专训 12 交变电流 2022 年高考物理二轮专题复习精选 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（2021·湖北·高考真题）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 A1 示数减小 B．电流表 A2 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 2．（2021·辽宁·高考真题）如图所示，N 匝正方形闭合金属线圈 abcd 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 OO′以角速度 ω 匀速转动，ab 边距轴 L 。线圈 4 中感应电动势的有效值为（　　） A． NBL  2 2 NBL2 B． 2 1 NBL2 C． 2 2 NBL2 D． 4 3．（2021·河南·新安县第一高级中学模拟预测）如图所示为理想变压器及其工作电路，原、副线圈匝数 比 n1∶n2=2∶1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接函数表达式 u1=220 2 sin（100πt）V 的交流电， RT 为半导体热敏电阻（其电阻随温度升高而变小）。R1、R2 为定值电阻，C 为电容器。下列判断正确的是 （　　） A．V1 表的示数为 220V B．R2 的电功率为零 C．副线圈输出电压的函数表达式为 u2=110 2 sin（50πt）V D．RT 处温度升高时，V1 表示数不变，V2 表和 A 表的示数均变大 4．（2021·广东天河·一模）理想变压器原、副线圈匝数之比为 4∶1。原线圈接入一电压为 u=220 2 sin100πt （V）的交流电源，副线圈接一个 R=27.5Ω 的负载电阻。下列说法正确的是（　　） A．副线圈中输出交流电的周期为 1 s 100 B．原线圈中电流表的读数为 2 A C．副线圈中电压表的读数为 55 V D．原线圈中的输入功率为 110 2 W 5．（2021·重庆一中一模）如图所示，理想变压器的匝数比为 n1：n2：n3=2：1：1，电阻 R1=R2=R3=R。当 A、B 两接线柱接正弦交变电源时，R2 的电流为 I，则 R1 的功率为（　　） 1 2 A． I R 2 B．I2R C．2I2R D．4I2R 6．（2021·北京丰台二中三模）如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为 3：1，在原、副线圈的 回路中分别接有阻值均为 10Ω 的电阻，原线圈一侧接在电压如图（b）的正弦交流电源上，电压表、电流 表可视为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数约为 73V B．原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为 1：1 C．电流表的示数为电流的平均值 2 D．0~0.005s 内通过副线圈回路中电阻的电量约为 3.0 �10 C 7．（2021·江西宜春·一模）如图所示，一矩形线圈在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴 OO′ 以  的角速度匀速转动，矩形线圈的匝数为 N 匝，面积为 S，电阻为 2Ω 。矩形线圈通过电刷与一理想变 压器的原线圈相连，变压器的副线圈接有两只电阻均为 2Ω 的相同灯泡 L1 和 L2，变压器原、副线圈的匝 数比为 10∶1，若开关 S 断开时 L1 正常发光，此时电流表示数为 0.1A，则（　　） A．若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为 NBS  sin  t B．若开关 S 闭合，则矩形线圈的输出功率将变小 C．若开关 S 闭合，电流表示数将变小 D．灯泡 L1 的额定功率为 2W 8．（2021·山东章丘·二模）一半径为 a 的半圆形单匝闭合线框，其总电阻为 r，空间中存有方向竖直向上、 磁感应强度大小为 B 的匀强磁场。某时刻在外力驱动下，线框开始绕其水平放置的直径以角速度  匀速 转动（左侧观察顺时针旋转）。t 时刻线框恰好转动至如图所示的竖直平面，下列说法正确的是（　　） A．线框匀速转动一周的过程中外力做功为 W B．从 t 时刻开始计时，感应电动势的表达式为  3 B 2 a 4 4r e  B a 2 sin(t )V 2 C．线框从 t 时刻转到水平位置的过程中电路中的电荷量为 D．设 N 点电势为零，t 时刻 M 点电势为 M   q 2 2 Ba 2 8r B a 2 4 9．（2021·重庆市实验中学三模）如图甲所示为一种自耦变压器（可视为理想变压器）的结构示意图。线 圈均匀绕在圆环型铁芯上，滑动触头 P 在某一位置，在 BC 间接一个交流电压表和一个电阻 R。若 AB 间 输入图乙所示的交变电压，则（　　） 2 A． t  1�10 s 时，电压表的示数为零 B．电阻 R 中电流方向每秒钟改变 50 次 C．滑动触头 P 逆时针转动时，AB 间输入功率增大 D．滑动触头 P 顺时针转动时，R 两端的电压增大 10．（2021·四川广元·三模）如图所示，一理想变压器的原线圈接有电压为 U 的交流电，副线圈接有固定 电阻 R1 和光敏电阻 R2（阻值随光照增强而减小），导线电阻不计，开关 S 开始时处于闭合状态。下列说 法正确的是（　　） A．电流表的示数随光照时间增加不断改变 B．当滑动触头 P 向下滑动时，电阻 R1 消耗的功率增加 C．当光照变弱时，变压器的输入功率变大 D．当开关 S 由闭合到断开时，电流表的示数变大 11．（2021·全国·二模）如图 1 所示电路中，交流发电机的电动势随时间变化的 e–t 图像如图 2 所示，理想 变压器的原副线圈匝数比为 1：10，R1=2Ω，R2 最大阻值为 5Ω，两个电压表均为理想交流电压表，发电机 线圈电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．t=0.01s 时穿过线圈的磁通量为 0 B．电压表 V1 的示数为 100V C．当滑动变阻器的滑片从中点向下滑动时两个电压表的示数均变大 D．当滑动变阻器的滑片从中点向下滑动时 R2 的功率变大 二、填空题 12．（2021·福建泉州·二模）如图，电阻为 r、面积为 S 的单匝矩形线圈，在磁感应强度为 B 的匀强磁场 中绕 OO� 轴以角速度 ω 匀速转动，外电路电阻为 R，图示时刻线圈平面与磁场垂直，此时理想交流电流表 的示数为____________，在线圈转过一周的过程中，电阻 R 产生的焦耳热为_____________。 13．（2018·河南·一模）如图所示，平行四边形线圈匝数 n=200 匝，线圈面积 S=10cm2，线圈电阻 r=1Ω， 在匀强磁场中绕 OO ' 轴逆时针（从上往下看）匀速转动，轴 OO ' 和磁场的方向垂直，磁感应强度的大小 B 2 T 2 ，角速度   300rad / s ，外电阻电阻 R=9Ω，交流电表均为理想电表．若从图示位置开始计时， 线圈感应电动势的瞬时值表达式为__________________，流过电流表的最大值电流值为__________；转 动过程中交流电压表的数值为__________________． 三、解答题 14．（2017·江苏南通·三模）某研究性学习小组进行地磁发电实验，匝数为 n、面积为 S 的矩形金属线框 可绕东西方向的水平轴转动，金属线框与微电流传感器组成一个回路，回路的总电阻为 R．使线框绕轴以 角速度  匀速转动，数字实验系统实时显示回路中的电流 i 随时间 t 变化的关系如图所示．当线圈平面和  竖直方向的夹角为 时，电流达到最大值 Im ．求： (1)该处地磁场的磁感应强度大小 B 及地磁场方向与水平面间的夹角 a； (2)线框转动一周时间内回路中产生的焦耳热 Q； � � � � (3)线框转动时穿过线框的磁通量变化率的最大值（ �t � m )；线框从磁通量变化率最大位置开始转过 60° 的过程中，通过导线的电荷量 q． 15．（2021·福建省平和第一中学二模）如图所示，矩形线圈 abcd 的匝数为 N=50 匝，线圈 ab 的边长为 L1=0.2m，bc 的边长为 L2=0.25m，在磁感应强度为 B=0.4T 的匀强磁场中，绕垂直于磁感线且通过线圈中 线的 OO′轴匀速转动，转动的角速度 ω=100 2 rad/s，若线圈自身电阻为 r=1Ω，负载电阻 R=9Ω．试求： （1）穿过线圈平面的最大磁通量 Φm； （2）线圈在图示位置（线圈平面与磁感线平行）时，感应电动势 e 的大小； （3）1min 时间内电阻 R 上产生的焦耳热 Q 的大小． 16．（2021·四川绵阳·三模）如图所示，MN、PQ 是两条水平平行放置的光滑金属导轨，导轨的右端接理 想变压器的原线圈，变压器的副线圈与电阻 R＝20Ω 组成闭合回路，变压器的原副线圈匝数之比 n1 :n2＝ 1 : 10，导轨宽 L＝5m．质量 m＝2kg、电阻不计的导体棒 ab 垂直 MN、PQ 放在导轨上，在水平外力 F 作 用下从 t＝0 时刻开始在图示的两虚线范围内往复运动，其速度随时间变化的规律是 v＝2sin20πtm/s．垂直 轨道平面的匀强磁场的磁感应强度 B＝4T．导轨、导线和线圈电阻不计．求： （1）从 t＝0 到 t1＝10 s 的时间内，电阻 R 上产生的热量 Q＝? （2）从 t＝0 到 t2＝0.025 s 的时间内，外力 F 所做的功 W＝? 17．（2021·江苏南京·二模）如图甲所示，正方形闭合线圈 abcd 边长为 10cm，总电阻为 2.0Ω，匝数为 100 匝，放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图乙所示．求： （1）在 0～2s 内线圈中感应电动势的大小； （2）在 t=1.0s 时线圈的 ad 边所受安培力的大小和方向； （3）线圈中感应电流的有效值．参考答案： 1．A 2．B 3．A 4．C 5．B 6．D 7．D 8．A 9．C 10．B 11．B 12． 13． BS 2( R  r )  B 2 S 2 R ( R  r )2 e  30 2 cos 300t 14．（1） B 3 2 27V I2R 3I m Im R  Q m q  ；（2）  （3） nS ；地磁场方向与水平面夹角 2 2 15．（1）0.02Wb （2）100 16．（1）4×104J；（2）104 J 2 V （3）5.4×104