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浙江省5年高考物理真题分项汇编(知识整理+针对训练)
专题10交变电流
1、（2021·浙江省6月卷·T5）如图所示，虚线是正弦交流电的图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期T和最大值相同，则实线所对应的交流电的有效值U满足（ ）
B.
C.
D.
【答案】D【解析】
因虚线是正弦交流电的图像，则该交流电的有效值为
由图可知，在任意时刻，实线所代表的交流电的瞬时值都不大于虚线表示的正弦交流电的瞬时值，则实线所代表的交流电的有效值小于虚线表示的正弦交流电的有效值，则故选D。
总结：交变电流的瞬时值、峰值、有效值
（1）瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数。
（2）峰值：交变电流（电流、电压或电动势）所能达到的最大的值，也叫最大值。
（3）有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值。对正弦交流电，其有效值和峰值的关系为：E＝
，U＝
，I＝
。
答案：E＝，U＝，I＝
2、（2021·浙江省1月卷·T16）发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO’轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图乙中的Um为已知量。则金属框转动一周（ ）
A.
框内电流方向不变
B.
电动势的最大值为Um
C.
流过电阻的电荷
D.
电阻产生的焦耳热
【答案】BD【解析】
A．当线框转动时，框内电流方向每经过中性面一次都要变化一次，则选项A错误；
B．由图乙可知，电动势的最大值为Um
，选项B正确；
C．线圈转过半周，则流过电阻的电荷量为
则金属框转过一周流过电阻的电荷量为
D．因为
则
金属框转过一周电阻产生的焦耳热
选项D正确。
故选BD。
总结：（1）线圈平面与中性面重合时，S
B，
Φ
，
，e
，i
，电流方向
。
瞬时值：
线圈平面与中性面垂直时，S
B，Φ
，
，e
，i
，电流方向
。
瞬时值：
峰值
有效值：
（1）计算与电流的热效应有关的量如：
电气设备“铭牌”上所标的一般是
（3）保险丝的熔断电流为
4.平均值：
计算通过电路截面的
答案：1.⊥
最大
=0
=0
=0
改变
e=Emsin
ωt
∥
=0
最大
最大
最大
不改变
e=Emcosωt
如电功、电功率、电热等
3、（2021·浙江省1月卷·T19）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。硅钢片应平行于______。
A.
平面abcd
B.
平面abfe
C.
平面abgh
D.
平面aehd
【答案】D
【解析】
变压器的正视图如图：
所以要减小涡流在铁芯中产生的热量，硅钢片应平行于平面aehd。
故选D。
4、（2020·浙江省7月卷·T11）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P＝100kW，发电机的电压U1＝250V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线＝8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4＝220V．已知输电线上损失的功率P线＝5kW，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．发电机输出的电流I1＝40A
B．输电线上的电流I线＝625A
C．降压变压器的匝数比n3：n4＝190：11
D．用户得到的电流I4＝455A
【解析】A、发电机输出的电流＝400A，故A错误；
B、输电线损失的功率为P线＝，得＝A＝25A，故B错误；
C、升压变压器的输出电压＝＝4×103V，输电线上的损失的电压U损＝I线R线＝25×8V＝200V，降压变压器的输入电压U3＝U2﹣U线＝3800V，降压变压器的匝数比为n3：n4＝3800：220＝190：11，故C正确；
D、对降压变压器，根据，得＝＝431.8A，故D错误；
【答案】C。
总结：远距离输电相关的细节
1．理清三个回路
2．抓住两个联系
（1）理想的升压变压器联系着回路1和回路2，由变压器原理可得：线圈1（匝数为n1）和线圈2（匝数为n2）中各个量间的关系是＝，＝，P1＝P2。
（2）理想的降压变压器联系着回路2和回路3，由变压器原理可得：线圈3（匝数为n3）和线圈4（匝数为n4）中各个量间的关系是＝，＝，P3＝P4。
3．掌握一个守恒
能量守恒关系式P1＝P损＋P3
5、（2020·浙江省1月卷·T8）如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。t＝0时开关S打到b端，t＝0.02s时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则（ ）
A．LC回路的周期为0.02s
B．LC回路的电流最大时电容器中电场能最大
C．t＝1.01s时线圈中磁场能最大
D．t＝1.01s时回路中电流沿顺时针方向
【解析】A、在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，t＝0.02s时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值，此时充放电一次，则周期为0.04s，故A错误。
B、根据LC振荡电路的充放电规律可知，放电完毕时，回路中电流最大，磁场能最大，电场能最小，故B错误。
CD、t＝1.01＝25T，此时电容器逆时针放电结束，回路中逆时针的电流最大，磁场能最大，故C正确，D错误。
【答案】C。
总结：电磁振荡的规律
电路状态
电容器充
放电状态
电容器正向
充电完成
电容器正向
完全放电
电容器反向
充电完成
电容器反向
完全放电
时刻
0
各时刻电荷量、电场能、电压、电流、磁场能的大小情况？
6、（2020·浙江省1月卷·T10）如图所示，甲乙两图中的理想变压器以不同的方式接在高压电路中。甲图中变压器原副线圈的匝数比为k1，电压表读数为U，乙图中变压器原副线圈的匝数比为k2，电流表读数为I．则甲图中高压线电压和乙图中高压线电流分别为（ ）
k1U，k2I
B．k1U，
C．，k2I
D．，
【解析】图甲是电压互感器，是一个降压变压器，电压表的示数是变压器的输出电压，根据变压比可以得到输入电压，即U1＝k1U；
图乙是电流互感器，是升压变压器，电流表的示数是输出电流，根据变流比可以得到输入电流为，故B正确，ACD错误。
【答案】B。
总结：电压互感器和电流互感器，比较如下：
电压互感器
电流互感器
原理图
原线圈的连接
并联在高压电路中
串联在待测高流电路中
副线圈的连接
连接电压表
连接电流表
互感器的作用
将高电压变为低电压
将大电流变成小电流
利用的公式
I1n1=I2n2
7．（2017·浙江省4月卷·T21.）（1）为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，必须要选用的是_____。
A.有闭合铁芯的原副线圈
B.无铁芯的原副线圈
C.交流电源
D.直流电源
E.多用电表（交流电压档）
F.多用电表（交流电流档）
用匝数匝和匝的变压器，实验测量数据如下表，
1.80
2.80
3.80
4.90
4.00
6.01
8.02
9.98
根据测量数据可判断连接电源的线圈是_________
（填或）。
【答案】(1)ACE
【考点】本题主要考察知识点：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验.“探究感应电流方向的规律’实验.
【解析】(1)变压器的原理是互感现象的应用.是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化，如果原线圈中通的是直流电源.则副线圈中不会有感应电流产生.题意为探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系.需要测量电压J所以需要一个测电压的仪器，所以需要的器材有A、有闭合铁芯的原副线圈:c交流电源
E多用电表哎交流电压档;根据题意.电压比与匝数比不相等.可知该变压器为非理想变压器，考虑到变压器有漏磁铁芯发热、导线发热等影晌判断出
Ub
为原线圈上电压大小，则判断出:接的是电源.
8、（2015·浙江9月卷·T15）理想变压器原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t变化的规律如图所示，原、副线圈匝数比n1：n2＝100，副线圈只接入一个R＝10Ω的电阻，则（ ）
A．与电阻R并联的电压表示数为3.11V
B．流过电阻R的电流最大值为0.311A
C．变压器的输入功率为0.484W
D．一个周期内，电阻R上产生的热量为9.68×10﹣3J
【解析】A、原线圈电压的有效值，根据变压比规律得：，即，得，即副线圈电压的有效值为2.2V，所以与电阻R并联的电压表示数为2.2V，故A错误；
B、副线圈电流，流过电阻R的电流最大值为，故B正确；
C、变压器的输入功率等于输出功率，＝，故C正确；
D、一个周期内电阻R上产生的热量＝，故D正确；
【答案】BCD。
9、（2014·浙江卷·T15）如图为远距离的简化电路图．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
B．输电线上的电压降为U
C．理想变压器的输入功率为Ir
D．输电线路上损失的电功率I1U
【解析】A、由于输电线与用户间连有一理想变压器，设用户端的电压是U2，则U1I1＝U2I2，得：．故A正确；
B、发电厂的输出电压是U，所以输电线上的电压降不可能是U，故B错误；
C、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，所以输电线是损耗的功率是：．故C错误；
D、发电厂的输出电压是U，末端间的电压为U1，输电线路上损失的电功率是：I1（U﹣U1）。故D错误。
【答案】A。
针对性训练：
1.(多选)图甲是一台小型发电机的构造示意图,线圈逆时针转动,产生的电动势e随时间t变化的正弦规律图象如图乙所示。发电机线圈的内电阻不计,外接灯泡的电阻为12
Ω。则( )
A.在t=0.01
s时刻,穿过线圈的磁通量为零
B.电压表的示数为6
V
C.灯泡消耗的电功率为3
W
D.若其他条件不变,仅将线圈的转速提高一倍,则线圈电动势的表达式e=12sin
100πt
V
【解析】BC 在t=0.01
s的时刻,电动势为0,线圈处于中性面,穿过线圈磁通量最大,故A错误;电动势的峰值为Em=6,由于线圈的内阻不计,则Um=Em,而电压表测量的为有效值,故示数U=
V=6
V,故B正确;灯泡消耗的功率P==W=3
W;故C正确;周期为0.02
s,则瞬时电动势的表达式为e=Emsin(t)=6sin
100πt(V),转速提高一倍后,峰值变成12
V,由于ω=2πn,转速提高一倍时,角速度变为原来的2倍,则表达式应为e=12sin
200πt,故D错误。
2.一线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,得到的交变电流的电动势瞬时值表达式为e=220sin
314t(V),则下列说法正确的是( )
A.该交变电流电动势的有效值为220
V
B.该线圈匀速转动的转速为3
000
r/min
C.当仅将线圈的转速提高时,电动势的峰值不发生变化
D.将该交变电流加在标称为220
V的灯泡上时,灯泡的亮度会周期性变化
【解析】
B 根据电动势为e=220sin
314t(V)得,电动势峰值为220
V,所以该交变电流电动势的有效值为110
V,故A错误;由于ω=314
rad/s,所以转速为n==50
r/s=3
000
r/min,故B正确;根据Em=nBSω可知当仅将线圈的转速提高时,电动势的峰值变大,选项C错误;将该交变电流加在标称为220
V的灯泡上时,灯泡的亮度较暗,不能正常发光,但亮度不会周期性变化,选项D错误。
3.如图理想变压器T的原线圈接在电压为U的交流电源两端,P为滑动变阻器的滑片,RT为热敏电阻,其阻值随温度升高而变小,则( )
A.P向左滑动时,变压器的输出电压变大
B.P向左滑动时,变压器的输入功率变大
C.RT温度升高时,灯L变亮
D.RT温度升高时,适当向右滑动P可保持灯L亮度不变
【解析】D 由原线圈电压决定输出电压知,变压器的输出电压不变,P向左滑动,电阻增大,输出功率减小,热敏电阻温度升高,电阻变小,总电流变大,滑动变阻器分压增大,灯泡变暗,但若适当向右滑动P可保持灯泡电压不变,亮度不变,故D正确。
4.一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
Ω、1
Ω和4
Ω,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,电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为( )
A.2
B.3
C.4
D.5
【解析】
B 设理想变压器原、副线圈的匝数之比为n,开关断开时,电路如图甲所示,原、副线圈的电流比=,通过R2的电流I2=nI,根据变压器的功率关系得,UI-I2R1=(nI)2(R2+R3);开关闭合时,电路如图乙所示,原、副线圈的电流比=,通过R2的电流I′2=4nI,根据功率关系有U·4I-(4I)2R1=(4nI)2R2,联立以上两式并代入数据解得n=3,选项B正确。
5.如图为远距离输电的电路原理图,变压器均为理想变压器并标示了电压和电流,其中输电线总电阻R,则( )
A.I2=
B.输电效率为×100%
C.用户的用电器的数量增多时,U3将减小
D.用户得到的电功率可能等于电厂输出的电功率
【解析】C 根据欧姆定律,得I2=,A错误;输电效率η==×100%,B错误;用户的用电器的数量增多时,I4增大,I2也增大,U3=U2-I2R将减小,C正确;由于电流通过输电线有功率损失,因此用户得到的电功率小于电厂输出的电功率,D错误。
6.新疆首条连接南北疆的电力高速通道伊犁——库车750千伏输电线路工程正式投入使用,标志着我国超高压输电技术已达到世界领先水平。目前伊犁变电站的升压变压器原线圈的电压为750
V,副线圈的电压为750千伏,升压变压器的输出电功率为30万千瓦,若伊犁——库车750千伏输电线的总电阻为20
Ω,下列说法正确的是( )
A.伊犁——库车750千伏输电线的输送电流是0.4
A
B.伊犁——库车750千伏输电线的输送的电压表达式为u=750sin
100πt(kV)
C.伊犁变电站的升压变压器原副线圈匝数之比为1∶1
000
D.伊犁——库车750千伏输电线上的功率损耗为3.2×105
W
【解析】C 由P=UI可知,输送电流I==
A=400
A,故A错误;750
kV为电压的有效值,故电压表达式应为u=750·sin
100πt(kV),故B错误;根据电压之比等于线圈匝数之比可得:n1∶n2=750∶750×103=1∶1
000,故C正确;伊犁——库车线输电线上的功率损耗为:P损=I2R=4002×20
W=3.2×106
W,故D错误。
7.如图所示为某时刻LC振荡电路所处的状态,已知电容器中的电场方向与线圈中的磁场方向都向上,则该时刻( )
A.振荡电流正在增大
B.电容器正在充电
C.磁场能正在向电场能转化
D.电场能正在向磁场能转化
【解析】BC 因为电容器中的电场方向与线圈中的磁场方向都向上,同时根据右手螺旋定则,可以判断回路中电流为顺时针,电容器正在充电,振荡电流正在减小,磁场能正在向电场能转化,故A、D错误,B、C正确。
8.如图所示，变频交变电源的频率可在20Hz到20
kHz之间调节，在某一频率时，A1、A2两只灯泡的炽热程度相同．则下列说法中正确的是
A．如果将电源频率增大，A1炽热程度加强、A2炽热程度加强
B．如果将电源频率增大，A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱
C．如果将电源频率减小，A1炽热程度减弱、A2炽热程度减弱
D．如果将电源频率减小，A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱
【答案】B
【解析】二个支路电压相同，当交流电频率变大时，电感的感抗增大，电容的容抗减小，所以流过A1灯泡所在支路的电流变大，流过灯泡A2所在支路的电流变小。故灯泡A1变亮，灯泡A2变暗，即A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱，故A错误，B正确；当交流电频率变小时，电感的感抗减小，电容的容抗增大，所以流过A1泡所在支路的电流变小，流过灯泡A2所在支路的电流变大。故灯泡A1变暗，灯泡A2变亮，即A1炽热程度减弱、A2炽热程度加强；故CD错误。故选B。
9.2015年8月，河南等地出现39℃以上的高温，为了解暑，人们用电扇降温．如图所示为降温所用的一个小型电风扇电路简图，其中理想变压器的原、副线圈的匝数比为n
：1，原线圈接电压为U的交流电源，输出端接有一只电阻为R的灯泡和风扇电动机D，电动机线圈电阻为r．接通电源后，电风扇正常运转，测出通过风扇电动机的电流为I，则下列说法正确的是（
）
A．风扇电动机D两端的电压为Ir
B．理想变压器的输入功率为＋
C．风扇电动机D输出的机械功率为－I2r
D．若电风扇由于机械故障被卡住，则通过原线圈的电流为
【答案】BCD
【解析】由变压器的原理可知，风扇电动机D两端的电压为U/n，因为电风扇中含有线圈，故不能利用欧姆定律求电压，A错误；由变压器功率特点可知，理想变压器的输入功率等于输出功率为
，B正确；风扇电动机D输出的机械功率为，C正确；因为副线圈两端的电压为U/n，若电风扇由于机械故障被卡住，则副线圈回路可视为纯电阻电路，该回路的等效电阻为，所以副线圈中的电流为，通过原线圈的电流为，D正确；故选BCD。
10．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是50∶l，P是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R＝10
Ω，其余电阻不计。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的正弦交变电压。下列说法正确的是（
）
A．单刀双掷开关与a连接，电压表的示数为4.4V
B．单刀双掷开关与a连接，t＝0.01s时，电流表示数为零
C．单刀双掷开关由a拨向b，原线圈的输入功率变大
D．单刀双掷开关由a拨向b，副线圈输出电压的频率变为25Hz
【答案】AC
【解析】由图象可以知道,电压的最大值为311V,交流电的周期为0.02s,所以交流电的频率为50Hz,
A、交流电的有效值为220V,根据电压与匝数成正比可以知道,副线圈的电压为4.4V,所以A正确.
B、当单刀双掷开关与a连接时,副线圈电压为4.4V,所以副线圈电流为0.44A,电流表示数为电流的有效值,不随时间的变化而变化,所以当t=0.01s时,电流表示数为0.44A,故B错误;
C、当单刀双掷开关由a拨向b时,原线圈的匝数变小,所以副线圈的输出的电压要变大,电阻R上消耗的功率变大,原线圈的输入功率也要变大,所以C正确.
D、变压器不会改变电流的频率,所以副线圈输出电压的频率为50Hz,所以D错误.
故选
AC
11.如图甲所示为一交变电压随时间变化的图象,每个周期内,前二分之一周期电压恒定,后二分之一周期电压按正弦规律变化,若将此交流电连接成如图乙所示的电路,电阻R阻值为100
Ω,则
( )
A.理想电压表读数为100
V
B.理想电流表读数为0.75
A
C.电阻R消耗的电功率为56
W
D.电阻R在100
s内产生的热量为5
625
J
【解析】BD 根据电流的热效应,一个周期内产生的热量Q=T=
·+·,解得U=75
V,A错误;电流表读数I==0.75
A,B正确;电阻R消耗的电功率P=I2R=56.25
W,C错误;在100
s内产生的热量Q=Pt=5
625
J,D正确。
13.(多选)如图甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示,则( )
A.两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合
B.曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3
C.曲线a对应的交变电动势频率为25
Hz
D.曲线b对应的交变电动势有效值为10
V
【解析】AC 当t=0时,两条曲线所对应的电动势都为0,即此时金属线圈平面与中性面重合,故A项正确;由图可知,a的周期为4×10-2
s,b的周期为6×10-2
s,则由n=可知,曲线a、b对应的转速比为3∶2,故B项错误;曲线a的交变电流的周期为4×10-2
s,则频率f==25
Hz,故C项正确;根据电动势最大值Em=BSω,可求出b的电动势最大值为10
V,则有效值为U==5
V,故D项错误。
14.(多选)如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,变压器原、副线圈的匝数比为3∶2,其中接在原、副线圈中的三个灯泡a、b、c完全相同,灯泡的额定电压为U,额定功率为P,电阻保持不变。通过调节滑动变阻器,恰好可以使a、b两个灯泡正常发光,则下列说法正确的是( )
A.交流电源的电压为1.5U
B.滑动变阻器此时接入电路的阻值为
C.交流电源的输出功率为3P
D.将滑动变阻器触头向下滑动,灯泡c一定会变亮
【解析】BD b灯正常发光,可知此时副线圈两端的电压U2=U,根据=,得原线圈两端的电压U1=U2=U=1.5U,因灯泡a也正常发光,故交流电源的电压为2.5U,A错误;原线圈中电流I1=,根据=,得副线圈电流I2=I1=,故流过滑动变阻器中的电流IR=I2-Ib=-=,故此时滑动变阻器电阻R=-Rc=-=,B正确;交流电源的输出功率为P出=2.5UI1=2.5P,C错误;因为副线圈两端电压U2=U不变,将滑动变阻器触头向下滑动,其所在支路总电阻变小,故流过灯泡c的电流变大,灯c变亮,D正确。
15．如图所示，边长为L、匝数为N的正方形闭合线abcd圈绕对称轴OO'匀速转动，角速度为w，空间中只有OO'左侧存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.若闭合线圈的总电阻为R，则（）
A．线圈中感应电动势的有效值为
B．线圈中感应电动势的最大值为
C．在转动一圈的过程中，线圈中有一半时间没有电流
D．当线圈转到图中所示位置时，穿过线圈的磁通量为
【答案】B
【解析】感应电动势的最大值，有效值，选项A错误，选项B正确；在转动的过程中，线圈始终有一半在磁场中运动，故线圈中始终有电流通过，选项C错误；在图中所示位置时，穿过线圈的磁通量为,选项D错误.
16．图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO’匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与阻值R=10Ω的电阻连接，与电阻并联的交流电压表为理想电压表示数是10V.图乙是矩形线圈中磁通量φ随时间t变化的图像.下列说法正确的是（）
A．电阻R上消耗的电功率为20W
B．t=0.02s时电阻R两端的电压瞬时值为零
C．电阻R两端的电压u随时间t变化的规律是u=14.1cos100πt（V）
D．通过电阻R的电流i随时间t变化的规律是i=1.41cos50πt（A）
【答案】C
【解析】根据公式求出电阻R上的电功率，由乙图可知，0.02s通过线圈的磁通量为零，电动势最大，根据有效值与最大值的关系求出最大值，写出R两端的电压u随时间t变化的规律，根据欧姆定律求出通过R的电流i随时间t变化的规律。
A项：根据公式得：，故A错误；
B项：由乙图可知，0.02s通过线圈的磁通量为零，电动势最大，R两端的电压瞬时值为，故B错误；
C项：由乙图可知，T=0.02s，电动势的最大值，，又因为此交变电流是从垂直于中性面开始计时的，所以R两端的电压u随时间t变化的规律是u=14.1cos100πt（V），故C正确；
D项：根据得，：通过R的电流i随时间t变化的规律是i=1.41cos100πt（A），故D错误。故应选：C。
17．有一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示，图中N，S是一对固定的磁极，磁极间有一固定的绝缘轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘结束的摩擦轮．如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电．关于此装置，下列说法正确的是（ ）
A．自行车匀速行驶时线圈中产生的是直流电
B．小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关
C．知道摩擦轮与后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数
D．线圈匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大
【答案】C
【解析】自行车匀速行驶时，线圈中在磁场中旋转产生感应电动势，如果从中性面开始计时，则e=Emsinωt，所以产生的是交流电，故A错误；小灯泡亮度决定于电功率，电功率P=EI，而，所以灯泡亮度与自行车的行驶速度有关，故B错误；如果摩擦轮半径为r，后轮的半径为R，则，则后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数为N=R/r，故C正确；磁通量的变化率为，与线圈匝数无关，故D错误。故选C。中小学教育资源及组卷应用平台
浙江省5年高考物理真题分项汇编(知识整理+针对训练)
专题10交变电流
1、（2021·浙江省6月卷·T5）如图所示，虚线是正弦交流电的图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期T和最大值相同，则实线所对应的交流电的有效值U满足（ ）
A.
B.
C.
D.
总结：交变电流的瞬时值、峰值、有效值
（1）瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数。
（2）峰值：交变电流（电流、电压或电动势）所能达到的最大的值，也叫最大值。
（3）有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值。对正弦交流电，其有效值和峰值的关系为：E＝
，U＝
，I＝
。
2、（2021·浙江省1月卷·T16）发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO’轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图乙中的Um为已知量。则金属框转动一周（ ）
A.
框内电流方向不变
B.
电动势的最大值为Um
C.
流过电阻的电荷
D.
电阻产生的焦耳热
总结：（1）线圈平面与中性面重合时，S
B，
Φ
，
，e
，i
，电流方向
。
瞬时值：
线圈平面与中性面垂直时，S
B，Φ
，
，e
，i
，电流方向
。
瞬时值：
峰值
有效值：
（1）计算与电流的热效应有关的量如：
电气设备“铭牌”上所标的一般是
（3）保险丝的熔断电流为
4.平均值：
计算通过电路截面的
3、（2021·浙江省1月卷·T19）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。硅钢片应平行于______。
A.
平面abcd
B.
平面abfe
C.
平面abgh
D.
平面aehd
4、（2020·浙江省7月卷·T11）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P＝100kW，发电机的电压U1＝250V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线＝8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4＝220V．已知输电线上损失的功率P线＝5kW，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．发电机输出的电流I1＝40A
B．输电线上的电流I线＝625A
C．降压变压器的匝数比n3：n4＝190：11
D．用户得到的电流I4＝455A
总结：远距离输电相关的细节
1．理清三个回路
2．抓住两个联系
（1）理想的升压变压器联系着回路1和回路2，由变压器原理可得：线圈1（匝数为n1）和线圈2（匝数为n2）中各个量间的关系是＝，＝，P1＝P2。
（2）理想的降压变压器联系着回路2和回路3，由变压器原理可得：线圈3（匝数为n3）和线圈4（匝数为n4）中各个量间的关系是＝，＝，P3＝P4。
3．掌握一个守恒
能量守恒关系式P1＝P损＋P3
5、（2020·浙江省1月卷·T8）如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。t＝0时开关S打到b端，t＝0.02s时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则（ ）
A．LC回路的周期为0.02s
B．LC回路的电流最大时电容器中电场能最大
C．t＝1.01s时线圈中磁场能最大
D．t＝1.01s时回路中电流沿顺时针方向
总结：电磁振荡的规律
电路状态
电容器充
放电状态
电容器正向
充电完成
电容器正向
完全放电
电容器反向
充电完成
电容器反向
完全放电
时刻
0
各时刻电荷量、电场能、电压、电流、磁场能的大小情况？
6、（2020·浙江省1月卷·T10）如图所示，甲乙两图中的理想变压器以不同的方式接在高压电路中。甲图中变压器原副线圈的匝数比为k1，电压表读数为U，乙图中变压器原副线圈的匝数比为k2，电流表读数为I．则甲图中高压线电压和乙图中高压线电流分别为（ ）
k1U，k2I
B．k1U，
C．，k2I
D．，
总结：电压互感器和电流互感器，比较如下：
电压互感器
电流互感器
原理图
原线圈的连接
并联在高压电路中
串联在待测高流电路中
副线圈的连接
连接电压表
连接电流表
互感器的作用
将高电压变为低电压
将大电流变成小电流
利用的公式
I1n1=I2n2
7．（2017·浙江省4月卷·T21.）（1）为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，必须要选用的是_____。
A.有闭合铁芯的原副线圈
B.无铁芯的原副线圈
C.交流电源
D.直流电源
E.多用电表（交流电压档）
F.多用电表（交流电流档）
用匝数匝和匝的变压器，实验测量数据如下表，
1.80
2.80
3.80
4.90
4.00
6.01
8.02
9.98
根据测量数据可判断连接电源的线圈是_________
（填或）。
8、（2015·浙江9月卷·T15）理想变压器原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t变化的规律如图所示，原、副线圈匝数比n1：n2＝100，副线圈只接入一个R＝10Ω的电阻，则（ ）
A．与电阻R并联的电压表示数为3.11V
B．流过电阻R的电流最大值为0.311A
C．变压器的输入功率为0.484W
D．一个周期内，电阻R上产生的热量为9.68×10﹣3J
9、（2014·浙江卷·T15）如图为远距离的简化电路图．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
B．输电线上的电压降为U
C．理想变压器的输入功率为Ir
D．输电线路上损失的电功率I1U
针对性训练：
1.(多选)图甲是一台小型发电机的构造示意图,线圈逆时针转动,产生的电动势e随时间t变化的正弦规律图象如图乙所示。发电机线圈的内电阻不计,外接灯泡的电阻为12
Ω。则( )
A.在t=0.01
s时刻,穿过线圈的磁通量为零
B.电压表的示数为6
V
C.灯泡消耗的电功率为3
W
D.若其他条件不变,仅将线圈的转速提高一倍,则线圈电动势的表达式e=12sin
100πt
V
2.一线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,得到的交变电流的电动势瞬时值表达式为e=220sin
314t(V),则下列说法正确的是( )
A.该交变电流电动势的有效值为220
V
B.该线圈匀速转动的转速为3
000
r/min
C.当仅将线圈的转速提高时,电动势的峰值不发生变化
D.将该交变电流加在标称为220
V的灯泡上时,灯泡的亮度会周期性变化
3.如图理想变压器T的原线圈接在电压为U的交流电源两端,P为滑动变阻器的滑片,RT为热敏电阻,其阻值随温度升高而变小,则( )
A.P向左滑动时,变压器的输出电压变大
B.P向左滑动时,变压器的输入功率变大
C.RT温度升高时,灯L变亮
D.RT温度升高时,适当向右滑动P可保持灯L亮度不变
4.一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
Ω、1
Ω和4
Ω,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,电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为( )
A.2
B.3
C.4
D.5
5.如图为远距离输电的电路原理图,变压器均为理想变压器并标示了电压和电流,其中输电线总电阻R,则( )
A.I2=
B.输电效率为×100%
C.用户的用电器的数量增多时,U3将减小
D.用户得到的电功率可能等于电厂输出的电功率
6.新疆首条连接南北疆的电力高速通道伊犁——库车750千伏输电线路工程正式投入使用,标志着我国超高压输电技术已达到世界领先水平。目前伊犁变电站的升压变压器原线圈的电压为750
V,副线圈的电压为750千伏,升压变压器的输出电功率为30万千瓦,若伊犁——库车750千伏输电线的总电阻为20
Ω,下列说法正确的是( )
A.伊犁——库车750千伏输电线的输送电流是0.4
A
B.伊犁——库车750千伏输电线的输送的电压表达式为u=750sin
100πt(kV)
C.伊犁变电站的升压变压器原副线圈匝数之比为1∶1
000
D.伊犁——库车750千伏输电线上的功率损耗为3.2×105
W
7.如图所示为某时刻LC振荡电路所处的状态,已知电容器中的电场方向与线圈中的磁场方向都向上,则该时刻( )
A.振荡电流正在增大
B.电容器正在充电
C.磁场能正在向电场能转化
D.电场能正在向磁场能转化
8.如图所示，变频交变电源的频率可在20Hz到20
kHz之间调节，在某一频率时，A1、A2两只灯泡的炽热程度相同．则下列说法中正确的是
A．如果将电源频率增大，A1炽热程度加强、A2炽热程度加强
B．如果将电源频率增大，A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱
C．如果将电源频率减小，A1炽热程度减弱、A2炽热程度减弱
D．如果将电源频率减小，A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱
9.2015年8月，河南等地出现39℃以上的高温，为了解暑，人们用电扇降温．如图所示为降温所用的一个小型电风扇电路简图，其中理想变压器的原、副线圈的匝数比为n
：1，原线圈接电压为U的交流电源，输出端接有一只电阻为R的灯泡和风扇电动机D，电动机线圈电阻为r．接通电源后，电风扇正常运转，测出通过风扇电动机的电流为I，则下列说法正确的是（
）
A．风扇电动机D两端的电压为Ir
B．理想变压器的输入功率为＋
C．风扇电动机D输出的机械功率为－I2r
D．若电风扇由于机械故障被卡住，则通过原线圈的电流为
10．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是50∶l，P是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R＝10
Ω，其余电阻不计。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的正弦交变电压。下列说法正确的是（
）
A．单刀双掷开关与a连接，电压表的示数为4.4V
B．单刀双掷开关与a连接，t＝0.01s时，电流表示数为零
C．单刀双掷开关由a拨向b，原线圈的输入功率变大
D．单刀双掷开关由a拨向b，副线圈输出电压的频率变为25Hz
11.如图甲所示为一交变电压随时间变化的图象,每个周期内,前二分之一周期电压恒定,后二分之一周期电压按正弦规律变化,若将此交流电连接成如图乙所示的电路,电阻R阻值为100
Ω,则
( )
A.理想电压表读数为100
V
B.理想电流表读数为0.75
A
C.电阻R消耗的电功率为56
W
D.电阻R在100
s内产生的热量为5
625
J
13.(多选)如图甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示,则( )
A.两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合
B.曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3
C.曲线a对应的交变电动势频率为25
Hz
D.曲线b对应的交变电动势有效值为10
V
14.(多选)如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,变压器原、副线圈的匝数比为3∶2,其中接在原、副线圈中的三个灯泡a、b、c完全相同,灯泡的额定电压为U,额定功率为P,电阻保持不变。通过调节滑动变阻器,恰好可以使a、b两个灯泡正常发光,则下列说法正确的是( )
A.交流电源的电压为1.5U
B.滑动变阻器此时接入电路的阻值为
C.交流电源的输出功率为3P
D.将滑动变阻器触头向下滑动,灯泡c一定会变亮
15．如图所示，边长为L、匝数为N的正方形闭合线abcd圈绕对称轴OO'匀速转动，角速度为w，空间中只有OO'左侧存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.若闭合线圈的总电阻为R，则（）
A．线圈中感应电动势的有效值为
B．线圈中感应电动势的最大值为
C．在转动一圈的过程中，线圈中有一半时间没有电流
D．当线圈转到图中所示位置时，穿过线圈的磁通量为
16．图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO’匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与阻值R=10Ω的电阻连接，与电阻并联的交流电压表为理想电压表示数是10V.图乙是矩形线圈中磁通量φ随时间t变化的图像.下列说法正确的是（）
A．电阻R上消耗的电功率为20W
B．t=0.02s时电阻R两端的电压瞬时值为零
C．电阻R两端的电压u随时间t变化的规律是u=14.1cos100πt（V）
D．通过电阻R的电流i随时间t变化的规律是i=1.41cos50πt（A）
17．有一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示，图中N，S是一对固定的磁极，磁极间有一固定的绝缘轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘结束的摩擦轮．如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电．关于此装置，下列说法正确的是（ ）
A．自行车匀速行驶时线圈中产生的是直流电
B．小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关
C．知道摩擦轮与后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数
D．线圈匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大
