高考物理歷年真題-交流電傳感器（解析版）

1、PAGE PAGE 18專題11交流電 傳感器近5年（2017-2021）高考物理試題分類解析5. 2021湖南卷第6題. 如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為，輸入端、接入電壓有效值恒定的交變電源，燈泡L1、L2的阻值始終與定值電阻的阻值相同。在滑動(dòng)變阻器的滑片從端滑動(dòng)到端的過程中，兩個(gè)燈泡始終發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，下列說法正確的是（）A. L1先變暗后變亮，L2一直變亮B. L1先變亮后變暗，L2一直變亮C. L1先變暗后變亮，L2先變亮后變暗D. L1先變亮后變暗，L2先變亮后變暗【答案】A【解析】副線圈的總電阻為解得則滑動(dòng)變阻器R的滑片從a端滑到b端過程中，副線圈的總電阻選增大后減小

2、，根據(jù)等效電阻關(guān)系有，則等效電阻先增大后減小，由歐姆定律有 ，先減小后增大，先減小后增大，則先變暗后變亮。根據(jù)，由于先減小后增大，則副線圈的電壓先增大后減小，通過L2的電流為，則滑動(dòng)變阻器R的滑片從a端滑到b端過程中，逐漸減小，副線圈的電壓增大過程中 增大；在副線圈的電壓減小過程中，通過R0的電流為逐漸增大，則越來越小，所以即先變暗后變亮，一直變亮。故選A。8. 2021廣東卷第7題. 某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)充電裝置，如圖所示，假設(shè)永磁鐵的往復(fù)運(yùn)動(dòng)在螺線管中產(chǎn)生近似正弦式交流電，周期為0.2s，電壓最大值為0.05V，理想變壓器原線圈接螺線管，副線圈接充電電路，原、副線圈匝數(shù)比為160，下列說法正確

3、的是（）A. 交流電的頻率為10HzB. 副線圈兩端電壓最大值為3VC. 變壓器輸入電壓與永磁鐵磁場(chǎng)強(qiáng)弱無關(guān)D. 充電電路的輸入功率大于變壓器的輸入功率【答案】B【解析】A周期是T=0.2s，頻率是 故A錯(cuò)誤；B由理想變壓器原理可知解得，副線兩端的最大電壓為故B正確；C根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，永磁鐵磁場(chǎng)強(qiáng)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，變壓器的輸入電壓會(huì)越大，故C錯(cuò)誤；D由理想變壓器原理可知，充電電路的輸入功率等于變壓器的輸入功率，故D錯(cuò)誤。故選B。12. 2021河北卷第8題. 如圖，發(fā)電機(jī)的矩形線圈長為、寬為L，匝數(shù)為N，放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分

4、別為、和，兩個(gè)副線圈分別接有電阻和，當(dāng)發(fā)電機(jī)線圈以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，理想電流表讀數(shù)為I，不計(jì)線圈電阻，下列說法正確的是（）A. 通過電阻的電流為B. 電阻兩端的電壓為C. 與的比值為D. 發(fā)電機(jī)的功率為【答案】BC【解析】AB由題知理想電流表讀數(shù)為I，則根據(jù)歐姆定律U1= IR1根據(jù)變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系有，代入數(shù)據(jù)有U0= ，U2= 再由歐姆定律有U2= I2R2可計(jì)算出I2= 綜上可知，A錯(cuò)誤、B正確；C由于矩形線圈產(chǎn)生的交變電流直接輸入原線圈，則有Emax= NB2L2，U0= = NBL2由選項(xiàng)AB知U0= 則C正確；D由于變壓器為理想變壓器則有P0= P1 + P2= U1I + U

5、2I2= I2R1 + U2I2代入選項(xiàng)ABC公式有P0= 由于矩形線圈產(chǎn)生的交變電流直接輸入原線圈，則發(fā)電機(jī)的功率為P0，D錯(cuò)誤。故選BC。13. 2021浙江卷第5題. 如圖所示，虛線是正弦交流電的圖像，實(shí)線是另一交流電的圖像，它們的周期T和最大值相同，則實(shí)線所對(duì)應(yīng)的交流電的有效值U滿足（）A. B. C. D. 【答案】D【解析】因虛線是正弦交流電的圖像，則該交流電的有效值為由圖可知，在任意時(shí)刻，實(shí)線所代表的交流電的瞬時(shí)值都不大于虛線表示的正弦交流電的瞬時(shí)值，則實(shí)線所代表的交流電的有效值小于虛線表示的正弦交流電的有效值，則故選D。2020全國2卷第6題6.特高壓輸電可使輸送中的電能損耗和

6、電壓損失大幅降低。我國已成功掌握并實(shí)際應(yīng)用了特高壓輸電技術(shù)。假設(shè)從A處采用550 kV的超高壓向B處輸電，輸電線上損耗的電功率為P，到達(dá)B處時(shí)電壓下降了U。在保持A處輸送的電功率和輸電線電阻都不變的條件下，改用1 100 kV特高壓輸電，輸電線上損耗的電功率變?yōu)镻，到達(dá)B處時(shí)電壓下降了U。不考慮其他因素的影響，則（）A. P=PB. P=PC. U=UD. U=U【答案】AD【解析】輸電線上損失的功率P( )2r損失的電壓Ur當(dāng)輸送電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，損失的功率變?yōu)樵瓉淼?，即PP損失的電壓變?yōu)樵瓉淼模碪U故選AD。2020全國3卷第7題7.在圖（a）所示的交流電路中，電源電壓的有效值為22

7、0V，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，R1、R2、R3均為固定電阻，R2=10，R3=20，各電表均為理想電表。已知電阻R2中電流i2隨時(shí)間t變化的正弦曲線如圖（b）所示。下列說法正確的是（）A. 所用交流電的頻率為50HzB. 電壓表的示數(shù)為100VC. 電流表的示數(shù)為1.0AD. 變壓器傳輸?shù)碾姽β蕿?5.0W【答案】AD【解析】A交流電的頻率為 A正確；B通過電流的有效值為兩端即副線圈兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律可知根據(jù)理想變壓器的電壓規(guī)律可知原線圈的電壓電阻兩端分壓即為電壓表示數(shù)，即。 B錯(cuò)誤；C電流表的示數(shù)為。 C錯(cuò)誤；D副線圈中流過的總電流為變壓器原副線圈傳輸?shù)墓β蕿椤?D正確。

8、故選AD。易錯(cuò)點(diǎn)：把變壓器初級(jí)線圈的電壓誤認(rèn)為220V，次級(jí)線圈的電壓誤認(rèn)為22V。2020江蘇省卷第2題2.電流互感器是一種測(cè)量電路中電流的變壓器，工作原理如圖所示.其原線圈匝數(shù)較少，串聯(lián)在電路中，副線圈匝數(shù)較多，兩端接在電流表上.則電流互感器（ ）A.是一種降壓變壓器 B.能測(cè)量直流電路的電流C.原、副線圈電流的頻率不同 D.副線圈的電流小于原線圈的電流【答案】2. D 【解析】A.根據(jù)，因?yàn)閚1n2，所以是一種升壓變壓器 A錯(cuò)誤 B.不能測(cè)量直流電路的電流，B錯(cuò)誤C.原、副線圈電流的頻率相同 ，C錯(cuò)誤 D.根據(jù)，因?yàn)閚1n2，所以副線圈的電流小于原線圈的電流，D正確。2020北京卷第9題

9、9.如圖所示， 理想變壓器原線圈接在的交流電源上， 副線圈接三個(gè)阻值相同的電阻R，不計(jì)電表內(nèi)電阻影響。閉合開關(guān)S后（）A. 電流表的示數(shù)減小B. 電壓表的示數(shù)減小C. 電壓表的示數(shù)不變D. 電流表的示數(shù)不變【答案】A【解析】開關(guān)S閉合時(shí)，副線圈總的電阻減小，由于變壓器的匝數(shù)比和輸入的電壓都不變，所以輸出的電壓也不變，即V1示數(shù)不變，但因副線圈的總電阻減小，則副線圈的總電流增大，則原線圈的電流增大，故A1的示數(shù)變大；由于副線圈的電流增大，故串聯(lián)在副線圈的電阻R兩端的電壓增大，而副線圈的總電壓不變，所以副線圈并聯(lián)部分的電壓減小，即的示數(shù)減小，故電流表的示數(shù)減小。故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。202

10、0天津卷第6題6.手機(jī)無線充電是比較新穎的充電方式。如圖所示，電磁感應(yīng)式無線充電的原理與變壓器類似，通過分別安裝在充電基座和接收能量裝置上的線圈，利用產(chǎn)生的磁場(chǎng)傳遞能量。當(dāng)充電基座上的送電線圈通入正弦式交變電流后，就會(huì)在鄰近的受電線圈中感應(yīng)出電流，最終實(shí)現(xiàn)為手機(jī)電池充電。在充電過程中（ ）A. 送電線圈中電流產(chǎn)生磁場(chǎng)呈周期性變化B. 受電線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)恒定不變C. 送電線圈和受電線圈通過互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)能量傳遞D. 手機(jī)和基座無需導(dǎo)線連接，這樣傳遞能量沒有損失【答案】AC【解析】AB由于送電線圈輸入的是正弦式交變電流，是周期性變化的，因此產(chǎn)生的磁場(chǎng)也是周期性變化的，A正確，B錯(cuò)誤；C根據(jù)

11、變壓器原理，原、副線圈通過互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)能量傳遞，因此送電線圈和受電線圈也是通過互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)能量傳遞，C正確；D手機(jī)與機(jī)座無需導(dǎo)線連接就能實(shí)現(xiàn)充電，但磁場(chǎng)能有一部分以電磁波輻射的形式損失掉，因此這樣傳遞能量是有能量損失的，D錯(cuò)誤。故選AC。2020山東卷第5題5.圖甲中的理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1：n2=22：3，輸入端a、b所接電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示。燈泡L的電阻恒為15 ，額定電壓為24 V。定值電阻R1=10 、R2=5 ， 滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為10 。為使燈泡正常工作，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻應(yīng)調(diào)節(jié)為（）A. 1 B. 5 C. 6 D. 8 【答案】A【解析】輸電電

12、壓的有效值為（即原線圈電壓的有效值）根據(jù)理想變壓器電壓規(guī)律可知副線圈電壓有效值為燈泡正常工作，根據(jù)歐姆定律可知分壓為，則通過燈泡的電流，即副線圈部分的干路電流為根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律可知，和、構(gòu)成的并聯(lián)電路部分的分壓為通過的電流為通過、的電流為、的分壓為解得滑動(dòng)變阻器的阻值為。A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。2020浙江第11題11.如圖所示，某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率，發(fā)電機(jī)的電壓，經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為。已知輸電線上損失的功率，假設(shè)兩個(gè)變壓器均是理想變壓器，下列說法正確的是（）A. 發(fā)電機(jī)輸出的電流B. 輸電線上的電流C. 降壓變壓器的匝數(shù)比D. 用

13、戶得到的電流【答案】C【解析】A根據(jù)電功率公式發(fā)電機(jī)輸出電流，A錯(cuò)誤；B輸電線上損失功率，由可得，故B錯(cuò)誤；C根據(jù)理想變壓器電流與線圈匝數(shù)成反比關(guān)系，可得，C正確；D用戶得到的功率為，用戶得到的電流，D錯(cuò)誤。故選C。1. 2019天津卷8題.單匝閉合矩形線框電阻為，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線框的磁通量與時(shí)間的關(guān)系圖像如圖所示。下列說法正確的是（ ）A.時(shí)刻線框平面與中性面垂直B.線框的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為C.線框轉(zhuǎn)一周外力所做的功為D.從到過程中線框的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為【答案】 8.BC【解析】逐項(xiàng)研究因?yàn)閠=0時(shí)線框在中性面，所以A錯(cuò)誤；B.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其中最大值，所以有效值

14、為，其中，,代入得，B正確；C. 線框轉(zhuǎn)一周外力所做的功轉(zhuǎn)化為電能，其中電流，代入得W=，C正確；D. 從到過程中線框的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，D錯(cuò)誤。所以本題選BC。2. 2019江蘇卷1題某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1：10，當(dāng)輸入電壓增加20 V時(shí)，輸出電壓（A）降低2 V（B）增加2 V（C）降低200 V（D）增加200 V【答案】1D 【解析】變壓比公式，解得.3. 2018年全國3卷16題一電阻接到方波交流電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方；若該電阻接到正弦交變電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正。該電阻上電壓的峰值為u0，周期為T，如圖所示。則Q方: Q正等于ABC1:2D2

15、:1【解析】根據(jù)交流電有效值的概念Q方，Q正=，得Q方: Q正=2:1【答案】16D4.2017年天津卷第3題3如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌之間接有電阻R。金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下?，F(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小，ab始終保持靜止，下列說法正確的是Aab中的感應(yīng)電流方向由b到aBab中的感應(yīng)電流逐漸減小Cab所受的安培力保持不變Dab所受的靜摩擦力逐漸減小【答案】D 5. 2018年天津卷第4題4教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。利用該發(fā)電機(jī)（內(nèi)阻可忽略）通過理想變壓器向定值電阻R供電，電路如圖所示，理想交流電流表

16、A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U，R消耗的功率為P。若發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?，則AR消耗的功率變?yōu)锽電壓表V的讀數(shù)為C電流表A的讀數(shù)變?yōu)?ID通過R的交變電流頻率不變【解析】根據(jù)交流電電動(dòng)勢(shì)，發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼模瑒t交流電的最大值從而有效值也變?yōu)樵瓉淼?，次?jí)線圈的電壓也就是電壓表V的讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼模鶕?jù), R消耗的功率變?yōu)?；根?jù),電流表A的讀數(shù)變?yōu)椋煌ㄟ^R的交變電流頻率當(dāng)然也變?yōu)樵瓉淼?。【答案】B 變壓器的輸入功率取決于輸出功率。6. 2018年江蘇卷第2題采用220 kV高壓向遠(yuǎn)方的城市輸電當(dāng)輸送功率一定時(shí)，為使輸電線上損耗的功率減小為原來的，輸電電壓應(yīng)變?yōu)椋ˋ）55 kV（

17、B）110 kV（C）440 kV（D）880 kV【解析】根據(jù)，得C正確?！敬鸢浮?C7. 2017年江蘇卷7題某音響電路的簡(jiǎn)化電路圖如圖所示，輸入信號(hào)既有高頻成分，也有低頻成分，則（A）電感L1的作用是通高頻（B）電容G2的作用是通高頻（C）揚(yáng)聲器甲用于輸出高頻成分（D）揚(yáng)聲器乙用于輸出高頻成分【解析】電感L1的作用是阻高頻，所以揚(yáng)聲器甲用于輸出低頻成分，AC錯(cuò)誤。電容G2的作用是通高頻，所以揚(yáng)聲器乙用于輸出高頻成分，BD正確。C1為旁路電容?！敬鸢浮緽D8. 2019年全國2卷21題如圖，兩條光滑平行金屬導(dǎo)軌固定，所在平面與水平面夾角為，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。虛線ab、cd均與導(dǎo)軌垂直，在a

18、b與cd之間的區(qū)域存在垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。將兩根相同的導(dǎo)體棒PQ、MN先后自導(dǎo)軌上同一位置由靜止釋放，兩者始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知PQ進(jìn)入磁場(chǎng)開始計(jì)時(shí)，加速度恰好為零。從PQ進(jìn)入磁場(chǎng)開始計(jì)時(shí)，到MN離開磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)橹梗鬟^PQ的電流隨時(shí)間變化的圖像可能正確的是【答案】21AD【解析】因?yàn)镻Q進(jìn)入磁場(chǎng)開始計(jì)時(shí)，加速度恰好為零，所以在MN進(jìn)入磁場(chǎng)前，感應(yīng)電流不變。如果PQ離開磁場(chǎng)后過一段時(shí)間MN才進(jìn)入磁場(chǎng)，MN進(jìn)入磁場(chǎng)后的速度與PQ在磁場(chǎng)質(zhì)點(diǎn)速度相等，所以感應(yīng)電流大小相等，（兩根相同的導(dǎo)體棒PQ、MN先后自導(dǎo)軌上同一位置由靜止釋放），方向相反，A正確。如果在PQ還沒有離開磁場(chǎng)，MN就進(jìn)入磁場(chǎng)，在PQ離開磁場(chǎng)前，PQ和MN都在磁場(chǎng)中，由于速度相等，感應(yīng)電流為零。當(dāng)PQ離開磁場(chǎng)后，MN中的感應(yīng)電流與原PQ中的感應(yīng)電流大小相等，但在回路中的方向相