下滑動時，電流表的讀數(shù)變大

D.保持尸位置不動，將Q向上滑動時，電流表的讀數(shù)不變

知識點3遠距離輸電

9.[2024?廣西河池市一模]遠距離輸電時，為了降低輸電線路中的損耗，通常要提高輸

電電壓.如果保持輸送的電功率不變，將輸電電壓變?yōu)樵瓉淼膬杀?不考慮其他因素的影響，

下列說法正確的是（）

A.輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼?倍

B.輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼?

C.輸電線上的電壓損耗變?yōu)樵瓉淼?

D.輸電線上的功率損耗變?yōu)樵瓉淼?

10.[2023?天津卷]（多選）如圖是輸電線為用戶輸電的示意圖，電路中升壓變壓器Ti和降

壓變壓器石都認為是理想變壓器，中間輸電線上的總電阻為R,下列說法正確的是（）

A.Ti的輸出電壓與石的輸入電壓相等

B.Ti的輸出功率大于石的輸入功率

C.若用戶接入的用電器增多，則R消耗的電功率減小

D.若用戶接入的用電器減少，則T2的輸出功率減小

11.一個小型水力發(fā)電站發(fā)電機的輸出交流電壓為500V,輸出電功率為50kW,用總

電阻為3.0Q的輸電線向遠處居民區(qū)供電.

（1）若直接采用500V電壓輸電，求這時居民獲得的電功率；

（2）若采用高壓輸電，先用升壓變壓器將電壓升至5000V,到達用戶端再用降壓變壓器

將電壓變?yōu)?20V供居民使用，不考慮變壓器的能量損失，求居民獲得的電功率以及降壓變

壓器原、副線圈的匝數(shù)比.

培優(yōu)提能模擬練

12J2024?吉林省通化市最后一模］如圖所示的是家庭漏電觸電保護器的原理簡圖，A、B

線圈雙線并行，用火線和零線繞制.電器正常工作時，A、B線圈中電流等大反向，鐵芯中

磁感應強度為零，保護器兩端電壓為零.當發(fā)生漏電或觸電事故時，相當于負載電阻接地,

8線圈（零線）中的電流小于A線圈中的電流或為零，此時通過鐵芯的磁感應強度不為零，C

線圈產(chǎn)生感應電動勢，使保護器啟動保護模式一斷開火線開關S.己知人體安全電流/oWlO

mA,保護器啟動電流為25mA,變壓器可看作理想變壓器，貝1（）

A.C線圈的匝數(shù)應多于A線圈的匝數(shù)

B.保護器啟動必須設置在A、8線圈電流差值遠大于10mA時

C.A、C線圈的匝數(shù)比應該大于或等于5：2

D.當發(fā)生漏電或觸電事故時，負載電阻兩端的電壓是保護器兩端電壓的2.5倍

13.［2024?河南省漂河市質(zhì)量檢測］如圖所示，為探究理想變壓器的電壓和電流關系，將

原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接燈泡、滑動變阻器，電路中分別

接入理想交流電壓表Vi、V2和理想交流電流表Ai、A2,不計導線電阻，當滑動變阻器的滑

動端向上滑動時，下列說法正確的是（）

A.Vi示數(shù)變大、V2示數(shù)變大

B.Ai示數(shù)不變、A2示數(shù)變小

C.變壓器輸出功率變大，但燈泡變暗

D.變壓器輸出功率變小，但Ai與A2示數(shù)的比值不變

14.［2024?河北省秦皇島市二模］如圖所示電路，交流電源能夠輸出穩(wěn)定電壓，理想變壓

器的原、副線圈匝數(shù)比為2：1,滑動變阻器風、&的最大阻值均為R開始時兩滑動變阻器

均處于最大阻值處，在移動滑片的過程中，下列說法正確的是（）

A.只將&滑片由上向下移動，&的功率先增大后減小

B.只將&滑片由上向下移動，&的功率一直減小

C.只將R1滑片由左向右移動，&的功率先增大后減小

D.只將R滑片由左向右移動，R的功率一直增大

15.[2024?湖北省名校聯(lián)盟聯(lián)合測評]某單相變壓器（可視為理想變壓器）銘牌上標明：額

定容量為10kV?A,電壓比為3常30.0原線圈接高壓電網(wǎng)，現(xiàn)在副線圈上接入若干規(guī)格為“40

W220V”白熾燈，副線圈電路中定值電阻的阻值為R=0.75Q下列說法正確的是（）

A.該變壓器原副線圈的匝數(shù)比為5：66

B.變壓器在額定狀態(tài)下運行時，為使白熾燈正常工作，副線圈上應接入250盞白熾燈

C.減少接入副線圈的白熾燈盞數(shù)，白熾燈兩端的電壓會降低

D.由于電網(wǎng)電壓波動，輸入電壓降低，為使白熾燈正常工作，應減小定值電阻的阻值

16.[2024?浙江省臺州市質(zhì)量評估]如圖所示，一理想變壓器可通過移動觸頭尸的位置改

變原線圈接入電路的匝數(shù)，。為原線圈的中點，當尸接端點“時，原、副線圈匝數(shù)之比為

10：1,原線圈接設=11岫coso/V的交流電源，則下列說法正確的是（）

A.增大電源的頻率，燈泡L變暗

B.當尸接。時，通過原、副線圈的磁通量之比為10：1

C.當尸接6時，滑動變阻器R兩端的電壓為22V

D.當滑動變阻器的滑片向下滑動時，變壓器的輸入功率變小

17.[2024.內(nèi)蒙古鄂爾多斯西部四校聯(lián)考]如圖所示，某小型水電站發(fā)電機的輸出功率P

=200kW,發(fā)電機的電壓Ui=500V,經(jīng)變壓器升壓后向遠處輸電，輸電線總電阻R線=4。，

在用戶端用降壓變壓器把電壓降為％=