2024年高考物理试题分类-交变电流.docx

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2024年高考物理试题分类-交变电流

考点1正弦式交变电流的产生与描述

1.(2024广东,1,4分)将阻值为50Ω的电阻接在正弦式交流电源上。电阻两端电压随时间的变化规律如图所示。下列说法正确的是()

A.该交流电的频率为100Hz

B.通过电阻电流的峰值为0.2A

C.电阻在1秒内消耗的电能为1J

D.电阻两端电压表达式为u=102·sin(100πt)V

答案D由题图可知该交流电的周期T=0.02s,则频率f=1T=50Hz,A错误;ω=2πT=100πrad/s,电压表达式u=Umsin(ωt)V=102sin(100πt)V,D正确;Im=UmR=10250A=0.22A,B错误;电压有效值为10V,则电阻在1秒内消耗的电能W=U2Rt=

2.(2024河北,4,4分)R1、R2为两个完全相同的定值电阻,R1两端的电压随时间周期性变化的规律如图1所示(三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的3倍),R2两端的电压随时间按正弦规律变化如图2所示,则两电阻在一个周期T内产生的热量之比Q1∶Q2为()

A.2∶3B.4∶3C.2∶3D.5∶4

答案B依题意,0~T2时间内有效值为U03,设R1=R2=R,根据焦耳定律以及有效值的概念得Q1=U032R·T2+U02R·T2,Q2=U

3.(2024湖北,5,4分)在如图所示电路中接入正弦交流电,灯泡L1的电阻是灯泡L2的2倍。假设两个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。闭合开关S,灯泡L1、L2的电功率之比P1∶P2为()

A.2∶1 B.1∶1 C.1∶2 D.1∶4

【答案】C【解析】两个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大,根据电路图可知,在接入正弦交流电的一个周期内,两个灯泡有电流通过的时间相等,都为半个周期,则两个灯泡两端电压的有效值相等,根据P=U2R可知,P1∶P2=RL2∶R

4.（2024新课标，20，6分）（多选）电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过90°时，线圈中（）

A.电流最小

B.电流最大

C.电流方向由P指向Q

D.电流方向由Q指向P

【答案】BD

【解析】题图中线圈所在的位置是中性面，线圈从中性面位置开始计时，感应电流的瞬时值表达式为i=imsinωt，ωt=90°时，电流最大，A错误，B正确；线圈相对磁场逆时针转动，PQ边相对磁场在向下切割磁感线，由右手定则可知感应电流方向由Q到P，C错误，D正确。

考点2变压器远距离输电

考向1理想变压器的原理及应用

1.(2024海南,9,4分)(多选)如图,电动汽车充电站的理想变压器输入电压为10kV,输出电压为220V,每台充电桩输入电流为16A,设原、副线圈匝数分别为n1、n2,输入正弦交流电的频率为50Hz,则下列说法正确的是()

A.交流电的周期为0.02s

B.原、副线圈匝数比n1∶n2=11∶500

C.输出的最大电压为220V

D.若10台充电桩同时使用,输入功率为35.2kW

【答案】AD【解析】交流电的周期T=1f=0.02s,A正确。根据理想变压器的规律有n1n2=U1U2=50011,B错误。根据正弦交流电最大值与有效值的关系有U2m=2U2=2202V,C错误。每台充电桩工作时的功率为P0=U

2.(2024北京,5,3分)如图甲所示,理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上,输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示,副线圈接规格为“6V,3W”的灯泡。若灯泡正常发光,下列说法正确的是()

A.原线圈两端电压的有效值为242V

B.副线圈中电流的有效值为0.5A

C.原、副线圈匝数之比为1∶4

D.原线圈的输入功率为12W

答案B原线圈两端电压的有效值U1=Um2=2422V=24V,A错误。灯泡正常发光,所以副线圈中电流的有效值I2=PU2=0.5A,B正确。原、副线圈匝数之比n1n2=U1U2=24

考向2含变压器电路的动态分析

1.（2024浙江6月，7，3分）理想变压器的原线圈通过a或b与频率为f、电压为u的交流电源连接，副线圈接有三个支路，如图所示。当S接a时，三个灯泡均发光，若（）

A.电容C增大，L1灯泡变亮

B.频率f增大，L2灯泡变亮

C.RG上光照增强，L3灯泡变暗

D.S接到b时，三个灯泡均变暗

【答案】A

【解析】电容C增大，容抗减小，L1灯泡变