2023北京高三一模物理汇编：交变电流章节综合

2023北京高三一模物理汇编

交变电流章节综合

1.（2023•北京东城・统考一模）如图所示，一个理想变压器原、副线圈匝数比为5：1,原线圈接在交流电

源上，其电压〃随时间，变化规律为〃=3llsinl00m（V）,副线圈接有R=88。的电阻。电流表、电压表均

A.原线圈的输入功率为22WB.副线圈输出交流电的周期为100s

C.电压表的示数为311VD.电流表的示数为2.5A

2.（2023•北京朝阳•统考一模）如图是某交流发电机的示意图.当线圈时〃绕垂直于匀强磁场方向的转轴

0。匀速转动时，电路中产生电流的最大值为人，外电路的电阻为R。图示位置线圈平面与磁场方向垂

直。己知线圈转动的周期为九下列说法正确的是（）

A.在图示位置，穿过线圈的磁通量的变化率为零

B.在图本位置，线圈中的电流方向为a—b—c—d

C.在一个周期内，外电路产生的焦耳热为"宠丁

D.从图示位置开始计时，线圈中电流，随时间/变化的关系式为i=/,”cos手/

3.（2023♦北京延庆•统考一模）如图所示，理想变压器输入电压;呆持不变，副线圈接有两个灯泡和一个定

值电阻R,电流表、电压表均为理想电表。开关S原来是断开的，现将开关S闭合，则（）

C.原线圈输入功率减小D.电阻R消耗的电功率增大

4.（2023•北京西城•统考一模）如图1,变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的.如图2,原

线图与交流电源连接，副线圈与负载R连接.已知，原、副线圈的匝数分别为〃1、叫,原线圈的输入功率

为A、电压为以、电流为L、频率为副线圈的输出功率为鸟、电压为内、电流为八、频率为人.下

列说法正确的是（）

A.若变压器为理想变压器，且用〉%，则a＞%,./＞力

B.若变压器为理想变压器，且仆＜4,则/|〈”，£=人

C.若仅考虑L产生的磁场不能完全局限在铁芯内，则6＞鸟

D.若仅考虑变压器线圈通过电流时会发热，则?

,2n\

5.（2023•北京西城・统考一模）一个白炽灯泡额定电压为220V,额定功率为2（）W,接在交流电源I•正常T

作，则（）

A.灯泡电压的峰值为220V

B.流过灯丝的电流有效值约为0.13A

C.Imin内灯泡消耗的电能是1.2xl03j

D.Imin内灯丝产生的热量是20J

6.（2023•北京石景山•统考一模）交流发电机的示意图如图所示：矩形线圈A8CO在匀强磁场中绕垂直于

磁场的轴逆时针匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为e=20sinl0OH/V。下列说法正确的是

O'

A.此交流电的频率为100Hz

B.此发电机电动势的有效值为20V

C.当线圈平面转到图示位置时产生的电流为0

D.当线圈平面转到图示位置时磁通量的变化率最大

7.（2023•北京平谷・统考一模）如图所示，位于竖直平面内的矩形金属线圈"cd,可绕过％和4d边中点

且垂直于磁场方向的轴OO'匀速转动.已知矩形线圈向边和〃边的长度乙二50cm.边和4边的长度

&=20cm,匝数〃=100匝，线圈的总也阻r=2.0C。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环。、D

（集流环）焊接在一起，并通过电刷同宠=18C的定值电阻相连接。线圈所在空间存在水平向右的匀强磁

场，磁感应强度8=0.2T。在外力驱动下线圈绕轴OO'转动的角速度3=20rad/s。计算中取兀=3.14。

求：

（1）通过电阻R的电流最大值；

（2）在线圈转动一周的过程中，整个电路产生的焦耳热；

（3）线圈由图示位置（即线圈平面与磁场方向垂直的位置）转过：90。的过程中，通过电阻R的电荷量。

8.（2023•北京丰台•统考一模）实验室有一种可拆变压器,原线圈为800匝,副线圈有400匝、300匝、

200匝三种规格，但标记不清，某同学选用一组副线圈，把原线圈连接学生电源，测最原线圈的输入电压

q和副线圈输出电压火，得到的数据如下表;

2.404.406.408.8010.40

0.991.852.723.764.48

根据测最数据，可判断副线圈的匝数为。

A.400匝B.300匝C.200匝

请说明你的判断依据：O

参考答案

1.A

【详解】BC.由题可知，电压〃随时间/变化规律为〃=311sinl0(加(V),故原线圈输入交流电的周期为

T=--=0.02s

100江

原副线圈交流电的周期相同为0.02s

电压表的示数为交流电的有效值，故

U=3=220V

BC错误；

AD.理想变压器原、副线圈匝数比为5：1,故副线圈的输出电压为

UQUI

勺

其中a=220V

U2=44V

I-,=-^=-=U.^A

R

故电流表的示数为0.5A

=(/2/2=22W

理想变压器原副线圈输入输出功率相等，即

6=6=22W

AjE确，D错误。

故选A3

2.A

【详解】AB.图示位置为中性面，磁通量最大，磁通量的变化率最小且为零，电流最小也为零，故A正

确，B错误；

C.电路中电流的有效值为

近

在一个周期内，外电路产生的焦耳热为

Q=/2RT=^RT

故C错误；

D.从图示位置计时，线圈中电流i随时间/变化的关系式为

故D错误。

故选Ao

3.D

【详解】B.根据埋想变压器原副线圈电压比等于匝数比，可得

力=包5

勺

由于理想变压器输入电压保持不变，可知副线圈输出电压不变，则电压表示数不变，故B错误；

ACD.将开关S闭合，副线圈总目阻减小，根据

z

-R总

可知副线圈总电流增大，根据

pm

可知电阻R消耗的电功率增大；根据

p"5a£

可知原线圈输入功率增大，原线圈输入电流增大，即电流表的示数增大，故AC错误，D正确。

故选D。

4.C

【详解】AB.若变压器为理想变压器，且用>&,则根据

如=2

U2%

可知

若

“<ni

根据

A4

可知

由于原线圈的电流变化频率决定了铁芯中磁场的变化频率；磁场的变化频率决定了副线圈的电流变化频

率，所以原、副线圈中的交流电频率一定相等，故AB错误；

C.若仅考虑人产生的磁场不能完全局限在铁芯内，变压器中存在漏磁损耗，故原线圈的输入功率大于副

线圈的输出功率，故C正确；

D.若仅考虑变压器线圈通过电流时会发热，则

UJi>U£

即

>力％

-k->--->--

,2a"

故D错误。

故选C。

5.C

【详解】A.白炽灯泡额定电压220V为有效值，则灯泡电压的峰值大于220V,故A错误:

B.流过灯丝的电流有效值约为

故B错误；

CD.灯泡为纯电阻用电器，消耗的电能全部转化为热量，Imin内灯泡消耗的电能即产生的热量是

()=P/=20X60J=I.2XI03J

故C正确，D错误。

故选C。

6.D

【详解】A.根据

co-lrcf

解得

/=50Hz

故A错误；

B.根据

F

E=-^

解得

E=10j2V

故B错误；

CD.当线圈平面转到图示位置时处于与中性面垂直的位置，易知磁通量的变化率最大，产生的电流最大。

故C错误；D正确。

故选D。

7.(1)/m=2.0A;(2)Q%=12.56J；(3)y=0.1C

【详解】(1)由题意，根据法拉第电磁感应定律，可得线圈中产生感应电动势的最大值为

Ein=nBSct)

其中

S=kJ=0.5x0.2m2=0.1m2

代入相关数据求得

E—40V

根据闭合电路欧姆定律，得通过电阻R的电流最大值

E40

-^-=-----A=2.0A

R+r18+2

（2）线圈中产生感应电流的有效值为

V2

得在线圈转动一周的过程中，整个电路产生的焦耳热

Qg=I"R+r)T

T=—

co

联立代入相关数据求得

以=I2.56J

（3）线圈由图示位置（即线圈平面与磁场方向垂直的位置.）转史90。的过程中，通过电阻R的电荷量