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三年模拟精选2022届高考物理专题十一交变电流全国通用

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【大高考】(三年模拟精选)2022届高考物理专题十一交变电流(全国通用)A组 基础训练选择题1.(2022·河北邢台检测)如图分别是直流电动机、摇绳发电、磁电式仪表和电磁轨道炮示意图,其中不是“因电而动”(即在安培力作用下运动)的是(  )解析 直流电动机、磁电式仪表和电磁轨道炮工作时都是“因电而动”,A、C、D项错误;摇绳发电是人力使绳运动而产生感应电流,是“因动而电”现象,故B项正确.答案 B2.(2022·河北邢台一模)(多选)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垂直B.曲线a、b对应的线圈转速之比为3∶2C.曲线a表示的交变电动势频率为25HzD.曲线b表示的交变电动势有效值为10V14\n解析 因t=0时,e=0,故在t=0时刻两线圈平面均与中性面平行,A项错误;由et图象知:Ta=4×10-2s,Tb=6×10-2s,则a、b对应的线圈转速之比为na∶nb=Tb∶Ta=3∶2,B项正确;a的变化频率fa==25Hz,C项正确;由Ea=V和====可知Eb=5V,D项错误.答案 BC3.(2022·广西三市毕业考试)如图所示,甲、乙两个交流电路中,电源的输出电压、输出电流均相等.若理想变压器原、副线圈的匝数为n1、n2,则负载电阻R1与R2的比值为(  )A.n1∶n2B.n2∶n1C.n∶nD.n∶n解析 设电源的电压为U1,则R1消耗的功率P1=,根据电压与匝数成正比得U2=U1,则R2消耗的功率P2=,因为P1=P2,所以=,故选C.答案 C4.(2022·中原名校豫南九校一模)(多选)一理想变压器的原、副线圈匝数分别为500匝和100匝,现将原线圈接上交流电压,交流电压的瞬时值表达式u=200sin(100πt)V,副线圈接上理想交流电压表和定值电阻R,如图所示.现在A、B两点间接入不同的电子元件,则下列说法正确的是(  )A.若在A、B两点间串联一只电阻R,则穿过副线圈的磁通量的最大变化率为0.4Wb/sB.若在A、B两点间接入理想二极管,则电压表的示数为40VC.若在A、B两点间接入一只电容器,只提高交流电的频率,则电压表的示数增加D.若在A、B两点间接入一只电感线圈,只提高交流电的频率,则电阻R消耗的电功率增大14\n解析 由变压规律得U2m=U1m=40V,由电磁感应定律得U2m=n2解得=0.4Wb/s,A项正确;若A、B间接入理想二极管,根据交流电有效值的定义和二极管的单向导电性得T=×,解得电压表的示数为U2=20V,B项错误;若A、B间接入一电容器,只提高交流电的频率,电容器容抗减小,流经R的电流增大,R两端电压增大,C项正确;若在A、B间接入一只电感线圈,只提交交流电的频率,感抗增大,流经R的电流减小,R两端的电压减小,R消耗的功率减小,D项错误.答案 AC5.(2022·江西景德镇质检)(多选)如图,一理想变压器原线圈接正弦交变电源,副线圈接有三盏相同的灯(不计灯丝电阻的变化),灯上均标有(36V,6W)字样,此时L1恰正常发光,图中两个电表均为理想电表,其中电流表显示读数为0.5A,下列说法正确的是(  )A.原、副线圈匝数之比为3︰1B.变压器的输入功率为12WC.电压表的读数为18VD.若L3突然断路,则L1变暗,L2变亮,输入功率减小解析 L1恰正常发光,其电流为I2=A=A,灯泡的电阻R=Ω=216Ω,电压表示数为U并=0.5IR=18V,故C正确;根据变压器的输入功率等于输出功率知P1=P2=U2I2=(36+18)×W=9W,而又P1=U1I1=U1×0.5,解得U1=18V,则原、副线圈匝数之比为n1∶n2=18∶54=1∶3,故A、B错误;若L3突然断路,负载电阻增大,电流I2减小,则L1变暗,L1分压减小,L2分压增大,L2变亮,输入功率P1=P2=U2I2减小,故D正确.答案 CD6.(2022·东城区模拟)如图所示,理想变压器原线圈a、b两端接正弦交变电压u,u=220sin(100πt)V,原、副线圈的匝数比n1∶n2=10∶1,电压表接在副线圈c、d两端,输电线的等效电阻为R,原来开关S是断开的.则当S闭合一段时间后(  )14\nA.电压表示数不变,示数为22VB.电压表示数不变,示数为220VC.灯泡L两端的电压将变大D.电流表示数一定为0解析 当S闭合一段时间后,电压表示数不变,由=得U2=U1=×220V=22V,即电压表示数为22V,选项A正确,B错误;S闭合后有交流电通过电容器和电流表,电流表示数不为零,D错误;S闭合后,电容器与灯泡L并联的电阻减小,由于U2不变,所以灯泡L两端的电压将变小,C错误.答案 A7.(2022·安徽安庆二模)一个匝数为100匝,电阻为0.5Ω的闭合线圈处于某一磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,从某时刻起穿过线圈的磁通量按图示规律变化.则线圈中产生交变电流的有效值为(  )A.5AB.2AC.6AD.5A解析 0~1s内线圈中产生的感应电动势E1=n=100×0.01V=1V,1~1.2s内线圈中产生的感应电动势E2=n=100×V=5V,对一个定值电阻,在一个周期内产生的热量Q=Q1+Q2=×1+×0.2J=12J,根据交变电流有效值的定义Q=I2Rt=12J得:I=2A,故B正确,A、C、D错误.答案 B8.(2022·贵州六校联考)(多选)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比.n1∶n2=10∶1;b是原线圈的中心抽头,S为单刀双掷开关,定值电阻R=10Ω.14\n从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压,则下列说法中正确的是(  )A.当S与a连接后,理想电流表的示数为2.2AB.当S与a连接后,t=0.01s时理想电流表示数为零C.当S由a拨到b后,原线圈的输入功率变为原来的4倍D.当S由a拨到b后,副线圈输出电压的频率变为25Hz解析 S与a连接后,由=,又知U1=V=220V,得U2=22V,则理想电压表的示数为22V,又知定值电阻R=10Ω,可得理想电流表示数为I==2.2A,故A对、B错;S由a拨到b后,n1∶n2=5∶1,则U1∶U2′=5∶1,得U2′=2U2,据P=得功率变为原来的4倍,故C对;输出电压频率不变,仍为50Hz,故D错.答案 AC9.(2022·广东深圳一模)(多选)一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的交变电动势e=220sin(100πt)V,那么(  )A.该交变电流的频率是50HzB.当t=0时,线圈平面恰好位于中性面C.当t=s时,e有最大值D.该交变电流电动势的有效值为220V解析 根据表达式知ω=100πrad/s,交变电流的频率f===50Hz,A正确;当t=0时,e=0,线圈处于中性面位置,B正确;当t=s时,e=0,C错误;该交变电流电动势的有效值为E==220V,D错误.答案 ABB组 能力提升14\n选择题1.(2022·云南三大名校统考)将阻值为100Ω的电阻丝绕成一个110匝的闭合矩形线圈,让其在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生的感应电动势如图乙所示.则可以判断(  )A.t=0时刻线圈应转到图甲所示的位置B.该线圈的转速为100πr/sC.穿过线圈的磁通量的最大值为WbD.线圈转一周所产生的电热为9.68J解析 0时刻产生的电动势为零,线圈应处于中性面即线圈与磁场垂直,故A错误;由图象可知T=0.02s,据T=可得ω=100πrad/s,所以转速为n==50r/s,故B错误;由Em=nBSω可知BS=Wb=9×10-3Wb,故C错误;由峰值可知,E=0.707Em=220V,据焦耳定律可知线圈转一周产生的热量Q=×0.02J=9.68J,故D正确.答案 D2.(2022·贵州七校联考)如图甲所示电路,理想变压器原线圈输入电压如图乙所示,副线圈电路中R0为定值电阻,R是滑动变阻器,C为耐压值为22V的电容器,所有电表均为理想电表.下列说法正确的是A.副线圈两端电压的变化频率为0.5HzB.电流表的示数表示的是电流的瞬时值C.滑动片P向下移时,电流表A1和A2示数均增大D.为保证电容器C不被击穿,原、副线圈匝数比应小于10:1解析 由交变电压图象可知,原线圈输入电压最大值为311V,周期T=0.02s,14\n因此其有效值为220V,频率为50Hz,因为变压器不改变交变电压的频率,故副线圈两端电压的变化频率为50Hz,A项错误;电流表的示数为交变电流的有效值,B项错误;输入电压一定,变压器原、副线圈匝数比不变,由=知输出电压不变,滑片下移,副线圈电路总电阻减小,电流增大,故A2示数变大,由原、副线圈电流与匝数成反比,由=可知A1示数增大,C项正确;保证电容器不被击穿,输出电压最大值为22V,而输入电压最大值为311V,故原、副线圈匝数比应大于10∶1,D项错误.答案 C3.(2022·湖南永明三校联考)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=4∶1,原线圈接图乙所示的正弦交流电,副线圈与理想电压表、热敏电阻RT(阻值随温度的升高而减小)及报警器P组成闭合电路,回路中电流增加到一定值时报警器P将发出警报声.则以下判断正确的是(  )A.变压器副线圈输出交流电的频率为50HzB.电压表的示数为9VC.RT处温度升高到一定值时,报警器P将会发出警报声D.RT处温度升高时,变压器的输入功率减小解析 由图乙知周期T=0.02s,得频率f=50Hz,故A正确;原线圈电压U1=36V,匝数比n1∶n2=4∶1,得副线圈电压为U2=9V,但电压表测的是热敏电阻电压,其值小于9V,故B错误;RT处温度升高时,阻值减小,电压U2不变,电流增大,电铃报警,故C正确;RT处温度升高时,阻值减小,电压U2不变,电流增大,输入功率增大,故D错误.答案 AC4.(2022·陕西咸阳模拟)(多选)如图所示,一面积为S、匝数为N、电阻为r的矩形线圈,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R,当线圈由图示位置转过90°的过程中,下列判断正确的是(  )14\nA.电压表的读数为B.通过电阻R的电荷量为q=C.电阻R所产生的焦耳热为Q=D.当线圈由图示位置转过90°时的电流为解析 线圈在磁场中转动,产生的电动势的最大值为Em=NBSω,电动势的有效值为E=,电压表测量电路的外电压,所以电压表的读数为U=·R=R,所以A错误;由E=,I=,q=IΔt得到,电荷量q=,故B正确;电阻R产生的热量Q=·=,所以C正确;当线圈由图示位置转过90°时电动势的瞬时值为e=NBSωsin90°=NBSω,所以电流为i==,所以D错误.答案 BC5.(2022·山东德州期末)图中理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1,现在原线圈两端加上交变电压u=311sin(100πt)V时,灯泡L1、L2均正常发光,电压表和电流表可视为理想电表.则下列说法中正确的是(  )A.该交流电的频率为100HzB.电压表的示数为155.5VC.若将变阻器的滑片P向上滑动,则电流表读数变大D.若将变阻器的滑片P向上滑动,则L1将变暗、L2将变亮14\n解析 根据ω=2πf可知f==Hz=50Hz,A错误;根据=可知U2=U1=×V=110V,B错误;如果P向上滑动,R↓→R总↓→I↑,C正确;因U2不变,L1灯亮度不变,I变大,IL2变大,L2灯变亮,D错误.答案 C6.(2022·辽宁五校联考)(多选)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=5∶1,电阻R=20Ω,L1、L2为规格相同的两只小灯泡,S1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S1接1、S2闭合,此时L2正常发光.下列说法正确的是(  )A.输入电压u的表达式u=20sin(50πt)VB.只断开S2后,L1、L2均正常发光C.只断开S2后,原线圈的输入功率减小D.若将S1换接到2,R消耗的电功率为0.8W解析 交流电的瞬时表达式u=Emsin(ωt),由图乙可以看出Em=20V,周期T=0.02s,ω==100π(rad/s),A错;根据题中条件S1接1,S2闭合L2正常发光,可以推出能使灯L2正常发光的额定电压为4V,如果S1接1,断开S2,则每个灯泡两端电压为2V,B错;理想变压器输入功率由输出功率决定,而输出功率P出=,在输出电压不变的情况下,负载电阻R0增大,输出功率减小,C对;当S1接2时,U=4V,R=20Ω,代入P出=得0.8W,D对.答案 CD7.(2022·广东深圳一模)(多选)如图所示,电源输入电压不变,要使电路中电流表示数变大,可采用的方法有(  )14\nA.将R上的滑片向上移动B.将R上的滑片向下移动C.将开关S掷向1D.将开关S掷向2解析 输入的电压和匝数比不变,输出的电压也不变,当向上移动滑片时,电路的电阻变小,所以电流要增加,A正确;输入的电压和匝数比不变,输出的电压也不变,当向下移动滑片时,电路的电阻变大,所以电流要变小,B错误;将开关S掷向1,原线圈的匝数变大,由电压与匝数成正比可得,副线圈的输出电压要减小,电路的电阻不变,所以电流要减小,C错误;将开关S掷向2时,原线圈的匝数减少,由电压与匝数成正比可得,副线圈的输出电压要变大,电路的电阻不变,所以电流要增大,D正确.答案 AD8.(2022·山东烟台一模)甲图是一小型交流发电机供电原理图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向匀强磁场,理想变压器原、副线圈分别与发电机和灯泡连接,灯泡标有“220V 60W”字样且正常发光.从某时刻开始计时,发电机输出端的电流随时间变化图象如图乙所示,则以下说法正确的是(  )A.t=0.02s时发电机内线圈ABCD平面与磁场方向平行B.电路中的电流方向每秒改变100次C.变压器原、副线圈匝数之比为15∶11D.交流发电机输出电流的函数表达式i=0.2sin(50πt)A解析 0.02s时线圈中的感应电流为零,感应电动势最小,穿过线圈的磁通量变化率为零,磁通量最大,所以线圈平面与磁场方向垂直,A错误;由图乙可知T=0.04s,在一个周期之内电流方向变化两次,即在1s内电流方向改变50次,B错误;灯泡标有“22014\nV,60W”字样且正常发光,所以副线圈电流I2==A,由题图乙可知电流最大值Im=0.2A,所以原线圈电流有效值I1=A,根据理想变压器的特点即电流与匝数成反比得变压器原、副线圈匝数之比为==,故C错误;由图乙可知T=0.04s,ω===50πrad/s,电流最大值Im=0.2A,所以交流发电机输出电流的函数表达式i=0.2sin(50πt)A,故D正确.答案 D9.(2022·宁夏银川一模,16)如图所示,理想变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A按图甲所示方式连接,已知变压器的原、副线圈的匝数比为n1∶n2=10∶1,电阻R=10Ω.图乙是R两端电压u随时间变化的图象,Um=10V.则下列说法中正确的是(  )A.交变电流的频率是50Hz B.电流表A的读数为AC.电压表V的读数为10VD.变压器的输入功率为10W解析 由题意可知交流电的频率f==Hz=50Hz,所以A错;依据=,I2=可知,电流表A的读数I1=A,所以B错;电压表V测R两端电压,则其读数为U2=10V,所以C错;变压器的输出功率决定输入功率,则P出==10W,所以P入=10W,D正确.答案 D                   考向一 理想变压器的动态分析问题1.(交流电、变压器、热敏电阻)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14\n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u=110sin(100πt)VB.S接在a端,Rt温度升高时,变压器的输入功率变小C.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.S由a切换到b,Rt消耗的功率变大解析 由题图乙可知,电压的最大值为110V,周期为0.02s,所以ω=100π(rad/s),A项正确;副线圈的输出电压由变压器的变压比和输入电压决定,故电压表的示数不变,C项错;温度升高时,Rt的阻值减小,由P=可知,变压器的输出功率增大,故其输入功率也随之增大,B项错;S由a切换到b,副线圈匝数减少,故输出电压减小,Rt电阻不变,由P=知,Rt消耗的功率减小,D项错.答案 A2.(变压器、有效值)如图所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比为2∶1,原线圈接在u=220sin(100πt)V的交流电源上,副线圈两端接有R=55Ω的负载电阻、熔断电流为1A的保险丝和一个灯泡D,电流表为理想电表.下列说法正确的是(  )A.S断开时,原线圈中电流表的读数为AB.S断开时,在线圈的输入功率为220WC.副线圈中输出交流电的周期为50sD.S闭合时,灯泡D正常发光,原线圈中电流表读数不会超过1.5A解析 由电压的瞬时值表达式可知其有效值为220V,根据理想变压器的规律可知,副线圈输出电压的有效值为110V,由欧姆定律可知通过电阻的电流I2==2A,由理想变压器的规律可知,原线圈的输入电流为1A,故电流表示数为1A,A项错;原线圈的输入功率P1=U1I1=220W,B项错;变压器不改变交流电的周期,由瞬时值表达式可知,14\n交流电的周期为0.02s,C项错;通过灯泡的电流的有效值最大为1A,故通过副线圈的最大电流为3A,由理想变压器的规律可知,原线圈输入电流的有效值最大为1.5A,故D项正确.答案 D考向二 考查交变电流的有效值问题3.(自耦变压器、动态分析)如图所示是一种理想自耦变压器示意图,线圈绕在一个圆环形的铁芯上,P是可移动的滑动触头,A、B间接交流电压U,输出端连接了两个相同的灯泡L1和L2,Q为滑动变阻器的滑动触头.当开关S闭合,P处于如图所在的位置时,两灯均能发光.下列说法正确的是(  )A.将P沿逆时针方向移动,两灯均变暗B.P不动,将Q向左移动,两灯均变亮C.P不动,将Q向右移动,输入功率变大D.断开开关S,L1将变暗解析 当P沿逆时针方向移动时,副线圈的匝数n2增大,由=知,U2增大,L1、L2两灯均变亮,A错;当P不动时U2不变,Q向左移动,R减小,L1、L2两端的电压增大,两灯泡变亮,B对;当P不动,Q向右移动时,R增大,变压器的输出功率P2=,R总增大,P2减小,而P1=P2,故P1减小,C错;断开开关S,负载电阻增大,L1的电压增大,L1将变亮,D错.答案 B4.(有效值、电功率)(多选)如图所示,先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电.第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化,如图甲所示;第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示.若图甲、乙中的U0、T所表示的电压、周期值是相等的,则以下说法正确的是(  )14\nA.第一次灯泡两端的电压有效值是U0B.第二次灯泡两端的电压有效值是U0C.第一次和第二次灯泡的电功率之比是2∶9D.第一次和第二次灯泡的电功率之比是1∶5解析 第一次所加正弦交流电压的有效值为U1=U0,A项正确;设第二次所加交流电压的有效值为U2,则根据有效值的含义有T=·+·,解得U2=U0,B项错;根据电功率的定义式P=可知,P1∶P2=1∶5,C项错、D项正确.答案 AD14

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发布时间:2022-08-26 00:01:07 页数:14
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文章作者:U-336598

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