《高考物理各地市模拟题专题汇编》专题14 交变电流(解析版)

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专题 14 交变电流(解析版)
一、单选题（本大题共 15 小题）
1.[来源:2021 浙江省模拟题]如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比
n1∶n2=10 ∶1
，
L1
和
L2
是相
同型号的白炽灯，
L1
与电容器
C
串联，
L2
与带铁芯的线圈
L
串联， 为理想交流电压表．当原线圈接有如
图乙所示的正弦交变电压时，电路稳定后，两只灯泡的亮度相同，则
()
A. 与副线圈并联的电压表在
t=1×10−2s
时的示数为 0
B. 与副线圈并联的电压表在
t=0.5 ×10−2s
时的示数为
C. 当原线圈所接正弦交变电压的频率变为
100 Hz
时，灯泡
L1
变亮，灯泡
L2
变暗
D. 当原线圈所接正弦交变电压的频率变为
100 Hz
时，灯泡
L1
变暗，灯泡
L2
变亮
【答案】
C
【解析】
本题考查了交变电流的图象和函数表达式、交变电流的有效值、感抗、容抗、变压器的基本关系
¿
电压、
电流、功率
¿
的相关知识，试题难度一般
【解答】
AB
、与副线圈并联的电压表的示数为副线圈两端电压的有效值，在不改变其他条件时，其示数不变，为
U2=n2
n1
U1=1
10 ×220
√
2
√
2
y
V=22V
，
A
、
B
错；
1
CD
、正弦交变电压原频率为
f=1
T=50 Hz
，当频率变为
100 Hz
时，容抗减小，
L1
中电流增大，功率增大，
灯泡
L1
变亮，感抗增大，
L2
中电流减小，功率减小，灯泡
L2
变暗，
C
对，
D
错．
2.[来源:2021 年江苏省高考物理预测试卷（四）]如图所示，有一矩形线圈的面积为
S
，匝数为
N
，电阻不
计，绕
OO '
轴在水平方向的磁感应强度为
B
的匀强磁场中以角速度
ω
做匀速转动，从图示位置开始计时．
矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻
R0
和滑动变阻器
R
，下列判断正确的是
¿
y
yy
¿
A. 矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为
e=NBSωsinωt
B. 矩形线圈从图示位置经过
π
2ω
时间内，通过电流表
A1
的电荷量为 0
C. 当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电流表
A1
和
A2
示数都变小
D. 当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电压表
V1
示数不变，
V2
和
V3
的示数都变小
【答案】C
【解析】
正弦式交流发电机从垂直中性面位置开始计时，其电动势表达式为：
e=NBSωcosωt
；电压表和电流表读
数为有效值；计算电量用电流的平均值。
本题关键明确交流四值、理想变压器的变压比公式、电路的动态分析方法，及计算电量用电流的平均值。
【解答】
A.因为线圈是从垂直中性面开始计时，所以矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为
e=NBSωcosωt
，
故 A 错误；
B.
t=π
2ω=1
4T
，线圈从垂直中性面转到中性面，磁通量一直增大，感应电流方向不变平均感应电动势不
为0，平均电流不为 0，
q=I⋅ △ t
，所以通过电流表
A1
❑
的电荷量不为 0，故 B 错误；
C.滑动变阻器滑片向上滑动过程中，变阻器阻值变大，根据欧姆定律，副线圈电流变小，根据电流与匝数
2
成反比，知原线圈电流减小，即电流表
A1
和
A2
示数都变小，故 C 正确；
D.滑动变阻器滑片向上滑动过程中，变阻器连入电路电阻变大，原线圈电压
U1
❑
不变，匝数比不变，副线
圈两端的电压不变，所以电压表
V2
❑
的示数不变，副线圈电阻变大，电流变小，电阻
R0
❑
两端的电压变小，
变阻器两端的电压变大，即电压表
V3
❑
的示数变大，故 D 错误。
故选 C。
3.[来源:2021 浙江省模拟题]如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比
n1∶n2=10 ∶1
，
L1
和
L2
是相同
型号的白炽灯，
L1
与电容器
C
串联，
L2
与带铁芯的线圈
L
串联， 为交流电压表。当原线圈接有如图乙
所示正弦交变电压时，两只灯泡的亮度相同。则
A. 与副线圈并联的电压表在
t=1×10−2s
时的示数为 0
B. 与副线圈并联的电压表在
t=0.5 ×10−2s
时的示数为 31
V
C. 当原线圈所接正弦交变电压的频率变为 100
Hz
时，灯泡
L1
变亮，灯泡
L2
变暗
D. 当原线圈所接正弦交变电压的频率变为 100
Hz
时，灯泡
L1
变暗，灯泡
L2
变亮
【答案】C
【解析】
由乙图知输入电压有效值为 220V，交流电频率为 50Hz，变为
100 Hz
时，电容器通交流隔直流，通高频阻
低频，所以电流更大，而 L通低频阻高频，电流更小，电压表测的是电压有效值。
本题考查了变压器的原理，记住电压、电流与匝数的关系，知道电容器和电感线圈对交流电的作用。
【解答】
AB.
由乙图知输入电压有效值为 220V，根据电压与匝数成正比知副线圈电压有效值为 22V，即为电压表的
示数，AB 错误；
3
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