專題08 交變電流-5年（2020-2024）高考1年模擬物理真題分類匯編（山東專用）（原卷版）

2020-2024年五年高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題08交變電流考點五年考情（2020-2024）命題趨勢備考策略考點1交變電流的產(chǎn)生和描述（5年1考）2024·山東卷·T8本章高考考查內(nèi)容主要有:(1)交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律；(2)交變電流的四值及應(yīng)用；(3)理想變壓器的工作原理與規(guī)律；(4)理想變壓器的動態(tài)電路分析；遠距離輸電的模式以及電壓和功率的損耗；(6)傳感器的簡單應(yīng)用.題型主要為選擇題.物理核心素養(yǎng)上面主要考查學生的“模型建構(gòu)和科學推理”要素.能力主要考查理解與推理能力.整體難度中偏易復習時要重點關(guān)注:(1)交變電流的產(chǎn)生過程；(2)交變電流的圖象和交變電流的四值；(3)理想變壓器電路中原、副線圈與各物理量之間的制約關(guān)系；(4)理想變壓器的工作原理；(5)遠距離輸電的特點.遠距離輸電技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，與之相關(guān)的信息給予題應(yīng)多訓練.隨著現(xiàn)代技術(shù)與人工智能的發(fā)展，傳感器的應(yīng)用越來越廣泛，與傳感器有關(guān)的信息題和實驗題應(yīng)增加關(guān)注.變壓器的動態(tài)變化問題應(yīng)作為本章的重點和難點.考點2理想變壓器和遠距離輸電（5年4考）2023·山東卷·T72022·山東卷·T42021·山東卷·T92020·山東卷·T5考點01交變電流的產(chǎn)生和描述1、（2024·山東卷·T8）如圖甲所示，在-d≤x≤d，-d≤y≤d的區(qū)域中存在垂直O(jiān)xy平面向里、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場（用陰影表示磁場的區(qū)域），邊長為2d的正方形線圈與磁場邊界重合。線圈以y軸為轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生的交變電動勢如圖乙所示。若僅磁場的區(qū)域發(fā)生了變化，線圈中產(chǎn)生的電動勢變?yōu)閳D丙所示實線部分，則變化后磁場的區(qū)域可能為（）A. B.C. D.考點02理想變壓器和遠距離輸電2、（2023·山東卷·T7）某節(jié)能儲能輸電網(wǎng)絡(luò)如圖所示，發(fā)電機的輸出電壓U1=250V，輸出功率500kW。降壓變壓器的匝數(shù)比n3：n4=50：1，輸電線總電阻R=62.5Ω。其余線路電阻不計，用戶端電壓U4=220V，功率88kW，所有變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是（）A.發(fā)電機的輸出電流為368A B.輸電線上損失的功率為4.8kWC.輸送給儲能站的功率為408kW D.升壓變壓器的匝數(shù)比n1：n2=1：443、（2022·山東卷·T4）如圖所示的變壓器，輸入電壓為，可輸出、、電壓，匝數(shù)為的原線圈中電隨時間變化為．單匝線圈繞過鐵芯連接交流電壓表，電壓表的示數(shù)為。將阻值為的電阻R接在兩端時，功率為。下列說法正確的是（）A.n1為1100匝，為B.間線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為C.若將R接在兩端，R兩端的電壓為，頻率為D.若將R接在兩端，流過R的電流為，周期為4、（2021·山東卷·T9）輸電能耗演示電路如圖所示。左側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶3，輸入電壓為的正弦交流電。連接兩理想變壓器的導線總電阻為r，負載R的阻值為。開關(guān)S接1時，右側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，R上的功率為；接2時，匝數(shù)比為1∶2，R上的功率為P。以下判斷正確的是（）A. B.C. D.5、（2020·山東卷·T5）圖甲中的理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1：n2=22：3，輸入端a、b所接電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示。燈泡L的電阻恒為15Ω，額定電壓為24V。定值電阻R1=10Ω、R2=5Ω，滑動變阻器R的最大阻值為10Ω。為使燈泡正常工作，滑動變阻器接入電路的電阻應(yīng)調(diào)節(jié)為（）A.1Ω B.5Ω C.6Ω D.8Ω一、單選題1．（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2．（2024·山東濰坊·三模）如圖甲所示，小型交流發(fā)電機通過電刷和理想變壓器原線圈連接，變壓器副線圈兩端接電阻R。已知發(fā)電機線圈匝數(shù)為10，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1，變壓器原線圈中電流隨時間變化規(guī)律如圖乙所示，則發(fā)電機線圈從圖示位置開始轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電荷量為（

）A． B． C． D．3．（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4．（2024·山東青島·三模）如圖，學校興趣小組利用厚度為、電阻率為的硅鋼片制成一個內(nèi)徑為、高度為的圓筒，。已知圓筒所在處有沿軸線豎直向上方向的磁場，磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律為，下列說法正確的是（）A．硅鋼片中感應(yīng)電動勢B．時，硅鋼片中感應(yīng)電動勢最大C．硅鋼片中感應(yīng)電流的有效值為D．硅鋼片的發(fā)熱功率為5．（2024·山東濟南·三模）如圖所示，線圈在勻強磁場中繞固定軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的正弦式交流電通過自耦變壓器給燈泡和滑動變阻器供電。已知線圈的電阻不可忽略，自耦變壓器可看作理想變壓器，下列說法正確的是（）A．圖示時刻線圈中感應(yīng)電流大小為零B．將滑動變阻器的滑片向上移動，燈泡變亮C．將自耦變壓器的滑片逆時針轉(zhuǎn)動，自耦變壓器的輸入電流變大D．將滑動變阻器的滑片向上移動，自耦變壓器的輸出功率一定減小6．（2024·山東臨沂·二模）在如圖所示的理想降壓變壓器電路中，在a、b之間加上電壓穩(wěn)定的交流電源，為定值電阻，P為滑動變阻器的滑動觸頭，滑動變阻器的總電阻，電壓表、電流表均為理想電表。當滑動觸頭P由d端向c端滑動過程中，下列說法正確的是（）

A．電流表的示數(shù)一定變大B．電壓表的示數(shù)保持不變C．的功率一直變大D．的功率先增大后減小7．（2024·山東菏澤·模擬預測）某實驗小組自制了一個手搖交流發(fā)電機，如圖所示。半徑之比為5∶1的大輪與小輪通過皮帶（不打滑）傳動，小輪與邊長為L的正方形線圈固定在同一轉(zhuǎn)軸上，線圈由漆包線繞制而成，線圈匝數(shù)為n，漆包線的橫截面積為S，電阻率為ρ。磁體間磁場可視為磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，大輪帶動小輪及線圈繞與磁場方向垂直的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，線圈通過導線、滑環(huán)和電刷連接一個阻值恒定（為線圈電阻的2倍）的燈泡。當大輪以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，燈泡消耗的功率為（）A． B． C． D．8．（2024·山東菏澤·二模）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?！?20V

22W”的燈泡L正常發(fā)光，內(nèi)阻為10Ω的電風扇M正常工作，電流表A的示數(shù)為0.3A。導線電阻不計，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。以下描述錯誤的是（）A．矩形線框轉(zhuǎn)動過程中磁通量的變化率最大值為B．電風扇輸出的機械效率約為99.1％C．原、副線圈的匝數(shù)比D．若將電風扇去掉，則小燈泡變亮，電流表的示數(shù)變大9．（2024·山東泰安·三模）遠距離輸電的示意圖如圖所示，變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為，降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為，輸電線的總電阻為R=200Ω。當用戶消耗的電功率為110kW時，入戶電壓，則升壓變壓器的原線圈的輸入電壓等于（）A．465V B．316.5V C．232.5V D．216.5V10．（2024·山東濰坊·二模）直流特高壓輸電可以減少感抗和容抗的損耗，該技術(shù)已成為我國“西電東送”戰(zhàn)略的技術(shù)基礎(chǔ)，如圖為特高壓輸電示意圖，升壓變壓器、降壓變壓器均為理想變壓器，整流及逆變等過程不計能量損失且有效值不變。若直流輸電線的總電阻，匝數(shù)之比結(jié)合圖中信息，下列說法正確的是（）A．圖中“500kV”指交流電的峰值B．直流輸電線損失的電壓為40kVC．輸電功率為D．當用戶負載增加時，用戶端增加的功率大于輸出端增加的功率11．（2024·山東濟南·一模）如圖一理想變壓器原、副線圈總匝數(shù)相同，滑動觸頭P1初始位置在副線圈正中間，輸入端接入電壓恒定的交變電源。R1為定值電阻，R2為滑動變阻器，滑片P2初始位置在最右端。理想電壓表V的示數(shù)為U，理想電流表A的示數(shù)為I。下列說法正確的是（

）A．保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動的過程中，I增大，U減小B．保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動的過程中，R1消耗的功率減小C．保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動的過程中，I增大，U增大D．保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動的過程中，R1消耗的功率增大12．（2024·山東濟南·二模）如圖所示，N匝邊長為L、電阻為R的正方形線框，繞OO′軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，OO′為中軸線，其左側(cè)存在磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場，線框通過電刷與阻值為3R的定值電阻和可變變壓器相連，副線圈接有阻值為R的定值電阻，原線圈和副線圈初始接入電路的匝數(shù)之比為3∶1，副線圈的總匝數(shù)與原線圈的匝數(shù)相等。下列說法正確的是（）A．線框從圖示轉(zhuǎn)過60°時，電動勢的瞬時值為B．交流電壓表的示數(shù)為C．原、副線圈的匝數(shù)之比為2∶1時，電流表和電壓表示數(shù)的乘積最大D．滑動觸頭P向上移動時，電源的輸出功率逐漸變大后變小13．（2024·山東聊城·二模）手機無線充電技術(shù)越來越普及，圖甲是某款手機無線充電裝置，其工作原理如圖乙所示，其中送電線圈和受電線圈的匝數(shù)比，兩個線圈中所接電阻的阻值均為R。當ab間接上的正弦式交變電源后，受電線圈中產(chǎn)生交變電流實現(xiàn)給手機快速充電，此時手機兩端的電壓為5V，充電電流為2A。若把兩線圈視為理想變壓器，則下列說法正確的是（）A．快速充電時受電線圈兩端的電壓為42.5VB．a(chǎn)b間輸入的交變電流方向每秒變化50次C．與送電線圈相連的電阻R上的電壓為5VD．流過送電線圈的電流為10A二、多選題14．（2024·山東東營·二模）某節(jié)能環(huán)保風力發(fā)電演示系統(tǒng)由風力發(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1:2 D．電流表的示數(shù)為5A15．（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38V16．（2024·山東濱州·二模）發(fā)電機的示意圖如圖甲所示，正方形線圈匝數(shù)為n，總電阻為r，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中以恒定角速度ω繞（OO?軸轉(zhuǎn)動，阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示。其它電阻不計，圖乙中的Um為已知量。下列說法正確的是（）A．金屬框轉(zhuǎn)動一周的過程中，流過電阻R的電荷量為B．金屬框轉(zhuǎn)動一周的過程中，流過電阻R的電荷量為C．將按圖乙規(guī)律變化的電壓加在變壓器原線圈上，變壓器副線圈輸出的是直流電D．將按圖乙規(guī)律變化的電壓加在變壓器原線圈上，變壓器副線圈輸出的是交流電17．（2024·山東棗莊·三模）如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為3：1，原線圈中接有定值電阻，副線圈接有定值電阻和滑動變阻器R。已知，ab兩端接一正弦式交流電，當滑動變阻器R的滑片向左滑動過程中，下列說法正確的是（）A．電流表A示數(shù)變小B．電壓表V示數(shù)保持不變C．變壓器的輸出功率先增大后減小D．電壓表示數(shù)變化與電流表示數(shù)變化的比值不變18．（2024·山東日照·二模）我國能源分布很不均勻，遠距離大容量輸電有著特別重要的意義。遠距離高壓交流輸電的示意圖如圖所示，升壓變壓器、降壓變壓器均為理想變壓器，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n，輸電線的總電阻為r。U、I分別表示電壓表V、電流表A的示數(shù)，輸入電壓保持不變。下列說法正確的是（）A．若僅閉合開關(guān)S，則U減小B．若僅閉合開關(guān)S，則U增大C．僅增大，則U減小D．僅增大，若V的示數(shù)變化為，A的示數(shù)變化為，則19．（2024·山東淄博·二模）風力發(fā)電是一種綠色清潔能源，其模型如下，葉片長度為l的風輪機（如圖甲）在風的驅(qū)動下，帶動內(nèi)部匝數(shù)為N的矩形線圈在勻強磁場中繞垂直磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，從圖乙位置開始計時，可得通過矩形線圈的磁通量隨時間t變化規(guī)律如圖丙所示，周期為T，磁通量最大值為?？諝饷芏葹?/p>