【新高考】山东省2011-2020年高考试卷分类汇编之10—交流电（解析卷）
文档属性
| 名称 | 【新高考】山东省2011-2020年高考试卷分类汇编之10—交流电（解析卷） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 397.5KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-12-24 16:49:45 | ||
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文档简介
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山东省2011-2020年高考试卷分类汇编之10—
交流电
（1）交流电的产生和变化规律
1.2013年山东卷17、如图甲所示为交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO＇沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是（ ）
A、电流表的示数为10A
B、线圈转动的角速度为50π rad/s
C、0.01s时，线圈平面与磁场方向平行
D、0.02s时，电阻R中电流的方向自右向左
答案：AC。
解析：根据图乙可知正余弦交流电的最大值，电流表的示数是有效值，故答案A正确；根据图乙该交流电的周期T=0.02s，，故B错误；0.01s时电流最大，故此时线圈与磁场方向平行，故C正确；0.02s是电流的方向与计时起点电流方向相同，根据右手定则可判断电流方向D→C→B→A，故R中的电流由左向右，故D错误。
（2）变压器
2. 2014年理综山东卷17、如图，将额定电压为60V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，交流电压表和交流电流表（均为理想电表）的示数分别为220V和2.2A。以下判断正确的是（ ）
A、变压器输入功率为484W
B、通过原线圈的电流的有效值为6.6A
C、通过副线圈的电流的最大值为2.2A
D、变压器原、副线圈匝数比
【答案】BD
【解析】由于变压器为理想变压器，因此输入功率等于输出功率，即P入=U2I2=60×2.2=132W，A错误；变压器的匝数比为n1：n2=220：60=11：3，D正确；根据n1：n2= I2：I1可得：通过原线圈的电流的有效值为I1=0.6A，选项B正确；通过副线圈的电流的最大值为选项C错误。
3. 2012年理综山东卷18．图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。V为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是（ ）
A．电压表的示数等于5V
B．电压表的示数等于
C．实现点火的条件是
D．实现点火的条件是
答：BC
解析：电压表的示数为有效值，所以等于，选项A错误B正确；实现点火的条件是U2>5000V，所以，选项C正确D错误。
4. 2011年理综山东卷20．为保证用户电压稳定在220V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图。保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压。某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示。以下正确的是
A．
B．
C．为使用户电压稳定在220V，应将P适当下移
D．为使用户电压稳定在220V，应将P适当上移
答案：BD
解析：由电压随时间t变化的曲线可知，用户电压的最大值是，周期是，所以，A错误，B正确；根据，减小，增大，因此为使用户电压稳定在220V，应将P适当上移，C错误，D正确。
5.2020年山东卷5.图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=22：3，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15 Ω，额定电压为24 V。定值电阻R1=10 Ω、R2=5 Ω， 滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为（ ）
A. 1 Ω B. 5 Ω
C. 6 Ω D. 8 Ω
【答案】A
【解析】输电电压的有效值为（即原线圈电压的有效值）
根据理想变压器电压规律，可知副线圈电压有效值为
灯泡正常工作，根据欧姆定律可知分压为24V，则通过灯泡的电流，即副线圈部分的干路电流为
根据串联分压规律可知，R1和R2、R构成的并联电路部分的分压为
通过R1的电流为
通过R2、R的电流为
R2、R的分压为
解得滑动变阻器的阻值为
A正确，BCD错误。
故选A。
6.2016年山东卷16.一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻和的阻值分别是和， 为理想交流电流表，为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关断开时，电流表的示数为；当闭合时，电流表的示数为。该变压器原、副线圈匝数比为（ ）
A. 2 B. 3
C. 4 D. 5
答案：B
解法一：
当S断开时，电路如右图所示
由闭合电路欧姆定律，原线圈两端电压 U1=U-IR1
得 U1=U-3I ①
根据变压器原副边电压关系： ②
副线圈中的电流： ③
联立①②③得： ④
当S闭合时，电路如右图所示
由闭合电路欧姆定律，原线圈两端电压 U1'=U-4R1
得 U1'=U-12I ⑤
根据变压器原副边电压关系： ⑥
副线圈中的电流得： ⑦
联立⑤⑥⑦得 ⑧
联立④ ⑧ 解得
解法二：
设开关S断开前后，变压器的等效电阻为R和R'，由于变压器输入功率与输出功率相同，
S闭合前： ，得 ①
S闭合后： ，得 ②
根据闭合电路欧姆定律：
S闭合前： ③
S闭合后： ④
根据以上各式得：
解得，n=3
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山东省2011-2020年高考试卷分类汇编之10—
交流电
（1）交流电的产生和变化规律
1.2013年山东卷17、如图甲所示为交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO＇沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是（ ）
A、电流表的示数为10A
B、线圈转动的角速度为50π rad/s
C、0.01s时，线圈平面与磁场方向平行
D、0.02s时，电阻R中电流的方向自右向左
答案：AC。
解析：根据图乙可知正余弦交流电的最大值，电流表的示数是有效值，故答案A正确；根据图乙该交流电的周期T=0.02s，，故B错误；0.01s时电流最大，故此时线圈与磁场方向平行，故C正确；0.02s是电流的方向与计时起点电流方向相同，根据右手定则可判断电流方向D→C→B→A，故R中的电流由左向右，故D错误。
（2）变压器
2. 2014年理综山东卷17、如图，将额定电压为60V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，交流电压表和交流电流表（均为理想电表）的示数分别为220V和2.2A。以下判断正确的是（ ）
A、变压器输入功率为484W
B、通过原线圈的电流的有效值为6.6A
C、通过副线圈的电流的最大值为2.2A
D、变压器原、副线圈匝数比
【答案】BD
【解析】由于变压器为理想变压器，因此输入功率等于输出功率，即P入=U2I2=60×2.2=132W，A错误；变压器的匝数比为n1：n2=220：60=11：3，D正确；根据n1：n2= I2：I1可得：通过原线圈的电流的有效值为I1=0.6A，选项B正确；通过副线圈的电流的最大值为选项C错误。
3. 2012年理综山东卷18．图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。V为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是（ ）
A．电压表的示数等于5V
B．电压表的示数等于
C．实现点火的条件是
D．实现点火的条件是
答：BC
解析：电压表的示数为有效值，所以等于，选项A错误B正确；实现点火的条件是U2>5000V，所以，选项C正确D错误。
4. 2011年理综山东卷20．为保证用户电压稳定在220V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图。保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压。某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示。以下正确的是
A．
B．
C．为使用户电压稳定在220V，应将P适当下移
D．为使用户电压稳定在220V，应将P适当上移
答案：BD
解析：由电压随时间t变化的曲线可知，用户电压的最大值是，周期是，所以，A错误，B正确；根据，减小，增大，因此为使用户电压稳定在220V，应将P适当上移，C错误，D正确。
5.2020年山东卷5.图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=22：3，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15 Ω，额定电压为24 V。定值电阻R1=10 Ω、R2=5 Ω， 滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为（ ）
A. 1 Ω B. 5 Ω
C. 6 Ω D. 8 Ω
【答案】A
【解析】输电电压的有效值为（即原线圈电压的有效值）
根据理想变压器电压规律，可知副线圈电压有效值为
灯泡正常工作，根据欧姆定律可知分压为24V，则通过灯泡的电流，即副线圈部分的干路电流为
根据串联分压规律可知，R1和R2、R构成的并联电路部分的分压为
通过R1的电流为
通过R2、R的电流为
R2、R的分压为
解得滑动变阻器的阻值为
A正确，BCD错误。
故选A。
6.2016年山东卷16.一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻和的阻值分别是和， 为理想交流电流表，为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关断开时，电流表的示数为；当闭合时，电流表的示数为。该变压器原、副线圈匝数比为（ ）
A. 2 B. 3
C. 4 D. 5
答案：B
解法一：
当S断开时，电路如右图所示
由闭合电路欧姆定律，原线圈两端电压 U1=U-IR1
得 U1=U-3I ①
根据变压器原副边电压关系： ②
副线圈中的电流： ③
联立①②③得： ④
当S闭合时，电路如右图所示
由闭合电路欧姆定律，原线圈两端电压 U1'=U-4R1
得 U1'=U-12I ⑤
根据变压器原副边电压关系： ⑥
副线圈中的电流得： ⑦
联立⑤⑥⑦得 ⑧
联立④ ⑧ 解得
解法二：
设开关S断开前后，变压器的等效电阻为R和R'，由于变压器输入功率与输出功率相同，
S闭合前： ，得 ①
S闭合后： ，得 ②
根据闭合电路欧姆定律：
S闭合前： ③
S闭合后： ④
根据以上各式得：
解得，n=3
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