2024年高考物理真題模擬題匯編13交流電含解析

PAGEPAGE13專題13溝通電1．（2024·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。其原線圈匝數較少，串聯在電路中，副線圈匝數較多，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象，只可以測量交變電流，B選項錯誤。C．電流互感器不會變更電流的頻率，只變更電流，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．（2024·浙江省1月學業(yè)水平測試選考）如圖所示，甲乙兩圖中的志向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比為，電壓表讀數為U，乙圖中變壓器原副線圈的匝數比為，電流表讀數為I。則甲圖中高壓線電壓和乙圖中高壓線電流分別為A．， B．， C．， D．，【答案】B【解析】依據志向變壓器的電壓和電流規(guī)律：解得甲圖中高壓線電壓為乙圖中高壓線電流為故B正確，ACD錯誤。故選B。3．（2024·浙江卷）如圖所示，某小型水電站發(fā)電機的輸出功率，發(fā)電機的電壓，經變壓器升壓后向遠處輸電，輸電線總電阻，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為。已知輸電線上損失的功率，假設兩個變壓器均是志向變壓器，下列說法正確的是A．發(fā)電機輸出的電流B．輸電線上的電流C．降壓變壓器的匝數比D．用戶得到的電流【答案】C【解析】A．依據電功率公式發(fā)電機輸出電流A錯誤；B．輸電線上損失功率，由可得故B錯誤；C．降壓變壓器原副線圈得到的功率為P4=P-P線=95kW依據志向變壓器電流與線圈匝數成反比關系，可得C正確；D．用戶得到的功率為，用戶得到的電流D錯誤。故選C。4．（2024·山東卷）圖甲中的志向變壓器原、副線圈匝數比n1：n2=22：3，輸入端a、b所接電壓u隨時間t的變更關系如圖乙所示。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整為（）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）依據志向變壓器電壓規(guī)律可知副線圈電壓有效值為燈泡正常工作，依據歐姆定律可知分壓為，則通過燈泡的電流，即副線圈部分的干路電流為依據串聯分壓規(guī)律可知，和、構成的并聯電路部分的分壓為通過的電流為通過、的電流為、的分壓為解得滑動變阻器的阻值為A正確，BCD錯誤。故選A。5．（2024·新課標Ⅲ卷）在圖（a）所示的溝通電路中，電源電壓的有效值為220V，志向變壓器原、副線圈的匝數比為10∶1，R1、R2、R3均為固定電阻，R2=10，R3=20，各電表均為志向電表。已知電阻R2中電流i2隨時間t變更的正弦曲線如圖（b）所示。下列說法正確的是A．所用溝通電的頻率為50Hz B．電壓表的示數為100VC．電流表的示數為1.0A D．變壓器傳輸的電功率為15.0W【答案】AD【解析】A．溝通電的頻率為A正確；B．通過電流的有效值為兩端即副線圈兩端的電壓，依據歐姆定律可知依據志向變壓器的電壓規(guī)律可知原線圈的電壓電阻兩端分壓即為電壓表示數，即B錯誤；C．電流表的示數為C錯誤；D．副線圈中流過的總電流為變壓器原副線圈傳輸的功率為D正確。故選AD。6．（四川省遂寧市2025屆高三第三次診斷性）如圖所示，志向變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b。當輸入電壓U為燈泡額定電壓的7倍時，兩燈泡均能正常發(fā)光。則燈泡a與b的功率之比為A．3:1B．1:3C．6:1D．1:6【答案】D【解析】輸入電壓為U，則兩燈泡正常發(fā)光時兩端電壓均為，變壓器的匝數比，則，依據P=IU可知燈泡a與b的功率之比為1:6，故選D.7．（遼寧省沈陽市郊聯體2025屆高三第一次模擬）如圖甲所示，M是一個小型志向變壓器，原副線圈匝數之比n1：n2=10：1，接線柱a、b間接一正弦交變電源，其電壓隨時間的變更規(guī)律如圖乙所示。變壓器右側部分為一火警報警系統(tǒng)原理圖，其中R2是用半導體熱敏材料(電阻隨溫度上升而減小)制成的傳感器，R1為肯定值電阻。下列說法中正確的是A．電壓表V的示數為22VB．當R2所在處出現火警時，電壓表Ⅴ的示數增大C．當R2所在處出現火警時，電流表A的示數增大D．當R2所在處出現火警時，電阻R1的功率不變【答案】C【解析】由圖象可知，輸入的電壓有效值為220V，變壓器的電壓與匝數成正比，由此可得副線圈的電壓為22V，電壓表測的是半導體熱敏材料的電壓，R1，R2的總電壓為22V，所以電壓表的示數小于22V，所以A錯誤；當出現火警時，溫度上升，電阻R2減小，副線圈的電流變大，所以原線圈電流即電流表示數增大，則R1的電壓要增大，消耗的功率也增大，由于副線圈的總電壓不變，所以R2的電壓即電壓表示數就要減小，所以C正確，BD錯誤；故選C。8．（貴州省畢節(jié)市2025屆高三適應性監(jiān)測）如圖所示，變壓器為志向變壓器，電流表A1內阻不行忽視，其余的均為志向的電流表和電壓表．a、b接在電壓有效值不變的溝通電源兩端，R0為定值電阻，R為滑動變阻器．現將變阻器的滑片沿c→d的方向滑動時，則下列說法正確的是A．電壓表V1、V2示數不變，V3示數變小B．電壓表V1、V2示數變小，V3示數變大C．電流表A1、A2的示數都增大D．電流表A1的示數變小，A2的示數增大【答案】C【解析】當滑動變阻器從c向d滑動的時候，滑動變阻器接入電路的電阻變小，副線圈的總電阻減小，假設副線圈的總電壓不變，則副線圈的總電流增大，變壓器的電流關系可知原線圈的總電流增大，則原線圈兩端的電壓減小，又可知副線圈兩端的電壓減小，滑動變阻器兩端的電壓減小，而電壓表V1測量的是U1的電壓；電壓表V2測量的是U2的電壓，電壓表V3測量的是U3的電壓，電流表A1測量I1的電流，電流表A2測量I2的電流，故ABD錯誤，C正確．9．（四川省成都市第七中學2025屆高三三診模擬）小型發(fā)電站為某村寨110戶家庭供電，輸電原理如圖所示，圖中的變壓器均為志向變壓器，其中降壓變壓器的匝數比為n3∶n4＝50∶1，輸電線的總電阻R＝10Ω。某時段全村平均每戶用電的功率為200W，該時段降壓變壓器的輸出電壓為220V。則此時段A．降壓變壓器的輸入電壓為11kV B．發(fā)電機的輸出功率為22kWC．輸電線的電流為1100A D．輸電線上損失的功率約為8.26W【答案】A【解析】A.降壓變壓器輸出電壓220V，依據變壓器原理：，代入數據解得：，A正確BCD.降壓變壓器輸出功率：，而，代入數據解得：輸電線電流，輸電線上功率損失：，依據：，所以發(fā)電機輸出功率為22040W，BCD錯誤10．（2024年天津高三期末）在勻強磁場中，一個100匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉動，穿過該線圈的磁通量隨時間按圖示正弦規(guī)律變更設線圈總電阻為，則A．時，線圈平面平行于磁感線B．時，線圈中的電流變更方向C．時，線圈中的感應電動勢最大D．一個周期內，線圈產生的熱量為【答案】AD【解析】A．依據圖象可知，在t=0時穿過線圈平面的磁通量為零，所以線圈平面平行于磁感線，A正確；B．Φ-t圖象的斜率為，即表示磁通量的變更率，在0.5s～1.5s之間，“斜率方向“不變，表示的感應電動勢方向不變，則電流強度方向不變，B錯誤；C．所以在t=1.5s時，通過線圈的磁量最大，線圈位于中性面，感應電動勢為0，故C錯誤；D．感應電動勢的最大值為，有效值，依據焦耳定律可得一個周期產生的熱為，故D正確．11．（河南省頂級名校2025屆高三第四次聯合質量測評）如圖所示為電能輸送的示意圖，升壓、降壓變壓器均為志向變壓器，輸電線總電阻R為8Ω，升壓變壓器的輸入功率100kW，用戶端得到的電壓為220V，用戶得到的功率為95kW．下面說法正確的是A．輸電線上損失的電壓為50VB．升壓變壓器輸出電壓為4×103VC．降壓變壓器原、副線圈匝數比為D．用戶端負載增加，有利于削減遠距離輸電的電能損失【答案】BC【解析】A、由知輸電線上的電流，輸電線上損失的電壓為，故選項A錯誤；B、升壓變壓器的輸出電壓，故選項B正確；C、降壓變壓器的輸入電壓，降壓變壓器的原、副線圈的匝數比為，故選項C正確；D、用戶端負載增加，降壓變壓器的副線圈的電流增大，依據變壓器的電流與匝數關系可知降壓變壓器的原線圈的電流增大，由知輸電線上的損失功率增大，故選項D錯誤；故選BC．12．（福建省福州市2025屆中學畢業(yè)班其次次質量檢查）如圖1所示，志向變壓器的原線圈接有保險絲FU，其熔斷電流為6A，副線圈接有阻值為R0=10Ω的定值電阻、銘牌上標有“100V50W”字樣的燈泡以及最大阻值為400Ω的滑動變阻器R?，F在原線圈的ab間接如圖2所示的溝通電源，當滑動變阻器的滑片處在中點時，燈泡恰好正常發(fā)光，則下列說法正確的是A．原線圈兩端輸入的交變電壓為u=22sin100πt(V)B．志向變壓器原、副線圈的匝數比為1∶5C．若將滑動變阻器的滑片向下移動少許，燈泡變亮D．若持續(xù)向下移動滑動變阻器的滑片，變壓器的輸入功率變大，可能會使熔斷器熔斷【答案】BD【解析】由題圖2可知，交變電壓的最大值為222V，周期為T=2×10－2s，所以角速度為ω=2πT=100π(rad/s)，則原線圈兩端的交變電壓為u=222sin100πt(V)，選項A錯誤；燈泡正常發(fā)光時的電阻為RL=UL2P=200Ω，電流為IL=PUL=0.5A，當滑動變阻器的滑片處在中點時接入電路的電阻為200Ω，依據并聯電路的特點可知，通過電阻R0的電流為I0=1A，所以變壓器的輸出電壓為U2=UL＋I0R0=110V，則有n1n2=U1U2=15，選項B正確；若將滑動變阻器的滑片向下移動少許，接入電路的電阻變小，則副線圈中的電流變大，電阻R0兩端的電壓增大，所以燈泡兩端的電壓減小，亮度變暗，選項C錯誤；若持續(xù)向下移動滑動變阻器的滑片，副線圈中的電流會持續(xù)增大，由13．（2024年福建連城縣第一中學期中）如圖所示，電阻不計的正方形導線框abcd處于勻強磁場中，線框繞中心軸OO′勻速轉動時，產生的電動勢e=200cos100πt(V)。線框的輸出端與志向變壓器原線圈相連，副線圈連接著一只“20V、8W”的燈泡，且燈泡能正常發(fā)光，電路中熔斷器熔斷電流為0.4A，熔斷器與輸電導線的電阻忽視不計。下列推斷正確的是A．t=0s時刻的線框中磁通量變更率最大B．志向變壓器原、副線圈匝數之比為10∶1C．若副線圈兩端并聯多只“20V、8W”的燈泡，則最多不能超過10只D．若線框轉速減半，產生的電動勢e=100cos100πt(V)【答案】AB【解析】A．圖示位置線圈與中性面垂直，感應電動勢最大，故線框中磁通量變更率最大，故A正確；B．線框繞中心軸OO′勻速運動時，產生的電動勢e=200cos100πt(V)，故輸入變壓器的電壓的有效值為U=V=200V，燈泡能正常發(fā)光，故變壓器的輸出電壓為20V；依據變壓比公式有，故B正確；C．電路中熔斷器熔斷電流為0.4A，此時依據能量守恒定律有，解得n=，故副線圈兩端并聯“20V、8W”的燈泡最多不能超過14只，故C錯誤；D．若線框轉速減半，依據公式Em=NBSω，產生的電動勢也減半，角速度為ω=2πn=50πrad/s，則產生的電動勢e=100cos50πt(V)，故D錯誤。故選AB。14．（江蘇省南通市2024年高三模擬）教學用發(fā)電機能夠產生正弦式交變電流，現利用該發(fā)電機（內阻可忽視）通過志向變壓器向定值電阻R和電容器C供電，電路如圖所示．志向溝通電流表A、志向溝通電壓表V的讀數分別為I、U，R消耗的功率為P．若發(fā)電機線圈的轉速變?yōu)樵瓉淼?倍，則A．電壓表V的讀數變