新高考物理复习专题十三交变电流练习含答案

专题十三交变电流五年高考考点过关练考点一交变电流的产生与描述1.(2021浙江6月选考,5,3分)如图所示,虚线是正弦交流电的图像,实线是另一交流电的图像,它们的周期T和最大值Um相同,则实线所对应的交流电的有效值U满足()A.U=12UmB.U=22C.U>22UmD.U<22答案D2.(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32nBL2ωC.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4D.若仅将小轮半径变为原来的两倍,则灯泡变得更亮答案AC3.(2022广东,4,4分)如图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈,n1>n2,二者轴线在同一平面内且相互垂直,两线圈到其轴线交点O的距离相等,且均连接阻值为R的电阻,转子是中心在O点的条形磁铁,绕O点在该平面内匀速转动时,两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响,下列说法正确的是()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B4.(2021辽宁,5,4分)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L4。线圈中感应电动势的有效值为()A.NBL2ωB.22NBL2C.12NBL2ωD.24NBL答案B5.(2019天津理综,8,6分)(多选)单匝闭合矩形线框电阻为R,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动,穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是()A.T2B.线框的感应电动势有效值为2C.线框转一周外力所做的功为2D.从t=0到t=T4过程中线框的平均感应电动势为答案BC考点二理想变压器远距离输电6.(2020江苏单科,2,3分)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答案D7.(2022湖北,9,4分)(多选)近年来,基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用,其简化的充电原理图如图所示。发射线圈的输入电压为220V、匝数为1100匝。接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下,穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%,忽略其他损耗,下列说法正确的是()A.接收线圈的输出电压约为8VB.接收线圈与发射线圈中电流之比约为22∶1C.发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同D.穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同答案AC8.(2020课标Ⅲ,20,6分)(多选)在图(a)所示的交流电路中,电源电压的有效值为220V,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,R1、R2、R3均为固定电阻,R2=10Ω,R3=20Ω,各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示。下列说法正确的是()A.所用交流电的频率为50HzB.电压表的示数为100VC.电流表的示数为1.0AD.变压器传输的电功率为15.0W答案AD9.(2021河北,8,6分)(多选)如图,发电机的矩形线圈长为2L、宽为L,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n0、n1和n2,两个副线圈分别接有电阻R1和R2。当发电机线圈以角速度ω匀速转动时,理想电流表读数为I。不计线圈电阻,下列说法正确的是()A.通过电阻R2的电流为nB.电阻R2两端的电压为nC.n0与n1的比值为2D.发电机的功率为2答案BC10.(2022福建,6,6分)(多选)某同学利用如图所示电路模拟远距离输电。图中交流电源电压为6V,定值电阻R1=R2=20Ω,小灯泡L1、L2的规格均为“6V1.8W”,理想变压器T1、T2原副线圈的匝数比分别为1∶3和3∶1。分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ,两电路都稳定工作时,()A.L1与L2一样亮B.L2比L1更亮C.R1上消耗的功率比R2的大D.R1上消耗的功率比R2的小答案BC11.(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U1=250V,输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3∶n4=50∶1,输电线总电阻R=62.5Ω,其余线路电阻不计,用户端电压U4=220V,功率88kW,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368AB.输电线上损失的功率为4.8kWC.输送给储能站的功率为408kWD.升压变压器的匝数比n1∶n2=1∶44答案C考点三电磁振荡电磁波传感器12.(2020浙江1月选考,8,3分)如图所示,单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。t=0时开关S打到b端,t=0.02s时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则()A.LC回路的周期为0.02sB.LC回路的电流最大时电容器中电场能最大C.t=1.01s时线圈中磁场能最大D.t=1.01s时回路中电流沿顺时针方向答案C13.(2022北京,13,3分)某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示,电路中的R1和R2,其中一个是定值电阻,另一个是压力传感器(可等效为可变电阻)。水位越高,对压力传感器的压力越大,压力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于U1时,控制开关自动开启低水位预警;当a、b两端的电压小于U2(U1、U2为定值)时,控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是()A.U1<U2B.R2为压力传感器C.若定值电阻的阻值越大,开启高水位预警时的水位越低D.若定值电阻的阻值越大,开启低水位预警时的水位越高答案C三年模拟考点强化练考点一交变电流的产生与描述1.(2023届广东广州一模,4)某小组用如图a所示的风速仪研究交流电,风杯在风力作用下带动与其连在一起的永磁体转动;某一风速时,线圈中产生的交变电流如图b所示,已知风杯转速与风速成正比,则()图a图bA.该交变电流的周期为t0B.该交变电流的峰值为2ImC.风速增大,产生的交变电流周期增大D.风速增大,产生的交变电流峰值增大答案D2.(2023届北京清华附中开学考,11)如图所示,交流电流表A1、A2、A3分别与电阻R、电容器C和电感线圈L串联后接在同一个正弦式交流电源上。交流电流表A4与电阻R1串联后接在理想变压器副线圈两端。如果保持供电电压的最大值不变,而增大供电电压的频率,电流表示数不变的是()A.电流表A1和A2B.电流表A3和A2C.电流表A1和A4D.电流表A3和A4答案C3.(2023届山东聊城齐鲁名校大联盟三模,5)如图所示,边长为l的正三角形线圈,线圈匝数为n,以角速度ω绕ab匀速转动,ab的左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。M为导电环,负载电阻为R,其他电阻不计,在线圈转动一周的过程中()A.图示时刻(线圈平面与磁场方向垂直),线圈的磁通量最大,产生的感应电动势也最大B.感应电动势的最大值是34Bl2C.R上产生的热量为3πD.通过R的电荷量为3答案C4.(2023届山东日照二模,10)(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,产生的感应电动势随时间的变化规律如图乙所示,则()A.t=0时,穿过线圈的磁通量均为零B.a表示的瞬时值表达式为u=10sin5πtVC.a表示的交变电流的频率为25HzD.b表示的感应电动势的最大值为203答案BD考点二理想变压器远距离输电5.(2023届山东菏泽二模,3)在离变压器较远的地方,用户会明显感觉电压低于正常值220V,甚至家用电器不能正常工作。该地居民常常会用调压器来调整电压,其原理图如图所示。交流电压从ab端输入,由cd端输出连接到家用电器R,滑片P可以上、下滑动。调压器视为理想变压器,匝数n2<n1=n3,下列说法正确的是()A.此调压器既能升压也能降压B.此调压器只能升压C.若滑片P向上滑动,则家用电器R两端的电压减小D.若滑片P向下滑动,则家用电器R的功率会增大答案A6.(2024届河南普通高中学情调研,6)某同学利用自制发电机给小风扇供电,使小风扇正常工作,其设计的电路简化模型如图甲所示。发电机产生正弦式交流电,其电动势随时间变化的规律如图乙所示。已知理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶12,小风扇内阻为8Ω,正常工作电流为1A。忽略导线与发电机线圈的电阻,电压表为理想交流电压表。下列说法正确的是()A.发电机的瞬时电动势为e=32sin2πtVB.t=0.25s时,电压表示数为0C.正常工作时小风扇的输出功率为28WD.小风扇的转速一定与发电机的转速相同答案C7.(2023届山西太原二模,6)(多选)如图是某手动电筒发电机的两个截面示意图,推动手柄可使线圈a沿轴线左右往复运动。线圈截面周长为20cm,线圈a由50匝阻值及粗细均可忽略不计的导线单层紧密绕成,所在处辐向磁场的磁感应强度大小为0.02T。现使线圈a做简谐运动,其速度随时间变化的关系式为v=52sin40πt(m/s)。已知线圈a连接一原、副线圈匝数比为1∶10的理想变压器。白炽小灯泡L的阻值恒为5Ω,额定电压为2.5V,滑动变阻器R1的最大阻值为30Ω,定值电阻R2=10Ω。下列说法正确的是()A.线圈a产生交流电的电动势有效值为2V,频率为20HzB.灯泡L正常工作时,理想变压器原线圈的输入功率为5WC.为使灯泡L正常工作,滑动变阻器R1接入电路的阻值应调节为5ΩD.滑动变阻器R1的滑片向下移动,灯泡变亮答案BC8.(2023届浙江金华义乌三模,9)如图甲所示,虚线(磁场边界)左侧有一竖直向下的匀强磁场(磁感应强度为B),一正方形线框(边长为L,匝数为N,不计线框内阻)从图示位置绕O点所在的水平边为轴顺时针匀速转动,以角速度ω进入磁场区域。现将该线框产生的交流电接入图乙电路的CD端,定值电阻R1阻值为R,小灯泡L1电阻为4R,忽略灯丝电阻随温度的变化,A1为理想交流电流表,K为理想二极管,P为理想自耦变压器上的滑动触头,P'为滑动变阻器上的滑片。下列说法正确的是()A.线框转动切割磁感线产生的电动势最大值为12NBL2B.电流表A1的读数为NBC.P不动,P'向下滑动时,U2减小D.P顺时针转动一个小角度,同时P'向下滑动时,小灯泡L2的亮度可能不变答案D9.(2023届安徽蚌埠四检,5)水电是清洁能源,发展水电对我国实现碳达峰与碳中和有着重要的意义。某水电站输出的功率恒为P,第一次直接通过输电线向用户供电时,用户得到的功率为P1,第二次利用如图所示的理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向用户供电时,用户得到的功率为P2,两次输电过程中输电线电阻和用户电压均相同,则n3nA.P1PC.P1P答案B考点三电磁振荡电磁波传感器10.(2023届北京海淀期末反馈,4)(多选)各种电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用。关于电磁波的应用,下列说法中正确的有()A.控制电视、空调的遥控器使用的是红外线B.银行和商店用来鉴别大额钞票真伪的验钞机使用的是X射线C.手机通话使用的是无线电波D.机场、车站用来检查旅客行李的透视仪使用的是紫外线答案AC11.(2024届浙江浙南名校一联,10)如图所示,L为电感线圈,C为电容器,R为定值电阻,电感线圈及导线电阻均不计。先闭合开关S,稳定后,再将其断开,并规定此时t=0。当t1=0.01s时,LC回路中通过电感线圈L的电流第一次达到0,则()A.LC电路的振荡周期为0.02sB.t2=0.02s时电容器中电场最强C.0.07s至0.08s电路中电场能减小,磁场能增大D.t3=0.13s时电路中的电流沿顺时针方向答案C12.(2023届浙江宁波二模,8)某种光电式火灾报警器的原理如图所示,由红外光源发射的光束经烟尘粒子散射后照射到光敏电阻上,光敏电阻接收的光强与烟雾的浓度成正比,其阻值随光强的增大而减小。闭合开关S1、S2,当烟雾浓度达到一定值时,干簧管中的两个簧片被磁化而接通,触发蜂鸣器报警。为了能在更低的烟雾浓度下触发报警,下列调节正确的是()A.增大电阻箱R1的阻值B.增大电阻箱R2的阻值C.增大电源E3的电动势D.增大干簧管上线圈的匝数答案D微专题专练微专题22含变压器电路的动态分析1.(2022天津,8,5分)(多选)如图所示,两理想变压器间接有电阻R,电表均为理想交流电表,a、b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后()A.R的发热功率不变B.电压表的示数不变C.电流表A1的示数变大D.电流表A2的示数变小答案BC2.(2021湖北,6,4分)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A1示数减小B.电流表A2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答案A3.(2021湖南,6,4分)如图,理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2,输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源,灯泡L1、L