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(biāo)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(qiáng)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?xì)庠铧c(diǎn)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(shí)現(xiàn)點(diǎn)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(dá)式為6.（2024年湖南卷考題）6．根據(jù)國家能源局統(tǒng)計(jì)，截止到2023年9月，我國風(fēng)電裝機(jī)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(shí)驗(yàn)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(jī)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(dāng)用戶端接一個定值電阻R時，上消耗的功率為P。不計(jì)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(jī)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(jī)輸出端。通過導(dǎo)線與標(biāo)有“12V，6W”的燈泡相連。當(dāng)車輪勻速轉(zhuǎn)動時，發(fā)電機(jī)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(biāo)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(jī)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(biāo)有“24V，6W”的燈泡，當(dāng)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(jī)輸出電壓變壓后對標(biāo)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(jī)阻力。已知空氣阻力與車速成正比，忽略發(fā)電機(jī)內(nèi)阻。（1）在自行車勻加速行駛過程中，發(fā)電機(jī)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(qiáng)達(dá)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?；瑒幼冏杵鱎1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·青海·模擬預(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(qiáng)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(jī)示意圖。匝數(shù)為20的線圈總電阻為2Ω，當(dāng)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(jì)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(yuǎn)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(qiáng)度一定大5．（2024·山東聊城·三模）如圖甲所示，發(fā)電機(jī)的矩形線圈在勻強(qiáng)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(jī)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(jī)的總功率為開關(guān)S閉合前發(fā)電機(jī)總功率的1.2倍6．（2024·山東濟(jì)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(diǎn)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(qiáng)磁場中有一電阻忽略不計(jì)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?。?，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(dá)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(jì)，電壓表和電流表均為理想電表，不計(jì)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(jī)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(jī)示意圖，圖中兩磁極之間的磁場可近似為勻強(qiáng)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(jì)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?yàn)镈CBADC．E、F之間電壓的瞬時值表達(dá)式為D．當(dāng)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(diǎn)．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(dá)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(jì)。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(dāng)時，副線圈功率達(dá)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(jī)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(jī)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(diǎn)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(jì)。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(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)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(diǎn)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(jì)。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(yùn)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(yùn)動過程中的速度最大值D．類比圖乙和圖丁，小球運(yùn)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(jī)、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(jī)線圈所在平面與磁場方向垂直，風(fēng)輪機(jī)葉片通過升速齒輪箱帶動發(fā)電機(jī)線圈以恒定的轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)動，已知發(fā)電機(jī)線圈面積，匝數(shù)為N=100匝，內(nèi)阻不計(jì)；勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)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(jī)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(yuǎn)處的用戶輸送電能，如圖所示。已知發(fā)電機(jī)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(jì)，由此可計(jì)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(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，磁感應(yīng)強(qiáng)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(jì)，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(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的電路模擬研究遠(yuǎn)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(jī)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(jī)而給手機(jī)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(jī)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(jì)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