高考物理最新电磁学知识点之交变电流基础测试题及答案解析(2).pdf

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1、高考物理最新电磁学知识点之交变电流基础测试题及答案解析(2)一、选择题1两只阻值相等的电阻分别通以正弦交流电与方形交流电，它们电流的最大值相等，如图所示，则两只电阻的热功率之比是：A1:1B1:2C1:2D1:42如图所示，一交流电的电流随时间而变化的图象。此交流电流的有效值是（）A3.52AB3.5AC5AD52A3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2

2、202VC灯泡 L 两端的电压将变大D电流表示数一定为04如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，原线圈输入如图乙所示的交变电压。下列说法正确的是（）A副线圈输出电压的频率为10HzB副线圈输出电压为62.2VCP向左移动时，电阻R两端的电压增大DP向左移动时，变压器的输入功率减小5电风扇的挡位变换器电路如图所示，把它视为一个可调压的理想变压器，总匝数为2400 匝的原线圈输入电压u=2202sin100 t(V)，挡位 1、2、3、4 对应的线圈匝数分别为240匝、600 匝、1200 匝、2400 匝。电动机M 的内阻 r=8 ，额定电压为U=220V，额定功率P=110W。下列

3、判断正确的是）（）A该交变电源的频率为100HzB当选择3 挡位后，电动机两端电压的最大值为110VC当挡位由3 变为 2 后，原线圈的电流变大D当选择挡位4 后，电动机的输出功率为108W6如图所示，N 匝矩形导线框以角速度绕对称轴OO匀速转动，线框面积为S，线框电阻、电感均不计，在OO左侧有磁感应强度为B 的匀强磁场，外电路接有电阻R，理想电流表 A，则：（）A从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为sineNB StB交流电流表的示数24INBSRCR 两端电压的有效值2UNBSD一个周期内R 的发热量2NBSQR7如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为12:10:1nn，a、b 两点间的

4、电压为220 2usin100V t（），R 为可变电阻，P 为额定电流1A、用铅锑合金制成的保险丝为使保险丝中的电流不超过1A，可变电阻R 连入电路的最小阻值是（）A2.2 B2.2 2C22D2228如图所示，一理想变压器原线圈接在电压恒为U 的交流电源上，原线圈接入电路的匝数可通过调节触头P 进行改变，副线圈、电阻箱R 和定值电阻R1以及理想交流电流表连接在一起。下列说法正确的是（）A不管电阻箱如何调节，电流表示数一定变大B只将 R 和 R1由并联改为串联结构，其他保持不变，则电流表示数将变大C只将 P的位置向上滑动，其他保持不变，则R1的功率将变小D保持 P的位置不动，增大R，则 R1

5、的电功率变小9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132W10 如图所示，一单匝正方形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO 匀速转动，沿着 OO 观察，线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈边长为 L，电阻为R，转动的角速度为。当线

6、圈转至图示位置时（）A线圈中感应电流的方向为abcdaB线圈中感应电流的大小为2 2B LRC穿过线圈的磁通量为BL2D穿过线圈磁通量的变化率为BL211 一匝数 n=10 的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，所产生的交流电电动势瞬时值的表达式220sin10Vet，下列说法正确的是（）A该交流电的频率是50HzB电动势的有效值是220VC当1s10时，电动势的瞬时值为0D穿过线圈的磁通量最大值为4Wb/s12 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示产生的感应电动势如图乙所示，则（）A线框产生的交变电动势有效值为311VB线框产生的交变电动势频率为10

7、0HzC0.01 st时线框平面与中性面重合D0.015 st时线框的磁通量变化率为零13 如图所示，理想变压器的原线圈接入110002 sin100(V)ut的交变电压，副线圈通过电阻r6的导线对“220V,880W”的电器 RL供电，该电器正常工作由此可知()A原、副线圈的匝数比为50:1B交变电压的频率为100HzC副线圈中电流的有效值为4AD变压器的输入功率为880W14 如图所示，甲图为正弦式交流电，乙图正值部分按正弦规律变化，负值部分电流恒定，丙图为方波式交流电，三个图中的和周期 T相同.三种交流电的有效值之比为（）A：2：B2：C：2D：215 如图是一个正弦式交变电流的图象，下

8、列说法正确的是()A周期是0.2 s，电流的峰值是10 AB周期是0.15 s，电流的峰值是10 AC频率是5 Hz，电流的有效值是10 AD频率是0.2 Hz，电流的有效值是7.07 A16 图中矩形线圈abcd在匀强磁场中以ad 边为轴匀速转动，产生的电动势瞬时值为e=5sin20t（V），则以下判断正确的是（）A此交流电的频率为10HzB当线圈平面与中性面重合时，线圈中的感应电动势为5VC当线圈平面与中性面垂直时，线圈中的感应电动势为0VD线圈转动一周，感应电流的方向改变一次17 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为12，接有四个阻值相同的定值电阻，变压器初级线圈接到交流电源上，下面说

9、法正确的是()A副线圈电压是电源电压的2倍B流过R1的电流是副线圈上电流的2倍CR1上的电功率是R2上电功率的2 倍DR1上的电功率是R2上电功率的9 倍18 如图甲所示为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示，发电机线圈匝数为20 匝，内阻为1，外接灯泡的电阻为9恒定不变，则下列说法中正确的是（）A电压表的读数为6VB发电机输出功率为36WC线圈转动过程中，磁通量的最大值为0.03 2WbD在21.0 10s时刻，线圈平面恰好经过中性面位置19 如甲图所示为恒压电源给硫化镉光敏电阻R供电时，流过此电阻的电流和所受光照强度的关系图像。根据这一特性，某同

10、学设计一个台灯的自动控制电路如乙图所示，T为一自耦式变压器。下列说法正确的是（）A在其他条件不变的情况下，如果光照变强，则灯泡的亮度减小B在其他条件不变的情况下，如果光照变强，则灯泡的亮度增加C在其他条件不变的情况下，将自耦式变压器的滑片P 适当下滑，则灯泡的亮度增加D在其他条件不变的情况下，适当增大滑动变阻器R1的阻值，则灯泡的亮度增加20 一交变电流的电流时间图像如图所示，由图可知（）A该交变电流的频率为50HzB用交流电流表测该电流其示数为102AC该交变电流瞬时值表达式为102sin628tAD该交变电流通过一阻值为10的电阻时，电阻消耗的电功率为2000W21 如图所示，理想变压器副

11、线圈通过输电线接两个相同的灯泡L1和 L2。输电线的等效电阻为 R。开始时，电键S断开，当S闭合时，下列说法中正确的是（）A副线圈两端的输出电压减小B通过灯泡L1的电流减小C原线圈中的电流减小D变压器的输入功率不变22 如图所示的电路中，A、B、C三灯泡亮度相同，电源为220V，50Hz的交流电源，以下叙述中正确的是（）A改接 220V，100Hz 的交流电源时，A 灯变亮，B 灯变暗，C 灯亮度不变B改接 220V，100Hz 的交流电源时，A 灯变暗，B 灯变亮，C 灯变亮C改接 220V 的直流电源时，A 灯熄灭，B 灯变暗，C 灯亮度不变D改接 220V 的直流电源时，A 灯熄灭，B

12、灯变亮，C 灯变暗23 如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数之比为4：1，a、b 间接有电压瞬时值表达式为220 2sin100et（V）的正弦交变电流，灯泡L1、L2的额定功率相同且恰好都正常发光。该理想电压表的示数为（）A27.5VB44VC110VD220V24 如图甲所示的“火灾报警系统”电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为10:1，原线圈接入图乙所示的电压，电压表和电流表均为理想电表，R0为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R1为滑动变阻器当通过报警器的电流超过某值时，报警器将报警下列说法正确的是()A电压表V 的示数为20VBR0处出现火警时，电流表A 的示数减小CR0

13、处出现火警时，变压器的输入功率增大D要使报警器的临界温度升高，可将R1的滑片 P适当向下移动25如图所示，甲是远距离的输电示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则（）A用户用电器上交流电的频率是100HzB发电机输出交流电的电压有效值是500VC输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失功率减小【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】【详解】正弦交流电的有效值是最大值的12，则热功率为：2()2miPR，而方波形交流电的热功率为2mPi R，可得：:1:2P P.A.1:1 与计算结果不相符；故A 项错误.B.1

14、:2与计算结果不相符；故B 项错误.C.1:2与计算结果相符；故C项正确.D.1:4 与计算结果不相符；故D 项错误.2C 解析：C【解析】【详解】交流电流的有效值的定义有2220.02(42)0.01(32)0.01IRRR解得5AI，选项 C正确，ABD 错误。故选 C。3A 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

15、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。4D 解析：D【解析】【详解】A理想变压器原副线圈的频率相同，根据图像：211Hz=50Hz2 10fTA 错误；B原线圈电压的有效值：1311220 2VV220V22U根据理想变压器的电压规律：1122UnUn解得：244VU，B 错误；CD滑片P向左滑动，副线圈电压保持不变，电阻增大，电流减小，根据欧姆定律可知定值电阻R分压减小，根据电功率的计算公式：PIU可知副线圈两端功率减小，所以理想变压器的输入功率也减小，C 错误，D 正确。故选 D。5D 解析：D【解析】【分析】根据原线圈输入电压的瞬时值表达式即可知角速度，结

16、合2f得交变电源的频率；当选择 3 档位后，根据变压比规律求出副线圈两端电压的有效值，最大值为有效值的2倍；当档位由3 变为 2 后，根据变压比规律判断副线圈的电压，分析输出功率的变化，根据输入功率等于输出功率，由PUI判断原线圈电流的变化；当选择档位4 后，根据变压比规律求出副线圈电压，根据能量守恒求电动机的输出功率。【详解】A、根据原线圈输入电压的瞬时值表达式知：100，交变电源的频率50Hz2f，故 A 错误；B、当选择3 档位后，副线圈的匝数为1200 匝，根据电压与匝数成正比得：222024001200U，解得：2110VU，所以电动机两端电压的最大值为110 2V，故 B 错误；C

17、、当档位3 变为 2 后，根据电压与匝数成正比知，副线圈两端的电压减小，输出功率变小，输入功率变小，根据11 1PU I知原线圈电流变小，故C错误；D、当选择档位4，副线圈匝数等于2400 匝，根据电压比规律得到副线圈两端的电压为220V，电动机正常工作，流过电动机的电流1100.5220PIAAU，电动机的发热功率220.582WPI r热，电动机的输出功率1102W108WP出，故 D 正确。故选 D。【点睛】本题考查变压器原理，要注意明确变压器的规律，能用线圈匝数之比求解电压及电流；同时注意注意明确对于非纯电阻电路欧姆定律不能使用，在解题时要注意正确选择功率公式。6B 解析：B【解析】【

18、详解】A.、由图可知线圈只有一半在磁场中，产生的电动势的最大值为：22mSNBSENB，从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为：12eNBSsin t，故选项A 错误；B、交流电流表的示数为：242mENBSIRR，故选项B 正确；C、R两端电压的有效值：24UIRNBS，故选项 C 错误；D、一个周期内的发热量：222222()244NBSN B SQI RTRRR?，故选项D错误7A 解析：A【解析】原线圈输入电压1220 22202UVV根据电压与匝数成正比1122UnUn代入数据解得：221122nUUVn原线圈的最大输入功率为11 1220PU IW输出功率等于输入功率21220PPW

19、由公式：222UPR解得：2.2R故应选 A8C 解析：C【解析】【详解】A其他保持不变1122UnUn副线圈两端的电压不变，电阻箱R 变化时，负载的总电阻可以增大，也可以减小，则根据2UIR并电流表示数不一定变大，A 错误；B其他保持不变1122UnUn副线圈两端的电压不变，R 和 R1由并联改为串联结构时，负载的总电阻增大，根据2UIR总电流表示数将变小，B 错误；C将 P的位置上滑时，原线圈的匝数n1变大，其他保持不变，根据1122UnUn则副线圈两端的电压变小，R1两端的电压变小，根据221UpR则R1的功率将变小，C正确；DP的位置不动时，根据1122UnUn副线圈两端的电压变不变，

20、增大R，不影响R1两端的电压，根据221UpRR1的电功率不变，D 错误。故选 C。9D 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

21、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10D 解析：D【解析】【详解】A图示时刻，ad速度方向向里，bc 速度方向向外，根据右手定则判断出ad 中感应电流方向为 a d，bc 中电流方向为cb，线圈中感应电流的方向为adcba。故 A 错误；B线圈中的感应电动势为2EBSBL线圈中的感应电流为2BLIR故 B 错误；C图示时刻ad、bc 两边垂直切割磁感线，穿过线圈磁通量为0，故 C 错误；D线圈中的感应电动势为2EBSBL由公式Et得2BLt故 D 正确。故选 D。11C 解析

22、：C【解析】【分析】【详解】A由交流电电动势瞬时值的表达式可读出角速度102f则该交流电的频率是5Hzf，故 A 错误；B由交流电电动势瞬时值的表达式可得电动势的最大值220VmE，则其有效值为1102V2mEE故 B 错误；C当1s10t时，带入到瞬时表达式可得1220sin(10)0V10e故 C 正确；D由电动势的最大值mmEnBSn可得穿过线圈的磁通量最大值为22011WbWb10 105mmEn故 D 错误。故选 C。12C 解析：C【解析】【详解】由图乙可知T=0.02s，311mEV，故该交变电流的有效值为2202mEEV，频率150fHzT，故 AB 错误；0.01 s 时电动

23、势为零，线圈平面与磁场方向垂直，即线框平面与中性面重合，故C 正确；由图可知t=0.015 s 时刻感应电动势最大，所以穿过线框回路的磁通量变化率为最大，故D 错误故选C.13C 解析：C【解析】【详解】试题分析：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即可求得结论解：输入电压的有效值为11000 V，用电器的额定电压为220 V，所以变压器的输出电压大于 220 V，原副线圈的匝数比小于50：1，故 A 错误；B、由输入电压的表达式知，f=1002Hz=50 Hz，故 B 错误；C、副线圈中的电流与用电器中的电流相同，I=4 A，故 C 正确；D、变压

24、器的输出功率为用电器的功率和导线电阻损耗的功率之和，大于880 W，所以变压器的输入功率大于880 W，故 D 错误故选 C【点评】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14D 解析：D【解析】【详解】甲图中交流电的有效值为；对乙图，解得；对于丙图有效值为，所以三种交流电的有效值之比为，故 D 正确；ABC 错误；15A 解析：A【解析】试题分析：由图象知周期是T=02s，电流的峰值是Im=10A，A 正确，B错误；频率是1150.2ZfHHzT，电流有效值为105 27.072IAAA，CD 错误；故选A考点：交流电【名师点睛】明确交流电图象的物理意义，

25、正确根据图象获取有关交流电的信息是对学生的基本要求，平时要加强练习16A 解析：A【解析】【分析】【详解】A.由sinsin 2eEtEft，可知此交流电的频率为10Hz，A 正确；B.当线圈平面与中性面重合时，线圈中的感应电动势的为0V，B 错误；C.当线圈平面与中性面垂直时，线圈中的感应电动势的最大值为5V，C 错误；D.线圈转动一周，感应电流的方向改变两次，D 错误。故选 A。17D 解析：D【解析】【详解】因为原、副线圈匝数比为12，所以原线圈输出电压，即2R两端电压为副线圈两端电压的一半，即2433321112222RRRRRUUUUUU，但由于1R的存在所以2RU小于电源电压，2R

26、两端电压与R3两端电压相等，故其电流相等，根据原副线圈电流比反比与原副线圈匝数比，所以原线圈与2R并联部分的电流为副线圈的2 倍，而1R的电流等于2R的电流与并联部分导线电流之和，所以R1上的电流是副线圈电流的3 倍，AB 错误；根据2PI R可得1R上的电功率是2R上电功率的9 倍，C 错误 D 正确18D 解析：D【解析】【分析】【详解】A感应电动势的有效值6 2V6V22mEE小灯泡两端的电压5.4VRUERr即电压表的示数为5.4V，故 A 错误；B灯泡实际消耗的功率即为电源的输出功率，发电机输出功率为225 4W3.24W9UPR故B错误；C线圈转动过程中，在磁场中匀速转动的角速度为

27、2100 rad/sT最大感应电动势为mEnBSn可得磁通量的最大值为6 23 2WbWb20 1001000mEn故 C 错误；D在21.010s时刻，感应电动势为0，线圈平面恰好经过中性面位置，故D 正确；故选 D。19A 解析：A【解析】【详解】AB分析甲图可知，光照强度增强，流过电阻的电流增大，说明光敏电阻阻值减小。在其他条件不变的情况下，如果光照变强，光敏电阻阻值减小，灯泡两端电压减小，则灯泡的亮度减小，A 正确，B 错误；C在其他条件不变的情况下，将自耦式变压器的滑片P 适当下滑，则副线圈匝数减小，输出电压减小，灯泡的亮度减小，C 错误；D在其他条件不变的情况下，适当增大滑动变阻器

28、R1的阻值，则通过灯泡的电流减小，灯泡亮度降低，D 错误。故选 A。20C 解析：C【解析】【分析】【详解】A从图中可以直接读出交流电流的周期周期为0.01s，故频率为f=1100Hz0.01故A错误；B从图中可以直接读出交流电流的最大值为102A，故有效值为I=max10 2A10A22I故 B 错误；C该交变电流瞬时值表达式为max22sin10 2sin10 2sin 20010 2sin628(A)0.01iIttttT故 C 正确；D该交变电流通过10电阻时，电阻消耗的电功率为P=I2R=102 10W=1000W故 D 错误。故选 C。21B 解析：B【解析】【分析】【详解】A理想

29、变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出的电压也不变，所以A 错误；B当 S接通后，两个灯泡并联，电路的电阻减小，副线圈的电流变大，所以通过电阻R的电流变大，电压变大，那么并联部分的电压减小，所以通过灯泡L1的电流减小，所以B正确；CD由于变压器的输入的功率和输出的功率相等，由于副线圈的电阻减小了，输出的功率变大了，所以原线圈的输入的功率也要变大，因为输入的电压不变，所以输入的电流要变大，所以 CD 错误；故选 B。22A 解析：A【解析】【分析】【详解】AB三个支路电压相同，当交流电频率变大时，电感的感抗增大，电容的容抗减小，电阻所在支路对电流的

30、阻碍作用不变，所以流过A 灯泡所在支路的电流变大，流过灯泡B 所在支路的电流变小，流过灯泡C 所在支路的电流不变故灯泡A变亮，灯泡B 变暗，灯泡C亮度不变，故A 正确、B 错误；CD改接 220 V 的直流电源时，电容器隔直流，电感线圈对直流电无阻碍作用，所以A 灯熄灭，B 灯变亮，C 灯亮度不变，故C、D 错误。故选 A。23C 解析：C【解析】【详解】由理想变压器的变流比关系可知，通过灯泡L1、L2的电流之比为122114InIn由于灯泡L1、L2的额定功率相同且恰好都正常发光，故灯泡L1、L2两端的电压之比为1241LLUU又由理想变压器的变压比关系可知，变压器原副线圈的电压之比为112

31、241UnUn且U1+UL1=220VU2=UL2解得U1=110V所以电压表的示数为110V。A27.5V，与结论不相符，选项A 错误；B44V，与结论不相符，选项B 错误；C110V，与结论相符，选项C 正确；D220V，与结论不相符，选项D 错误；故选 C。24C 解析：C【解析】【分析】【详解】设此电压的最大值为Um，电压的有效值为U22()22mUTURTR，代入数据得图乙中电压的有效值为1102 V变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈中的电压之比是10：l，所以电压表的示数为112V，故 A 错误 R0处出现火警时，电阻减小，则次级电流变大，变压器输出功率变大

32、，则变压器的输入功率增大，电流表示数变大，选项C 正确，B 错误；R1的滑片 P适当向下移动，R1电阻变大，则次级电流变大，R0上电压变大，则报警器两端电压减小，则报警器的临界温度就降低了，故选项D错误；故选C.点睛：根据电流的热效应，求解交变电流的有效值是常见题型，要熟练掌握根据图象准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电流比与匝数比的关系，是解决本题的关键25D 解析：D【解析】试题分析：由题图乙知交变电流的周期为0.02Ts，设频率为150fTHz，A选项错误；发电机输出的最大电压为500V，故 B选项错误；输电线的电流由负载决定，故C 选项错误；当用户的用电器的总电阻增大时，输出的电流减小，故输电线上损耗的功率2PI R减小，故D选项正确考点：变压器远距离输电峰值和有效值输电电流 损耗功率