贵州高考物理三年（2020-2022）模拟题汇编-11交变电流

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贵州高考物理三年（2020-2022）模拟题汇编-11交变电流 一、单选题1．（2022·贵州黔南·统考模拟预测）河滨生态园住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成，发电机中矩形线圈所围成的面积为，匝数为，电阻不计，它可绕水平轴在磁感应强度为的水平匀强磁场中以角速度匀速转动，矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头上下移动时可改变输出电压，表示输电线的电阻，以线圈平面与磁场平行时为计时起点，下列判断正确的是（　　）A．若发电机线圈某时刻与图示位置垂直，变压器原线圈的电流瞬时值最大B．发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式C．当用户数目减少时，为使用户电压保持不变，滑动触头应向上滑动D．当滑动触头向下移动时，变压器原线圈两端的电压将降低2．（2022·贵州黔南·统考模拟预测）两位中学生在北半球沿东西方向站立，把一根电线长为的长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上，电线还连接一个负载电阻形成一个闭合的回路，地球的地磁场在北半球的竖直分量向下（未画出），大小为，在此过程中将摇动部分看为半径为的半圆如图所示，俩同学以直径为轴匀速摇动这条电线，转速为，电线、电流计及连接导线的电阻不计，电线的电阻率为，横截面积为，则（　　）A．感应电动势的最大值为B．这根电线的电阻为C．假设开始时半圆与磁感线平行，则转动二分之一周期时负载电阻上产生的热量为D．假设开始时半圆与磁感线平行，则转动二分之一周期时通过负载电阻上的电荷量为3．（2022·贵州·统考模拟预测）如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形单匝线圈的转轴垂直于磁场方向且在线圈所在的平面内，线圈电阻为2Ω。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，当线圈转过45°时回路中的感应电流为1A，则外力在一个周期内做功的平均功率为（　　）A．1W B．W C．2W D．2W4．（2021·贵州毕节·统考二模）如图甲为利用理想变压器的远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为1：50，降压变压器原、副线圈匝数比为n3：n4，发电机到升压变压器间两条输电线的总电阻为0.2Ω，两条远距离输电线的总电阻为200Ω。若发电机的输出电压如图乙所示，发电机的输出功率为78kW，用户端获得的电压有效值为220V。下列说法中正确的是（　　）A．降压变压器原、副线圈匝数比为n3：n4=40：1B．用户端交流电的频率为100 HzC．远距离输电线中的电流为300AD．远距离输电线路损耗功率为1.2kW5．（2020·贵州铜仁·模拟预测）如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为4：1，为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈所接电压u=51sin（）（V）。下列说法正确的是（　　）A．变压器输入功率与输出功率之比为1∶4B．变压器副线圈中电流的频率为100HzC．变压器原、副线圈中的电流之比为1：1D．若热敏电阻的温度升高，电压表的示数不变，电流表的示数变大 二、多选题6．（2022·贵州贵阳·统考模拟预测）如图是风力发电机的简易模型。时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈以每秒n转的转速转动。已知发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，理想变压器原、副线圈的匝数比为k，忽略线圈电阻，下列说法正确的是（　　）A．发电机输出电压的有效值为B．发电机输出交变电流的频率为C．副线圈输出电压的有效值为D．发电机产生的瞬时电动势7．（2022·贵州黔南·统考模拟预测）随着新能源汽车的普及，无线充电技术得到进一步应用。如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，由地面供电装置（主要装置是线圈，并连接家庭电路）将电能传送至汽车底部的感应装置（主要装置是线圈，并连接锂电池），利用产生的磁场传递能量。已知锂电池的充电电压为384V，下列说法正确的是（　　）A．供电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化B．感应线圈匝数大于供电线圈匝数C．只增大供电线圈匝数，可增大充电电压D．感应装置和供电装置无需导线连接，这样传递能量没有损失8．（2021·贵州·统考二模）如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，在原、副线圈的回路中各接一定值电阻、，且，原线圈一侧a、b两点间接有电压为的正弦交流电源，不计输电导线的电阻。则以下说法正确的是（　　）A．两端的电压为 B．与两端的电压之比为2∶3C．与上消耗的功率之比为2∶9 D．电源的输出功率与上消耗的功率之比为1∶19．（2021·贵州黔东南·统考一模）一理想变压器的电路图如图甲所示，原线圈两端所加的正弦交变电压随时间变化的关系图像如图乙所示。副线圈所接电路中有额定功率均为的两个相同灯泡L1和L2，电压表的示数为灯泡L1恰好正常发光。电压表和电流表均为理想电表，开始时开关S断开，则下列说法正确的是（  ）A．电流表的示数为B．变压器原、副线圈的匝数比为C．闭合开关S后，灯泡L1的功率为D．闭合开关S后，变压器的输入功率为10．（2020·贵州铜仁·统考二模）如图，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，电阻不计，绕OO′轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，从图示位置开始计时，矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻R0和滑动变阻器R，下列判断正确的是（　　）A．矩形线圈从图示位置经过时间内，通过电流表A1 的电荷量为0B．矩形线圈从图示位置经过 时间时，矩形线圈产生的感应电动势为0C．在滑动变阻器的滑片向下滑动的过程中，电流表A1和A2的示数都变大D．在滑动变阻器的滑片向上滑动的过程中，电压表V1和V2的示数都变小11．（2020·贵州·统考模拟预测）如图所示，一理想变压器的原线圈与稳定的正弦交流电源相连，副线圈与定值电阻R0和均匀密绕的滑线变阻器R串联。若不考虑温度对R0、R阻值的影响。在将滑动头P自a匀速滑到b的过程中（　　）A．原线圈输入功率变大 B．原线圈两端电压变大C．R两端的电压变小 D．R0消耗的电功率变小
参考答案：1．B【详解】A.发电机线圈某时刻与图示位置垂直时，当线圈与磁场垂直时，感应电流最小，变压器原线圈的电流瞬时值最小，错误；B.感应电动势最大值为，由图可知，是从垂直中性面计时，则感应电动势的瞬时值表达式为，B正确；C.当用户数目减小时，用电功率减小，根据功率可知，电压不变，则电流减小，损失电压减小，从而可确定触头移动方向向下才能保证用户端得到电压不变，C错误；D.原线圈两端的电压由发电机输出电压决定，所以当滑动触头向下移动时，变压器原线圈两端的电压不变，D错误；故选B。2．B【详解】A．摇动导线过程产生正弦式交变电流，导线转动的角速度，感应电动势的最大值为故错误；B．由电阻定律可知，导线电阻，故正确；C．导线转动过程产生正弦式交变电流，感应电动势的有效值为交变电流的周期，由闭合电路的欧姆定律可知，感应电流的有效值为转动二分之一周期时负载电阻上产生的热量为联立解得故C错误；D．开始时半圆与磁感线平行，则转动二分之一周期过程穿过回路的磁通量的变化量，由法拉第电磁感应定律可知，平均感应电动势为零，平均感应电流为零，则通过负载电阻上的电荷量为零，故D错误。故选B。3．C【详解】线圈从垂直中性面开始转动，所以有由题意当线圈转过45°时，即此时 解得所以有效电流为根据能量守恒定律知，外力做功的平均功率等于整个电路消耗的热功率，所以外力做功的平均功率为P=I2r=2W故选C。4．A【详解】A. 发电机的输出功率为P=78kW，由图乙知发电机的输出电压有效值为U=260V，则升压变压器原线圈上的电流发电机到升压变压器间两条输电线的总电阻为r=0.2Ω，升压变压器原线圈上的电压根据变压器原理，升压变压器副线圈上的电压升压变压器副线圈上的电流远距离输电线的总电阻R=200Ω，远距离输电线中损失的电压则降压变压器原线圈上的电压用户端获得的电压有效值U4=220V，降压变压器原、副线圈匝数比为故A正确；B. 变压器不改变交流电的频率，由图乙知交流电的周期T=0.02s，所以频率f=50Hz，故B错误；C. 远距离输电线中的电流为，故C错误；D. 远距离输电线路损耗功率故D错误。故选A。5．D【详解】A．根据理想变压器的特点可知，原副线圈输入功率和输出功率相等，故A错误；B．变压器副线圈中电流的频率等于原线圈的电流频率，则有故B错误；C．根据可得原副线圈的电流之比为1：4，故C错误；D．若热敏电阻的温度升高，则热敏电阻的阻值减小，由于原线圈的电压不变，即电压表的示数不变，则副线圈的电压不变，根据欧姆定律可知副线圈中的电流变大，即电流表的示数变大，故D正确；故选D。6．AD【详解】A．发电机线圈的角速度为发电机输出电压的峰值为发电机输出电压的有效值为A正确；B．变压器不改变频率，原、副线圈交流电的频率相同，均为B错误；C．根据原、副线圈电压与匝数的关系可知，副线圈输出电压的有效值为C错误；D．时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，即中性面的位置，发电机产生的瞬时电动势为D正确。故选AD。7．AB【详解】A．因为地面供电装置连接家庭电路，电流呈周期性变化（正弦交流电），故产生的磁场呈周期性变化，A正确；B．家庭电路电压220V，充电电压384V，类比变压器可知，匝数与电压成正比，故感应线圈匝数大于供电线圈匝数，B正确；C．由可知，只增大供电线圈匝数n1，充电电压U2减小，C错误；D．类似实际变压器，通过磁场传递能量会有一定损失，D错误。故选AB。8．BC【详解】AB．设原线圈的输入电压为，两端的电压为，原线圈的电流为，则有副线圈的电流为，电压为，则有联立有解得则有两端的电压为与两端的电压之比为2∶3，A错误，B正确；C．、上消耗的功率分别为功率之比为C正确；D．电源的输出功率为上消耗的功率为电源的输出功率与上消耗的功率之比为D错误。故选BC。9．BD【详解】A．由可知，电流表的示数为，A错误；B．由图乙可知，输入电压的有效值为，则有解得B正确；C．闭合开关S后，副线圈两端的电压不变，灯泡L1的功率不变，C错误；D．理想变压器原线圈的输入功率与副线圈所接用电器消耗的功率相等，两个相同的灯泡都正常发光，故此时输入功率为，D正确。故选BD。10．BC【详解】A．由可知，时间等于，图示位置为垂直中性面，故矩形线圈从图示位置经过时间内，磁通量一直增大，感应电流的方向不变，平均感应电动势不为零，平均电流不为零，由可知，通过电流表A1的电荷量不为零，故A错误；B．矩形线圈从图示位置经过时间时，线圈处于中性面，磁通量最大，感应电动势为零，故B正确；C．在滑动变阻器的滑片向下滑动的过程中，滑动变阻器接入电阻变小，由于原、副线圈电压U1、U2不变，由欧姆定律可知，R减小，I2增大，所以电流表A2的示数增大；又由于变压器的输出功率U2不变，I2增大，有P2增大，而变压器的输入功率等于输出功率，所以变压器的输入功率增大，由，由于U1不变，P1增大，所以I1增大，则有在滑动变阻器的滑片向下滑动的过程中，电流表A1和A2的示数都变大，故C正确；D．在变压器中，输入电压决定输出电压，电压与匝数成正比，在滑动变阻器的滑片向上滑动的过程中，虽然电阻增大，但没有改变原副线圈的匝数比，故电压表V1和V2的示数都不变，故D错误。故选BC。11．AC【详解】AB．原线圈与稳定的正弦交流电源相连，则原线圈两端电压不变，由于匝数比不变，则副线圈两端电压不变，将滑动头P自a匀速滑到b的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，副线圈中电流变大，由公式可知，副线圈功率增大，则原线圈输入功率变大，故A正确，B错误；C．由于副线圈中电流变大，则R0两端电压变大，副线圈两端电压不变，则R两端电压变小，故C正确；D．将副线圈与R0看成电源，由于不知道滑动变阻器的最大阻值与R0的关系，则无法确定R0消耗的电功率的变化情况，故D错误。故选AC。