《2021年新高考真题物理汇编18 交变电流（解析版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021年新高考真题物理汇编18 交变电流（解析版）（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题1 8交变电流1.（2021高考新课程H 卷海南卷）如图，理想变压器原线圈接在“=220&sin 100R（V）的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片尸来调节.当滑片尸处于图示位置时，原、副线圈的匝数比|：%=2：1，为了使图 中“100V,50W”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（）A.仅将滑片P 向上滑动B.仅将滑片P 向下滑动C.仅在副线圈电路中并联一个阻值为20Q 的电阻D.仅在副线圈电路中串联一个阻值为20Q 的电阻【参考答案】BD【名师解析】理想变压器原线圈接在 =220应 sinlOOG（V）的交流电源上，原线圈输入电压Ul=220V,若原、副线圈的匝数比1：%=2：1，则副
2、线圈输出电压为110V,大于灯泡额定电压100V,为了使图中 100V.5OW”的灯泡能够正常发光，可以仅将滑片尸向下滑动，降低输出电压，也可仅在副线圈电路中串联一个阻值为20。的电阻，选项BD 正确。2.（2021新高考福建）某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示，图中R 为输电线的总电阻.若变压器视为理想变压器，所有电表视为理想电表，不考虑变压器的输入电压随负载变化，则当住户使用的用电器增加时，图中各电表的示数变化情况是A.增大，寇 不 变，增大B.增大，逾 减 小，逾增大C.。增大，逾 增 大，逋减小D.。增大，寇 不 变，懑减小【参考答案】C【解题思路】当住户使用的用电器增加时
3、，变压器副线圈输出电流增大，增 大，逾 不 变，通 减 小，根据变压器输入电功率等于输出电功率可知，增大，选 项 D 正 确。3.（2 0 2 1 高考新课程I 卷山东卷）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75V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I。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1 W；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.r=10Q B,=5。c,P=45W D.P=22.5W【参考答案 B D【名师解析】开关S接 1 时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2：1,
4、R上的功率为10W,根据k u d Z/R,解得U 4=1 0 V,对右侧变压器，由变压公式可知，右侧变压器输入电压为U 3=2 0 V,由理想变压器功率关系可得输电线中电流I=0.5 A。对左侧变压器，由变压公式可得左侧变压器输出电压为U 2=2 2.5 V,由 U 2=I r+U 3,解得r=5 C,选项B正确A错误；开关S接 2时，右侧变压器原、副线圈匝数比为1 ：2,由 P=U 2/R 可得输I-4PR出电压为，PR,根据变压器变压公式，右侧变压器原线圈输入电压U3=2 ,由 P=I 2 R 可得输出电流V R根据变压器变流公式，可得输电线中电流1=2 丫汽0由 U 2=I r+U3即
5、 U 2=2、R r+2,解得P=22.5W,选项D正确C错误。4.（2 0 2 1 年高考广东学业水平选择性测试）某同学设计了一个充电装置，如图5所示.假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2 s,电压最大值为0.0 5 V.理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1：6 0.下列说法正确的是图5A.交流电的频率为10HzB.副线圈两端电压最大值为3VC.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关D.充电电路的输入功率大于变压器的输入功率【参考答案】B【名师解析】根据周期与频率成反比可知交流电的频率为f=l=5 H z,原线圈电压最大值为0.05V.根据
6、变压器变压公式可知副线圈两端电压最大值为3V,选项B 正确；变压器输入电压与永磁铁磁场强弱有关,选项C 错误；对于理想变压器，充电电路的输入功率等于变压器的输入功率，选项D 错误。5、（2021高考新课程湖北卷）如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R 的滑动变阻器和阻值为R 的定值电阻。在变阻器滑片从a 端向b 端缓慢移动的过程中A.电流表A i示数减小B.电流表Az示数增大C.原线圈输入功率先增大后减小D.定值电阻R 消耗的功率先减小后增大【参考答案】A【解题思路】在变阻器滑片从a 端向b 端缓慢移动的过程中，副线圈电路中的等效电阻一直增大，由欧姆定律可
7、知，电流表A2示数减小，根据变压器变流公式可知，电流表A i示数减小，原线圈输入功率一直减小，选项A 正确BC错误。由于定值电阻R 中电流一直减小，由热功率公式，可知定值电阻R 消耗的功率一直减小，选项D 错误。6.（2021新高考湖南卷）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为J 4，输入端。、。接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L L?的阻值始终与定值电阻&的阻值相同。在滑动变阻器H 的滑片从a 端滑动到b端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（）B.L 先变亮后变暗，L?一直变亮C.L 先变暗后变亮，L?先变亮后变暗D.L 先变亮后变暗，L?先变亮后变暗【参考答案】
8、A【命题意图】本题考查变压器动态变化及其相关知识点。【解题思路】在滑动变阻器R 的滑片从a 滑动到b 的过程中，在滑动R 的中点时，变压器负载电阻最大，输出电流和输出电功率最小，灯泡L 2一直变亮，灯泡L 1先变暗后变亮，选项A 正确BCD错误。【名师点评】两个电阻并联，若两个电阻之和为定值，当两个电阻阻值相等时，并联等效电阻最大。7.（2021新高考辽宁卷）如图所示，N匝正方形闭合金属线圈abed边长为L,线圈处于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴00 一角速度3匀速转动，a b 边距轴L/4,线圈中感应电动势的有效值为V 2 2B.NBL 32C.-NBW 3
9、2V2 2D.NBI：34【参考答案】B【解题思路】面积为1/绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴0 0 以角速度3匀速转动的线圈，产生的感应电动势最大值为反三啾%,有效值为E=X 左 X NBI 3,选项B正确ACD错误。2 2【易错警示】绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴0 0 以角速度3匀速转动的线圈，产生的感应电动势最大值只与线圈面积和转动的角速度有关，与转轴位置无关。8.（2021新高考北京卷）一正弦式交变电流的L t 图像如图所示。下列说法正确的是A.在 f=0.4 s 时电流改变方向B.该交变电流的周期为0.5 sC.该交变电流的表达式为i=2cos5mAD.该交变电流的有效值为立A2【参
10、考答案】C【解题思路】根据正弦式交变电流的i-f 图像可知，在 f=0.1s、r=0.3s时电流改变方向，该交变电流的周期为0.4 s,该交变电流的表达式为i=2cos5m A，选项AB错误C 正确；该交变电流的最大值为2A,有效值为&A,选项D 错误。9.（2021年 6 月浙江选考物理）如图所示，虚线是正弦交流电的图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期T 和 最 大 值 相 同，则实线所对应的交流电的有效值U 满 足（）A.U =Qu乌吟D.u乌【参考答案】D【名师解析】因虚线是正弦交流电的图像，则该交流电的有效值为U有 效 布=4 =也 区，由图可知，在任意时刻，实线旬 双tn 2所代
11、表的交流电的瞬时值都不大于虚线表示的正弦交流电的瞬时值，则实线所代表的交流电的有效值小于虚线表示的正弦交流电的有效值，则U（且公,选 项D正确。2【名师点评】本 题 以 三 角 形 波 的 交 变 电 流 图 像 切 入，考 查 对 交 变 电 流 有 效 值 的 理 解。10.（2021高考河北物理）如图，发电机的矩形线圈长为2 L、宽 为L,匝数为N,放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中.理想变压器的原、副线圈匝数分别为 、和 2,两个副线圈分别接有电阻与和尺 2。当发电机线圈以角速度/匀速转动时，理想电流表读数为/。不计线圈电阻，下列说法正确的是（）A.通过电阻凡 的电流为止B.电阻R,
12、两端的电压为 卫 生c J 垃NBI（OC.人与|的比值为-D.发电机的功率为6NBI?血g+2）o【参考答案】BC【名师解析】当发电机线圈以角速度口匀速转动时，产生的感应电动势最大值为E,产NB2 L?3,有效值为E=E,J血=6 NBI 3,理想变压器原线圈输入电压为Uo=E=0N比2。，匝 数 为n|的副线圈输出电压Ui=/R”由变压器变压公 式%=%,可知，为与巧的比值为比 =叵 丝 包 ，选 项C正确；由变压q%勺 1R.器变压公式七=，解得电阻/?2两 端 的 电 压 为 叨=以 必 选 项B正确；通过电阻鸟 的电流为卜=4 7 1 5限2=%”，选项A错误；发电机的功率为P=UI
13、+U2h=/用+上 叫x%”L,选项D错误。n,邛2【名师点评】本题将交流发电机和变压器有机结合，考查相关知识点，属于综合性考查。11.（2021年1月浙江选考）发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕00,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。则金属框转动一周A.框内电流方向不变 B.电动势的最大值为Um2BL27tUmBL2q=-Q=-c.流过电阻的电荷 R D.电阻产生的焦耳热 R【参考答案】BCD【名师解析】，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕0 0 轴转动，金
14、属框中产生正弦式交变电流，金属框中电流方向周期性变化，电动势的最大值为U m,选项A错误B正确；金属框转动一周，金属框内的磁通量变化量O=2BS=2BL?,流2BL2过电阻的电荷q=ZG/R=R 选项C正确；由图乙可知，产生电压有效值为U=Um/&,由Um=BS3=BI?空 解 得T=2些，电阻产生的焦耳热Q-T=空 军 及=独 也，选项T Um R 2R Um RD正确。12.（2021新高考天津卷）如图所示，闭合开关后，R=5 Q的电阻两端的交流电压为必=50亚sinlO加V,电压表和电流表均为理想交流电表，则（)A.该交流电周期为0.0 2 s B.电压表的读数为1 0 0 VC.电流表
15、的读数为1()A D.电阻的电功率为I k W【参考答案】C【解题思路】由R =5。的电阻两端的交流电压为 =5 O 0 s i n l O R V 可知，3 =1 0“，该交流电周期为T=2n /3=0.2 s,选项A错误；电压表读数为有效值,50 V,选项B错误；由欧姆定律，电流表的读数为I=U/R=1 0 A,选项C 正确；电阻的电功率P=U I=50 X 1 0 W=50 0 W,选项D错误。1 3.(8 分)(2 0 2 1 高考江苏物理卷)贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2 0 2 0 年我国风力发电量高达 4 0 0 0 亿千瓦时.某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈
16、固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为0.2 0 T,线圈的匝数为1 0 0、面积为O Sn?,电阻为0.6。，若磁体转动的角速度为9 0 r a d/s,线圈中产生的感应电流为50A.求：(1)线圈中感应电动势的有效值E；(2)线圈的输出功率P.【命题意图】本题考查交变电流、电功率及其相关知识点。【解题思路】(1)线圈中产生的感应电动势最大值Em=NBS 3 =1 0()X 0.2 0 X 0,5 X 9 0 V=9(X)V线圈中感应电动势的有效值E=Em/V2 =4 5 0 0 V=6.4 X 1 02V(2)线圈输出电压 U=E-Ir=4 5 o V2 V-5 0 X 0.6 V=6 0 0 V,线圈输出电功率P=UI=6 0 0 X 5 0 W=3.1 X 1 04W【解法二】(1)电动势的最大值g =N 8 S。有效值 =卷E解得E=第 也带入数据得E =6.4 xl()2 v(2)输出电压U =输出功率尸=/(7解得 p=/(E )代入数据得P=3.1 xl(Tw评分建议：本题共8分，每问4分
