专题07 交变电流-【好题汇编】2024年高考物理三模试题分类汇编（山东专用）

专题07 交变电流 1、（2024·枣庄市高考三模）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为3：1，原线圈中接有定值电阻，副线圈接有定值电阻和滑动变阻器R。已知，ab两端接一正弦式交流电，当滑动变阻器R的滑片向左滑动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电流表A示数变小 B. 电压表V示数保持不变 C. 变压器的输出功率先增大后减小 D. 电压表示数变化与电流表示数变化的比值不变 2、（2024·烟台市招远市高考三模）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1，输入端A、B接入电压有效值恒定的交变电源。滑动变阻器R1最大阻值为40Ω，其滑片P1初始位置在最左端；滑动变阻器R2最大阻值为5Ω，其滑片P2初始位置在正中间。理想电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，理想电压表V1、V2示数为U1、U2，下列说法中正确的是（ ） A. P2保持不动，P1向右滑动，则U1增大，U2不变 B. P1保持不动，P2向下滑动，则I1减小，I2减小 C. P2保持不动，P1向右滑动，则R1消耗的功率一直增大 D. P2保持不动，P1向右滑动，则R1消耗的功率先增大后减小 3、（2024·潍坊市高考三模）如图甲所示，小型交流发电机通过电刷和理想变压器原线圈连接，变压器副线圈两端接电阻R。已知发电机线圈匝数为10，变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，变压器原线圈中电流随时间变化规律如图乙所示，则发电机线圈从图示位置开始转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为（ ） A. B. C. D. 4、（2024·泰安市高考三模）远距离输电的示意图如图所示，变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数比为，降压变压器的原、副线圈匝数比为，输电线的总电阻为R=200Ω。当用户消耗的电功率为110kW时，入户电压，则升压变压器的原线圈的输入电压等于（　　） A. 465V B. 316.5V C. 232.5V D. 216.5V 5、（2024·山东省实验中学高考三模）如图，面积、电阻不计的单匝矩形线圈，在磁感应强度B=1T的匀强磁场中旋转，构成交流发电机。其产生的交变电流通过匝数比的理想变压器，再经充电电路给电池充电。若要求变压器输出电压的有效值达到12V才能给电池充电，下列判断正确的是（  ） A. 图示位置流过发电机线圈的电流最大 B. 转速变慢时变压器输出电压不变但频率变小 C. 交流发电机转速达到2r/s才能给电池充电 D. 交流发电机转速达到20r/s才能给电池充电 6、（2024·齐鲁名校大联考高考三模）在如图所示的电路中，开关S闭合，理想变压器的输入电压，原线圈匝数为n1，副线圈匝数为n2，定值电阻R1、R2、R3的阻值均为R。在变压器的闭合铁芯上还绕有一匝线圈，该线圈接理想交流电压表，电压表的示数为U0。下列说法正确的是（　　） A. B. 电阻R2的功率为 C. 原线圈中的电流为 D. 若仅断开开关S，则电压表的示数变为 7、（2024·聊城市高考三模）如图甲所示，发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕中心转轴匀速转动，产生的感应电动势如图乙所示，发电机输出端接理想变压器，理想变压器原、副线圈匝数比，副线圈1接额定电压为4V的小灯泡，副线圈2连接定值电阻R。开关S断开时，小灯泡正常发光，理想电流表的示数为1A。开关S闭合后，调整矩形线圈的转速为原来的1.2倍，小灯泡仍正常发光。下列说法正确的是（　　） A. t＝0时，线圈平面与磁场方向夹角为30° B. 矩形线圈的电阻为20Ω C. 图乙中瞬时感应电动势e随时间的变化关系为 D. 开关S闭合后发电机的总功率为开关S闭合前发电机总功率的1.2倍 8、（2024·淄博市高考三模）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为3：1，原线圈中接有定值电阻，副线圈接有定值电阻和滑动变阻器R。已知，ab两端接一正弦式交流电，当滑动变阻器R的滑片向左滑动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电流表A示数变小 B. 电压表V示数保持不变 C. 变压器的输出功率先增大后减小 D. 电压表示数变化与电流表示数变化的比值不变 9、（2024·济宁市高考三模）除颤仪是用于突发心室纤颤等心脏疾病的急救医疗设备，某型号除颤仪电路原理如图所示。某次调试时，除颤仪接在220V交流电源上，交流电压表示数为20V，电容器充电完毕，开关由“1”掷向“2”，放电电流平均值为2.8A，放电时间约为，已知电容器电容为。下列说法正确的是（　　） A. 自耦变压器的原副线圈匝数之比为 B. 充电完毕后电容器两端的电压为2800V C. 升压变压器原副线圈的匝数比约为 D. 若去掉二极管该除颤仪依然可正常工作 10、（2024·济南市高考三模）如图所示，线圈在匀强磁场中绕固定轴匀速转动，产生的正弦式交流电通过自耦变压器给灯泡和滑动变阻器供电。已知线圈的电阻不可忽略，自耦变压器可看作理想变压器，下列说法正确的是（　　） A. 图示时刻线圈中感应电流大小为零 B. 将滑动变阻器的滑片向上移动，灯泡变亮 C. 将自耦变压器的滑片逆时针转动，自耦变压器的输入电流变大 D. 将滑动变阻器的滑片向上移动，自耦变压器的输出功率一定减小 11、（2024·菏泽市外国语学校高考三模）白鹤滩水电站是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程，是我国实施“西电东送”的大国重器，建成后其发电量位居世界第二，仅次于三峡水电站，其采用的是特高压远距离输电方式。若保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，从原来的高压输电升级为的特高压输电，下列说法正确的是（ ） A. 若输电线不变，则输电线中的电流变为原来的10倍 B. 若输电线不变，则输电线中的电流变为原来的 C. 若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的 D. 若更换直径为原来输电线直径的同种材料制成的输电线，则输电线上损失的功率不变 12、（2024·德州市一中高考三模）如图所示，N匝边长为L、电阻为R的正方形线框，绕OO′ 轴以角速度ω匀速转动，OO′ 为中轴线，其左侧存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，线框通过电刷与阻值为3R的定值电阻和可变变压器相连，副线圈接有阻值为R的定值电阻，原线圈和副线圈初始接入电路的匝数之比为3∶1，副线圈的总匝数与原线圈的匝数相等。下列说法正确的是（　　） A. 线框从图示转过60°时，电动势的瞬时值为 B. 交流电压表的示数为 C. 原、副线圈的匝数之比为2∶1时，电流表和电压表示数的乘积最大 D. 滑动触头P向上移动时，电源的输出功率逐渐变大后变小 试卷第4页，共5页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题07 交变电流 1、（2024·枣庄市高考三模）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为3：1，原线圈中接有定值电阻，副线圈接有定值电阻和滑动变阻器R。已知，ab两端接一正弦式交流电，当滑动变阻器R的滑片向左滑动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电流表A示数变小 B. 电压表V示数保持不变 C. 变压器的输出功率先增大后减小 D. 电压表示数变化与电流表示数变化的比值不变 【答案】AD 【解析】 A．将原、负线圈和电阻R1等效为电源。等效后 当滑动变阻器R的滑片向左滑动过程中，电阻变大，所以电流变小，电流表A示数变小，故A正确； B．根据闭合电路欧姆定律 由题可知 根据理想变压器原副线圈关系 ， 联立可得 由于变小，所以变大，电压表V示数变大，故B错误； C．由上式可知等效内阻 当外电阻接近内阻时，输出功率增大，由于R1:R2=9:1，即 所以当R增大，输出功率一直减小，故C错误； D．由上述可知 电压表示数变化与电流表示数变化的比值不变，故D正确。 故选AD。 2、（2024·烟台市招远市高考三模）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1，输入端A、B接入电压有效值恒定的交变电源。滑动变阻器R1最大阻值为40Ω，其滑片P1初始位置在最左端；滑动变阻器R2最大阻值为5Ω，其滑片P2初始位置在正中间。理想电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，理想电压表V1、V2示数为U1、U2，下列说法中正确的是（ ） A. P2保持不动，P1向右滑动，则U1增大，U2不变 B. P1保持不动，P2向下滑动，则I1减小，I2减小 C. P2保持不动，P1向右滑动，则R1消耗的功率一直增大 D. P2保持不动，P1向右滑动，则R1消耗的功率先增大后减小 【答案】D 【解析】 A．设原副线圈的匝数比为k，根据理想变压器电压与匝数比的关系 U初=kU次 电流与匝数比的关系 副线圈负载电阻 原线圈的等效电阻 设输入电压为U0，对于原线圈电路，根据欧姆定律 保持不动，即R2不变，P1向右滑动，则R1变大，则I初减小，次级电流减小，初级电压减小，则U2减小，增大，故A错误； B．P1保持不动，P2向下滑动，R2减小，则I初增大，即增大，匝数不变，由可知增大，故B错误； CD．P2保持不动，原线圈的等效电阻 将此电阻看做是电源U0的内阻，将R1看做是电源的外电阻，则当P1向右滑动时，电阻增加，当R1=20Ω时即滑片滑到中央位置R1消耗的功率最大，然后随R1阻值继续增加，R1消耗的功率逐渐减小，即R1消耗的功率先增加后减小，故C错误，D正确。 故选D。 3、（2024·潍坊市高考三模）如图甲所示，小型交流发电机通过电刷和理想变压器原线圈连接，变压器副线圈两端接电阻R。已知发电机线圈匝数为10，变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，变压器原线圈中电流随时间变化规律如图乙所示，则发电机线圈从图示位置开始转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 发电机线圈从图示位置开始转过90°的过程中，设发电机线圈面积为S、匝数为N，原线圈回路总电阻为R总，原线圈位置磁感应强度为B，则原线圈通过的电荷量为 其中 ， 解得 再根据 可知发电机线圈从图示位置开始转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为 故选C。 4、（2024·泰安市高考三模）远距离输电的示意图如图所示，变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数比为，降压变压器的原、副线圈匝数比为，输电线的总电阻为R=200Ω。当用户消耗的电功率为110kW时，入户电压，则升压变压器的原线圈的输入电压等于（　　） A. 465V B. 316.5V C. 232.5V D. 216.5V 【答案】B 【解析】 降压变压器副线圈中的电流为 设输电线上的电流为，根据 解得 根据 解得 输电线上损失的电压大小为 可知升压变压器副线圈两端的电压为 根据 解得 故选B。 5、（2024·山东省实验中学高考三模）如图，面积、电阻不计的单匝矩形线圈，在磁感应强度B=1T的匀强磁场中旋转，构成交流发电机。其产生的交变电流通过匝数比的理想变压器，再经充电电路给电池充电。若要求变压器输出电压的有效值达到12V才能给电池充电，下列判断正确的是（  ） A. 图示位置流过发电机线圈的电流最大 B. 转速变慢时变压器输出电压不变但频率变小 C. 交流发电机转速达到2r/s才能给电池充电 D. 交流发电机转速达到20r/s才能给电池充电 【答案】C 【解析】 A．图示位置线圈处于中性面，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率最小，感应电流最小，故A错误； B．发电机产生的交流电压的有效值 转速变慢时变压器输出电压减小，故B错误； CD．要求变压器输出电压的有效值达到才能给电池充电，根据变压比，此时原线圈电压即发电机输出电压为 则根据 可得 故C正确，D错误。 故选C。 6、（2024·齐鲁名校大联考高考三模）在如图所示的电路中，开关S闭合，理想变压器的输入电压，原线圈匝数为n1，副线圈匝数为n2，定值电阻R1、R2、R3的阻值均为R。在变压器的闭合铁芯上还绕有一匝线圈，该线圈接理想交流电压表，电压表的示数为U0。下列说法正确的是（　　） A. B. 电阻R2的功率为 C. 原线圈中的电流为 D. 若仅断开开关S，则电压表的示数变为 【答案】C 【解析】 A．根据变压器电压与线圈匝数之比可知 解得 故A错误； B．根据变压器电压与线圈匝数之比可知 解得 根据串并联电路电流规律可知 则R2的电流为 R2的功率为 故B错误； C．根据变压器电流与线圈匝数之比可知 解得 故C正确； D．仅断开开关S，则电压表的示数不变，故D错误； 故选C。 7、（2024·聊城市高考三模）如图甲所示，发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕中心转轴匀速转动，产生的感应电动势如图乙所示，发电机输出端接理想变压器，理想变压器原、副线圈匝数比，副线圈1接额定电压为4V的小灯泡，副线圈2连接定值电阻R。开关S断开时，小灯泡正常发光，理想电流表的示数为1A。开关S闭合后，调整矩形线圈的转速为原来的1.2倍，小灯泡仍正常发光。下列说法正确的是（　　） A. t＝0时，线圈平面与磁场方向夹角为30° B. 矩形线圈的电阻为20Ω C. 图乙中瞬时感应电动势e随时间的变化关系为 D. 开关S闭合后发电机的总功率为开关S闭合前发电机总功率的1.2倍 【答案】C 【解析】 AC．由图乙可知线圈转动的周期为，图乙中瞬时感应电动势e随时间的变化关系为 当时，，代入解得 则t＝0时，线圈平面与磁场方向夹角为 故A错误，C正确； B．开关S断开时，小灯泡正常发光，由变压器规律 解得 在原线圈由闭合电路欧姆定律得 原线圈电压有效值为 解得矩形线圈的电阻为 故B错误； D. 开关S闭合，调整矩形线圈的转速为原来的1.2倍，则 因为小灯泡仍然正常发光，则，由闭合电路欧姆定律得 解得理想电流表的示数为 开关S闭合后发电机的总功率为 开关S闭合前发电机总功率为 则 故D错误。 故选C。 8、（2024·淄博市高考三模）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为3：1，原线圈中接有定值电阻，副线圈接有定值电阻和滑动变阻器R。已知，ab两端接一正弦式交流电，当滑动变阻器R的滑片向左滑动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电流表A示数变小 B. 电压表V示数保持不变 C. 变压器的输出功率先增大后减小 D. 电压表示数变化与电流表示数变化的比值不变 【答案】AD 【解析】 A．将原、负线圈和电阻R1等效为电源。等效后 当滑动变阻器R的滑片向左滑动过程中，电阻变大，所以电流变小，电流表A示数变小，故A正确； B．根据闭合电路欧姆定律 由题可知 根据理想变压器原副线圈关系 ， 联立可得 由于变小，所以变大，电压表V示数变大，故B错误； C．由上式可知等效内阻 当外电阻接近内阻时，输出功率增大，由于R1:R2=9:1，即 所以当R增大，输出功率一直减小，故C错误； D．由上述可知 电压表示数变化与电流表示数变化的比值不变，故D正确。 故选AD。 9、（2024·济宁市高考三模）除颤仪是用于突发心室纤颤等心脏疾病的急救医疗设备，某型号除颤仪电路原理如图所示。某次调试时，除颤仪接在220V交流电源上，交流电压表示数为20V，电容器充电完毕，开关由“1”掷向“2”，放电电流平均值为2.8A，放电时间约为，已知电容器电容为。下列说法正确的是（　　） A. 自耦变压器的原副线圈匝数之比为 B. 充电完毕后电容器两端的电压为2800V C. 升压变压器原副线圈的匝数比约为 D. 若去掉二极管该除颤仪依然可正常工作 【答案】C 【解析】 A．自耦变压器的原副线圈匝数之比为 故A错误； BC．充电完毕后电容器储存的电荷量为 则充电完毕后电容器两端的电压为 则升压变压器副线圈电压的最大值为，升压变压器原线圈电压的最大值为 则升压变压器原副线圈的匝数比为 故B错误，C正确； D．若去掉二极管，电容器两端接交流的，电容器一直进行充放电，则该除颤仪依然不能正常工作，故D错误。 故选C。 10、（2024·济南市高考三模）如图所示，线圈在匀强磁场中绕固定轴匀速转动，产生的正弦式交流电通过自耦变压器给灯泡和滑动变阻器供电。已知线圈的电阻不可忽略，自耦变压器可看作理想变压器，下列说法正确的是（　　） A. 图示时刻线圈中感应电流大小为零 B. 将滑动变阻器的滑片向上移动，灯泡变亮 C. 将自耦变压器的滑片逆时针转动，自耦变压器的输入电流变大 D. 将滑动变阻器的滑片向上移动，自耦变压器的输出功率一定减小 【答案】C 【解析】 A．图示时刻线圈abcd中的磁通量为零，与中性面垂直，磁通量的变化率最大，感应电动势大，感应电流最大，故A错误； C．将自耦变压器的滑片P逆时针转动，变压器的原线圈匝数不变，副线圈的匝数增多，副线圈的输出电压变大，则副线圈的电流变大，所以自耦变压器的输入电流变大，故C正确； BD．设滑动变阻器和小灯泡的总电阻为R，线圈abcd在匀强磁场中匀速转动产生电动势的有效值为E，内阻为r，自耦变压器的原副线圈匝数分别为、。则副线圈在原线圈中的等效电阻为 将滑动变阻器的滑片Q向上移动，滑动变阻器的电阻变小，副线圈在原线圈中的等效电阻变小，原线圈的电流变大，线圈abcd分压变大，则原线圈的输入电压变小，副线圈的输出电压也变小，灯泡两端的电压变小，则灯泡变暗；则线圈abcd的输出功率为 所以，当时，线圈abcd的输出功率最大，即自耦变压器的输出功率最大，将滑动变阻器的滑片Q向上移动，则滑动变阻器的阻值变小，即滑动变阻器和小灯泡的总电阻变小，但因滑动变阻器和小灯泡的总电阻与线圈匝数比和线圈abcd的内阻未知，所以无法判断自耦变压器的输出功率的变化情况，故BD错误。 故选C。 11、（2024·菏泽市外国语学校高考三模）白鹤滩水电站是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程，是我国实施“西电东送”的大国重器，建成后其发电量位居世界第二，仅次于三峡水电站，其采用的是特高压远距离输电方式。若保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，从原来的高压输电升级为的特高压输电，下列说法正确的是（ ） A. 若输电线不变，则输电线中的电流变为原来的10倍 B. 若输电线不变，则输电线中的电流变为原来的 C. 若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的 D. 若更换直径为原来输电线直径的同种材料制成的输电线，则输电线上损失的功率不变 【答案】BD 【解析】 AB．保持输送电能总功率，则电功率有 输电电压U从原来的高压110kV升级为特高压1100kV，则升压变压器的原线圈的电流变为原来的，由变压器两端的电流关系 因匝数比不变，则输电线中的电流变为原来的，故A错误，B正确； C．若输电线不变，输电线上损失的功率为 输电线中的电流变为原来的，则输电线上损失的功率变为原来的，故C错误； D．若更换直径为原来输电线直径的同种材料制成的输电线，则输电线上损失的功率不变 故电阻变为原来的100倍，保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，从原来的高压输电升级为的特高压输电，输电线中的电流变为原来的，输电线上损失的功率为 故损失的功率不变，D正确。 故选BD。 12、（2024·德州市一中高考三模）如图所示，N匝边长为L、电阻为R的正方形线框，绕OO′ 轴以角速度ω匀速转动，OO′ 为中轴线，其左侧存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，线框通过电刷与阻值为3R的定值电阻和可变变压器相连，副线圈接有阻值为R的定值电阻，原线圈和副线圈初始接入电路的匝数之比为3∶1，副线圈的总匝数与原线圈的匝数相等。下列说法正确的是（　　） A. 线框从图示转过60°时，电动势的瞬时值为 B. 交流电压表的示数为 C. 原、副线圈的匝数之比为2∶1时，电流表和电压表示数的乘积最大 D. 滑动触头P向上移动时，电源的输出功率逐渐变大后变小 【答案】C 【解析】 A．从图示计时，电动势的瞬时值表达式为 当ωt=60°时 A错误； B．电动势的最大值为 有效值为 E= 副线圈的有效电阻为 当原、副线圈的匝数之比为3∶1时 =9R 电压表的示数为 B错误； C．电流表和电压表示数的乘积即为变压器的输入功率，将变压器视为外电路，等效电源的内阻为4R =4R 即 =2 时，UI有最大值，C正确； D．电源的输出功率为 当滑动触头P向上移动时，比值减小，减小，增大，D错误。 故选C 试卷第4页，共5页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$