高考物理新电磁学知识点之交变电流真题汇编含答案(2).pdf

高考物理新电磁学知识点之交变电流真题汇编含答案(2)一、选择题1电阻12RR、与交流电源按照图甲方式连接，12=10,=20RR，闭合开关S后，通过电阻2R的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示，则（）A通过1R的电流有效值是1.0AB通过2R的电流最大值是2AC1R两端的电压有效值为5VD2R两端的电压最大值为5 2A2一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如图所示，在相同时间内电阻产生的热量最大的是（）ABCD3某研究小组成员设计了一个如图所示的电路,已知定值电阻R 并联的是一个理想交流电压表,D 是理想二极管(正向电阻为零,反向电阻为无穷大).在 A、B 间加一交流电压,瞬时值的表达式为u=20sin100 xt（v）,则交流电压表示数为()A10VB20VC15VD14.1V4某变压器原、副线圈匝数比为55：9，原线圈所接电源电压按图示规律变化，副线圈接有负载下列判断正确的是A输出电压的最大值为36VB原、副线圈中电流之比为55：9C变压器输入、输出功率之比为55：9D交流电源有效值为220V，频率为50Hz5在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则()At 0.005s时线圈平面与磁场方向平行Bt 0.010s时线圈的磁通量变化率最大C线圈产生的交变电动势频率为100HzD线圈产生的交变电动势有效值为311V6如图所示，两种情况下变压器灯泡L2、L3的功率均为P，且 L1、L2、L3为相同的灯泡，匝数比为，则图（a）中 L1的功率和图（b）中 L1的功率分别为()AP、PB9P、C、9PD、9P7如图所示，理想变压器原线圈a、b 两端接正弦交变电压u，u2202sin（100 t）V，原、副线圈的匝数比n1n2101，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（）A电压表示数不变，示数为22 VB电压表示数不变，示数为2202VC灯泡 L 两端的电压将变大D电流表示数一定为08在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器如下所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是（）ABCD9如图所示，理想变压器的原线圈接在220 2sin100Vut的交流电源上，副线圈接有 R=110 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为41，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是A电流表的读数为2AB原线圈的输入功率为27.5WC电压表的读数为77.8VD副线圈输出交流电的周期为50s10 矩形线框与理想电流表、理想变压器、灯泡连接电路如图甲所示灯泡标有“36 V40 W”的字样且阻值可以视作不变，变压器原、副线圈的匝数之比为21，线框产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示则下列说法正确的是()A图乙电动势的瞬时值表达式为e36 sin(t)VB变压器副线圈中的电流方向每秒改变50 次C灯泡 L 恰好正常发光D理想变压器输入功率为20 W11 如图所示，图乙中理想变压器的原线圈接图甲所示的交变电流理想变压器原、副线圈的匝数比为20:3，定值电阻的阻值为11，滑动变阻器的总阻值为22下列说法中正确的是（）A副线圈输出电压的频率为100HzB滑动变阻器的滑片P向右滑动时，电阻R 两端的电压不变C滑动变阻器的滑片P滑到最右端时，通过电阻R 的电流为8.45AD滑动变阻器的滑片P滑到最左端时，理想变压器的输入功率为132W12 如图所示，接于理想变压器中的四个规格相同的灯泡都正常发光，那么，理想变压器的匝数比n1:n2:n3为（）A32 1B1l1C621D22 113 如图所示,交流电流表A1、A2、A3分别与电容器C线圈 L 和电阻 R 串联后接在同一个交流电源上,供电电压瞬时值为U1=Umsin 1t,三个电流表读数相同现换另一个电源供电,供电电压瞬时值为U2=Umsin 2t,2=21.改换电源后,三个电流表的读数将()AA1将减小,A2将增大,A3将不变BA1将增大,A2将减小,A3将不变CA1将不变,A2将减小,A3将增大DA1将减小,A2将减小,A3将不变14 如图所示，在某一输电线路的起始端接入两个理想变压器，原、副线圈的匝数比分别为 n1n2=1001 和 n3 n4=1100，图中 a、b 表示电流表或电压表，已知电压表的示数为 22 V，电流表的示数为1 A，则以下说法正确的是（）A输电线路总电阻为22 B线路输送电功率是22WCa 为电压表，b 为电流表Da为电流表，b为电压表15 如图所示为远距离交流输电的简化电路图发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I2则（）A用户端的电压为I1U1/I2B输电线上的电压降为UC理想变压器的输入功率为I12rD输电线路上损失的电功率为I1U16一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示已知发电机线圈内阻为 5.0 ，现外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图乙所示，则()A电压表的示数为220 VB电路中的电流方向每秒钟改变50 次C灯泡实际消耗的功率为484 WD发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J17 如图所示，某同学在科技节活动中设计了一款简易手摇式发电机，将硬导线中间部分折成“”形的线框，其长为2a，宽为 a，放入匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。线框绕MN 轴以角速度匀速转动，导线通过电刷与阻值为R的电阻相连，其余电阻不计，则线框（）A电动势的有效值为22BaB电动势的有效值为22 2BaC从图示位置转过90过程中，流经电阻的电荷量为22BaRD从图示位置转过90过程中，流经电阻的电荷量为2 BaR18 如图，交流电源的电动势有效值与直流电源的电动势相等，两电源的内阻均可忽略，三个灯泡是完全相同的，分别与定值电阻、电感器和电容器相接。当S接 1 时三个灯泡的亮度相同，那么S接2时A三个灯泡亮度相同B甲灯比乙灯亮，丙灯不亮C甲灯比乙灯暗，丙灯不亮D甲灯和乙灯亮度相同，丙灯不亮19 如图所示，原线圈输入有效值恒定的交变电压，在理想变压器的副线圈上，通过等效电阻为 R1的输电线连接一只灯泡L 和一个阻值大小随所受照射光强度的增大而减小的光敏电阻 R2若将照射R2的光的强度减弱，下列说法正确的是()A原线圈中的电流增大B流过 R2的电流减小C加在 R1两端的电压增大D灯泡 L 变暗20 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为41，原线圈接在220 2 sin100ut V（）的交流电源上，副线圈接有55R的电阻电流表、电压表均为理想电表下列说法正确的是（）A原线圈的输入功率为552WB电流表的读数为4.0 AC电压表的读数为55.0 VD副线圈两端交流电的周期为50 s21 如图为一交流发电机发出的电流随时间的变化图象，则下列说法正确的是A在 A点时穿过线圈的磁通量最大B在 B点时穿过线圈的磁通量变化率最大C在 A 点时线圈处在中性面，电流方向改变D在 B点时线圈处在中性面，电流方向改变22 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，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO 沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的图象如图乙所示。已知发电机线圈电阻为10，外接一只阻值为90的电阻，不计电路的其它电阻，则（）A电流表的示数为0.31AB线圈转动的角速度为50rad sC0.01s 时线圈平面与磁场方向平行D在线圈转动一周过程中，外电阻发热约为0.087J23 如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10：1，A、V 均为理想电表，R为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)，lL和2L是两个完全相同的灯泡.原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是()A电压 u的频率为100HzB电压表V 的示数为22 2VC当照射R 的光强增大时，电流表A 的示数变大D当lL的灯丝烧断后，电压表V 的示数会变大24 如图所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数比为12:5:1nn，分别接有定值电阻1R和2R，且12R:R5:1原线圈接正弦交流电电压表为理想交流电压表则A电阻1R和2R消耗功率之比为1：1B电压表1V和2V的示数之比为5：1C电压表1V和2V的示数之比为6：1D原副线圈磁通量变化率之比为5：125 如图所示，有一半径为1mL、圆心为的金属圆环，Oa 为长度也为L 的铜棒，两者电阻均不计且接触良好。现让Oa 以圆心 为轴，以=10rad/s 的角速度匀速转动，圆环处于垂直于环面向里，磁感应强度大小为2TB的匀强磁场中。从圆心O 引出导线，从圆环上接出导线，并分别接到匝数比为12:1:4nn的理想变压器原线圈两端，则接在副线圈两端的理想电压表的示数为（）A40VB20VC80VD0【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1C 解析：C【解析】【分析】【详解】由图乙看出，通过2R电流的有效值是0.5A，2R两端电压的有效值为10V，最大值为10 2V，1R两端电压的有效值为5V，而串联电路中各部分电流相等，所以12RR、中电流的最大值均为0.5 2A，C正确.2D 解析：D【解析】试题分析：对A、对于正弦式电流，有效值：根据焦耳定律得：；对 B、对于正弦式电流，有效值：根据焦耳定律得：；对 C、根据焦耳定律得：Q3I2RT225RT对 D、对于方波，根据焦耳定律得：；故选D。考点：交流电的有效值【名师点睛】此题是对有效值概念的考查；解题时根据焦耳定律Q=I2Rt 求解热量，其中I是有效值，对于正弦式电流有效值与峰值是倍关系对于方波，直接根据焦耳定律求解热量。3A 解析：A【解析】二极管具有单向导电性，使得半个周期内R 通路，另半个周期内R 断路设交流电压表示数为 U，则一个周期内的电阻发热为：2220()122UQTTRR，解得：U=10V 故 A正确，BCD 错误，故选A.点睛：解决本题时要知道正弦交流电表的示数为有效值即二极管的单向导电性，掌握有效值的定义方法，利用电流的热效应来求电压的有效值4D 解析：D【解析】试题分析：变压器的输入和输出电压之比等于原副线圈匝数比，所以输出电压的最大值为362V，所以 A 错误；变压器的输入和输出电压之比等于原副线圈匝数比，电流之比等于原副线圈匝数的反比，所以B错误；变压器只能改变交流电的电压，而不能改变频率和功率，即对于理想变压器的输入功率和输出功率相等，所以C错误；从图上可以看出，交流电的周期T=002s，所以频率为50Hz正弦交流电的有效值是峰值的22倍，所以电压有效值为 220V所以 D 正确故选D考点：变压器；交流电【名师点睛】此题是对变压器及正弦交流电问题的考查；解题时要掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题5A 解析：A【解析】【详解】由图可知t=0.005s 时刻感应电动势最大，此时线圈所在平面与磁场平行，穿过线框回路的磁通量的变化率最大，A 正确；t=0.01s 时刻感应电动势等于零，穿过线框回路的磁通量最大，磁通量的变化率为零，B 错误；周期为0.02Ts，故频率为150fHzT，故 C 错误电动势有效值为：311V220V22mEE，故 D 错误；综上分析A 正确6B 解析：B【解析】【详解】由题意可知，两种情况下变压器输入功率为均为2P设灯泡L2、L3的电压为U，电流为I，电阻为R，则有 P=根据电压与匝数成正比可知，两种情况下变压器的输入电压均为 3U，根据输入功率和输出功率相等可知，变压器输入电流为I所以图（a）中 L1的功率为Pa=9P图（b）中 L1的功率为Pb=()2R=PA.P、P与上述计算结果9P、不相符，故A不符合题意；B.9P、与上述计算结果9P、相符，故 B符合题意；C.、9P与上述计算结果9P、不相符，故C不符合题意；D.、9P 与上述计算结果9P、不相符，故D不符合题意；7A 解析：A【解析】【详解】AB原线圈电压有效值为U1=220V，根据2211UnUn得副线圈电压为U2=22V，电压表示数不变，示数为22 V，故 A 正确，B 错误；C开关闭合后电容器不断的充电和放电，副线圈电流增大，所以R 所占电压变大，而副线圈电压不变，所以灯泡两端电压变小，故C 错误；D电容器接交变电流后，不断的充电和放电，所以电流表有电流通过，示数不为零，故D 错误；故选 A。8A 解析：A【解析】试题分析：原理是依据电磁感应原理的电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的2 次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路由理想变压器的原副线圈的电流之比可知，电流与匝数成反比则电流互感器应串连接入匝数较多的线圈上同时一次绕组匝数很少，且串在需要测量的电流的线路中，故选A考点：变压器的构造和原理点评：电流互感器的接线应遵守串联原则；按被测电流大小，选择合适的变化，否则误差将增大9B 解析：B【解析】【详解】A原线圈电压有效值为U1=220V，则根据匝数比可得次级电压有效值U2=55V，则次级电流有效值2255A0.5A110UIR则初级电流表的读数为21211A8nIIn选项 A 错误；B原线圈的输入功率为P1=U1I1=22018=27.5W选项 B 正确；C电压表的读数为U2=55V，选项 C 错误；D副线圈输出交流电的周期为220.02s100T选项 D 错误；故选 B.10D 解析：D【解析】【分析】根据交流电的图像确定交流电瞬时值表达式；交流电的方向一周改变2 次；根据变压器匝数比求解次级电压从而判断灯泡的发光情况；变压器的输入功率等于输出功率.【详解】A由乙图可知，周期为0.02s，交流电的圆频率：，故原线圈输入电压的瞬时值表达式为=72 sin100 t（V），故 A 错误；B交流电的频率为50Hz，在一个周期内电流方向改变2 次，可知变压器副线圈中的电流方向每秒改变100 次，选项B 错误；C变压器初级电压有效值为，由原副线圈的匝数比为2:1 可知，次级电压为 18V，则灯泡 L 不能正常发光，选项C 错误；D灯泡电阻为，次级功率：，则理想变压器输入功率为20W，选项 D 正确；故选 D.【点睛】本题考查的是有关交变电流的产生和特征的基本知识，要具备从图象中获得有用信息的能力.11D 解析：D【解析】从甲图中可知交流电的周期为0.02Ts，故交流电的频率为150fHzT，A 错误；原副线圈的匝数比不变，所以副线圈的输入电压不变，滑动变阻器的滑片P向右滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻减小，所以副线圈中的总电阻减小，总电流增大，根据欧姆定律可得电阻 R 两端的电源增大，B 错误；原线圈的输出电压为1440 2440V2U，滑动变阻器的滑片P滑到最右端时，其连入电路的电阻为零，副线圈两端的电压为22113440V66V20nUUn，故电阻R 的电流为266A6A11I，C 错误；滑动变阻器的滑片P滑到最左端时，副线圈中消耗的电功率为2266132W1122P，副线圈消耗的电功率等于原线圈中的输入功率，故理想变压器的输入功率为132W，D 正确12A 解析：A【解析】灯泡规格相同，且全部正常发光知：流经每个灯泡的电流都相等设为I，每个灯泡两端电压都相等设为u，则 U2=2u，U3=u；根据输入功率等于输出功率知：u1I=u2I+u3I，u1=3u，再根据电压与匝数成正比知n1：n2：n3=u1：u2：u3=3：2：1故 A 正确，BCD 错误故选A点睛：本题副线圈中有两个，对于电压仍然可以用于匝数成正比，但是电流不再和匝数成反比，应该利用输入功率等于输出功率13B 解析：B【解析】【分析】当交变电流的频率变大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，因此A变亮，B变暗又因为电阻在直流和交流电路中起相同的作用，故C 灯亮度不变【详解】由公式 2f=知，后来交流电的频率变大，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，对电阻没影响，所以A1示数将增大，A2数将减小，A3示数不变，所以选项B 正确，ACD 错误故选 B【点睛】此题考查电容、电感对交变电流的影响，也就是容抗、感抗与交变电流的关系当交变电流的频率变大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小14C 解析：C【解析】【详解】由图可知：a的原线圈并联在电路中且副线圈匝数小于原线圈匝数，则输出电压小，为电压互感器，则a表是电压表；b 的原线圈串联在电路中且副线圈匝数大于原线圈匝数，输出电流小，则为电流互感器，则b电表是电流表，则C 正确，D 错误；而a互感器原线圈的匝数比副线圈匝数100：1，b 互感器原线圈的匝数比副线圈匝数1：100，由电压表的示数为 22V，得原线圈的电压为2200V，由电流表的示数为1A，原线圈的电流为100A所以电线输送功率是2.2 105W=220KW，由已知条件无法求输电线电阻，故AB 错误；故选C。【点睛】本题实质是电压互感器与电流互感器的简单运用，电压互感器与电流互感器是利用变压器原理将电压、电流减小到可测范围进行测量的仪器。15A 解析：A【解析】【分析】【详解】试题分析：由于输电线与用户间连有一理想变压器，设用户端的电压是U 2，则U1I1=U2I2，得：1122I UUI故 A 正确；输电线上损失的电压为U-U1，故 B 错误；理想变压器的输入功率为U1I1故 C 错误；等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是 I1，所以输电线是损耗的功率是：I12r故 D 错误；故选A16D 解析：D【解析】【分析】【详解】A线框有内阻，所以电压表示数小于220V，A 错误；B交流电频率50Hz，则电路中的电流方向每秒钟改变100 次，B 错误；C灯泡实际消耗的功率为：2220=95W95+5P=459.8W，小于 484W，C 错误；D发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为2220Q=5 1J95+5=24.2 J，D 正确17C 解析：C【解析】【分析】【详解】AB线框绕MN 轴以角速度匀速转动，产生正弦式交流电，那么感应电动势最大值2m2EBSBa则电动势的有效值为2m22EEBa故 AB 错误；CD从图示位置转过90过程中，流经电阻的电荷量为22BaqRR故 C 正确，D 错误。故选 C。18C 解析：C【解析】【分析】根据电容器具有通交隔直的特性，电感有通直阻交的特性，而交流对电阻R 没有影响。根据电感和电容的特性进行判断。【详解】当单刀双掷开关S接 1 时，即为交流，三个灯亮度相同，说明电感L 的感抗与电阻R 相同。当 S接 2 时，电感L 没有感抗，电容器具有隔断直流的作用，而交流与直流对电阻R没有影响，所以丙灯不亮，甲灯亮度不变，乙灯亮度增加，即甲灯比乙灯暗，故C 正确，ABD 错误。故选 C。19B 解析：B【解析】【分析】【详解】A、照射 R2的光的强度减弱则其电阻变大，而电压不变，则副线圈电流变小，原线圈的电流也变小，则A 错误；B、因副线圈电流变小，则R1电压变小，则L 的分压变大，通过L 的电流增大，则通过R2的电流减小，则B 正确.C、D、负载电阻变大后，电流减小，则R1上的电压减小，所以L 上的电压增大，L 变亮，故 C，D 错误.故选 B.20C 解析：C【解析】【分析】根据瞬时值的表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等；再根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，输入功率等于输出功率，即可求得结论【详解】A、由题意知，原线圈电压有效值为220V，原、副线圈匝数之比为4:1，由 U1：U2=n1：n2，可得：U2=55V，由输入功率和输出功率相等可得，原线圈中的输入功率为：P入=P出=25555=55W，故 A错误；B、副线圈的电流为：I2=U2/R=55/55A=1A，由 I1:I2=n2:n1可得：I1=0.25A，即电流表的读数为 0.25A，故 B错误；C、电压表的读数为副线圈电压的有效值，即为：U=55.0V，故 C正确；D、由u2202sin100 t V（）可知，=100，又由=2/T，解得：T=0.02s，变压器不改变周期，所以副线圈两端交流电的周期为0.02s，故 D错误故选 C21D 解析：D【解析】【分析】根据图象可知电动势最大和零的时刻，电动势为零时磁通量最大，线框平面垂直于磁场，磁通量为零时电动势最大，线框平面于磁场平行【详解】在A点时交变电流的电流最大，磁通量变化率最大，磁通量为零，所以此时的线框平面于磁场平行，A 错误；在B 点时交变电流为零，穿过线圈的磁通量变化率最小，B 错误；在A点时交变电流的电流最大，所以此时的线框平面于磁场平行，电流方向不变，C错误；在 B 点时交变电流为零，通过线框的磁通量最大，线圈处在中性面，电流方向改变，D 正确22D 解析：D【解析】【详解】在交流电路中电流表的示数为有效值，=22V2mEE有效，电流表的示数22=0.22A100EIR有效总，A 错误；从图像可知线圈转动的周期为0.02s，则线圈转动的角速度2=100 rad/sT，B 错误；0.01s时线圈的电压为0，因此线圈在中性面处，C 错；线圈发热应用电流的有效值进行计算，则发热量22=0.22900.02=0.087JQ I Rt，D正确23C 解析：C【解析】【分析】【详解】A原线圈接入如图乙所示，T=0.02s，所以频率为f=1T=50Hz，故 A 错误；B原线圈接入电压的最大值是2202V，所以原线圈接入电压的有效值是U=220V，理想变压器原、副线圈匝数比为10：1，所以副线圈电压是22V，所以 V 的示数为22V，故 B 错误；CR 阻值随光强增大而减小，根据I=UR知副线圈电流增加，副线圈输出功率增加，根据能量守恒定律，所以原线圈输入功率也增加，原线圈电流增加，所以A 的示数变大，故C正确；D当 Ll的灯丝烧断后，变压器的输入电压不变，根据变压比公式，输出电压也不变，故电压表读数不变，故D 错误；故选 C。24C 解析：C【解析】【分析】【详解】设流过原线圈的电流为1I，流过副线圈的电流为2I，因122115InIn电阻1R和2R消耗功率之比122112215RRPIRPIR，所以A错误电压表2V的示数222UI R，电压表1V的示数111225=6UI RUU，所以1261UU，因此 B 错误，C 正确理想变压器原副线圈磁通量变化率相同，所以D 错误综上所述，选项C 正确25D 解析：D【解析】【详解】Oa 匀速转动，产生恒定的感应电动势，变压器铁芯中磁通量不变，副线圈不产生感应电动势，接在副线圈两端的理想电压表的示数为零，故D 正确，ABC 错误。故选 D。