《三高考两模拟》物理专题：专题十一交变电流

1、A 组组 三年高考真题（三年高考真题（20162014 年）年）1(2016全国卷，21，6 分)(难度)(多选)如图，M 为半圆形导线框，圆心为 OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为 ON；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线 OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。现使线框 M、N 在t0 时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过 OM和 ON的轴，以相同的周期 T 逆时针匀速转动，则()A两导线框中均会产生正弦交流电B两导线框中感应电流的周期都等于 TC在 tT8时，两导线框中产生的感应电动势相等D两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相

2、等2.(2016全国卷，19，6 分)(难度)(多选)如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡 a 和 b。当输入电压 U 为灯泡额定电压的 10 倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是()A原、副线圈匝数比为 91B原、副线圈匝数比为 19C此时 a 和 b 的电功率之比为 91D此时 a 和 b 的电功率之比为 193(2016全国卷，16，6 分)(难度)一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 3 、1 和 4 ，为理想交流电流表，U 为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关 S 断开时，电流表的示数为 I；当 S 闭合时，电流表的示

3、数为 4I。该变压器原、副线圈匝数比为()A2B3C4D54.(2016江苏单科，4，3 分)(难度)一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在 a、b 间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在 c、d 间作为副线圈，在 a、b 间输入电压为 U1的交变电流时，c、d 间的输出电压为 U2，在将滑动触头从 M 点顺时针转到 N 点的过程中()AU2U1，U2降低BU2U1，U2升高CU2U1，U2降低DU2U1，U2升高5(2016四川理综，2，6 分)(难度)如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡 L 供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其它条件不变，则()A

4、小灯泡变亮B小灯泡变暗C原、副线圈两端电压的比值不变D通过原、副线圈电流的比值不变6(2016天津理综，5，6 分)(难度)如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是()A当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，R1消耗的功率变大B当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，电压表 V 示数变大C当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，电流表 A1示数变大D若闭合开关 S，则电流表 A1示数变大，A2示数变大7 (2015四川理综， 4， 6 分)(难度)小型手摇发电机线圈共 N 匝， 每匝可简化为矩形线圈 abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈

5、中心轴 OO，线圈绕 OO匀速转动，如图所示矩形线圈 ab 边和 cd 边产生的感应电动势的最大值都为 e0， 不计线圈电阻， 则发电机输出电压()A峰值是 e0B峰值是 2e0C有效值是22Ne0D有效值是2Ne08. (2015新课标全国,16， 6 分)(难度)一理想变压器的原、 副线圈的匝数比为 3 1， 在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻， 原线圈一侧接在电压为 220 V 的正弦交流电源上， 如图所示设副线圈回路中电阻两端的电压为 U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为 k，则()AU66 V，k19BU22 V，k19CU66 V，k13DU22 V，k139(201

6、5江苏单科，1,3 分)(难度)一电器中的变压器可视为理想变压器，它将 220 V 交变电流改变为 110 V已知变压器原线圈匝数为 800，则副线圈匝数为()A200B400C1 600D3 20010(2015福建理综，15，6 分)(难度)图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器 T 的原、副线圈匝数分别为 n1、n2，在 T 的原线圈两端接入一电压 uUmsin t 的交流电源，若输送电功率为 P，输电线的总电阻为 2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为()A(n1n2)U2m4rB(n2n1)U2m4rC4(n1n2)2(PUm)2rD4(n2n1)2(

7、PUm)2r11(2015安徽理综，16，6 分)(难度)图示电路中,变压器为理想变压器，a、b 接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R 为滑动变阻器现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到电流表 A1的示数增大了 0.2 A，电流表 A2的示数增大了 0.8 A，则下列说法正确的是()A电压表 V1示数增大B电压表 V2、V3示数均增大C该变压器起升压作用D变阻器滑片是沿 cd 的方向滑动12(2015天津理综，6，6 分)(难度)(多选)如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头 Q 来调节，在副线圈两端连接了定值电阻 R0和滑动变

8、阻器 R，P 为滑动变阻器的滑动触头在原线圈上加一电压为 U 的正弦交流电，则()A保持 Q 的位置不动，将 P 向上滑动时，电流表读数变大B保持 Q 的位置不动，将 P 向上滑动时，电流表读数变小C保持 P 的位置不动，将 Q 向上滑动时，电流表读数变大D保持 P 的位置不动，将 Q 向上滑动时，电流表读数变小13(2015广东理综，15，4 分)(难度)如图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输出电压有效值由 220 V 降至 110 V，调节前后()A副线圈中的电流比为 12B副线圈输出功率比为

9、 21C副线圈的接入匝数比为 21D原线圈输入功率比为 1214. (2015海南单科，10，5 分)(难度)(多选)如图，一理想变压器原、副线圈匝数之比为 41，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为 R0，负载电阻的阻值 R11R0，是理想电压表，现将负载电阻的阻值减小为 R5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表的读数为 5.0 V，则()A此时原线圈两端电压的最大值约为 34 VB此时原线圈两端电压的最大值约为 24 VC原线圈两端原来的电压有效值约为 68 VD原线圈两端原来的电压有效值约为 48 V15(2014新课标全国，21,6 分)(难度

10、)(多选)如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为 n1、n2.原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为 R 的负载电阻串联后接到副线圈的两端假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大用交流电压表测得a、b 端和 c、d 端的电压分别为 Uab和 Ucd，则()AUabUcdn1n2B增大负载电阻的阻值 R，电流表的读数变小C负载电阻的阻值越小，cd 间的电压 Ucd越大D将二极管短路，电流表的读数加倍16(2014山东理综，17，6 分)(难度)(多选)如图，将额定电压为 60 V 的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上 闭合开关 S 后， 用电器正常工作， 交流电压

11、表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为 220 V 和 2.2A以下判断正确的是()A变压器输入功率为 484 WB通过原线圈的电流的有效值为 0.6 AC通过副线圈的电流的最大值为 2.2 AD变压器原、副线圈匝数比 n1n211317(2014广东理综，19，6 分)(难度)(多选)如图所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压 U1不变，闭合电键 S，下列说法正确的是()AP 向下滑动时，灯 L 变亮BP 向下滑动时，变压器的输出电压不变CP 向上滑动时，变压器的输入电流变小DP 向上滑动时，变压器的输出功率变大18(2014浙江理综，15，6 分)(难度)如图所

12、示为远距离交流输电的简化电路图发电厂的输出电压是 U，用等效总电阻是 r 的两条输电线输电，输电线 路中的电流是 I1,其末端间的电压为 U1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为 I2.则()A用户端的电压为I1U1I2B输电线上的电压降为 UC理想变压器的输入功率为 I21rD输电线路上损失的电功率为 I1U19(2014福建理综，16，6 分)(难度)图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数 n1n4n2知 U2U1；滑动触头从 M 点顺时针旋转至 N 点过程，n2减小，则U2降低，C 项正确。5B原、副线圈减去相同的匝数 n 后，有n1n2n1nn2n，可以得出

13、，n1n2n1n2n（n2n1）n2（n2n）0，则说明n1n2的比值变大，由n1n2U1U2I2I1知，选项 C、D 错误；由n1n2U1U2和n1n2U1U2知，U2U2，再由 PU22R知，灯泡变暗，选项 A 错误，B 正确。6B当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，接入电路的阻值变大，变压器副线圈两端电压不变，副线圈中的电流减小，则 R1消耗的功率及其两端电压均变小，故电压表的示数变大，选项 A 错误，B 正确；当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，副线圈中的电流减小，则原线圈中的电流也减小，电流表 A1示数变小，选项 C 错误；若闭合开关 S，副线圈电路中总电阻减小，副线圈中的电

14、流变大，R1两端电压变大，R2两端电压减小，电流表 A2示数减小；原线圈中的电流也变大，电流表 A1示数变大，选项 D 错误。7D矩形线圈 ab 边和 cd 边产生的感应电动势的最大值都为 e0，所以发电机的电动势峰值为2Ne0，A、B 错误；由于不计线圈的电阻，所以电机的输出电压峰值为 2Ne0，故有效值为2Ne022Ne0，故 D 正确8. A原、副线圈电压比等于匝数比，根据副线圈负载电阻的电压 U，可知副线圈电压为 U,原线圈电压为 3U， 副线圈电流 I2UR， 根据I1I2n2n1得原线圈电流 I1U3R， 那么原线圈输入电压 220 V3UU3RR，整理可得 U66 V；原、副线圈

15、电阻消耗的功率根据 PI2R,电阻相等，I1I213，可得功率之比为 P1P219，即 k19.根据以上分析可知选项 A 正确9B根据变压器的变压规律U1U2n1n2得,n2U2U1n1110220800400 匝，选项 B 正确10C原线圈电压的有效值：U1Um2，根据U1U2n1n2可求：U2n2n1Um2，又因为是理想变压器，所以 T 的副线圈的输出功率等于原线圈的输入功率 P， 所以输电线上的电流 IPU2,输电线上损失的电功率为 PI22r4rn1n22PUm2，所以 C 正确，A、B、D 错误11D由于 a、b 接在电压有效值不变的交流电源两端，故电压表 V1示数不变，选项 A 错

16、误；由理想变压器原理公式U1U2n1n2且 U1、n1、n2不变，则 U2不变，即 V2的示数不变，V3的示数 U3U2I2R0应减小，故选项 B 错误；由公式I1I2n2n1得：n1n2I2I10.80.24，则 n1n2，该变压器起降压作用，故 C错误；又 I2U2R0R，I2增大，R 应减小，故滑片应沿 cd 方向滑动，故 D正确12BCQ 位置不动，副线圈电压 U2不变，当 P 上滑时，R 增大，由 PU22RR0可知总功率减小，原线圈电压 U1不变，由 PU1I1可知原线圈电流 I1减小，故 A 错误，B 正确；当 P 位置不动,Q 上滑时，由U2U1n2n1知 U2增大，同理分析原

17、线圈电流 I1增大，故 C 正确，D 错误13C在输入电压 U1和原线圈匝数 n1不变的情况下，使输出电压 U2有效值由 220 V 降至 110V,由U2U1n2n1知，副线圈接入匝数应该减为原来的一半，故副线圈的接入匝数之比为 21,故 C 正确；副线圈电压减半，电阻不变，电流也随之减半，所以电流之比为 21,故 A 错误；由 PUI 知，输出功率之比为 41，故 B 错误；副线圈输出功率等于原线圈输入功率,所以原线圈输入功率之比为 41，故 D 错误14.AD当负载电阻的阻值减小为 R5R0时，根据串、并联电路规律，R 两端电压为 R0两端电压的 5 倍,因为电压表测量 R 两端的电压，

18、 所以 UR0155 V1 V， 故副线圈两端电压为 U26 V，根据公式U1U2n1n2可得此时原线圈两端电压的有效值为 U124 V，所以此时原线圈两端电压的最大值约为 24 2 V34 V，A 正确，B 错误；因为变化过程中变压器的输入电流不变，所以对于副线圈中变化前、后电流也不变，则变化后电压 U2IR05IR06IR0，变 化前，U2IR011IR012IR0，所以 U22U212 V，根据公式U1U2n1n2可 得原线圈两端原来的电压有效值约为 48 V，D 正确，C 错误15BD设副线圈两端电压为 U2，则有UabU2n1n2，由于二极管具有单向导电性，根据有效值定义可知,U22

19、RT2U2cdR1T，则 UcdU22，故选项 A 错误；增大负载电阻,则变压器的输出功率减小，输入功率也减小， 由 P1UabI1可知， 电流表读数减小,选项 B 正确； cd 间的电压 Ucd与 R 大小无关，选项 C 错误；将二极管短路,变压器的输出功率 P2U22R2U2cdR，为原来的 2 倍，由 P2P1UabI1可知，电流表的读数变为原来的 2 倍，选项 D 正确16BD理想变压器的输入功率等于输出功率，所以有 P1U1I1U2I2602.2 W132 W，选项 A 错误；原线圈电流 I1P1U10.6 A，选项 B 正确；副线圈电流最大值 I2max 2I22.2 2 A，选项

20、 C 错误；原副线圈匝数比n1n2U1U222060113，选项 D 正确17BDP 向上或向下滑动时，由变压器的电压特点U1U2n1n2可知，U2是不变的，灯 L 亮度也不变，A 项错误，B 项正确；P 向上滑动时，滑动变阻器的阻值减小，由 PU2R可知，变压器的输出功率 P2变大，又理想变压器的输入功率等于输出功率，则输入功率 P1也变大，由 P1U1I1及U1不变可知，变压器的输入电流变大，C 项错误，D 项正确18A根据理想变压器原、副线圈的功率相等,有 U1I1U2I2，解得用户端电压为 U2I1U1I2，选项 A 正确；输电线上的电压降为 I1r.选项 B 错误；理想变压器的输入功

21、率为 UI1I21r，选项 C 错误；输电线路上损失的电功率为 I21r，选项 D 错误19D设两电流表示数分别为 IA1、IA2，则 IA2U2RRL.由题意知，升压变压器的升压比与降压变压器的降压比相等,设为 k，由变压器匝数与电流、电压的关系可知，升压变压器副线圈两端电压 U2kU,降压变压器副线圈中电流 I4kIA1，U4I4RLkIA1RL，则降压变压器原线圈两端电压 U3kU4k2IA1RL，则 IA1U2U32R，解得 IA1kU2Rk2RL，则IA1IA21，故 IA1IA2，选项 A错误；I4kIA1k2U2Rk2RL，因I4IA21，故两灯泡亮度不同，选项 B 错误；由 P

22、I2R可知，PR1PR3，选项 C 错误；由 UIR 可知，UR2UR4，选项 D 正确20 D由图象知 f1T50 Hz,选项 A 错误； 发电机输出交变电流电压的有效值为5002V250 2V，选项 B 错误；输电线的电流由降压变压器原、副线圈的匝数比及负载大小决定，选项 C 错误；用电器总电阻变大，则降压器原、副线圈中电流减小，输电线上损失功率也减小，选项 D正确21AB该装置的工作原理是，线圈内变化的电流产生变化的磁场，从而使金属杯体内产生涡流，再把电能转化为内能，使杯内的水发热交流电源的频率一定时，线圈产生的磁场越强，杯体内磁通量变化就越快，产生的涡流就越大，增加线圈的匝数会使线圈产

23、生的磁场增强，而取走线圈中的铁芯会使线圈产生的磁场减弱，故 A 正确、D 错误；交流电源的频率增大，杯体内磁通量变化加快，产生的涡流增大，故 B 正确；瓷为绝缘材料，不能产生涡流，故 C 错误22AC线圈经过中性面时不切割磁感线，此时感应电动势为零，选项 A 正确；由图可知曲线a、b 的周期之比为 23，则对应的线圈转速之比为 32，选项 B 错误；曲线 a 的周期为 Ta4102s，其频率为 fa1Ta25 Hz，选项 C 正确；曲线 a、b 表示的交变电流的峰值之比为EmaEmbab32，又 Ema15 V，Emb10 V，Ub22Emb5 2 V，选项 D 错误B 组组 两年模拟精选两年

24、模拟精选(20162015 年年)1AC摩擦轮带动线圈在磁场中绕垂直于磁感线的轴转动，产生交流电，故 A 正确；行驶速度会影响感应电动势的大小，所以影响灯泡的亮度，故 B 错误；摩擦轮和后轮属于皮带传动，具有相同的线速度，如果知道了半径关系，就能知道角速度关系，也就能知道转速关系，故 C 正确；线圈匝数不影响线圈的磁通量的变化率的大小，故 D 错误。2BD线圈中的感应电动势为 Er2Bt，感应电流为 ir2RBt，在 0.005 s，Bt0，则i0，A 项错；由楞次定律知在 0.01 s 时感应电流方向为顺时针方向(从上往下看)，B 项正确；交流电流表测量的是交变电流的有效值，C 项错；感应电

25、动势的峰值为 EmBmr22T，一个周期导线框上产生的热量为 Q（Em2）2RT4r4R，D 项正确。3ABD交流电电压有效值 U100 22V100 V，A 正确；电流表的示数为 I10050A2A，故 B 正确；从图乙中可得交流电周期为 T0.02 s，所以角速度2T100 (rad/s)，C错误；根据公式 EmNBS可得如果产生该交变电流的线圈转速提高一倍，则产生的感应电动势提高一倍，所以电流提高一倍，故 D 正确。4ABD线圈转动产生正弦式交变电流，感应电动势的最大值为 Bl1l2， 所以有效值 E22Bl1l2，A 正确；转过时，线圈平面与磁场垂直，磁通量最大，感应电动势为 0，电流

26、为 0，B 正确；转过一周通过横截面的电荷量为 0，C 错；转过过程的热量 QE2RtE2RB2l21l222R，D 正确。5B由于变压器原、副线圈的匝数不变，而且输入电压不变，因此增加负载不会影响输出电压，故 A 错误；根据变压器原理可知输出电压 U2n2n1U1，当滑动触头 P 应向上滑时，n2增大，所以输出电压增大，故 B 正确；由于用电器是并联的，因此用电器增加时总电阻变小，输出电压不变，总电流增大，故输电线上热损耗增大，故 C 错误；用电器增加时总电阻变小，总电流增大，输出功率增大，所以输入功率增大，故 D 错误。6AC根据I2I1n1n2，可知副线圈中电流为 0.5 A，则选项 A 对；原、副线圈的电流频率相等，选项 B 错；根据U1U2n1n2可知副线圈两端电压为 220 V，最大值为 220 2 V，选项 C 对；电动机为非纯电阻电器，若电动机内阻为 440 ，则副线圈电流