高中物理高考复习13 交变电流2022届高考物理二轮复习练习（含答案）

专题13交变电流专题训练

一、单选题

1.（2022•北京丰台•一模）交流发电机的示意图如图所示，当线圈ABCD绕垂直于磁场方向的转轴00,匀

速转动时，电路中产生的最大电流为已知线圈转动的周期为T,下列说法正确的是（）

A.图示位置磁通量最大，磁通量的变化率最大

B.图示位置电流最大，方向为

C.从图示位置开始经过4,电流方向将发生改变

D.从图示位置计时，线圈中电流i随时间/变化的关系式为，•=（sin

2.（2022•江苏南通•二模）如图所示，电阻为r的金属直角线框。加d放置在磁感应强度为8的匀强磁场

中，a、d两点连线与磁场垂直，ab、长均为/,be长为21,定值电阻阻值为线框绕ad连线以角速

度。匀速转动，从图示位置开始计时，则（）

A.线框每转一圈，回路电流方向改变一次

B.a、”两点间的电压为夜8/%

C.电流瞬时值的表达式为i=2®"cos初

R+r

D.半个周期内通过R的电荷量为竺匚

3.（2022•陕西•西安中学二模）如图甲，白鹤滩水电站是世界第二大水电站，共安装16台我国自主研制

的全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组。2021年6月28日，白鹤滩水电站首批机组投产发电,

用500千伏特高压向四川远距离输电。在远距离输电中，输电线的电阻是不可忽略的，如图乙，为白鹤

滩水电站输电线路原理图，水电站输出电压稳定的正弦交流电，升至特高压U后向四川供电，输送的总

功率为产。用户端理想变压器原副线圈匝数分别为“八〃2,处为输电线总电阻，比为不断电用户电阻

（可视为定值电阻），火为可变用户电阻（可视为可变电阻）。当可变电阻R减小时，电压表和电流表示数

变化的绝对值分别为「U、□/,电压表和电流表均为理想电表，下列说法正确的是（)

甲乙

c.对于原线圈回路，虚线框所圈部分的等效电阻为R'=」（4+R）

R

D.输电线路上损耗的功率为之=不或二行「

4-A-）+A

4.（2022•全国•模拟预测）为有效解决渝西、渝北局部地区用电紧张形势，渝西、渝北电网主网架由

220kV升级到500kV超高压，有力地支撑了这两个地区较大的年用电量。远距离输电时，首先要把电厂

发电机组产生的500V电压通过升压变压器升高到500kV,以40万kW的功率远距离送往变电站，不同

的输送电压相应的线损率（输电线上损耗的功率与总功率的比值）如表所示，则升级后（）

电压等级（KV）线损率（％）

2203

5001

A.送往变电站远距离输电线的电流为8000A

B.电厂的升压变压器原、副线圈匝数之比为1：100

C.材料相同的情况下输电导线粗细对线损耗无影响

D.送往变电站的输电线损耗功率比升级前减少了8000kW

5.（2021•河南•开封高中模拟预测）如图（a）,在水平方向的匀强磁场中，有一正方形闭合线框绕竖直轴

OO'逆时针匀速转动，已知线框的匝数为100匝，通过线圈的磁通量中随时间/变化的关系如图（b）所

示。下列说法正确的是（）

A.线框转动的角速度为50万rad/s

B.0~0.01s内线圈的平均感应电动势为20V

C.0.005s时线圈的瞬时感应电动势为20;rV

D.一个周期内线圈中感应电动势的有效值为5O0万V

6.（2021•浙江宁波•一模）小宁同学仿照法拉第发现电磁感应现象的装置，在铁环上用漆包线（铜丝，表

面刷有绝缘漆）绕制了两个线圈”,=100匝、n2（匝数没有记录），线圈外与开关多、干电池耳、交流电

源心构成电路，交流电源心的电动势e=6sin100^（V）,线圈〃2与开关，、电流计G、交流电压表V构

成电路。当'置于2、S?置于4时，电压表V的示数为12V,夜取1.4。下列说法正确的是（）

A.由实验数据可算得，线圈〃2的匝数为200匝

B.由实验数据可估计，线圈〃2的匝数超过280匝

C.S2置于3,当Si从0扳到1时，G中不会有电流

D.S2置于3,当，从0扳到1时，G中电流慢慢增大并稳定到某一值

二、多选题

7.（2022•湖南岳阳•二模）如图为电能输送示意图，左侧变压器原、副线圈的匝数之比为1：3,连接两

理想变压器的输电线的总电阻为10C,右侧变压器原、副线圈的匝数之比为2：1,输电线上损失的功率

为10W。已知降压变压器副线圈两端的交变电压的=220^sinl（X）R（V）,将变压器视为理想变压器，下

列说法正确的是（)

A.负载电阻的阻值为440。

B.升压变压器输入功率为450W

C.通过输电线上的电流为1A

D.升压变压器输入电压的表达式为％=150sinl00^（V）

8.（2021•湖南岳阳•一模）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀

强磁场，矩形线圈N8CD绕垂直于磁场方向的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，片0时刻线圈从中性面

开始转动电压传感器显示其产生的电压如图乙所示，下列选项正确的是（）

A.线圈的转速为5?rr/s

B.传感器显示的交流电压表达式为”=12sin（5m）V

C.线圈两端电压的有效值为6&V

D.该交变电流可以直接加在击穿电压为6近V的电容器上

9.（2022・湖南长沙•模拟预测）手机无线充电利用了电磁感应原理。如图甲所示，充电基座内的送电线圈

接入正弦式交变电流，会激发周期性变化的磁场，手机中安装有受电线圈，二者距离很近时，受电线圈

会感应出交变电流，利用二极管整流和滤波电路处理，最终输出直流电为手机电池充电。图乙和图丙分

别是手机中受电线圈经二极管整流前后电压与时间的关系图象。下列说法正确的是（）

A.送电线圈接入正弦式电流的频率为50Hz

B.手机远离充电基座时，受电线圈中的电流大小不变

C.受电线圈回路中的磁通量达到最大时，线圈两端的电压也达到最大

D.将图乙和图丙中的电压分别加在同一电阻上，1s内产生的热量相同

10.（2022•安徽•淮北市教育科学研究所一模）如图所示，发电机的矩形线圈长为2Z,、宽为，匝数为

N,放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中。理想变压器的原、副线圈匝数分别为%、4和的,两个

副线圈分别接有电阻尺和当线圈绕垂直于磁场的轴，以角速度”匀速转动时，理想电流表A读数为

Io不计线圈电阻，下列说法正确的是（）

2

A.电流表4的读数为“B.电阻&两端的电压为国竺1

九0々

cjA，I一士江也NBI}①c4+4T七也NBI①I（%

C.〃。与々的比值为匚为一D.发电机的功率为-C------}--上~卫

困«0

11.（2022•吉林松原•模拟预测）如图所示，虚线MN左侧空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应

强度大小为瓦纸面内有一个圆心角为120。的扇形金属线框08,半径为广，线框围成的回路电阻为凡

顶角。在虚线MN上。当金属线框绕顶角。在纸面内以角速度。匀速转动时，下列说法正确的是

A.线框转动一圈的过程中，线框中有电流的时间为

线框中存在电流时，电流的大小为警

B.

线框进入磁场过程中，通过线框某截面的电荷量大小为小

C.

3R

D.线框持续转动过程中，线框中电流的有效值为逊々

6R

12.（2021•浙江•安吉县高级中学模拟预测）如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，匝数

“=100匝，电阻为r=lO的矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈两

端经集流环和电刷与电路连接，定值电阻4=6C,&=3Q,其他电阻不计，线圈匀速转动的周期

T=0.2s。从线框与磁场方向平行位置开始计时，线圈转动的过程中，线圈产生电动势的有效值为3V。

下列说法中正确的是（）

B.，=0.05s时，理想电压表的示数为零

C.从开始计时到通过电阻&的电荷量为五C

2010乃

D.若线圈转速增大为原来的2倍，线圈中产生的电动势随时间变化规律为e=60cos2O加（V）

三、填空题

13.（2022•北京东城•一模）我们的生产和生活中离不开交变电流。

（1）如图甲所示，是一个单匝竖直的矩形导线框，KZ,边水平，线框面积为S,全部处于磁感应强度

为8的水平匀强磁场中，线框绕竖直固定轴按俯视的逆时针方向以角速度3匀速转动。在KL边与磁场方

向夹角为30°（图示位置）时：

口线框产生的瞬时电动势的大小为；

□导线框中的电流方向是（选填“KNMLK'或'KLMNK'）；

(2)交变电流可以从发电站输送到用户，但输电线的电阻不可忽略，因此在输电线上会损失一部分功率。

某发电厂利用总电阻R=100。的线路向外输送电能，输送功率P=300kW,输电电压U=10kV,请你求出

导线上损失的功率：

(3)如图乙所示电路中，L是标有“12V12W”字样的小灯泡，R是标有“10。1A”字样的滑动变阻器。交流电

源的电压瞬时值表达式〃=28sinl00m(V)。请你通过计算说明，能否通过调节滑动变阻器使小灯泡正常

14.(2022•福建•南靖县第一中学一模)一理想变压器，原线圈1100匝，接在220V交流电路上.现用它

对10只“36V60W”的灯泡供电，副线圈需要匝，通过原线圈的电流.如果其中一只灯

泡突然短路，则通过原线圈的电流会(填增大、不变、减小，等于零).

15.(2022•河北石家庄•三模)交流电流表是一种能够测量交变电流有效值的仪表.使用时，只要将电流表

串联接入电路即可.若要扩大交流电流表的量程，则可以给它并联一个分流电组，还可以给它配接一个变

压器.如图所示，变压器a、b两个接线端子之间线圈的匝数为％,c、d两个接线端子之间线圈的匝数为

%,并且〃|>〃2,若将电流表“3A”的量程扩大，应该将交流电流表的接线柱“0”和“3A”分别与变压器的

.(选填“a、b”或I、d”)接线端子相连，这时电流表的量程为A.

交海电渡表

四、解答题

16.(2022•江苏江苏•一模)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为〃尸1500、〃尸500,在原、

副线圈的回路中接有阻值均为10C的电阻Q、R2„副线圈接有一理想交流电压表，a、b之间接有正弦交

流电源，其电压“随时间/变化的图像如图乙所示。求：

(1)电阻心中电流的频率/

(2)交流电压表的读数S.

注：以上求得的结果均保留整数。

17.(2021•全国•模拟预测)如图所示是一个交流发电机的示意图，线框仍〃处于匀强磁场中，已知

ab=bc=\0cm,匀强磁场的磁感应强度3=IT,线圈的匝数N=100,线圈的总电阻，，=5。，外电路负

载电阻R=5Q,线圈以”=10r/s,电表是理想电表，求

I

a-----------i-----------b

*8

—Q—

(1)电压表的示数？

(2)从图示位置开始经l/60s时感应电动势的瞬时值多大？

(3)从图示位置开始经"60s的这段时间通过R的电量？

(4)线圈匀速转动一周外力做多少功？

18.(2022•全国•一模)如图所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈abed的边长ab=cd=50

cm,bc=a