高考物理最新电磁学知识点之交变电流真题汇编附答案.pdf

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1、高考物理最新电磁学知识点之交变电流真题汇编附答案一、选择题1一台交流发电机的线圈电阻为2,将其输出端接在电阻为20 的电阻丝上,其输出电压从某时刻开始随时间变化的图象如图所示,则()A线圈转动的角速度为25 rad/sB电阻丝的发热功率为250 WC交流发电机的电动势有效值为502 VD若将此发电机接在匝数比为12 的理想变压器上可使输出频率提高1 倍2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100HzC0.01 st时线框平面与中性面重合D0.015 st时线框的磁

2、通量变化率为零3如图甲所示电路，已知电阻21RRR，和1R并联的 D 是理想二极管（正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大），在A、B 之间加一个如图乙所示的交变电压（0ABU时电压为正值）。则R2两端电压的有效值为（）A510VB10 VC55VD102V4图甲是某燃气炉点火装置的原理图转换器能将电压恒为3V 的直流电压转换转为如图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原副线圈的匝数分别为n1、n2。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是（）A电压表的示数等于3VB电压表的示数等于10VC实现点火的条件之一是

3、121500nnD实现点火的条件是钢针和金属板紧密接触5一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻1R、2R和3R的阻值分别为3、1和4，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压R的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当 S闭合时，电流表的示数为4I。该变图压器原、副线圈匝数的比值为（）A2B3C4D56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、9P7A、B 是两个完全相同的电热器，A、B 分别通以图甲、乙所示的交变电流。则A通过A、B两电

4、热器的电流有效值之比为IAIB=34B通过 A、B两电热器的电流有效值之比为IAIB=3:2 2CA、B 两电热器的电功率之比为PAPB=32DA、B 两电热器的电功率之比为PAPB=548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

5、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108W9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 2C22D22210 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

6、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 如图所示为某小型电站高压输电示意图发电机输出功率恒定，升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2在输电线路的起始端接入两个互感器，原、副线圈的匝数比分别为10:1 和 1:10，电压表的示数为220 V，电流表的示数为10 A，各互感器和电表均为理想的，则下列说法正确的是()A升压变压器原、副线圈的匝数比为1221nUnUB采用高压输电可以增大输电线中的电流，输电电流为100 AC线路输送电功率是220 kWD将 P上移，用户获得的电压将降低12普通的交流电

7、流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab 一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd 一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则（）Aab 接 MN、cd 接 PQ，IabIcdBab 接 MN、cd 接 PQ，IabIcdCab 接 PQ、cd 接 MN，IabIcdDab 接 PQ、cd 接 MN，IabIcd13 如图所示，变压器输入有效值恒定的电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线送给用户(电灯等用电器)，R表示输电线的电阻，则（）A用电器增加时，变压器输出电压增大B要提高用户的电压，滑动触头P 应向下滑C用电器

8、增加时，输电线的热损耗减少D用电器增加时，变压器的输入功率增加14 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5：115 如图所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的感应电动势的图象，根据图象可知A此感应电动势的瞬时表达式为e=200sin(0.02t)VB此感应电动势的解时表达式为e=200sin(50 t)VCt=0.01s 时，

9、穿过线圈的磁通量为零Dt=0.02s 时，穿过线圈的磁通量的变化率为零16一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 如图是一个正弦式交变电流的图象，下列说法正确的是()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 A18 如图所

10、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 BaR19 如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是（）A当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，1R消耗的功率变大B当滑动变阻器的滑动触头P向上滑

11、动时，电压表V 示数变大C当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表1A示数变大D若闭合开关S，则电流表1A示数变大，2A示数变大20 一小水电站，输出的电功率为P0=20kW，输出电压U0=400V，经理想升压变压器T1变为 2000V 电压远距离输送，输电线总电阻为r=10，最后经理想降压变压器T2降为220V 向用户供电，下列说法正确的是（）A变压器T1的匝数比n1：n2=1：10B输电线上的电流为50AC输电线上损失的电功率为1kWD变压器T2的匝数比n3：n4=100：1121 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

12、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

13、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 一理想变压器原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V 的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈的匝数比为n1:n2，在原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比

14、值为k=19，则（）AU=66V n1:n2=3:1BU=22V n1:n2=2:1CU=66V n1:n2=2:1DU=22V n1:n2=3:125 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BL2【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1B 解析：B【解析】A、根据2T得，50/r

15、ads，故 A 错误；B、图象中输出电压最大值为100V，有效值是50 2V，由于线圈有内阻，则其电动势有效值大于50 2V，电阻丝的发热功率为212502mUPWR（），故 B正确,C 错误；D、理想变压器可以改变输出电压，不能改变输出频率，故D 错误。点睛：本题考查了交流电的产生原理，注意要与闭合电路的欧姆定律相结合才能解决此类问题。2C 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

16、 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.3A 解析：A【解析】【分析】【详解】因为是交流电所以应该分两种情况考虑，当电源在正半轴时A 点电位高于B点电位二极管导通即 R1被短路，R2电压为电源电压为20 2V=20V2电源在负半轴时B 点电位高于A点电位二极管截止R1，R2串联分压，则12QQQ即为2222010+22UTTTRRR解得=5 10VU故 A 正确，BCD 错误。故选 A。4C 解析：C【解析】【分析】【详解】AB根据图乙得到原线圈电压的最大值为10V，电压表的示数为有效值，所以电压表的示数为5 2V2mU故 AB 错误。C根据1122UnU

17、n，且 U1=52V，因变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V 时，得U2 25002V所以实现点火的条件是121500nn故 C 正确。D当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体，钢针和金属板不需要紧密接触，故D 错误。故选 C。5B 解析：B【解析】【详解】设理想变压器原、副线圈匝数的比值为k，根据题述，当开关S断开时，电流表示数为I，则由闭合电路欧姆定律得11UIRU由变压公式11UkU及功率关系122U IU I，可得2IkI即副线图输出电流为2IkI；222323UIRRkI RR当开关 S闭合时，电流表示数为4I，则有114UIRU由

18、变压器公式12UkU及功率关系1224UIU I可得24IkI即副线圈输出电流为24Ikl，22224/UI RkR联立解得3k选项 B 正确，ACD 错误；故选B.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；

19、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；7D 解析：D【解析】【详解】AB对甲：22200()222AITTI RRI RT解得05=8AII对乙：02=2BII则IAIB=5:2选项 AB 错误；CD根据 P=I2R 可知 A、B 两电热器的电功率之比为PAPB=54，选项 C 错误，D 正确；故选 D.8D 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

20、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、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

21、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。9A 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 12

22、20PU IW输出功率等于输入功率21220PPW由公式：222UPR解得：2.2R故应选 A10D 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

23、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.11C 解析：C【解析】根据变压器的原理可得升压变压器原、副线圈的匝数比为：1122nUnU，故 A 错误；采用高压输电可以减小输电线中的电流，从而减小输电过程中的电能损失，根据电流互感器原理及匝数比为1：10，由公式101nIIn副送副原，得输电电流为IA2=10 10 A=100 A，故 B 错误；根据电压表的示数为220 V，根据变压公式，101nUUn原送副副，输电

24、电压为U2=10 220 V=2 200 V，线路输送电功率为P=U2IA2=220 kW，故 C 正确；将P上移，则降压变压器的初级线圈减小，故用户获得的电压将升高，故D 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12B 解析：B【解析】高压输电线上的电流较大，测量时需把电流变小，根据1221InIn，MN 应接匝数少的线圈，故 ab 接 MN，cd 接 PQ，且 IabIcd，选项 B正确13D 解析：D【解析】【分析】【详解】A由于变压器原、副线圈的匝数不变，而且输入电压不变，因此增加负载不会

25、影响输出电压，故 A 错误；B根据变压器原理可知输出电压2211nUUn当滑动触头P 应向上滑时，2n增大，所以输出电压增大，故B 正确；C由于用电器是并联的，因此用电器增加时总电阻变小，输出电压不变，总电流增大，故输电线上热损耗增大，故C 错误；D用电器增加时总电阻变小，总电流增大，输出功率增大，所以输入功率增大，故D 正确故选 BD。【点睛】对于理想变压器要明确两个关系：一是输出电压由输入电压决定，二是输入功率由输出功率决定明确这两个关系然后根据有关电路知识即可求解14C 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

26、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15D 解析：D【解析】AB、由图象知周期T=0.02s，所以频率f=50Hz，由图象知电动势最大值为200V，角速度为21000.02，所以感应电动势的瞬时表达式为e=200sin100t，故 AB 错误；C、t=0.01 s 时，感应电动势为零，则穿过线圈的磁通量最大，故C 错误；D、t=0.02 s 时，感应电动为零，则穿过线圈的磁通量的变化率也为零

27、，故D 正确；故选 D【点睛】从图象得出电动势最大值、周期，从而算出频率、角速度，进而得出感应电动势的瞬时表达式；当磁通量最大时电动势为零，磁通量为零时电动势最大16D 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17A 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

28、，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，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18C 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。19B 解析：B【解析】【分析】【详解】ABC 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的阻

29、值增大，回路总电阻变大，总电流强度减小，R1消耗的功率减小；原线圈电流强度也减小；原线圈电压不变，副线圈电压也不变，加在R1两端的电压减小，因此电压表V 示数增大，AC 错误 B 正确；D若闭合开关S，回路总电阻减小，电流强度增大，R1分得的电压升高，加在R2两端的电压降低，流过R2的电流强度减小，即A2的示数减小，D 错误。故选 B。20C 解析：C【解析】【分析】【详解】A升压变压器1T的输出电压等于2000V，而输入电压为400V，由电压之比等于匝数之比,则有变压器1T的匝数比12:1:5nn故选项 A 错误；B输出的电功率为020PkW，而升压变压器1T变为 2000V 电压远距离输送

30、，所以根据PIU可知输电线上的电流为320 10A10A2000I故选项 B 错误；C输电线上损失的电功率为221010W1kWPI R损故选项 C 正确；D降压变压器2T的输入电压等于升压变压器的输出电压减去导线损失的电压，即为2000V10 10V1900VU根据3344UnUn则有变压器2T的匝数比34:1900:22095:11nn故选项 D 错误；故选 C。21B 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

31、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.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

32、=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。24A 解析：A【解析】【详解】根据电流与匝数成正比，得原副线圈的电流之比：1

33、221InIn根据2PI R得原副线圈回路中电阻消耗的功率之比：212219IkI解得原、副线圈的匝数比为：123:1nn根据原副线圈电压与匝数成正比，得原线圈两端的电压为3U，根据UIR知原线圈回路中电阻两端的电压为3U，在原线圈回路中：3220V3UU解得：66VU故 A 正确，B、C、D 错误；故选 A。25D 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。