专题十二 交变电流-【创新教程】2024-2026三年高考物理真题分类特训试卷

则线框受到的安培力F安=F1一F=[k1t十k,(s十L门I L-[k t+k:s]I'L, 代入k,=mngRsin a kL 始Lu 化简得F幸=mgsin a十R· 当线框平衡时F章=mgsin a,可知此时线框速率为0. 则从开始计时到金属框达到平衡状态的过程中，根据动量 定理可得mgsin a△t一F安△=m△， 即- R△=mA, 对时间累积求和可得 kL'd=o-mvo R 可得d=m L 答案：(1)mgRtan a,m gR'sin a BL'cosa'2BL‘cosa (2)mR, L 19.解析：(1)第1根导体棒刚进入磁场时产生的感应电动 势为E=BL6, 则此时回路的电流为1=求 E 此时导体棒受到的安培力F=BL, B'Lvo 此时导体棒受安培力的功率P=F安，= 2R (2)第2根导体棒从进入磁场到速度减为0的过程中， 根据动量定理有一BIL·△t=0一mu。,其中I·△t=q, 解得q=B部 (3)由于每根导体棒均以初速度，进入磁场，速度减为 0时被锁定，则根据能量守恒，每根导体棒进入磁场后 产生的总热量均为Q=2m6, 第1根导体棒进入磁场到速度减为0的过程中，导轨右 端定值电阻R上产生的热量Q:=弓Q, 第2根导体棒进入磁场到速度减为0过程中，导轨右端 定值电阻R上产生的热量Qm=合·号·Q。 1 第3根导体棒进入磁场到速度减为0的过程中，导轨右 瑞定值电阻R上产生的热量Qa=了··Q, 第n根导体棒进入磁场到速度减为0的过程中，导轨右 1 端定值电阻R上产生的热量Q心三·十·Q 则从第1根导体棒进入磁场到第根导体棒速度减为 0的过程中，导轨右端定值电阻R上产生的总热量QR =QR1十Q2+QR+…+Q, 通过分式分解和观察数列的“望远镜求和”性质，得出 nmv Q-n年·Q-20m=123… 答案：1)BL 2R (20 nmv (3)2m+n=1,23,… 18 专题十二 交变电流 考点1 1.B甲中：导体环绕轴匀速转动，磁通量不改变，不产生 交变电流，故A错误：乙中：导体框绕轴匀速转动，穿过 线框的磁通量呈周期性变化，产生交变电流，故B正确； 丙中：导体棒匀速运动，感应电动势E=BL,电流恒定， 故C错误；丁中：导体框匀速运动，磁通量不变，无感应 电流，故D错误. 2.D由题意可知导体棒通过磁场区域过程需要的时间， 即周期为T=2L」 导体棒通过区域I时，产生的电动势大小为E=BL, 经过的时间为t=' 导体棒通过区域Ⅱ时，产生的电动势大小为E= L B×0.5Lw,经过的时间为t=, 报根有效维的定又有管+亮：-亮， E 代入数据可得E有= ⑩BL巴.故选D. 4 3.C根据题意可知，演交流电的频率为f-元=50H, 故A错误；线圈转到图示位置时，磁场与线圈平面平行， 磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大，故B 错误：根据题意，由右手定则可知，线圈转到图示位置 时，电流由B·A,由左手定则可知，AB边受到的安培力 方向向上，故C正确：根据题意，由公式E=NBSw可 知，仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为原来的2倍， 为20V,故D错误. 4.C根据题意可知，磁场区域变化前线圈产生的感应电 动势为e=Esin ot, 由题图丙可知，磁场区城变化后，当Esin t=E时，线 2 圈的侧边开始切割磁感线，即当线图旋转行时开始切制 磁感线，由几何关系可知磁场区域平行于x轴的边长变 为d'=2dcos开=d,C正确. 3 5.B设R,、R,的阻值均为R,根据题中所给信息，结合题 (Uo 2 图图像可得Q= R 2 U R 考点2 1.AD U愿一 原，副线图两瑞的电压与线图匝数的关系 ，则U=心U露=U,A正确：原、副线图中的电流 n, n n 与线国臣数的美系壳=分则1么=兴。公1，B绣 21 误；理想变压器不改变交变电流的周期，则电源电压周 期为T,C错误；等离子体两端电压的有效值为U有= 、袋离子体的等效电阻为R二有= √2 2I 正确」 2.D设原线图匝数为n1,副线圈cd匝数为n2,d、e两端 连接前，有。代山©两端连接后，有六 2+10,联立可得10Y11V n :-n,十10·解得=100，D正确。 3.AC由题意可知，原线圈电压为UJ1=100V,与灯泡甲 相连的副线图电压为U甲=220V,与灯泡乙相连的副线 圈电压为U,=2V,根据理想变压器的电压与线圈匝数 知少=%，其中n2=1,解得1=50，A正确：由 关系可知可一乙 输入电压的表达式可知输入电压的周期为0.02s,则输 入电压的频率为50Hz,B错误；灯泡甲、乙均正常发光， 则副线圈的输出功率为11W,根据理想变压器输入功率 与输出功率的关系可知，原线圈的输入功率为11W,C 正确；原线圈的电压有效值为100V,输入功率为11W, P 报据I=可知，流过原线图的电流有数值为0,1】A, 则流过原线圈的电流最大值为0.11√2A,D错误. 4.B由图乙可知，交流电的周期为2.25s,故A错误；根 据图乙可知，输入电压最大值Um=48√2V,则输入电压 有效值为U1= =48V,根据可 昆=可知·副线图电 压即电压表示教为U,=U,=12V,故B正确：R1的 1, 阻值为R,的2倍，根据并联规律可知，两电阻的电压相 同，根据欧姆定律可知，流经R,和R。的电流之比为1： 2,副线圈干路电流等于流经两电阻的电流之和，则副线 圈干路的电流为R,电流的3倍，故C错误：根据变压器 的原理可知，原副线圈功率相同，故D错误，故选B. 5.AC根据理想变压器的电压比等于匝数比可得n1:n =U1:U2=5:1,n1tn=U1:U=5:1,故A正确，B 错误；根据能量守恒可知变压器的输入功率等于总的输 出功率，故P入=P±=7.0kW+3.5kW=10.5kW, 故C正确；输出电压为交流电的有效值，根据正弦交流 电的最大值与有效值的关系可知，两副线圈输出电压最 大值均为U=220√2V,故D错误.故选AC. 6.B输入电压峰值为Um=12√2V,则输入电压有效值为 =12V,滑动触头在正中间，根据 U1= =可知， √2 输出电压U,=0,5业U=18V,若将电阻箱阻值调为18 1, ,则电流为1A,故A错误；若将副线圈匝数调为总匝 数的子，根据变压比可知，喻出电压U,'=京 2V,则制线图电流变为1。=尺与 -=2A,故B正确：输 入端电压调为u=12W2sin(50πt)V时，其有效值不变， 不会导致电流的变化，仍然为1=卡=3.0A,故C错 误；将输入电压峰值减小一半，则输入电压有效值变为 =6V,输出电压U”=0.5U,”=9V,副线 U,” 图电流变为1，”=尺=1.5A,故D错误.故选B. 7.B设变压器原、副线圈的电压分别为U、U,,灯泡L的 阻值为R,根据等效电阻的思想有灯泡的等效电阻R等 U 1 灯泡L的阻值R=了 U, 由理海交压器原现，电压关系号-片 111 电流关系，=友 13 联立解得R=kR, S与a相连，根据等效电源思想，灯泡的电功率最大时应 该满足R￥=3R,因为k值不确定，灯泡的电功率不一定 最大，故A错误； S与a相连，变压器原线图电压U,=R+3R U ·R,灯 电两瑞的电压为-受一架B三骑：5与6相建： 变压器原线圈电路接入两个电阻，变压器原线圈电流I J k'R+2R 流过灯泡的电流L,=1=(中2)RC错误： S与c相连，变压器原线圈电路接入一个电阻，变压器原 U 线圈的电流I,R十R灯泡的电功率为P=IR年 k22 (k2+1)RD错误.故选B, 8.ACA.保持T不动，根据理想变压器的性质可知副线 图中电压不变，当滑动变阻器R的滑片向∫端滑动时，R 与R1串联后的总电阻减小，电流增大，根据P=产R,可 知此时R,热功率增大，故A正确；B.将T向b端移动， 副线圈匝数变小，故副线圈两端电压变小，滑动变阻器R 的滑片位置不变时，通过R,的电流减小，故R,的热功 率减小，故B错误；C.将T向口端移动，副线圈匝数增 加，故副线图两端电压变大，滑动变阻器R的滑片向∫ 端滑动，R与R,串联后的总电阻减小，电流增大，此时 R的热功率增大，故C正确；D.将T向b端移动，副线 图匝数减少，故副线圈两端电压变小，滑动变阻器R的 滑片向e端滑动，R与R,串联后的总电阻增大，电流减 小，此时R的热功率减小，故D错误 考点3 BDAB,报据输电功率公式P=U,输电电流I=吕 2.6×10 A=3.25×103A,故A错误，B正确：CD.输电 800×103 损耗功率为P描=R,输送功率P不变时，提高输电电 压U,由I=可知输电电流I减小，因此P减小，故C 错误，D正确. 专题十三 近代物理 考点1 1,AD用波长为入，的光照射时，逸出功为W,的金属板 能发生光电效应，逸出功为W,的金属板不能发生光电 效应，说明W1<W,,A正确；能使M、N两金属板均发 生光电效应的光能量更大，即子>n后，可知入<A B错误：报据光电效应方程有B=小子-W,B=小片 -W,结合W,<W:得E>E,C皓误：又E,=n元 W结合E=无-W,及b关>行得E>ED 入1 正确。 2.C光的频率不低于材料的截止频率才能激发电子，由 光电效应方程Ek=v一W。可知，太阳光的一部分能量 被电子用来脱离金属做功，剩下的转化为电池的电能， A、B错误；只要入射光光子的能量大于W。即可发电，与 天气无关，C正确：当太阳光垂直太阳能电池照射时，太 阳能电池接受的光照最强，此时发电功率最大，D错误. 3.B根据光电子最大初动能与過制电压的关系E=U., 根据图像有Ue>Ua>U,故Eke>Ek>Ek1.故选B. 5最新真题 专题十二 交变电流 分类特训 [考点1]交变电流的产生及描述 1.(2026·陕晋青宁卷，3)下列处于匀强磁场的导体回路中能产生交变电流的是 X B 甲 A.甲图中绕轴匀速转动的导体环 郑 B.乙图中绕轴匀速转动的导体框 C.丙图中在固定导轨上匀速运动的导体棒所在回路 D.丁图中匀速运动的导体框 2.(2025·山东卷，7)如图为一种交流发电装置的示意图，长度为2L、间距为L的两平行金属电 极固定在同一水平面内，两电极之间的区域I和区域Ⅱ有竖直方向的磁场，磁感应强度大小均 为B、方向相反，区域I边界是边长为L的正方形，区域Ⅱ边界是长为L、宽为0.5L的矩形.传 送带从两电极之间以速度匀速通过，传送带上每隔2L固定一根垂直运动方向、长度为L的 导体棒，导体棒通过磁场区域过程中与电极接触良好.该装置产生电动势的有效值为() 杯 2L 导体棒 传送带 储能 ×× 装置 金属电极 A.BLv B.②BL D.10BLo 2 C. 4 如 3.(2025·北京卷，4)如图所示，交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向 匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为e=10sin(100πt)V.下列 御 说法正确的是 ( A.该交流电的频率为100Hz B.线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C.线圈转到图示位置时，AB边受到的安培力方向向上 D.仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为10√2V 器 4.(2024·山东卷，8)如图甲所示，在一d≤x≤d,一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 () √3E/2 图甲 图乙 图丙 57 -d/2 d/2 -√3d/43d/4 d/2 v3d/2 √3d/2 A B D 5.(2024·河北卷，4)R,、R2为两个完全相同的定值电阻，R1两端的电压随时间周期性变化的规 律如图1所示（三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的√3倍），R,两端的电压随时间按正弦规 律变化如图2新示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比Q,：Q2为 () Au/V u/V 0 -Uo 图1 图2 A.2:3 B.4:3 C.2:3 D.5:4 [考点2]理想变压器 1.(2026·河北卷，8)（多选）图1为一种等离子体工作电路，理想变压器原线圈两端接电压为U 的正弦交流电源，原、副线圈的匝数分别为n1、2,R为保护电阻.稳定工作时交流电流表的读 数为I,若等离子体可等效为定值电阻，其两端的正弦交流电压波形如图2所示，Um为电压峰 值，T为周期，则下列说法正确的是 () 3 等离子体 图1 图2 A.副线圈电压U B.原线圈中电流1 n C.电源电压周期为2T D.等离子体的等效电阻2 2I 2.(2026·河南卷，4)为确定一变压器副线圈cd的匝数，某同学在变 压器铁芯上缠绕10匝线圈ef,如图所示.原线圈ab接入一正弦交 副线圈 原线圈 流电源，c、d两端电压为l0V;若将d、e两端连接，ab接入的电源 ho 不变，c、f两端电压为11V.变压器视为理想变压器，则副线圈cd 的匝数为 A.200 B.190 C.110 D.100 3.(2026·湖北卷，8)（多选）如图所示，有一理想变压器，其原线圈输入 电压为u=100√2sin100πt(V),在一个副线圈上接额定电压为220 )甲 V、额定功率为10W的灯泡甲，在另一个单匝副线圈上接额定电压 ☒乙 为2V、额定功率为1W的灯泡乙，两灯泡均能正常发光.下列说法 正确的是 A.原线圈的匝数为50 B.输入电压的频率为100Hz C.原线圈的输入功率为11W D.流过原线圈的电流最大值为0.11A 4.(2025·福建卷，2)如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为4：1，在副线圈的回路中接有 理想交流电压表和阻值分别为R,、R2的电阻，其中R=2R2,原线圈接到如图乙所示的正弦式 交流电路中，则 () 58 () 48√2 ⊙RdRI 0.25 2.5t(s) (甲 (乙) A.交流电的周期为2.5s B.电压表示数为12V C.副线圈干路中的电流为R,中电流的2倍 D.原副线圈功率之比为4：1 5.(2025·云南卷，8)（多选）电动汽车充电桩的供电变压器（视为理想 变压器)示意图如图所示.变压器原线圈的匝数为n1,输入电压U, U,I区充电桩 =1.1kV;两副线圈的匝数分别为2和n3,输出电压U2=U3= U n 220V.当I、Ⅱ区充电桩同时工作时，两副线圈的输出功率分别为 U,Ⅱ区充电桩 7.0kW和3.5kW,下列说法正确的是 () A.n1:n2=5:1 B.m1:n3=1:5 C.变压器的输入功率为10.5kW D.两副线圈输出电压最大值均为220V 6.(2025·安徽卷，8)某理想变压器的实验电路如图所示，原、副线圈总匝数之比 n1:n2=1:3,④为理想交流电流表.初始时，输入端a、b间接入电压u=122 sn(100πt)V的正弦式交流电，变压器的滑动触头P位于副线圈的正中间，电阻 b C 箱R的阻值调为62.要使电流表的示数变为2.0A,下列操作正确的是 ( A A.电阻箱R的阻值调为18Ω B副线圈接入电路的匝数调为其总匝数的写 C.输入端电压调为u=12√2sin(50πt)V D.输入端电压调为u=6√2sin(100πt)V 7.(2025·湖南卷，6)如图，某小组设计了灯泡亮度可调的电路，a、b、c为固 定的三个触点，理想变压器原、副线圈匝数比为k,灯泡L和三个电阻的阻 值均恒为R,交变电源输出电压的有效值恒为U.开关S与不同触点相连， 下列说法正确的是 A.S与a相连，灯泡的电功率最大 B.S与a相连，灯泡两端的电压为，U k2+3 U UUJ2 C.S与b相连，流过灯泡的电流为 (k2+2)R D.S与c相连，灯泡的电功率为 (k2+1)R 8.(2024·全国甲卷，19)（多选）如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可 通过滑动触头T调节，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻R。和R1、 开关S.S处于闭合状态，在原线圈电压U。不变的情况下，为提高R,的热 功率，可以 A.保持T不动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动 B.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片位置不变 C.将T向a端移动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动 D.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片向e端滑动 [考点3]电能的输送 (2026·云南卷，8)（多选）云南至广东高压输电工程在调试阶段采用800kV高压输电，输送功 率为2.6×10W,关于该输电线路，下列说法正确的是 () A.输电电流为3.25×105A B.输电电流为3.25×103A C.若输送功率不变，提高输电电压，则输电损耗会增加 D.若输送功率不变，提高输电电压，则输电损耗会减小 59