2023版高三物理一輪復(fù)習(xí)專題13交變電流（含2023年高考真題）2

PAGEPAGE2專題13交變電流1.[2022·全國(guó)卷Ⅲ]如下圖，M為半圓形導(dǎo)線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框，圓心為ON；兩導(dǎo)線框在同一豎直面(紙面)內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過(guò)直線OMON的水平面上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面．現(xiàn)使線框M、N在t＝0時(shí)從圖示位置開(kāi)始，分別繞垂直于紙面、且過(guò)OM和ON的軸，以相同的周期T逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，那么()圖1-A．兩導(dǎo)線框中均會(huì)產(chǎn)生正弦交流電B．兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于TC．在t＝eq\f(T,8)時(shí)，兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等D．兩導(dǎo)線框的電阻相等時(shí)，兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等答案：BC解析：設(shè)導(dǎo)線圈半徑為l，角速度為ω，兩導(dǎo)線框切割磁感線的等效長(zhǎng)度始終等于圓弧半徑，因此在產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)其瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小始終為E＝eq\f(1,2)Bωl2，但進(jìn)磁場(chǎng)和出磁場(chǎng)時(shí)電流方向相反，所以線框中應(yīng)該產(chǎn)生方波交流式電，如下圖，A錯(cuò)誤；由T＝eq\f(2π,ω)可知，兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期相同，均為T(mén)，B正確；在t＝eq\f(T,8)時(shí)，兩導(dǎo)線框均在切割磁感線，故兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均為eq\f(1,2)Bωl2，C正確；對(duì)于線框M，有eq\f(E2,R)·eq\f(T,2)＋eq\f(E2,R)·eq\f(T,2)＝eq\f(Ueq\o\al(2,有M),R)·T，解得U有M＝E；對(duì)于線框N，有eq\f(E2,R)·eq\f(T,4)＋0＋eq\f(E2,R)·eq\f(T,4)＋0＝eq\f(Ueq\o\al(2,有N),R)·T，解得U有N＝eq\f(\r(2),2)E，故兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值并不相等，D錯(cuò)誤．2.[2022·全國(guó)卷Ⅰ]一含有理想變壓器的電路如圖1-所示，圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3Ω、1Ω和4Ω，為理想交流電流表，U為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定．當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)為I；當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為4I.該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為()圖1-A．2B．3C．4D．5答案：B解析：開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，原、副線圈的電流比eq\f(I,I2)＝eq\f(n2,n1)，通過(guò)R2的電流I2＝eq\f(In1,n2)，副線圈的輸出電壓U2＝I2(R2＋R3)＝eq\f(5In1,n2)，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得原線圈兩端的電壓U1＝5Ieq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)))eq\s\up12(2)，那么U＝U1＋I(xiàn)R1＝5Ieq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)))eq\s\up12(2)＋3I；開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，原、副線圈的電流比eq\f(4I,I′2)＝eq\f(n2,n1)，通過(guò)R2的電流I′2＝eq\f(4In1,n2)，副線圈的輸出電壓U′2＝I′2R2＝eq\f(4In1,n2)，由eq\f(U′1,U′2)＝eq\f(n1,n2)可得原線圈兩端的電壓U′1＝4Ieq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)))eq\s\up12(2)，那么U＝U′1＋4IR1＝4Ieq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)))eq\s\up12(2)＋12I，解得eq\f(n1,n2)＝3，選項(xiàng)B正確．3.[2022·全國(guó)卷Ⅲ]如圖1-所示，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b.當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí)，兩燈泡均能正常發(fā)光．以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖1-A．原、副線圈匝數(shù)比為9∶1B．原、副線圈匝數(shù)比為1∶9C．此時(shí)a和b的電功率之比為9∶1D．此時(shí)a和b的電功率之比為1∶9答案：AD解析：設(shè)燈泡的額定電壓為U0，那么輸入電壓U＝10U0，由于兩燈泡均正常發(fā)光，故原線圈兩端的電壓U1＝U－U0＝9U0，副線圈兩端的電壓U2＝U0，所以原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝U1∶U2＝9∶1，A正確，B錯(cuò)誤；原、副線圈的電流之比I1∶I2＝n2∶n1＝1∶9，由電功率P＝UI可知，a和b的電功率之比為1∶9，C錯(cuò)誤，D正確．4.[2022·天津卷]如圖1-所示，理想變壓器原線圈接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表．以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖1-A．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，R1消耗的功率變大B．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V示數(shù)變大C．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表A1示數(shù)變大D．假設(shè)閉合開(kāi)關(guān)S，那么電流表A1示數(shù)變大，A2示數(shù)變大答案：B解析：滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，總電阻也變大，而副線圈兩端的電壓沒(méi)有變化，所以干路中的電流減小，R1消耗的功率變小，A錯(cuò)誤；干路中的電流變小，R1兩端的電壓變小，并聯(lián)電路的電壓變大，即電壓表V示數(shù)變大，B正確；由于變壓器副線圈干路中的電流變小，所以原線圈中的電流變小，即電流表A1的示數(shù)變小，C錯(cuò)誤；閉合開(kāi)關(guān)S后，并聯(lián)電路的阻值變小，總電阻也變小，干路中的電流變大，R1兩端的電壓變大，并聯(lián)電路的電壓變小，通過(guò)R2的電流變小，即電流表A2示數(shù)變小，因變壓器的功率變大，故電流表A1示數(shù)變大，D錯(cuò)誤．5.[2022·江蘇卷]一自耦變壓器如圖1-所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，將其接在a、b間作為原線圈．通過(guò)滑動(dòng)觸頭取該線圈的一局部，接在c、d間作為副線圈．在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時(shí)，c、d間的輸出電壓為U2，在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中()圖1-A．U2>U1，U2降低B．U2>U1，U2升高C．U2<U1，U2降低D．U2<U1，U2升高答案：C解析：根據(jù)變壓器原、副線圈兩端電壓和原、副線圈匝數(shù)的關(guān)系式有eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，這里n2<n1，所以U2<U1.在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中，n2變小，n1不變，而原線圈兩端電壓U1也不變，因此U2降低，選項(xiàng)C正確．6.[2022·四川卷]如圖1-所示，接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡L供電，如果將原、副線圈減少相同匝數(shù)，其他條件不變，那么()圖1-A．小燈泡變亮B．小燈泡變暗C．原、副線圈兩端電壓的比值不變D．通過(guò)原、副線圈電流的比值不變答案：B解析：由變壓器相關(guān)知識(shí)得：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，原、副線圈減去相同的匝數(shù)n后：eq\f(U1,U′2)＝eq\f(n′1,n′2)＝eq