高考物理复习特训考点十三交变电流电磁振荡与电磁波第104练高考真题含解析

第104练　高考真题

　（时间　25分钟）

选择题

1．[2021·北京卷，5]一正弦式交变电流的i­t图像如图所示．下列说法正确的是(　　)

A．在t＝0.4 s时电流改变方向

B．该交变电流的周期为0.5 s

C．该交变电流的表达式为i＝2cos 5πt A

D．该交变电流的有效值为 A

2．[2021·天津卷，3]如图所示，闭合开关后，R＝5 Ω的电阻两端的交流电压为u＝50sin 10πt V，电压表和电流表均为理想交流电表，则(　　)

A．该交流电周期为0.02 s

B．电压表的读数为100 V

C．电流表的读数为10 A

D．电阻的电功率为1 kW

3．

[2021·浙江6月，5]如图所示，虚线是正弦交流电的图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期T和最大值Um相同，则实线所对应的交流电的有效值U满足(　　)

A．U＝     B．U＝

C．U>    D．U<

4．(多选)[2020·全国卷Ⅱ]特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低．我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术．假设从A处采用550 kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为ΔP，到达B处时电压下降了ΔU.在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1 100 kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为ΔP′，到达B处时电压下降了ΔU′.不考虑其他因素的影响，则(　　)

A．ΔP′＝ΔP    B．ΔP′＝ΔP

C．ΔU′＝ΔU    D．ΔU′＝ΔU

5．[2021·湖北卷，6]如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻．在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中(　　)

A．电流表A1示数减小

B．电流表A2示数增大

C，原线圈输入功率先增大后减小

D．定值电阻R消耗的功率先减小后增大

6．[2021·广东卷，7]某同学设计了一个充电装置，如图所示．假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2 s，电压最大值为0.05 V．理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1∶60.下列说法正确的是(　　)

A．交流电的频率为10 Hz

B．副线圈两端电压最大值为3 V

C．变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关

D．充电电路的输入功率大于变压器的输入功率

7．[2020·山东卷，5]图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝22∶3，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示．灯泡L的电阻恒为15 Ω，额定电压为24 V.定值电阻R1＝10 Ω、R2＝5 Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω.为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为(　　)

A．1 Ω    B．5 Ω

C．6 Ω    D．8 Ω

8．(多选)[2021·浙江1月，16]发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO′轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示．其他电阻不计，图乙中的Um为已知量．则金属框转动一周    (　　)

A．框内电流方向不变

B．电动势的最大值为Um

C．流过电阻的电荷量q＝

D．电阻产生的焦耳热Q＝

9．(多选)[2021·山东卷，9]输电能耗演示电路如图所示．左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压有效值为7.5 V的正弦交流电．连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为10 Ω.开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为10 W；接2时，匝数比为1∶2，R上的功率为P.以下判断正确的是(　　)

A.r＝ 10 Ω                       B．r＝5 Ω

C．P＝45 W                      D．P＝22.5 W

10．(多选)[2021·河北卷，8]如图，发电机的矩形线圈长为2L、宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中．理想变压器的原、副线圈匝数分别为n0、n1和n2，两个副线圈分别接有电阻R1和R2.当发电机线圈以角速度ω匀速转动时，理想电流表读数为I.不计线圈电阻，下列说法正确的是(　　)

A．通过电阻R2的电流为

B．电阻R2两端的电压为

C．n0与n1的比值为

D．发电机的功率为

11．[2021·湖南卷，6]如图，理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2，输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻R0的阻值相同．在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是(　　)

A．L1先变暗后变亮，L2一直变亮

B．L1先变亮后变暗，L2一直变亮

C．L1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗

D．L1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗

第104练　高考真题

1．答案：C

解析：在t＝0.4 s时电流最大，电流方向不变，A错误；该交变电流的周期为0.4 s，B错误；ω＝＝5π，故该交变电流的表达式为i＝2cos 5πt A，C正确；该交变电流的有效值为 A，D错误．

2．答案：C

解析：由题中交流电压的表达式，可知该交流电的周期T＝＝ s＝0.2 s，选项A错误．电压表的读数为交流电压的有效值，即U＝ V＝50 V，选项B错误．由欧姆定律可知，电流表的读数为I＝＝ A＝10 A，选项C正确．电阻的电功率为P＝IU＝10×50 W＝500 W，选项D错误．

3．答案：D

解析：因虚线是正弦交流电的图像，则该交流电的有效值为U有效值＝＝.由图可知，在任意时刻，实线所代表的交流电的瞬时值都不大于虚线表示的正弦交流电的瞬时值，则实线所代表的交流电的有效值小于虚线表示的正弦交流电的有效值，则U<，D正确．

4．答案：AD

解析：设输送功率为P，输电线电阻为R，则采用超高压输电时输电线上损失电压为ΔU＝R∝，损失的电功率ΔP＝R∝，而＝＝2，所以ΔU′＝ΔU，ΔP′＝ΔP，故A、D选项正确．

5．答案：A

解析：由于原线圈所接电压恒定，匝数比恒定，故变压器副线圈的输出电压恒定，变阻器的滑片从a端向b端缓慢移动的过程中，由数学知识可知，变压器副线圈所接的电阻值逐渐增大，则由欧姆定律得I2＝，可知副线圈的电流逐渐减小，由＝可知变压器原线圈的电流I1也逐渐减小，A正确，B错误；原线圈的输入功率为P入＝U1I1，由于I1逐渐减小，则原线圈的输入功率逐渐减小，C错误；由于副线圈的电流逐渐减小，则定值电阻与变阻器右半部分并联的总电流减小，又与定值电阻并联的变阻器右半部分的电阻值减小，则由并联分流规律可知，流过定值电阻的电流逐渐减小，则由公式PR＝I2R可知，定值电阻R消耗的电功率逐渐减小，D错误．

6．答案：B

解析：交流电的周期为0.2 s，频率f＝＝5 Hz，A错误；根据变压器原、副线圈的电压规律可知＝，由于原线圈的电压最大值为0.05 V，故副线圈的电压最大值为3 V，B正确；变压器的输入电压由螺线管与永磁铁相对运动产生，故输入电压与永磁铁的磁场强弱有关，C错误；理想变压器的输入功率等于输出功率，D错误．

7．答案：A

解析：由题图乙可知理想变压器输入电压U1＝220 V，应用理想变压器变压公式＝＝，可得副线圈输出电压U2＝30 V．灯泡正常工作时，灯泡两端电压为UL＝24 V，电流IL＝＝1.6 A．设R1两端电压为U，由U2＝UL＋U，可得U＝6 V．由＋＝IL，解得R＝1 Ω，选项A正确．

8．答案：BD

解析：由于滑环的作用，通过R的电流方向不变，但是框内的电流方向是变化的，A错误；由题图可知，由于线框没有电阻，所以电动势等于电阻两端的电压，B正确；因为流过R的电流方向不变，金属框转动半周，流过R的电荷量q′＝Δt＝Δt＝＝，所以金属框转动一周流过R的电荷量q＝2q′＝，C错误；由Um＝BL2ω，解得ω＝，金属框转动一周，电阻产生的焦耳热Q＝T＝·＝，D正确．

9．答案：BD

解析：左侧变压器副线圈上的电压U2＝3×7.5 V＝22.5 V，当开关S接1时，电阻R上的电压，即右侧变压器的副线圈上的电压U4＝＝10 V，电流I4＝＝1 A，则右侧变压器原线圈上的电压U3＝×10 V＝20 V，电流I3＝×1 A＝0.5 A，则r＝＝5 Ω，B项正确；当开关S接2时，设导线上的输电电流为I，则右侧变压器副线圈上的电流为0.5I，由右侧变压器原、副线圈上的电压关系可知＝，解得I＝3 A，则R上的功率P＝（0.5I）2R＝22.5 W，D项正确．

10．答案：BC

解析：电阻R1两端的电压U1＝IR1，由变压器电压规律有＝，解得U2＝，则通过电阻R2的电流I2＝＝I，A错误，B正确；由题意可知发电机电动势的最大值Em＝NBSω＝2NBL2ω，电动势的有效值E＝＝NBL2ω，由变压器的电压规律有＝，所以＝＝，C正确；变压器的输入功率等于输出功率，所以发电机的功率P＝P1＋P2＝I2R1＋IR2＝U1I＋U2I2＝NBL2ωI，D错误．

11．答案：A

解析：在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中，副线圈电路中的总电阻先增大后减小，将副线圈电路中的电阻等效到原线圈电路中，等效电路图如图所示，根据理想变压器的原理可得R′＝R副，故R′先增大后减小，则通过灯泡L1（原线圈）的电流先减小后增大，故灯泡L1先变暗后变亮，灯泡L1两端的电压先减小后增大，则原线圈两端的电压先增大后减小，由于理想变压器原、副线圈的匝数比固定，根据原、副线圈匝数比与电流的关系知，通过副线圈的电流先减小后增大，根据原、副线圈匝数比与电压的关系知副线圈两端的电压先增大后减小，而灯泡L2所在支路电阻一直减小，则灯泡L2先变亮，之后副线圈两端的电压减小，通过副线圈的电流增大，而R0所在支路电阻一直增大，所以通过R0的电流减小，灯泡L2所在支路电流增大，可见灯泡L2一直变亮，A正确．