專題14 交變電流 傳感器 2021-2023高考物理真題分項匯編（全國通用）（解析版）

第第頁專題14交變電流傳感器目錄考點01交變電流的產(chǎn)生和描述傳感器 1考點02遠(yuǎn)距離輸電 11考點03理想變壓器原、副線圈關(guān)系及其動態(tài)分析 15考點01交變電流的產(chǎn)生和描述傳感器一、單選題1．（2022·浙江·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，甲圖是一種手搖發(fā)電機及用細(xì)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【詳解】A．甲圖中細(xì)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(xì)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。2．（2022·海南·高考真題）一個有N匝的矩形線框，面積為S，以角速度從如圖所示的位置開始，在勻強磁場B中勻速轉(zhuǎn)動，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時間變化的圖像是（

）A． B．C．D．【答案】A【詳解】圖示位置線框處于與中性面垂直的平面，豎直長邊垂直切割磁感線，此時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大為根據(jù)正弦式交變電流的表達(dá)式可知感應(yīng)電動勢隨時間的變化關(guān)系為故選A。3．（2022·廣東·高考真題）圖是簡化的某種旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機原理圖。定子是僅匝數(shù)n不同的兩線圈，，二者軸線在同一平面內(nèi)且相互垂直，兩線圈到其軸線交點O的距離相等，且均連接阻值為R的電阻，轉(zhuǎn)子是中心在O點的條形磁鐵，繞O點在該平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動時，兩線圈輸出正弦式交變電流。不計線圈電阻、自感及兩線圈間的相互影響，下列說法正確的是（）A．兩線圈產(chǎn)生的電動勢的有效值相等 B．兩線圈產(chǎn)生的交變電流頻率相等C．兩線圈產(chǎn)生的電動勢同時達(dá)到最大值 D．兩電阻消耗的電功率相等【答案】B【詳解】AD．根據(jù)可得兩線圈中磁通量的變化率相等，但是匝數(shù)不等，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值不相等，有效值也不相等；根據(jù)可知，兩電阻的電功率也不相等，選項AD錯誤；B．因兩線圈放在同一個旋轉(zhuǎn)磁鐵的旁邊，則兩線圈產(chǎn)生的交流電的頻率相等，選項B正確；C．當(dāng)磁鐵的磁極到達(dá)一線圈附近時，一個線圈的磁通量最大，感應(yīng)電動勢為0，另一個線圈通過的磁通量最小，感應(yīng)電動勢最大，可知兩線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不可能同時達(dá)到最大值，選項C錯誤。故選B。4．（2021·遼寧·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，N匝正方形閉合金屬線圈abcd邊長為L，線圈處于磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，繞著與磁場垂直且與線圈共面的軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，ab邊距軸。線圈中感應(yīng)電動勢的有效值為（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】交流電的最大值和兩條邊到轉(zhuǎn)軸的距離無關(guān)，為因此有效值為故選B。5．（2021·天津·高考真題）如圖所示，閉合開關(guān)后，的電阻兩端的交流電壓為，電壓表和電流表均為理想交流電表，則（）A．該交流電周期為 B．電壓表的讀數(shù)為C．電流表的讀數(shù)為 D．電阻的電功率為【答案】C【詳解】A．該交流電的周期B．電壓表的讀數(shù)為交流電的有效值，即選項B錯誤；C．電流表的讀數(shù)為選項C正確；D．電阻的電功率為選項D錯誤。故選C。6．（2021·北京·高考真題）一正弦式交變電流的i-t圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A．在t0.4s時電流改變方向 B．該交變電流的周期為0.5sC．該交變電流的表達(dá)式為 D．該交變電流的有效值為【答案】C【詳解】A．由圖可知t0.4s時電流為正方向最大，電流方向沒有發(fā)生變化，故A錯誤；B．由圖可知，該交變電流的周期為T=0.4s，故B錯誤；C．由圖可知，電流的最大值為，角速度為故該交變電流的表達(dá)式為故C正確；D．該交變電流的有效值為故D錯誤。故選C。7．（2021·浙江·高考真題）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和最大值相同，則實線所對應(yīng)的交流電的有效值U滿足（）A． B． C． D．【答案】D【詳解】因虛線是正弦交流電的圖像，則該交流電的有效值為由圖可知，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，則故選D。8．（2022·北京·高考真題）某同學(xué)利用壓力傳感器設(shè)計水庫水位預(yù)警系統(tǒng)。如圖所示，電路中的和，其中一個是定值電阻，另一個是壓力傳感器（可等效為可變電阻）。水位越高，對壓力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小。當(dāng)a、b兩端的電壓大于時，控制開關(guān)自動開啟低水位預(yù)警；當(dāng)a、b兩端的電壓小于（、為定值）時，控制開關(guān)自動開啟高水位預(yù)警。下列說法正確的是（）A．B．為壓力傳感器C．若定值電阻的阻值越大，開啟高水位預(yù)警時的水位越低D．若定值電阻的阻值越大，開啟低水位預(yù)警時的水位越高【答案】C【詳解】AB．題意可知水位越高，對壓力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小。控制開關(guān)自動開啟低水位預(yù)警，此時水位較低，壓力傳感器的電阻值較大，由于a、b兩端此時的電壓大于，根據(jù)串聯(lián)電路電壓分部特點可知，為壓力傳感器，故高水位時壓力傳感器的電阻值越小，壓力傳感器兩端電壓變小，，AB錯誤；CD．根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，a、b兩端的電壓為若定值電阻的阻值越大，當(dāng)開啟低水位預(yù)警時a、b兩端的電壓大于時，壓力傳感器阻值需要越大，則水位越低；當(dāng)a、b兩端的電壓小于時開啟高水位預(yù)警時，壓壓力傳感器阻值需要越大，則水位越低。C正確，D錯誤。故選C。二、多選題9．（2023·浙江·高考真題）下列說法正確的是（）A．利用電容傳感器可制成麥克風(fēng)B．物體受合外力越大，則動量變化越快C．利用紅外傳感器可制成商場的自動門D．若物理問題牛頓運動定律不適用，則動量守恒定律也不適用【答案】ABC【詳解】A．聲音使振動膜片振動，改變兩極板間距離，使聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號，則可以利用電容傳感器可制成麥克風(fēng)，故A正確；B．由動量定理有可得可知，物體受合外力越大，則動量變化越快，故B正確；C．人體可以向外界釋放紅外線，感應(yīng)裝置接收到紅外線后，可以開門，則可以利用紅外傳感器可制成商場的自動門，故C正確；D．牛頓運動定律只適用于宏觀低速問題，不適用于微觀高速問題。而動量守恒定律既適用于低速宏觀問題，也適用于高速微觀問題，故D錯誤。故選ABC。10．（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）以下實驗中，說法正確的是（

）A．在LC振蕩電路中“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實驗中，充電時電流逐漸增大，放電時電流逐漸減小B．“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，滴入油酸酒精溶液后，需盡快描下油膜輪廓，測出油膜面積C．“觀察光敏電阻特性”和“觀察金屬熱電阻特性”實驗中，光照強度增加，光敏電阻阻值減??；溫度升高，金屬熱電阻阻值增大D．“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中，如果可拆變壓器的“橫梁”鐵芯沒裝上，原線圈接入10V的交流電時，副線圈輸出電壓不為零【答案】CD【詳解】A．在LC振蕩電路中“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實驗中，充電時電流逐漸減小，放電時電流逐漸增大，故A錯誤；B．“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，滴入油酸酒精溶液后，需待油酸溶液全部散開,形狀穩(wěn)定后，用一玻璃板輕輕蓋在淺盤上，然后用水筆把油酸溶液的輪廓畫在玻璃板上，測出油膜面積，故B錯誤；C．“觀察光敏電阻特性”實驗中，光照強度增加，光敏電阻阻值減??；“觀察金屬熱電阻特性”實驗中，溫度升高，金屬熱電阻阻值增大，故C正確；D．“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中，如果可拆變壓器的“橫梁”鐵芯沒裝上，原線圈接入10V的交流電時，變壓器的效果減弱，副線圈磁通量還是會發(fā)生變化，副線圈輸出電壓不為零，故D正確。故選CD。11．（2023·湖南·統(tǒng)考高考真題）某同學(xué)自制了一個手搖交流發(fā)電機，如圖所示。大輪與小輪通過皮帶傳動（皮帶不打滑），半徑之比為，小輪與線圈固定在同一轉(zhuǎn)軸上。線圈是由漆包線繞制而成的邊長為的正方形，共匝，總阻值為。磁體間磁場可視為磁感應(yīng)強度大小為的勻強磁場。大輪以角速度勻速轉(zhuǎn)動，帶動小輪及線圈繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直。線圈通過導(dǎo)線、滑環(huán)和電刷連接一個阻值恒為的燈泡。假設(shè)發(fā)電時燈泡能發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，下列說法正確的是（

）A．線圈轉(zhuǎn)動的角速度為B．燈泡兩端電壓有效值為C．若用總長為原來兩倍的相同漆包線重新繞制成邊長仍為的多匝正方形線圈，則燈泡兩端電壓有效值為D．若僅將小輪半徑變?yōu)樵瓉淼膬杀?，則燈泡變得更亮【答案】AC【詳解】A．大輪和小輪通過皮帶傳動，線速度相等，小輪和線圈同軸轉(zhuǎn)動，角速度相等，根據(jù)根據(jù)題意可知大輪與小輪半徑之比為，則小輪轉(zhuǎn)動的角速度為，線圈轉(zhuǎn)動的角速度為，A正確；B．線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值又聯(lián)立可得則線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的有效值根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可知燈泡兩端電壓有效值為B錯誤；C．若用總長為原來兩倍的相同漆包線重新繞制成邊長仍為的多匝正方形線圈，則線圈的匝數(shù)變?yōu)樵瓉淼?倍，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值此時線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的有效值根據(jù)電阻定律可知線圈電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，即為，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可得燈泡兩端電壓有效值C正確；D．若僅將小輪半徑變?yōu)樵瓉淼膬杀叮鶕?jù)可知小輪和線圈的角速度變小，根據(jù)可知線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢有效值變小，則燈泡變暗，D錯誤。故選AC。12．（2021·浙江·統(tǒng)考高考真題）發(fā)電機的示意圖如圖甲所示，邊長為L的正方形金屬框，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中以恒定角速度繞OO’軸轉(zhuǎn)動，阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示。其它電阻不計，圖乙中的Um為已知量。則金屬框轉(zhuǎn)動一周（）A．框內(nèi)電流方向不變 B．電動勢的最大值為UmC．流過電阻的電荷 D．電阻產(chǎn)生的焦耳熱【答案】BD【詳解】A．當(dāng)線框轉(zhuǎn)動時，框內(nèi)電流方向每經(jīng)過中性面一次都要變化一次，而線圈和外電路接點處通過換向器，保證電流的方向不發(fā)生變化，從而使加在電阻兩端的電壓方向保持不變，A錯誤；B．由圖乙可知，電動勢的最大值為Um，B正確；C．線圈轉(zhuǎn)過半周，則流過電阻的電荷量為則金屬框轉(zhuǎn)過一周流過電阻的電荷量為C錯誤；D．因為則金屬框轉(zhuǎn)過一周電阻產(chǎn)生的焦耳熱D正確。故選BD。三、解答題13．（2021·江蘇·高考真題）貫徹新發(fā)展理念，我國風(fēng)力發(fā)電發(fā)展迅猛，2020年我國風(fēng)力發(fā)電量高達(dá)4000億千瓦時。某種風(fēng)力發(fā)電機的原理如圖所示，發(fā)電機的線圈固定，磁體在葉片驅(qū)動下繞線圈對稱軸轉(zhuǎn)動，已知磁體間的磁場為勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小為，線圈的匝數(shù)為100、面積為，電阻為，若磁體轉(zhuǎn)動的角速度為，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為。求：（1）線圈中感應(yīng)電動勢的有效值E；（2）線圈的輸出功率P。【答案】（1）；（2）【詳解】（1）電動勢的最大值有效值解得帶入數(shù)據(jù)得（2）輸出電壓輸出功率解得代入數(shù)據(jù)得考點02遠(yuǎn)距離輸電一、單選題1．（2023·天津·統(tǒng)考高考真題）下圖為輸電線為用戶輸電的情景，電路中升壓變壓器和降壓變壓器都認(rèn)為是理想變壓器，中間輸電電路電阻為R，下列說法正確的有（）A．輸出電壓與輸入電壓相等B．輸出功率大于輸入功率C．若用戶接入的用電器增多，則R功率降低D．若用戶接入的用電器增多，則輸出功率降低【答案】B【詳解】AB．由于輸電過程中電阻R要產(chǎn)生熱量，會損失功率，故輸出功率大于輸入功率；輸出電壓大于輸入電壓，故A錯誤，B正確；C．由于輸入電壓不變，所以變壓器的輸出變壓不變，隨著用戶接入的用電器增多，導(dǎo)致用戶端的等效電阻變小，則電流變大，根據(jù)可知R功率增大；故C錯誤；D．用戶接入電路的用電器越多，用電器消耗功率增大，即輸出功率增大，故D錯誤。故選B。2．（2023·山東·統(tǒng)考高考真題）某節(jié)能儲能輸電網(wǎng)絡(luò)如圖所示，發(fā)電機的輸出電壓U1=250V，輸出功率500kW。降壓變壓器的匝數(shù)比n3：n4=50：1，輸電線總電阻R=62.5Ω。其余線路電阻不計，用戶端電壓U4=220V，功率88kW，所有變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是（

）A．發(fā)電機的輸出電流為368A B．輸電線上損失的功率為4.8kWC．輸送給儲能站的功率為408kW D．升壓變壓器的匝數(shù)比n1：n2=1：44【答案】C【詳解】A．由題知，發(fā)電機的輸出電壓U1=250V，輸出功率500kW，則有A錯誤；BD．由題知，用戶端電壓U4=220V，功率88kW，則有P′=U4I4聯(lián)立解得I4=400A，I3=8A，U3=11000V則輸電線上損失的功率為P損=I32R=4kW且U2=U3＋I(xiàn)3R=11500V再根據(jù)，解得BD錯誤；C．根據(jù)理想變壓器無功率損失有P=U2I3＋P儲代入數(shù)據(jù)有P儲=408kWC正確。故選C。3．（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）我國1100kV特高壓直流輸電工程的送電端用“整流”設(shè)備將交流變換成直流，用戶端用“逆變”設(shè)備再將直流變換成交流。下列說法正確的是（）A．送電端先升壓再整流 B．用戶端先降壓再變交流C．1100kV是指交流電的最大值 D．輸電功率由送電端電壓決定【答案】A【詳解】AB．升壓和降壓都需要在交流的時候才能進行，故送電端應(yīng)該先升壓再整流，用戶端應(yīng)該先變交流再降壓，故A正確，B錯誤；C．1100kV指的是交流電的有效值，故C錯誤；D．輸電的功率是由用戶端負(fù)載的總功率來決定的，故D錯誤。故選A。二、多選題4．（2022·福建·高考真題）某同學(xué)利用如圖所示電路模擬遠(yuǎn)距離輸電．圖中交流電源電壓為，定值電阻，小燈泡、的規(guī)格均為“

”，理想變壓器、原副線圈的匝數(shù)比分別為1∶3和3∶1．分別接通電路Ⅰ和電路Ⅱ，兩電路都穩(wěn)定工作時，（）A．與一樣亮 B．比更亮C．上消耗的功率比的大 D．上消耗的功率比的小【答案】BC【詳解】若開關(guān)接cd端，則若電源電壓為，理想變壓器、的匝數(shù)比為用戶電阻為，輸電線電阻為，由變壓器工作原理和歐姆定律。升壓變壓器次級電壓降壓變壓器初級電壓降壓變壓器次級電壓可得輸電功率為輸電線上損耗的電功率為用戶得到的電功率為若開關(guān)接ab端，則負(fù)載得到的功率輸電線上損耗的電功率為將，，k=3帶入可知可得即比更亮；上消耗的功率比的大。故選BC。5．（2021·山東·高考真題）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，輸入電壓為的正弦交流電。連接兩理想變壓器的導(dǎo)線總電阻為r，負(fù)載R的阻值為。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；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． B．C． D．【答案】BD【詳解】當(dāng)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)變壓器的次級電壓電流則右側(cè)變壓器初級電壓電流則當(dāng)開關(guān)S接2時，設(shè)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)系可知解得I=3A則R上的功率故選BD?？键c03理想變壓器原、副線圈關(guān)系及其動態(tài)分析一、單選題1．（2021·重慶·高考真題）某電動牙刷的充電裝置含有變壓器，用正弦交流電給此電動牙刷充電時，原線圈兩端的電壓為，副線圈兩端的電壓為，副線圈的電流為，若將該變壓器視為理想變壓器，則（）A．原、副線圈匝數(shù)之比為 B．原線圈的電流為C．副線圈兩端的電壓最大值為 D．原、副線圈的功率之比為【答案】B【詳解】A．由理想變壓器的變壓公式，可知原副線圈匝數(shù)之比為A錯誤；B．由理想變壓器的變流公式解得原線圈電流B正確；C．根據(jù)有效值與最大值的關(guān)系可知，副線圈兩端的電壓最大值C錯誤；D．根據(jù)理想變壓器輸出功率大于輸入功率可知，原副線圈的功率之比為，D錯誤。故選B。2．（2022·浙江·統(tǒng)考高考真題）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(yīng)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【詳解】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(yīng)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。3．（2022·北京·高考真題）某理想變壓器的原線圈接在的正弦交流電源上，副線圈輸出電壓為，輸出電流為。該變壓器（）A．原、副線圈的匝數(shù)之比為100∶1 B．輸入電流為C．輸入電流的最大值為 D．原、副線圈交流電的頻率之比為1∶100【答案】B【詳解】A．原、副線圈的匝數(shù)之比為故A錯誤；B．根據(jù)可得輸入電流為故B正確；C．輸入電流的最大值為故C錯誤；D．變壓器不會改變交流電的頻率，故原、副線圈交流電的頻率之比為1∶1，故D錯誤。故選B。4．（2022·重慶·高考真題）低壓鹵素?zé)粼诩彝ル娐分惺褂脮r需要變壓器降壓。若將“”的交流鹵素?zé)糁苯油ㄟ^變壓器（視為理想變壓器）接入電壓為的交流電后能正常工作，則（）A．鹵素?zé)魞啥说碾妷河行е禐?B．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為55∶3C．流過鹵素?zé)舻碾娏鳛?D．鹵素?zé)舻碾娮铻椤敬鸢浮緽【詳解】A．鹵素?zé)羯蠘?biāo)記的額定電壓即為鹵素?zé)魞啥说碾妷河行е?，A錯誤；B．根據(jù)理想變壓器的原理可知B正確；C．流過鹵素?zé)舻碾娏鳛镃錯誤；D．鹵素?zé)羰欠蔷€性元件，電阻隨著電壓不同而改變，D錯誤。故選B。5．（2023·北京·統(tǒng)考高考真題）自制一個原、副線圈匝數(shù)分別為600匝和190匝的變壓器，原線圈接12V的正弦交流電源，副線圈接額定電壓為3.8V的小燈泡。實際測得小燈泡兩端電壓為2.5V。下列措施有可能使小燈泡正常發(fā)光的是（

）A．僅增加原線圈匝數(shù) B．僅增加副線圈匝數(shù)C．將原、副線圈匝數(shù)都增為原來的兩倍 D．將兩個3.8V小燈泡并聯(lián)起來接入副線圈【答案】B【詳解】A．由知，僅增加原線圈匝數(shù)，副線圈的輸出電壓U2減小，不能使小燈泡正常發(fā)光，故A錯誤；B．由知，僅增加副線圈匝數(shù)，副線圈的輸出電壓U2增大，有可能使小燈泡正常發(fā)光，故B正確；C．由知，將原、副線圈匝數(shù)都增為原來的兩倍，但由于原線圈的電壓不變，則副線圈的輸出電壓U2不變，不能使小燈泡正常發(fā)光，故C錯誤；D．將兩個3.8V小燈泡并聯(lián)，但由于原線圈的電壓不變，則副線圈的輸出電壓U2不變，不能使小燈泡正常發(fā)光，故D錯誤。故選B。6．（2021·廣東·高考真題）某同學(xué)設(shè)計了一個充電裝置，如圖所示，假設(shè)永磁鐵的往復(fù)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【詳解】A．周期是T=0.2s，頻率是故A錯誤；B．由理想變壓器原理可知解得，副線兩端的最大電壓為故B正確；C．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，永磁鐵磁場強，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)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。7．（2021·湖北·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，理想變壓器原線圈接入電壓恒定的正弦交流電，副線圈接入最大阻值為2R的滑動變阻器和阻值為R的定值電阻。在變阻器滑片從a端向b端緩慢移動的過程中（）A．電流表A1示數(shù)減小 B．電流表A2示數(shù)增大C．原線圈輸入功率先增大后減小 D．定值電阻R消耗的功率先減小后增大【答案】A【分析】本題考查含理想變壓器電路的動態(tài)分析。【詳解】AB．由于原線圈所接電壓恒定，匝數(shù)比恒定，故變壓器副線圈的輸出電壓恒定，變阻器的滑片從a端向b端緩慢移動的過程中，由數(shù)學(xué)知識可知，變壓器副線圈所接的電阻值逐漸增大，則由歐姆定律得可知副線圈的電流逐漸減小，由可知變壓器原線圈的電流I1也逐漸減小，故A正確，B錯誤；C．原線圈的輸入功率為由于I1逐漸減小，則原線圈的輸入功率逐漸減小，故C錯誤；D．由于副線圈的電流逐漸減小，則定值電阻與變阻器右半部分并聯(lián)的總電流減小，又與定值電阻并聯(lián)的變阻器右半部分的電阻值減小，則由并聯(lián)分流規(guī)律可知，流過定值電阻的電流逐漸減小，則由公式可知，定值電阻R消耗的電功率逐漸減小，故D錯誤。故選A。8．（2021·福建·統(tǒng)考高考真題）某住宅小區(qū)變壓器給住戶供電的電路示意圖如圖所示，圖中R為輸電線的總電阻。若變壓器視為理想變壓器，所有電表視為理想電表，不考慮變壓器的輸入電壓隨負(fù)載變化，則當(dāng)住戶使用的用電器增加時，圖中各電表的示數(shù)變化情況是（）A．A1增大，V2不變，V3增大B．A1增大，V2減小，V3增大C．A2增大，V2增大，V3減小D．A2增大，V2不變，V3減小【答案】D【詳解】不考慮變壓器的輸入電壓隨負(fù)載變化，即變壓器原線圈的輸入電壓不變，根據(jù)可知，變壓器副線圈的輸出電壓不變；當(dāng)住戶使用的用電器增加時，即用戶的總電阻變小，由可知，副線圈的電流變大，而由可知V3減小；由理想變壓器的原理可知原線圈的電流變大；故綜合上述分析可知A1增大，A2增大，V2不變，V3減小；故選D。9．（2022·山東·統(tǒng)考高考真題）如圖所示的變壓器，輸入電壓為，可輸出、、電壓，匝數(shù)為的原線圈中電壓隨時間變化為．單匝線圈繞過鐵芯連接交流電壓表，電壓表的示數(shù)為。將阻值為的電阻R接在兩端時，功率為。下列說法正確的是（）A．n1為1100匝，為B．間線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為C．若將R接在兩端，R兩端的電壓為，頻率為D．若將R接在兩端，流過R的電流為，周期為【答案】D【詳解】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，根據(jù)理想變壓器原線圈與單匝線圈的匝數(shù)比為解得原線圈為2200匝，A錯誤；B．根據(jù)圖像可知，當(dāng)原線圈輸入220V時，BC間的電壓應(yīng)該為12V，故BC間的線圈匝數(shù)關(guān)系有BC間的線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為B錯誤；C．若將R接在AB端，根據(jù)圖像可知，當(dāng)原線圈輸入220V時，AB間的電壓應(yīng)該為18V。根據(jù)交流電原線圈電壓的表達(dá)式可知，交流電的角速度為，故交流電的頻率為C錯誤；D．若將R接在AC端，根據(jù)圖像可知，當(dāng)原線圈輸入220V時，AC間的電壓應(yīng)該為30V，根據(jù)歐姆定律可知，流過電阻R的電流為交流電的周期為D正確。故選D。10．（2022·湖南·統(tǒng)考高考真題）如圖，理想變壓器原、副線圈總匝數(shù)相同，滑動觸頭P1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R1的阻值為R，滑動變阻器R2的最大阻值為9R，滑片P2初始位置在最右端。理想電壓表V的示數(shù)為U，理想電流表A的示數(shù)為I。下列說法正確的是（）A．保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動的過程中，I減小，U不變B．保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動的過程中，R1消耗的功率增大C．保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動的過程中，I減小，U增大D．保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動的過程中，R1消耗的功率減小【答案】B【詳解】AB．由題意可知，原副線圈的匝數(shù)比為，則副線圈的電流為，根據(jù)歐姆定律可得副線圈的電壓有效值為則變壓器原線圈的電壓有效值為設(shè)輸入交流電的電壓有效值為，則可得保持位置不變，向左緩慢滑動的過程中，不斷變大，根據(jù)歐姆定律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，則兩端的電壓不斷變小，則電壓表示數(shù)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，可知消耗的功率增大，故B正確，A錯誤；CD．設(shè)原副線圈的匝數(shù)比為，同理可得則整理可得保持位置不變，向下緩慢滑動的過程中，不斷變大，則變小，對由歐姆定律可知可知不斷變小，根據(jù)原副線圈的功率相等可知消耗的功率整理可得可知時，消耗的功率有最大值，可知消耗的功率先增大，后減小，故CD錯誤。故選B。11．（2022·河北·統(tǒng)考高考真題）張家口市壩上地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電場是北京冬奧會綠色電能的主要供應(yīng)地之一，其發(fā)電、輸電簡易模型如圖所示，已知風(fēng)輪機葉片轉(zhuǎn)速為每秒z轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)速比為的升速齒輪箱帶動發(fā)電機線圈高速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機線圈面積為S，匝數(shù)為N，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，時刻，線圈所在平面與磁場方向垂直，發(fā)電機產(chǎn)生的交變電流經(jīng)過理想變壓器升壓后。輸出電壓為U。忽略線圈電阻，下列說法正確的是（）A．發(fā)電機輸出的電壓為B．發(fā)電機輸出交變電流的頻率為C．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為D．發(fā)電機產(chǎn)生的瞬時電動勢【答案】C【詳解】B．發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速為nz，輸出交變電流的頻率為B錯誤；A．線圈繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的為正弦交流電，最大值為輸出電壓的有效值為A錯誤；C．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為C正確；D．發(fā)電機產(chǎn)生的瞬時電動勢為D錯誤。故選C。12．（2021·湖南·高考真題）如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為，輸入端、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的阻值相同。在滑動變阻器的滑片從端滑動到端的過程中，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【詳解】副線圈的總電阻為解得則滑動變阻器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)系有則等效電阻先增大后減小，由歐姆定律有，先減小后增大，先減小后增大，則先變暗后變亮，根據(jù)，由于先減小后增大，則副線圈的電壓先增大后減小，通過L2的電流為則滑動變阻器R的滑片從a端滑到b端過程中，逐漸減小，副線圈的電壓增大過程中增大；在副線圈的電壓減小過程中，通過R0的電流為逐漸增大，則越來越小，則則先變暗后變亮，一直變亮；故選A。二、多選題13．（2021·海南·高考真題）如圖，理想變壓器原線圈接在的交流電源上，副線圈匝數(shù)可通過滑片P來調(diào)節(jié)。當(dāng)滑片P處于圖示位置時，原、副線圈的匝數(shù)比，為了使圖中“，”的燈泡能夠正常發(fā)光，下列操作可行的是（）A．僅將滑片P向上滑動B．僅將滑片P向下滑動C．僅在副線圈電路中并聯(lián)一個阻值為的電阻D．僅在副線圈電路中串聯(lián)一個阻值為的電阻【答案】BD【詳解】原線圈電壓有效值則次級電壓有效值則為了使圖中“，”的燈泡能夠正常發(fā)光，則需要減小次級電壓，即僅將滑片P向下滑動；或者僅在副線圈電路中串聯(lián)一個電阻，阻值為故選BD。14．（2022·天津·高考真題）如圖所示，兩理想變壓器間接有電阻R，電表均為理想交流電表，a、b接入電壓有效值不變的正弦交流電源。閉合開關(guān)S后（

）A．R的發(fā)熱功率不變 B．電壓表的