专题11 恒定电流和交变电流（分层练）原卷版-【高频考点解密】2024年高考物理二轮复习高频考点追踪与预测（江苏专用）

这是一份专题11 恒定电流和交变电流（分层练）原卷版-【高频考点解密】2024年高考物理二轮复习高频考点追踪与预测（江苏专用），共17页。
内容概览
TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc5613" \l "_Tc11033" A·常考题不丢分 PAGEREF _Tc5613 \h 1
\l "_Tc29795" 【命题点01 直流电路的分析】 PAGEREF _Tc29795 \h 1
\l "_Tc24863" 【命题点02 交变电流的产生与描述】 PAGEREF _Tc24863 \h 3
\l "_Tc26047" 【命题点03 变压器和远距离输电问题】 PAGEREF _Tc26047 \h 5
\l "_Tc3542" B·拓展培优拿高分 PAGEREF _Tc3542 \h 7
\l "_Tc28764" C·挑战真题争满分 PAGEREF _Tc28764 \h 12
【命题点01 直流电路的分析】
1．（2023·浙江绍兴·统考二模）锂电池以碳材料为负极，以含锂的化合物为正极．在充电过程中，通过化学反应，电池正极产生锂离子，锂离子通过电解液运动到负极，嵌在有很多微孔的负极碳材料中，嵌入的锂离子越多，电池中充入的电荷量也就越多，在放电时，负极的锂离子又会通过电解液返回正极，则图示时刻（ ）

A．锂离子电池两端的电压正在逐渐增大
B．外界的电能转化为锂离子电池的化学能
C．负极的锂离子通过电解液到达正极时，电场力做正功
D．由锂离子的移动情况可知电池处于放电状态
2．（2023·海南·统考模拟预测）在如图所示的图像中，直线为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线为某一小灯泡的伏安特性曲线，曲线与直线的交点坐标为，该点的切线与横轴的交点坐标为，用该电源直接与小灯泡连接成闭合电路，由图像可知（ ）

A．电源电动势为B．电源内阻为
C．小灯泡接入电源时的电阻为D．小灯泡实际消耗的电功率为
3．（多选）（2023·河北邢台·河北巨鹿中学校联考三模）某磁敏电阻R的阻值随外加磁场的磁感应强度B的增大而增大。有一位同学利用该磁敏电阻设计了一款可以测量小车加速度的实验装置，如图所示，条形磁铁的左、右两端分别连接两根相同的轻质弹簧，两弹簧的另一端固定在小车两侧的竖直挡板上，磁铁可以相对小车无摩擦左右移动，下列说法正确的是（ ）

A．当小车向右做加速直线运动时，电流表示数变大
B．当小车向右做减速直线运动时，电压表示数变小
C．当小车向左做加速直线运动时，电流表示数变大
D．当小车向左做减速直线运动时，电压表示数变小
4．（2022·海南·校联考三模）阻值相等的四个电阻、电容器（电容为C）和电池（电动势为E，内阻忽略不计）连成如图所示的电路，开关、，都闭合且电路稳定时，电容器所带的电荷量为Q。则当开关闭合、断开且电路稳定时，电容器所带的电荷量为（ ）

A．B．C．QD．5Q
5．（多选）（2023·广东湛江·统考模拟预测）某款伸展运动传感器的原理图如图所示，它由一电极和可伸缩柱极体组成，可在非接触状态下实现力一电转换。电极通过电阻接地处理，当带负电的柱极体靠近电极时，从地面引出的电荷在电极上产生。当复合柱极体拉伸时，弹性体和柱极体粒子发生形变，改变了电极上的感应电荷量，并通过电阻器产生电流（电子移动方向如图中箭头所示）。下列说法正确的是（ ）
A．在拉伸复合柱极体的过程中，电流自左向右流经电阻R
B．在拉伸复合柱极体的过程中，柱极体内电荷相互作用的电势能减小
C．在拉伸复合柱极体的过程中，电极上的电势将升高
D．周期性拉伸复合柱极体，将有交变电流流经电阻R
【命题点02 交变电流的产生与描述】
6．（2023·河北沧州·河北省吴桥中学校考模拟预测）某电动机由一匝线圈构成，其示意图如图甲所示。现将该电动机与一定值电阻R和理想电流表A串联起来，通过的电流如图乙所示，其中电动机线圈电阻，定值电阻，下列说法正确的是（ ）
A．电流的方向在内改变次B．时穿过电动机线圈的磁通量最大
C．时电流表A的示数为零D．线圈感应电动势的最大值为
7．（多选）（2023·福建厦门·厦门一中校考一模）如图所示，一个单匝矩形闭合导线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，图示时刻磁场与平面垂直，转动周期为，线圈产生的电动势的最大值为，则（ ）

A．线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为
B．线圈转动过程中磁通量变化率的最大值为
C．图示时刻为中性面，电流大小为0
D．若线圈绕ab转动，电动势的最大值将变为
8．（2024·河南·校联考一模）如图为小明设计的发电机的原理图，边长为L的n匝正方形线圈，线圈电阻不计，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场的中心轴做匀速转动，角速度为ω，转动时线圈两端在固定的半圆环P、Q上滑动，且始终与半圆环保持良好接触，P、Q通过导线连接到电阻R的两端，下列说法正确的是（ ）
A．图示位置线圈平面与中性面垂直B．从图示位置开始计时，R中流过的是正弦交流电
C．电路中电阻R两端的最大电压为D．线圈转动一个周期内R上产生的热量为
9．（2023·河北·校联考模拟预测）如图所示，abcd为一个单匝闭合矩形金属线框，已知ab的长度，bc的长度，线框电阻，图中虚线为匀强磁场的右边界（磁场左边界足够远），与线框的ab边平行，且将边等分，磁场的磁感应强度大小、方向垂直线框平面向里。时线框由图示位置开始绕ab边以角速度匀速转动，下列关于线框中感应电流随时间变化的图像可能正确的是（图像中只画了一个周期，图线均为正弦曲线，实线表示实际电流，虚线表示没有电流）（ ）
A．B．C．D．
10．（2023·江苏镇江·统考三模）如图所示，空间中分布着磁感应强度大小为B的匀强有界磁场，EF是其左边界，一面积为S的n匝圆形金属线框垂直于磁场放置，圆形线圈的圆心O在EF上，线圈电阻为R，若线框以角速度ω绕EF匀速转动，并从图示位置开始计时，则（ ）

A．时，线框中的感应电流最大 B．0到时间内，通过线框的电量为
C．线框中产生的交变电动势的最大值为nBsω D．线框中产生的交变电动势的有效值为
【命题点03 变压器和远距离输电问题】
11．（多选）（2023·河南郑州·郑州外国语学校校考模拟预测）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数为，L1、L2为两相同灯泡，R、L、D和C分别为定值电阻、理想线圈、理想二极管和电容器，其中。当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电压时，下列说法中正确的是（ ）

A．灯泡L1一定比L2暗
B．二极管两端的瞬时电压有可能大于副线圈两端的电压的最大值
C．副线圈两端的电压有效值为
D．电容器C所带电荷量为
12．（2023·吉林通化·梅河口市第五中学校考模拟预测）如图所示的是家庭漏电触电保护器的原理简图，A、B线圈双线并行，用火线和零线绕制。电器正常工作时，A、B线圈中电流等大反向，铁芯中磁感应强度为零，保护器两端电压为零。当发生漏电或触电事故时，相当于负载电阻接地，B线圈（零线）中的电流小于A线圈中的电流或为零，此时通过铁芯的磁感应强度不为零，C线圈产生感应电动势，使保护器启动保护模式—断开火线开关S。已知人体安全电流，保护器启动电流为25mA，变压器可看作理想变压器，则（ ）

A．C线圈的匝数应多于A线圈的匝数
B．保护器启动必须设置在A、B线圈电流差值远大于10mA时
C．A、C线圈的匝数比应该大于或等于
D．当发生漏电或触电事故时，负载电阻两端的电压是保护器两端电压的2.5倍
13．（2024·海南·校联考一模）如图所示，理想变压器为自耦变压器，原线圈接交流电源的两端，理想电压表的读数恒为，副线圈接阻值为的定值电阻和滑动变阻器R。调节自耦变压器以及滑动变阻器的滑片，当理想电压表的读数为时，电源的输入功率为P，则滑动变阻器R消耗的功率为（ ）
A． B．C．D．
14．（2024·西藏拉萨·校联考一模）如图甲所示的电路中，变压器为理想变压器，原，副线圈的匝数比为，电压表和电流表均为理想电表，定值电阻R的阻值为10Ω，a，b端输入如图乙所示的电压，则电流表的示数、电压表的示数分别为（ ）
A．11A，B．11A，220V
C．，220VD．，
15．（2024·广东惠州·统考三模）能够产生正弦式交变电流的发电机（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，则（ ）
A．R消耗的功率变为B．电压表V的读数变为
C．电流表A的读数仍为ID．通过R的交变电流频率不变
1．（2023·安徽淮北·统考一模）如图所示，两平行金属板A、B水平放置，两板间距。电源电动势，内阻不计，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为。闭合开关S1、S2，调节滑片，待电路稳定后，将一带电的小球以初速度从两板中心轴线水平射入板间，小球恰能匀速通过两板。已知小球的电荷量，质量为，不考虑空气阻力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．小球匀速通过极板时，A、B间的场强为5V/m
B．小球匀速通过极板时，滑片P处于中间位置
C．开关S1、S2保持闭合，将滑片P下移，小球可能撞击A板
D．断开开关S2，滑片位置不变，将B板下移少许，小球仍能匀速穿过极板
2．（2024·四川成都·校考一模）如图所示，电源内阻等于灯泡的电阻，当开关闭合．滑动变阻器滑片位于某位置时，水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态，灯泡L正常发光，现将滑动变阻器滑片由该位置向a端滑动，则（ ）
A．灯泡将变亮，R中有电流流过，方向竖直向上
B．液滴带正电，在滑片滑动过程中液滴将向下做匀加速运动
C．电源的路端电压增大，输出功率也增大
D．滑片滑动过程中，带电液滴电势能将减小
3．（2023·黑龙江·校联考模拟预测）某物理兴趣小组的同学从一款电子产品中拆下一个特殊电池，用如图甲所示的电路测量该电池的电动势和内阻，其中R1是阻值已知的定值电阻，电流表内阻RA=9R1。改变电阻箱的阻值R，测得几组电流表的读数I，做出图线如图乙所示，图线的斜率为k，截距为a，则该电池的电动势和内阻分别为（ ）

A．， B．， C．，D．，
4．（2023·广西南宁·南宁三中校考模拟预测）2022年11月23日，由三峡集团研制的单机容量16兆瓦海上风电机组成功下线，该机组是目前全球单机容量最大、叶轮直径最大的风电机组。某兴趣小组自制了一台风力发电机，风力发电机简易模型如图甲所示，试验中叶轮带动线圈在匀强磁场中转动，设计的升速齿轮的转速比为1：10，高速转轴的转速与发电机线圈转速一致。发电机产生交流电的电流随时间变化的图像如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．线圈在图甲所示位置时产生的电流最大
B．图乙电流的有效值为10A
C．风力叶轮的转速为0.5r/s
D．图乙所示电流的瞬时值表达式为i=10cs0.2rt（A）
故选C。
5．（多选）（2023·云南·校联考模拟预测）平行金属板A、B水平放置，构成平行板电容器，下极板B接地，与灵敏电流计G、定值电阻、电源E（内阻为r）、滑动变阻器R组成如图所示电路。滑动变阻器R的滑片置于中间位置，此时两极板间有一带电微粒M处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．滑片向a端移动时，有电流从流过灵敏电流计G
B．滑片向a端移动一段距离，电路稳定后，滑动变阻器消耗的电功率增大
C．若将上极板A向上移动一段距离，则M会向下运动
D．若将下极板B向下移动一段距离，则M在原位置处所具有的电势能增大
6．（多选）（2024·河南·项城市第一高级中学校考模拟预测）如图所示的电路中，电源的电动势为、内阻为为电容器，和为定值电阻，为光敏电阻（阻值随光照增强而减小），为理想电流表，为灵敏电流计，已知。当开关闭合且电路稳定后，在逐渐增大对的光照强度的过程中（ ）
A．A表的示数变小B．电源的输出功率变大
C．电源内部消耗的热功率变大D．表中有从至的电流
7．（多选）（2024·云南昭通·统考模拟预测）如图所示，虚线是一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁感线的转轴匀速转动产生的感应电动势随时间变化的关系图像，实线是另一交流电的感应电动势随时间变化的图像，两交流电的周期和电压的最大值均相同，用两个相同的交流电压表分别对它们进行测量，下列说法正确的是（ ）

A．两交流电的频率均为
B．时，两电压表的示数均为
C．实线所对应的交流电的有效值小于
D．时，虚线所对应的交流电的线圈平面与中性面垂直
8．（多选）（2023·河南郑州·校联考模拟预测）如图所示，理想变压器原线圈所在电路的输入端接有电压有效值为220V的正弦交变电流，匝数为30的副线圈2与规格为“12V36W”的灯泡L1连接，副线圈3与规格为“18V54W”的灯泡L2连接，原线圈与额定电压为40V的灯泡L连接。若电路接通时，三个灯泡均正常发光，则下列说法正确的是（ ）
A．原线圈1两端的电压为180VB．原线圈1的匝数为500
C．副线圈3的匝数为50D．通过灯泡L的电流有效值为0.5A
9．（2024·海南·校联考一模）如图1所示，固定在水平面上的平行光滑导轨左端接有阻值的电阻，整个导轨处在方向竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场中。一质量为、电阻的导体棒ab沿导轨向右运动，在外力F作用下，其速度v随时间t的变化关系如图2所示。已知导体棒ab的长度，导轨电阻不计，整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直且接触良好。则在的时间内（ ）

A．导体棒ab两端电压的峰值为B．外力F做的功为
C．通过电阻R的电荷量为D．外力F的冲量大小为
10．（多选）（2023·广西·统考模拟预测）图甲所示的装置是斯特林发电机，其工作原理图可以简化为图乙。已知矩形导线框的匝数为N，面积为S，处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，矩形导线框以角速度绕垂直磁场方向的轴匀速转动，线框与理想变压器原线圈相连。理想变压器原、副线圈的匝数比为，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，为定值电阻，R为滑动变阻器，交流电压表V1、V2均视为理想电表，不计线框的电阻。下列说法正确的是（ ）

A．线框从图示位置开始转过180°的过程中，产生的平均电动势为
B．滑动变阻器的滑片向c端滑动的过程中，的发热功率减小
C．滑动变阻器的滑片向d端滑动的过程中，电压表V2的示数始终为
D．线框从图示位置开始转过90°时，电压表V1的示数为
1．（2023·海南·统考高考真题）如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上电荷量为（ ）

A．CEB．C．D．
2．（2022·北京·高考真题）某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示，电路中的和，其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器（可等效为可变电阻）。水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于（、为定值）时，控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是（ ）
A．
B．为压力传感器
C．若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低
D．若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高
3．（2022·江苏·高考真题）如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为，，，，电源电动势，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是（ ）
A．B．C．D．
4．（2023·山东·统考高考真题）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1= 250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3：n4= 50：1，输电线总电阻R = 62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4= 220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ）

A．发电机的输出电流为368AB．输电线上损失的功率为4.8kW
C．输送给储能站的功率为408kWD．升压变压器的匝数比n1：n2= 1：44
5．（2022·河北·统考高考真题）张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，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，时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后。输出电压为U。忽略线圈电阻，下列说法正确的是（ ）
A．发电机输出的电压为
B．发电机输出交变电流的频率为
C．变压器原、副线圈的匝数比为
D．发电机产生的瞬时电动势
6．（多选）（2023·天津·统考高考真题）下图为输电线为用户输电的情景，电路中升压变压器和降压变压器都认为是理想变压器，中间输电电路电阻为R，下列说法正确的有（ ）

A．输出电压与输入电压相等B．输出功率大于输入功率
C．若用户接入的用电器增多，则R功率降低D．若用户接入的用电器增多，则输出功率增大
7．（多选）（2022·天津·高考真题）如图所示，两理想变压器间接有电阻R，电表均为理想交流电表，a、b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后（ ）
A．R的发热功率不变B．电压表的示数不变
C．电流表的示数变大D．电流表的示数变小
8．（多选）（2022·福建·高考真题）某同学利用如图所示电路模拟远距离输电．图中交流电源电压为，定值电阻，小灯泡、的规格均为“ ”，理想变压器、原副线圈的匝数比分别为1∶3和3∶1．分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ，两电路都稳定工作时，（ ）
A．与一样亮B．比更亮
C．上消耗的功率比的大D．上消耗的功率比的小
9．（2023·浙江·统考高考真题）某兴趣小组设计了一种火箭落停装置，简化原理如图所示，它由两根竖直导轨、承载火箭装置（简化为与火箭绝缘的导电杆MN）和装置A组成，并形成闭合回路。装置A能自动调节其输出电压确保回路电流I恒定，方向如图所示。导轨长度远大于导轨间距，不论导电杆运动到什么位置，电流I在导电杆以上空间产生的磁场近似为零，在导电杆所在处产生的磁场近似为匀强磁场，大小（其中k为常量），方向垂直导轨平面向里；在导电杆以下的两导轨间产生的磁场近似为匀强磁场，大小，方向与B1相同。火箭无动力下降到导轨顶端时与导电杆粘接，以速度v0进入导轨，到达绝缘停靠平台时速度恰好为零，完成火箭落停。已知火箭与导电杆的总质量为M，导轨间距，导电杆电阻为R。导电杆与导轨保持良好接触滑行，不计空气阻力和摩擦力，不计导轨电阻和装置A的内阻。在火箭落停过程中，
（1）求导电杆所受安培力的大小F和运动的距离L；
（2）求回路感应电动势E与运动时间t的关系；
（3）求装置A输出电压U与运动时间t的关系和输出的能量W；
（4）若R的阻值视为0，装置A用于回收能量，给出装置A可回收能量的来源和大小。
10．（2022·天津·高考真题）直流电磁泵是利用安培力推动导电液体运动的一种设备，可用图1所示的模型讨论其原理，图2为图1的正视图。将两块相同的矩形导电平板竖直正对固定在长方体绝缘容器中，平板与容器等宽，两板间距为，容器中装有导电液体，平板底端与容器底部留有高度可忽略的空隙，导电液体仅能从空隙进入两板间。初始时两板间接有直流电源，电源极性如图所示。若想实现两板间液面上升，可在两板间加垂直于面的匀强磁场，磁感应强度的大小为，两板间液面上升时两板外的液面高度变化可忽略不计。已知导电液体的密度为、电阻率为，重力加速度为。
（1）试判断所加磁场的方向；
（2）求两板间液面稳定在初始液面高度2倍时的电压；
（3）假定平板与容器足够高，求电压满足什么条件时两板间液面能够持续上升。