专题13 交变电流-十年（2012-2021）高考物理真题分项汇编（山东专版）

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2021年，单独命题，单科
2020年，单独命题，单科
2019年，全国 = 1 \* ROMAN \* MERGEFORMAT I卷，理综物理
2018年，全国 = 1 \* ROMAN \* MERGEFORMAT I卷，理综物理
2017年，全国 = 1 \* ROMAN \* MERGEFORMAT I卷，理综物理
2016年，全国 = 1 \* ROMAN \* MERGEFORMAT I卷，理综物理
2015年，单独命题，理综物理
2014年，单独命题，理综物理
2013年，单独命题，理综物理
2012年，单独命题，理综物理
二、2012-2021年高考物理试题全解全析：
1、（2012·山东卷·T18）图甲是某燃气炉点火装置的原理图．转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．以下判断正确的是（ ）
A．电压表的示数等于5V
B．电压表的示数等于
C．实现点火的条件是
D．实现点火的条件是
【考点】正弦式电流的图象和三角函数表达式；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；交流的峰值、有效值以及它们的关系；变压器的构造和原理．
【分析】根据图乙得到原线圈电压的最大值，根据有效值与最大值的关系求出电压表的示数，当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会点火，根据电压与线圈匝数比的关系即可求解．
【解析】A、根据图乙得到原线圈电压的最大值为5V，所以电压表的示数为：，故A错误，B正确；
C、根据，且U1＝5V，U2≥5000V得：实现点火的条件是，故C正确，D错误．
故选：BC。
【点评】掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，知道电压表的示数为有效值，本题即可得到解决．
2、（2013•山东）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动。从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示。以下判断正确的是（ ）
A．电流表的示数为10A
B．线圈转动的角速度为50π rad/s
C．0.01s时线圈平面与磁场方向平行
D．0.02s时电阻R中电流的方向自右向左
【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理；正弦式电流的图象和三角函数表达式；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．
【分析】由题图乙可知交流电电流的最大值、周期，电流表的示数为有效值，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，由楞次定律可判断出0.02s时流过电阻的电流方向．
【解析】A、由题图乙可知交流电电流的最大值是A，周期T＝0.02s，由于电流表的示数为有效值，故示数I＝＝10A，选项A正确；
B、角速度＝＝100π rad/s，选项B错误；
C、0.01s时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，故线圈平面与磁场方向平行，选项C正确；
D、由楞次定律可判断出0.02s时流过电阻的电流方向自左向右，选项D错误。
【答案】AC。
【点评】本题是2013年 的高考题，考查的知识点较多，难度不大．
3、（2014·山东卷·T17）如图，将额定电压为60V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上，闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表（均为理想电表）的示数分别为220V和2.2A，以下判断正确的是（ ）
A．变压器输入功率为484W
B．通过原线圈的电流的有效值为0.6A
C．通过副线圈的电流的最大值为2.2A
D．变压器原、副线圈匝数比n1：n2＝11：3
【考点】变压器的构造和原理．
【分析】副线圈的用电器正常工作，电压为额定电压，即为副线圈电压，再根据副线圈的电流，可以计算出输出功率，理想变压器的输入功率等于输出功率。再根据变压器原副线圈电压、电流与线圈匝数的关系即可求解，要知道电流表和电压表都是有效值。
【解析】A、变压器的输入功率等于输出功率，P入＝P出＝I2U2＝2.2×60W＝132W，故A错误；
B、根据P入＝I1U1，所以，故B正确；
C、电流表示数为有效值，故通过副线圈的电流的有效值为2.2A，则最大值为，故C错误；
D、根据变压器的工作原理可知，所以变压器原、副线圈匝数比，故D正确。
故选：BD。
【点评】掌握住理想变压器的输入功率等于输出功率，知道电压、电流之间的关系，还要知道电流表和电压表都是有效值。
4、（2016·全国 = 1 \* ROMAN \* MERGEFORMAT I卷（山东）·T16)一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3Ω 、1Ω 和4Ω ，eq \\ac(○,A)为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为（ ）
A．2
B．3
C．4
D．5
【答案】B
【解析】该变压器原、副线圈匝数比为k，当开关S断开时，原线圈两端电压，电流为I1=I，副线圈的电压，根据欧姆定律，当开关S闭合时，原线圈两端电压，电流为I1' =4I，副线圈的电压，根据欧姆定律综上解得k=3，故A、C、D错误，B正确。
5、（2020·山东卷·T5）图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=22：3，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15 Ω，额定电压为24 V。定值电阻R1=10 Ω、R2=5 Ω， 滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为（ ）
A. 1 ΩB. 5 ΩC. 6 ΩD. 8 Ω
【答案】A
【解析】
输电电压的有效值为（即原线圈电压的有效值）
根据理想变压器电压规律可知副线圈电压有效值
灯泡正常工作，根据欧姆定律可知分压为，则通过灯泡的电流，即副线圈部分的干路电流为
根据串联分压规律可知，和、构成的并联电路部分的分压为
通过的电流为
通过、的电流为
、的分压为
解得滑动变阻器的阻值为
A正确，BCD错误。
故选A。
6、（2021·山东卷·T9）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。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；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. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】
当开关S接1时，左侧变压器次级电压
U2=3×7.5V=22.5V
电阻R上的电压，即右侧变压器的次级电压
电流
则右侧变压器初级电压
电流
则
当开关S接2时，设输电电流为I，则右侧变压器的次级电流为0.5I；右侧变压两边电压关系可知
解得
I=3A
则R上的功率
故选BD。