高考物理二轮复习专题卷汇编交变电流专题卷
高考物理二轮总复习专题过关检测专题：交变电流电磁场电磁波(全部含详细答案解析)
高考物理二轮总复习专题过关检测交变电流电磁场电磁波( 附参照答案 )(时间 :90 分钟满分 :100 分 )一、选择题 ( 此题包含 10 小题 ,共 40分 .每题给出的四个选项中 ,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确 ,所有选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分 ,错选或不选的得 0 分 )1.某电路中电场随时间变化的图象如图13-1 所示 ,能发射电磁波的电场是哪一种 ()图 13-1分析 : 周期性变化的电场才能产生周期性变化的磁场,均匀变化的电场产生稳固的磁场,振荡的电场产生同频次振荡的磁场.故只有选项 D 对 .答案 :D2.对于电磁波与声波,以下说法正确的选项是 ()A. 电磁波的流传不需要介质,声波的流传需要介质B. 由空气进入水中时,电磁波速度变小 ,声波速度变大C.由空气进入水中时,电磁波波长变小 ,声波波长变大D. 电磁波和声波在介质中的流传速度,都是由介质决定的 ,与频次没关分析 :能够依据电磁波的特色和声波的特色进行剖析,选项 A 、 B 均与事实符合 ,因此选项 A 、B正确 .依据v,频次不变 ,波长变小 ;声波速度变大 ,频次不变 ,波长变大 ,因此,电磁波波速变小f选项 C 正确 .电磁波在介质中的速度与介质相关,也与频次相关 ,在同一种介质中 ,频次越大 ,波速越小 ,因此选项 D 错误 .答案 :ABC3.某空间出现了如图13-2 所示的一组闭合的电场线,这可能是 ()图 13-2A. 沿 AB 方向磁场在快速减弱B. 沿 AB 方向磁场在快速增添C.沿 BA 方向磁场在快速增添D.沿 BA 方向磁场在快速减弱分析 : 依据电磁感觉,闭合回路中的磁通量变化时,使闭合回路中产生感觉电流,该电流可用楞次定律判断 . 依据麦克斯韦电磁场理论 ,闭合回路中产生感觉电流 ,是因为闭合回路中遇到了电场力的作用 , 而变化的磁场产生电场,与能否存在闭合回路没相关系,故空间内磁场变化产生的电场方向 ,仍旧可用楞次定律判断,四指围绕方向即为感觉电场的方向,由此可知 A、 C 正确 .答案 :AC4.如图 13-3 所示 ,在闭合铁芯上绕着两个线圈M 和 P,线圈 P 与电流表构成闭合回路 .若在 t1至t2这段时间内 ,察看到经过电流表的电流方向自上向下(即由 c 经电流表至 d),则能够判断出线圈M 两头的电势差 u ab随时间 t 的变化状况可能是图13-4 中的 ()图 13-3图 13-4分析 :对A图,u ab不变,A表中无电流,对B图,u ab均匀增大,由安培定章知,M中有向上加强的磁场 ,P 中有向下增添的磁通量,又由楞次定律和安培定章知,A 表中电流方向由 d 经电流表至c,故A 、B错 ,同理剖析得C、D正确 .答案 :CD5.如图 13-5 所示 ,把电阻流电源后，三盏灯亮度同样断正确的选项是 ()R、电感线圈L、电容器 C 分别串连一个灯泡后并联在电路中.若保持沟通电源的电压不变，使交变电流的频次减小，则以下判.接入交图13-5A. 灯泡L1 将变暗B.灯泡分析:当交变电流的频次减小时，L2将变暗C.灯泡 L3 将变暗D.灯泡亮度都不变 R 不变，电感线圈感抗减小，电容器容抗增大，则灯泡L3亮度不变， L 2变暗， L 1变亮，故 B 正确.答案 :B6.如图 13-6 所示 ,理想变压器有三个线圈A、B、 C,此中 B、C 的匝数分别为n2、n3,电压表的示数为 U ,电流表的示数为I,L1、L 2是完整同样的灯泡,依据以上条件能够计算出的物理量是()图 13-6A. 线圈 A 的匝数B. 灯 L 2两头的电压C.变压器的输入功率D. 经过灯 L1的电流分析 : 由题意知线圈 B 两头的电压为U, 设线圈 C 两头的电压为U C,则UCn3 , 因此U n2U C n3 U ,B正确;经过L2的电流为I,则能够求出L2的电阻 ,L2与 L 1的电阻同样 ,因此可求出n2经过 L 1的电流 ,D 正确 ;依据以上数据能够求出L1、L 2的功率 ,可得变压器总的输出功率,它也等于变压器的输入功率,C 正确 ;依据题意没法求出线圈 A 的匝数 ,A 错.答案 :BCD7.某同学在研究电容、电感对恒定电流与交变电流的影响时，采纳了如图13-7 所示的电路，此中 L 1、L 2是两个完整同样的灯泡，已知把开关置于3、4 时，电路与沟通电源接通，稳固后的两个灯泡发光明度同样，则该同学在以下操作过程中能察看到的实验现象是()图 13-7A. 当开关置于 1、 2 时，稳固后 L1、 L2两个灯泡均发光且亮度同样B. 当开关置于1、 2 时，稳固后 L 1、 L2两个灯泡均发光，且 L 1比 L 2亮C.当开关置于3、 4 时，稳固后，若只增添交变电流的频次，则L1变暗， L2变亮D. 在开关置于3、 4 的瞬时， L 2立刻发光，而L1亮度慢慢增大分析 :当开关置于1、2时，稳固后因电容器隔直流，故电路断开，L2不发光， A、 B 错误；在开关置于 3、4 的瞬时，电容器通沟通， L 2立刻发光，因为电感的自感作用， L 1亮度慢慢增大，D 正确 .当开关置于 3、4 稳固后，增添交变电流频次，容抗减小，感抗增大， L1变暗， L 2变亮，C 正确.答案 :CD8.如图 13-8 所示，理想变压器初级线圈的匝数为n1，次级线圈的匝数为 n2,初级线圈的两头 a、b 接正弦沟通电源，电压表V 的示数为 220 V ，负载电阻 R=44Ω，电流表 A1的示数为 0.20 A.以下判断中正确的选项是 ()图 13-8A. 初级线圈和次级线圈的匝数比为2∶ 1B. 初级线圈和次级线圈的匝数比为5∶ 1C.电流表 A2的示数为 1.0 AD. 电流表 A2的示数为 0.4 A分析 :对于理想变压器，P1=U1I1=220×0.20 W=44 W，则负载电阻耗费的功率P2=P1 =44 W ，据U 2244V, 则n1U1220P2,得U2P2R4444V5, 故B正确.A2的读数R n2U 244I 2U 244 A1A,故C正确.R44答案 :BC9.某理想变压器原、副线圈的匝数比为55∶ 9，原线圈所接电源电压按图示规律变化，副线圈接有一灯泡，此时灯泡耗费的功率为40W ，则以下判断正确的选项是()图 13-9A. 副线圈两头输出的电压为36 2VB. 原线圈中电流表的示数约为0.18 AC.变压器的输入、输出功率之比为55∶ 9D. 原线圈两头电压的刹时价表达式为u=220sin100 t(V)π分析 : 依据变压器的原、副线圈的电压之比等于匝数之比，故副线圈两头输出的电压为U 2n2 U 1n136V，A错；依据理想变压器知P1=P2，故有I 1P1U 10.18A，B选项正确，C 错；原线圈两头电压的刹时价表达式为u 220 2 sin 100 t (V ) ，D错 .只有B 选项正确.答案 :B10.利用如图13-10 所示的电流互感器能够丈量被测电路中的大电流，若互感器原、副线圈的匝数比 n1∶ n2=1∶ 100，沟通电流表 A 的示数是50 mA ，则 ()图 13-10A. 被测电路的电流有效值为0.5 AB. 被测电路的电流均匀值为0.5 AC.被测电路的电流最大值为 5 2 AD.原副线圈中的电流同时达到最大值分析 :沟通电流表示数为副线圈中电流的有效值，即 I 2=50 mA=0.05 A ，依据I1n2得，I1=5 A ，I 2n1A 、B 均错误；原线圈 (被测电路 )中电流的最大值I lm2I1 5 2A ，C项正确；原线圈中电流最大时，线圈中磁通量的变化率等于零，此时副线圈中的电流最小；原线圈中电流等于0时，磁通量的变化率最大，副线圈中电流最大.因此原、副线圈电流有相位差，故不可以同时达到最大值， D 项错误 .答案 :C二、问答与计算 (此题包含 6 小题 ,共 60分 .解答应写出必需的文字说明、方程式和重要演算步骤 ,只写出最后答案的不可以得分.有数值计算的题目 ,答案中一定明确写出数值和单位)11.(8 分 )在“练习使用示波器”实验中 ,某同学欲按要求先在荧光屏上浮出亮斑,为此 ,他进行了如下操作 : 第一将辉度调理旋钮逆时针转究竟,竖直位移和水平位移旋钮转到某地点,将衰减调理旋钮置于 1 000 挡 ,扫描范围旋钮置于“外 x 挡”然.后翻开电源开关(指示灯亮 ),过 2 min 后 ,顺时针旋转辉度调理旋钮 ,结果屏上一直无亮斑出现(示波器完满 ).那么 ,他应再调理什么旋钮才有可能在屏上出现亮斑 ?答案 :竖直位移旋钮和水平位移旋钮.12.(12 分 )沟通发电机的原理如图13-11 甲所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕 OO′轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，已知线圈的电阻为R=2.0 Ω，求 :图 13-11(1)经过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少？(2)矩形线圈转动的周期是多少？(3)线圈电阻上产生的电热功率是多少？(4)保持线圈匀速运动， 1 min 内外界对线圈做的功是多少？分析 :(1)由It图可知经过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值I m=2.0 A.－3(2)矩形线圈转动的周期 T=4.0 ×10 s.(3)由有效值 I Im , 线圈电阻上产生的电热功率为P I 2 R Im2R4W . 22(4)外界对线圈做功转变成电能再转变成电热，1分钟内外界对线圈做的功W=Pt=240 J.答案 :( 1)2.0 A(2)4.0 ×10－3s (3)4 W (4)240 J13.(9 分 )有一台内阻为 1 Ω的发电机，供应一学校照明用电，如图13-12 所示 .升压变压器原、副线圈匝数比为1∶ 4，降压变压器原、副线圈匝数比为4∶ 1，输电线的总电阻为 4 Ω全.校共有 22 个班，每班有“220 V 40 W”灯 6 盏，若保证所有电灯正常发光，则图 13-12(1) 发电机的电动势为多大？ (2) 发电机的输出功率为多大？(3) 输电效率为多少？分析 :(1) 由题意知 U 4=220 VP 40 22 6A24A则 I 3nU R220由降压变压器变压关系:U3n 3, 得 U 3 U 4n 3 880VU 4n 4 n 4由降压变压器变流关系I 2 n 4 ,得 I 2n 4 I 3 6A:n 3 n 3I 3又因为 U 2=U 3 +I 2R=880 V+6 ×4 V=904 V由升压变压器变压关系:U 1n 1, 得 U 1=226 VU 2n 2由升压变压器变流关系:I1n 2 , 得 I 1=24 AI 2n 1因此 :(1) 发电机的电动势 :E=U 1+I 1r =250 V.(2) 发电机的输出功率 P 出=EI 1－ I 12r=5 424 W.(3) 输电的效率P有效 22 40 6J 100% 5280 100% 97%.P5424J 5424出答案 :(1)250 V (2)5 424 W (3)97%14.(9 分 )如图 13-13 甲所示是一种振动发电装置， 它的构造由一个半径为 r=0.1 m 的 50 匝的线 骗局在辐形永远磁铁槽上构成， 假定磁场的磁感线均沿半径方向均匀散布(如图乙 ). 线圈运动区域内磁感觉强度 B 的大小均为1T ，方向不变，线圈的总电阻为2 Ω，它的引出线接有 8 Ω5的电珠 L ，外力推进线圈的 P 端，使线圈做来去运动，便有电流经过电珠，当线圈向右的位移随时间变化的规律如图丙所示时 (x 取向右为正 ).图 13-13(1)画出经过电珠 L 的电流图象 (规定从 L →b 为正方向 );(2) 在 0.1 s～ 0.15 s 内推进线圈运动过程中的作使劲;(3)求该发电机的输出功率 (其余消耗不计 ).分析 :(1)在0 s～0.1 s内:感觉电动势E1=nBLv 1v10.10E10.2Am/s 1m/s L=2πr，I10.1R总在 0.1 s～0.15 s 内 :v2=2 m/s ， E2=nBLv 2，I2E20.4A. R总(2) 因为外力匀速推进线圈，因此有:F=F 安=nBI 2L=nBI 2· 2r,πF500.20.420.1N0.8N.(3)电流的有效值为 I ，则有 :I2 R×0.15=0.22R×0.1+0.4 2R×0.05I 2225216因此20.64 .P出I R8W W W2525答案 :(1)略(2)0. 8 N(3)0.64 W15.(12 分 ) 如图 13-14甲所示，一固定的矩形导体线圈水平搁置，线圈的两头接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀散布的磁场.已知线圈的匝数 n=100 匝，电阻r=1.0Ω，所围成矩形的面积S=0.040 m2，小灯泡的电阻 R=9.0 Ω，磁场的磁感觉强度随时间按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感觉电动势刹时价的表达式为e nB m S 2Tcos2TtV ,此中B m为磁感觉强度的最大值，T 为磁场变化的周期.忽视灯丝电阻随温度的变化，求:图 13-14(1) 线圈中产生感觉电动势的最大值；(2) 小灯泡耗费的电功率； (3) 在磁感觉强度变化的0 ~ T的时间内，经过小灯泡的电荷量 .4分析 :(1) 因为线圈中产生的感觉电流变化的周期与磁场变化的周期同样，因此由图象可知，线圈中产生交变电流的周期为T=3.14 ×10－2 s因此线圈中感觉电动势的最大值为E m2 nB m S8.0V.TE m(2) 依据欧姆定律，电路中电流的最大值为I m0.80ARr经过小灯泡电流的有效值为 II m / 2 0.40 2A小灯泡耗费的电功率为 P=I 2R=2.88 W.(3) 在磁感觉强度变化的0～ T/4 内，线圈中感觉电动势的均匀值E nSBt经过灯泡的均匀电流IE nS Br( Rr )tR 经过灯泡的电荷量 QI tnS B 4.0 10 3C.R r答案 :(1)8.0 V (2)2.88 W(3)4.0 ×10－3 C16.(10 分 )某村在距乡村较远的地方修筑了一座小型水电站，发电机输出功率为9 kW ，输出电压为 500 V ，输电线的总电阻为 10 Ω，同意线路消耗的功率为输出功率的 4%.求 :(1) 村民和村办小公司需要 220 V 电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？ (不计变压器的消耗 )(2) 若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小公司获得的电压和功率是多少？ 分析 :成立如图甲所示的远距离输电模型，要求变压器原、副线圈的匝数比，先要知道原、副 线圈两头的电压之比 .此题能够线路上消耗的功率为打破口，先求出输电线上的电流据输出功率求出 U 2，而后再求出 U 3.I 线，再根甲(1) 由线路消耗的功率P 线=I 线2R 线可得P 线90004%A 6AI 线R 线10又因为 P 输出 =U 2I 线，因此U 2P 输出 9000 I 线V 1500V6U 3=U 2－ I 线 R 线=(1 500 － 6×10) V=1 440 V 依据理想变压器规律n 1 U 1 500V 1 n 2 U 2 1500V 3n 3 U 3 1440V 72 n 4U 4220V11因此升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是 1∶ 3 和 72∶ 11.(2) 若不用变压器而由发电机直接输送(模型如图乙所示 )，由乙P 输出=UI 线′可得P输出9000I 线 'A 18AU500因此线路消耗的功率2线=18 2×10 W=3 240 W P 线=I 线′R 用户获得的电压U 用户=U － I 线 ′R 线=(500－ 18×10) V=320 V 用户获得的功率P 用户=P 输出－ P 线=(9 000－ 3 240) W=5 760 W.答案 :(1)1∶ 3 72∶ 11 (2)320 V5 760 W。
高考物理二轮复习专题练习 ：交变电流(Word版含答案)
交变电流一、单选题1．如图所示，M 为理想变压器，原线圈直接接在电压311sin314(V)u t =的正弦交流电源上，负线圈直接接上滑动变阻器作为负载。
图中的电表均可视为理想电表。
当滑动变阻器的滑片P 向上滑动时，示数发生变化的电表是（ ）A ．2A 、2VB ．1A 、2AC ．1A 、2A 、2VD ．1A 、2A 、1V 、2V2．如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n ∶1，原线圈两端接入正弦交流电源，电压为u =U 0cos100πtV ，副线圈接有一个交流电流表和一个电动机。
电动机线圈电阻为R ，当开关S 接通后，电流表读数为I ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，电动机带动一电阻为r 、质量为m 、长为l 的金属杆在光滑的没有电阻的导轨上以速度v 匀速上升，重力加速度为g 。
下列判断正确的是（ ）A ．电动机两端电压为IR ，其消耗的电功率为I 2RB ．电动机的热功率为I 2R ，副线圈电压的有效值为U nC ．原线圈中的电流为nI ，副线圈电流的频率为50HzD ．变压器的输入功率为2222B l v I R mgv r++3．某理想变压器原、副线圈的匝数之比为 10:1 ，当输入电压增加20V 时，输出电压（ ） A ．增加200VB ．增加2VC ．降低200VD ．降低2V甲所示，线圈a 作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，电源输出的电压如图乙所示，线圈b 接小灯泡。
若他组成的新变压器可视为理想变压器，则（ ）A ．电源输出电压的频率为100HzB ．减少副线圈b 的匝数，小灯泡变暗C ．小灯泡两端并联一个电阻，电源的输出功率减小D ．将线圈a 改接在学生电源的直流输出端，小灯泡也能发光5．近年来，手机无线充电技术越来越普及。
图甲是某款手机的无线充电装置，其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈的匝数比12:5:1n n =，两个线圈中所接电阻的阻值均为R 。
2022届高考物理二轮专题复习练：交变电流 含答案
2022年高考物理二轮专题复习——交变电流一、单选题1．（2021·湖北·高考真题）如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R 的滑动变阻器和阻值为R 的定值电阻。
在变阻器滑片从a 端向b 端缓慢移动的过程中（ ）A ．电流表A 1示数减小B ．电流表A 2示数增大C ．原线圈输入功率先增大后减小D ．定值电阻R 消耗的功率先减小后增大2．（2021·辽宁·高考真题）如图所示，N 匝正方形闭合金属线圈abcd 边长为L ，线圈处于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴OO ′以角速度ω匀速转动，ab 边距轴4L。
线圈中感应电动势的有效值为（ ）A ．2NBL ωB 22NBL ω C ．212NBL ωD 22ω 3．（2022·广东·模拟预测）为做好疫情防控供电准备，防控指挥中心为医院设计的备用供电系统输电电路简图如图甲所示，矩形交流发电机匝数为n =50，线圈、导线的电阻均不计，在匀强磁场中以矩形线圈中轴线OO’为轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t 的变化图像如图乙所示，2m 210-⨯Φ=。
并与变压器的原线圈相连，变压器的副线圈接入到医院为医疗设备供电，变压器为理想变压器，假设额定电压为220V 的医疗设备恰能正常工作。
下列说法正确的有（ ）A ．电压表的示数为502VB ．假如给变压器输入端接入电压50V U =的直流电，医疗设备能正常工作C ．变压器的匝数比为5：22D ．从t =0开始计时，变压器的原线圈两端的电压2(V)u t =π4．（2022·山东日照·一模）图甲是某燃气炉点火装置的原理图。
转换器将直流电压转换为如图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为1n 、2n ，原线圈中接交流电压表。
当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。
高考物理大二轮复习 交变电流(含试题)
（科学备考必考）2015高考物理大二轮复习交变电流（含2014试题）物理1.(2014江苏，9，3分)如图所示,导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间,线圈中电流为I,线圈间产生匀强磁场,磁感应强度大小B与I成正比,方向垂直于霍尔元件的两侧面,此时通过霍尔元件的电流为IH,与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压UH满足:UH=k,式中k为霍尔系数,d为霍尔元件两侧面间的距离。
电阻R远大于RL,霍尔元件的电阻可以忽略,则()A.霍尔元件前表面的电势低于后表面B.若电源的正负极对调,电压表将反偏C.IH与I成正比D.电压表的示数与RL消耗的电功率成正比[答案] 1.CD[解析] 1.由右手定则可判定,霍尔元件的前表面积累正电荷,电势较高,故A错。
由电路关系可见,当电源的正、负极对调时,通过霍尔元件的电流IH和所在空间的磁场方向同时反向,前表面的电势仍然较高,故B错。
由电路可见,=,则IH=I,故C正确。
RL的热功率PL=RL=RL=,因为B与I成正比,故有:UH=k=k'=k'=PL,可得知UH与PL成正比,故D正确。
2.(2014江苏，3，3分)远距离输电的原理图如图所示,升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,电压分别为U1、U2,电流分别为I1、I2,输电线上的电阻为R。
变压器为理想变压器,则下列关系式中正确的是()A.=B.I2=C.I1U1=RD.I1U1=I2U2[答案] 2.D[解析] 2.由理想变压器可知=,选项A错;I2=,而U2=UR+U3,故I2<,B错;P入=P出,即U1I1=U2I2,而U2≠I2R,C项错,D项正确。
3.(2014四川，1，6分)如图所示,甲是远距离输电线路的示意图,乙是发电机输出电压随时间变化的图像,则()A.用户用电器上交流电的频率是100 HzB.发电机输出交流电的电压有效值是500 VC.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D.当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失的功率减小[答案] 3.D[解析] 3.由图乙知,交流电的周期为0.02 s,所以频率f==50 Hz,A错误。
高考物理二轮复习专题电磁感应与电路交变电流专题卷
专题8 电磁感应与电路、交变电流说明：1．本卷主要考查电磁感应与电路、交变电流。
2．考试时间60分钟，满分100分。
一、选择题：本题共8小题，每小题6分。
在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．(2020·贵州贵阳检测)阻值相等的三个电阻R 、电容器C 及电池E(内阻不计)连接成如图所示电路．保持S 1闭合，开关S 2断开，电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S 2，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q 2，则Q 1与Q 2的比值为( )A ．12B ．32C ．23D ．13【解析】 开关S 2断开时的等效电路如图甲所示，电路稳定时电容器两极板之间的电压为U 1＝E2，电容器所带的电荷量为Q 1＝CU 1＝CE2；开关S 2闭合后的等效电路如图乙所示，电路稳定时电容器两极板之间的电压为U 2＝E ，电容器所带的电荷量为Q 2＝CU 2＝CE ，则Q 1∶Q 2＝1∶2，即Q 1与Q 2的比值为12，故选项A 正确．【答案】 A2．(2020·湖北省武昌实验中学模拟)用电压为U 的正弦交流电源通过甲、乙两种电路给额定电压为U 0的同一小电珠供电．图甲中R 为滑动变阻器，图乙中理想变压器的原、副线圈匝数分别为n 1、n 2，若电珠均能正常工作，则( )A ．变压器可能是升压变压器B ．n 1∶n 2＝U 0∶UC ．甲、乙电路消耗功率之比为U 2∶U 20 D ．R 两端的电压最大值为2(U －U 0)【解析】 电珠均正常工作，图甲由于滑动变阻器的分压，小电珠正常工作电压U 0小于U ，故图乙变压器应是降压变压器，选项A 错误；由变压器变压比公式可知n 1n 2＝UU 0，选项B 错误；两电路中流过小电珠中的电流相等，由P ＝UI 可知，甲乙两电路消耗的功率比为UU 0，选项C 错误；R 两端电压有效值为(U －U 0)，则最大值为2(U －U 0)，选项D 正确．【答案】 D3．(2020·福建福州质检)如图，线圈abcd 固定于分布均匀的磁场中，磁场方向垂直线圈平面．当磁场的磁感应强度B 随时间t 变化时，该磁场对ab 边的安培力大小恒定，下列描述B 随t 变化的图象中，可能正确的是( )【解析】 线圈abcd 中产生的感应电动势E ＝ΔΦΔt ＝ΔBΔt ·S，设线圈的电阻为R ，则线圈中的电流I＝E R ＝ΔB Δt ·S R ，则磁场对ab 边的安培力大小F B ＝BIL ＝B·ΔB Δt ·SL R ，由于F B 大小不变，则B·ΔB Δt 不变，若B 随时间t 均匀变化，ΔB Δt 不变，则B 必然不变，选项A 、C 错误；若B 随时间t 增大，则ΔBΔt 必然减小，故选项B 正确，D 错误．【答案】 B4．(2020·河北石家庄二中模拟)如图所示，导体直导轨OM 和PN 平行且OM 与x 轴重合，两导轨间距为d ，两导轨间垂直纸面向里的匀强磁场沿y 轴方向的宽度按y ＝d|sinπ2dx|的规律分布，两金属圆环固定在同一绝缘平面内，内、外圆环与两导轨接触良好，与两导轨接触良好的导体棒从OP 开始始终垂直导轨沿x 轴正方向以速度v 做匀速运动，规定内圆环a 端电势高于b 端时，a 、b 间的电压u ab 为正，下列u ab x 图象可能正确的是( )【解析】 导体棒在匀强磁场的第一个区域内运动时，前半个区域，通过大圆环的电流为顺时针方向，且根据法拉第电磁感应定律，内圆环a 端电势高于b 端，后半个区域，内圆环a 端电势低于b 端，可能正确的是图D.【答案】 D5．(2020·安徽师大附中模拟)一质量为m 、电阻为r 的金属杆ab ，以一定的初速度v 0从一光滑平行金属导轨底端向上滑行，导轨平面与水平面成30°角，两导轨上端用一电阻R 相连，如图所示，磁场垂直斜面向上，导轨的电阻不计，金属杆始终与导轨接触良好，金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为v，则金属杆在滑行过程中( )A．向上滑行与向下滑行的时间相等B．向上滑行与向下滑行时电阻R上产生的热量相等C．向上滑行与向下滑行时通过金属杆的电荷量相等D．向上滑行与向下滑行时金属杆克服安培力做的功相等【解析】金属杆向上滑行过程中受到的安培力沿斜面向下，设运动的加速度为a1，金属杆向下滑行过程中，受到的安培力沿斜面向上，设运动的加速度为a2，由牛顿第二定律分别有：F＋mgsin θ＝ma1和mgsi n θ－F＝ma2，可知a1＞a2，又上滑和下滑位移相等，故金属杆向上滑行的时间小于向下滑行的时间，则选项A错误；金属杆滑行过程中，通过金属杆的电荷量q＝I t＝ER＋rt＝ΔΦΔtΔtR＋r＝BΔSR＋r，而ΔS相同，故向上滑行与向下滑行时通过金属杆的电荷量q相等，则选项C正确；电阻R上产生的热量Q＝I2Rt＝I tR I＝qR I，而电流I＝BL vR＋r，可知金属杆向上滑行和向下滑行时平均速度不同，易知选项B错误；克服安培力做的功W＝F安·s，向上滑行和向下滑行时位移大小s相同，F安＝B I L＝B2L2vR＋r，由金属杆向上滑行和向下滑行的平均速度不同可知克服安培力做的功不相等，选项D错误．【答案】 C6．(2020·湖北武汉4月调研)(多选)将四根完全相同的表面涂有绝缘层的金属丝首尾连接，扭成如图所示四种形状的闭合线圈，图中大圆半径均为小圆半径的两倍，将线圈先后置于同一匀强磁场中，线圈平面均与磁场方向垂直．若磁感应强度从B增大到2B，则线圈中通过的电量最小的是( )【解析】设大圆的面积为S1，小圆的面积为S2.线圈的总电阻为R；选项A中，线圈中通过的电量为Q＝B S1＋S2R；选项B中，线圈中通过的电量为Q＝B S1－S2R；选项C中，线圈中通过的电量为Q＝B S1－S2R ；选项D中，线圈中通过的电量为Q＝B S1＋S2R，选项B、C正确．【答案】 BC7．(2020·浙江杭州模拟)(多选)如图甲所示，一个U形光滑足够长的金属导轨固定在水平桌面上，电阻R＝10 Ω，其余电阻均不计，两导轨间的距离l＝0.2 m，有垂直于桌面向下并随时间变化的匀强磁场，磁感应强度B 随时间变化规律如图乙所示．一个电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨两边垂直．在t ＝0时刻，金属杆紧靠在最左端，杆在外力的作用下以速度v ＝0.5 m/s 向右做匀速运动．当t ＝4 s 时，下列说法中正确的是( )A ．穿过回路的磁通量为0.08 WbB ．流过电阻R 的感应电流的方向为b→aC ．电路中感应电动势大小E ＝0.02 VD ．金属杆所受到的安培力的大小为1.6×10－4N【解析】 t ＝4 s 时，金属杆的位移大小x ＝vt ＝2 m ，由图乙知，4 s 末磁感应强度B ＝0.2 T ，则穿过回路的磁通量φ＝BS ＝Bxl ＝0.08 Wb ，选项A 正确；金属杆切割产生的感应电动势E 1＝Blv ＝0.2×0.2×0.5 V＝0.02 V ，由右手定则，切割产生的感应电流由a 流过电阻R 到b ；由法拉第电磁感应定律，磁通量发生变化产生的感应电动势E 2＝ΔφΔt ＝ΔBΔt·lx＝0.05×0.2×2 V ＝0.02 V ，由楞次定律，E 2的电流方向由a 流过电阻R 到b ，故流过电阻R 的总的感应电流的方向为a→b，选项B 错误；电路中感应电动势大小E ＝E 1＋E 2＝0.04 V ，选项C 错误；电路中感应电流大小I ＝E R＝4×10－3A ，故金属杆所受到的安培力的大小FB ＝BIl ＝0.2×4×10－3×0.2 N＝1.6×10－4N ，选项D 正确． 【答案】 AD8．(2020·湖南十三校联考一)(多选)如图所示，虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图，其主要部件为缓冲滑块K 和质量为m 的缓冲车厢．在缓冲车的底板上，沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ 、MN.缓冲车的底部安装电磁铁(图中未画出)，能产生垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B ，导轨内的缓冲滑块K 由高强度绝缘材料制成，滑块K 上绕有闭合矩形线圈abcd ，线圈的总电阻为R ，匝数为n ，ab 边长为L.假设缓冲车以速度v 0与障碍物C 碰撞后，滑块K 立即停下，而缓冲车厢继续向前移动距离L 后速度为零．已知缓冲车厢与障碍物和线圈的ab 边均没有接触，不计一切摩擦阻力．在这个缓冲过程中，下列说法正确的是( )A ．线圈中的感应电流沿逆时针方向(俯视)，最大感应电流为BLv 0RB ．线圈对电磁铁的作用力使缓冲车厢减速运动，从而实现缓冲C ．此过程中，线圈abcd 产生的焦耳热为Q ＝12mv 2D ．此过程中，通过线圈abcd 的电荷量为q ＝BL2R【解析】 缓冲过程中，线圈内的磁通量增加，由楞次定律知，感应电流方向沿逆时针方向(俯视)，感应电流最大值出现在滑块K 停下的瞬间，大小应为nBLv 0R，A 项错误；线圈中的感应电流对电磁铁的作用力，使车厢减速运动，起到了缓冲的作用，B 项正确；据能量守恒定律可知，车厢的动能全部转换为焦耳热，故Q ＝12mv 20，C 项正确；由q＝I ·Δt、I ＝E R 及E ＝n ΔΦΔt ，可得q ＝nΔΦR ，因缓冲过程ΔΦ＝BL 2，故q ＝nBL2R，D 项错误．【答案】 BC二、非选择题：本大题共4小题，共52分。
高考物理二轮复习专题交变电流测含解析.doc
交变电流【满分：110分时间：90分钟】一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。
在每小题给出的四个选项中， 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
）1．在如图所示的电路中，理想变压器的匝数比为2:1，四个标有“6 V、6 W”的完全相同的灯泡L1、L2、L3、L4，按如图方式接入电路，其中L1恰能正常发光；忽略灯泡电阻随电压的变化，电路中的电表均为理想交流电表，下列选项中正确的是( )错误！未指定书签。
A．L2、L3、L4均能正常发光B．电流表的示数为0.5 AC．m、n两点间所加的电压为14 VD．整个电路消耗的总功率为18 W【答案】 C错误！未指定书签。
考点：变压器【名师点睛】对于变压器问题；首先知道电压和电流与匝数的关系；变压器的输入功率等于输出功率；一般是先从初级电压开始计算次级电压，然后从次级电流和功率讨论初级功率．4．在匀强磁场中一矩形金属框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则( )错误！未指定书签。
A．t＝0.01 s时线框平面与中性面重合B．t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零C．线框产生的交变电动势有效值为311 VD．线框产生的交变电动势频率为100 Hz【答案】 A【解析】【详解】由图乙可知，当0.01s时，感应电动势为零，则此时穿过线框回路的磁通量最大，处于中性面，故A正确；由图乙可知，当0.005s时，感应电动势最大，则此时穿过线框回路的磁通量变化率最大，故B错误；线框产生的产变电动势的有效值：错误！未指定书签。
，故C 错误；由图可知，交流电的周期为0.02s ，则频率为：，故D 错误。
所以A 正确，BCD 错误。
5．如图甲是远距离输电线路示意图，图乙是用户端电压随时间变化的图象，则( )错误！未指定书签。
A ．发电机产生的交流电的频率是100 HzB ．降压变压器输出的电压有效值是340 VC ．输电线的电流仅由输送功率决定D ．仅增加升压变压器的副线圈匝数，其他条件不变，输电线上损失的功率减小【答案】 D错误！未指定书签。
2022年—2023年高考物理交变电流部分真题汇编+答案详解
12022年—2023年高考物理交变电流部分真题汇编+答案详解（真题部分）1.(2023山东,7,3分)某节能储能输电网络如图所示,发电机的输出电压U 1=250 V,输出功率500 kW 。
降压变压器的匝数比n 3∶n 4=50∶1,输电线总电阻R=62.5 Ω,其余线路电阻不计,用户端电压U 4=220 V,功率88 kW,所有变压器均为理想变压器。
下列说法正确的是( )A.发电机的输出电流为368 AB.输电线上损失的功率为4.8 kWC.输送给储能站的功率为408 kWD.升压变压器的匝数比n 1∶n 2=1∶442.(2023湖南,9,5分)(多选)某同学自制了一个手摇交流发电机,如图所示。
大轮与小轮通过皮带传动(皮带不打滑),半径之比为4∶1,小轮与线圈固定在同一转轴上。
线圈是由漆包线绕制而成的边长为L 的正方形,共n 匝,总阻值为R 。
磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B 的匀强磁场。
大轮以角速度ω匀速转动,带动小轮及线圈绕转轴转动,转轴与磁场方向垂直。
线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为R 的灯泡。
假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内,下列说法正确的是( )A.线圈转动的角速度为4ωB.灯泡两端电压有效值为3√2nBL 2ωC.若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为L 的多匝正方形线圈,则灯泡两端电压有效值为4√2nBL 2ω32D.若仅将小轮半径变为原来的两倍,则灯泡变得更亮3.(2022北京,4,3分)某理想变压器的原线圈接在220 V 的正弦交流电源上,副线圈输出电压为22 000 V,输出电流为300 mA 。
该变压器 ( )A.原、副线圈的匝数之比为100∶1B.输入电流为30 AC.输入电流的最大值为15√2 AD.原、副线圈交流电的频率之比为1∶100 4.(2022浙江6月选考,5,3分)下列说法正确的是 ( ) A.恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用B.小磁针N 极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向C.正弦交流发电机工作时,穿过线圈平面的磁通量最大时,电流最大D.升压变压器中,副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率5.(2022重庆,3,4分)低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压。
高三物理 第二轮复习 交变电流 专题练习试卷(后附答案)
高三物理 第二轮复习 交变电流 专题练习试卷（后附答案）交变电流1.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R 1＝20 Ω，R 2＝30 Ω，C为电容器。
已知通过R 1的正弦交流电如图乙所示，则 （ ） A.交流电的频率为0.02 HzB.原线圈输入电压的最大值为V C.电阻R 2的电功率约为6.67 W D.通过R 3的电流始终为零2.如图所示，理想自耦变压器1与2间匝数为40匝，2与3间匝数为160匝，输入电压为100V ，电阻R 上消耗的功率为10W ，则交流电流表的示数为（ ）A 、0.125AB 、0.100AC 、0.225AD 、0.025A 3.某小型水电站的电能输送示意图如下。
发电机的输出电压为200V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原副线圈匝数分别为n ，n 2。
降压变压器原副线匝数分别为n 3、n 4（变压器均为理想变压器）。
要使额定电压为220V 的用电器正常工作，则（ ） A ．3214n n n n >B ．3214n n n n < C ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 D ．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 4. 在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁心的左右两个臂上，当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，已知线圈1、2的匝数之比N 1：N 2=2：1，在不接负载的情况下（ ） A 、当线圈1输入电压220V 时，线圈2输出电压为110V B 、当线圈1输入电压220V 时，线圈2输出电压为55V C 、当线圈2输入电压110V 时，线圈1输出电压为220V D 、当线圈2输入电压110V 时，线圈1输出电压为110V5.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交变电压为100V u t π=氖泡在两端电压达到100V 时开始发光，下列说法中正确的有 （ ） A ．开关接通后，氖泡的发光频率为100Hz B ．开关接通后，电压表的示数为100 V C ．开关断开后，电压表的示数变大D ．开关断开后，变压器的输出功率不变6.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。
2019届高考物理二轮复习专题四电磁感应与电路交变电流真题汇编
交变电流1.(2018·全国卷Ⅲ·T16) 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；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q正。
该电阻上电压的峰值均为u0，周期均为T，如图所示，则Q方∶Q正等于( )A.1∶2B.2∶1C.1∶2D.2∶1【解析】选D。
据2uQ TR=有效热得：2uQ TR=方、22Q T⎪⎝⎭=正，两式相除就有Q方∶Q正=2∶1，故选D。
2.(2018·天津高考·T4)教学用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R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I、U，R消耗的功率为P。
若发电机线圈的转速变为原来的12，则 ( ) A.R消耗的功率变为12PB.电压表V的读数为12UC.电流表A的读数变为2ID.通过R的交变电流频率不变【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析：(1)当线圈的转速变为原来的二分之一时，感应电动势也变成原来的一半。
(2)理想变压器原副线圈的电压之比等于原副线圈的匝数之比。
(3)理想变压器原副线圈消耗的功率相等。
【解析】选B。
根据ω=2πn可知转速变为原来的12，则角速度变为原来的12，根据E m=nBS ω可知电动机产生的最大电动势为原来的12，根据U=m2可知发电机的输出电压有效值变为原来的12，即原线圈的输出电压变为原来的12，根据1122n U n U =可知副线圈的输入电压变为原来的12，即电压表示数变为原来的12，根据P=2U R 可知R 消耗的电功率变为14P ，A 错误，B 正确；副线圈中的电流为I 2=12U R，即变为原来的12，根据1221n I n I =可知原线圈中的电流也变为原来的12，C 错误；转速减小为原来的12，则频率变为原来的12，D 错误。
3.(2018·江苏高考·T2)采用220 kV 高压向远方的城市输电。
高考物理二轮复习专题卷汇编交变电流专题卷
交变电流一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。
在每小题给出的四个选项中， 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
）1．如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图甲所示，左线圈连着正方形线框abcd，线框所在区域存在变化的磁场，取垂直纸面向里为正，磁感应强度随时间变化如图乙所示，不计线框以外的感生电场，右侧线圈连接一定值电阻R，下列说法中正确的是（）A. t1时刻ab边中电流方向由a→b，e点电势高于f点B. 设t1、t3时刻ab边中电流大小分别为i1、i3，则有i1＜i3，e点与f点电势相等C. t2～t4时间内通过ab边电量为0，定值电阻R中无电流D. t5时刻ab边中电流方向由a→b，f点电势高于e点【答案】B2．某用电器两端所允许加的最大直流电压是250V，它在交流电路中使用时，交流电压可以是A. 250V B. 220V C. 352V D. 177V【答案】D【解析】既然此电器最大只能承担250V的直流电压，那么就要求交流电路的电压最大值是250V，那么这个交流电路的电压有效值就是U=≈177V, 故选D.3．如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1000匝，副线圈匝数n2=200匝，原线圈所接交流电源的电动势瞬时值表达式e=311sin100πtV，副线圈所接电阻R=88Ω，电流表、电压表对电路影响可忽略不计。
则A. A1的示数约为0.10AB. V1的示数约为311 VC. V2的示数约为62.2VD. A2的示数约为0.75A【答案】A4．如图，理想变压器的原、副线圈电路中接有四只规格相同的灯泡，原线圈电路接在电压恒为U0的交变电源上。
当S断开时，L1、L2、L3三只灯泡均正常发光；若闭合S，已知灯泡都不会损坏，且灯丝电阻不随温度变化，则A. 灯泡L1变亮B. 灯泡L2变亮C. 灯泡L3亮度不变D. 灯泡L4正常发光【答案】A5．如图理想变压器原、副线圈的匝数比为50:1，副线圈上电压的瞬时值（V），副线圈皆有一功率固定的电热器和一功率可调的电热水器，两者相当于一个固定电阻R1和一个可变电阻R2，R2的阻值只能在11Ω~110Ω范围内变化。
物理二轮 交变电流 专题卷(全国通用)
物理二轮交变电流专题卷（全国通用）1.(2018江苏单科,2,3分)采用220 kV高压向远方的城市输电。
当输送功率一定时,为使输电线上损耗的功率减小为原来的14,输电电压应变为( )A.55 kVB.110 kVC.440 kVD.880 kV答案 C 本题考查电能的输送。
由P送=U送·I线和P损=I线2·R线得,P损=(P送U送)2·R线。
因为P送和R线一定,要使P损'=14P损,结合上式得,U送'=2U送=440 kV,C项正确。
2.(2018天津理综,4,6分)教学用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R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I、U,R消耗的功率为P。
若发电机线圈的转速变为原来的12,则( )A.R消耗的功率变为12PB.电压表V的读数变为12UC.电流表A的读数变为2ID.通过R的交变电流频率不变答案 B 本题考查正弦交流电的产生原理、理想变压器。
由正弦交流电的产生原理可知,其电动势的最大值Em =NBSω,而ω=2πn,有效值E=√22Em,线圈转速变为原来的12,则U1=E变为原来的12。
由U1U2=n1n2知U2变为原来的12,电压表读数变为原来的12,选项B正确;R消耗的功率P=U22R,故R消耗的功率变为原来的14,选项A错误;由P入=P出得,U1I1=U22R,故I1变为原来的12,即电流表读数变为原来的12,选项C错误;变压器不改变交变电流的频率,故通过R的交变电流频率变为原来的12,选项D错误。
3.(2018课标Ⅲ,20,6分)(多选)如图(a),在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R,R在PQ的右侧。
导线PQ中通有正弦交流电i,i的变化如图(b)所示,规定从Q到P为电流正方向。
导线框R中的感应电动势( )A.在t=T4时为零B.在t=T2时改变方向C.在t=T2时最大,且沿顺时针方向D.在t=T时最大,且沿顺时针方向答案AC 本题考查楞次定律的应用及法拉第电磁感应定律。
高三物理二轮复习各专题同步练习5.2交变电流
专题5 第2讲交变电流1．(2011·广东六校联考)如图所示，原、副线圈匝数比为2 ∶1的理想变压器正常工作时，以下说法不正确．．．的是( )A ．原、副线圈磁通量之比为2 ∶1B ．原、副线圈电流之比为1 ∶2C ．输入功率和输出功率之比为1 ∶1D ．原、副线圈磁通量变化率之比为1 ∶1 [答案] A[解析] 由于原、副线圈共用一个铁芯，故通过原、副线圈磁通量之比和原、副线圈磁通量变化率之比均为1 ∶1，选项A 错误而D 正确；由I 1 ∶I 2＝n 2 ∶n 1得，I 1 ∶I 2＝1 ∶2，选项B 正确；由于理想变压器不考虑变压器自身的功率损失，故选项C 正确，本题选择不正确的选项，故应选A.2．(2011·课标全国)如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1∶2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V ，额定功率为22W ；原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U 和I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )A ．U ＝110V ，I ＝0.2AB ．U ＝110V ，I ＝0.05AC ．U ＝1102V ，I ＝0.2AD ．U ＝1102V ，I ＝0.22A [答案] A[解析] 由灯泡正常发光可知，U ′＝220V ，I ′＝P 灯U ′＝0.1A ；U ＝n 1n 2U ′＝110V ，I ＝n 2n 1I ′＝0.2A ，电压表、电流表的示数均为有效值，故选项A 正确．3．(2011·苏北四市调研)如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD 处于磁感应强度大小B ＝210T 的水平匀强磁场中，线框面积S ＝0.5m 2，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO ′以角速度ω＝200rad/s 匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220V 60W ”的灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10A ，下列说法正确的是( )A ．图示位置穿过线框的磁通量为零B ．线框中产生交变电压的有效值为5002VC ．变压器原、副线圈匝数之比为25 ∶11D ．允许变压器输出的最大功率为5000W [答案] CD[解析] 图示位置穿过线圈的磁通量最大，选项A 错误；最大值E 1m ＝nBSω＝5002V ，有效值为E 1＝U 1＝500V ，选项B 错误；由n 1n 2＝U 1U 2得，n 1n 2＝25 ∶11，选项C 正确；因为I 1m ＝10A ，P ＝U 1I 1m ＝5000W ，选项D 正确．4．(2011·青岛模拟)一理想变压器原、副线圈的匝数之比为11 ∶2，副线圈的输出电压u 随时间变化的规律如图所示，副线圈上仅接入一个阻值为20Ω的定值电阻，则( )A ．原线圈的输入电压为220VB ．原线圈的输入电流为11AC ．经过1分钟定值电阻放出的热量是4800JD ．变压器的输入功率是8×102W [答案] AC[解析] 由题图可知，U 2＝40V ，I 1＝U 2R ＝2A ，则U 1＝n 1U 2n 2＝220V ，I 1＝n 2I 2n 1＝411A ，选项A 正确而选项B 错误；经过1分钟定值电阻放出的热量是Q 2＝I 22Rt ＝4800J ，选项C 正确；变压器的输入功率P 1＝U 1I 1＝80W ，选项D 错误．5．(2011·徐州模拟)如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为5 ∶1，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R 0为定值电阻，R 为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小．下列说法中正确的是( )A ．图乙中电压的有效值为1102VB ．电压表的示数为44VC ．R 处出现火警时电流表示数增大D ．R 处出现火警时电阻R 0消耗的电功率增大 [答案] ACD[解析] 由U 12R T ＝(U 1m /2)2R ·T2可知，图乙中电压的有效值为U 1＝1102V ，选项A 正确；电压表示数为有效值，由U 2＝n 2n 1·U 1＝222V 知，选项B 错误；R 处出现火警时，R 的阻值减小，电路中的电流增大，R 0消耗的电功率增大，选项C 、D 均正确．6．(2011·阳泉模拟)如图所示，理想变压器副线圈通过导线接两个相同的灯泡L 1和L 2，导线的等效电阻为R (图中已标示)．现将原来断开的开关S 闭合，若变压器原线圈两端的电压保持不变，则下列说法中正确的是( )A ．副线圈两端的电压不变B ．通过灯泡L 1的电流增大C ．原线圈中的电流减小D ．变压器的输入功率减小 [答案] A[解析] 由U 2＝n 2n 1U 1可得，副线圈两端的电压不变，选项A 正确；闭合开关S ，副线圈所在电路中的总电阻减小，干路电流I 2增大，则电阻R 两端电压增大，灯泡两端的电压减小，通过灯泡L 1的电流减小，选项B 错误；由I 1＝n 2n 1I 2可得，原线圈中的电流增大，选项C错误；由P ＝U 1I 2可得，变压器的输入功率增大，选项D 错误．7．(2011·北京海淀模拟)如图所示，矩形导体线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速转动，沿着OO ′方向观察，线圈沿逆时针方向转动．已知匀强磁场的磁感应线强度为B ，线圈匝数为n ，ab 边的边长为L 1，ad 边的边长为L 2，线圈电阻为R ，转动的角速度为ω，则当线圈转至图示位置时( )A ．线圈中感应电流的方向为abcdaB ．线圈中感应电动势为2nBL 2ωC ．穿过线圈的磁通量随时间的变化率最大D ．线圈ad 边所受安培力的大小为n 2B 2L 1L 22ωR[答案] CD[解析] 由右手定则可知，ad 棒中的电流从a 到d ，选项A 错误；图示位置两根导体棒ad 、bc 同时切割磁感线，感应电动势E ＝2nBL 2v ＝2nBL 2·L 12ω＝nBL 2·L 1ω，选项B 错误；此位置穿过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，选项C 正确；ad 边所受安培力的大小为F 安＝nBIL 2＝nB nBL 2L 1ωR L 2＝n 2B 2L 1L 22ωR，选项D 正确．8．(2011·宁波八校模拟)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20 ∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220V 60W ”灯泡一只，且灯泡正常发光，则( )A ．电流表的示数为3220AB ．电流表的示数为32220AC ．电源输出功率为1200WD ．原线圈端电压为11V [答案] A[解析] 由题意知流经副线圈的电流I 2＝60220A ＝311A ，则电流表的示数(有效值)为I 1＝n 2I 2n 1＝3220A ，选项A 正确而B 错误；因为是理想变压器，故电源输出的功率即灯泡消耗的功率，选项C 错误；由U 1＝n 1U 2n 2＝4400V 知，选项D 错误．9．(2011·山东)为保证用户电压稳定在220V ，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图．保持输入电压u 1不变，当滑动接头P 上下移动时可改变输出电压．某次检测得到用户电压u 2随时间t 变化的曲线如图乙所示．以下正确的是( )A ．u 2＝1902sin(50πt )VB ．u 2＝1902sin(100πt )VC ．为使用户电压稳定在220V ，应将P 适当下移D ．为使用户电压稳定在220V ，应将P 适当上移 [答案] BD[解析] 由题图可知，u 2的变化周期T ＝0.02s ，则ω＝2πT ＝100π rad/s ，选项B 正确；由于u 2偏小，为使其有效值增大为220V ，根据变压器的变压规律u 1u 2＝n 1n 2可知，应减小变压比，即将P 适当上移，选项D 正确．10．(2011·苏北四市模拟)如图所示，当滑动变阻器滑动触头P 逐渐向上移动时，接在理想变压器两端的四个理想电表示数( )A ．V 1不变、V 2不变、A 1变大、A 2变大B ．V 1不变、V 2不变、A 1变小、A 2变小C ．V 1变大、V 2变大、A 1变小、A 2变小D ．V 1变小、V 2变小、A 1变大、A 2变大 [答案] D[解析] 当滑动变阻器滑动触头P 逐渐向上移动时，变阻器有效电阻R 变小，输出功率增加，则输入功率增加，而输入电压U 不变，则I 1变大，R 1两端电压变大，则U 1＝U －I 1R 1变小；由变压器公式U 1U 2＝n 1n 2＝I 2I 1和I 2＝U 2R，得U 2变小，I 2变大，故选项D 正确.11．如图所示，一半径为r 的半圆形线圈，以直径ab 为轴匀速转动，转速为n ，ab 的左侧有垂直纸面向里，磁感应强度为B 的匀强磁场．M 、N 是两个集流环，负载电阻为R ，线圈、电流表和导线的电阻不计．试求：(1)由图示位置起转过1/4圈的时间内负载电阻上产生的热量； (2)由图示位置起转过1/4圈的时间内通过负载电阻R 的电荷量； (3)电流表示数．[答案] (1)π4B 2r 4n 8R (2)B π·r 22R (3)π2Bnr 22R[解析] 线圈由图示位置开始绕轴匀速转动，产生的交变电流如图所示．(1)线圈由图示位置经1/4圈时间内，电阻上产生的热量为：Q ＝I 2Rt ＝(E R )2×R ×T4＝(2π2Bnr 22R )2×R ×14n ＝π4B 2r 4n8R(2)线圈由图示位置经1/4圈时间内，由法拉第电磁感应定律知感应电动势的平均值E ＝ΔΦΔt，通过R 的电荷量为： q ＝I Δt ＝ER Δt ＝ΔΦR ＝B π·r 22R.(3)电流表的读数为交变电流的有效值，而交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的，通常应考查一个周期的情况．由图可知，若交流电在一周期内的有效值为E ，则由有效值定义知E m 22R ·T 2＝E 2RT解得：E ＝E m /2电流表的示数为：I A ＝E R ＝π2Bnr 22R12．风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源．风力发电机是将风能(气流的动能)转化为电能的装置，如图所示，其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等．(1)利用总电阻R ＝10Ω的线路向外输送风力发电机产生的电能．输送功率P 0＝300kW ，输出电压U ＝10kV ，求导线上损失的功率与输送功率的比值；(2)风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积．设空气密度为ρ，气流速度为v ，风轮机叶片长度为r .求单位时间内流向风轮机的最大风能P m ；在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施．(3)已知风力发电机的输出功率为P 与P m 成正比．某风力发电机在风速v 1＝9m/s 时能够输出电功率P 1＝540kW.我国某地区风速不低于v 2＝6m/s 的时间每年约为5000小时，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时．[答案] (1)0.03 (2)12πρr 2v 3 措施见解析(3)8×105kW·h[解析] (1)导线上损失的功率为P ＝I 2R ＝⎝⎛⎭⎫P 0U 2R ＝9kW 损失的功率与输送功率的比值P P 0＝9×103300×103＝0.03(2)风垂直流向风轮机，提供的风能功率最大． 单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量为ρv S ， S ＝πr 2，风能的最大功率可表示为P m ＝12(ρv S )v 2＝12πρr 2v 3采取措施合理，如增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面迎风等． (3)风力发电机的输出功率为P 2＝⎝⎛⎭⎫v 2v 13P 1＝⎝⎛⎭⎫693×540kW ＝160kW ，最小年发电量为 W ＝P 2t ＝160×5000kW·h ＝8×105kW·h13．某发电厂发电机的输出功率P ＝100kW ，发电机端电压U ＝250V ，向远处送电的输电线的总电阻R ＝8Ω.要使传输电线上的功率损失不超过输送功率的5%，用户得到的电压又正好是220V ，那么：(1)应该怎样安装变压器？画出输电线路的示意图． (2)求出所用的变压器的原、副线圈的匝数比．[答案] (1)如解析图所示 (2)升压：1 ∶16 降压：190 ∶11[解析] (1)只要安装一台升压变压器和一台降压变压器，输电线路示意图如图所示．(2)按题意，P 损＝5%P ＝0.05×100×103W ＝5×103W 设输电线路中的电流为 I ，P 损＝I 2R I ＝P 损R＝5×1038A ＝25A 输送电压U 2＝P I ＝100×10325V ＝4000V对升压变压器n 1n 2＝U 1U 2＝2504000＝116输电线路上损失电压U 损＝IR ＝25×8V ＝200V 降压变压器原线圈n 3两端电压 U 3＝U 2－U 损＝(4000－200)V ＝3800V 用户在副线圈n 4两端得到电压U 4＝220V 所以n 3n 4＝U 3U 4＝3800220＝19011即升压变压器原、副线圈匝数比为1 ∶16 降压变压器原、副线圈匝数比为190 ∶11。
高考物理二轮复习选择题题型变压器交变电流问题练习
选择题题型6 变压器、交变电流问题1.(2020·山东临沂二模)线圈ab,cd绕在同一软铁芯上,如图(甲)所示,在ab线圈中通以如图(乙)所示的电流(电流从a流入为正),已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比,则下列描述线圈中感应电动势U cd随时间变化关系的图中,正确的是( )2.(2020·四川资阳二诊)如图(甲)所示,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO′匀速转动,产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图(乙)所示.若外接电阻的阻值R=9 Ω,线圈的电阻r=1 Ω,则下列说法正确的是( )A.线圈转速为100π rad/sB.0.01 s末穿过线圈的磁通量最大C.通过线圈的最大电流为10 AD.电压表的示数为90 V3.(2020·四川广元二模)在如图(甲)所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1,原线圈接入图(乙)所示的电压,副线圈接火灾报警系统(报警器未画出),图中电压表和电流表均为理想电表,R0为定值电阻,R为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小.下列说法中正确的是( )A.电压表的示数为44 VB.图(乙)中电压的有效值为220 VC.R处出现火灾时电流表示数减小D.R处出现火灾时电阻R0消耗的电功率增大4.(2020·河北张家口二模)如图所示,理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节,在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,P为滑动变阻器的滑动触头.在原线圈上加一电压为U的正弦交变电流,下列说法正确的是( )A.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变大B.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变小C.保持P的位置不动,将Q向下滑动时,电流表读数变大D.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变小5.(2020·宁夏银川三模)(多选)如图所示,N匝矩形导线框以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO′匀速转动,线框面积为S,线框的电阻、电感均不计,外电路接有电阻R、理想交流电流表○A 和二极管D,二极管D具有单向导电性,即正向电阻为零,反向电阻无穷大.下列说法正确的是( )A.图示位置电流表的示数为0B.R两端电压的有效值U=NBSC.一个周期内通过R的电荷量q=D.交流电流表的示数I=NBS6.(多选)某小型发电站通过升压变压器向60 km远处的用户供电,在用户端用降压变压器将电压变为220 V 供用户使用(设两个变压器均为理想变压器),输电示意图如图所示.已知输电线的电阻率为ρ=1.25×10-8Ω·m,横截面积为1.5×10-4 m2,发电机输出功率为20 kW,输出电压为250 V,若线路损耗的功率为输出功率的5%.则下列说法正确的是( )A.发电机是将其他形式的能转化为电能的设备,发电原理是法拉第电磁感应定律B.输电线上的电流为10 AC.>D.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压7.(2020·河南平顶山一调)(多选)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的读数为32 VB.灯泡L两端电压的有效值为32 VC.当滑动变阻器的触头P向下滑动时,电流表A2示数增大,A1示数增大D.由图(b)可知交流发电机转子的角速度为100 rad/s2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．如图，某同学将一足球静止摆放在收纳架上。
(全国专用)高考物理大二轮总复习与增分策略 专题十八 交变电流(加试)-人教版高三全册物理试题
专题十八交变电流〔加试〕考纲解读章内容考试要求说明必考加试交变电流交变电流 c 1.不要求推导交流电动势的瞬时值表达式2．不要求计算线圈在磁场中转动时的电动势3．不要求证明正弦式交变电流有效值与峰值之间的关系4．不要求计算方波等其他交变电流的有效值5．不要求知道感抗、容抗的概念6．不要求分析、计算两个与以上副线圈和有两个磁路的变压器问题7．不要求计算同时涉与升压、降压的输电问题描述交变电流的物理量 c电感和电容对交变电流的影响 b变压器 c电能的输送c一、交变电流1．定义大小和方向都随时间做周期性变化的电流．2．常见类型：如图1甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流．其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦交流电，如图甲所示．图13．正弦交流电的产生和图象(1)产生：如图2所示，在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，可产生正弦式交变电流．图2(2)中性面与其特点：①定义：与磁场方向垂直的平面．②特点：a．线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零．b．线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次．(3)图象：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦函数曲线，如图3所示．图3二、描述交变电流的物理量1．周期和频率(1)周期(T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T＝2πω.(2)频率(f)：交变电流在1 s内完成周期性变化的次数．单位是赫兹(Hz)．(3)周期和频率的关系：T＝1f或f＝1T.2．交变电流的瞬时值、峰值、有效值(1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数．(2)峰值：交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值，也叫最大值．(3)有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值．对正弦式交变电流，其有效值和峰值的关系为：E＝12E m，U＝12U m，I＝12I m.三、电感和电容对交变电流的影响1．电感器对交变电流的阻碍作用(1)线圈的自感系数越大，交流的频率越高，对交变电流的阻碍作用越大．(2)电感器的应用类型区别低频扼流圈高频扼流圈自感系数较大较小阻碍作用较大较小应用通直流、阻交流通低频、阻高频2.电容器对交变电流的阻碍作用(1)电容器的电容越大，交流的频率越高，对交变电流的阻碍作用越小．(2)作用：“通交流，隔直流；通高频，阻低频〞．四、理想变压器1．构造如图4所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的．图4(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈．(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈．2．原理电流的磁效应、电磁感应．3．根本关系式与制约关系(1)功率关系：P 入＝P 出． (2)电压关系：U 1n 1＝U 2n 2.(3)电流关系：只有一个副线圈时I 1I 2＝n 2n 1. 五、电能的输送1．输电过程(如图5所示)图52．电压损失(1)ΔU ＝U －U ′.(2)ΔU ＝IR . 3．功率损失 (1)ΔP ＝P －P ′.(2)ΔP ＝I 2R ＝U －U ′2R.4．输送电流 (1)I ＝P U. (2)I ＝U －U ′R. 加试根底练1．(多项选择)图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，能产生正弦式交变电流的是( )答案 ABD解析选项C情况下，穿过线圈的磁通量始终为零，不能产生正弦式交变电流，而A、B、D 情况均可产生．2．(多项选择)某小型发电机产生的交变电动势为e＝50sin 100πt(V)．对此电动势，如下表述正确的答案是( )A．最大值是50 2 VB．频率是100 HzC．有效值是25 2 VD．周期是0.02 s答案CD解析从中性面开始计时，交变电动势的表达式为e＝E m sin ωt，因e＝50sin 100πt(V)，所以最大值E m＝50 V，A错误；由ω＝2πf＝100π rad/s得f＝50 Hz，B错误；有效值E＝E m2＝25 2 V，C正确；T＝1f＝0.02 s，D正确．3．(多项选择)(2016·杭州市月考)如图6所示的实验电路中，假设交流电压的有效值与直流电压相等，S为双刀双掷开关，如下表示中正确的答案是( )图6A．当S掷向a、b时灯较亮，掷向c、d时灯较暗B．当S掷向a、b时灯较暗，掷向c、d时灯较亮C．S掷向c、d，把电感线圈中的铁芯抽出来时灯变亮D．S掷向c、d，电源电压不变，而使频率减小时灯变暗答案AC解析线圈对恒定电流几乎无阻碍作用，对交变电流自感系数越大，频率越高，阻碍作用越大．4．(多项选择)如图7所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1，电池和交变电源的电动势都为6 V，内阻均不计．如下说法正确的答案是( )图7A ．S 与a 接通的瞬间，R 中无感应电流B ．S 与a 接通稳定后，R 中无感应电流C ．S 与b 接通稳定后，R 两端的电压为3 VD ．S 与b 接通稳定后，原、副线圈中电流的频率之比为2∶1 答案 BC解析 变压器只能改变交流电的电压，在开关S 刚接通a 时，R 中有感应电流，但电路稳定后如此无感应电流，故A 错误，B 正确．当开关S 接通b 稳定后，R 上的电压U 2＝n 2n 1·U 1＝3 V ，原、副线圈中电流的频率相等，故D 错误，C 正确．5．输电线的电阻共计为r ，输送的电功率为P ，用电压U 送电，如此用户能得到的电功率为( )A ．PB ．P －P 2U 2rC ．P －U 2r D.P 2U2r答案 B解析 输电电流I ＝P U ，输电线上的损失功率P ′＝I 2r ＝P 2U 2r ，用户得到的功率P 用＝P －P ′＝P －P 2U2r ，故此题只有B 正确．交变电流的产生和描述1．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比拟物理量物理含义 重要关系 适用情况与说明瞬时值交变电流某一时刻的值从中性面开始计时e ＝E m sin ωt i ＝I m sin ωt计算线圈某时刻的受力情况峰值 最大的瞬时值 E m ＝nBSω 讨论电容器的击穿电压2.有效值的计算方法(1)正弦式交流电的有效值：I ＝I m2，U ＝U m2，E ＝E m2. (2)非正弦式交流电的有效值：根据电流的热效应进展计算．例1 如图8所示，N ＝50 匝的矩形线圈abcd ，ab 边长l 1＝20 cm ，ad 边长l 2＝25 cm ，放在磁感应强度B ＝0.4 T 的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线的固定轴OO ′以n ＝3 000 r/min 的转速匀速转动，线圈电阻r ＝1 Ω，外电路电阻R ＝9 Ω，t ＝0时线圈平面与磁感线平行，ab 边正转出纸外、cd 边转入纸里．求：图8(1)t ＝0时感应电流的方向； (2)感应电动势的瞬时值表达式； (3)线圈转一圈外力做的功． 答案 (1)感应电流方向沿adcba (2)e ＝314cos (100πt ) V (3)98.6 J解析 (1)根据右手定如此，线圈中感应电流的方向为adcba . (2)线圈的角速度ω＝2πn ＝100π rad/s图示位置的感应电动势最大，其大小为E m ＝NBl 1l 2ω 代入数据得E m ＝314 V 感应电动势的瞬时值表达式为e ＝E m cos ωt ＝314cos (100πt ) V.(3)电动势的有效值E ＝E m2线圈匀速转动的周期T ＝2πω＝0.02 s线圈匀速转动一圈，外力做功大小等于电功的大小，即W＝I2(R＋r)T＝E2R＋r·T代入数据得W≈98.6 J.书写交变电流瞬时值表达式的根本思路(1)确定正弦式交变电流的峰值，根据图象读出或由公式E m＝nBSω求出相应峰值．(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式．①假设线圈从中性面位置开始计时，如此i－t图象为正弦函数图象，函数式为i＝I m sin ωt.②假设线圈从垂直中性面位置开始计时，如此i－t图象为余弦函数图象，函数式为i＝I m cos ωt.变式题组1．(2016·东阳市联考)如图9所示，为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是( )图9A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流C．图示位置ab边的感应电流方向为a→bD．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零答案 C解析线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生呈周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次，故A错；线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定如此，ab边的感应电流方向为a→b，故C对；线圈平面与磁场方向平行时，ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的电动势最大，也可以这样认为，线圈平面与磁场方向平行时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，B、D错误．2．小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图10所示．矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e 0，不计线圈电阻，如此发电机输出电压( )图10A ．峰值是e 0B ．峰值是2e 0C ．有效值是22Ne 0D ．有效值是2Ne 0 答案 D解析 矩形线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e 0，所以发电机的电动势峰值为2Ne 0，A 、B 错误；由于不计线圈的电阻，所以发电机的输出电压峰值为2Ne 0，有效值为2Ne 02＝2Ne 0，故D 正确．3．一交流电压为u ＝1002sin (100πt ) V ，由此表达式可知( ) A ．用电压表测该电压其示数为50 V B ．该交流电压的周期为0.02 sC ．将该电压加在“100 V 100 W 〞的灯泡两端，灯泡的实际功率小于100 WD ．t ＝1400 s 时，该交流电压的瞬时值为50 V答案 B解析 电压有效值为100 V ，故用电压表测该电压其示数为100 V ，A 项错误；ω＝100π rad/s，如此周期T ＝2πω＝0.02 s ，B 项正确；该电压加在“100 V 100 W 〞的灯泡两端，灯泡恰好正常工作，C 项错；t ＝1400 s 代入瞬时值表达式得电压的瞬时值为100 V ，D 项错．4．(2016·丽水一模)交流发电机线圈电阻r ＝1 Ω，用电器电阻R ＝9 Ω，电压表示数为9 V ，如图11所示，那么该交流发电机( )图11A ．电动势的峰值为10 VB ．电动势的有效值为9 VC ．交流发电机线圈通过中性面时电动势的瞬时值为10 2 VD ．交流发电机线圈自中性面转过90°的过程中的平均感应电动势为202π V答案 D解析 电压表示数等于路端电压，电路中的电流为I ＝U R ＝99 A ＝1 A ，所以电动势的有效值为：E ＝I (R ＋r )＝1×(9＋1) V ＝10 V ，所以电动势的最大值为E m ＝2E ＝10 2 V ，应当选项A 、B 错；线圈通过中性面时Φ最大，但ΔΦΔt＝0，故e ＝0，选项C 错；线圈从中性面转过90°的过程中，ΔΦ＝BS ，Δt ＝T 4＝π2ω，所以E ＝n ΔΦΔt ＝2nBSωπ，由于E m ＝nBSω，所以E ＝2E m π＝202π V ，选项D 对．变压器和电能的输送1．根本关系式中物理量之间的决定关系电压副线圈电压U 2由原线圈电压U 1和匝数比决定，即U 2＝n 2n 1U 1(原制约副) 功率副线圈中的功率P 2由用户负载决定，原线圈的输入功率P 1由副线圈的输出功率P 2决定，即P 1＝P 2(副制约原)电流 原线圈的电流I 1由副线圈的电流I 2和匝数比决定，即I 1＝n 2n 1I 2(副制约原)2.理想变压器的动态分析常见的理想变压器的动态分析一般分匝数比不变和负载电阻不变两种情况． (1)匝数比不变的情况(如图12甲所示)①U 1不变，根据U 1U 2＝n 1n 2，输入电压U 1决定输出电压U 2，不论负载电阻R 如何变化，U 2不变． ②当负载电阻发生变化时，I 2变化，输出电流I 2决定输入电流I 1，故I 1发生变化． ③I 2变化引起P 2变化，P 1＝P 2，故P 1发生变化．图12(2)负载电阻不变的情况(如图乙所示) ①U 1不变，n 1n 2发生变化，故U 2变化． ②R 不变，U 2变化，故I 2发生变化．③根据P 2＝U 22R，P 2发生变化，再根据P 1＝P 2，故P 1变化，P 1＝U 1I 1，U 1不变，故I 1发生变化．3．远距离输电问题(1)远距离输电示意图(如图13所示)图13(2)减少输电电能损失的两种方法 ①理论依据：P 损＝I 线2R 线．②减小输电线的电阻：根据电阻定律R ＝ρl S，要减小输电线的电阻R ，在保证输电距离的情况下，可采用减小材料的电阻率、增大导线的横截面积等方法．③减小输电导线中的电流：在输电功率一定的情况下，根据P ＝UI ，要减小电流，必须提高电压．(3)输电线路功率损失的计算方法①P 损＝P －P ′，P 为输送的功率，P ′为用户所得功率． ②P 损＝I 线2R 线，I 线为输电线路上的电流，R 线为线路电阻． ③P 损＝ΔU2R 线，ΔU 为在输电线路上损失的电压，R 线为线路电阻．④P 损＝ΔUI 线，ΔU 为在输电线路上损失的电压，I 线为输电线路上的电流．例2 (多项选择)(2015·浙江9月选考样题)理想变压器原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u 随时间t 变化的规律如图14所示，原、副线圈匝数比n 1n 2＝100，副线圈只接入一个R ＝10 Ω的电阻，如此( )图14A ．与电阻R 并联的电压表示数为3.11 VB ．流过电阻R 的电流最大值为0.311 AC ．变压器的输入功率为0.484 WD ．一个周期内，电阻R 上产生的热量为9.68×10－3J 答案 BCD解析 由题图可知原线圈两端电压的最大值为311 V ，如此有效值U 1＝3112V≈220 V，由U 1U 2＝n 1n 2，解得U 2＝2.2 V ，而电压表示数为有效值，应当选项A 错误；流过电阻R 的最大电流为2U 2R≈0.311 A，应当选项B 正确；变压器的输入功率等于输出功率，即P 入＝P 出＝U 2I 2＝0.484 W ，应当选项C 正确；一个周期内，R 上产生的热量Q ＝I 22 RT ＝(U 2R )2RT ＝(2.210)2×10×2.0×10－2J ＝9.68×10－3J ，应当选项D 正确．关于理想变压器的四点说明1．变压器不能改变直流电压．2．变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率． 3．理想变压器本身不消耗能量．4．理想变压器根本关系中的U 1、U 2、I 1、I 2均为有效值．变式题组5．(多项选择)如图15所示，理想变压器的原线圈接交流电源，副线圈接阻值为R 的负载电阻．假设与原线圈连接的电压表V 1的示数为U 1，与副线圈连接的电压表V 2的示数为U 2，且U 2<U 1，如此以下判断中正确的答案是( )图15A ．该变压器输入电流与输出电流之比为U 1∶U 2B ．该变压器输入功率与输出功率之比为U 2∶U 1C ．通过负载电阻R 的电流I 2＝U 2RD ．通过原线圈的电流I 1＝U 22U 1R答案 CD解析 据P 1＝P 2，可得I 1U 1＝I 2U 2，I 1I 2＝U 2U 1，故A 、B 均错误．通过R 的电流I 2＝U 2R ，而I 1＝U 2U 1·I 2＝U 22U 1R，故C 、D 均正确． 6．(2014·浙江理综·15)如图16所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U ，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是I 1，其末端间的电压为U 1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I 2.如此( )图16A ．用户端的电压为I 1U 1I 2B ．输电线上的电压降为UC ．理想变压器的输入功率为I 12r D ．输电线路上损失的电功率为I 1U 答案 A解析 根据理想变压器的工作原理，得I 1U 1＝I 2U 2，所以用户端的电压U 2＝I 1U 1I 2，选项A 正确；输电线上的电压降U ′＝I 1r ＝U －U 1，选项B 错误；变压器的输入功率P 1＝I 1U －I 12r ＝I 1U 1，选项C 错误；输电线路上损失的功率P ′＝I 12r ＝I 1(U －U 1)，选项D 错误．7．图17甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n 1∶n 2＝4∶1，电阻R ＝20 Ω，L 1、L 2为规格一样的两只小灯泡，S 1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S 1接1，S 2闭合，此时L 2正常发光．如下说法正确的答案是( )图17A ．只断开S 2后，小灯泡L 1正常发光B ．只断开S 2后，原线圈的输入功率增大C ．假设S 1换接到2后，流经R 的电流瞬时值表达式i ＝24cos 50πt (A) D ．假设S 1换接到2后，R 消耗的电功率为1.25 W 答案 D解析 L 1、L 2为规格一样的两只小灯泡，只断开S 2后，总电阻增加，L 1、L 2串联，小灯泡L 1不能正常发光，原线圈的输入功率减小，故A 、B 错误；假设S 1换接到2后，输出电压的有效值U 2＝n 2n 1·U m2＝5 V ，如此R 消耗的电功率为1.25 W ，由题意可求ω＝100π rad/s，选项C 错误，选项D 正确．1．(2016·宁波市调研)如下列图，面积均为S 的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B 中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e ＝BSωsin ωt 的图是( )答案 A解析线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动，产生的正弦交变电动势为e＝BSωsin ωt，由这一原理可判断，A图正确．2．一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图1甲所示的匀强磁场中．通过线圈内的磁通量Φ随时间的变化规律如图乙所示．如下说法正确的答案是( )图1A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大B．t2、t4时刻线圈中感应电流方向改变C．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小答案 C解析t1、t3时刻磁通量最大，磁通量的变化率为零，这两个时刻感应电流方向改变，t2、t4时刻感应电动势最大，选项A、B、D错误，C正确．3．小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间成正弦函数关系，如图2所示．此线圈与一个R＝10 Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，如下说法正确的答案是( )图2A．交变电流的周期为0.125 sB．交变电流的频率为8 HzC ．交变电流的有效值为 2 AD ．交变电流的最大值为4 A 答案 C解析 由图象可知周期T ＝0.250 s ，频率f ＝1T＝4 Hz ，应当选项A 、B 均错误．交变电流的有效值I ＝U R＝E m2R＝202×10A ＝ 2 A ，最大值I m ＝E mR ＝2 A ，应当选项D 错误，C 正确．4．一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图3甲所示，如此如下说法中正确的答案是( )图3A ．t ＝0时刻，线圈平面与中性面垂直B ．t ＝0.01 s 时刻，Φ的变化率最大C ．t ＝0.02 s 时刻，感应电动势达到最大D ．该线圈产生的相应感应电动势的图象如图乙所示 答案 B5．(多项选择)(2016·杭州市月考)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图4甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，如此( )图4A ．t ＝0.005 s 时线框的磁通量变化率为零B ．t ＝0.01 s 时线框平面与中性面重合C ．线框产生的交变电动势有效值为311 VD ．线框产生的交变电动势频率为50 Hz答案BD解析由题图乙可知该正弦交变电动势的电压最大值为311 V，周期等于0.02 s，因此，根据正弦交变电动势的最大值与有效值之间的关系式U＝U m2得知选项C错误；又f＝1T，如此频率f＝50 Hz，选项D正确；当t＝0.005 s时，e＝311 V，取得最大值，穿过线圈的磁通量变化率最大，选项A错误；当t＝0.01 s时，交变电压与电流方向发生改变，电压值最小等于零，线框平面与中性面重合，选项B正确．6.如图5所示，电路由交流电源供电，最大电压保持不变，如果交变电流的频率升高，如此如下说法中正确的答案是( )图5A．电容器上的电荷量最大值增大B．电容器的阻碍作用增大C．电路中灯泡的亮度变亮D．电路中灯泡的亮度变暗答案 C解析当交变电流的频率升高时，电容器的阻碍作用减小，灯泡的亮度变亮，灯泡两端的电压变大，应当选项C正确，选项B、D错误；由Q＝CU可知，选项A错误．7．(多项选择)(2016·诸暨市期末)松下负离子电吹风机在日本国内使用时，电压为110 V，电流为10 A．现在把这只电吹风机带到我国来使用，因我国电压为220 V，需要购置如图6所示的电源变压器，将220 V电压转换成110 V电压，变压器常用VA或kVA作单位来量度它的功率．假设该变压器为理想变压器，如此以下说法正确的答案是( )图6A ．电源变压器为升压变压器B ．电源变压器的匝数比为2∶1C ．此时电源变压器的输入电流为20 AD ．此时电源变压器的输出功率为1.1 kVA 答案 BD8．(多项选择)仅采取如下中的某一个措施，能使如图7所示的理想变压器输出功率增加的是( )图7A ．增加负载电阻R 的阻值B ．减小负载电阻R 的阻值C ．增加副线圈的匝数n 2D ．减少原线圈的匝数n 1 答案 BCD解析 由P 出＝U 22R 知U 2一定时，R 减小，P 出增大，A 错误，B 正确；又U 2＝U 1n 2n 1知U 1、R 一定时，n 1减少或n 2增加，均引起U 2增加，P 出增加，C 、D 正确． 9．如图8所示是一台理想自耦变压器，在a 、b 之间接正弦交变电流，、分别为理想交流电流表和交流电压表．假设将调压端的滑动触头P 向上移动，如此( )图8A ．电压表V 的示数变大B ．变压器的输出功率变大C ．电流表A 的示数变小D ．电流表A 的示数变大 答案 C解析 a 、b 间为原线圈，当P 向上移动时，原线圈匝数增多，原、副线圈匝数比变大．由变压规律U 1U 2＝n 1n 2，U 1不变，如此U 2变小，电压表V 的示数变小，R 不变，由P ＝U 2R可知，变压器的输出功率变小，选项A 、B 错；P 2＝U 2I 2，U 2变小，R 不变，I 2变小，P 2变小，由P 1＝P 2＝U 1I 1可以知道，I 1变小，选项C 对，D 错．10．(多项选择)在如图9所示的电路中，T 为一降压式自耦调压变压器，开始时灯泡L 正常发光，现在电源电压U 略降低，为使灯L 仍能正常发光，可采取的措施是( )图9A ．将自耦调压变压器的滑片P 适当上滑B ．将自耦调压变压器的滑片P 适当下滑C ．适当增大滑动变阻器R 2的阻值D ．适当减小滑动变阻器R 2的阻值 答案 AC解析 根据U U 2＝n 1n 2可得U 2＝n 2n 1·U ，所以应增加n 2，故A 正确；匝数比不变，应使R 1两端电压减小，如此总电流减小，所以使R 2阻值增加，故C 正确．11．(多项选择)在如图10所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，如下说法中正确的答案是( )图10A ．升压变压器的输出电压增大B ．降压变压器的输出电压增大C ．输电线上损耗的功率增大D ．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 答案 CD解析 发电厂的输出电压不变，升压变压器输出的电压U 2应不变，A 错误；输电线电流I ＝P U 2会随着P 的增大而增大，输电线电压损失U 损＝IR 也增大，所以降压变压器的输入电压U 3＝U 2－U 损减小，如此降压变压器的输出电压减小，B 错误；输电线功率损失P 损＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 22R ，因P 变大，所以P 损变大，C 正确；P 损P ＝P U 22R P ＝PRU 22，因P 变大，所以比值变大，D 正确．12．(2015·福建理综·15)图11为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T 的原、副线圈匝数分别为n 1、n 2，在T 的原线圈两端接入一电压u ＝U m sin ωt 的交流电源，假设输送电功率为P ，输电线的总电阻为2r ，不考虑其他因素的影响，如此输电线上损失的电功率为( )图11A ．(n 1n 2)U m 24rB ．(n 2n 1)U m 24rC ．4(n 1n 2)2(P U m)2r D ．4(n 2n 1)2(P U m)2r 答案 C解析 原线圈电压的有效值：U 1＝U m2，根据U 1U 2＝n 1n 2可得U 2＝n 2U m2n 1，又因为是理想变压器，所以T 的副线圈的输出功率等于原线圈的输入功率P ，所以输电线上的电流I ＝PU 2，输电线上损失的电功率为P ′＝I 2·2r ＝4r ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22⎝ ⎛⎭⎪⎫P U m 2，所以C 正确，A 、B 、D 错误．13．(2016·宁波模拟)如图12所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，电阻R ＝55.0 Ω，原线圈两端接一正弦式交变电流，电压u 随时间t 变化的规律为u ＝1102sin 20πt (V)，时间t 的单位是s.那么，通过电阻R 的电流有效值和频率分别为( )图12A ．1.0 A 、20 HzB. 2 A 、20 Hz C. 2 A 、10 HzD ．1.0 A 、10 Hz 答案 D解析 理想变压器原、副线圈的频率是一样的，所以ω＝2πT＝2πf ＝20π rad/s，所以频率f ＝10 Hz.根据电压比与匝数比的关系得U 1U 2＝n 1n 2，所以副线圈两端电压的有效值U 2＝n 2n 1U 1＝55 V ，通过电阻R 的电流有效值I 2＝U 2R ＝5555.0A ＝1.0 A ，D 正确．14．如图13，理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝2∶1，和均为理想电表，灯泡电阻R L ＝6 Ω，AB 端电压u 1＝122sin 100πt (V)．如下说法正确的答案是( )图13A ．电流频率为100 HzB.的读数为24 VC.的读数为0.5 AD ．变压器输入功率为6 W答案 D解析 根据交变电流的表达式可得ω＝100π rad/s＝2πf ，解得f ＝50 Hz ，选项A 错误；原线圈电压的有效值U 1＝U m2＝1222V ＝12 V ，根据U 1U 2＝n 1n 2，可得副线圈电压的有效值U 2＝6 V ，即电压表的读数为6 V ，选项B 错误；电流表的读数为I 2＝U 2R L＝1 A ，选项C 错误；变压器输入功率等于输出功率P ＝U 2I 2＝6 W ，选项D 正确．15．(多项选择)(2016·9月金华十校模拟)某实验小组在物理教师的指导下自制了一台交流发电机，并用自制的变压器(可视为理想变压器)对标有“3.6 V,0.5 A 〞的小灯泡供电，其原理图如图14所示．矩形线圈匝数为10匝，电阻不计，面积为0.1 m 2，线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，磁感强度大小为B ＝22πT ，转速为n ＝10 r/s ，小灯泡正常发光，图示位置线圈平面与磁场方向平行．如此如下说法正确的答案是( )图14A ．图示位置线圈位于中性面，通过线圈的磁通量为0B ．图示位置线圈电动势的瞬时值为10 2 VC ．交流电流表的示数为0.18 AD ．原副线圈匝数比25∶9 答案 BCD解析 线圈位于中性面时，通过线圈的磁通量最大，A 不正确；图示位置瞬时值最大，E m ＝NBSω＝NBS ×2πn ＝10 2 V ，B 正确；由理想变压器功率关系P 出＝P 入得U 1I 1＝U 2I 2即I 1＝0.18 A ，C 正确，原、副线圈匝数比为电压比n 1n 2＝U 1U 2＝103.6＝259，D 正确．16．(多项选择)图15甲为一火灾报警系统．其中R 0为定值电阻，R 为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小．理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1，副线圈输出电压如图乙所示，如此如下说法正确的答案是( )图15A ．原线圈输入电压有效值为220 VB ．副线圈输出电压瞬时值表达式u ＝442cos 100πt (V)C ．R 处出现火情时，原线圈电流增大D ．R 处出现火情时，电阻R 0的电功率减小 答案 AC解析 由题图乙可知，副线圈电压的峰值U m ＝44 2 V ，如此副线圈电压的有效值为44 V ，根据U 1U 2＝n 1n 2＝51，得U 1＝220 V ，应当选项A 正确．由题图乙可知，副线圈电压的峰值U m ＝44 2 V ，周期T ＝0.016 s ，ω＝2πT＝125π rad/s，所以u ＝442cos 125πt (V)，应当选项B 错误．R 处出现火情时，其阻值变小，如此副线圈电流变大，线圈匝数比不变，所以原线圈电流增大，应当选项C 正确．R 处出现火情时，其阻值变小，如此副线圈电流变大，通过电阻R 0的电流变大，根据P ＝I 2R ，可知电阻R 0的电功率增大，应当选项D 错误．17．(2014·四川·1)如图16所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，如此( )。
2022届高三物理二轮精品专题卷专题10交变电流（带详细解析）
Evaluation Only. Created with Aspose.Words. Copyright 2003-2016 Aspose Pty Ltd. 2012届高三物理二轮精品专题卷10物理考试范围：交变电流一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。
在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
）1．如下图所示的四种随时间变化的电流图象，其中属于交变电流的是 （ ）2．如右图所示，面积为S 的单匝闭合线框在磁感应强度为B 匀强磁场中，以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，下列说法中正确的是 （ ）A ．在穿过线框的磁通量为2BS 的时刻，线框中的感应电动势为2ωBSB ．在穿过线框的磁通量为22BS的时刻，线框中的感应电动势为22ωBSC ．线框转动四分之一周过程中，感应电动势的平均值为πBS ω2D ．线框转动一周过程中，感应电动势的平均值为０3．夏天由于用电器的增多，每年都会出现“用电荒”，只好拉闸限电。
若某发电站在供电过程中，用电高峰时输电的功率是正常供电的2倍，输电线电阻不变，下列说法正确的是 （ ） A ．若输送电压不变，则用电高峰时输电电流为正常供电时的2倍 B ．若输送电压不变，则用电高峰时输电线损失的功率为正常供电时的2倍C ．若用电高峰时的输送输电电压变为正常供电的2倍，则此时输电电流为正常供电时的4倍D ．若用电高峰时的输送输电电压变为正常供电的2倍，则此时输电线损失的功率为正常供电时的4倍4．如右图所示，矩形线框置于竖直向下的磁场中，通过导线与灵敏电流表相连，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，图中线框平面处于竖直面内。
下述说法正确的是 （ ） A ．当线框由此转过90°时，线框转至中性面，则电流表示数为零 B ．线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大，感应电流最大 C ．当线框由此转过90°时，穿过线框的磁通量最大，感应电流最大D ．若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电流表电流的示数也增大一倍5．如右图所示的交变电压是矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中产生的，下列说法中正确的是 （ ） A ．交流电压的有效值为25VB ．交流电压的最大值为10V ，频率为0.25HzC ．0.01s 末线框平面平行于磁场，通过线框的磁通量变化最快D ．0.02s 时通过线框的磁通量为零6．如右图甲所示，在闭合的铁芯上绕着两个线圈，两个线圈的匝数比n 1∶n 2=1∶3。
2024年高考真题和模拟题物理分类汇编专题12 交变电流(原卷版)
专题12交变电流B.4:3C.2:3D.5:4年新课标考题）7.电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。
车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。
磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如图所示。
将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过90°时，线圈中（）B.电流最大D.电流方向由如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头、定值电阻0R和1R、开关S。
S处于闭合状态，在原线圈电压不动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动B.121 2000nn<100Hz B.通过电阻电流的峰值为秒内消耗的电能为1J D.电阻两端电压表达式为年湖南卷考题）6．根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。
某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。
已知发电机转子以角速度ω匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻0R。
当用户端接一个定值电阻R时，0R上消耗的功率为）A．风速增加，若转子角速度增加一倍，则0R 上消耗的功率为4PB．输电线路距离增加，若0R 阻值增加一倍，则0R 消耗的功率为4PC．若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则0R 上消耗的功率为8PD．若在用户端再并联一个完全相同的电阻R ，则0R 上消耗的功率为6P7.(2024年湖北卷考题)5.在如图所示电路中接入正弦交流电，灯泡1L 的电阻是灯泡2L 的2倍。
假设两个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。
闭合开关S，灯泡1L 、2L 的电功率之比12:P P 为（）A.2︰1B.1︰1C.1︰2D.1︰48.（2024年上海卷考题）12.某自行车所装车灯发电机如图（a ）所示，其结构见图（b ）。
绕有线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。
车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动。
摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化。
专题11 交变电流-2021年高考物理二轮复习(原卷版)
专题11 交变电流一、单选题1．（2020·海南高考真题）图甲、乙分别表示两种电流的波形，其中图乙所示电流按正弦规律变化，分别用1I 和2I 表示甲和乙两电流的有效值，则（ ）A ．12:2:1I I =B ．12:1:2I I =C ．12:I I =D ．121:I I =2．（2020·北京高考真题）如图所示， 理想变压器原线圈接在()m sin u U t ωϕ=+的交流电源上， 副线圈接三个阻值相同的电阻R ，不计电表内电阻影响。
闭合开关S 后（ ）A ．电流表2A 的示数减小B ．电压表1V 的示数减小C ．电压表2V 的示数不变D ．电流表1A 的示数不变3．（2020·江苏高考真题）电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示。
其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上。
则电流互感器（ ）A ．是一种降压变压器B ．能测量直流电路的电流C ．原、副线圈电流的频率不同D ．副线圈的电流小于原线圈的电流4．（2020·山东高考真题）图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n 1：n 2=22：3，输入端a 、b 所接电压u 随时间t 的变化关系如图乙所示。
灯泡L 的电阻恒为15 Ω，额定电压为24 V 。
定值电阻R 1=10 Ω、R 2=5 Ω， 滑动变阻器R 的最大阻值为10 Ω。
为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为（ ）A ．1 ΩB ．5 ΩC ．6 ΩD ．8 Ω5．（2020·浙江高考真题）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率100kW P =，发电机的电压1250V U =，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻8ΩR =线，在用户端用降压变压器把电压降为4220V U =。
已知输电线上损失的功率5kW P =线，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（ ）A ．发电机输出的电流140A I =B ．输电线上的电流625A I =线C ．降压变压器的匝数比34:190:11n n =D ．用户得到的电流4455A I =6．（2020·浙江高考真题）如图所示，甲乙两图中的理想变压器以不同的方式接在高压电路中。
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交变电流一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。
在每小题给出的四个选项中， 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
）1．如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图甲所示，左线圈连着正方形线框abcd，线框所在区域存在变化的磁场，取垂直纸面向里为正，磁感应强度随时间变化如图乙所示，不计线框以外的感生电场，右侧线圈连接一定值电阻R，下列说法中正确的是（）A. t1时刻ab边中电流方向由a→b，e点电势高于f点B. 设t1、t3时刻ab边中电流大小分别为i1、i3，则有i1＜i3，e点与f点电势相等C. t2～t4时间内通过ab边电量为0，定值电阻R中无电流D. t5时刻ab边中电流方向由a→b，f点电势高于e点【答案】B2．某用电器两端所允许加的最大直流电压是250V，它在交流电路中使用时，交流电压可以是A. 250VB. 220VC. 352VD. 177V【答案】D【解析】既然此电器最大只能承担250V的直流电压，那么就要求交流电路的电压最大值是250V，那么这个交流电路的电压有效值就是U=≈177V, 故选D.3．如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1000匝，副线圈匝数n2=200匝，原线圈所接交流电源的电动势瞬时值表达式e=311sin100πtV，副线圈所接电阻R=88Ω，电流表、电压表对电路影响可忽略不计。
则A. A1的示数约为0.10AB. V1的示数约为311 VC. V2的示数约为62.2VD. A2的示数约为0.75A【答案】A4．如图，理想变压器的原、副线圈电路中接有四只规格相同的灯泡，原线圈电路接在电压恒为U0的交变电源上。
当S断开时，L1、L2、L3三只灯泡均正常发光；若闭合S，已知灯泡都不会损坏，且灯丝电阻不随温度变化，则A. 灯泡L1变亮B. 灯泡L2变亮C. 灯泡L3亮度不变D. 灯泡L4正常发光【答案】A5．如图理想变压器原、副线圈的匝数比为50:1，副线圈上电压的瞬时值（V），副线圈皆有一功率固定的电热器和一功率可调的电热水器，两者相当于一个固定电阻R1和一个可变电阻R2，R2的阻值只能在11Ω~110Ω范围内变化。
开关S1闭合而S2断开时，电流表示数是0.1A.下列说法正确的是（）A. 通过原线圈的交流电频率为100HzB. 原线圈两端电压的最大值是11kVC. 开关S1闭合时，电热器消耗的功率为D. 开关S2闭合时，电热水器消耗的最大功率为【答案】D【解析】交流电的频率，选项A错误；原线圈两端电压的最大值是，选项B错误；开关S1闭合时，次级电流有效值：，则电热器消耗的功率为，选项C错误；开关S2闭合时，电热水器消耗的最大功率为，选项D正确；故选D.6．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0Ω，现外接一只电阻为105.0Ω的灯泡，如图乙所示，则（）A. 电路中的电流方向每秒钟改变50次B. 电压表V的示数为220 VC. 灯泡实际消耗的功率为440WD. 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为20J【答案】D7．如图所示，在一圆环（图甲）里加一变化的磁场，使线圈的磁通量变化如图乙所示，不计线圈的电阻，将线圈两端接在图丙中理想变压器的原线圈两端，滑动变阻器的滑片放在变阻器的中点，电压表的示数为1OV，则下列说法正确的是A. 圆环的输出电压的有效值50VB. 变压器原副线圈匝数比为5:1C. 滑动变阻器的滑片向上滑动时电流表的示数变大D. 滑动变阻器的滑片向上滑动时电压表的示数变大【答案】B【解析】线圈产生感应电动势的最大值为210225020.4m ME BS V VTππωφπ===⨯=，因此输出电压的有效值为50V，A错误；由于电压表示数为10V，因此原副线圈匝数比为5:1；B正确；变压器输出电压不变，滑动变阻器的滑片向上滑动时电压表的示数不变，电阻变大，电流表的示数变小，CD错误。
故选：B。
8．一课外兴趣小组利用如图所示装置探究变压器原理，将面积S=0.2m2、绕有N=20匝线圈且电阻忽略不计的矩形闭合导线框置于磁感应强度大小B=T的水平匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴以角速度ω=20rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈线接入一只“2.5V，2W”灯泡，且灯泡正常发光，下列说法正确的是A. 图示位置通过线框磁通量为最大B. 从图示位置开始转动，感应电动势的表达式为e=8sin20t（V）C. 电压表示数为VD. 变压器原、副线圈匝数之比为16︰5【答案】D9．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为5：1，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小．下列说法中正确的是（）A. 图乙中电压的有效值为2VB. 电压表的示数为44VC. R处出现火警时电流表示数增大D. R 处出现火警时电阻R 0消耗的电功率增大【答案】ACD考点：变压器的构造和原理；电功、电功率【名师点睛】根据电流的热效应，求解交变电流的有效值是常见题型，要熟练掌握．根据图象准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电流比与匝数比的关系，是解决本题的关键10．如图所示，矩形线圈abcd 与理想变压器原线圈组成闭合电路．线圈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 ，线圈转动的角速度为ω，匝数为N ，线圈电阻不计．下列说法正确的是A. 将原线圈抽头P 向上滑动时，灯泡变暗B. 电容器的电容C 变大时，灯泡变暗C. 线圈处于图示位置时，电压表读数为0D. 若线圈转动的角速度变为2ω，则电压表读数变为原来2倍【答案】AD11．某小型水电站的电能输送示意图如下。
发电机的输出电压为220V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原副线圈匝数分别为n 1、n 2。
降压变压器原副线匝数分别为n 3、n 4（变压器均为理想变压器）。
要使额定电压为220V 的用电器正常工作，则（ ）A. 3214n n n n < B.3214n n n n > C. 升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D. 升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率【答案】AD考点：远距离输电；变压器【名师点睛】理想变压器的输入功率与输出功率相等，且没有漏磁现象．远距离输电，由于导线通电发热导致能量损失，所以通过提高输送电压，从而实现降低电损。
12．某电池充电器的工作原理可以简化为理想变压器，如果正常工作时输入电压为220 V ，输出电压为4.2 V ，输出电流为0.65 A ，则( )A. 原线圈输入电流约为0.20 AB. 原线圈输入电流约为0.01 AC. 原、副线圈的匝数比约为52∶1D. 原、副线圈的匝数比约为1∶52【答案】BC【解析】理想变压器输入功率等于输出功率： 1122U I U I =，代入数据可得： 10.01I A =，故A 错误，B 正确；根据理想变压器变压比： 112222052= 4.21n U n U =≈，故C 正确，D 错误。
所以BC 正确，AD 错误。
二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）13．（10分） 如图所示，某小型发电站的发电机输出交流电压为500 V ，输出电功率为50 kW ，如果用电阻为 3 Ω的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？假如，要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220 V 供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少？【答案】200 V ；2×104 W ； 1∶10； 497∶22 【解析】用500 V 电压送电时示意图如图所示，则输电线上的电流5005010100500P I A A U ⨯=== ， 用户获得电压U 1＝U 0－I 0R ＝(500－100×3) V ＝200 V点睛：解决本题的关键知道升压变压器的输出电压、损失电压和降压变压器的输入电压的关系，以及知道输出功率和输出电流和输出电压的关系.14．（10分）某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示．在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为49π，磁场均沿半径方向．匝数为N 的矩形线圈abcd 的边长ab ＝cd ＝l 、bc ＝ad ＝2l.线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，bc 和ad 边同时进入磁场．在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B 、方向始终与两边的运动方向垂直．线圈的总电阻为r ，外接电阻为R.求：(1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小E m ；(2)线圈切割磁感线时，bc 边所受安培力的大小F ；(3)外接电阻上电流的有效值I.【答案】(1)2NBl 2ω (2) 2234N B l r R ω+ (3) ()243NBl r R ω+ 点睛：本题研究交变电流的产生，实质上是电磁感应知识的具体应用，是右手定则、法拉第电磁感应定律、安培力等知识的综合应用．15．（15分）如图（甲）所示，把一个固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的磁场。
已知线圈的匝数n =100匝，线圈的总电阻r=1.0Ω，线圈所围成矩形的面积S=0.040m 2，小灯泡的电阻R=9. 0Ω，磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图（乙）所示。
已知线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为22cos m e nB S t T Tππ=，其中m B 为磁感应强度的最大值，T 为磁场变化的周期。
不计灯丝电阻随温度的变化，求：（1）线圈中产生感应电动势的最大值；（2）小灯泡消耗的电功率；（3）在磁感强度变化的0-4T 的时间内，通过小灯泡的电荷量。
【答案】(1)8.0 V (2)2.88 W (3)4.0×10-3C答：（1）线圈中产生感应电动势的最大值为8V ；（2）小灯泡消耗的电功率为2.88W ；（3）在磁感应强度变化的0～时间内，通过小灯泡的电荷量为4.0×10﹣3C ．【点评】求解交变电流的电功率时要用有效值．在电磁感应中通过导体截面的电量经验公式是Q=n ，可以在推导的基础上记住． 16．（15分）图所示为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈的长度0.25m ab =，宽度0.20m bc =，共有100n =匝，总电阻 1.0r =Ω，可绕与磁场方向垂直的对称轴OO '转动．线圈处于磁感应强度0.40T B =的匀强磁场中，与线圈两端相连的金属滑环上接一个“3.0V ， 1.8V ”的灯泡，当线圈以角速度ω匀速转动时，小灯泡消耗的功率恰好为1.8W ．（不计转动轴与电刷的摩擦）（1）推导发电机线圈产生感应电动势的最大值的表达式m E nBS ω=（其中S 表示线圈的面积）．（2）求线圈转动的角速度ω．（3）线圈以上述角速度转动100周过程中发电机产生的电能．【答案】（1）m E nBS ω=（2）2.5rad/s （3）25.010J Q =⨯。