2024年高考真題和模擬題物理分類匯編專題12 交變電流（原卷版）

專題12交變電流1.(2024河北卷考題)4.為兩個完全相同的定值電阻，兩端的電壓隨時間周期性變化的規(guī)律如圖1所示（三角形脈沖交流電壓的峰值是有效值的倍），兩端的電壓隨時間按正弦規(guī)律變化如圖2所示，則兩電阻在一個周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為（）A. B. C. D.2.（2024年新課標考題）7.電動汽車制動時可利用車輪轉(zhuǎn)動將其動能轉(zhuǎn)換成電能儲存起來。車輪轉(zhuǎn)動時帶動磁極繞固定的線圈旋轉(zhuǎn)，在線圈中產(chǎn)生電流。磁極勻速轉(zhuǎn)動的某瞬間，磁場方向恰與線圈平面垂直，如圖所示。將兩磁極間的磁場視為勻強磁場，則磁極再轉(zhuǎn)過90°時，線圈中（）A.電流最小 B.電流最大C.電流方向由P指向Q D.電流方向由Q指向P3.（2024全國甲卷考題）6.如圖，理想變壓器的副線圈接入電路的匝數(shù)可通過滑動觸頭T調(diào)節(jié)，副線圈回路接有滑動變阻器R、定值電阻和、開關(guān)S。S處于閉合狀態(tài)，在原線圈電壓不變的情況下，為提高的熱功率，可以（）A.保持T不動，滑動變阻器R的滑片向f端滑動B.將T向b端移動，滑動變阻器R的滑片位置不變C.將T向a端移動，滑動變阻器R的滑片向f端滑動D.將T向b端移動，滑動變阻器R的滑片向e端滑動4.(2024浙江1月卷考題)5.如圖為某燃氣灶點火裝置的原理圖。直流電經(jīng)轉(zhuǎn)換器輸出的交流電，經(jīng)原、副線圈匝數(shù)分別為和的變壓器升壓至峰值大于，就會在打火針和金屬板間引發(fā)電火花，實現(xiàn)點火。下列正確的是（）A.B.C.用電壓表測原線圈兩端電壓，示數(shù)為D.副線圈輸出交流電壓的頻率是5.（2024年廣東卷考題）1.將阻值為的電阻接在正弦式交流電源上。電阻兩端電壓隨時間的變化規(guī)律如圖所示。下列說法正確的是（）A.該交流電的頻率為B.通過電阻電流的峰值為C.電阻在1秒內(nèi)消耗的電能為D.電阻兩端電壓表達式為6.（2024年湖南卷考題）6．根據(jù)國家能源局統(tǒng)計，截止到2023年9月，我國風(fēng)電裝機4億千瓦，連續(xù)13年居世界第一位，湖南在國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造領(lǐng)域居于領(lǐng)先地位。某實驗小組模擬風(fēng)力發(fā)電廠輸電網(wǎng)絡(luò)供電的裝置如圖所示。已知發(fā)電機轉(zhuǎn)子以角速度勻速轉(zhuǎn)動，升、降壓變壓器均為理想變壓器，輸電線路上的總電阻可簡化為一個定值電阻。當用戶端接一個定值電阻R時，上消耗的功率為P。不計其余電阻，下列說法正確的是（

）A．風(fēng)速增加，若轉(zhuǎn)子角速度增加一倍，則上消耗的功率為4PB．輸電線路距離增加，若阻值增加一倍，則消耗的功率為4PC．若升壓變壓器的副線圈匝數(shù)增加一倍，則上消耗的功率為8PD．若在用戶端再并聯(lián)一個完全相同的電阻R，則上消耗的功率為6P7.(2024年湖北卷考題)5.在如圖所示電路中接入正弦交流電，燈泡的電阻是燈泡的2倍。假設(shè)兩個二極管正向電阻為0、反向電阻無窮大。閉合開關(guān)S，燈泡、的電功率之比為（）A.2︰1 B.1︰1 C.1︰2 D.1︰48.（2024年上海卷考題）12.某自行車所裝車燈發(fā)電機如圖（a）所示，其結(jié)構(gòu)見圖（b）。繞有線圈的匚形鐵芯開口處裝有磁鐵。車輪轉(zhuǎn)動時帶動與其接觸的摩擦輪轉(zhuǎn)動。摩擦輪又通過傳動軸帶動磁鐵一起轉(zhuǎn)動，從而使鐵芯中磁通量發(fā)生變化。線圈兩端c、d作為發(fā)電機輸出端。通過導(dǎo)線與標有“12V，6W”的燈泡相連。當車輪勻速轉(zhuǎn)動時，發(fā)電機榆出電壓近似視為正弦交流電。假設(shè)燈泡阻值不變，摩擦輪與輪胎間不打滑。12.在磁鐵從圖示位置勻速轉(zhuǎn)過90°的過程中（1）通過的電流方向（在圖中用箭頭標出）；_____（2）中的電流_____A．逐漸變大B．逐漸變小C．先變大后變小D．先變小后變大13.若發(fā)電機線圈電阻為2Ω，車輪以某一轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)動時，恰能正常發(fā)光。將更換為標有“24V，6W”的燈泡，當車輪轉(zhuǎn)速仍為n時（1）兩端的電壓_____A．大于12VB．等于12VC．小于12V（2）消耗的功率_____A．大于6WB．等于6WC．小于6W9.（2024年上海卷考題）14.利用理想變壓器將發(fā)電機輸出電壓變壓后對標有“24V，6W”的燈泡供電，使燈泡正常發(fā)光，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比，該變壓器原線圈兩端的電壓為______V。10.（2024年上海卷考題）15.在水平路面騎行時，假設(shè)騎車人對自行車做的功僅用于克服空氣阻力和發(fā)電機阻力。已知空氣阻力與車速成正比，忽略發(fā)電機內(nèi)阻。（1）在自行車勻加速行駛過程中，發(fā)電機輸出電壓u隨時間t變化的關(guān)系可能為_____A．B．C．D．（2）無風(fēng)時自行車以某一速度勻速行駛，克服空氣阻力的功率，車燈的功率為。為使車燈的功率增大到，騎車人的功率P應(yīng)為_____11.(2024年遼寧卷考題)13.如圖，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1：n2=5：1，原線圈接在電壓峰值為Um的正弦交變電源上，副線圈的回路中接有阻值為R的電熱絲，電熱絲密封在絕熱容器內(nèi)，容器內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體。接通電路開始加熱，加熱前氣體溫度為T0。（1）求變壓器的輸出功率P；（2）已知該容器內(nèi)的氣體吸收的熱量Q與其溫度變化量ΔT成正比，即Q=CΔT，其中C已知。若電熱絲產(chǎn)生的熱量全部被氣體吸收，要使容器內(nèi)的氣體壓強達到加熱前的2倍，求電熱絲的通電時間t。一、單選題1．（2024·山東煙臺·三模）如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，輸入端A、B接入電壓有效值恒定的交變電源。滑動變阻器R1最大阻值為40Ω，其滑片P1初始位置在最左端；滑動變阻器R2最大阻值為5Ω，其滑片P2初始位置在正中間。理想電流表A1、A2的示數(shù)分別為I1、I2，理想電壓表V1、V2示數(shù)為U1、U2，下列說法中正確的是（

）A．P2保持不動，P1向右滑動，則U1增大，U2不變B．P1保持不動，P2向下滑動，則I1減小，I2減小C．P2保持不動，P1向右滑動，則R1消耗的功率一直增大D．P2保持不動，P1向右滑動，則R1消耗的功率先增大后減小2．（2024·青?！つM預(yù)測）一面積為S的單匝矩形線框的電阻為R，垂直通過線框的磁感應(yīng)強度B與時間t的關(guān)系圖像如圖所示，下列說法正確的是（）A．交流電的周期為2t0B．磁通量絕對值的最大值為C．t0時刻線框的感應(yīng)電流為0D．該線框中交變電流的有效值為3．（2024·北京大興·三模）如圖甲所示，為一小型交流發(fā)電機示意圖。匝數(shù)為20的線圈總電阻為2Ω，當線圈勻速轉(zhuǎn)動時與外電路的電阻構(gòu)成閉合回路。從圖甲所示位置開始計時，通過電阻R的交變電流如圖乙所示，則下列判斷正確的是（）A．時，線圈平面與磁場方向平行B．圖甲所示時刻，穿過線圈的磁通量變化最快C．電阻R的功率為D．線圈的最大磁通量為4．（2024·北京海淀·二模）類比是研究問題的常用方法。與電路類比就可以得到關(guān)于“磁路”（磁感線的通路）的一些基本概念和公式。在電路中可以靠電動勢來維持電流，在磁路中靠“磁動勢”來維持鐵芯中的磁場，如圖1所示，磁動勢Em=NI，其中N為線圈的匝數(shù)，I為通過線圈中的電流。類比閉合電路的歐姆定律，磁路也存在閉合磁路的歐姆定律Em=ΦRm，其中Φ為磁通量，Rm被稱為磁阻，磁阻所滿足的磁阻定律與電阻定律具有相同的形式，磁阻率可類比電阻率，磁路的串、并聯(lián)規(guī)律可類比電路的串、并聯(lián)規(guī)律。結(jié)合以上關(guān)于磁路的信息以及你所學(xué)過的知識，下列說法不正確的是（）A．變壓器鐵芯的磁阻率遠小于空氣的磁阻率B．在國際單位制中，磁阻的單位可以表示為C．不考慮漏磁，圖2所示的串聯(lián)磁路滿足Em=Φ(Rm1+Rm2)D．不考慮漏磁，在圖3所示的并聯(lián)磁路中，磁阻小的支路中磁感應(yīng)強度一定大5．（2024·山東聊城·三模）如圖甲所示，發(fā)電機的矩形線圈在勻強磁場中繞中心轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢如圖乙所示，發(fā)電機輸出端接理想變壓器，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比，副線圈1接額定電壓為4V的小燈泡，副線圈2連接定值電阻R。開關(guān)S斷開時，小燈泡正常發(fā)光，理想電流表的示數(shù)為1A。開關(guān)S閉合后，調(diào)整矩形線圈的轉(zhuǎn)速為原來的1.2倍，小燈泡仍正常發(fā)光。下列說法正確的是（）A．t＝0時，線圈平面與磁場方向夾角為30°B．矩形線圈的電阻為20ΩC．圖乙中瞬時感應(yīng)電動勢e隨時間的變化關(guān)系為D．開關(guān)S閉合后發(fā)電機的總功率為開關(guān)S閉合前發(fā)電機總功率的1.2倍6．（2024·山東濟寧·三模）除顫儀是用于突發(fā)心室纖顫等心臟疾病的急救醫(yī)療設(shè)備，某型號除顫儀電路原理如圖所示。某次調(diào)試時，除顫儀接在220V交流電源上，交流電壓表示數(shù)為20V，電容器充電完畢，開關(guān)由“1”擲向“2”，放電電流平均值為2.8A，放電時間約為，已知電容器電容為。下列說法正確的是（）A．自耦變壓器的原副線圈匝數(shù)之比為B．充電完畢后電容器兩端的電壓為2800VC．升壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比約為D．若去掉二極管該除顫儀依然可正常工作7．（2024·陜西·三模）如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為，輸入端C、D接入電壓有效值恒定的交變電源，燈泡、的阻值始終均為。滑動變阻器R的最大阻值為?，F(xiàn)將滑動變阻器的滑片由變阻器的中點分別向a、b兩端滑動，滑動過程中兩個燈泡始終發(fā)光且未超出安全電壓，下列說法正確的是（）A．滑片向a端滑動時，一直變暗，一直變亮B．滑片向a端滑動時，一直變亮，一直變亮C．滑片向b端滑動時，一直變暗，一直變亮D．滑片向b端滑動時，一直變亮，一直變亮8．（2024·四川成都·模擬預(yù)測）在勻強磁場中有一電阻忽略不計的矩形線圈，繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的正弦交流電的感應(yīng)電動勢e隨時間t的變化如圖甲所示，把該交流電輸入到圖乙中理想變壓器的A、B兩端。已知R，為熱敏電阻（其電阻隨溫度升高而減小），R為定值電阻，圖中各電表均為理想電表。下列說法正確的是（

）A．變壓器A、B兩端電壓的瞬時值表達式為u=100sin50πt（V）B．圖甲中t=2×10?2s時，穿過線圈的磁通量最大C．Rt處溫度升高后，電壓表V1與V2示數(shù)的比值不變D．Rt處溫度升高后，變壓器的輸入功率減小9．（2024·貴州·三模）如圖所示，兩個線圈繞在一個不閉合的鐵芯上，原線圈接電壓按規(guī)律變化的交流電，副線圈接規(guī)格為“220V，100W”的用電器P，該用電器電阻恒定，原、副線圈匝數(shù)比為，則用電器P的功率可能為（

）A．100W B．W C．25W D．15W10．（2024·福建·模擬預(yù)測）如圖，矩形線框切割磁感線產(chǎn)生交流電壓，它的匝數(shù)、電阻，將其接在理想變壓器的原線圈上。“220V22W”的燈泡L正常發(fā)光，內(nèi)阻為10Ω的電風(fēng)扇M正常工作，電流表A的示數(shù)為0.3A。導(dǎo)線電阻不計，電壓表和電流表均為理想電表，不計燈泡電阻的變化，矩形線框最大電流不能超過20A。以下描述正確的是（）A．矩形線框轉(zhuǎn)動過程中磁通量的變化率最大值為25VB．電風(fēng)扇輸出的機械效率約為99.1％C．原、副線圈的匝數(shù)比D．若將電風(fēng)扇去掉，則小燈泡變亮，電流表的示數(shù)變大11．（2024·遼寧丹東·二模）圖甲為交流發(fā)電機示意圖，圖中兩磁極之間的磁場可近似為勻強磁場，A為理想電流表，線圈繞垂直于磁場的水平軸沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動。從圖示位置開始計時，電刷E、F之間的電壓隨時間變化的圖像如圖乙所示。已知，下列說法正確的是（

）A．時，穿過線圈平面的磁通量最大B．時，線圈中感應(yīng)電流的方向為DCBADC．E、F之間電壓的瞬時值表達式為D．當線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過60°時，電流表的示數(shù)為0.5A12．（2024·廣西·一模）在圖甲中，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比，滑片置于副線圈的中點．在圖乙中，滑動變阻器最大阻值，滑動觸頭置于的中央。兩電路的輸入端都接交流的正弦交流電，輸出端各接一個阻值的定值電阻和理想交流電壓表。兩電壓表的讀數(shù)、分別為（）A．， B．，C．， D．，二、多選題13．（2024·湖北·模擬預(yù)測）如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，原線圈輸入的交流電壓瞬時值的表達式為，定值電阻R1的阻值為10Ω，電阻箱R2的初始阻值為20Ω，燈泡L阻值恒為20Ω，電流表的內(nèi)阻不計。下列說法正確的是（）A．原線圈中的電流方向每秒鐘改變50次B．原副線圈磁通量變化率之比為C．電流表示數(shù)為4.4AD．當時，副線圈功率達到最大14．（2024·湖北·三模）如圖所示為理想變壓器，已知匝，匝。電阻。電源為理想交流電源。開關(guān)S1閉合S2斷開時的電功率和開關(guān)S2閉合S1斷開時的電功率相等。則線圈的匝數(shù)可能為（）A．20 B．40 C．60 D．8015．（23-24高三上·全國·開學(xué)考試）2022年12月20日，世界在建規(guī)模最大、技術(shù)難度最高的水電工程——白鶴灘水電站（圖甲所示）全部機組投產(chǎn)發(fā)電，它的建成投產(chǎn)對減少碳排放具有重要意義。如圖乙所示，采用高壓輸電可減少輸電線上電能的損耗，發(fā)電機組發(fā)出電壓有效值一定的交流電，經(jīng)理想變壓器升壓后向外輸電，再經(jīng)理想變壓器降壓后接入電網(wǎng)。假設(shè)輸電線總電阻r保持不變，下列說法正確的是（）A．輸電電壓U一定時，發(fā)電功率P加倍，則輸電線損耗功率變?yōu)樵瓉淼?倍B．輸電電壓U一定時，發(fā)電功率P加倍，則入網(wǎng)功率也加倍C．發(fā)電功率P一定時，輸電電壓U加倍，則輸電線中的電流減半D．發(fā)電功率P一定時，輸電電壓U加倍，則輸電線損耗功率減半16．（2024·黑龍江·三模）如圖所示，質(zhì)量，長L=1m、（電阻的水平導(dǎo)體棒ab，其兩個端點分別搭接在豎直平行正對放置的兩光滑金屬圓環(huán)上，兩圓環(huán)半徑均為電阻不計。阻值為R=1Ω的定值電阻用導(dǎo)線與圓環(huán)相連接，整個裝置處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強度大小為的勻強磁場中。導(dǎo)體棒ab在外力F作用下以速率v=2m/s繞兩圓環(huán)的中心軸OO'勻速轉(zhuǎn)動，ab在圓環(huán)最低點時記為t=0時刻，重力加速度取10m/s2，電流表為理想交流表，其他電阻不計。下列說法正確的是（）A．電流表的示數(shù)為1AB．定值電阻兩端的電壓為C．從t=0到0.5s的過程中，通過導(dǎo)體棒ab的電量為0.5CD．從t=0到0.5s的過程中，外力F做的功為3J17．（2024·湖北武漢·二模）分析推理、類比歸納是重要的科學(xué)研究方法。如圖甲所示，矩形線圈abcd繞軸勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的交流電i-t圖像如圖乙所示，電流最大值為，周期為T。如圖丙所示，一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與小球相連，靜置于光滑水平面上，現(xiàn)將小球向右緩慢移動一段距離A（不超過彈簧的彈性限度），小球被無初速釋放后，其運動的v-t圖像如圖丁所示，速度最大值為，周期為T。已知圖乙和圖丁分別為余弦和正弦函數(shù)圖線，下列說法正確的是（）A．時間內(nèi)，通過線圈橫截面積的電量B．時間內(nèi)，通過線圈橫截面積的電量C．類比圖乙和圖丁，小球運動過程中的速度最大值D．類比圖乙和圖丁，小球運動過程中的速度最大值18．（2024·山東東營·二模）某節(jié)能環(huán)保風(fēng)力發(fā)電演示系統(tǒng)由風(fēng)力發(fā)電機、升壓變壓器和用戶三部分構(gòu)成，簡易示意圖如下。t=0時刻，發(fā)電機線圈所在平面與磁場方向垂直，風(fēng)輪機葉片通過升速齒輪箱帶動發(fā)電機線圈以恒定的轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)動，已知發(fā)電機線圈面積，匝數(shù)為N=100匝，內(nèi)阻不計；勻強磁場的磁感應(yīng)強度為。理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為。在用戶部分電路中電表均為理想電表，D為理想二極管，定值電阻、，若電壓表的示數(shù)為，則（）A．發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速n=100r/s B．原線圈輸入的功率為600WC．電阻R1、R2上消耗的電功率之比為1:2D．電流表的示數(shù)為5A19．（23-24高三下·河北·階段練習(xí)）交變電路示意圖如圖所示，圖中變壓器為理想變壓器，已知三個燈泡完全相同，其阻值可視為定值，a、b接入有效值為U的交變電流。初始時滑動變阻器滑片置于最左端時，三個燈泡亮度相同，現(xiàn)讓滑片向右滑動，、、、、、的變化量大小分別為、、、、、，下列說法正確的是（）A． B．滑片向右滑動時，增大C． D．增大20．（2024·河北保定·三模）一座小型水電站通過理想升壓變壓器和理想降壓變壓器向較遠處的用戶輸送電能，如圖所示。已知發(fā)電機的輸出電壓為U，輸出功率為P；用戶處的電壓為，消耗的功率為，兩變壓器間線路的總電阻為R，其余線路電阻不計，由此可計算出（

）A．輸電效率 B．兩變壓器間的距離C．升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比 D．降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比21．（2024·山西太原·三模）如圖所示，矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，磁感應(yīng)強度為，線圈面積為，轉(zhuǎn)動的角速度為，匝數(shù)為，線圈電阻不計，右側(cè)接降壓變壓器。定值電阻，電容器電容為，電表均為理想電表，下列說法正確的是（）A．增大線圈轉(zhuǎn)動的角速度，燈泡亮度不變B．增大線圈轉(zhuǎn)動的角速度，電壓表示數(shù)變大C．線圈轉(zhuǎn)動的角速度一定，開關(guān)S由1調(diào)至2時，電流表示數(shù)變大D．線圈轉(zhuǎn)動的角速度一定，開關(guān)S由2調(diào)至1時，消耗的功率變大22．（2024·山東煙臺·二模）某實驗小組利用如圖所示的電路模擬研究遠距離輸電。圖中交流電源電壓為，定值電阻為，小燈泡L的規(guī)格為“6V

3.6W”，接通電路調(diào)節(jié)兩個變壓器，使小燈泡始終以額定功率工作，此時理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為，理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為。則下列說法中正確的是（

）A．和的乘積小于1B．越大電路的輸電效率越高C．若，則R上消耗的功率為0.2WD．若，則變壓器的輸出電壓為38V23．（23-24高三下·四川雅安·階段練習(xí)）車載手機無線充電是一種方便的充電方式，可以讓駕駛者在駕車過程中無須使用充電線連接手機而給手機充電。這種技術(shù)利用了電磁感應(yīng)原理，通過在車內(nèi)安裝一個無線充電器，向放置在充電器上的手機發(fā)送電能。整個裝置的示意圖如圖所示，電力輸送線圈匝數(shù)與接受線圈的匝數(shù)之比為22：1，輸電線圈的電壓。不計充電過程的電能損失。下列說法正確的是（

）

A．若輸電線圈的電流為逆時針方向（俯視圖）且增大，則接受線圈的電流方向也為逆時針B．無線充電的頻率為