高考物理真题分项汇编——交变电流的描述

高考物理真题分项汇编——交变电流的描述
一、单选题
1．（2022·浙江·统考高考真题）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
【答案】B
【解析】A．恒定磁场对速度不平行于磁感线的运动电荷才有力的作用，A错误；
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，B正确；
C．正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流为0，C错误；
D．根据变压器的原理可知，副线圈中磁通量的变化率小于或等于原线圈中磁通量的变化率，D错误。

故选B。

2．（2022·浙江·统考高考真题）如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况，摇动手柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动；乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况，皮带轮带动固定在转轴两侧的两个线圈转动。

下列说法正确的是（）
A．甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场
B．乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场
C．甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电
D．乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电
【答案】A
【解析】A．甲图中细短铁丝显示的磁场分布均匀，则线圈转动区域磁场可视为匀强磁场，故A正确；B．乙图中细短铁丝显示的磁场分布不均匀，则线圈转动区域磁场不能看成匀强磁场，故B错误；
C．根据发电机原理可知甲图中线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动时才能产生正弦交流电，故C 错误；
D．乙图中是非匀强磁场，则线圈匀速转动时不能产生正弦交流电，故D错误；
故选A。

3．（2023·浙江·统考高考真题）我国1100kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流，用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。

下列说法正确的是（）
A．送电端先升压再整流B．用户端先降压再变交流
C．1100kV是指交流电的最大值D．输电功率由送电端电压决定
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】A
【解析】图示位置线框处于与中性面垂直的平面，竖直长边垂直切割磁感线，此时产生的感应电动势最大为
m E NBS ω=
根据正弦式交变电流的表达式可知感应电动势随时间的变化关系为
cos e NBS t ωω=
故选A 。

7．（2022·河北·统考高考真题）张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z 转，通过转速比为1:n 的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S ，匝数为N ，匀强磁场的磁感应强度为B ，0=t 时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后。

输出电压为U 。

忽略线圈电阻，下列说法正确的是（ ）
【答案】C
【解析】B ．发电机线圈的转速为nz ，输出交变电流的频率为
A ．两线圈产生的电动势的有效值相等
B ．两线圈产生的交变电流频率相等
C ．两线圈产生的电动势同时达到最大值
D ．两电阻消耗的电功率相等 【答案】B
A．该交流电周期为0.02s B．电压表的读数为100V C．电流表的读数为10A D．电阻的电功率为1kW
选项C正确；
D．电阻的电功率为
==⨯
1050W=500W
P IU
选项D错误。

故选C。

12．（2021·北京·高考真题）一正弦式交变电流的i-t图像如图所示。

下列说法正确的是（）
U
A
．用户用电器上交流电的频率是100Hz
B．发电机输出交流电的电压有效值是500V
C．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，输电线上损失功率减小
11
【解析】AB．由题意可知，线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为2e0，又因为发电机线圈共N匝，所以发电机线圈中总电动势最大值为2Ne0，根据闭合电路欧姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压等于感应电动势的大小，即其峰值为2Ne0，故选项A、B错误；
CD．又由题意可知，若从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流，由其有效
值与峰值的关系可知
【规律总结】对正弦式交变电流，峰值为其有效值的倍，另在进行四值运算时，要注意量与量之间、四值之间的对应．
二、多选题
18．（2018·全国·统考期末）如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a，b所示，则()
A．两次t＝0时刻线圈平面均与中性面重合
B．曲线a，b对应的线圈转速之比为2∶3
C．曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz
D．曲线b表示的交变电动势有效值为10 V
【答案】AC
【解析】t＝0时刻，两次产生的交流电的电动势瞬时值均为零，因此线圈平面均与中性面重合，A项正确；图中a、b对应的周期之比为2∶3，因此线圈转速之比n a∶n b＝∶＝3∶2，B项错误；a线表示的交流
电动势的频率为f a ＝＝25 Hz ，C 项正确；
a 线对应线圈相应的电动势的最大值E am ＝NBS·，由图象
知E am ＝15 V ，b 线对应线圈相应的电动势的最大值E bm ＝NBS·，因此＝＝，E bm ＝10 V ，有
效值E b ＝ V ＝5V ，D 项错误．
（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（）
【答案】BC
T
44
m T t φϕ===
如图，在磁感应强度大小为边与磁场方向垂直，线框的电阻为 )
A ．
线框abcd 中感应电动势的最大值是BSω B ．线框abcd 中感应电动势的有效值是BSω
C ．线框平面与磁场方向平行时，流经线框的电流最大
D ．线框平面与磁场方向垂直时，流经线框的电流最大
A ．变压器输入、输出功率之比为4∶1
B ．变压器原、副线圈中的电流强度之比为1∶4
C ．u 随t 变化的规律为u =51sin(50πt ) （国际单位制）
D ．若热敏电阻R T 的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大 【答案】BD
A ．变压器输入、输出功率之比为4:1
B ．变压器原、副线圈中的电流强度之比为1:4
C ．u 随t 变化的规律为51sin(50π)u t =（国际单位制）
D ．当电阻的温度降低时电流表读数变小电压表的读数不变 0.02T
s ，可由周期求出角速度的值为故选项C 错误；三、解答题
27．（2021·江苏·高考真题）贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量高达4000亿千瓦时。

某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为0.2T ，线圈的匝数为100、面积为20.5m ，电阻为0.6Ω，若磁体转动的角速度为90rad/s ，线圈中产生的感应电流为50A 。

求： （1）线圈中感应电动势的有效值E ； （2）线圈的输出功率P 。

BlUπ
2。