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北京市2026 届高三物理一模备考限时训练（五） 交变电流 （训练时长 40 分钟） 一、交变电流的描述与基本性质 1.如图所示，交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变 化的规律为e =10sin (100 πt )V。下列说法正确的是（ ） A. 该交流电的频率为100Hz B. 线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C. 线圈转到图示位置时，AB边受到的安培力方向向上 D. 仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为10 ❑√2V 2. 交流发电机的示意图如图1 所示，两磁极间的磁场可视 为 匀强磁场，矩形线圈ABCD 绕垂直于磁场的轴OO'沿逆时针方向匀速转动，发电机的电动 势随时间按正弦函数的规律变化，如图2 所示。发电机线圈电阻为5 Ω，外电路接R＝95 Ω 的定值电阻。下列说法正确的是（ ） A.理想电流表的示数为2.2 A B.电动势瞬时值的表达式为e＝220sin（50πt） V C.线圈经过图示位置时，电流方向为ABCDA D.线圈经过图示位置时，产生的电动势为220 V 3.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100 Hz 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=10 ❑√2sin(100πt )V 4. 将阻值为50 Ω 的电阻接在正弦式交流电源上，通过电阻的电流i 随时间t 变化的图像如 图所示。下列说法正确的是（ ） A.交变电流在一个周期内电流方向改变一次 B.交变电流的表达式为i＝2cos（10πt）A C.电阻消耗的电功率为100 W D.电阻两端的电压峰值为50❑√2 V 5.一个有N 匝的矩形线框，面积为S，以角速度ω从如图所示的位置 开始，在匀强磁场B 中匀速转动，则产生的感应电动势随时间变化 的图像是（ ） A. B. C. D. 6.一正弦式交变电流的i - t 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=2cos5 πtA D. 该交变电流的有效值为 ❑√2 2 A 7. 标有“6 V，3 W”的灯泡接在正弦式交流电源上，正常发光，通过灯泡的电流随时间变 化的规律如图所示。下列说法正确的是（ ） A.通过灯泡的电流表达式为i＝ ❑√2 2 sin（100πt）A B.交变电流每秒电流方向改变50 次 C.灯泡一分钟内消耗的电能为3 J D.灯泡两端电压的峰值为6 V 二、含变压器的交变电流问题 8. 如图所示，闭合开关后，R =5Ω的电阻两端的交流电压为u=50 ❑√2sin 10 πtV，电压表 和电流表均为理想交流电表，则（ ） A. 该交流电周期为0.02s B. 电压表的读数为100V C. 电流表的读数为10A D. 电阻的电功率为1kW 9.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24 ❑√2V 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 10. 如图所示为模拟街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器输入的交流电压可 视为不变，变压器输出的低压交流电通过输电线输送给用户，定值电阻R0表示输电线的电 阻，变阻器R 表示用户用电器的总电阻。若变压器为理想变压器，电表为理想电表，当接 入电路的家用电器个数增加时（ ） A.V2示数变大 B.V1示数变小 C.A1示数变大 D.A2示数变小 11. 如图所示，软铁环上绕有M、N 两个线圈，线圈M 与直流电源、电阻和开关S1相连， 线圈N 与电流表和开关S2相连。下列说法正确的是（ ） A.保持S1闭合，软铁环中的磁场为逆时针方向 B.保持S1闭合，在开关S2闭合的瞬间，通过电流表的电流为b→a C.保持S2闭合，在开关S1闭合的瞬间，通过电流表的电流为b→a D.保持S2闭合，在开关S1断开的瞬间，电流表所在回路不会产生电流 12. 如图所示，在匀强磁场中有一电阻忽略不计的矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动， 产生的正弦交流电的感应电动势e 随时间t 的变化如图甲所示，把该交流电输入到图乙中理 想变压器的A、B 两端。Rt为热敏电阻（已知其电阻随温度升高而减小），R 为定值电阻， 图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是（ ） A.变压器A、B 两端电压的瞬时值表达式为u＝51sin 50πt（V） B.图甲中t＝1×10－2 s 时，穿过线圈的磁通量为0 C.Rt温度升高后，电压表V1与V2示数的比值不变 D.Rt温度降低后，变压器的输入功率减小 13.张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、输 电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z 转，通过转速比为1:n的升速齿轮箱 带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B， t =0时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后。 输出电压为U。忽略线圈电阻，下列说法正确的是（ ） A. 发电机输出的电压为❑√2πNBSz B. 发电机输出交变电流的频率为2πnz C. 变压器原、副线圈的匝数比为 ❑√2πNBSnz:U D. 发电机产生的瞬时电动势 e = ❑√2πNBSnz sin (2πnz)t 14. 如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出u=5sin100 πt (V)的交流电， 经原、副线圈匝数分别为n1和n2的变压器升压至峰值大于10kV，就会在打火针和金属板间 引发电火花，实现点火。下列正确的是（ ） A. n2 n1 < 7 20000 B. n1 n2 < 1 2000 C. 用电压表测原线圈两端电压，示数为5V D. 副线圈输出交流电压的频率是100Hz 15.如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220 ❑√2sin100 πt (V)的交流电源上，副线圈接 有R =55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下 列说法正确的是（） A. 原线圈的输入功率为220 ❑√2W B. 电流表的读数为1A C. 电压表的读数为110 ❑√2V D. 副线圈输出交流电的周期为50s 16.如图所示。某光伏电站输出功率1000kV、电压400V 的交流电，经理想变压器升压至 10kV 后，通过输电线输送到变电站，输电线的等效电阻R 为5Ω。下列说法正确的是（） A. 变压器原、副线圈匝数比为1:100 B. 输电线上由R 造成的电压损失为500V C. 变压器原线圈中的电流为100A D. 变压器原、副线圈中电流的频率不同 17. 燃油汽车启动时，火花塞产生电火花的简化电路如图所示，初级线圈回路中的电源电 动势为12 V，次级线圈回路中的火花塞的两个电极P，Q 靠得很近。汽车启动时，开关不 停地闭合、断开，次级线圈产生的瞬时高压可达千伏甚至万伏，使电极P，Q 间产生电火 花，点燃汽缸中的可燃混合气。下列说法正确的是（ ） 4 题图 A.开关闭合瞬间，P，Q 间无电压 B.开关断开瞬间，火花塞会产生电火花 C.初级线圈的匝数应远大于次级线圈的匝数 D.P，Q 间的高压是由于次级线圈的自感现象产生的 三、含电感和电容的交变电流问题 18.如图所示的电路称为“电荷泵”电路。D 为二极管，具有单向导电性。C 为电容器，L 为电感线圈。电源的电动势为E。开关S 每闭合、断开一次，电容器C 两端电压即提升一 次。使开关S 多次闭合、断开，在电容器C 两端可以获得远远超出E 的高压。关于此电路， 以下说法正确的是（ ） A.开关S 断开后，电感线圈中有往复的交变电流 B.开关S 断开后，电感线圈两端的电压始终等于电容器两端的电压 C.电容器C 的上极板不断积累负电荷，下极板不断积累正电荷 D.电感线圈匝数越多，电容器两端最终能够获得的电压值越大 19.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（光敏电阻的阻值随着光照增加而减少）。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，三个泡均变暗 20.如图所示，线圈自感系数为L，电容器电容为C，电源电动势为E、A1、A2和A3是三个 相同的小灯泡。开始时，开关S 处于断开状态。忽略线圈电阻和电源内阻，将开关S 闭合， 下列说法正确的是（ ） A. 闭合瞬间，A1与A2同时亮起 B. 闭合后，A2亮起后亮度不变 C. 稳定后，A1与A3亮度一样 D. 稳定后，电容器的电荷量是CE 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A D C A C A C B C 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 C D C B B B B C A C
