2022 年高考物理二轮复习全真模拟练习——交变电流 一、单选题 1．（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 C． 2 NBL2 2 NBL2 D． 4 2．（2021·北京·高考真题）一正弦式交变电流的 i - t 图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．在 t  0.4 s 时电流改变方向 B．该交变电流的周期为 0.5 s C．该交变电流的表达式为 i = 2cos5πA t D．该交变电流的有效值为 2 A 2 3．（2022·江苏·模拟预测）中央带接头的理想变压器，原副线圈原数之比为1:1 。副线圈上下两端通过两 个理想二极管与灯泡 L 相连，灯泡的另一端 P 与副线圈的中央接头连接，如图所示。输入电压为 U 的正 弦交流电，则下列说法正确的是（　　） A．灯泡 L 两端的电压为 U B．灯泡 L 电压与输入电压周期相等 C．灯泡 L 中的电流方向始终不变 D．接头 P 移到 b ，电源功率不变 4．（2021·浙江·镇海中学模拟预测）为做好疫情防控供电准备，防控指挥中心为医院设计的备用供电系 统输电电路简图如图甲所示，矩形交流发电机匝数为 n=50，线圈、导线的电阻均不计，在匀强磁场中以 矩形线圈中轴线 OO＇为轴匀速转动，穿过线圈的磁通量 Φ 随时间 t 的变化图像如图乙所示， ΦWb m  2 �10 2  。并与变压器的原线圈相连，变压器的副线圈接入到医院为医疗设备供电，变压器为理 想变压器，假设额定电压为 220V 的医疗设备恰能正常工作。下列说法正确的有（　　） A．电压表的示数为 50 2 V B．假如给变压器输入端接入电压 U  50 V 的直流电，医疗设备能正常工作 C．变压器的匝数比为 5：22 D．从 t=0 开始计时，变压器的原线圈两端的电压 u  50 2 sin100 t （V） 5．（2021·四川巴中·模拟预测）教学用发电机能够产生正弦式交变电流，利用该发电机（内阻可忽略） 通过理想变压器向定值电阻 R 供电，电路如图所示，理想交流电流表 A、理想交流电压表 V 的读数分别 为 I 、 U ， R 消耗的功率为 P 。若发电机线圈的转速变为原来的 2 倍，下列说法错误的是（　　） A． R 消耗的功率变为 4P B．通过 R 的交变电流频率不变 C．电流表 A 的读数变为 2I D．电压表 V 的读数变为 2U 6．（2021·青海大通·三模）如图所示的理想变压器中，原副线圈的匝数比为 n1 : n2  4 :1 ，现在 M 、 N 两 点间接一定的交变电流，小灯泡 a 、 b 、 c 均正常发光，小灯泡 b 正常发光时的电阻为 4Ω 、额定功率为 16W ，小灯泡 a 、 c 的额定功率相同。已知电源的输出功率为 32W ，则下列说法正确的是（　　） A．小灯泡 c 的额定功率为 16W B．小灯泡 a 的额定电流为 0.5A C．小灯泡 b 的额定电压为 8V D． M 、 N 间所加电源的电压为 24V 7．（2021·重庆市渝北中学校三模）如图为日常生活中常见的电子打火灶点火装置原理图。将 1.5V 直流 电压通过转换器转换为正弦交变电压 u  6 sin100（） t V ，再将其加在匝数比 n2：： n1  2000 1 的理想变压器 的原线圈上，副线圈两端就可获得高压引发电火花点燃燃气。下列说法正确的是 A．原线圈两端所接交流电压表的读数为 6V B．放电针之间电压最高可达 12000V C．放电针之间交流电压频率 100Hz D．放电针每隔 0.04s 点火一次 8．（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 9．（2021·安徽省定远中学模拟预测）图示的电路中， L1 、 L2 和 L3 是三个相同的灯泡，假设灯泡的电阻 n1 2  n 不随温度发生变化。上一级输入的交流电压恒定不变，理想变压器原、副线圈匝数之比 2 1 ，则开关 闭合前、后（　　） A．电压表的示数保持不变 5 B．变压器原线圈输入电压之比为 3： 5 C．变压器原线圈中的电流之比为 3： D．灯泡 L2 的功率之比为 18： 25 10．（2021·福建龙岩·三模）如图甲所示，理想变压器的一一组线圈与水平导轨相连，导轨处于竖直向上 的匀强磁场中，金属棒 AB 垂直放在导轨上，其向左运动的速度图像如图乙所示。则下列各图中能表示 ab 两端的电压 uab 随时间 t 变化的图像是（　　） A． B． C． D． 11．（2021·湖北·二模）如图甲所示为家用燃气灶点火装置的电路原理图，转换器将直流电压转换为图乙 所示的正弦交流电加在理想变压器的原线圈上，设变压器原、副线圈的匝数分别为 n1、n2。当两点火针间 电压大于 5000V 就会产生电火花进而点燃燃气，闭合 S，下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数为 50 2 V B．在正常点燃燃气的情况下，两点火针间电压的有效值一定大于 5000V n2  100 C．当 n1 时，才能点燃燃气 n2 2  200 �102 s D．当时 n1 ，点火针每个周期的放电时间为 3 二、填空题 12．（2022·福建·模拟预测）如图所示，单匝矩形闭合导线框 abcd 处于磁感应强度大小为 B、方向垂直纸 面向里的水平匀强磁场中，线框面积为 S，电阻为 R。线框绕与 cd 边重合的竖直固定转轴以角速度 ω 从 中性面开始匀速转动， （1）线框中感应电流的有效值 I=___________。 （2）线框从中性面开始转过  过程，通过导线横截面的电荷量 q=___________。 2 13．（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_____________。 14．（2020·北京东城·一模）我们的生产和生活中离不开交变电流。 (1)如图甲所示，KLMN 是一个单匝竖直的矩形导线框，KL 边水平，线框面积为 S，全部处于磁感应强度 为 B 的水平匀强磁场中，线框绕竖直固定轴按俯视的逆时针方向以角速度 ω 匀速转动。在 KL 边与磁场方 � 向夹角为 30 （图示位置）时： ① 线框产生的瞬时电动势的大小为____________； ② 导线框中的电流方向是___________（选填“KNMLK”或“KLMNK”）； (2)交变电流可以从发电站输送到用户，但输电线的电阻不可忽略，因此在输电线上会损失一部分功率。 某发电厂利用总电阻 R=100Ω 的线路向外输送电能，输送功率 P=300kW，输电电压 U=10kV，请你求出导 线上损失的功率___________； (3)如图乙所示电路中，L 是标有“12V 12W”字样的小灯泡，R 是标有“10Ω 1A”字样的滑动变阻器。交流电 源的电压瞬时值表达式 u=28sin100πt（V）。请你通过计算说明，能否通过调节滑动变阻器使小灯泡正常 工作。_________。 三、解答题 15．（2021·天津·一模）如图所示，线圈 abcd 的面积是 0.1㎡，共 50 匝，电阻忽略不计，外接电阻 R=20Ω，匀强磁场的磁感应强度 B  1 T  ，线圈以   20 rad / s 的角速度绕垂直于磁场的轴匀速转动． （1）求线圈中感应电动势的最大值； （2）若从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时表达式； （3）求电阻 R 消耗的功率． 16．（2021·全国·二模）如图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，匝数为 100 匝的矩形线圈 abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴 OO� 匀速转动，线圈的两端经集流环给外电路供电．外电 路中 M 是额定电压为 80 V、额定功率为 160 W 的小型电动机，R 是电阻为 90 的电热丝，D 为理想二极 管，具有单向导电性，在 t=0 时刻线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量  随时间 t 按图乙所 示正弦规律变化，重力加速度取 10 m／s2，  取 3.14． （1）求交流发电机产生的电动势的最大值； （2）当 S1 闭合、 S2 断开时，小型电动机正常工作，恰好将质量为 3.2 kg 的重物以 4m／s 的速度匀速提起， 则矩形线圈电阻及电动机内阻分别为多少? （3）当 S1 断开、 S2 闭合时，求在 1 分钟内电热丝产生多少热量? 17．（2021·河南·一模）一小型发电站通过一理想变压器直接为某小区内住户供电，其示意图如图所示： 变压器副线圈接入电路的匝数可以通过触头 Q 调节，为了检测电路中的电流变化，在变压器原线圈接入 一量程为 600A、内阻 RA＝0.1Ω 的电流表，已知从变压器到用户的输电线上的总电阻 r＝0.02Ω，其他导 线的电阻忽略不计．发电站输出的电压 U＝257.5V，小区所有用户在夜间消耗的功率为 110kW，则要使 用户得到的电压为 220V，求变压器原副线圈匝数比．（ 20306.25 ＝142.5） 参考答案： 1．B 2．C 3．C 4．C 5．B 6．C 7．B 8．D 9．C 10．B 11．C 12． 2 BS 2R 13． BS 2( R  r ) 14． 3 BS 2 BS R  B 2 S 2 R ( R  r )2 KNMLK 15．（1）100V； （2） 16．（1） 100 2V 90kW 能 e  100sin  20 t  V ； （3）250W； （2）8Ω；