交变电流--2024年高考真题和模拟题物理好题汇编含答案.pdf

人不拼怎知输赢人不拼怎知输赢交变电流交变电流1(2024(2024河北卷考题)4.R1、R2为两个完全相同的定值电阻，R1两端的电压随时间周期性变化的规律如图1所示(三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的3 倍)，R2两端的电压随时间按正弦规律变化如图2所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比Q1:Q2为()A.2:3B.4:3C.2:3D.5:42(2024(2024年新课标考题)7.电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过90时，线圈中()A.电流最小B.电流最大C.电流方向由P指向QD.电流方向由Q指向P3(2024(2024全国甲卷考题)6.如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻R0和R1、开关S。S处于闭合状态，在原线圈电压U0不变的情况下，为提高R1的热功率，可以()A.保持T不动，滑动变阻器R的滑片向 f端滑动1交变电流-2024年高考真题和模拟题物理好题汇编水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢B.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片位置不变C.将T向a端移动，滑动变阻器R的滑片向 f端滑动D.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片向e端滑动4(20242024浙江1 1月卷考题)5.如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出u=5sin100t V的交流电，经原、副线圈匝数分别为n1和n2的变压器升压至峰值大于10kV，就会在打火针和金属板间引发电火花，实现点火。下列正确的是()A.n2n1720000B.n1n212000C.用电压表测原线圈两端电压，示数为5VD.副线圈输出交流电压的频率是100Hz5(20242024年广东卷考题)1.将阻值为50的电阻接在正弦式交流电源上。电阻两端电压随时间的变化规律如图所示。下列说法正确的是()A.该交流电的频率为100HzB.通过电阻电流的峰值为0.2AC.电阻在1秒内消耗的电能为1JD.电阻两端电压表达式为u=10 2sin(100t)V6(20242024年湖南卷考题)6根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻R0。当用户端接一个定值电阻R时，R0上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是()2水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢A.风速增加，若转子角速度增加一倍，则R0上消耗的功率为4PB.输电线路距离增加，若R0阻值增加一倍，则R0消耗的功率为4PC.若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则R0上消耗的功率为8PD.若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则R0上消耗的功率为6P7(20242024年湖北卷考题)5.在如图所示电路中接入正弦交流电，灯泡L1的电阻是灯泡L2的2倍。假设两个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。闭合开关S，灯泡L1、L2的电功率之比P1:P2为()A.21B.11C.12D.148(20242024年上海卷考题)12.12.某自行车所装车灯发电机如图(a)所示，其结构见图(b)。绕有线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动。摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化。线圈两端c、d作为发电机输出端。通过导线与标有“12V，6W”的灯泡L1相连。当车轮匀速转动时，发电机榆出电压近似视为正弦交流电。假设灯泡阻值不变，摩擦轮与轮胎间不打滑。9在磁铁从图示位置匀速转过90的过程中(1)通过L1的电流方向(在图中用箭头标出)；(2)L1中的电流3水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢A.逐渐变大B.逐渐变小C.先变大后变小D.先变小后变大10若发电机线圈电阻为2，车轮以某一转速n转动时，L1恰能正常发光。将L1更换为标有“24V，6W”的灯泡L2，当车轮转速仍为n时(1)L2两端的电压A.大于12VB.等于12VC.小于12V(2)L2消耗的功率A.大于6WB.等于6WC.小于6W11(20242024年上海卷考题)14.利用理想变压器将发电机输出电压变压后对标有“24V，6W”的灯泡供电，使灯泡正常发光，变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=1:2，该变压器原线圈两端的电压为V。12(20242024年上海卷考题)15.在水平路面骑行时，假设骑车人对自行车做的功仅用于克服空气阻力和发电机阻力。已知空气阻力与车速成正比，忽略发电机内阻。(1)在自行车匀加速行驶过程中，发电机输出电压u随时间t变化的关系可能为A.B.C.D.(2)无风时自行车以某一速度匀速行驶，克服空气阻力的功率Pf=30W，车灯的功率为PL=4W。为使车灯的功率增大到PL=6W，骑车人的功率P应为13(20242024年辽宁卷考题)13.如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2=5：1，原线圈接在电压峰值为Um的正弦交变电源上，副线圈的回路中接有阻值为R的电热丝，电热丝密封在绝热容器内，容器内封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热，加热前气体温度为T0。(1)求变压器的输出功率P；(2)已知该容器内的气体吸收的热量Q与其温度变化量T成正比，即Q=CT，其中C已知。若电热丝产生的热量全部被气体吸收，要使容器内的气体压强达到加热前的2倍，求电热丝的通电时间t。4水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢一、单选题一、单选题1(2024山东烟台三模)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为21，输入端A、B接入电压有效值恒定的交变电源。滑动变阻器R1最大阻值为40，其滑片P1初始位置在最左端；滑动变阻器R2最大阻值为5，其滑片P2初始位置在正中间。理想电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，理想电压表V1、V2示数为U1、U2，下列说法中正确的是()A.P2保持不动，P1向右滑动，则U1增大，U2不变B.P1保持不动，P2向下滑动，则I1减小，I2减小C.P2保持不动，P1向右滑动，则R1消耗的功率一直增大D.P2保持不动，P1向右滑动，则R1消耗的功率先增大后减小2(2024青海模拟预测)一面积为S的单匝矩形线框的电阻为R，垂直通过线框的磁感应强度B与时间t的关系图像如图所示，下列说法正确的是()A.交流电的周期为2t0B.磁通量绝对值的最大值为2B0S25水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢C.t0时刻线框的感应电流为0D.该线框中交变电流的有效值为3B0S3Rt03(2024北京大兴三模)如图甲所示，为一小型交流发电机示意图。匝数为20的线圈总电阻为2，当线圈匀速转动时与外电路R=18的电阻构成闭合回路。从图甲所示位置开始计时，通过电阻R的交变电流如图乙所示，则下列判断正确的是()A.t=001s时，线圈平面与磁场方向平行B.图甲所示时刻，穿过线圈的磁通量变化最快C.电阻R的功率为72103WD.线圈的最大磁通量为25Wb4(2024北京海淀二模)类比是研究问题的常用方法。与电路类比就可以得到关于“磁路”(磁感线的通路)的一些基本概念和公式。在电路中可以靠电动势来维持电流，在磁路中靠“磁动势”来维持铁芯中的磁场，如图1所示，磁动势Em=NI，其中N为线圈的匝数，I为通过线圈中的电流。类比闭合电路的欧姆定律，磁路也存在闭合磁路的欧姆定律Em=Rm，其中为磁通量，Rm被称为磁阻，磁阻所满足的磁阻定律与电阻定律具有相同的形式，磁阻率可类比电阻率，磁路的串、并联规律可类比电路的串、并联规律。结合以上关于磁路的信息以及你所学过的知识，下列说法不正确的是()A.变压器铁芯的磁阻率远小于空气的磁阻率B.在国际单位制中，磁阻的单位可以表示为A2s2kgm2C.不考虑漏磁，图2所示的串联磁路满足Em=(Rm1+Rm2)D.不考虑漏磁，在图3所示的并联磁路中，磁阻小的支路中磁感应强度一定大5(2024山东聊城三模)如图甲所示，发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕中心转轴匀速转动，产生的感应电动势如图乙所示，发电机输出端接理想变压器，理想变压器原、副线圈匝数比n0:n1:n2=4:1:2，副线圈1接额定电压为4V的小灯泡，副线圈2连接定值电阻R。开关S断开时，小灯泡正常发光，理想电流表的示6水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢数为1A。开关S闭合后，调整矩形线圈的转速为原来的1.2倍，小灯泡仍正常发光。下列说法正确的是()A.t=0时，线圈平面与磁场方向夹角为30B.矩形线圈的电阻为20C.图乙中瞬时感应电动势e随时间t的变化关系为e=20 2sin 100t+6VD.开关S闭合后发电机的总功率为开关S闭合前发电机总功率的1.2倍6(2024山东济宁三模)除颤仪是用于突发心室纤颤等心脏疾病的急救医疗设备，某型号除颤仪电路原理如图所示。某次调试时，除颤仪接在220V交流电源上，交流电压表示数为20V，电容器充电完毕，开关由“1”掷向“2”，放电电流平均值为2.8A，放电时间约为10-2s，已知电容器电容为2.010-5F。下列说法正确的是()A.自耦变压器的原副线圈匝数之比为10:1B.充电完毕后电容器两端的电压为2800VC.升压变压器原副线圈的匝数比约为1:50D.若去掉二极管该除颤仪依然可正常工作7(2024陕西三模)如图所示，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、L2的阻值始终均为2R0。滑动变阻器R的最大阻值为R0。现将滑动变阻器的滑片由变阻器的中点分别向a、b两端滑动，滑动过程中两个灯泡始终发光且未超出安全电压，下列说法正确的是()7水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢A.滑片向a端滑动时，L1一直变暗，L2一直变亮B.滑片向a端滑动时，L1一直变亮，L2一直变亮C.滑片向b端滑动时，L1一直变暗，L2一直变亮D.滑片向b端滑动时，L1一直变亮，L2一直变亮8(2024四川成都模拟预测)在匀强磁场中有一电阻忽略不计的矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的正弦交流电的感应电动势e随时间t的变化如图甲所示，把该交流电输入到图乙中理想变压器的A、B两端。已知R，为热敏电阻(其电阻随温度升高而减小)，R为定值电阻，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是()A.变压器A、B两端电压的瞬时值表达式为u=100sin50t(V)B.图甲中t=2 10-2s时，穿过线圈的磁通量最大C.Rt处温度升高后，电压表V1与V2示数的比值不变D.Rt处温度升高后，变压器的输入功率减小9(2024贵州三模)如图所示，两个线圈绕在一个不闭合的铁芯上，原线圈接电压按u=220 2sin100t(V)规律变化的交流电，副线圈接规格为“220V，100W”的用电器P，该用电器电阻恒定，原、副线圈匝数比为n1n2=21，则用电器P的功率可能为()A.100WB.25 2WC.25WD.15W10(2024福建模拟预测)如图，矩形线框切割磁感线产生交流电压e=25 2sin100t(V)，它的匝数N=5、电阻r=1，将其接在理想变压器的原线圈上。“220V22W”的灯泡L正常发光，内阻为10的电风扇M正常工作，电流表A的示数为0.3A。导线电阻不计，电压表和电流表均为理想电表，不计灯泡电阻的变化，矩形线框最大电流不能超过20A。以下描述正确的是()8水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢A.矩形线框转动过程中磁通量的变化率最大值为25 2VB.电风扇输出的机械效率约为99.1C.原、副线圈的匝数比n1:n2=10:1D.若将电风扇去掉，则小灯泡变亮，电流表的示数变大11(2024辽宁丹东二模)图甲为交流发电机示意图，图中两磁极之间的磁场可近似为匀强磁场，A为理想电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动。从图示位置开始计时，电刷E、F之间的电压随时间变化的图像如图乙所示。已知R=10，下列说法正确的是()A.t=0.01s时，穿过线圈平面的磁通量最大B.t=0时，线圈中感应电流的方向为DCBADC.E、F之间电压的瞬时值表达式为u=10sintVD.当线圈从图示位置转过60时，电流表的示数为0.5A12(2024广西一模)在图甲中，理想变压器的原、副线圈匝数之比n1:n2=1:3，滑片P置于副线圈的中点在图乙中，滑动变阻器最大阻值R0=6，滑动触头P置于R0的中央。两电路的输入端都接交流u=20 2sin100t V的正弦交流电，输出端各接一个阻值R=6的定值电阻和理想交流电压表。两电压表的读数U1、U2分别为()9水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢A.U1=30V，U2=8VB.U1=30V，U2=10VC.U1=60V，U2=8VD.U1=60V，U2=10V二、多选题二、多选题13(2024湖北模拟预测)如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，原线圈输入的交流电压瞬时值的表达式为u=220 2sin100t V，定值电阻R1的阻值为10，电阻箱R2的初始阻值为20，灯泡L阻值恒为20，电流表的内阻不计。下列说法正确的是()A.原线圈中的电流方向每秒钟改变50次B.原副线圈磁通量变化率之比为2:1C.电流表示数为4.4AD.当R2=207时，副线圈功率达到最大14(2024湖北三模)如图所示为理想变压器，已知n1=100匝，n2=30匝。电阻R1=8，R2=0.36，R3=2.56。电源为理想交流电源。开关S1闭合S2断开时R2的电功率和开关S2闭合S1断开时R3的电功率相等。则线圈n3的匝数可能为()A.20B.40C.60D.8010水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢15(23-24高三上全国开学考试)2022年12月20日，世界在建规模最大、技术难度最高的水电工程-白鹤滩水电站(图甲所示)全部机组投产发电，它的建成投产对减少碳排放具有重要意义。如图乙所示，采用高压输电可减少输电线上电能的损耗，发电机组发出电压有效值一定的交流电，经理想变压器升压后向外输电，再经理想变压器降压后接入电网。假设输电线总电阻r保持不变，下列说法正确的是()A.输电电压U一定时，发电功率P加倍，则输电线损耗功率变为原来的4倍B.输电电压U一定时，发电功率P加倍，则入网功率也加倍C.发电功率P一定时，输电电压U加倍，则输电线中的电流减半D.发电功率P一定时，输电电压U加倍，则输电线损耗功率减半16(2024黑龙江三模)如图所示，质量m=10kg，长L=1m、(电阻Ra=1的水平导体棒ab，其两个端点分别搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆环上，两圆环半径均为r=2m电阻不计。阻值为R=1的定值电阻用导线与圆环相连接，整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场中。导体棒ab在外力F作用下以速率v=2m/s绕两圆环的中心轴OO匀速转动，ab在圆环最低点时记为t=0时刻，重力加速度g取10m/s2，电流表为理想交流表，其他电阻不计。下列说法正确的是()A.电流表的示数为1AB.定值电阻两端的电压为uR=2 2cost VC.从t=0到0.5s的过程中，通过导体棒ab的电量为0.5CD.从t=0到0.5s的过程中，外力F做的功为3J17(2024湖北武汉二模)分析推理、类比归纳是重要的科学研究方法。如图甲所示，矩形线圈abcd绕轴OO匀速转动产生的交流电i-t图像如图乙所示，电流最大值为Im，周期为T。如图丙所示，一劲度系数为k的轻质弹簧一端固定，另一端与小球相连，静置于光滑水平面上，现将小球向右缓慢移动一段距离A(不超过弹簧的弹性限度)，小球被无初速释放后，其运动的v-t 图像如图丁所示，速度最大值为vm，周期11水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢为T。已知图乙和图丁分别为余弦和正弦函数图线，下列说法正确的是()A.0T4时间内，通过线圈横截面积的电量q=ImT2B.0T4时间内，通过线圈横截面积的电量q=2ImTC.类比图乙和图丁，小球运动过程中的速度最大值vm=A2TD.类比图乙和图丁，小球运动过程中的速度最大值vm=2AT18(2024山东东营二模)某节能环保风力发电演示系统由风力发电机、升压变压器和用户三部分构成，简易示意图如下。t=0时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈以恒定的转速n转动，已知发电机线圈面积S=0.01m2，匝数为N=100匝，内阻不计；匀强磁场的磁感应强度为B=210T。理想变压器原、副线圈的匝数比为n1:n2=1:4。在用户部分电路中电表均为理想电表，D为理想二极管，定值电阻R1=4、R2=4，若电压表的示数为u2=40V，则()A.发电机线圈的转速n=100r/sB.原线圈输入的功率为600WC.电阻R1、R2上消耗的电功率之比为1:2D.电流表的示数为5A19(23-24高三下河北阶段练习)交变电路示意图如图所示，图中变压器为理想变压器，已知三个灯泡完全相同，其阻值可视为定值，a、b接入有效值为U的交变电流。初始时滑动变阻器滑片置于最左端时，三个灯泡亮度相同，现让滑片向右滑动，I1、I2、I3、U1、U2、U3的变化量大小分别为I1、I2、I3、U1、U2、U3，下列说法正确的是()12水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢A.n1:n2:n3=2:1:1B.滑片向右滑动时，I2增大C.2I1=I2-I3D.U1I1增大20(2024河北保定三模)一座小型水电站通过理想升压变压器和理想降压变压器向较远处的用户输送电能，如图所示。已知发电机的输出电压为U，输出功率为P；用户处的电压为U用，消耗的功率为P用，两变压器间线路的总电阻为R，其余线路电阻不计，由此可计算出()A.输电效率B.两变压器间的距离C.升压变压器的原、副线圈匝数比D.降压变压器的原、副线圈匝数比21(2024山西太原三模)如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO匀速转动，磁感应强度为B，线圈面积为S，转动的角速度为，匝数为n，线圈电阻不计，右侧接降压变压器。定值电阻R1=R2，电容器电容为C，电表均为理想电表，下列说法正确的是()A.增大线圈转动的角速度，灯泡亮度不变B.增大线圈转动的角速度，电压表示数变大C.线圈转动的角速度一定，开关S由1调至2时，电流表示数变大13水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢D.线圈转动的角速度一定，开关S由2调至1时，R1消耗的功率变大22(2024山东烟台二模)某实验小组利用如图所示的电路模拟研究远距离输电。图中交流电源电压为U=6V，定值电阻为R=20，小灯泡L的规格为“6V3.6W”，接通电路调节两个变压器，使小灯泡始终以额定功率工作，此时理想变压器T1原副线圈的匝数比为n1n2=k1，理想变压器T2原副线圈的匝数比为n3n4=k2。则下列说法中正确的是()A.k1和k2的乘积小于1B.k1越大电路的输电效率越高C.若k2=6，则R上消耗的功率为0.2WD.若k2=6，则变压器T1的输出电压为38V23(23-24高三下四川雅安阶段练习)车载手机无线充电是一种方便的充电方式，可以让驾驶者在驾车过程中无须使用充电线连接手机而给手机充电。这种技术利用了电磁感应原理，通过在车内安装一个无线充电器，向放置在充电器上的手机发送电能。整个装置的示意图如图所示，电力输送线圈匝数与接受线圈的匝数之比为22：1，输电线圈的电压U=110 2sin50t V。不计充电过程的电能损失。下列说法正确的是()A.若输电线圈的电流为逆时针方向(俯视图)且增大，则接受线圈的电流方向也为逆时针B.无线充电的频率为25HzC.接受线圈两端电压的有效值为5VD.接受线圈两端的最大电压为10V24(23-24高三下辽宁期中)“西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证，如图为模拟远距离高压输电示意图。已知升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为U3和U4。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分14水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢别为201和120，各互感器和电表均为理想状态，则下列说法正确的是()A.电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流作用B.若电压表的示数为200V，电流表的示数为5A，则线路输送电功率为100kWC.若保持发电机输出电压U1和用户数不变，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率减小D.若发电机输出电压U1一定，仅增加用户数，为维持用户电压U4不变，可将滑片P上移25(2024江西模拟预测)如图所示为理想变压器，其原、副线圈匝数比为2，所接电源为有效值恒为U的正弦交流电压，且不计电源内阻。原线圈接有定值电阻R0，副线圈接有定值电阻R1以及滑动变阻器R2，且R1=R0，R2最大阻值也等于R0，四个理想交流电表的连接如图所示。现将R2的滑动触头从上向下滑动，电表的示数变化量的绝对值分别为U1、U2、I1、I2，则下列说法正确的是()A.电压表V2的示数减小，电流表A2的示数减小B.电压表V1的示数增大，电流表A1的示数减小C.滑片P向下滑动过程中变压器输出最大功率为4U225R0D.U1I1U2I2=2三、解答题三、解答题26(23-24高三下云南昆明阶段练习)图甲和图乙所示是手动式手电筒内振动式发电机的两个截面图，半径为0.02m、匝数为100的线圈a所在位置的磁感应强度大小B=14T。线圈a接原、副线圈匝数比为21的理想变压器，给额定电流为0.5A的灯泡供电。推动手柄使线圈a沿轴线往复运动，线圈a中电动势随时间按正弦规律变化，如图丙所示。线圈a及导线电阻不计。求：(1)图丙中电动势的表达式；(2)若手动发电的效率为20%，灯泡正常发光，手动做功的平均功率是多少；(结果保留2位有效数字)15水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢(3)线圈a往复运动过程中的最大速度。16水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢交变电流交变电流1(20242024河北卷考题)4.R1、R2为两个完全相同的定值电阻，R1两端的电压随时间周期性变化的规律如图1所示(三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的3 倍)，R2两端的电压随时间按正弦规律变化如图2所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比Q1:Q2为()A.2:3B.4:3C.2:3D.5:4【答案】B【解析】根据有效值的定义可知图1的有效值的计算为U21R1T=U032R1T2+U20R1T2解得 U1=23U0图二的有效值为 U2=U02接在阻值大小相等的电阻上，因此 Q1:Q2=U21:U22=4:3故选B。2(20242024年新课标考题)7.电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过90时，线圈中()A.电流最小B.电流最大C.电流方向由P指向QD.电流方向由Q指向P【答案】BD1水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢【解析】如图开始线圈处于中性面位置，当磁极再转过90时，此时穿过线圈的磁通量为0，故可知电流最大；在磁极转动的过程中，穿过线圈的磁通量在减小，根据楞次定律可知，此时感应电流方向由 Q指向P。故选BD。3(20242024全国甲卷考题)6.如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻R0和R1、开关S。S处于闭合状态，在原线圈电压U0不变的情况下，为提高R1的热功率，可以()A.保持T不动，滑动变阻器R的滑片向 f端滑动B.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片位置不变C.将T向a端移动，滑动变阻器R的滑片向 f端滑动D.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片向e端滑动【答案】AC【解析】A保持T不动，根据理想变压器的性质可知副线圈中电压不变，当滑动变阻器 R的滑片向 f端滑动时，R与R1串联后的总电阻减小，电流增大，根据P=I2R1可知此时热功率增大，故A正确；B将T向b端移动，副线圈匝数变小，故副线圈两端电压变小，滑动变阻器 R的滑片位置不变时，通过R1的电流减小，故热功率减小，故B错误；C将T向a端移动，副线圈匝数增加，故副线圈两端电压变大，滑动变阻器 R的滑片向 f端滑动，R与R1串联后的总电阻减小，电流增大，此时热功率增大，故C正确；D将T向b端移动，副线圈匝数减少，故副线圈两端电压变小，滑动变阻器 R的滑片向e端滑动，R与R1串联后的总电阻增大，电流减小，此时热功率减小，故D错误。故选AC。4(20242024浙江1 1月卷考题)5.如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出u=5sin100t V的交流电，经原、副线圈匝数分别为n1和n2的变压器升压至峰值大于10kV，就会在打火针和金属板间引发电火花，实现点火。下列正确的是()2水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢A.n2n1720000B.n1n210103V解得 n2n120000，n1n212V故选A。(2)2L2消耗的功率 P2=U22R21.68W6W故选C。6水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢11(20242024年上海卷考题)14.利用理想变压器将发电机输出电压变压后对标有“24V，6W”的灯泡供电，使灯泡正常发光，变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=1:2，该变压器原线圈两端的电压为V。【答案】12【解析】根据变压器电压与匝数关系有 U1U2=n1n2解得 U1=n1n2U2=12V12(20242024年上海卷考题)15.在水平路面骑行时，假设骑车人对自行车做的功仅用于克服空气阻力和发电机阻力。已知空气阻力与车速成正比，忽略发电机内阻。(1)在自行车匀加速行驶过程中，发电机输出电压u随时间t变化的关系可能为A.B.C.D.(2)无风时自行车以某一速度匀速行驶，克服空气阻力的功率Pf=30W，车灯的功率为PL=4W。为使车灯的功率增大到PL=6W，骑车人的功率P应为【答案】.C.51W【解析】(1)1在自行车匀加速行驶过程中，发电机的转速越来越大，则周期越来越小，感应电动势的最大值越来越大，综上所述，只有C符合题意。故选C。(2)2根据题意，由PL=U2R可得 U2:U2=PL:PL=1.5:1又有 UEv所以 v2:v2=U2:U2=1.5:1又有 Pf=fv=kv2可得 Pf=1.5Pf=1.530W=45W则 P=Pf+PL=6+45W=51W13(20242024年辽宁卷考题)13.如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2=5：1，原线圈接在电压峰值为Um的正弦交变电源上，副线圈的回路中接有阻值为R的电热丝，电热丝密封在绝热容器内，容器内7水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热，加热前气体温度为T0。(1)求变压器的输出功率P；(2)已知该容器内的气体吸收的热量Q与其温度变化量T成正比，即Q=CT，其中C已知。若电热丝产生的热量全部被气体吸收，要使容器内的气体压强达到加热前的2倍，求电热丝的通电时间t。【答案】(1)U2m50R；(2)50CT0RU2m【解析】(1)由原线圈正弦交流电的峰值可知变压器输入电压有效值为 U1=Um2设变压器副线圈的输出电压为U2，根据理想变压器的电压与匝数之间的关系有 U1U2=n1n2联立解得 U2=n2n1U1=Um5 2理想变压器输出功率等于R的热功率，即 P=U22R=U2m50R(2)设加热前容器内气体压强为 p0，则加热后气体的压强为2p0，温度为T2，容器内的气体做等容变化，则有 p0T0=2p0T2由Q=CT知气体吸收的热量 Q=C 2T0-T0=CT0根据热力学第一定律U=W+Q，气体的体积不变，所以W=0，容器是绝热容器，则 U=Q电热丝产生的热量全部被气体吸收 Q=Pt联立整理得 U2m50Rt=CT0解得 t=50CT0RU2m一、单选题一、单选题1(2024山东烟台三模)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为21，输入端A、B接入电压有效值恒定的交变电源。滑动变阻器R1最大阻值为40，其滑片P1初始位置在最左端；滑动变阻器R2最大阻值为5，其滑片P2初始位置在正中间。理想电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，理想电压表V1、V2示数为U1、8水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢U2，下列说法中正确的是()A.P2保持不动，P1向右滑动，则U1增大，U2不变B.P1保持不动，P2向下滑动，则I1减小，I2减小C.P2保持不动，P1向右滑动，则R1消耗的功率一直增大D.P2保持不动，P1向右滑动，则R1消耗的功率先增大后减小【答案】D【解析】A设原副线圈的匝数比为k，根据理想变压器电压与匝数比的关系U初=kU次电流与匝数比的关系 I初=I次k副线圈负载电阻 R2=U次I次原线圈的等效电阻 R等效=U初I初=k2R2设输入电压为U0，对于原线圈电路，根据欧姆定律 I初=U0R1+R等效=U0R1+k2R2保持不动，即R2不变，P1向右滑动，则R1变大，则I初减小，次级电流减小，初级电压减小，则U2减小，U1增大，故A错误；BP1保持不动，P2向下滑动，R2减小，则I初增大，即I1增大，匝数不变，由I1I2=n2n1可知I2增大，故B错误；CDP2保持不动，原线圈的等效电阻 R等效=k2R2=225=20将此电阻看做是电源U0的内阻，将R1看做是电源的外电阻，则当P1向右滑动时，电阻增加，当R1=20时即滑片滑到中央位置R1消耗的功率最大，然后随R1阻值继续增加，R1消耗的功率逐渐减小，即R1消耗的功率先增加后减小，故C错误，D正确。故选D。2(2024青海模拟预测)一面积为S的单匝矩形线框的电阻为R，垂直通过线框的磁感应强度B与时间t的关系图像如图所示，下列说法正确的是()9水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢A.交流电的周期为2t0B.磁通量绝对值的最大值为2B0S2C.t0时刻线框的感应电流为0D.该线框中交变电流的有效值为3B0S3Rt0【答案】D【解析】A根据图像可知，磁感应强度的变化周期为3t0，根据法律的电磁感应定律可知，交流电的周期为3t0，故A错误；B磁感应强度的最大值为B0，可知，磁通量绝对值的最大值为B0S，故B错误；C根据图像可知，t0时刻磁感应强度的变化率最大，则该时刻的感应电动势达到最大，即t0时刻线框的感应电流达到最大，故C错误；D根据法拉第的电磁感应定律有e=t=SBt，可知，在02t0内，感应电动势随时间也呈现正弦式变化，在2t03t0时间内，磁感应强度不变，穿过线框的磁通量不变，没有产生电磁感应现象，感应电动势为0，在02t0内，磁感应强度的函数方程为B=-B0sin22t0t=-B0sint0t对上述函数求导，得到B=-B0t0cost0t该段时间内的感应电动势的瞬时值为e=SBt=-SB0t0cost0t感应电动势的周期为3t0，令其有效值为U，则有U2R03t0=SB02t02R02t0，解得 U=SB03t0可知，感应电流的有效值为I=UR=3B0S3Rt0，故D正确。故选D。3(2024北京大兴三模)如图甲所示，为一小型交流发电机示意图。匝数为20的线圈总电阻为2，当线圈匀速转动时与外电路R=18的电阻构成闭合回路。从图甲所示位置开始计时，通过电阻R的交变电流如图乙所示，则下列判断正确的是()10水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢A.t=001s时，线圈平面与磁场方向平行B.图甲所示时刻，穿过线圈的磁通量变化最快C.电阻R的功率为72103WD.线圈的最大磁通量为25Wb【答案】C【解析】A由图乙可知，t=001s时，电流为0，则穿过线圈平面的磁通量最大，即线圈平面与磁场方向垂直，故A错误；B图甲所示时刻，线圈平面与磁场垂直，穿过线圈平面的磁通量最大，穿过线圈的磁通量变化最慢，过 B错误；C由图乙可知，通过电阻的电流的有效值为i=im2=20A电阻R的功率为P=i2R=7.2103W，故C正确；D感应电动势的最大值为Em=imR+r=400 2V又有Em=NBS，m=BS，=20.02联立解得m=25Wb，故D错误。故选C。4(2024北京海淀二模)类比是研究问题的常用方法。与电路类比就可以得到关于“磁路”(磁感线的通路)的一些基本概念和公式。在电路中可以靠电动势来维持电流，在磁路中靠“磁动势”来维持铁芯中的磁场，如图1所示，磁动势Em=NI，其中N为线圈的匝数，I为通过线圈中的电流。类比闭合电路的欧姆定律，磁路也存在闭合磁路的欧姆定律Em=Rm，其中为磁通量，Rm被称为磁阻，磁阻所满足的磁阻定律与电阻定律具有相同的形式，磁阻率可类比电阻率，磁路的串、并联规律可类比电路的串、并联规律。结合以上关于磁路的信息以及你所学过的知识，下列说法不正确的是()A.变压器铁芯的磁阻率远小于空气的磁阻率11水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢B.在国际单位制中，磁阻的单位可以表示为A2s2kgm2C.不考虑漏磁，图2所示的串联磁路满足Em=(Rm1+Rm2)D.不考虑漏磁，在图3所示的并联磁路中，磁阻小的支路中磁感应强度一定大【答案】D【解析】A变压器铁芯的磁阻率远小于空气的磁阻率，故A正确；B根据磁阻定律Rm=mlS，磁阻的单位为TmA；根据磁感应强度与磁通量的关系有B=S磁感应强度B的单位为T，电流I的单位为A，时间t的单位为s，质量m的单位为kg，长度l的单位为m，面积S的单位为m2，根据磁动势 Em=NI，磁阻的单位可以表示为A2s2kgm2，故B正确；C不考虑漏磁，图2所示的串联磁路满足磁路欧姆定律 Em=(Rm1+Rm2)，故C正确；D不考虑漏磁，在图3所示的并联电路中，磁阻小的支路中磁通量大，但磁感应强度不一定大，因为磁感应强度与磁通量和面积S的比值有关，故D错误。本题选不正确的，故选D。5(2024山东聊城三模)如图甲所示，发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕中心转轴匀速转动，产生的感应电动势如图乙所示，发电机输出端接理想变压器，理想变压器原、副线圈匝数比n0:n1:n2=4:1:2，副线圈1接额定电压为4V的小灯泡，副线圈2连接定值电阻R。开关S断开时，小灯泡正常发光，理想电流表的示数为1A。开关S闭合后，调整矩形线圈的转速为原来的1.2倍，小灯泡仍正常发光。下列说法正确的是()A.t=0时，线圈平面与磁场方向夹角为30B.矩形线圈的电阻为20C.图乙中瞬时感应电动势e随时间t的变化关系为e=20 2sin 100t+6VD.开关S闭合后发电机的总功率为开关S闭合前发电机总功率的1.2倍【答案】C【解析】AC由图乙可知线圈转动的周期为0.02s，图乙中瞬时感应电动势e随时间t的变化关系为e=emsin2Tt+=20 2sin 100t+V12水不撩不知深浅人不拼怎知输赢水不撩不知深浅人不拼怎知输赢当t=0时，e=10 2V，代入解得=6则t=0时，线圈平面与磁场方向夹角为=2-=3=60，故A错误，C正确；B开关S断开时，小灯泡正常发光，由变压器规律 U0U1=n0n1，解得U0=16V在原线圈由闭合电路欧姆定律得E有效=U0+I0r原线圈电压有效值为 E有效=em2=20V解得矩形线圈的电阻为 r=4，故B错误；D.开关S闭合，调整矩形线圈的转速为原来的1.2倍，则Em=1.2Em=24V因为小灯泡仍然正常发光，则U0=16V，由闭合电路欧姆定律得E有效=U0+I0r解得理想电流表的示数为I0=2A开关S闭合后发电机的总功率为P=