《新高考物理模拟题分项汇编（第五期）》专题12 交变电流和变压器（解析版）

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专题 12 交变电流和变压器
1．（2021·广东高三模拟）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 10 1 ∶，原线圈输入的交流电
如图乙所示，电阻 R = 22 Ω ，则（　　）
A．交流电的频率为 100 Hz
B．t = 0.005 s 时电压表的读数为 22 V
C．t = 0.01 s 时电流表读数为 1 A
D．该变压器原线圈的输入功率为 22 W
【答案】D
【解析】A．由图像可知，交流电的周期为 0.02s，有 ，故 A错误；B．理想变压器原、副
线圈的匝数比为 10 1∶，故副线圈的电动势有效值为 ，t = 0.005 s 时电压表的读
数为 ，电压表的读数为 22V。故 B错误；C．根据闭合电路欧姆定律，有 ，
根据变压器原副线圈电流与匝数的定量关系，有 ，故 C错误；D．该变压器原线圈的输
出功率为 ，故 D正确。故选 D。
2．（2021·北京朝阳区高三一模）如图所示，（甲）→（乙）→（丙）→（丁）→（甲）过程是交流发电
机发电的示意图，线圈的 ab 边连在金属滑环 K上，cd 边连在金属滑环 L上，用导体制成的两个电刷分别
压在两个滑环上，线圈在匀速转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。已知线圈转动的角速度为
ω，转动过程中电路中的最大电流为 Im。下列选项正确的是（　　）
A．在图（甲）位置时，线圈中的磁通量最大，感应电流为零
B．从图（乙）位置开始计时，线圈中电流 i随时间 t变化的关系式为
C．在图（丙）位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率也最大
D．在图（丁）位置时，感应电动势最大，cd 边电流方向为 c→d
【答案】A
【解析】A．在图（甲）位置时，线圈中的磁通量最大，感应电流为零，A正确；B．从图（乙）位置开始
计时，线圈中电流 i随时间 t变化的关系式为 ，B错误；C．在图（丙）位置时，线圈中的磁通
量最大，磁通量的变化率最小，感应电流为 0，C错误；D．在图（丁）位置时，感应电动势最大，cd 边电
流方向为 d→c，D错误。故选 A。
3．（2021·浙江衢州市高三二模）如图所示，发电机两磁极 N、S间的磁场可视为水平向右的匀强磁场，
磁感应强度大小为 B。线圈绕垂直磁场的水平轴 OO′匀速转动，线圈电阻不计，匝数为 n，面积为 s。发电
机与理想变压器原线圈连接，V为理想交流电压表。变压器的副线圈接有三条支路，每条支路接有相同规
格的小灯泡 L1、L2和L3，L1串有电阻 R，L2串有电感 L，L3串有电容器 C。当线圈以 ω0匀速转动时，三盏
灯恰好亮度相同。下列判断正确的是（　　）
A．当 ω＜ω0时，L2比L1亮
B．当 ω＞ω0时，三盏灯的亮度仍然相同
C．当转速不变，增大变压器原线圈的匝数，三盏灯均变亮
D．当线圈以 ω0匀速转动到在图示位置时，电压表的示数为 nBsω0
【答案】A
【解析】A．当 ω＜ω0时，由 ，可知，交流电的频率 f减小，L1与L2两支路的电压相等，电阻 R
不变，电感 L的感抗减小，故 L2比L1亮，A正确；B．当 ω＞ω0时，电阻 R不变，电感 L的感抗增大，电
容C的容抗减小，故三盏灯的亮度不相同，B错误；C．当转速不变，增大变压器原线圈的匝数，则副线
圈的电压减小，三盏灯均变暗，C错误；D．当线圈以 ω0匀速转动时，产生正弦交流电，电动势的有效值
为
，由于线圈内阻不计，故电压表的示数 ，D错误。故选 A。
4．（2021·天津高三模拟）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 n1∶n2=5 1∶，原线圈接入如图乙
所示的正弦交流电压 u，R为阻值随光强增大而减小的光敏电阻，L1和L2是两个完全相同的灯泡，电表均
为理想交流电表。则（　　）
A．通过光敏电阻的交变电流频率为 5 Hz
B．若 L2的灯丝烧断，则电压表的示数仍为 5 V
C．当照射 R的光强增大时，电流表的示数变小
D．图像上对应的 0.01 s 时刻，发电机中的线圈平面与中性面垂直
【答案】B
【解析】A．由图乙知该交流电的频率为 50 Hz，变压器不改变交流电的频率，A错误。B．原线圈电压
，电压表的示数 U2 = V = 5 V，副线圈电压由原线圈电压和匝数比决定，与负载
电阻无关，故电压表示数不变，B正确。C．当光强增大时，R阻值减小，副线圈电流变大，原线圈电流也
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