2023北京高三一模物理匯編：交變電流章節(jié)綜合

2023北京高三一模物理匯編

交變電流章節(jié)綜合

1.（2023?北京東城?統(tǒng)考一模）如圖所示，一個(gè)理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5：1,原線圈接在交流電

源上，其電壓〃隨時(shí)間，變化規(guī)律為〃=3llsinl00m（V）,副線圈接有R=88。的電阻。電流表、電壓表均

A.原線圈的輸入功率為22WB.副線圈輸出交流電的周期為100s

C.電壓表的示數(shù)為311VD.電流表的示數(shù)為2.5A

2.（2023?北京朝陽?統(tǒng)考一模）如圖是某交流發(fā)電機(jī)的示意圖.當(dāng)線圈時(shí)〃繞垂直于勻強(qiáng)磁場方向的轉(zhuǎn)軸

0。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電路中產(chǎn)生電流的最大值為人，外電路的電阻為R。圖示位置線圈平面與磁場方向垂

直。己知線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為九下列說法正確的是（）

A.在圖示位置，穿過線圈的磁通量的變化率為零

B.在圖本位置，線圈中的電流方向?yàn)閍—b—c—d

C.在一個(gè)周期內(nèi)，外電路產(chǎn)生的焦耳熱為"寵丁

D.從圖示位置開始計(jì)時(shí)，線圈中電流，隨時(shí)間/變化的關(guān)系式為i=/,”cos手/

3.（2023?北京延慶?統(tǒng)考一模）如圖所示，理想變壓器輸入電壓;呆持不變，副線圈接有兩個(gè)燈泡和一個(gè)定

值電阻R,電流表、電壓表均為理想電表。開關(guān)S原來是斷開的，現(xiàn)將開關(guān)S閉合，則（）

C.原線圈輸入功率減小D.電阻R消耗的電功率增大

4.（2023?北京西城?統(tǒng)考一模）如圖1,變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成的.如圖2,原

線圖與交流電源連接，副線圈與負(fù)載R連接.已知，原、副線圈的匝數(shù)分別為〃1、叫,原線圈的輸入功率

為A、電壓為以、電流為L、頻率為副線圈的輸出功率為鳥、電壓為內(nèi)、電流為八、頻率為人.下

列說法正確的是（）

A.若變壓器為理想變壓器，且用〉%，則a＞%,./＞力

B.若變壓器為理想變壓器，且仆＜4,則/|〈”，￡=人

C.若僅考慮L產(chǎn)生的磁場不能完全局限在鐵芯內(nèi)，則6＞鳥

D.若僅考慮變壓器線圈通過電流時(shí)會(huì)發(fā)熱，則?

,2n\

5.（2023?北京西城?統(tǒng)考一模）一個(gè)白熾燈泡額定電壓為220V,額定功率為2（）W,接在交流電源I?正常T

作，則（）

A.燈泡電壓的峰值為220V

B.流過燈絲的電流有效值約為0.13A

C.Imin內(nèi)燈泡消耗的電能是1.2xl03j

D.Imin內(nèi)燈絲產(chǎn)生的熱量是20J

6.（2023?北京石景山?統(tǒng)考一模）交流發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示：矩形線圈A8CO在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于

磁場的軸逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢隨時(shí)間的變化規(guī)律為e=20sinl0OH/V。下列說法正確的是

O'

A.此交流電的頻率為100Hz

B.此發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢的有效值為20V

C.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)產(chǎn)生的電流為0

D.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)磁通量的變化率最大

7.（2023?北京平谷?統(tǒng)考一模）如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的矩形金屬線圈"cd,可繞過％和4d邊中點(diǎn)

且垂直于磁場方向的軸OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng).已知矩形線圈向邊和〃邊的長度乙二50cm.邊和4邊的長度

&=20cm,匝數(shù)〃=100匝，線圈的總也阻r=2.0C。線圈的兩個(gè)末端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)。、D

（集流環(huán)）焊接在一起，并通過電刷同寵=18C的定值電阻相連接。線圈所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)磁

場，磁感應(yīng)強(qiáng)度8=0.2T。在外力驅(qū)動(dòng)下線圈繞軸OO'轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度3=20rad/s。計(jì)算中取兀=3.14。

求：

（1）通過電阻R的電流最大值；

（2）在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱；

（3）線圈由圖示位置（即線圈平面與磁場方向垂直的位置）轉(zhuǎn)過：90。的過程中，通過電阻R的電荷量。

8.（2023?北京豐臺(tái)?統(tǒng)考一模）實(shí)驗(yàn)室有一種可拆變壓器,原線圈為800匝,副線圈有400匝、300匝、

200匝三種規(guī)格，但標(biāo)記不清，某同學(xué)選用一組副線圈，把原線圈連接學(xué)生電源，測最原線圈的輸入電壓

q和副線圈輸出電壓火，得到的數(shù)據(jù)如下表;

2.404.406.408.8010.40

0.991.852.723.764.48

根據(jù)測最數(shù)據(jù)，可判斷副線圈的匝數(shù)為。

A.400匝B.300匝C.200匝

請(qǐng)說明你的判斷依據(jù)：O

參考答案

1.A

【詳解】BC.由題可知，電壓〃隨時(shí)間/變化規(guī)律為〃=311sinl0(加(V),故原線圈輸入交流電的周期為

T=--=0.02s

100江

原副線圈交流電的周期相同為0.02s

電壓表的示數(shù)為交流電的有效值，故

U=3=220V

BC錯(cuò)誤；

AD.理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5：1,故副線圈的輸出電壓為

UQUI

勺

其中a=220V

U2=44V

I-,=-^=-=U.^A

R

故電流表的示數(shù)為0.5A

=(/2/2=22W

理想變壓器原副線圈輸入輸出功率相等，即

6=6=22W

AjE確，D錯(cuò)誤。

故選A3

2.A

【詳解】AB.圖示位置為中性面，磁通量最大，磁通量的變化率最小且為零，電流最小也為零，故A正

確，B錯(cuò)誤；

C.電路中電流的有效值為

近

在一個(gè)周期內(nèi)，外電路產(chǎn)生的焦耳熱為

Q=/2RT=^RT

故C錯(cuò)誤；

D.從圖示位置計(jì)時(shí)，線圈中電流i隨時(shí)間/變化的關(guān)系式為

故D錯(cuò)誤。

故選Ao

3.D

【詳解】B.根據(jù)埋想變壓器原副線圈電壓比等于匝數(shù)比，可得

力=包5

勺

由于理想變壓器輸入電壓保持不變，可知副線圈輸出電壓不變，則電壓表示數(shù)不變，故B錯(cuò)誤；

ACD.將開關(guān)S閉合，副線圈總目阻減小，根據(jù)

z

-R總

可知副線圈總電流增大，根據(jù)

pm

可知電阻R消耗的電功率增大；根據(jù)

p"5a￡

可知原線圈輸入功率增大，原線圈輸入電流增大，即電流表的示數(shù)增大，故AC錯(cuò)誤，D正確。

故選D。

4.C

【詳解】AB.若變壓器為理想變壓器，且用>&,則根據(jù)

如=2

U2%

可知

若

“<ni

根據(jù)

A4

可知

由于原線圈的電流變化頻率決定了鐵芯中磁場的變化頻率；磁場的變化頻率決定了副線圈的電流變化頻

率，所以原、副線圈中的交流電頻率一定相等，故AB錯(cuò)誤；

C.若僅考慮人產(chǎn)生的磁場不能完全局限在鐵芯內(nèi)，變壓器中存在漏磁損耗，故原線圈的輸入功率大于副

線圈的輸出功率，故C正確；

D.若僅考慮變壓器線圈通過電流時(shí)會(huì)發(fā)熱，則

UJi>U￡

即

>力％

-k->--->--

,2a"

故D錯(cuò)誤。

故選C。

5.C

【詳解】A.白熾燈泡額定電壓220V為有效值，則燈泡電壓的峰值大于220V,故A錯(cuò)誤:

B.流過燈絲的電流有效值約為

故B錯(cuò)誤；

CD.燈泡為純電阻用電器，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱量，Imin內(nèi)燈泡消耗的電能即產(chǎn)生的熱量是

()=P/=20X60J=I.2XI03J

故C正確，D錯(cuò)誤。

故選C。

6.D

【詳解】A.根據(jù)

co-lrcf

解得

/=50Hz

故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)

F

E=-^

解得

E=10j2V

故B錯(cuò)誤；

CD.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)處于與中性面垂直的位置，易知磁通量的變化率最大，產(chǎn)生的電流最大。

故C錯(cuò)誤；D正確。

故選D。

7.(1)/m=2.0A;(2)Q%=12.56J；(3)y=0.1C

【詳解】(1)由題意，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，可得線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為

Ein=nBSct)

其中

S=kJ=0.5x0.2m2=0.1m2

代入相關(guān)數(shù)據(jù)求得

E—40V

根據(jù)閉合電路歐姆定律，得通過電阻R的電流最大值

E40

-^-=-----A=2.0A

R+r18+2

（2）線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的有效值為

V2

得在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱

Qg=I"R+r)T

T=—

co

聯(lián)立代入相關(guān)數(shù)據(jù)求得

以=I2.56J

（3）線圈由圖示位置（即線圈平面與磁場方向垂直的位置.）轉(zhuǎn)史90。的過程中，通過電阻R的電荷量