2020-2022年高考物理真題分專題訓練 專題13 交流電（教師版）

專題13交流電【2022年高考題組】1、（2022·湖南卷·T6）如圖，理想變壓器原、副線圈總匝數(shù)相同，滑動觸頭SKIPIF1<0初始位置在副線圈正中間，輸入端接入電壓有效值恒定的交變電源。定值電阻SKIPIF1<0的阻值為SKIPIF1<0，滑動變阻器SKIPIF1<0的最大阻值為SKIPIF1<0，滑片SKIPIF1<0初始位置在最右端。理想電壓表V的示數(shù)為SKIPIF1<0，理想電流表A的示數(shù)為SKIPIF1<0。下列說法正確的是（）A.保持SKIPIF1<0位置不變，SKIPIF1<0向左緩慢滑動的過程中，SKIPIF1<0減小，SKIPIF1<0不變B.保持SKIPIF1<0位置不變，SKIPIF1<0向左緩慢滑動的過程中，SKIPIF1<0消耗的功率增大C.保持SKIPIF1<0位置不變，SKIPIF1<0向下緩慢滑動的過程中，SKIPIF1<0減小，SKIPIF1<0增大D.保持SKIPIF1<0位置不變，SKIPIF1<0向下緩慢滑動的過程中，SKIPIF1<0消耗的功率減小【答案】B【解析】AB．由題意可知，原副線圈的匝數(shù)比為SKIPIF1<0，則副線圈的電流為SKIPIF1<0，根據(jù)歐姆定律可得副線圈的電壓有效值為SKIPIF1<0則變壓器原線圈的電壓有效值為SKIPIF1<0設輸入交流電的電壓有效值為SKIPIF1<0，則SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0保持SKIPIF1<0位置不變，SKIPIF1<0向左緩慢滑動的過程中，SKIPIF1<0不斷變大，根據(jù)歐姆定律SKIPIF1<0可知變壓器原線圈的電壓有效值變大，輸入電壓有效值不變，則SKIPIF1<0兩端的電壓不斷變小，則電壓表示數(shù)SKIPIF1<0變小，原線圈的電壓電流都變大，則功率變大，根據(jù)原副線圈的功率相等，可知SKIPIF1<0消耗的功率增大，故B正確，A錯誤；CD．設原副線圈的匝數(shù)比為SKIPIF1<0，同理可得SKIPIF1<0則SKIPIF1<0整理可得SKIPIF1<0保持SKIPIF1<0位置不變，SKIPIF1<0向下緩慢滑動的過程中，SKIPIF1<0不斷變大，則SKIPIF1<0變小，對SKIPIF1<0由歐姆定律可知SKIPIF1<0可知SKIPIF1<0不斷變小，根據(jù)原副線圈的功率相等可知SKIPIF1<0消耗的功率SKIPIF1<0整理可得SKIPIF1<0可知SKIPIF1<0時，SKIPIF1<0消耗的功率有最大值，可知SKIPIF1<0消耗的功率先增大，后減小，故CD錯誤。故選B。2、（2022·山東卷·T4）如圖所示的變壓器，輸入電壓為SKIPIF1<0，可輸出SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0電壓，匝數(shù)為SKIPIF1<0的原線圈中電隨時間變化為SKIPIF1<0．單匝線圈繞過鐵芯連接交流電壓表，電壓表的示數(shù)為SKIPIF1<0。將阻值為SKIPIF1<0的電阻R接在SKIPIF1<0兩端時，功率為SKIPIF1<0。下列說法正確的是（）A.n1為1100匝，SKIPIF1<0為SKIPIF1<0B.SKIPIF1<0間線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為SKIPIF1<0C.若將R接在SKIPIF1<0兩端，R兩端的電壓為SKIPIF1<0，頻率為SKIPIF1<0D.若將R接在SKIPIF1<0兩端，流過R的電流為SKIPIF1<0，周期為SKIPIF1<0【答案】D【解析】A．變壓器的輸入電壓為220V，原線圈的交流電的電壓與時間成余弦函數(shù)關(guān)系，故輸入交流電壓的最大值為SKIPIF1<0，根據(jù)理想變壓器原線圈與單匝線圈的匝數(shù)比為SKIPIF1<0解得原線圈為2200匝，A錯誤；B．根據(jù)圖像可知，當原線圈輸入220V時，BC間的電壓應該為12V，故BC間的線圈匝數(shù)關(guān)系有SKIPIF1<0BC間的線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為SKIPIF1<0B錯誤；C．若將R接在AB端，根據(jù)圖像可知，當原線圈輸入220V時，AB間的電壓應該為18V。根據(jù)交流電原線圈電壓的表達式可知，交流電的角速度為SKIPIF1<0，故交流電的頻率為SKIPIF1<0C錯誤；D．若將R接在AC端，根據(jù)圖像可知，當原線圈輸入220V時，AC間的電壓應該為30V，根據(jù)歐姆定律可知，流過電阻R的電流為SKIPIF1<0交流電的周期為SKIPIF1<0D正確。故選D。3、（2022·浙江6月卷·T5）下列說法正確的是（）A.恒定磁場對靜置于其中的電荷有力的作用B.小磁針N極在磁場中的受力方向是該點磁感應強度的方向C.正弦交流發(fā)電機工作時，穿過線圈平面的磁通量最大時，電流最大D.升壓變壓器中，副線圈的磁通量變化率大于原線圈的磁通量變化率【答案】B【解析】A．恒定磁場對速度不平行于磁感線的運動電荷才有力的作用，A錯誤；B．小磁針N極在磁場中的受力方向是該點磁感應強度的方向，B正確；C．正弦交流發(fā)電機工作時，穿過線圈平面的磁通量最大時，電流為0，C錯誤；D．根據(jù)變壓器的原理可知，副線圈中磁通量的變化率小于或等于原線圈中磁通量的變化率，D錯誤。故選B。4、（2022·浙江1月卷·T9）如圖所示，甲圖是一種手搖發(fā)電機及用細短鐵絲顯示的磁場分布情況，搖動手柄可使對稱固定在轉(zhuǎn)軸上的矩形線圈轉(zhuǎn)動；乙圖是另一種手搖發(fā)電機及磁場分布情況，皮帶輪帶動固定在轉(zhuǎn)軸兩側(cè)的兩個線圈轉(zhuǎn)動。下列說法正確的是（）A.甲圖中線圈轉(zhuǎn)動區(qū)域磁場可視為勻強磁場B.乙圖中線圈轉(zhuǎn)動區(qū)域磁場可視為勻強磁場C.甲圖中線圈轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電流是正弦交流電D.乙圖線圈勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電流是正弦交流電【答案】A【解析】A．甲圖中細短鐵絲顯示的磁場分布均勻，則線圈轉(zhuǎn)動區(qū)域磁場可視為勻強磁場，故A正確；B．乙圖中細短鐵絲顯示的磁場分布不均勻，則線圈轉(zhuǎn)動區(qū)域磁場不能看成勻強磁場，故B錯誤；C．根據(jù)發(fā)電機原理可知甲圖中線圈在勻強磁場中繞垂直磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動時才能產(chǎn)生正弦交流電，故C錯誤；D．乙圖中是非勻強磁場，則線圈勻速轉(zhuǎn)動時不能產(chǎn)生正弦交流電，故D錯誤；故選A。5、（2022·湖北·T9）近年來，基于變壓器原理的無線充電技術(shù)得到了廣泛應用，其簡化的充電原理圖如圖所示。發(fā)射線圈的輸入電壓為220V、匝數(shù)為1100匝，接收線圈的匝數(shù)為50匝。若工作狀態(tài)下，穿過接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圈的80%，忽略其它損耗，下列說法正確的是（）A.接收線圈的輸出電壓約為8VB.接收線圈與發(fā)射線圈中電流之比約為22:1C.發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率相同D.穿過發(fā)射線圈的磁通量變化率與穿過接收線圈的相同【答案】AC【解析】A．根據(jù)SKIPIF1<0可得接收線圈的輸出電壓約為U2=8V；B．根據(jù)SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0故B錯誤；C．變壓器是不改變其交變電流的頻率的，故C正確；D．由于穿過發(fā)射線圈的磁通量與穿過接收線圈的磁通量大小不相同，所以穿過發(fā)射線圈的磁通量變化率與穿過接收線圈的不相同，故D錯誤。故選AC?！?021年高考題組】1.(2021·山東卷)輸電能耗演示電路如圖所示。左側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶3，輸入電壓為SKIPIF1<0的正弦交流電。連接兩理想變壓器的導線總電阻為r，負載R的阻值為SKIPIF1<0。開關(guān)S接1時，右側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，R上的功率為SKIPIF1<0；接2時，匝數(shù)比為1∶2，R上的功率為P。以下判斷正確的是()A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<0【答案】BD【解析】【分析】【詳解】當開關(guān)S接1時，左側(cè)變壓器次級電壓U2=3×7.5V=22.5V電阻R上的電壓，即右側(cè)變壓器的次級電壓SKIPIF1<0電流SKIPIF1<0則右側(cè)變壓器初級電壓SKIPIF1<0電流SKIPIF1<0則SKIPIF1<0當開關(guān)S接2時，設輸電電流為I，則右側(cè)變壓器的次級電流為0.5I；右側(cè)變壓兩邊電壓關(guān)系可知SKIPIF1<0解得I=3A則R上的功率SKIPIF1<0故選BD。2.(2021·湖南卷)如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為SKIPIF1<0，輸入端SKIPIF1<0、SKIPIF1<0接入電壓有效值恒定的交變電源，燈泡L1、L2的阻值始終與定值電阻SKIPIF1<0的阻值相同。在滑動變阻器SKIPIF1<0的滑片從SKIPIF1<0端滑動到SKIPIF1<0端的過程中，兩個燈泡始終發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，下列說法正確的是（）

A.L1先變暗后變亮，L2一直變亮B.L1先變亮后變暗，L2一直變亮C.L1先變暗后變亮，L2先變亮后變暗D.L1先變亮后變暗，L2先變亮后變暗【答案】A【解析】副線圈的總電阻為SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0則滑動變阻器R的滑片從a端滑到b端過程中，副線圈的總電阻選增大后減小，根據(jù)等效電阻關(guān)系有SKIPIF1<0，則等效電阻先增大后減小，由歐姆定律有SKIPIF1<0，SKIPIF1<0SKIPIF1<0先減小后增大，SKIPIF1<0先減小后增大，則SKIPIF1<0先變暗后變亮。根據(jù)SKIPIF1<0，SKIPIF1<0由于SKIPIF1<0先減小后增大，則副線圈的電壓SKIPIF1<0先增大后減小，通過L2的電流為SKIPIF1<0，則滑動變阻器R的滑片從a端滑到b端過程中，SKIPIF1<0逐漸減小，副線圈的電壓SKIPIF1<0增大過程中SKIPIF1<0增大；在副線圈的電壓SKIPIF1<0減小過程中，通過R0的電流為SKIPIF1<0SKIPIF1<0逐漸增大，則SKIPIF1<0越來越小，所以SKIPIF1<0即SKIPIF1<0先變暗后變亮，SKIPIF1<0一直變亮。故選A。3.(2021·廣東卷)某同學設計了一個充電裝置，如圖所示，假設永磁鐵的往復運動在螺線管中產(chǎn)生近似正弦式交流電，周期為0.2s，電壓最大值為0.05V，理想變壓器原線圈接螺線管，副線圈接充電電路，原、副線圈匝數(shù)比為1∶60，下列說法正確的是（）

A.交流電的頻率為10HzB.副線圈兩端電壓最大值為3VC.變壓器輸入電壓與永磁鐵磁場強弱無關(guān)D.充電電路的輸入功率大于變壓器的輸入功率【答案】B【解析】A．周期是T=0.2s，頻率是SKIPIF1<0故A錯誤；B．由理想變壓器原理可知SKIPIF1<0解得，副線兩端的最大電壓為SKIPIF1<0故B正確；C．根據(jù)法拉第電磁感應定律可知，永磁鐵磁場強，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢越大，變壓器的輸入電壓會越大，故C錯誤；D．由理想變壓器原理可知，充電電路的輸入功率等于變壓器的輸入功率，故D錯誤。故選B。4.(2021·河北卷)如圖，發(fā)電機的矩形線圈長為SKIPIF1<0、寬為L，匝數(shù)為N，放置在磁感應強度大小為B的勻強磁場中，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0和SKIPIF1<0，兩個副線圈分別接有電阻SKIPIF1<0和SKIPIF1<0，當發(fā)電機線圈以角速度SKIPIF1<0勻速轉(zhuǎn)動時，理想電流表讀數(shù)為I，不計線圈電阻，下列說法正確的是（）A.通過電阻SKIPIF1<0的電流為SKIPIF1<0 B.電阻SKIPIF1<0兩端的電壓為SKIPIF1<0C.SKIPIF1<0與SKIPIF1<0的比值為SKIPIF1<0 D.發(fā)電機的功率為SKIPIF1<0【答案】BC【解析】AB．由題知理想電流表讀數(shù)為I，則根據(jù)歐姆定律U1=IR1根據(jù)變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系有SKIPIF1<0，SKIPIF1<0代入數(shù)據(jù)有U0=SKIPIF1<0，U2=SKIPIF1<0再由歐姆定律有U2=I2R2可計算出I2=SKIPIF1<0綜上可知，A錯誤、B正確；C．由于矩形線圈產(chǎn)生的交變電流直接輸入原線圈，則有Emax=NB2L2ω，U0=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0NBL2ω由選項AB知U0=SKIPIF1<0則SKIPIF1<0C正確；D．由于變壓器為理想變壓器則有P0=P1+P2=U1I+U2I2=I2R1+U2I2代入選項ABC公式有P0=SKIPIF1<0由于矩形線圈產(chǎn)生的交變電流直接輸入原線圈，則發(fā)電機的功率為P0，D錯誤。故選BC。5.(2021·浙江卷)如圖所示，虛線是正弦交流電的圖像，實線是另一交流電的圖像，它們的周期T和最大值SKIPIF1<0相同，則實線所對應的交流電的有效值U滿足（）A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0 C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<0【答案】D【解析】因虛線是正弦交流電的圖像，則該交流電的有效值為SKIPIF1<0由圖可知，在任意時刻，實線所代表的交流電的瞬時值都不大于虛線表示的正弦交流電的瞬時值，則實線所代表的交流電的有效值小于虛線表示的正弦交流電的有效值，則SKIPIF1<0故選D?！?020年高考題組】1．(2020·江蘇卷)電流互感器是一種測量電路中電流的變壓器，工作原理如圖所示。其原線圈匝數(shù)較少，串聯(lián)在電路中，副線圈匝數(shù)較多，兩端接在電流表上。則電流互感器A．是一種降壓變壓器B．能測量直流電路的電流C．原、副線圈電流的頻率不同D．副線圈的電流小于原線圈的電流【答案】D【解析】A．原線圈匝數(shù)較少，電流互感器是一種降電流的變壓器，A選項錯誤。B．電流互感器的工作原理是電磁感應中的互感現(xiàn)象，只可以測量交變電流，B選項錯誤。C．電流互感器不會改變電流的頻率，只改變電流，故原、副線圈電流的頻率相同。C選項錯誤。D．原線圈匝數(shù)較少，電流互感器是一種降電流的變壓器，副線圈的電流小于原線圈的電流。D正確。故選D。2．(2020·浙江省1月學業(yè)水平測試選考)如圖所示，甲乙兩圖中的理想變壓器以不同的方式接在高壓電路中。甲圖中變壓器原副線圈的匝數(shù)比為SKIPIF1<0，電壓表讀數(shù)為U，乙圖中變壓器原副線圈的匝數(shù)比為SKIPIF1<0，電流表讀數(shù)為I。則甲圖中高壓線電壓和乙圖中高壓線電流分別為A．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0【答案】B【解析】根據(jù)理想變壓器的電壓和電流規(guī)律：SKIPIF1<0SKIPIF1<0解得甲圖中高壓線電壓為SKIPIF1<0乙圖中高壓線電流為SKIPIF1<0故B正確，ACD錯誤。故選B。3．(2020·浙江卷)如圖所示，某小型水電站發(fā)電機的輸出功率SKIPIF1<0，發(fā)電機的電壓SKIPIF1<0，經(jīng)變壓器升壓后向遠處輸電，輸電線總電阻SKIPIF1<0，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為SKIPIF1<0。已知輸電線上損失的功率SKIPIF1<0，假設兩個變壓器均是理想變壓器，下列說法正確的是A．發(fā)電機輸出的電流SKIPIF1<0B．輸電線上的電流SKIPIF1<0C．降壓變壓器的匝數(shù)比SKIPIF1<0D．用戶得到的電流SKIPIF1<0【答案】C【解析】A．根據(jù)電功率公式SKIPIF1<0發(fā)電機輸出電流SKIPIF1<0A錯誤；B．輸電線上損失功率SKIPIF1<0，由SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0故B錯誤；C．降壓變壓器原副線圈得到的功率為P4=P-P線=95kW根據(jù)理想變壓器電流與線圈匝數(shù)成反比關(guān)系，可得SKIPIF1<0C正確；D．用戶得到的功率為SKIPIF1<0，用戶得到的電流SKIPIF1<0D錯誤。故選C。4．(2020·山東卷)圖甲中的理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1：n2=22：3，輸入端a、b所接電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示。燈泡L的電阻恒為15Ω，額定電壓為24V。定值電阻R1=10Ω、R2=5Ω，滑動變阻器R的最大阻值為10Ω。為使燈泡正常工作，滑動變阻器接入電路的電阻應調(diào)節(jié)為()A．1Ω B．5Ω C．6Ω D．8Ω【答案】A【解析】輸電電壓的有效值為(即原線圈電壓的有效值)SKIPIF1<0根據(jù)理想變壓器電壓規(guī)律SKIPIF1<0可知副線圈電壓有效值為SKIPIF1<0燈泡正常工作，根據(jù)歐姆定律可知分壓為SKIPIF1<0，則通過燈泡的電流，