《高考全国最新模拟试题分类汇编》专题10交流电（解析版）

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2021 年高考全国模拟试题分类汇编(一模二模)

专题 10 交变电流

1．(2021·黑龙江省一模)(多选)如图所示，在匀强磁场中转动的单匝线圈电阻为 1 Ω，外接电阻 R＝9 Ω，线

圈匀速转动的周期为 T＝0.2 s，从线圈中性面开始计时，理想交流电流表的读数为 2 A，那么(　　)

A．穿过线圈的最大磁通量为 Wb

B．任意时刻线圈中的感应电动势为 e＝20sin 20πt(V)

C．在线圈转过 90°的过程中，外接电阻产生的焦耳热为 1.8 J

D．在线圈转动 90°的过程中，通过电阻 R的电荷量为 2π C

【答案】：　AC

【解析】：　因电流表的读数 2 A 为有效值，则电流的最大值为 Im＝I有效＝2 A，Em＝Im(R＋r)＝20 V，又

Em＝Φmω，ω＝，所以 Φm＝Wb，故选项 A正确；任意时刻线圈中的感应电动势为 e＝20sin 10πt(V)，故选

项B错误；线圈转过 90°时，外接电阻产生的焦耳热为 Q＝IRt＝1.8 J，故选项 C正确；从中性面开始计时，

转动 90°的过程中，感应电动势的平均值为＝，＝，q＝t＝ C，故选项 D错误。

2．（2021·贵阳一中一模）(多选)如图所示，发电机中线圈的匝数为 N，面积为 S，做匀速圆周运动的角速

度为 ω，匀强磁场的磁感应强度为 B；电流表和电压表为理想电表，定值电阻的阻值为 R，当变压器副线

圈上的滑片 P在图示位置时，变压器的匝数比 n1∶n2＝1 2∶ ；开始时发电机线圈与磁场垂直。下列判断正

确的是(　　)

A．电压表的读数为 2NBSω

B．电流表的读数为

C．发电机线圈由图示位置旋转周，通过电流表的电荷量为

D．P向上移动时，电压表的示数变小，电流表示数变大

【答案】：　BC

【解析】：　感应电动势的最大值为 Em＝NBSω，有效值 U1＝，由＝可得，电压表读数 U2＝NBSω，选项

A错误；副线圈电流 I2＝＝，通过电流表的电流为，选项 B正确；线圈由图示位置旋转周，通过电流表的

电荷量为 Q＝＝，选项 C正确；P向上移动时，副线圈匝数变小，电压表的示数变小，电流表示数也变小，

选项 D错误。

3.(2021·河北省衡水一模)(多选)如图所示，线圈 ABCD 匝数 n＝10，面积 S＝0.4 m2，边界 MN(与线圈的 AB

边重合)右侧存在磁感应强度 B＝ T 的匀强磁场，若线圈从图示位置开始绕 AB 边以 ω＝10π rad/s 的角速度

匀速转动。则以下说法正确的是(　　)

A．线圈产生的是正弦交流电

B．线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为 80 V

C．线圈转动 s 时瞬时感应电动势为 40 V

D．线圈产生的感应电动势的有效值为 40 V

【答案】：BD　

【解析】：线圈在有界匀强磁场中将产生正弦半波脉动电流，故 A错误；电动势最大值 Em＝nBSω＝80

V，故 B正确；线圈转动 s、转过角度，瞬时感应电动势为 e＝Emsin ＝40 V，故 C错误；在一个周期时间

内，只有半个周期产生感应电动势，根据有效值的定义有 R·＝RT，可得电动势有效值 E＝＝40 V，故 D正

确。

4．（2021·广西贺州市二模）（单选）理想变压器原线圈接如图甲所示的正弦交变电压，变压器原线圈匝

数n1＝270 匝，P是副线圈上的滑动触头，当 P处于图乙所示位置时，副线圈连入电路的匝数 n2＝135 匝，

电容器 C1恰好不被击穿，灯泡 L恰能正常发光，R是滑动变阻器。以下判断正确的是(　　)

　甲　　　　　　　　　乙

A．若向下移动 P，电容器所带电荷量增加

B．若保持 P不动，向下移动滑动变阻器的滑片，灯泡变暗

C．若保持滑动变阻器的滑片不动，向下移动 P，灯泡变亮

D．电容器的击穿电压为 11 V

【答案】：D　

【解析】：当 P处于题图乙所示位置时，副线圈两端电压的有效值为 11 V，电容器 C1恰好不被击穿，若向

下移动 P，电容器 C1两端的电压减小，由 Q＝CU 可知，电容器所带电荷量减小，选项 A错误；若保持 P

不动，向下移动滑动变阻器的滑片，滑动变阻器接入电路的电阻减小，流过灯泡的电流变大，灯泡变亮，

选项 B错误；若保持滑动变阻器的滑片不动，向下移动 P，则副线圈两端的电压变小，灯泡变暗，选项 C

错误；交变电路中电容器是否被击穿取决于电容器两端的交变电压的最大值，根据变压器原、副线圈两端

电压关系，有＝，得 umax2＝11 V，由题意知选项 D正确。

5．(2021·山西省孝义市一模)（单选）图甲所示为一发电机的原理图，发电机产生的交变电流接图乙中理

想变压器的原线圈。已知变压器原、副线圈的匝数之比为 22 1∶ ，发电机输出电压 u随时间 t变化的规律如

图丙所示，发电机线圈电阻忽略不计，则(　　)

甲　　　　　　　　乙

丙

A．电阻两端电压的瞬时值表达式为 u＝10sin 50πt(V)

B．电压表示数为 10 V

C．若仅使发电机线圈的转速增大一倍，则变压器副线圈输出电压的频率增大一倍，而电压表示数不变

D．若仅使电阻 R增加，则电流表示数不变

【答案】：B　

【解析】：由题图丙知：原线圈电压的最大值 U1m＝311 V，原线圈电压有效值 U1＝＝220 V，由 U1∶U2＝

n1∶n2知，副线圈电压的最大值 U2m≈14.1 V，副线圈电压有效值 U2＝10 V，故 A项错误，B项正确；若仅

使发电机线圈的转速 n增大一倍，则角速度 ω增大一倍，根据 Em＝NBSω 可知，变压器原线圈输入电压的

频率和最大值都增大一倍，原、副线圈中电流的频率相等，变压器副线圈输出电压的频率增大一倍，由

U1∶U2＝n1∶n2知，副线圈输出电压增大一倍，电压表读数增大一倍，故 C项错误；仅使电阻 R增加，原

线圈两端的电压和原、副线圈匝数比不变，则副线圈输出电压不变，副线圈中电流减小，则原线圈中电流

也减小，电流表示数减小，故 D项错误。

6．(2021·湖北黄冈二模)（单选）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图

甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则(　　)

A．t＝0.005 s 时线框的磁通量变化率为零

B．t＝0.01 s 时线框平面与中性面重合

C．线框产生的交变电动势有效值为 311 V

D．线框产生的交变电动势频率为 100 Hz

【答案】：　B

【解析】：　由题图乙可知，t＝0.005 s 时，感应电动势最大，线框的磁通量变化率最大，A错误；t＝0.01

s时感应电流为零，故线框平面处于中性面位置，B正确；交变电压的最大值为 311 V，故有效值 E＝＝220

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