新課標(biāo)高二物理下學(xué)期期末考試分類匯編交變電流

專題09交變電流交變電流的描述1．（2024·江蘇·淮安市淮安區(qū)老師發(fā)展中心學(xué)科研訓(xùn)處高二期中）圖甲是某燃?xì)鉅t點(diǎn)火裝置的原理圖．轉(zhuǎn)換器將干電池供應(yīng)的直流電轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦溝通電，并加在一志向變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為、。當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時(shí)值大于5000V時(shí)，就會在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w。以下推斷正確的是（）A．該溝通電一個(gè)周期內(nèi)電流方向變更一次B．電壓表的示數(shù)等于5VC．實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是D．將鋼針向右移動，副線圈上電壓瞬時(shí)值會增大【答案】C【解析】A．溝通電一個(gè)周期內(nèi)電流方向變更兩次，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．電壓變顯示的示數(shù)為有效值，所以故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．點(diǎn)火條件為副線圈電壓最大值大于5000V，由可知，點(diǎn)火條件為大于1000，故C項(xiàng)正確；D．變壓器原副線圈兩端壓關(guān)系滿意副線圈電壓為由上述式子可知，將鋼針向右移動，副線圈上電壓瞬時(shí)值不變，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選C。2．（2024·山西·平遙縣其次中學(xué)校高二期末）如圖甲、乙所示的交變電流，求甲、乙電流有效值之比i甲：i乙=（）A．2∶1 B．1∶2 C．：1 D．：2【答案】C【解析】甲、乙電流有效值之比為故選C。3．（2024·江蘇·沛縣老師發(fā)展中心高二期中）如圖所示，邊長為，匝數(shù)為，電阻不計(jì)的正方形線圈abcd固定在水平面內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場繞線圈的軸以恒定角速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動，軸垂直于磁感線，在線圈外接一含有志向變壓器的電路，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為和。下列推斷正確的有（）A．在圖示位置時(shí)線框中磁通量為零，感應(yīng)電動勢為B．電壓表示數(shù)為C．穿過變壓器原、副線圈的磁通量的變更率之比等于D．當(dāng)可變電阻R的滑片P向上滑動時(shí)，變壓器的輸入功率變小【答案】D【解析】A．在圖示位置時(shí)線框中磁通量為零，感應(yīng)電動勢為A錯(cuò)誤；B．電壓表的示數(shù)為有效值，圖示位置時(shí)線圈中的感應(yīng)電動勢為峰值由此可知，電壓表的示數(shù)為B錯(cuò)誤；C．志向變壓器原、副線圈的磁通量、磁通量變更率均相同，即穿過變壓器原、副線圈的磁通量的變更率之比為，C錯(cuò)誤；D．當(dāng)可變電阻R的滑片P向上滑動時(shí)，滑動變阻器接入電路的電阻變大，依據(jù)可知，當(dāng)電壓保持不變時(shí)，電阻阻值變大，變壓器的輸出電功率減小，又因?yàn)槭侵鞠蜃儔浩?，變壓器的輸入功率和輸出功率相同，即變壓器的輸入功率減小，D正確。故選D。4．（2024·山東·安丘市一般教化教學(xué)探討室高二期中）如圖所示，矩形線圈在水平向右的勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T，線圈匝數(shù)N=100匝，ab=30cm，ad=20cm，轉(zhuǎn)動角速度ω=100πrad/s，求：（1）穿過線圈的磁通量最大值Φm；（2）線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值U；（3）從線圈平面與磁場平行的位置起先計(jì)時(shí)，其感應(yīng)電動勢e隨時(shí)間t變更的表達(dá)式?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】解：（1）當(dāng)線圈平面與磁場垂直時(shí)，穿過線圈的磁通量最大值得（2）感應(yīng)電動勢的最大值感應(yīng)電動勢的有效值得有效值（3）線圈是從圖示位置計(jì)時(shí)，瞬時(shí)值表達(dá)式得電感和電容對交變電流的影響1．（2024·海南·東方市東方中學(xué)高二期中）如圖，電阻、電容和電感并聯(lián)后，接入輸出電壓有效值恒定、頻率可調(diào)的溝通電源。當(dāng)電路中溝通電的頻率為時(shí)，通過、和的電流有效值恰好相等。若將頻率降低為，分別用、和表示此時(shí)通過、和的電流有效值，則（）A． B．C． D．【答案】BC【解析】頻率降低時(shí)，通過R的電流不變；由容抗表達(dá)式可知，頻率降低時(shí)，電容器的容抗增大，故電容器對溝通電的阻礙作用變大，通過C的電流減小，則有I1＞I2；由感抗表達(dá)式可知，頻率降低時(shí)，電感線圈的感抗減小，故電感線圈對溝通電的阻礙作用減小，通過L的電流增大，則有I3＞I1，故I3＞I1＞I2。故選BC。2．（2024·山東·臨沭縣教化和體育局高二期中）某同學(xué)用如圖所示的電路探討“斷電自感現(xiàn)象”，和是完全相同的燈泡，線圈L的電阻可以忽視，他發(fā)覺現(xiàn)象不是很明顯，假如想讓現(xiàn)象更明顯一些，下列操作可行的是（）A．把舊電池?fù)Q成新電池 B．在線圈L中的放置一根鐵芯C．把線圈L上的導(dǎo)線換成粗一點(diǎn)的導(dǎo)線 D．把滑動變阻器的滑片向左移動一些【答案】B【解析】現(xiàn)象不是很明顯，說明線圈的電感較小，應(yīng)增大線圈電感。AD．把舊電池?fù)Q成新電池或把滑動變阻器的滑片向左移動一些都是只能變更干路電流，無法變更電感，故AD錯(cuò)誤；B．在線圈L中的放置一根鐵芯，線圈電感增大，符合題意，故B正確；C．線圈電感與導(dǎo)線粗細(xì)無關(guān)，故C錯(cuò)誤。故選B。3．（2024·四川·射洪中學(xué)高二期中）如圖甲所示電路中，L為電感器、C為電容器。當(dāng)A、B兩端接有如圖乙所示的交變電壓時(shí)，a、b兩只燈泡都能發(fā)光。假如交變電壓的峰值保持不變，頻率降低為原來的一半，與頻率變更前相比（假設(shè)燈泡均未燒壞），下列說法正確的是（）A．電感器的感抗增大B．電容器的容抗減小C．燈泡a變暗，燈泡b變亮D．燈泡a變亮，燈泡b變暗【答案】D【解析】AB．電感器的感抗隨頻率減小而減小，電容器的容抗隨頻率減小而增大，故AB錯(cuò)誤；CD．溝通電頻率越小，電感器的阻礙作用越小，電容器的阻礙作用越大，故頻率減小，燈泡a變亮，燈泡b變暗，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。4．（2024·四川省成都市新都一中高二期中）如圖，溝通電源的輸出電壓為U，頻率為f，a、b、c三燈亮度相同。下列說法正確的是（）A．將溝通電源的頻率提高為2f時(shí)，a燈變亮，b燈變暗，c燈亮度不變B．拔出電感線圈L中的鐵芯后，b燈將變暗C．在電容器C中插入電介質(zhì)之后，a燈將變暗D．改接輸出電壓為U的直流電源時(shí)，a燈將熄滅，b燈將變亮，c燈將變暗【答案】A【解析】A．將溝通電源的頻率提高為2f時(shí)，依據(jù)，容抗變小，a燈變亮；依據(jù)，感抗變大，b燈變暗；依據(jù)，電阻不變，c燈亮度不變，A正確；B．依據(jù)，拔出電感線圈L中的鐵芯后，L變小，容抗變小，b燈將變亮，B錯(cuò)誤；C．依據(jù)，在電容器C中插入電介質(zhì)之后，電容C變大，依據(jù)，容抗變小，a燈將變亮，C錯(cuò)誤；D．改接輸出電壓為U的直流電源時(shí)，直流電流不能通過電容器，a燈將熄滅；容抗減小到零，b燈將變亮；電阻不變，c燈亮度不變，D錯(cuò)誤。故選A。三、變壓器和遠(yuǎn)距離輸電1．（2024·江蘇·淮安市淮安區(qū)老師發(fā)展中心學(xué)科研訓(xùn)處高二期中）圖甲是某燃?xì)鉅t點(diǎn)火裝置的原理圖．轉(zhuǎn)換器將干電池供應(yīng)的直流電轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦溝通電，并加在一志向變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為、。當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時(shí)值大于5000V時(shí)，就會在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w。以下推斷正確的是（）A．該溝通電一個(gè)周期內(nèi)電流方向變更一次B．電壓表的示數(shù)等于5VC．實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是D．將鋼針向右移動，副線圈上電壓瞬時(shí)值會增大【答案】C【解析】A．溝通電一個(gè)周期內(nèi)電流方向變更兩次，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．電壓變顯示的示數(shù)為有效值，所以故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．點(diǎn)火條件為副線圈電壓最大值大于5000V，由可知，點(diǎn)火條件為大于1000，故C項(xiàng)正確；D．變壓器原副線圈兩端壓關(guān)系滿意副線圈電壓為由上述式子可知，將鋼針向右移動，副線圈上電壓瞬時(shí)值不變，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選C。2．（2024·重慶市松樹橋中學(xué)校高二期中）如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，其變壓器均為志向變壓器，輸電線總電阻r=50Ω。用戶可等效為圖中滑動變阻器。已知，n3：n4=50：1，用戶額定電壓為220V，正常狀況下用戶消耗的總功率為110kW。下列說法正確的是（）A．變壓器T1的輸入功率為125kWB．升壓變壓器匝數(shù)比n1：n2=2：115C．當(dāng)滑動變阻器觸頭向下滑動時(shí)，輸電線損失電壓減小D．當(dāng)滑動變阻器觸頭向上滑動時(shí)，輸電效率降低【答案】B【解析】A．當(dāng)用戶端正常用電消耗的總功率為時(shí)，降壓變壓器副線圈中的電流為

由志向變壓器的工作原理可知解得輸電線上的損失功率為則變壓器T1的輸入功率為A錯(cuò)誤；

B．由可得，升壓變壓器原線圈兩端電壓為則升壓變壓器原線圈中的電流為則升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比

B正確；C．滑動變阻器觸頭向下滑動時(shí)，R減小，輸出電流增大，增大，輸電線損失電壓增大，C錯(cuò)誤；D．遠(yuǎn)距離輸電效率為當(dāng)滑動變阻器觸頭向上滑動時(shí)，R增大，輸出電流減小，減小，則輸電效率增加，D錯(cuò)誤。故選B。3．（2024·山東·安丘市一般教化教學(xué)探討室高二期中）近日，小米發(fā)布了“小感量+磁吸”無線充電預(yù)研技術(shù)——磁吸式無線充電，通過磁鐵的吸附力，把無線充電放射線圈和接收線圈緊密結(jié)合在一起，將大大降低能量損耗。某次測試中磁吸無線充電底座線圈接于u=220sin（100πt）（V）的溝通電源，已知放射線圈和接收線圈匝數(shù)比為11：1，功率為50W。則（）A．接收線圈的工作原理是電流的磁效應(yīng)B．放射線圈連接直流電源也能實(shí)現(xiàn)無線充電C．若不計(jì)能量損耗，接收線圈獲得的電壓最大值為20VD．若不計(jì)能量損耗，通過接收線圈的電流有效值為2.5A【答案】D【解析】A．接收線圈的工作原理是電磁感應(yīng)原理，A錯(cuò)誤；B．底座線圈連接直流電源時(shí)因不能產(chǎn)生電磁感應(yīng)，則不能實(shí)現(xiàn)無線充電，B錯(cuò)誤；C．接收線圈獲得的電壓有效值最大值為選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．功率為50W，依據(jù)功率的表達(dá)式得D正確。故選D。4．（2024·廣東試驗(yàn)中學(xué)高二期中）某同學(xué)自己繞制了兩個(gè)線圈套在可拆變壓器的鐵芯上，組成了一個(gè)新變壓器，如圖甲所示，線圈作為原線圈連接到學(xué)生電源的溝通輸出端，原、副線圈的匝數(shù)比為，電源輸出的電壓如圖乙所示，線圈接小燈泡。若他組成的新變壓器可視為志向變壓器，則（）A．電源輸出電壓的頻率為B．若小燈泡兩端并聯(lián)溝通電壓表，則此電壓表示數(shù)為C．若小燈泡兩端并聯(lián)一個(gè)電阻，電源的輸出功率減小D．將線圈改接在學(xué)生電源的直流輸出端，小燈泡也能發(fā)光【答案】B【解析】A．依據(jù)電源輸出電壓的周期可知A錯(cuò)誤；B．由圖乙可知，原線圈的電壓的最大值為，則有效值，依據(jù)志向變壓器電壓公式解得B正確；C．小燈泡并聯(lián)一個(gè)電阻，則電阻減小，而副線圈電壓不變，因此，輸出功率增大，C錯(cuò)誤；D．志向變壓器是傳輸溝通電，因此原線圈接直流電無作用，D錯(cuò)誤。故選B。一、單選題1．（2024·北京·101中學(xué)三模）如圖1所示，在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢圖像如圖2中曲線a、b所示，則（）A．曲線a表示的交變電動勢有效值為15VB．曲線a表示的交變電動勢頻率為25HzC．曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為D．時(shí)刻穿過線圈平面的磁通量均為零【答案】B【解析】A．曲線a表示的交變電動勢有效值為故A錯(cuò)誤；B．曲線a表示的交變電動勢的周期為0.04s，則頻率為故B正確；C．曲線b表示的交變電動勢的周期為0.06s，依據(jù)可知轉(zhuǎn)速與周期成反比，故轉(zhuǎn)速之比為，故C錯(cuò)誤；D．時(shí)刻曲線a、b的電動勢瞬時(shí)值都為零，線圈處于中性面，穿過線圈的磁通量最大，故D錯(cuò)誤。故選B。2．（2024·廣東·華南師大附中三模）如圖所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖。發(fā)電站輸出的電壓不變；升壓變壓器輸出電壓為，降壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為和。為了測高壓電路的電壓和電流，在輸電線路的起始端接入電壓互感器和電流互感器，若不考慮變壓器和互感器自身的能量損耗，全部的電表均為志向電表，則（）A．①為電流表，②為電壓表B．C．僅將滑片Q下移，則輸電線損耗功率削減D．凌晨時(shí)分，用戶家的燈將變得更暗【答案】B【解析】A．由圖可知①接在火線和零線之間，為電壓表，②接在同一條線上，測得是電流，為電流表，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．由于輸電線上有電壓降，所以選項(xiàng)B正確；C．僅將滑片Q下移，則輸電電壓U2增大，R不變，所以輸電電流I2增大，而輸電線損耗功率為所以輸電線損耗功率增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．凌晨時(shí)分，降壓變壓器的輸出端用電量削減，電路中的電流減小，則輸電線上的電壓降減小，則降壓變壓器的輸入電壓增大，用戶得到的電壓變大，用戶家的燈將變得更亮，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。3．（2024·廣東·深圳市建文外國語學(xué)校二模）如圖，是某風(fēng)力發(fā)電節(jié)能路燈的電路簡化圖。風(fēng)速為v時(shí)，溝通發(fā)電機(jī)的電動勢表達(dá)式為，能感應(yīng)風(fēng)速大小的調(diào)整器（不消耗副線圈電路的電能）可以限制變壓器副線圈的滑片P上下移動，使燈泡始終保持額定電壓正常發(fā)光，下列說法正確的是（）A．風(fēng)速變大時(shí)，流過燈泡的電流變大B．風(fēng)速變大時(shí)，滑片P將向上移動C．風(fēng)速變大時(shí)，變壓器的輸入電壓變大D．風(fēng)速變大時(shí)，變壓器的輸出電壓變大【答案】C【解析】AD．調(diào)整器可以限制變壓器副線圈的滑片P上下移動，使燈泡始終保持額定電壓正常發(fā)光，所以風(fēng)速變大時(shí)，流過燈泡的電流不變，變壓器的輸出電壓不變，故AD錯(cuò)誤；C．由題意知所以風(fēng)速變大時(shí)，溝通發(fā)電機(jī)的電動勢變大，則變壓器的輸入電壓變大，故C正確；B．由變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系可知，輸入電壓增大，輸出電壓不變，原線圈匝數(shù)不變時(shí)，應(yīng)減小，則滑片P向下移動，故B錯(cuò)誤。故選C。4．（2024·北京東城·三模）遠(yuǎn)距離輸電線路簡化如圖所示，電廠輸送電功率不變，變壓器均可視為志向變壓器，圖中標(biāo)示了電壓和電流，其中輸電線總電阻為R，則（）A．B．輸電線損失的電功率為C．提高輸送電壓，則輸電線電流增大D．電廠輸送電功率為【答案】D【解析】A．依據(jù)變壓器的原理有升壓變壓器滿意，則有，故A錯(cuò)誤；B．由于U2不是R兩端的電壓，所以輸電線損失的電功率不是，故B錯(cuò)誤；C．因?yàn)檩斔凸β什蛔?，依?jù)可知提高輸送電壓U2，則輸電線電流I2減小，故C錯(cuò)誤；D．因變壓器為志向變壓器，所以有故D正確。故選D。5．（2024·浙江溫州·三模）如圖甲是某款可以無線充電的手機(jī)置于相應(yīng)充電盤上的情景，圖乙是其原理圖。受電線圈和送電線圈分別存在于手機(jī)和充電盤中，當(dāng)手機(jī)靜止置于充電盤上時(shí)，若將兩線圈構(gòu)成裝置視為志向變壓器。已知送電線圈和受電線圈的匝數(shù)比，，當(dāng)a、b間接220V的正弦交變電流，手機(jī)獲得電壓為5V，充電電流為1A，則下列說法正確的是（）A．全部手機(jī)都可以運(yùn)用該充電盤進(jìn)行無線充電B．a(chǎn)b端輸入恒定電流，也能對手機(jī)進(jìn)行無線充電C．、兩端的電壓之比為1：20D．充電時(shí)，受電線圈cd兩端的輸出電壓為10V【答案】D【解析】A．不是全部手機(jī)都能進(jìn)行無線充電，只有手機(jī)中有受電線圈的手機(jī)利用電磁感應(yīng)，進(jìn)行無線充電，故A錯(cuò)誤；B．變壓器工作原理是互感現(xiàn)象，ab端輸入恒定電流，則受電線圈無磁通量變更，不會產(chǎn)生電流，不能對手機(jī)進(jìn)行無線充電，故B錯(cuò)誤；CD．當(dāng)a、b間接220V的正弦交變電流，手機(jī)獲得電壓為5V，充電電流為1A，依據(jù)可知送電線圈的電流為、兩端的電壓之比為送電線圈ab兩端的電壓為受電線圈cd兩端的輸出電壓為聯(lián)立解得故C錯(cuò)誤，D正確；故選D。二、多選題6．（2024·山東·威海市教化教學(xué)探討中心二模）如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，升壓變壓器、降壓變壓器均為志向變壓器，、的原、副線圈匝數(shù)比分別為、。輸電線間的總電阻為，可變電阻R為用戶端負(fù)載。、分別表示電壓表、電流表的示數(shù)，輸入電壓U保持不變，當(dāng)負(fù)載電阻R減小時(shí)，志向電壓表的示數(shù)變更的肯定值為，志向電流表的示數(shù)變更的肯定值為，下列說法正確的是（）A． B．C．電壓表示數(shù)增大 D．電流表的示數(shù)增加了【答案】BD【解析】設(shè)降壓變壓器原線圈電壓為，副線圈電壓為A．依據(jù)題意可知，電阻兩端的電壓等于則故A錯(cuò)誤；BD．設(shè)降壓變壓器原線圈電壓變更為，則設(shè)降壓變壓器原線圈電流變更為，則可得依據(jù)歐姆定律得即解得故BD正確；C．輸入電壓不變，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比不變，則升壓變壓器副線圈的電壓不變，電壓表示數(shù)不變，故C錯(cuò)誤。故選BD。7．（2024·山東日照·三模）如圖所示為一小型溝通發(fā)電的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=T。矩形線框ABCD匝數(shù)n=100，面積S=0.02m2，線圈內(nèi)阻r=5Ω，線圈繞垂直于磁場的水平軸OO'逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動，角速度=100rad/s。矩形線框通過滑環(huán)與R=15Ω的電阻相連，電壓表為志向電表。則（）A．線圈從圖示位置起先計(jì)時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的表達(dá)式（V）B．線圈從圖示位置起先轉(zhuǎn)過90°時(shí)，電壓表示數(shù)為零C．該溝通電可以干脆加在擊穿電壓為200V的電容器上D．在0.5s的時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為750J【答案】AD【解析】A．線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為圖示位置線圈平面垂直于中性面，從該時(shí)刻起先計(jì)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時(shí)值表達(dá)式為（V）A正確；B．電壓表示數(shù)為溝通電壓的有效值，所以示數(shù)不為零，B錯(cuò)誤；C．該溝通電電壓最大值為，超過電容器的擊穿電壓200V，C錯(cuò)誤；D．線圈和R組成閉合電路，電路中電流的有效值為則在0.5s的時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為D正確。故選AD。8．（2024·山東淄博·三模）如圖所示為某小型電站高壓輸電示意圖，變壓器均為志向變壓器，發(fā)電機(jī)輸出功率為20kW。在輸電線路上接入一個(gè)電流互感器，其原、副線圈的匝數(shù)比為1：10，電流表的示數(shù)為1A，輸電線的總電阻為，下列說法正確的是（）A．將滑動觸頭P下移，用戶獲得的電壓將增大B．采納高壓輸電可以減小輸電線中的電流C．用戶獲得的功率為19kWD．升壓變壓器的輸出電壓【答案】BC【解析】A．將P下移，降壓變壓器的原線圈匝數(shù)變多，即變大，對于志向變壓器，有化簡得所以降壓變壓器的輸出電壓將減小，即用戶獲得的電壓將減小，所以A錯(cuò)誤；B．當(dāng)輸電功率不變時(shí)，