高考物理二轮复习专项突破题13交变电流（2份打包，解析版+原卷版，可预览）

(二轮复习 名师经验)13交变电流-2021高考备考绝密题型专项突破题集

1．老师给一实验小组提供了一个演示用变压器，要求同学们自选部分器材，在不拆卸的前提下弄清变压器原副线圈的匝数、。同学们进行了如下操作：把原线圈接入一交流电源，副线圈接一灯泡后（如图1所示），分别用交流电压表测量输入电压和灯泡两端的电压测量值分别为、，接着又在铁芯上绕了100匝线圈（如图2所示），线圈两端接电压表，示数为，变压器可以视为理想变压器，则下列说法正确的是（　　）

A．原线圈匝数为

B．副线圈匝数为

C．当把新绕制的线圈上接上灯泡时，原灯泡两端的电压减小

D．当把新绕制的线圈上接上灯泡时，变压器原线圈的电流增大

【答案】：ABD

【解析】：AB．根据变压器的原理可知

解得

AB正确；

C．当把新绕制的线圈上接上灯泡时，原灯泡两端的电压不变，C错误；

D．当把新绕制的线圈上接上灯泡时，则由

则变压器原线圈的电流增大，D正确，故选ABD。

2．如图所示，N匝圆形导线框以角速度ω绕对称轴OO＇匀速转动，导线框半径为r，电阻、电感均不计，导线框处在垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场中，外电路接有阻值为R的电阻和理想交流电流表，则下列说法正确的是（　　）

A．从图示时刻起，导线框产生的瞬时电动势为NBπr2ωsinωt

B．图示时刻穿过导线框的磁通量为NBπr2

C．交流电流表的示数为

D．外电路电阻两端电压的有效值为

【答案】：AC

【解析】：A．感应电动势最大值为

电动势瞬时值为

解得

从图示时刻起，导线框产生的瞬时电动势为NBπr2ωsinωt，A正确；

B．图示时刻穿过导线框的磁通量为Bπr2，B错误；

C．电动势有效值为

交流电流表的示数为

解得

C正确；

D．外电路电阻两端电压的有效值为

解得

D错误，故选AC。

3．某50Hz的钳形电流表的工作原理如图所示。当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转。不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，已知n2=1000匝，当用该表测50Hz交流电时（　　）

A．若导线中通过的是10A直流电，G中通过的电流是10mA

B．若G中通过的电流为50mA，则导线中的被测电流为50A

C．若导线在钳形口多绕几圈，则钳形电流表的示数变大

D．若导线在钳形口多绕几圈，则钳形电流表的示数变小

【答案】：BC

【解析】：A．若导线中通过的是10A直流电，则穿过线圈的磁通量不变，则G中不会有感应电流产生，故A错误；

B．根据变压器原副线圈电流与匝数成反比

可得

故B正确；

CD．导线在钳形口多绕几圈，即增大，随之增大，钳形电流表的示数偏大，故C正确，D错误，故选BC。

4．如图所示，匝数的矩形闭合导线框处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框面积，线框电阻为10Ω。线框绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入如图所示电路。当开关S断开时电压表读数为20V，每个电阻R=0.2Ω。则（　　）

A．如图所示时刻，线框处于中性面，穿过线框的磁通量变化率最大

B．变压器原、副线圈匝数比为

C．原线圈两端电压的有效值为100V

D．闭合开关后，电压表示数变大

【答案】：BC

【解析】：A．如图所示时刻，线框ABCD处于中性面，穿过线框的磁通量最大，磁通量的变化率最小，选项A错误；

BC．发电机产生的感应电动势的最大值

电动势有效值

则变压器原、副线圈匝数比为

当开关S断开时次级电流为

则变压器原、副线圈匝数比为

联立解得

I1=10A

U1=100V

选项BC正确；

D．闭合开关，次级电阻变小，则次级电流变大，初级电流变大，则线圈内阻上的电压变大，变压器初级电压减小，则变压器次级电压减小，选项D错误，故选BC。

5．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，一个二极管和阻值为的负载电阻串联后接到副线圈的两端。现在a、b两端接入如图乙所示的电压，c、d间接入理想电压表。已知二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大，则（　　）

A．电压表读数为100 V

B．R的功率为500W

C．若将二极管短路，电压表示数为200 V

D．若将二极管短路，变压器的输入功率为2000 W

【答案】：AD

【解析】：A．交流电压表测得的分别为交变电压和交变电流的有效值，根据变压器公式

得到输出电压

而输出电压U2不等于c、d端电压，因二极管具有单向导电性，输入电压通过变压器变压后经二极管整流后有效值发生变化，为

即电压表读数为100 V，选项A正确；

B．R的功率为

选项B错误；

C．若将二极管短路，电压表示数为

选项C错误；

D．若将二极管短路，变压器的输出功率

则变压器的输入功率为2000 W，选项D正确，故选AD。

6．如图所示，观察电流表的指针，可以判定（　　）

A．指针随着线圈转动而摆动，并且线圈每转一周，指针左右摆动一次

B．当线圈平面转到跟磁感线垂直位置时，电流表的指针偏转最大

C．当线圈平面转到跟磁感线平行的位置时，电流表的指针偏转最大

D．感应电动势和感应电流是周期性变化的

【答案】：ACD

【解析】：A．线圈从如图位置开始转动一周，经过中性面两次，电流方向改变两次，指针左右摆动一次，选项A正确；

B．当线圈平面转到跟磁感线垂直位置时，切割磁感线的速度最小，感应电动势为零，电流表的指针偏转最小，选项B错误；

C．当线圈平面转到跟磁感线平行的位置时，切割磁感线的速度最大，感应电动势最大，电流表的指针偏转最大，选项C正确；

D．感应电动势和感应电流随时间都是周期性变化的，选项D正确，故选ACD。

7．如图所示是三峡电站向浙江地区送电的简化模型。两变压器均为理想变压器，升压变压器原副线圈匝数比为，降压变压器原副线圈匝数比为，用户端得到的是电压为、功率为P的正弦式交变电流，输电线总电阻为，不考虑其他影响下列说法正确的是（　　）

A．升压变压器输出端的电压为

B．降压变压器的输入端的电压为

C．输电线上的电流为

D．输电线上损失的功率为

【答案】：A

【解析】：A．设降压变压器原副线圈的电压有效值分别为、，则有

，，

设输电线上分得的电压为△，则

△，△

联立解得

故 A正确；

B．由得

故B错误；

C．输电线上的电流为

故C错误；

D．输电线上损失的功率为

△

故D错误，故选A。

8．如图所示为一理想变压器，其原线圈与一学生电源相连，P为滑动触头，开始时白炽灯L正常发光。现令P从均匀密绕的副线圈最顶端开始，沿副线圈缓慢匀速下滑，直至白炽灯L两端的电压为零。用表示原线圈两端的总电压，表示灯泡两端的电压，表示流过原线圈的电流，表示流过灯泡的电流，（、、、均指有效值）。能正确反映相应物理量变化趋势的是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】：B

【解析】：A．变压器原线圈电压U1是不变的，则选项A错误；

B．根据

由于P从均匀密绕的副线圈最顶端开始，沿副线圈缓慢匀速下滑，所以副线圈的有效的匝数n2逐渐的减小，所以副线圈的电压U2也是逐渐的减小，所以灯泡的电压U2也是逐渐减小的，所以B正确。

CD．因为白炽灯灯泡的电阻随着温度的增加而变大，所以电压和电流不是正比例的关系，I2-t图像不是直线；由于

所以I1-t图像也不是直线，选项CD错误，故选B。

9．手摇式发电机是我们教学中常用的演示工具，如图甲所示，可以简化为图乙。一个小型旋转电枢式交流发电机的矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中以矩形线圈中轴线为轴以角速度ω匀速转动，产生的交流电通过M、N与外电路连接，如图所示，外电路电灯电阻为R，电压表为理想交流电表。在线圈由平行于磁场方向位置转过90°的过程中，下面说法正确的是（　　）

A．电压表V的示数为

B．通过灯泡的电荷量为

C．当线圈由平行于磁场方向位置转过90°时，流过线圈的电流为

D．电灯中产生的焦耳热为

【答案】：D

【解析】：A．电压表测量的是路端电压的有效值，线圈产生的感应电动势的最大值

因此，电压表的示数

A错误；

BC．线圈转过90°的过程中，回路的平均电动势

平均电流

通过灯泡的电荷量

B、C错误；

D．电灯中产生的焦耳热

D正确，故选D。

10．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81Ω、1Ω、80Ω，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。开关S断开时变压器输出功率与S闭合时变压器输出功率相等，该变压器原、副线圈匝数比为（　　）

A．5﹕2 B．4﹕3 C．3﹕1 D．2﹕1

【答案】：C

【解析】：由于开关S断开时变压器输出功率与S闭合时变压器输出功率相等，设开关S断开时副线圈的电流强度为I1、S闭合时副线圈的电流强度为I2，则有

解得

设变压器原副线圈的匝数比为k，开关断开时，原线圈的电流强度为，电压为，根据闭合电路的欧姆定律可得

开关闭合时，原线圈的电流强度为，电压为，根据闭合电路的欧姆定律可得

解得

故选C。

11．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50 V，那么该线圈由图示位置(线圈平面与磁场方向平行)转过30°时，线圈中的感应电动势大小为（　　）

A． B． C． D．

【答案】：C

【解析】：线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动，从垂直中性面的位置开始计时，感应电动势的瞬时值为

故当时，感应电动势的瞬时值为

所以C正确；ABD错误，故选C。

12．在如图所示电路中，理想变压器原线圈接在交流电源上，调节滑动触头Q可以改变副线圈接入电路的匝数。为定值电阻，灯泡L和滑动变阻器R串联，P为滑动变阻器的滑片，A为交流电流表。开关S闭合，电流表A的示数为I。则（　　）

A．仅将P向下滑动，I增大 B．仅将Q向下滑动，灯泡变亮

C．仅将开关S断开，灯泡变亮 D．仅将开关S断开，变压器的输入功率增加

【答案】：A

【解析】：A．仅将P向下滑动，次级总电阻减小，次级总电流变大，根据变压器原理可得原线圈的电流变大，故A正确；

B．仅将Q向下滑动，副线圈匝数减小，次级输出电压变小，灯泡变暗，故B错误；

C．仅将开关S断开，次级电压不变，则灯泡亮度不变，故C错误。

D．仅将开关S断开，次级电压不变，次级电阻增加，则次级功率减小，则变压器的输入功率减小，选项D错误，故选A。

13．对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图象，下列说法中正确的是（　　）

A．电流大小变化，方向不变，是直流电

B．电流大小、方向都变化，是交流电

C．电流最大值为0.2A，周期为0.02s

D．电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电

【答案】：A

【解析】：由图象可知：电流的大小变化，方向始终为正，不发生变化变，所以是直流电，电流最大值为0.2A，周期为0.01s，所以A正确，BCD错误，故选A。

14．在交流电路中，要减小平行板电容器的容抗，可以（　　）

A．减小两极板的正对面积 B．减小极板间的距离

C．适当增大交变电流的电压 D．减小交变电流的频率

【答案】：B

【解析】：AB．减小电容器容抗的途径有二：一是增大电容，二是增大频率。要增大电容可增大两极板的正对面积或减小两极板间的距离，故选项A错误；选项B正确；

C．增大交变电流的电压对容抗无影响，选项C错误；

D．减小交变电流的频率，容抗增大，选项D错误，故选B。

15．如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L，电容C串联，再将三者并联，接在220V、50Hz的交变电压两端，三只灯泡亮度相同。若接在220V，100Hz的交变电压两端，则（　　）

A．三只灯泡亮度不变

B．三只灯泡都将变亮

C．a亮度不变，b变亮，c变暗

D．a亮度不变，b变暗，c变亮

【答案】：D

【解析】：根据电感的特性：通低频、阻高频，当电源的频率变高时，电感对电流的感抗增大，b灯变暗；根据电容器的特性：通调频、阻低频，当电源的频率变高时，电容器对电流的容抗减小，c灯变亮。而电阻的亮度与频率无关，a灯亮度不变。所以选项ABC错误，D正确，故选D。