押题精选13 交流电-2021年高考物理108所名校押题精选（新高考地区专用）

押题精选13交流电 1．如图所示，为交流发电机的示意图。装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场，线圈转动时通过滑环和电刷保持与外电路的闭合。假设线圈沿逆时针方向匀速转动，则下列说法正确的是（　　） A．线圈通过图中位置瞬间， 边的电流方向由A到B B．线圈通过图中位置瞬间，穿过线圈的磁通量的变化率为零 C．线圈通过图中位置瞬间，通过电阻的电流瞬时值最大 D．若使线圈转动的角速度增大一倍，那么通过电阻电流的有效值变为原来的 倍 【答案】C 【详解】 A．由图示知， AB边和CD边切割磁感线产生电流，根据右手定则判断可知，感应电流方向为有B指向A，故A错误； BC．图示位置为垂直中性面的位置，根据其特点可知，穿过线框的磁通量为零，感应电动势最大，感应电流最大，穿过线圈的磁通量的变化率也最大，通过电流表的电流瞬时值最大，故B错误，C正确； D．根据 可知，ω增大一倍，则E也增大一倍，根据 可知，通过电流表电流的有效值也增大一倍，故D错误。 故选C。 2．如图是一小型交流发电机供电原理图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向匀强磁场，理想变压器原、副线圈分别与发电机和灯泡连接，灯泡上标有“6V 3W”字样且正常发光（除灯泡外不计其余电阻）从某时刻开始计时，发电机输出端的电流随时间变化图像如图乙，下列说法正确的是（　　） A．当t=0.04s时发电机内线圈平面与磁场方向平行 B．发电机输出电流的瞬时值 C．变压器原、副线圈匝数之比为 ∶4 D．发电机1分钟内产生的电能为180J 【答案】D 【详解】 A．由图乙可知当t=0.04s时电流最小，故发电机内线圈平面与磁场方向垂直，选项A错误； B．由图乙可知周期T=0.04s，则 所以发电机输出电流的瞬时值为 选项B错误； C．流过灯泡的电流 发电机输出的电流 所以变压器原、副线圈匝数之比为 选项C错误； D．发电机1分钟内产生的电能即为小灯泡消耗的电能 选项D正确。 故选D。 3．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为2：1原线圈接在 的交流电源上，副线圈一端接有R=55Ω的负载电阻、熔断电流为1A的保险丝和一个灯泡D，电流表为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．S断开时，原线圈中电流表的读数为 A B．S断开时，原线圈的输入功率为 W C．副线圈中输出交流电的周期为50s D．S闭合时，若灯泡D正常发光，原线圈中电流表读数不会超过1.5A 【答案】D 【详解】 A．S断开时，副线圈接入电阻R=55Ω，由于原线圈接在 所以原线圈的电压的有效值为 ，根据理想变压器的的原副线圈之比为2:1，所以副线圈的电压 故副线圈的电流为 根据电流之比和匝数成反比可知，原线圈的电流读数为 A错误； B．S断开时原线圈的输入功率 P2=U1I1=220W B错误； C．根据角速度的计算公式 可知 C错误； D．S闭合时，灯泡D正常发光通过灯泡D的有效值为1A，通过R的电流有效值值为2A，故通过副线圈的电流的有效值为3A，由变压器的电流之比和匝数成反比可知，变压器原线圈输入电流的有效值最大为1.5A，D正确。 故选D。 4．如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里（与ab垂直）的匀强磁场，磁感应强度为B，M和N是两个集流环，通过导线与变压器原线圈相连，变压器副线圈接入电阻为R0的灯泡（电阻不变），线圈、电流表和连接导线的电阻不计。则（　　） A．线圈产生感应电动势的最大值是2π2Bnr2 B．线圈转速不变，当线圈转到图示位置时，电流表A示数为零 C．若变压器接入电路中变压比为1：2，则电流表A的示数为 D．若变压器接入电路中变压比为1：2，线圈从图示位置起转过 转的时间内，灯泡L消耗的电能为 【答案】D 【详解】 A．线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流 此交变电动势的最大值为 Em=BSω=B· ·2πn=π2Bnr2 选项A错误； B．交流电路中电流表测量是电流有效值则不为0，选项B错误； D．在线圈从图示位置转过 转的时间内，线圈产生电动势的有效值为 E= = 变压器接入电路中变压比为1：2，则副线圈输出电压 灯泡L消耗的电能 选项D正确。 C．设此交变电动势在一个周期内的有效值为E′，由有效值的定义得 · ＝ T 解得 E′＝ 若变压器接入电路中变压比为1：2，副线圈输出电压 电流表A的示数为 选项C错误。 故选D。 5．如图，一理想变压器ab端接交流电源，原线圈匝数为100匝，R1、R2、R3阻值相等。则当开关S断开时R1功率为P1，当S闭合时R1功率为P2，且P1：P2=9：25，则副线圈匝数为（　　） A．25 B．50 C．200 D．400 【答案】B 【详解】 ABCD．设原副线圈的匝数比为n，开关断开时