热点25 交变电流+变压器-【模拟精炼】2024年高考物理30热点最新模拟题精练

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2、锻炼同学的考试心理，训练学生快速进入考试状态。高考的最佳心理状态是紧张中有乐观，压力下有自信，平静中有兴奋。
3、训练同学掌握一定的应试技巧，积累考试经验。模拟考试可以训练答题时间和速度。高考不仅是知识和水平的竞争，也是时间和速度的竞争，可以说每分每秒都是成绩。
4、帮助同学正确评估自己。高考是一种选拨性考试，目的是排序和择优，起决定作用的是自己在整体中的相对位置。因此，模拟考试以后，同学们要想法了解自己的成绩在整体中的位置。
2024高考30热点最新模拟题精练
热点23 交变电流+变压器
1．(2024福建漳州三模)风力发电将成为福建沿海实现“双碳”目标的重要途径之一．如图甲，风力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部匝数为N的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中，以角速度ω绕垂直于磁场的水平转轴顺时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙．已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为．则（ ）
甲 乙
A．当线圈转到图示位置时产生的感应电流方向为
B．当线圈转到竖直位置时电流表的示数为零
C．当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最大
D．穿过线圈的最大磁通量为
【参考答案】．C
【命题意图】本题考查右手定则、交变电流．
【解题思路】当线圈转到题图示位置时，根据右手定则判断知产生的感应电流方向为,A错误；当线圈转到竖直位置时，感应电流的瞬时值为零，但电流表测量的是有效值，示数不为零，B错误；当线圈转到题图示位置时，线圈与中性面垂直，感应电动势最大，磁通量的变化率最大，C正确；由得，穿过线圈的最大磁通量①，D错误．
2. （2024山东威海银滩高中质检）如图所示，闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动，沿着方向观察，线圈沿顺时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，ab边的边长为，ad边的边长为，线圈电阻为R，转动的角速度为，则当线圈转至图示位置时，下列说法正确的是（ ）
A. 线圈中感应电流的方向为adcba
B. 线圈中的感应电动势为
C. 线圈中的电流随时间的变化率最大
D. 线圈ad边所受安培力的大小为，方向垂直纸面向里
【参考答案】D
【名师解析】
图示时刻，ad速度方向向外，bc速度方向向里，根据右手定则判断出ad中感应电流方向为d→a，bc中电流方向为b→c，线圈中感应电流的方向为abcda，故A错误；
线圈中的感应电动势为，故B错误；
图示时刻ad、bc两边垂直切割磁感线，线圈中产生的感应电动势最大，由法拉第电磁感应定律分析得知，磁通量的变化率最大。感应电流最大，电流随时间的变化率最小，故C错误；
线圈ad边所受安培力的大小为
方向垂直纸面向里，故D正确。
3. （2024贵州高考适应性考试）一交变电流的电压随时间变化的规律如图所示，周期为T，其电压的有效值（ ）

A. B. C. D.
【参考答案】C
【名师解析】交流电的有效值是根据电流的热效应和等效思想确定的，若同一阻值为的电阻接在恒压稳流的直流电路中在交流电的一个周期内产生的热量与接在交流电路中在一个周期内产生的热量相同，则认为该直流电的电压为交流电电压的有效值，该直流电路中通过电阻的电流为交流电电流的有效值，则根据等效思想有 ，解得，C正确。
4 . (2024广东广州天河区二模)如图所示，通过理想降压变压器给串联在副线圈cd两端的多个小彩灯供电，已知原、副线圈的匝数分别为n1和n2，下列说法正确的是（ ）
A. 如果其中一个小彩灯灯丝断了，变压器的输入功率可能变大
B. 如果只将原线圈匝数增加，其他条件不变，小彩灯都变亮
C. 如果其中一个小彩灯被短路，变压器的输入功率变大
D. 如果只将副线圈匝数增加，其他条件不变，小彩灯都变暗
【参考答案】C
【名师解析】
由于小彩灯串联，其中一个小彩灯灯丝断了，则电路断路，不再有电流，变压器的输入功率变为零，故A错误；该变压器为降压变压器，如果只将原线圈匝数增加，则副线圈电压减小，小彩灯都变暗，故B错误；
如果其中一个小彩灯被短路，则副线圈总电阻减小，而副线圈电压不变，根据
可知变压器的输入功率增大，故C正确；
该变压器为降压变压器，如果只将副线圈匝数增加，则副线圈电压增大，小彩灯都变亮，故D错误。
5. （2024广东惠州第三次调研）能够产生正弦式交变电流的发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的，则（ ）
A. R消耗的功率变为
B. 电压表V的读数变为
C. 电流表A的读数仍为I
D. 通过R的交变电流频率不变
【参考答案】B
【名师解析】
发电机线圈的转速变为原来的，则角速度变为原来的，周期变为原来的2倍，通过R的交变电流频率变为原来的；根据
，
可知发电机电动势有效值变为原来的，由于发电机内阻不计，则变压器原线圈输入电压原来的，根据
可知副线圈的输出电压原来的，则电压表V的读数变为；副线圈的输出电流原来的，根据
可知R消耗的功率变为；根据
可知原线圈电流原来的，则电流表A的读数变为。故选B。
6．（2024河北强基联盟联考）某中学物理实验室有一个“220V，6V”的变压器，如图甲所示，这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗。把该变压器接入如图乙所示电路中，变压器原线圈接有效值为220V的正弦式交流电，副线圈接有电阻、理想二极管D和电阻。变压器视为理想变压器，则下列判断正确的是（ ）
A．ad端接220V，bc端接6V
B．理想变压器原、副线圈匝数比为110：3
C．仅降低交流电频率，的功率减小
D．两端电压的有效值为
【参考答案】BD
【名师解析】：理想变压器输入功率等于输出功率，且采用的是降压变压器，根据P=UI可知，副线圈中的电流更大，为了减小输电线上功率的损失，副线圈电线电阻要小，故引线要粗，故ad端接6V，bc端接220V，故A错误；理想变压器原、副线圈匝数比为，故B正确；交流电的有效值与频率无关，故仅降低交流电频率，的功率不变，故C错误；二极管具有单向导电性，根据电流的热效应有，解得两端电压的有效值为，故D正确。
7. （2024河北张家口期末）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，原线圈接电源电压有效值不变且内阻忽略不计的正弦交变电源，为定值电阻，为可变电阻，现调节可变电阻阻值，理想电压表V的示数变化的绝对值为时，理想电流表A的示数变化的绝对值为，则等于（ ）
A. B. C. D.
【参考答案】D
【名师解析】
【详解】根据理想变压器的原理，原副线圈电压电流与线圈匝数关系得
，
故两端的变化量关系为
，
由电路电压关系得，在原线圈电路中
由表达式关系得
，，
则
故选D。
8. （2024山东泰安期末）如图所示，某理想变压器原、副线圈匝数比为两个相同的灯泡，，当开关S₁闭合、S₂断开时，两灯泡均能正常发光；当开关S₂闭合、S₁断开时，两灯泡仍均能正常发光。则R₁的阻值是（ ）
A. 32ΩB. 16ΩC. 10ΩD. 50Ω
【参考答案】A
【名师解析】
当开关S₁闭合、S₂断开时，与原线圈并联，此时原线圈电压为，通过的电流为，通过灯泡的电流为，则副线圈电压为
两灯泡均能正常发光，说明灯泡的额定电压为，又因为两灯泡相同，的额定电压也为，故输入端电压为
由副线圈电流和匝数比可知
当开关S₂闭合、S₁断开时，两灯泡仍均能正常发光，说明灯泡两端电压依然是额定电压，通过灯泡的电流为，则副线圈的电流为
又
联立代入数值解得
故选A。
9. （2024广东大亚湾区一模） 普通的交流电压表不能直接用来测量高压输电线路间的电压，通常要通过电压互感器来连接。图（b）为电压互感器示意图，ab端所接线圈的匝数较少，工作时ab端电压为，cd端所接线圈的匝数较多，工作时cd端电压为，现利用这个电压互感器通过普通的交流电压表测量图（a）中输电导线间的高电压，下列说法中正确的是（ ）

A. ab接MN、cd接电压表，
B. ab接MN、cd接电压表，
C. cd接MN、ab接电压表，
D. cd接MN、ab接电压表，
【参考答案】D
【名师解析】
电压互感器的作用是使大电压变成小电压，根据变压器原理可知，应使匝数多的接入输入端，即cd接MN、ab接电压表，由变压器匝数与电压的关系可得
故选D。
10. （2024全国名校联盟大联考）如图甲所示为某品牌漏电保护器，其内部结构及原理如图乙所示，虚线框内为漏电检测装置，可视为理想变压器，其中原线圈由入户的火线、零线在铁芯上双线并行绕制而成，副线圈与控制器相连。当电路发生漏电时，零线中的电流小于火线，从而使副线圈中产生感应电流，通过控制器使线路上的脱扣开关断开，起到自动保护的作用。若入户端接入的交变电流，则（ ）
A. 入户端接入的交变电流方向每秒变化100次
B. 当用电器发生短路时，该漏电保护器会切断电路
C. 没有发生漏电时，通过副线圈的磁通量始终为0
D. 没有发生漏电时，通过副线圈的磁通量随原线圈中电流的增加而增加
【参考答案】AC
【名师解析】
根据公式可知
对于正弦交流电来说，一个周期电流方向变两次，所以入户端接入的交变电流方向每秒变化100次，A正确；
．当无漏电时，火线和零线中的电流等大反向，在副线圈中的磁通量始终为零，副线圈中不产生感应电流， D错误，C正确；
当用电器发生短路时，火线和零线中的电流等大反向，该漏电保护器不会切断电路，B错误。
11. （2024江西上进联盟质检）如图，手机无线充电装置可等效为一个理想变压器，送电线圈和受电线圈分别为原线圈和副线圈。a、b间接入220V正弦交流电，受电线圈中产生交变电流。已知送电线圈和受电线圈的匝数之比为，两线圈所接保护电阻的阻值均为R，若输出端的电压为12.8V，电流为2A，下列说法正确的是（ ）
A. 线圈中所接保护电阻的阻值
B. 线圈中所接保护电阻的阻值
C. c、d端的电压为42.8V
D. c、d端的电压为52.8V
【参考答案】BC
【名师解析】
根据题意，设变压器输入电压，电流为，变压器端电压为，电流为，则有
，
又有
，
其中
，，
解得
，
故选BC。
12．（2024广东百日冲刺联合检测）某风力发电机的输出电压为，用户得到的电功率为，用户得到的电压是，输电线的电阻为，输电线路如图所示。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的，变压器均视为理想变压器，已知降压变压器副线圈的匝数为110匝，则下列说法正确的是（ ）
A．通过输电线的电流为B．风力发电机的输出功率为
C．升压变压器副线圈的匝数是原线圈的匝数的7倍
D．降压变压器原线圈的匝数为3525匝
【参考答案】A
【名师解析】．输电线损失的功率
由
解得通过输电线的电流
故A正确；
B．用户得到的电功率
解得风力发电机的输出功率为
故B错误；
C．升压变压器的输出电压
可得升压变压器原、副线圈的匝数之比
故错误；
输电线上的电压损失
降压变压器原线圈两端的电压
可得降压变压器原、副线圈的匝数之比
解得降压变压器原线圈的匝数为
n3=7050匝
故错误。
13. (2024山西吕梁和孝义期末)如图所示为高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率恒为。升压变压器原、副线圈的匝数比为，在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为，电流表的示数为1A，输电线的总电阻。下列说法正确的是（ ）
A. 升压变压器的原线圈输入电压有效值为
B. 电流互感器原线圈用细导线绕制
C. 将滑动触头P上移，用户获得的电压将减小
D. 用户获得功率为49kW
【参考答案】D
【名师解析】
电流互感器原线圈中的电流
升压变压器的输出电压
升压变压器原、副线圈的匝数比为，则
则
故A错误；
B．电流互感器原线圈匝数比是1:10，由公式
可知原线圈电流大，所以接大电流应该用粗导线绕制，故B错误；
C．将滑动触头P上移，减小了，降压变压器用户获得的电压
可知减小时增大，故C错误；
D．输电线上损失的功率
用户获得的功率
所以
故D正确。