专题05交变电流（期中真题汇编，安徽专用）高二物理下学期

专题05 交变电流 3大高频考点概览 考点01 描述交变电流的物理量 考点02 变压器 考点03 远距离输电 地 城 考点01 描述交变电流的物理量 1．(24-25高二下·安徽芜湖安徽师范大学附属中学·期中)匝数为100匝的正方形闭合金属线圈的边长为，电阻为，线圈处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，如图所示线框平面和磁场平行，从此刻开始计时，线圈绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴以角速度匀速转动，边距离轴为边长的位置。下列说法正确的是（　　） A．图示位置的磁通量变化率为 B．转动一圈线框中产生的焦耳热为 C．线圈每次经过图中位置时，电流改变方向 D．线圈中产生的交流电瞬时值 【答案】B 【详解】A．图示位置时每匝线圈的感应电动势 则磁通量变化率为 选项A错误； B．交流电的最大值 转动一圈线框中产生的焦耳热为 选项B正确； C．线圈每次经过与图中位置垂直的位置时，电流改变方向，选项C错误； D．线圈中产生的交流电瞬时值 选项D错误。 故选B。 2．(24-25高二上·甘肃兰州第一中学·期末)如图甲所示，单匝矩形线框在匀强磁场B中，绕与磁场B垂直的轴匀速转动。已知线框电阻为R，转动周期为T，穿过线框的磁通量与时间t的关系如图乙所示。则下列说法不正确的是（　　） A．时刻，线框平面与中性面垂直 B．感应电流的有效值为 C．到过程中，线框中平均感应电动势为 D．线框转动一周，线框中产生的热量为 【答案】C 【详解】A．由图可知在时刻，回路的磁通量为零，所以线圈平面与中性面垂直，故A正确，不符合题意； B．线圈转动的角速度大小为 感应电动势的最大值为 则感应电流的最大值为 感应电流的有效值为 整理可得 故B正确，不符合题意； C．到过程中，磁通量变化量的绝对值为 所以这段时间内感应电动势的平均值为 故C错误，符合题意； D．线框转动一周产生的热量为 解得 故D正确，不符合题意。 故选C。 3．(24-25高二下·安徽黄山屯溪第一中学·期中)图甲是交流发电机的示意图，两磁极之间的磁场可视为匀强磁场，金属线圈ABCD绕转轴OO′匀速转动。A为电流传感器（与计算机相连），R为定值电阻，线圈电阻为r，其余电阻不计。图乙为计算机上显示的电流数据随时间变化的图像，下列说法中正确的是（　　） A．金属线圈恰好处于图甲所示的位置时感应电动势最大 B．金属线圈转动一圈的过程中电流方向改变一次 C．时刻穿过线圈的磁通量的绝对值最大，磁通量变化率最小 D．时刻总磁通量变化量为0 【答案】C 【详解】AB．金属线圈恰好处于图甲所示的位置时，为中性面，磁通量最大，感应电动势为，电流方向改变，转动一圈的过程中，会经历两次中性面，故线圈转动一圈，电流方向改变两次，故AB错误； C． 、 时刻电流为，感应电动势为，此时线圈平面处于中性面，穿过线圈的磁通量的绝对值最大，磁通量变化率最小，故C正确； D．时刻电流为0，磁通量最大，时刻电流最大，磁通量为0，所以时刻总磁通量变化量不为0，故D错误。 故选C。 4．(22-23高二下·北京西城区·期末)A、B是两个完全相同的电热器，A通以图1所示的交流电，B通以图2所示的正弦式交变电流。两电热器的电功率之比为（　　）    A．2：1 B． C．1：1 D． 【答案】A 【详解】根据有效值的定义，则有，方波 得 正弦交流电的电流有效值 根据功率公式P=I2R得到 故选A。 5．(24-25高二下·安徽A10联盟·期中)一交变电流在一个周期内的i—t图像如图所示，其中时间图像为正弦波形的。则该电流的有效值为（　　） A．2A B．2.5A C．A D．A 【答案】A 【详解】根据交流电有效值的定义可知 解得 即电流的有效值为2A。 故选A。 6．(24-25高二下·安徽鼎尖联盟·期中)某交变电流随时间变化的规律如图所示（曲线部分为正弦函数的四分之一周期），此交变电流的有效值为（    ） A．A B．A C．6A D．A 【答案】D 【详解】根据交流电流有效值的定义可得 解得交流电流的有效值为 故选D。 7．(24-25高二下·安徽芜湖第一中学·期中)如图所示为交流发电机示意图，匝数为的矩形线圈，边长分别为和，内阻为，在磁感应强度的匀强磁场中绕轴以的角速度匀速转动，线圈与阻值为的外电阻相连接。（图中电表均为理想电表）求： (1)开关S断开时，电压表示数； (2)开关S闭合时，电压表和电流表示数； (3)外电阻R上所消耗的电功率； (4)由图示位置转过90°的过程中，通过外电阻的电荷量。 【答案】(1)50V (2)40V，2A (3)80W (4)0.04C 【详解】（1）根据正弦式交流电产生的规律可知，电动势的最大值 开关S断开时，电压表示数 解得 （2）开关S闭合时，根据闭合电路欧姆定律有 此时电压表示数 解得， （3）外电阻R上所消耗的电功率 结合上述解得 （4）由图示位置转过90°的过程中，磁通量的变化量 感应电动势的平均值 感应电流的平均值 根据电流的定义式有 解得 地 城 考点02 变压器 8．(24-25高二下·安徽合肥第一中学·期中)某理想变压器的原线圈接在220V的正弦交流电源上，副线圈输出电压为22000V，输出电流为300mA．该变压器（   ） A．输入电流为30A B．原、副线圈的匝数之比为 C．输入电流的最大值为15A D．原、副线圈交流电的频率之比为 【答案】A 【详解】B．原、副线圈的匝数之比为，故B错误； A．根据 可得输入电流为，故A正确； C．输入电流的最大值为，故C错误； D．变压器不会改变交流电的频率，故原、副线圈交流电的频率之比为，故D错误。 故选A。 9．(24-25高二下·安徽A10联盟·期中)如图所示，光伏并网发电系统就是太阳能光伏发电系统与常规电网相连，逆变器将光伏发电阵列所发的直流电逆变成正弦交流电，产生的交流电经过变压器升压后，向电网输出与电网电压、相位相同的正弦交流电。某电网电压有效值为2000kV，光伏发电阵列的输出功率为100kW，逆变器输出电压的有效值为1000V，逆变器将直流电能转换为交流电能的效率为80%，变压器为理想变压器，输电线的电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．变压器原、副线圈匝数比为1：200 B．从逆变器中输出电流的峰值为80A C．该系统向电网输出电流的有效值为25A D．若用该系统直接给我国居民供电，变压器原、副线圈匝数比为50：11 【答案】D 【详解】A．由题意可知 故A错误； B．逆变器的电流 则 故B错误； C．由于 代入数据可得 故C错误； D．我国居民用电电压为220V，在逆变器电压不变的情况下 故D正确。 故选D。 10．(24-25高二下·安徽卓越县中联盟＆皖豫名校联盟·期中)如图所示，小型发电机线圈共有N匝，线圈电阻不计，发电机通过旋转磁极发电，旋转方向如图所示，旋转的角速度为ω，通过线圈的最大磁通量为Φm，理想变压器的原、副线圈的匝数比为k，电流表和电压表均为理想电表，定值电阻的阻值为R0，R为滑动变阻器，下列判断正确的是（　　） A．从图示位置磁极转过90°过程中，线圈ab段中的电流方向从a到b B．电压表的示数为 C．磁极在图示位置时电流表的示数为零 D．将滑动变阻器的滑片向下移，电压表和电流表的示数均减小 【答案】B 【详解】A．根据右手定则可知，从图示位置磁极转过90°过程中，线圈ab段中的电流方向从b到a，故A错误； B．原线圈两端的电压为 根据原副线圈两端电压与匝数的关系可得副线圈两端的电压为 所以电压表的示数为，故B正确； C．电流表的示数为交变电流的有效值，所以磁极在图示位置时电流表的示数不为零，故C错误； D．将滑动变阻器的滑片向下移，滑动变阻器接入电路的阻值增大，由于原线圈两端电压不变，则副线圈两端电压不变，即电压表示数不变，根据欧姆定律可得，副线圈回路中电流减小，即电流表的示数减小，故D错误。 故选B。 11．(24-25高二下·安徽淮南第二中学·期中)如图为模拟街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器输入的交流电压可视为不变，变压器输出的低压交流电通过输电线输送给用户，定值电阻R0表示输电线的电阻，变阻器R表示用户用电器的总电阻。若变压器为理想变压器，电表为理想电表，当接入电路的家用电器个数增加时（　　） A．V2示数变大 B．V1示数不变 C．A1示数变大 D．A2示数变小 【答案】BC 【详解】B．因为变压器输入的交流电压可视为不变，故V1示数不变，故B正确； D．变压器的输出电压不变，根据可知，副线圈电压不变，当用户的用电器增加时，副线圈的电阻减小，故副线圈电流增大，电流表A2示数变大，故D错误； A．因为副线圈电流增大，定值电阻R0分压变大，故电压表V2示数减小，故A错误； C．副线圈电流增大，所以原线圈电流增大，根据可知，电流表A1示数变大，故C正确； 故选BC。 12．(24-25高二下·安徽安庆多校·期中)发电机的工作原理如图所示。已知矩形导线框的匝数为、面积为，处在磁感应强度大小为的匀强磁场中，矩形导线框以角速度绕垂直磁场的轴匀速转动，线框与理想变压器原线圈相连。理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，副线圈与灯泡和滑动变阻器组成回路。灯泡的阻值，滑动变阻器的最大阻值为，交流电压表、均视为理想电表，不计线框的电阻。下列说法正确的是（    ） A．滑动变阻器的滑片从b向a端滑动的过程中，灯泡的功率增大 B．线框从图示位置开始转过的过程中，产生的平均电动势为 C．线框从图示位置开始转过的过程中，电压表的示数为 D．滑动变阻器的滑片从b向a端滑动的过程中，滑动变阻器的最大发热功率为6.25W 【答案】BCD 【详解】A．原线圈的电压没有发生改变，根据可知副线圈的电压也不会改变，在滑动变阻器的滑片向端滑动的过程中，接入电路中的电阻增大，由可知副线圈回路的电流减小，根据可知的功率减小，故A错误； B．线框从题中图示位置开始转过90°的过程中，磁通量的变化量 产生的平均电动势 又 解得，故B正确； C．矩形线框在转动过程中产生的感应电动势的最大值 则原线圈的电压即电压表的示数 根据原副线圈电压比与匝数比的关系有 解得 则副线圈的电压即电压表的示数，故C正确； D．副线圈的电压保持不变，把灯泡L1看作电源内阻，当滑动变阻器的阻值时，滑动变阻器有最大的消耗功率，此时副线圈中电流为 根据 可知滑动变阻器最大的消耗功率为P=6.25W，故D正确。 故选BCD。 地 城 考点03 远距离输电 13．(24-25高二下·安徽芜湖第一中学·期中)我国远距离特高压输电技术日趋成熟，因其损耗少、效能高，所以日渐成为经济、安全、高效的送电方式。某电厂发电机输出功率为，输出电压为，输电线总电阻为。输电线上损失的功率为发电机输出功率的。用户得到的电压为，则下列说法正确的是（　　） A．升压变压器原、副线圈匝数比为 B．降压变压器原、副线圈匝数比为 C．用户增多，变小 D．用户增多，均变大 【答案】BC 【详解】A．升压变压器原线圈电流 输电线上损失的功率 升压变压器原、副线圈匝数比为 联立得 故A错误； B．降压变压器功率 降压变压器副线圈电流 降压变压器原、副线圈匝数比 得 故B正确； C．用户增多，降压变压器输出功率增大，输电线电流增大，输电线上损失的功率增大，变小，故C正确； D．用户增多，输电线电流增大，输电线损失电压增大，又有 由于不变，则减小，减小，故D错误。 故选BC。 14．(24-25高二下·安徽芜湖安徽师范大学附属中学·期中)下图是发电厂为远程用户输电的情景，电路中和都是理想变压器，中间输电线路电阻为，下列说法正确的有（　　） A．输入功率大于输入功率 B．为降压变压器、为升压变压器 C．若用户接入的用电器增多，则输出电压升高 D．若用户接入的用电器增多，则中间电路的电能损失减少 【答案】A 【详解】B．根据远距离输电的原理，为了减小输电线路上电压的损失，需要用高压输电，所以为升压变压器、为降压变压器，B错误； A．输出功率等于输入功率与电阻R上损失的功率之和，所以输出功率大于输入功率，A正确； CD．若用户接入的用电器增多，则用户端的等效电阻减小，用户端电流增大，根据降压变压器电流与匝数成反比，可知，通过电阻R的电流增大，根据 可知，R功率增大，输入电压不变，所以输出电压不变，根据 可知，R上损失的电压增大，输入电压减小，根据降压变压器电压与匝数成正比，可得，输出电压降低，CD错误。 故选A。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 交变电流 3大高频考点概览 考点01 描述交变电流的物理量 考点02 变压器 考点03 远距离输电 地 城 考点01 描述交变电流的物理量 1．(24-25高二下·安徽芜湖安徽师范大学附属中学·期中)匝数为100匝的正方形闭合金属线圈的边长为，电阻为，线圈处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，如图所示线框平面和磁场平行，从此刻开始计时，线圈绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴以角速度匀速转动，边距离轴为边长的位置。下列说法正确的是（　　） A．图示位置的磁通量变化率为 B．转动一圈线框中产生的焦耳热为 C．线圈每次经过图中位置时，电流改变方向 D．线圈中产生的交流电瞬时值 2．(24-25高二上·甘肃兰州第一中学·期末)如图甲所示，单匝矩形线框在匀强磁场B中，绕与磁场B垂直的轴匀速转动。已知线框电阻为R，转动周期为T，穿过线框的磁通量与时间t的关系如图乙所示。则下列说法不正确的是（　　） A．时刻，线框平面与中性面垂直 B．感应电流的有效值为 C．到过程中，线框中平均感应电动势为 D．线框转动一周，线框中产生的热量为 3．(24-25高二下·安徽黄山屯溪第一中学·期中)图甲是交流发电机的示意图，两磁极之间的磁场可视为匀强磁场，金属线圈ABCD绕转轴OO′匀速转动。A为电流传感器（与计算机相连），R为定值电阻，线圈电阻为r，其余电阻不计。图乙为计算机上显示的电流数据随时间变化的图像，下列说法中正确的是（　　） A．金属线圈恰好处于图甲所示的位置时感应电动势最大 B．金属线圈转动一圈的过程中电流方向改变一次 C．时刻穿过线圈的磁通量的绝对值最大，磁通量变化率最小 D．时刻总磁通量变化量为0 4．(22-23高二下·北京西城区·期末)A、B是两个完全相同的电热器，A通以图1所示的交流电，B通以图2所示的正弦式交变电流。两电热器的电功率之比为（　　）    A．2：1 B． C．1：1 D． 5．(24-25高二下·安徽A10联盟·期中)一交变电流在一个周期内的i—t图像如图所示，其中时间图像为正弦波形的。则该电流的有效值为（　　） A．2A B．2.5A C．A D．A 6．(24-25高二下·安徽鼎尖联盟·期中)某交变电流随时间变化的规律如图所示（曲线部分为正弦函数的四分之一周期），此交变电流的有效值为（    ） A．A B．A C．6A D．A 7．(24-25高二下·安徽芜湖第一中学·期中)如图所示为交流发电机示意图，匝数为的矩形线圈，边长分别为和，内阻为，在磁感应强度的匀强磁场中绕轴以的角速度匀速转动，线圈与阻值为的外电阻相连接。（图中电表均为理想电表）求： (1)开关S断开时，电压表示数； (2)开关S闭合时，电压表和电流表示数； (3)外电阻R上所消耗的电功率； (4)由图示位置转过90°的过程中，通过外电阻的电荷量。 地 城 考点02 变压器 8．(24-25高二下·安徽合肥第一中学·期中)某理想变压器的原线圈接在220V的正弦交流电源上，副线圈输出电压为22000V，输出电流为300mA．该变压器（   ） A．输入电流为30A B．原、副线圈的匝数之比为 C．输入电流的最大值为15A D．原、副线圈交流电的频率之比为 9．(24-25高二下·安徽A10联盟·期中)如图所示，光伏并网发电系统就是太阳能光伏发电系统与常规电网相连，逆变器将光伏发电阵列所发的直流电逆变成正弦交流电，产生的交流电经过变压器升压后，向电网输出与电网电压、相位相同的正弦交流电。某电网电压有效值为2000kV，光伏发电阵列的输出功率为100kW，逆变器输出电压的有效值为1000V，逆变器将直流电能转换为交流电能的效率为80%，变压器为理想变压器，输电线的电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．变压器原、副线圈匝数比为1：200 B．从逆变器中输出电流的峰值为80A C．该系统向电网输出电流的有效值为25A D．若用该系统直接给我国居民供电，变压器原、副线圈匝数比为50：11 10．(24-25高二下·安徽卓越县中联盟＆皖豫名校联盟·期中)如图所示，小型发电机线圈共有N匝，线圈电阻不计，发电机通过旋转磁极发电，旋转方向如图所示，旋转的角速度为ω，通过线圈的最大磁通量为Φm，理想变压器的原、副线圈的匝数比为k，电流表和电压表均为理想电表，定值电阻的阻值为R0，R为滑动变阻器，下列判断正确的是（　　） A．从图示位置磁极转过90°过程中，线圈ab段中的电流方向从a到b B．电压表的示数为 C．磁极在图示位置时电流表的示数为零 D．将滑动变阻器的滑片向下移，电压表和电流表的示数均减小 11．(24-25高二下·安徽淮南第二中学·期中)如图为模拟街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器输入的交流电压可视为不变，变压器输出的低压交流电通过输电线输送给用户，定值电阻R0表示输电线的电阻，变阻器R表示用户用电器的总电阻。若变压器为理想变压器，电表为理想电表，当接入电路的家用电器个数增加时（　　） A．V2示数变大 B．V1示数不变 C．A1示数变大 D．A2示数变小 12．(24-25高二下·安徽安庆多校·期中)发电机的工作原理如图所示。已知矩形导线框的匝数为、面积为，处在磁感应强度大小为的匀强磁场中，矩形导线框以角速度绕垂直磁场的轴匀速转动，线框与理想变压器原线圈相连。理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，副线圈与灯泡和滑动变阻器组成回路。灯泡的阻值，滑动变阻器的最大阻值为，交流电压表、均视为理想电表，不计线框的电阻。下列说法正确的是（    ） A．滑动变阻器的滑片从b向a端滑动的过程中，灯泡的功率增大 B．线框从图示位置开始转过的过程中，产生的平均电动势为 C．线框从图示位置开始转过的过程中，电压表的示数为 D．滑动变阻器的滑片从b向a端滑动的过程中，滑动变阻器的最大发热功率为6.25W 地 城 考点03 远距离输电 13．(24-25高二下·安徽芜湖第一中学·期中)我国远距离特高压输电技术日趋成熟，因其损耗少、效能高，所以日渐成为经济、安全、高效的送电方式。某电厂发电机输出功率为，输出电压为，输电线总电阻为。输电线上损失的功率为发电机输出功率的。用户得到的电压为，则下列说法正确的是（　　） A．升压变压器原、副线圈匝数比为 B．降压变压器原、副线圈匝数比为 C．用户增多，变小 D．用户增多，均变大 14．(24-25高二下·安徽芜湖安徽师范大学附属中学·期中)下图是发电厂为远程用户输电的情景，电路中和都是理想变压器，中间输电线路电阻为，下列说法正确的有（　　） A．输入功率大于输入功率 B．为降压变压器、为升压变压器 C．若用户接入的用电器增多，则输出电压升高 D．若用户接入的用电器增多，则中间电路的电能损失减少 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $