2025年高三物理高考交變電流專題模擬試題一、單項選擇題（本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的）1.交變電流的產(chǎn)生與描述某交流發(fā)電機的線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動，產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的規(guī)律為(e=220\sqrt{2}\sin(100\pit),\text{V})。下列說法正確的是（）A.該交流電的頻率為100HzB.(t=0.01,\text{s})時，線圈平面位于中性面C.電動勢的有效值為220V，最大值為220VD.線圈轉速增大一倍，電動勢的表達式變?yōu)?e=440\sqrt{2}\sin(200\pit),\text{V})2.理想變壓器的基本規(guī)律某理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為(10:1)，原線圈接在電壓為(220,\text{V})的正弦交流電源上，副線圈接有阻值為(2,\Omega)的電阻。下列說法正確的是（）A.副線圈輸出電壓的有效值為22VB.原線圈中的電流為11AC.副線圈輸出功率為2420WD.若副線圈再并聯(lián)一個相同電阻，原線圈輸入功率不變3.遠距離輸電的損耗分析某小型水電站輸出功率為(200,\text{kW})，采用(20,\text{kV})高壓輸電，輸電線路總電阻為(10,\Omega)。若將輸電電壓升高至(100,\text{kV})，則輸電線上損失的功率變化量為（）A.減少1800WB.減少1600WC.增加1800WD.增加1600W4.非正弦交變電流的有效值計算某電子設備輸出的電流波形如圖所示，其周期為(T)，前(\frac{T}{2})內(nèi)電流為(2I_0)，后(\frac{T}{2})內(nèi)電流為(I_0)。該電流的有效值為（）A.(\sqrt{3}I_0)B.(\sqrt{2}I_0)C.(\frac{3}{2}I_0)D.(\frac{\sqrt{5}}{2}I_0)5.變壓器的動態(tài)分析如圖所示，理想變壓器原線圈接電壓恒定的正弦交流電，副線圈接有滑動變阻器(R)和定值電阻(R_0)。將滑動變阻器滑片(P)向上移動，下列說法正確的是（）A.副線圈輸出電壓增大B.原線圈輸入電流減小C.電阻(R_0)消耗的功率增大D.變壓器的輸入功率不變6.交變電流與傳感器的結合某火警報警系統(tǒng)如圖所示，理想變壓器原線圈接正弦交流電源，副線圈串聯(lián)熱敏電阻(R_t)（阻值隨溫度升高而減?。┖蛨缶?。當溫度升高時，下列說法正確的是（）A.副線圈輸出電壓增大B.原線圈輸入電流減小C.報警器兩端電壓增大D.變壓器輸入功率不變7.電磁振蕩與電磁波某LC振蕩電路中，電感線圈的自感系數(shù)為(L)，電容器的電容為(C)，從電容器開始放電計時，下列說法正確的是（）A.經(jīng)過(\frac{\pi}{2}\sqrt{LC})時間，電路中電流達到最大值B.放電過程中，線圈中的磁場能逐漸轉化為電場能C.若增大電容(C)，振蕩周期減小D.該電路產(chǎn)生的電磁波波長與振蕩頻率成正比8.交變電流的實際應用某手機無線充電器的簡化電路如圖所示，理想變壓器原線圈接(220,\text{V})交流電源，副線圈通過整流電路（含二極管）給手機電池充電。已知原、副線圈匝數(shù)比為(55:2)，電池兩端電壓為(5,\text{V})，充電電流為(2,\text{A})，則變壓器的輸入功率約為（）A.10WB.20WC.55WD.110W二、多項選擇題（本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）9.交變電流的圖像與四值問題某交變電流的圖像如圖所示，其周期為(0.02,\text{s})。下列說法正確的是（）A.該電流的有效值為(\sqrt{2},\text{A})B.該電流的瞬時值表達式為(i=2\sin(100\pit),\text{A})C.在(0\sim0.01,\text{s})內(nèi)，電流的平均值為(\frac{2}{\pi},\text{A})D.若該電流通過阻值為(1,\Omega)的電阻，1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量為120J10.理想變壓器的動態(tài)變化如圖所示，理想變壓器原線圈接電壓為(U)的正弦交流電源，副線圈接有定值電阻(R_1)、滑動變阻器(R_2)和理想電壓表、電流表。將滑動變阻器滑片(P)向下移動，下列說法正確的是（）A.電壓表示數(shù)增大B.電流表示數(shù)增大C.電阻(R_1)消耗的功率增大D.變壓器輸入功率減小11.遠距離輸電的綜合分析某遠距離輸電系統(tǒng)如圖所示，升壓變壓器(T_1)和降壓變壓器(T_2)均為理想變壓器，輸電線電阻為(R)。若用戶端總功率增大，下列說法正確的是（）A.(T_1)的輸出電壓增大B.輸電線上的電流增大C.輸電線上損失的電壓增大D.用戶端電壓保持不變12.交變電流與電磁感應的綜合如圖所示，矩形線圈在磁感應強度為(B)的勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動，線圈匝數(shù)為(N)，面積為(S)，電阻為(r)，外電路電阻為(R)。從線圈平面與中性面重合時開始計時，下列說法正確的是（）A.線圈中感應電動勢的瞬時值表達式為(e=NBS\omega\sin\omegat)B.線圈轉動一周，外力做的功為(\frac{\piN^2B^2S^2\omega}{R+r})C.若增大外電阻(R)，線圈中的電流有效值減小D.從計時開始，經(jīng)過(\frac{\pi}{2\omega})時間，通過電阻(R)的電荷量為(\frac{NBS}{R+r})三、實驗題（本題共2小題，共18分）13.（8分）探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系某實驗小組利用可拆式理想變壓器探究電壓與匝數(shù)的關系，實驗器材如下：原線圈（匝數(shù)(n_1=100)匝）、副線圈（匝數(shù)可調(diào)節(jié)，(n_2)范圍為50~200匝）學生電源（輸出電壓可調(diào)的交變電壓）多用電表（交流電壓擋）、導線若干（1）實驗時，原線圈接學生電源，副線圈兩端接多用電表。為保證安全，閉合開關前應將學生電源輸出電壓調(diào)至______（填“最大值”或“最小值”）。（2）某次測量中，原線圈電壓表示數(shù)為(10,\text{V})，副線圈匝數(shù)為(50)匝，此時副線圈電壓表示數(shù)約為______V。（3）若保持原線圈電壓不變，增加副線圈匝數(shù)，發(fā)現(xiàn)副線圈電壓與匝數(shù)不成正比，可能的原因是______（寫出一條即可）。14.（10分）測量交變電流的有效值某同學設計如圖所示電路測量正弦交變電流的有效值，其中(R_1=R_2=10,\Omega)，理想電壓表V的示數(shù)為(10,\text{V})。（1）該交變電流的有效值為______A，頻率為50Hz時，電流的瞬時值表達式為(i=)A。（2）若將電路中的電阻(R_2)換成電容為(C=100,\mu\text{F})的電容器，電壓表的示數(shù)將（填“增大”“減小”或“不變”），原因是______。四、計算題（本題共3小題，共30分。解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）15.（10分）交變電流的產(chǎn)生與能量轉化如圖所示，矩形線圈(abcd)匝數(shù)(N=50)匝，邊長(ab=0.2,\text{m})，(bc=0.1,\text{m})，總電阻(r=1,\Omega)，在磁感應強度(B=0.5,\text{T})的勻強磁場中繞垂直于磁場的軸(OO')勻速轉動，角速度(\omega=100\pi,\text{rad/s})，外電路電阻(R=9,\Omega)。求：（1）線圈中感應電動勢的最大值；（2）電阻(R)兩端電壓的有效值；（3）線圈轉動一周，電阻(R)產(chǎn)生的熱量。16.（10分）理想變壓器與電路的綜合應用如圖所示，理想變壓器原線圈接電壓為(220,\text{V})的正弦交流電源，副線圈匝數(shù)(n_2=100)匝，接有“110V110W”的燈泡L和阻值為(55,\Omega)的電阻(R)，原線圈匝數(shù)(n_1=200)匝。求：（1）燈泡正常發(fā)光時，通過原線圈的電流；（2）若將燈泡L換成“110V220W”的燈泡，電阻(R)兩端的電壓變化量。17.（10分）遠距離輸電的實際問題某風電場輸出功率為(1\times10^5,\text{kW})，采用(500,\text{kV})高壓輸電，輸電線路總電阻為(20,\Omega)。若用戶端需要(220,\text{V})電壓，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為(1000:1)。求：（1）輸電線上損失的功率；（2）降壓變壓器副線圈輸出的電流；（3）若將輸電電壓降至(250,\text{kV})，輸電線上損失的功率變?yōu)樵瓉淼膸妆?？四、解答題（共30分）15.（10分）（1）線圈中感應電動勢的最大值(E_m=NBS\omega)，其中(S=ab\timesbc=0.2\times0.1=0.02,\text{m}^2)，代入數(shù)據(jù)得：(E_m=50\times0.5\times0.02\times100\pi=50\pi,\text{V}\approx157,\text{V})。（2）電動勢的有效值(E=\frac{E_m}{\sqrt{2}}=\frac{50\pi}{\sqrt{2}},\text{V})，電路總電阻(R_{\text{總}}=R+r=10,\Omega)，電流有效值(I=\frac{E}{R_{\text{總}}}=\frac{50\pi}{\sqrt{2}\times10}=\frac{5\pi}{\sqrt{2}},\text{A})，電阻(R)兩端電壓(U=IR=\frac{5\pi}{\sqrt{2}}\times9\approx99,\text{V})。（3）線圈轉動周期(T=\frac{2\pi}{\omega}=0.02,\text{s})，電阻(R)產(chǎn)生的熱量(Q=I^2RT=\left(\frac{5\pi}{\sqrt{2}}\right)^2\times9\times0.02\approx222,\text{J})。16.（10分）（1）燈泡正常發(fā)光時，副線圈電壓(U_2=110,\text{V})，由匝數(shù)比(\frac{U_1}{U_2}=\frac{n_1}{n_2})得原線圈電壓(U_1=220,\text{V})（與電源電壓匹配）。燈泡電流(I_L=\frac{P}{U_2}=1,\text{A})，電阻(R)電流(I_R=\frac{U_2}{R}=2,\text{A})，副線圈總電流(I_2=I_L+I_R=3,\text{A})，原線圈電流(I_1=\frac{n_2}{n_1}I_2=1.5,\text{A})。（2）更換燈泡后，副線圈總電阻變化，電流增大，導致副線圈電壓變化，具體計算略。17.（10分）（1）輸電電流(I=\frac{P}{U}=\frac{1\times10^8}{5\times10^5}=200,\text{A})，損失功率(P_{\text{損}}=I^2R=200^2