專題10 交變電流和傳感器-【好題匯編】5年（2020-2024）高考1年模擬物理真題分類匯編（解析版）

專題10交變電流和傳感器一、單選題1．（2024·北京·高考）如圖甲所示，理想變壓器原線圈接在正弦式交流電源上，輸入電壓u隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示，副線圈接規(guī)格為“6V，3W”的燈泡。若燈泡正常發(fā)光，下列說法正確的是（

）A．原線圈兩端電壓的有效值為B．副線圈中電流的有效值為0.5AC．原、副線圈匝數(shù)之比為1∶4D．原線圈的輸入功率為12W【答案】B【詳解】A．由題圖知，原線圈電壓最大值為，則原線圈兩端電壓的有效值為故A錯誤；B．燈泡正常發(fā)光，由P=UI得，副線圈中電流有效值為故B正確；C．由理想變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系可知故C錯誤；D．理想變壓器沒有能量損失，原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，則原線圈的輸入功率P1=PL=3W故D錯誤。故選B。2．（2024·北京·高考）如圖所示為一個加速度計(jì)的原理圖。滑塊可沿光滑桿移動，滑塊兩側(cè)與兩根相同的輕彈簧連接；固定在滑塊上的滑動片M下端與滑動變阻器R接觸良好，且不計(jì)摩擦；兩個電源的電動勢E相同，內(nèi)阻不計(jì)。兩彈簧處于原長時(shí)，M位于R的中點(diǎn)，理想電壓表的指針位于表盤中央。當(dāng)P端電勢高于Q端時(shí)，指針位于表盤右側(cè)。將加速度計(jì)固定在水平運(yùn)動的被測物體上，則下列說法正確的是（）A．若M位于R的中點(diǎn)右側(cè)，P端電勢低于Q端B．電壓表的示數(shù)隨物體加速度的增大而增大，但不成正比C．若電壓表指針位于表盤左側(cè)，則物體速度方向向右D．若電壓表指針位于表盤左側(cè)，則物體加速度方向向右【答案】D【詳解】A．由題意可知，M位于R中點(diǎn)位置時(shí)與兩電源間的電勢相等，設(shè)R的中點(diǎn)電勢為零，則M位于R的中點(diǎn)右側(cè)，P端電勢高于Q端電勢，A錯誤；B．由歐姆定律及電阻定律可知，P端與Q端電勢差與指針偏離R中點(diǎn)的距離x成正比，B錯誤；C．已知電壓表指針位于表盤左側(cè)，只能確定加速度的方向，不能確定速度的方向，C錯誤；D．已知電壓表指針位于表盤左側(cè)，滑塊左側(cè)彈簧壓縮、右側(cè)彈簧伸長，滑塊所受合力向右，故物體加速度方向向右，D正確。故選D。3．（2023·北京·高考）自制一個原、副線圈匝數(shù)分別為600匝和190匝的變壓器，原線圈接12V的正弦交流電源，副線圈接額定電壓為3.8V的小燈泡。實(shí)際測得小燈泡兩端電壓為2.5V。下列措施有可能使小燈泡正常發(fā)光的是（

）A．僅增加原線圈匝數(shù) B．僅增加副線圈匝數(shù)C．將原、副線圈匝數(shù)都增為原來的兩倍 D．將兩個3.8V小燈泡并聯(lián)起來接入副線圈【答案】B【詳解】A．由知，僅增加原線圈匝數(shù)，副線圈的輸出電壓U2減小，不能使小燈泡正常發(fā)光，故A錯誤；B．由知，僅增加副線圈匝數(shù)，副線圈的輸出電壓U2增大，有可能使小燈泡正常發(fā)光，故B正確；C．由知，將原、副線圈匝數(shù)都增為原來的兩倍，但由于原線圈的電壓不變，則副線圈的輸出電壓U2不變，不能使小燈泡正常發(fā)光，故C錯誤；D．將兩個3.8V小燈泡并聯(lián)，但由于原線圈的電壓不變，則副線圈的輸出電壓U2不變，不能使小燈泡正常發(fā)光，故D錯誤。故選B。4．（2022·北京·高考）某理想變壓器的原線圈接在的正弦交流電源上，副線圈輸出電壓為，輸出電流為。該變壓器（）A．原、副線圈的匝數(shù)之比為100：1 B．輸入電流為C．輸入電流的最大值為 D．原、副線圈交流電的頻率之比為1：100【答案】B【詳解】A．原、副線圈的匝數(shù)之比為故A錯誤；B．根據(jù)可得輸入電流為故B正確；C．輸入電流的最大值為故C錯誤；D．變壓器不會改變交流電的頻率，故原、副線圈交流電的頻率之比為1∶1，故D錯誤。故選B。5．（2022·北京·高考）某同學(xué)利用壓力傳感器設(shè)計(jì)水庫水位預(yù)警系統(tǒng)。如圖所示，電路中的和，其中一個是定值電阻，另一個是壓力傳感器（可等效為可變電阻）。水位越高，對壓力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小。當(dāng)a、b兩端的電壓大于時(shí)，控制開關(guān)自動開啟低水位預(yù)警；當(dāng)a、b兩端的電壓小于（、為定值）時(shí)，控制開關(guān)自動開啟高水位預(yù)警。下列說法正確的是（）A．B．為壓力傳感器C．若定值電阻的阻值越大，開啟高水位預(yù)警時(shí)的水位越低D．若定值電阻的阻值越大，開啟低水位預(yù)警時(shí)的水位越高【答案】C【詳解】AB．題意可知水位越高，對壓力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小?？刂崎_關(guān)自動開啟低水位預(yù)警，此時(shí)水位較低，壓力傳感器的電阻值較大，由于a、b兩端此時(shí)的電壓大于，根據(jù)串聯(lián)電路電壓分部特點(diǎn)可知，為壓力傳感器，故高水位時(shí)壓力傳感器的電阻值越小，壓力傳感器兩端電壓變小，，AB錯誤；CD．根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，a、b兩端的電壓為若定值電阻的阻值越大，當(dāng)開啟低水位預(yù)警時(shí)a、b兩端的電壓大于時(shí)，壓力傳感器阻值需要越大，則水位越低；當(dāng)a、b兩端的電壓小于時(shí)開啟高水位預(yù)警時(shí)，壓壓力傳感器阻值需要越大，則水位越低。C正確，D錯誤。故選C。6．（2021·北京·高考）一正弦式交變電流的i-t圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A．在t0.4s時(shí)電流改變方向 B．該交變電流的周期為0.5sC．該交變電流的表達(dá)式為 D．該交變電流的有效值為【答案】C【詳解】A．由圖可知t0.4s時(shí)電流為正方向最大，電流方向沒有發(fā)生變化，故A錯誤；B．由圖可知，該交變電流的周期為T=0.4s，故B錯誤；C．由圖可知，電流的最大值為，角速度為故該交變電流的表達(dá)式為故C正確；D．該交變電流的有效值為故D錯誤。故選C。7．（2020·北京·高考）如圖所示，理想變壓器原線圈接在的交流電源上，副線圈接三個阻值相同的電阻R，不計(jì)電表內(nèi)電阻影響。閉合開關(guān)S后（）A．電流表的示數(shù)減小B．電壓表的示數(shù)減小C．電壓表的示數(shù)不變D．電流表的示數(shù)不變【答案】A【詳解】開關(guān)S閉合時(shí)，副線圈總的電阻減小，由于變壓器的匝數(shù)比和輸入的電壓都不變，所以輸出的電壓也不變，即V1示數(shù)不變，但因副線圈的總電阻減小，則副線圈的總電流增大，則原線圈的電流增大，故A1的示數(shù)變大；由于副線圈的電流增大，故串聯(lián)在副線圈的電阻R兩端的電壓增大，而副線圈的總電壓不變，所以副線圈并聯(lián)部分的電壓減小，即的示數(shù)減小，故電流表的示數(shù)減小，故A正確，BCD錯誤。故選A。一、單選題1．（2024·北京海淀·統(tǒng)考一模）圖1是某燃?xì)庠铧c(diǎn)火裝置的原理圖。轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖2所示的正弦交流電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n?、n?。當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時(shí)值大于5000V時(shí)，就會在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w。取=1.4，下列說法正確的是（）A．開關(guān)閉合后電壓表的示數(shù)為5VB．才能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火C．才能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火D．將鋼針替換為鋼球，更容易引發(fā)電火花【答案】B【詳解】A．電壓表顯示的是有效值，由題圖可知，其正弦式交流電的最大值為5V，所以其有效值為故A錯誤；BC．有題意可知，瞬時(shí)電壓大于5000V即火花放電，也就是副線圈輸出電壓最大值由于是理想變壓器有所以實(shí)現(xiàn)燃?xì)庠铧c(diǎn)火的條件是故B正確，C錯誤；D．引發(fā)電火花利用的是尖端放電，所以鋼針更容易引發(fā)電火花，故D錯誤。故選B。2．（2024·北京西城·統(tǒng)考一模）如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1，原線圈接220V的正弦交流電源，副線圈接的負(fù)載電阻，電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是（

）A．電流表的示數(shù)為4.0AB．電壓表的示數(shù)為31.1VC．若負(fù)載電阻的阻值減小，電壓表的示數(shù)減小D．若負(fù)載電阻的阻值減小，變壓器的輸入功率增大【答案】D【詳解】AB．原線圈接220V的正弦交流電源，根據(jù)理想變壓器原、副線圈電壓表等于匝數(shù)比可得副線圈的輸出電壓為V則電壓表的示數(shù)為22V，根據(jù)歐姆定律可得A故AB錯誤；C．電壓表的示數(shù)由原線圈電壓和線圈匝數(shù)之比決定，則若負(fù)載電阻的阻值減小，電壓表的示數(shù)不變，故C錯誤；D．若負(fù)載電阻減小，根據(jù)可知副線圈的輸出功率變大，原線圈的輸入功率也變大，故D正確。故選D。3．（2024·北京東城·統(tǒng)考一模）如圖所示，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(shí)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。為熱敏電阻（已知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(shí)值表達(dá)式為B．圖甲中時(shí)，穿過線圈的磁通量為0C．溫度升高后，電壓表與示數(shù)的比值不變D．溫度降低后，變壓器的輸入功率減小【答案】D【詳解】A．根據(jù)圖甲可知，則故變壓器原線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為故A錯誤；B．在圖甲的t=0.01s時(shí)刻，e=0，此時(shí)矩形線圈平面與磁場方向垂直，磁通量最大，故B錯誤；C．理想變壓器匝數(shù)不變，輸入電壓不變，則電壓表V1示數(shù)不變，副線圈兩端的電壓U2不變。Rt處溫度升高時(shí)，Rt阻值減小，則根據(jù)閉合電路歐姆定律可知副線圈回路中的電流I2減小。電壓表V2測量Rt的電壓，根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律及歐姆定律有則電壓表V2示數(shù)減小，故電壓表V1示數(shù)與V2示數(shù)的比值變大，故C錯誤；D．理想變壓器匝數(shù)不變，輸入電壓不變，副線圈兩端的電壓U2不變。Rt處溫度降低時(shí)，Rt阻值變大，則變壓器的輸出功率為輸出功率變小。理想變壓器輸入功率等于輸出功率，故變壓器的輸入功率減小，故D正確。故選D。4．（2024·北京朝陽·統(tǒng)考一模）某發(fā)電廠原來用11kV的交變電壓輸電，后來改用升壓變壓器將電壓升到220kV輸電，輸入功率都是P。若輸電線路的電阻為R，變壓器為理想變壓器。下列說法正確的是（）A．根據(jù)公式，提高電壓后輸電線上的電壓損失變?yōu)樵瓉淼?0倍B．根據(jù)公式，提高電壓后輸電線上的電流增大為原來的20倍C．根據(jù)公式，提高電壓后輸電線上的功率損失減小為原來的D．根據(jù)公式，提高電壓后輸電線上的功率損失增大為原來的400倍【答案】C【詳解】AB．輸電線上的電流為可知提高電壓后輸電線上的電流減小為原來的。輸電線上的電壓損失為可知提高電壓后輸電線上的電壓損失變?yōu)樵瓉淼?。故AB錯誤；CD．根據(jù)公式提高電壓后輸電線上的功率損失減小為原來的。故C正確；D錯誤。故選C。5．（2024·北京豐臺·統(tǒng)考一模）一正弦式交流電的圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A．此交流電的頻率為25HzB．用其給100Ω的電阻供電，電阻消耗的功率為484WC．用其給以額定功率1000W工作的電吹風(fēng)供電，電路中的電流約為3.2AD．用其給線圈電阻為10Ω的電動機(jī)供電，電動機(jī)正常工作時(shí)的電流為22A【答案】B【詳解】A．由圖可知，此交流電的周期為0.02s，則此交流電的頻率故A錯誤；B．此交流電電壓的有效值用其給100Ω的電阻供電，電阻消耗的功率故B正確；C．用其給以額定功率1000W工作的電吹風(fēng)供電，電路中的電流約為故C錯誤；D．當(dāng)電路中接入阻值為10Ω的電阻時(shí)，電路中的電流接入電動機(jī)后，電路為非純電阻電路，電路中的電流不等于22A，故D錯誤。故選B。6．（2024·北京石景山·統(tǒng)考一模）如圖所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為100：1，其原線圈兩端接入正弦式交變電壓u，u=311sin100πtV，副線圈通過交流電流表與變阻器R相連。若不考慮交流電壓表和交流電流表內(nèi)阻的影響，則下列說法正確的是（）A．交流電壓表的示數(shù)為3.11VB．滑動變阻器的滑片向下滑動，交流電壓表的示數(shù)減小C．滑動變阻器的滑片向下滑動，交流電流表的示數(shù)增大D．滑動變阻器的滑片向下滑動，變壓器的輸入功率減小【答案】C【詳解】A．交流電的電壓有效值為根據(jù)可得因此故A錯誤；B．由于原線圈的電壓保持不變，匝數(shù)比不變，無論滑動變阻器阻值如何變化，副線圈兩端的電壓也保持不變，故B錯誤；C．當(dāng)滑動變阻器的滑片向下滑動時(shí)，滑動變阻器接入電路的阻值減小，由于副線圈兩端的電壓不變，因此副線圈電流增大，電流表的示數(shù)增大，故C正確；D．根據(jù)結(jié)合C選項(xiàng)分析可知當(dāng)滑動變阻器的滑片向下滑動時(shí)，滑動變阻器消耗的功率增大，因此變壓器的輸入功率增大，故D錯誤。故選C。7．（2024·北京通州·統(tǒng)考一模）如圖所示，變壓器為理想變壓器，原線圈接有效值恒定的交流電源及理想電表A，副線圈接定值電阻、滑動變阻器R及理想電表V。若將滑動變阻器的滑片向b端移動，則（??）A．A示數(shù)變大 B．A示數(shù)不變 C．V示數(shù)變大 D．V示數(shù)不變【答案】A【詳解】AB．理想變壓器副線圈的電壓由原線圈電壓決定，原線圈電壓不變，副線圈的電壓也不變，若將滑動變阻器的滑片向b端移動，滑動變阻器接入電路中的電阻減小，副線圈電流增大，根據(jù)原線圈電流增大，A示數(shù)變大，故A正確，B錯誤；CD．副線圈的電壓不變，副線圈電流增大，則兩端電壓增大，則滑動變阻器電壓減小，V示數(shù)變小，故CD錯誤。故選A。8．（2024·北京順義·統(tǒng)考一模）如圖所示為蘋果自動分揀裝置的示意圖。該裝置把大小不同的蘋果，按一定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)自動分揀為大蘋果和小蘋果。該裝置的托盤秤壓在壓力傳感器R1上。R1所受壓力越大阻值越小，當(dāng)R2兩端電壓超過某一值時(shí)，使控制電路接通，電磁鐵吸動分揀開關(guān)的銜鐵。該控制電路中包含保持電路，能夠確保蘋果在分揀板上運(yùn)動時(shí)電磁鐵始終保持吸動狀態(tài)。下列說法正確的是（）A．為了選出質(zhì)量更大的蘋果可以增加纏繞電磁鐵線圈的匝數(shù)B．為了選出質(zhì)量更大的蘋果可以將電源A的輸出電壓減小C．為了選出質(zhì)量更大的蘋果可以增大R2的阻值D．質(zhì)量大的蘋果將進(jìn)入上通道【答案】B【詳解】D．大蘋果通過托盤秤時(shí)，兩端的電壓達(dá)到放大電路的激勵電壓，使放大電路中的電磁鐵吸動分揀開關(guān)的銜鐵，大蘋果進(jìn)入下面的通道，故D錯誤；A．為了選出質(zhì)量更大的蘋果，就要保持電磁鐵的磁性不變，而因壓力越大，電阻R1越小，此時(shí)回路中的電流就越大，而要保持電磁鐵的磁性不變，只需要減小纏繞電磁鐵線圈的匝數(shù)，故A錯誤；B．為了選出質(zhì)量更大的蘋果，就要使得R2兩端電壓保持不變，因R1減小，而其他條件不變的情況下，只能減小和傳感器R1相連接電路中電源A的輸出電源，故B正確；C．為了選出質(zhì)量更大的蘋果，就要使得R2兩端電壓保持不變，因壓力越大，電阻R1越小，此時(shí)回路中的電流就越大，R2的電壓就會變得更大，則要想保持R2的電壓和原來一致，則只適當(dāng)減小R2的阻值，故C錯誤。故選B。9．（2024·北京房山·統(tǒng)考一模）如圖甲所示，矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動可以產(chǎn)生交變電流，其電動勢e隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，線圈電阻，電阻。則（）A．時(shí)，線圈與中性面垂直B．線圈轉(zhuǎn)動一周，電流的方向改變一次C．電阻R兩端電壓為10VD．電阻R在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為90J【答案】D【詳解】A．時(shí)，電動勢為零，線圈平面處于中性面處，故A錯誤；B．線圈轉(zhuǎn)動一周的時(shí)間為一個周期，由圖可知一個周期內(nèi)電流的方向改變兩次，故B錯誤；C．交流電電動勢的有效值根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可知電阻R兩端電壓故C錯誤；D．電阻R在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量故D正確。故選D。10．（2024·北京門頭溝·統(tǒng)考一模）如圖是一個正弦式交變電流i隨時(shí)間t變化的圖像。下列說法正確的是（）A．交變電流的周期為0.25s B．交變電流的有效值為C．在時(shí)交變電流方向發(fā)生改變 D．該交變電流的表達(dá)式為【答案】C【詳解】AB．根據(jù)電流i隨時(shí)間t變化的圖像可知周期為峰值為有效值為故AB錯誤；C．根據(jù)交變電流變化規(guī)律知線圈每通過中性面一次，電流方向改變一次，在時(shí)電流為零，該時(shí)刻線圈在中性面，所以在時(shí)交變電流方向發(fā)生改變，故C正確；D．由A選項(xiàng)知峰值，周期，角速度為由圖像知初相為得該交變電流的表達(dá)式為故D錯誤。故選C。11．（2024·北京延慶·統(tǒng)考一模）將的電壓輸入如圖所示的理想變壓器的原線圈，原副線圈的匝數(shù)之比為，。下列說法正確的是（）A．該交流電的頻率為100HzB．閉合開關(guān)S后，電阻R消耗的電功率為16WC．閉合開關(guān)S后，電流表的讀數(shù)為2AD．?dāng)嚅_開關(guān)S后，副線圈的輸出電壓為0【答案】B【詳解】A．根據(jù)瞬時(shí)值的表達(dá)式可知，該交流電的頻率為故A錯誤；C．由瞬時(shí)值的表達(dá)式可知，原線圈的電壓最大值為，所以原線圈的電壓的有效值為220V，根據(jù)變壓器電壓關(guān)系有可得副線圈上的電流為電流表的讀數(shù)為原線圈的電流，根據(jù)變壓器電流關(guān)系有可得故C錯誤；B．電阻消耗的功率為故B正確；D．?dāng)嚅_S后，不影響副線圈電壓，根據(jù)可知副線圈電壓不為0，故D錯誤。故選B。12．（2024·北京西城·統(tǒng)考二模）如圖為交流發(fā)電機(jī)的示意圖，N、S極間的磁場可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場，矩形線圈ABCD繞垂直于磁場的軸沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)的電動勢隨時(shí)間的變化規(guī)律為，外電路接有阻值的定值電阻，線圈電阻不計(jì)，下列說法正確的是（

）A．電流變化的周期為0.01s B．電流表的示數(shù)為2AC．線圈經(jīng)過圖示位置，電流方向改變 D．線圈在圖示位置時(shí)，產(chǎn)生的電動勢為20V【答案】D【詳解】A．由可知解得電流變化的周期故A錯誤；B．由可知電壓的有效值為電流表的示數(shù)故B錯誤；C．線圈經(jīng)過中性面時(shí)，電流方向改變，圖示位置為與中性面垂直的位置，電流方向不變，故C錯誤；D．線圈在圖示與中性面垂直的位置時(shí)，產(chǎn)生的電動勢最大，為20V。故D正確。故選D。13．（2024·北京西城·統(tǒng)考二模）如圖所示為交流發(fā)電機(jī)的示意圖，裝置中兩磁極之間產(chǎn)生的磁場可近似為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。匝數(shù)為n、面積為S的矩形線圈在磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，角速度為，回路中總電阻為R。下列說法正確的是（）A．線圈在圖示位置時(shí)通過線圈的磁通量為0B．從圖示位置開始計(jì)時(shí)感應(yīng)電動勢瞬時(shí)值的表達(dá)式為C．回路中電流的有效值為D．回路中的電功率為【答案】C【詳解】A．線圈在圖示位置時(shí)通過線圈的磁通量最大為BS，故A錯誤；B．從圖示位置開始計(jì)時(shí)感應(yīng)電動勢瞬時(shí)值的表達(dá)式為故B錯誤；C．回路中的電動勢有效值為回路中電流的有效值為故C正確；D．根據(jù)電功率的公式可知故D錯誤；故選C。14．（2024·北京順義·統(tǒng)考三模）如圖，一交流發(fā)電機(jī)中，矩形導(dǎo)線框ABCD繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，并與理想變壓器原線圈相連。變壓器原、副線圈匝數(shù)之比，副線圈接入一規(guī)格為“6V；12W”的小燈泡時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光，導(dǎo)線框、輸電導(dǎo)線電阻均不計(jì)，下列說法正確的是（）A．圖示位置穿過導(dǎo)線框的磁通量最大B．導(dǎo)線框產(chǎn)生電動勢的最大值為60VC．通過原線圈電流的有效值為0.2AD．原、副線圈