专题08 交变电流-【好题汇编】5年（2020-2024）高考1年模拟物理真题分类汇编（山东专用）

专题08 交变电流 考点 五年考情（2020-2024） 命题趋势 备考策略 考点1 交变电流的产生和描述 （5年1考） 2024·山东卷·T8 本章高考考查内容主要有:(1)交变电流的产生及变化规律；(2)交变电流的四值及应用；(3)理想变压器的工作原理与规律；(4)理想变压器的动态电路分析；远距离输电的模式以及电压和功率的损耗；(6)传感器的简单应用.题型主要为选择题.物理核心素养上面主要考查学生的“模型建构和科学推理”要素.能力主要考查理解与推理能力.整体难度中偏易 复习时要重点关注:(1)交变电流的产生过程；(2)交变电流的图象和交变电流的四值；(3)理想变压器电路中原、副线圈与各物理量之间的制约关系；(4)理想变压器的工作原理；(5)远距离输电的特点.远距离输电技术处于世界领先水平，与之相关的信息给予题应多训练.随着现代技术与人工智能的发展，传感器的应用越来越广泛，与传感器有关的信息题和实验题应增加关注.变压器的动态变化问题应作为本章的重点和难点. 考点2 理想变压器和远距离输电 （5年4考） 2023·山东卷·T7 2022·山东卷·T4 2021·山东卷·T9 2020·山东卷·T5 考点01 交变电流的产生和描述 1、（2024·山东卷·T8）如图甲所示，在-d≤x≤d，-d≤y≤d的区域中存在垂直Oxy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y轴为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电动势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为（　　） A. B. C. D. 考点02 理想变压器和远距离输电 2、（2023·山东卷·T7）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1= 250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3：n4= 50：1，输电线总电阻R = 62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4= 220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ） A. 发电机的输出电流为368A B. 输电线上损失的功率为4.8kW C. 输送给储能站的功率为408kW D. 升压变压器的匝数比n1：n2= 1：44 3、（2022·山东卷·T4）如图所示的变压器，输入电压为，可输出、、电压，匝数为的原线圈中电随时间变化为．单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为。将阻值为的电阻R接在两端时，功率为。下列说法正确的是（　　） A. n1为1100匝，为 B. 间线圈匝数为120匝，流过R的电流为 C. 若将R接在两端，R两端的电压为，频率为 D. 若将R接在两端，流过R的电流为，周期为 4、（2021·山东卷·T9）输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压为的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为。开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为；接2时，匝数比为1∶2，R上的功率为P。以下判断正确的是（　　） A. B. C. D. 5、（2020·山东卷·T5）图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=22：3，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15 Ω，额定电压为24 V。定值电阻R1=10 Ω、R2=5 Ω， 滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为（　　） A. 1 Ω B. 5 Ω C. 6 Ω D. 8 Ω 一、单选题 1．（2024·山东聊城·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 2．（2024·山东潍坊·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． 3．（2024·山东济宁·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 4．（2024·山东青岛·三模）如图，学校兴趣小组利用厚度为、电阻率为的硅钢片制成一个内径为、高度为的圆筒，。已知圆筒所在处有沿轴线竖直向上方向的磁场，磁感应强度随时间变化的规律为，下列说法正确的是（　　） A．硅钢片中感应电动势 B．时，硅钢片中感应电动势最大 C．硅钢片中感应电流的有效值为 D．硅钢片的发热功率为 5．（2024·山东济南·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 6．（2024·山东临沂·二模）在如图所示的理想降压变压器电路中，在a、b之间加上电压稳定的交流电源，为定值电阻，P为滑动变阻器的滑动触头，滑动变阻器的总电阻，电压表、电流表均为理想电表。当滑动触头P由d端向c端滑动过程中，下列说法正确的是（　　）    A．电流表的示数一定变大 B．电压表的示数保持不变 C．的功率一直变大 D．的功率先增大后减小 7．（2024·山东菏泽·模拟预测）某实验小组自制了一个手摇交流发电机，如图所示。半径之比为5∶1的大轮与小轮通过皮带（不打滑）传动，小轮与边长为L的正方形线圈固定在同一转轴上，线圈由漆包线绕制而成，线圈匝数为n，漆包线的横截面积为S，电阻率为ρ。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场，大轮带动小轮及线圈绕与磁场方向垂直的转轴转动，线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒定（为线圈电阻的2倍）的灯泡。当大轮以角速度ω匀速转动时，灯泡消耗的功率为（　　） A． B． C． D． 8．（2024·山东菏泽·二模）如图，矩形线框切割磁感线产生交流电压，它的匝数、电阻，将其接在理想变压器的原线圈上。“220V  22W”的灯泡L正常发光，内阻为10Ω的电风扇M正常工作，电流表A的示数为0.3A。导线电阻不计，电压表和电流表均为理想电表，不计灯泡电阻的变化，矩形线框最大电流不能超过20A。以下描述错误的是（　　） A．矩形线框转动过程中磁通量的变化率最大值为 B．电风扇输出的机械效率约为99.1％ C．原、副线圈的匝数比 D．若将电风扇去掉，则小灯泡变亮，电流表的示数变大 9．（2024·山东泰安·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 10．（2024·山东潍坊·二模）直流特高压输电可以减少感抗和容抗的损耗，该技术已成为我国“西电东送”战略的技术基础，如图为特高压输电示意图，升压变压器、降压变压器均为理想变压器，整流及逆变等过程不计能量损失且有效值不变。若直流输电线的总电阻，匝数之比结合图中信息，下列说法正确的是（　　） A．图中“500kV”指交流电的峰值 B．直流输电线损失的电压为40kV C．输电功率为 D．当用户负载增加时，用户端增加的功率大于输出端增加的功率 11．（2024·山东济南·一模）如图一理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压恒定的交变电源。R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是（   ） A．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I增大，U减小 B．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小 C．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I增大，U增大 D．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大 12．（2024·山东济南·二模）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 13．（2024·山东聊城·二模）手机无线充电技术越来越普及，图甲是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈的匝数比，两个线圈中所接电阻的阻值均为R。当ab间接上的正弦式交变电源后，受电线圈中产生交变电流实现给手机快速充电，此时手机两端的电压为5V，充电电流为2A。若把两线圈视为理想变压器，则下列说法正确的是（　　） A．快速充电时受电线圈两端的电压为42.5V B．ab间输入的交变电流方向每秒变化50次 C．与送电线圈相连的电阻R上的电压为5V D．流过送电线圈的电流为10A 二、多选题 14．（2024·山东东营·二模）某节能环保风力发电演示系统由风力发电机、升压变压器和用户三部分构成，简易示意图如下。t=0时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈以恒定的转速n转动，已知发电机线圈面积，匝数为N=100匝，内阻不计；匀强磁场的磁感应强度为。理想变压器原、副线圈的匝数比为。在用户部分电路中电表均为理想电表，D为理想二极管，定值电阻、，若电压表的示数为，则（　　） A．发电机线圈的转速n=100r/s B．原线圈输入的功率为600W C．电阻R1、R2上消耗的电功率之比为1:2 D．电流表的示数为5A 15．（2024·山东烟台·二模）某实验小组利用如图所示的电路模拟研究远距离输电。图中交流电源电压为，定值电阻为，小灯泡L的规格为“6V  3.6W”，接通电路调节两个变压器，使小灯泡始终以额定功率工作，此时理想变压器原副线圈的匝数比为，理想变压器原副线圈的匝数比为。则下列说法中正确的是（    ） A．和的乘积小于1 B．越大电路的输电效率越高 C．若，则R上消耗的功率为0.2W D．若，则变压器的输出电压为38V 16．（2024·山东滨州·二模）发电机的示意图如图甲所示，正方形线圈匝数为n，总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度ω绕（OOʹ轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图乙中的Um为已知量。下列说法正确的是（　　） A．金属框转动一周的过程中，流过电阻R的电荷量为 B．金属框转动一周的过程中，流过电阻R的电荷量为 C．将按图乙规律变化的电压加在变压器原线圈上，变压器副线圈输出的是直流电 D．将按图乙规律变化的电压加在变压器原线圈上，变压器副线圈输出的是交流电 17．（2024·山东枣庄·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 18．（2024·山东日照·二模）我国能源分布很不均匀，远距离大容量输电有着特别重要的意义。远距离高压交流输电的示意图如图所示，升压变压器、降压变压器均为理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为n，输电线的总电阻为r。U、I分别表示电压表V、电流表A的示数，输入电压保持不变。下列说法正确的是（　　） A．若仅闭合开关S，则U减小 B．若仅闭合开关S，则U增大 C．仅增大，则U减小 D．仅增大，若V的示数变化为，A的示数变化为，则 19．（2024·山东淄博·二模）风力发电是一种绿色清洁能源，其模型如下，叶片长度为l的风轮机（如图甲）在风的驱动下，带动内部匝数为N的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，从图乙位置开始计时，可得通过矩形线圈的磁通量随时间t变化规律如图丙所示，周期为T，磁通量最大值为。空气密度为，风速为v，风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积，发电机将风的动能转化为电能的效率为，下列说法正确的是（　　） A．发电机线圈在时刻输出的瞬时电压为0 B．发电机产生的电动势瞬时值表达式 C．发电机的发电功率 D．若风速加倍，则发电机的发电功率将变为4倍 20．（2024·山东济宁·二模）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为。当开关闭合、断开，输入端ab的电压为时，四个完全相同的灯泡均可正常发光；当开关断开、闭合，输入端ab的电压为时，四个灯泡仍正常发光。下列说法正确的是（　　） A．电压和相同 B．两次实验ab端输入电功率之比为 C．和的阻值之比为 D．两次实验和的电功率相同 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题08 交变电流 考点 五年考情（2020-2024） 命题趋势 备考策略 考点1 交变电流的产生和描述 （5年1考） 2024·山东卷·T8 本章高考考查内容主要有:(1)交变电流的产生及变化规律；(2)交变电流的四值及应用；(3)理想变压器的工作原理与规律；(4)理想变压器的动态电路分析；远距离输电的模式以及电压和功率的损耗；(6)传感器的简单应用.题型主要为选择题.物理核心素养上面主要考查学生的“模型建构和科学推理”要素.能力主要考查理解与推理能力.整体难度中偏易 复习时要重点关注:(1)交变电流的产生过程；(2)交变电流的图象和交变电流的四值；(3)理想变压器电路中原、副线圈与各物理量之间的制约关系；(4)理想变压器的工作原理；(5)远距离输电的特点.远距离输电技术处于世界领先水平，与之相关的信息给予题应多训练.随着现代技术与人工智能的发展，传感器的应用越来越广泛，与传感器有关的信息题和实验题应增加关注.变压器的动态变化问题应作为本章的重点和难点. 考点2 理想变压器和远距离输电 （5年4考） 2023·山东卷·T7 2022·山东卷·T4 2021·山东卷·T9 2020·山东卷·T5 考点01 交变电流的产生和描述 1、（2024·山东卷·T8）如图甲所示，在-d≤x≤d，-d≤y≤d的区域中存在垂直Oxy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y轴为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电动势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 根据题意可知，磁场区域变化前线圈产生的感应电动势为 由题图丙可知，磁场区域变化后，当时，线圈的侧边开始切割磁感线，即当线圈旋转时开始切割磁感线，由几何关系可知磁场区域平行于x轴的边长变为 C正确。 故选C。 考点02 理想变压器和远距离输电 2、（2023·山东卷·T7）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1= 250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3：n4= 50：1，输电线总电阻R = 62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4= 220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ） A. 发电机的输出电流为368A B. 输电线上损失的功率为4.8kW C. 输送给储能站的功率为408kW D. 升压变压器的匝数比n1：n2= 1：44 【答案】C 【解析】 A．由题知，发电机的输出电压U1 = 250V，输出功率500kW，则有 A错误； BD．由题知，用户端电压U4 = 220V，功率88kW，则有 P′ = U4I4 联立解得 I4 = 400A，I3 = 8A，U3 = 11000V 则输电线上损失的功率为 P损 = I32R = 4kW 且 U2 = U3＋I3R = 11500V 再根据，解得 BD错误； C．根据理想变压器无功率损失有 P = U2I3＋P储 代入数据有 P储 = 408kW C正确。 故选C。 3、（2022·山东卷·T4）如图所示的变压器，输入电压为，可输出、、电压，匝数为的原线圈中电随时间变化为．单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为。将阻值为的电阻R接在两端时，功率为。下列说法正确的是（　　） A. n1为1100匝，为 B. 间线圈匝数为120匝，流过R的电流为 C. 若将R接在两端，R两端的电压为，频率为 D. 若将R接在两端，流过R的电流为，周期为 【答案】D 【解析】 A．变压器的输入电压为220V，原线圈的交流电的电压与时间成余弦函数关系，故输入交流电压的最大值为，根据理想变压器原线圈与单匝线圈的匝数比为 解得原线圈为2200匝，A错误； B．根据图像可知，当原线圈输入220V时，BC间的电压应该为12V，故BC间的线圈匝数关系有 BC间的线圈匝数为120匝，流过R的电流为 B错误； C．若将R接在AB端，根据图像可知，当原线圈输入220V时，AB间的电压应该为18V。根据交流电原线圈电压的表达式可知，交流电的角速度为，故交流电的频率为 C错误； D．若将R接在AC端，根据图像可知，当原线圈输入220V时，AC间的电压应该为30V，根据欧姆定律可知，流过电阻R的电流为 交流电的周期为 D正确。 故选D。 4、（2021·山东卷·T9）输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压为的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为。开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为；接2时，匝数比为1∶2，R上的功率为P。以下判断正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 当开关S接1时，左侧变压器次级电压 U2=3×7.5V=22.5V 电阻R上的电压，即右侧变压器的次级电压 电流 则右侧变压器初级电压 电流 则 当开关S接2时，设输电电流为I，则右侧变压器的次级电流为0.5I；右侧变压两边电压关系可知 解得 I=3A 则R上的功率 故选BD。 5、（2020·山东卷·T5）图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=22：3，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15 Ω，额定电压为24 V。定值电阻R1=10 Ω、R2=5 Ω， 滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为（　　） A. 1 Ω B. 5 Ω C. 6 Ω D. 8 Ω 【答案】A 【解析】 输电电压的有效值为（即原线圈电压的有效值） 根据理想变压器电压规律可知副线圈电压有效值为 灯泡正常工作，根据欧姆定律可知分压为，则通过灯泡电流，即副线圈部分的干路电流为 根据串联分压规律可知，和、构成的并联电路部分的分压为 通过的电流为 通过、的电流为 、的分压为 解得滑动变阻器的阻值为 A正确，BCD错误 故选A。 一、单选题 1．（2024·山东聊城·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 【详解】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。 2．（2024·山东潍坊·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 【详解】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。 3．（2024·山东济宁·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 【详解】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。 4．（2024·山东青岛·三模）如图，学校兴趣小组利用厚度为、电阻率为的硅钢片制成一个内径为、高度为的圆筒，。已知圆筒所在处有沿轴线竖直向上方向的磁场，磁感应强度随时间变化的规律为，下列说法正确的是（　　） A．硅钢片中感应电动势 B．时，硅钢片中感应电动势最大 C．硅钢片中感应电流的有效值为 D．硅钢片的发热功率为 【答案】C 【详解】AB．根据法拉第电磁感应定律可得 则当时，硅钢片中感应电动势最小，故AB错误； C．根据电阻决定式得 感应电流的有效值为 选项C正确； D．发热功率为 故D错误； 故选C。 5．（2024·山东济南·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 【详解】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。 6．（2024·山东临沂·二模）在如图所示的理想降压变压器电路中，在a、b之间加上电压稳定的交流电源，为定值电阻，P为滑动变阻器的滑动触头，滑动变阻器的总电阻，电压表、电流表均为理想电表。当滑动触头P由d端向c端滑动过程中，下列说法正确的是（　　）    A．电流表的示数一定变大 B．电压表的示数保持不变 C．的功率一直变大 D．的功率先增大后减小 【答案】D 【详解】ABC．当滑动触头P由d端向c端滑动时，电阻R2的阻值由0开始增加，假设副线圈的电压U2不变，根据欧姆定律 可知电流表示数减小，又 在匝数比不变的情况下原线圈电流I1减小，根据 则R1的电压减小， 可知，R1功率减小 则原线圈的的电压增大，根据 副线圈电压U2增大，即电压表的示数增大，故ABC均错误； D．可以将副线圈的电阻等效到原线圈上来，从而将复杂的电路化为简单的串联电路，如下图    由于 可知 将R2等效为原线圈的电阻，其大小 由于n1>n2，R2>R1，则R等效>R1，将R1看作电源的内阻，此时R等效的功率即为电源的输出功率，随着滑动触头P由d端向c端滑动，R等效的电阻从0开始逐渐增加。可知R等效的功率先增大再减小，且当R等效=R1时有最大功率，则的功率先增大后减小，故D正确。 故选D。 7．（2024·山东菏泽·模拟预测）某实验小组自制了一个手摇交流发电机，如图所示。半径之比为5∶1的大轮与小轮通过皮带（不打滑）传动，小轮与边长为L的正方形线圈固定在同一转轴上，线圈由漆包线绕制而成，线圈匝数为n，漆包线的横截面积为S，电阻率为ρ。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场，大轮带动小轮及线圈绕与磁场方向垂直的转轴转动，线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒定（为线圈电阻的2倍）的灯泡。当大轮以角速度ω匀速转动时，灯泡消耗的功率为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】大轮和小轮通过皮带传动，线速度大小相等，根据 可知小轮转动的角速度为。根据法拉第电磁感应定律可知，线圈产生的感应电动势的最大值 有效值 由电阻定律得 由闭合电路的欧姆定律得 灯泡消耗的功率 联立解得 故选A。 8．（2024·山东菏泽·二模）如图，矩形线框切割磁感线产生交流电压，它的匝数、电阻，将其接在理想变压器的原线圈上。“220V  22W”的灯泡L正常发光，内阻为10Ω的电风扇M正常工作，电流表A的示数为0.3A。导线电阻不计，电压表和电流表均为理想电表，不计灯泡电阻的变化，矩形线框最大电流不能超过20A。以下描述错误的是（　　） A．矩形线框转动过程中磁通量的变化率最大值为 B．电风扇输出的机械效率约为99.1％ C．原、副线圈的匝数比 D．若将电风扇去掉，则小灯泡变亮，电流表的示数变大 【答案】D 【详解】A．根据法拉第电磁感应定律，有 解得 故A正确，与题意不符； B．副线圈电路中，灯泡与电风扇并联，灯泡L正常发光，则电风扇M的电压为 电风扇所在之路电流为 电风扇输出的机械效率约为 故B正确，与题意不符； C．原、副线圈的匝数比为 ， 又 由闭合电路欧姆定律，可得 联立，解得 故C正确，与题意不符； D．若将电风扇去掉，副线圈电阻增大，电流表示数减小，导致原线圈电流减小，原线圈的端电压增大，副线圈电压随之增大，则小灯泡变亮。故D错误，与题意相符。 故选D。 9．（2024·山东泰安·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 【详解】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。 10．（2024·山东潍坊·二模）直流特高压输电可以减少感抗和容抗的损耗，该技术已成为我国“西电东送”战略的技术基础，如图为特高压输电示意图，升压变压器、降压变压器均为理想变压器，整流及逆变等过程不计能量损失且有效值不变。若直流输电线的总电阻，匝数之比结合图中信息，下列说法正确的是（　　） A．图中“500kV”指交流电的峰值 B．直流输电线损失的电压为40kV C．输电功率为 D．当用户负载增加时，用户端增加的功率大于输出端增加的功率 【答案】B 【详解】A．图中“500kV”指交流电的有效值，故A错误； B．根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系 解得 直流输电线损失的电压为 故B正确； C．输电电流为 输电功率为 故C错误； D．当用户负载增加时，输出端增加的功率等于用户端增加的功率与输电线上增加的损失功率之和，故用户端增加的功率小于输出端增加的功率，故D错误。 故选B。 11．（2024·山东济南·一模）如图一理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压恒定的交变电源。R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是（   ） A．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I增大，U减小 B．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小 C．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I增大，U增大 D．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大 【答案】A 【详解】AB．由题意，原、副线圈匝数比为2，则副线圈电流为2I，副线圈电压为 原线圈电压为 交变电源的电压为 得 保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R2阻值减小，则原线圈电流增大，原线圈电压增大，电压表示数减小。副线圈电流也增大，则R1消耗的功率增大，故A正确、B错误； CD．设原、副线圈匝数比为n，可将变压器等效有 则 整理得 保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，n增大，则I减小，U减小。原副线圈功率相等，则当 n2R1 = R2 时，R1功率最大，但由于具体数据未知，则P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率无法判断，故CD错误。 故选A。 12．（2024·山东济南·二模）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 【详解】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。 13．（2024·山东聊城·二模）手机无线充电技术越来越普及，图甲是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈的匝数比，两个线圈中所接电阻的阻值均为R。当ab间接上的正弦式交变电源后，受电线圈中产生交变电流实现给手机快速充电，此时手机两端的电压为5V，充电电流为2A。若把两线圈视为理想变压器，则下列说法正确的是（　　） A．快速充电时受电线圈两端的电压为42.5V B．ab间输入的交变电流方向每秒变化50次 C．与送电线圈相连的电阻R上的电压为5V D．流过送电线圈的电流为10A 【答案】A 【详解】ACD．快速充电时流过送电线圈的电流为 此时送线圈两端的电压为 而 联立解得 R=18.75Ω U2=42.5V 与送电线圈相连的电阻R上的电压为 UR=I1R=7.5V 选项A正确，CD错误。 B．交流电的频率为 则ab间输入的交变电流方向每秒变化100次，选项B错误。 故选A。 二、多选题 14．（2024·山东东营·二模）某节能环保风力发电演示系统由风力发电机、升压变压器和用户三部分构成，简易示意图如下。t=0时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈以恒定的转速n转动，已知发电机线圈面积，匝数为N=100匝，内阻不计；匀强磁场的磁感应强度为。理想变压器原、副线圈的匝数比为。在用户部分电路中电表均为理想电表，D为理想二极管，定值电阻、，若电压表的示数为，则（　　） A．发电机线圈的转速n=100r/s B．原线圈输入的功率为600W C．电阻R1、R2上消耗的电功率之比为1:2 D．电流表的示数为5A 【答案】BC 【详解】A．根据理想变压器原副线圈两端的电压与匝数之比满足 所以 则发电机产生的最大电动势为 所以 故A错误； D．因为二极管为理想二极管，电流表的示数也为有效值，所以有 解得 故D错误； C．电阻R1的功率为 电阻R2的功率为 所以电阻R1、R2上消耗的电功率之比为1:2，故C正确； B．原线圈输入的功率等于副线圈消耗的功率，即 故B错正确。 故选BC。 15．（2024·山东烟台·二模）某实验小组利用如图所示的电路模拟研究远距离输电。图中交流电源电压为，定值电阻为，小灯泡L的规格为“6V  3.6W”，接通电路调节两个变压器，使小灯泡始终以额定功率工作，此时理想变压器原副线圈的匝数比为，理想变压器原副线圈的匝数比为。则下列说法中正确的是（    ） A．和的乘积小于1 B．越大电路的输电效率越高 C．若，则R上消耗的功率为0.2W D．若，则变压器的输出电压为38V 【答案】ACD 【详解】A．由于两个变压器之间的输电线电阻上会有电压降，理想变压器输出电压等于对应的输入电压与上电压降之和，则有匝数比满足 由于，则有 A正确； B．越大输出的电压越低，输出电压越低，要使灯泡以额定功率正常工作，则需要输电线上的电流越大，则输电线损失的电功率越大，电路的输电效率越低，B错误； C．对变压器，输出电流与输入电流的比值满足 对灯泡则有 若，则上电流为0.1A，其消耗的电功率 C正确； D．若，则有 则变压器的输出电压为 D正确。 故选ACD。 16．（2024·山东滨州·二模）发电机的示意图如图甲所示，正方形线圈匝数为n，总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度ω绕（OOʹ轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图乙中的Um为已知量。下列说法正确的是（　　） A．金属框转动一周的过程中，流过电阻R的电荷量为 B．金属框转动一周的过程中，流过电阻R的电荷量为 C．将按图乙规律变化的电压加在变压器原线圈上，变压器副线圈输出的是直流电 D．将按图乙规律变化的电压加在变压器原线圈上，变压器副线圈输出的是交流电 【答案】BD 【详解】AB．根据题图乙可知，金属框产生的电动势的最大值为 金属框转动一周的过程中，流过电阻R的电荷量为 故A错误，B正确； CD．将按图乙规律变化的电压加在变压器原线圈上，由于电压随时间做周期性变化，所以变压器副线圈输出的是交流电，故C错误，D正确。 故选BD。 17．（2024·山东枣庄·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 【详解】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。 18．（2024·山东日照·二模）我国能源分布很不均匀，远距离大容量输电有着特别重要的意义。远距离高压交流输电的示意图如图所示，升压变压器、降压变压器均为理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为n，输电线的总电阻为r。U、I分别表示电压表V、电流表A的示数，输入电压保持不变。下列说法正确的是（　　） A．若仅闭合开关S，则U减小 B．若仅闭合开关S，则U增大 C．仅增大，则U减小 D．仅增大，若V的示数变化为，A的示数变化为，则 【答案】AD 【详解】AB．若仅闭合开关S，降压变压器副线圈电阻减小，则电流增大；由，可知原线圈中电流增大，输电线的电压降增大，则降压变压器原线圈电压减小，副线圈两端电压减小，所以U减小，故A正确，B错误； C．仅增大，降压变压器副线圈电阻增大，则电流减小；由，可知原线圈中电流减小，输电线的电压降减小，则降压变压器原线圈电压增大，副线圈两端电压增大，所以U增大，故C减小； D．设降压变压器原线圈上的电压变化为，对降压变压器 则 设原线圈的电流变化为，则对降压变压器 则 由欧姆定律可得 则 故D正确。 故选AD。 19．（2024·山东淄博·二模）风力发电是一种绿色清洁能源，其模型如下，叶片长度为l的风轮机（如图甲）在风的驱动下，带动内部匝数为N的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，从图乙位置开始计时，可得通过矩形线圈的磁通量随时间t变化规律如图丙所示，周期为T，磁通量最大值为。空气密度为，风速为v，风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积，发电机将风的动能转化为电能的效率为，下列说法正确的是（　　） A．发电机线圈在时刻输出的瞬时电压为0 B．发电机产生的电动势瞬时值表达式 C．发电机的发电功率 D．若风速加倍，则发电机的发电功率将变为4倍 【答案】AC 【详解】A．发电机线圈在时刻，磁通量为最大，磁通量变化率为0，则输出的瞬时电压为0，故A正确； B．发电机线圈电动势的最大值为 初时刻磁通量为0，则发电机产生的电动势瞬时值表达式 故B错误； CD．单位时间吹过风的质量为 根据能量守恒，发电机的发电功率为 若风速加倍，则发电机的发电功率将变为8倍，故C正确，D错误。 故选AC。 20．（2024·山东济宁·二模）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为。当开关闭合、断开，输入端ab的电压为时，四个完全相同的灯泡均可正常发光；当开关断开、闭合，输入端ab的电压为时，四个灯泡仍正常发光。下列说法正确的是（　　） A．电压和相同 B．两次实验ab端输入电功率之比为 C．和的阻值之比为 D．两次实验和的电功率相同 【答案】AD 【详解】A．设灯泡的额定电压和电流为U、I，当S1闭合，S2断开时，四个灯正常发光，所以有 U副=2U 那么根据变压器的变压规律得 所以输入电压 U1=2U+4U=6U 另外，当S2闭合，S1断开时，四个灯也正常发光，所以有 U副′=2U 所以输入电压 U2=2U+4U=6U 由此可知，两次输入端电压U1和U2相同，故A正确； B．当S1闭合，S2断开时，输入功率为 P1=U1I=6UI 当S2闭合，S1断开时，输入功率为 P2=U2I=6UI 所以两次输入端电功率相等，故B错误； C．当S1闭合，S2断开时，四个灯也正常发光有 I副=I 所以 I原＝I 又根据并联电路电流的关系有 IR1＝I−I原＝I 所以 当S2闭合，S1断开时，四灯正常发光有 I原′=I 所以 I副′=2I 根据电流关系有 IR2=2I-I=I 所以 所以R1和R2的阻值之比为4：1，故C错误； D．R1上的功率为 R2上的功率为 故D正确。 故选AD。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$