2022年高考物理真题和模拟题分类汇编 专题10 恒定电流和交变电流（学生版+解析版）.pdf

专题1 0恒定电流和交变电流【真题汇编】1、（2022 浙 江 6 月 卷 T12）风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为9 m/s时，输出电功率为4（）5 k W,风速在5 1 0 m/s范围内，转化效率可视为不变.该风机叶片旋转一周扫过的面积为A,空气密度为，风场风速为v,并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是（）A.该风力发电机的输出电功率与风速成正比B.单位时间流过面积A 的流动空气动能为:pAv2C.若每天平均有LO xlO kw 的风能资源，则每天发电量为2.4 x l（）9kw.hD.若风场每年有5000h风速在6 1 0 m/s的风能资源，则该发电机年发电量至少为6.0 x l（）5kW-h2、（2022 浙 江 1 月 卷 T12）某节水喷灌系统如图所示，水 以%=15m/s的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持”=3.75m不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220V,输入电流为2.0A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为 7 5%,忽略水在管道中运动的机械能损失，则（）A.每秒水泵对水做功为7 5 JB.每秒水泵对水做功为2 2 5 JC.水泵输入功率为4 4 0 WD.电动机线圈的电阻为1 0 C3、（2 0 2 2 湖南卷 T 6）如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头R初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻用的阻值为R,滑动变阻器&的最大阻值为9R,滑片巳初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U,理想电流表A的 示 数 为 下 列 说 法 正 确 的 是（）A.保持R位置不变，巳向左缓慢滑动的过程中,/减小，U不变B.保持R位置不变，巳向左缓慢滑动的过程中,（消耗的功率增大c.保 持 P）位置不变，R向下缓慢滑动的过程中,/减小，U增大D.保持巳位置不变，R向下缓慢滑动的过程中,Ri消耗的功率减小4、（2 0 2 2 山 东 卷 T 4）如图所示的变压器，输入电压为220V,可输出1 2 V、1 8 V、30V电压，匝数为勺的原线圈中电随时间变化为 =U m C O S（1 0 0 加）.单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为O.l V o 将阻值为1 2。的电阻R接在8C两端时，功率为12W。下列说法正确的是（）A.i 为 1 1 0 0 匝，4 为 2 2 0 VB.BC间线圈匝数为1 2 0 匝，流过火的电流为1.4 AC.若将R接 在 两 端，H两端的电压为1 8 V,频率为1 0 0 H zD.若将R接在AC两端，流过R的电流为2.5 A,周期为0.0 2 s5、（2 0 2 2 浙 江 6月 卷 T 5）下列说法正确的是（）A.恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用B.小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向C.正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大D.升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率6、（2 0 2 2 浙 江 1 月 卷 T 9）如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况，摇动手柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动；乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况，皮带轮带动固定在转轴两侧的两个线圈转动。下列说法正确的是（）B.乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场C.甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电D.乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电7、（2022 湖 北 T9）近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电原理图如图所示。发射线圈的输入电压为220V、匝数为1100匝，接收线圈的匝数为5 0匝。若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的8 0%,忽略其它损耗，下列说法正确的是（）A.接收线圈的输出电压约为8 VB.接收线圈与发射线圈中电流之比约为22:1C.发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同D.穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同【突破练习】1.（2022 北京市海淀区高三下学期一模）如图所示为某实验小组设计的两个量程的电流表，已知表头G的满偏电流为乙，定值电阻凡、&的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时，电流表的量程为A,当使用1和3两个端点时，电 流 表 的 量 程 为 下 列 说 法 正 确 的 是（）A.A=2/gB./2=3ZgC.若仅使4 阻值变小，则 L 和 乙均变大D 若仅使&阻值变小，则 人和 乙均变大2.（2022 山东荷泽高三下学期一模）如图所示为科学家研发出的一款超小型风力发电机，也被称之为郁金香风力发电机，可以供家庭使用，具有噪音极低，启动风速较小等特点。某家庭装有郁金香风力发电机10台，某日该地区的风速是6 m/s,风吹到的叶片有效面积为1 m 已知空气的密度为L 2 k g/m 假如该风力发电机能将通过此有效面积内空气动能的40%转化为电能。下列表述符合事实的是（）A.每秒冲击每台风力发电机叶片的空气体积为In?B.每秒冲击每台风力发电机叶片的空气动能为259.2JC.每台风力发电机发电的功率为129.6WD.该风力发电机组工作2 4 h,发电量约12.44kW-h3.（2022 山东烟台市德州市高三下学期一模）某压敏电阻的阻值R 随压力F 变化的规律如图甲所示，将它水平放在电梯地板上并接入如图乙所示的电路中，在其受压面上放一物体?，即可通过电路中电流表A的示数/来研究电梯的运动情况。已知电梯静止时电流表的示数为/o。下列说法正确的是（）A.若示数/=/o,则电梯一定处于静止状态B.若示数/保持不变，则电梯一定做匀速运动C.若示数/在增大，则电梯的速度在增大D.若示数A/o,则电梯可能在减速向下运动4.（2022 广东汕头市高三下学期一模）图示为小沈同学家新买的地机器人，他从使用说明书上得到了信息：电机的额定功率3 5 W,由规格为DC14.8V/2200mAh的锂电池供电，当锂电池剩余电量为总容量的20%时,扫地机器人就自动回座机充电。结合上述信息，下列说法正确的是（）A.DC14.8V/2200mAh表示该电池输出的是交流电B.该机器人电机的额定电流为0.42AC.正常工作时机器人电动机每秒钟输出35J动能D.电池充满电后机器人正常工作约45mim后回座机充电5.（2022 北京市延庆区高三下学期一模）随着环境问题的日益严重以及电池技术的发展，零排放的纯电动汽车逐渐走入了我们的生活。随着电池容量、可靠性、安全性与充电技术等的不断成熟，纯电动汽车正在迅速发展。截至2017年底，我国自主研发了各类用途的数百款纯电动汽车，保有量以百万计。纯电动汽车的发展将极大缓解燃油汽车带来的污染问题，有助于改善城市的空气质量。下表是某款电动汽车的蓄电池参数，据此下列说法正确的是（)电池只数1 0 0 只电池容量/只1200mA-h充电参数（电压/电流）4 2 0V,2 0A放电时平均电压/只3.3 VA.电池从完全没电到充满电所需时间为12 hB.电池容量的单位m A-h 就是能量单位C.该电池组充电时的功率为8.4x l（）3 wD.该电池组充满电时的能量约为8.4X 103 J6.（2 02 2 山东济南市高三下学期一模）如图所示，交流电源与理想变压器相连进行远距离输电，交流电源电压的瞬时值“=110底 s i n 100加（V）,降压变压器的原、副线圈匝数之比为50：I I,两变压器间输电线路的总电阻为2 5C。降压变压器副线圈接入一台额定电压为2 2 0V、额定功率为1000W 的电动机，电动机恰好正常工作。图中电表均为理想电表，下列说法正确的是（）A.电压表的示数为156 VB.电流表的示数为2 0AC.两变压器间输电线电阻消耗的功率为2 5WD.升压变压器原、副线圈的匝数比为1口147.（2 02 2 山东蒲泽高三下学期一模）如图所示，一个匝数N=2 0、电阻尸=1 Q的矩形线圈，以固定转速50r/s在匀强磁场中旋转，从图示位置开始计时，其产生的交变电流通过一匝数比1：2=2 0：3 的理想变压器，给副线圈电路供电，定值电阻N=1。，&=5 Q,R =1 Q；灯泡c的电阻恒为10。，额定电压为2 4V,灯泡正常工作，可以判断（）A.电阻消耗的电功率为2.2 5W B.穿过线圈平面的最大磁通量为 一w b100万C.矩 形 线 圈 热 功 率 为 0.12 96 W D./=（）时刻流过线圈的电流为零8.（2 02 2 山东烟台市德州市高三下学期一模）如图所示电路中，理想变压器原线圈两接线柱间的交流电压的有效值不变，两灯泡L、L 2 规格完全相同，在以下各种操作中各电路元件都没有损坏，下列说法正确的是（）A 仅使滑片M下移，电流表示数变大B.仅使滑片M下移，变压器原线圈中的电流变大C.仅使滑片N自变阻器。端向b 端移动，灯泡L 2 中的电流一直增大D.仅使滑片，自变阻器。端向b 端移动，电流表示数一直增大9.（2 02 2 湖南岳阳市高三下学期二模）如图为电能输送示意图，左侧变压器原、副线圈的匝数之比为1：3,连接两理想变压器的输电线的总电阻为10C,右侧变压器原、副线圈的匝数之比为2：1,输电线上损失的功率为1 0 W o 已知降压变压器副线圈两端的交变电压4 =2 2（）底 S i n l（X）%f（V）,将变压器视为理想变压器，下列说法正确的是（）A.负载电阻的阻值为440cB.升压变压器输入功率为450WC.通过输电线上的电流为1AD.升压变压器输入电压的表达式为=15OsinlOOR（V）10.（2022 湖北八市高三下学期二模）如图甲所示，100匝圆形线圈接入理想变压器的原线圈，变压器的副线圈接入阻值为R 的电阻，电表都是理想电表。已知每匝线圈的电阻均为凡若在线圈位置加入垂直于线圈平面的磁场，磁感应强度8 随时间f按正弦规律变化的图像如图乙所示，得到圆形线圈的电热功率与电阻R 的功率相等。下列说法正确的是（）A.工时刻两电流表示数均达最大2TB.一时刻两电流表示数均为04C.原、副线圈匝数比勺：4 =10:11）.对某一段线圈来说，当磁感应强度最大时，受到的安培力最大专题1 0恒定电流和交变电流【真题汇编】1、(2022 浙 江6月 卷 T12)风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为9m/s时，输出电功率为4 0 5 k W,风速在5 10m/s范围内，转化效率可视为不变.该风机叶片旋转一周扫过的面积为A,空气密度为，风场风速为v,并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是()A.该风力发电机的输出电功率与风速成正比B.单位时间流过面积A的流动空气动能为:pAv2C.若每天平均有lO xlO kw的风能资源，则每天发电量为2.4xl()9kW-hD.若风场每年有5000h风速在6 10m/s的风能资源，则该发电机年发电量至少为6.0 xl()5kw.h【答案】D【解析】A B.单位时间流过面积A的流动空气体积为%=心单位时间流过面积A的流动空气质量为%=2%=2 Au单位时间流过面积A的流动空气动能为1 m,y 2=1 p A.v32 0 2风速在5 10m/s范围内，转化效率可视为不变，可知该风力发电机 输出电功率与风速的三次方成正比，AB错误；C.山于风力发电存在转化效率，若每天平均有1.0 xl（）8kW的风能资源，则每天发电量应满足E/o时，电路中电流比静止时变大，说明压敏电阻阻值变小，压力增大，压力大于重力，加的合外力向上，加速度方向向上，如果电梯正在上升,则为加速上升，如果电梯正在下降，则为减速下降，故 D正确。故选D。4.（2 0 2 2 广东汕头市高三下学期一模）图示为小沈同学家新买的地机器人，他从使用说明书上得到了信息：电机的额定功率35W,由规格为D C1 4.8V/2 2 0 0 m A h 的锂电池供电，当锂电池剩余电量为总容量的2 0%时，扫地机器人就自动回座机充电。结合上述信息，下列说法正确的是（）A.DC14.8 V/2 2 00m A h表示该电池输出的是交流电B.该机器人电机的额定电流为0.4 2 AC.正常工作时机器人电动机每秒钟输出3 5 J 动能I）.电池充满电后机器人正常工作约4 5 m i m 后回座机充电【答案】D【解析】A.DC14.8V/2200mAh表示该电池输出的是直流电，选项A 错误;B.该机器人电机的额定电流为选项B 错误；C.正常工作时机器人电动机内阻要产生部分内能，则每秒钟输出动能小于3 5 J,选项C 错误；D.机器人人正常工作的时间q 0.8x2.200A h 八,“t=-=-0.75h=45 minI 2.36A选 项 D 正确。故选D。5.（2022 北京市延庆区高三下学期一模）随着环境问题的日益严重以及电池技术的发展，零排放的纯电动汽车逐渐走入了我们的生活。随着电池容量、可靠性、安全性与充电技术等的不断成熟，纯电动汽车正在迅速发展。截至2017年底，我国自主研发了各类用途的数百款纯电动汽车，保有量以百万计。纯电动汽车的发展将极大缓解燃油汽车带来的污染问题，有助于改善城市的空气质量。下表是某款电动汽车的蓄电池参数，据此下列说法正确的是（）电池只数100只电池容量/只1 200mA.h充电参数（电压/电流）420V,20A放电时平均电压/只3.3VA.电池从完全没电到充满电所需时间为12hB.电池容量的单位mA-h就是能量单位C.该电池组充电时的功率为8.4xl()3w1).该电池组充满电时的能量约为8.4xl(pJ【答案】C【解析】A.电池从完全没电到充满电所需时间为q 100 x1200mA h 八t=-=-=6hI 20A故A错误；B.电池容量的单位m A-h是电量的单位，故B错误；C.该电池组充电时的功率为P=UI=420X20W=8400W故C正确；D.该电池组充满电时的能量为W=UIt=420Vx 20Ax6h=50.4kW h a l.8 x l08J故D错误。故选C。6.（2 02 2 山东济南市高三下学期一模）如图所示，交流电源与理想变压器相连进行远距离输电，交流电源电压的瞬时值“=110及 s i n 100兀，（V）,降压变压器的原、副线圈匝数之比为5 0：11,两变压器间输电线路的总电阻为2 5 C。降压变压器副线圈接入一台额定电压为2 2 0V、额定功率为1000W的电动机，电动机恰好正常工作。图中电表均为理想电表，下列说法正确的是（）A.电压表的示数为1 56V B.电流表的示数为2 0 AC.两变压器间输电线电阻消耗的功率为2 5W D.升压变压器原、副线圈的匝数比为1 ：1 4【答案】C【解析】A.电压表的示数为交流电源电压的有效值为1 1 0 V,A错误；B.根据一3 _%U 4代入数据可得5 _ 5 02 2 0-1 7求得t/3=iooov在降压变压器的输入端，且输入功率P=1 0 0 0 W,山P=UI代入数据可得A=1A即电流表读数为1 A,B错误；C.由9=小得输电线上损失功率为格=25WC正确；D.升压变压器副线圈的电压为S=S+/3-1025V由=2U2 n2得升压变压器原、副线圈的匝数比为勺_ 22丁 丽D错误。故选C。7.（2022 山东荷泽高三下学期一模）如图所示，一个匝数N=20、电阻r=1。的矩形线圈，以固定转速50r/s在匀强磁场中旋转，从图示位置开始计时，其产生的交变电流通过一匝数比1：2=2 0：3 的理想变压器,给副线圈电路供电，定值电阻A=1 0。，&=5。，R =1 O；灯泡c的电阻恒为1 0。，额定电压为2 4 V,灯泡正常工作，可以判断（）A.电阻R 消耗的电功率为2.2 5WC.矩 形 线 圈 热 功 率 为 0.1 2 9 6WB.穿过线圈平面的最大磁通量为一Lwb1 0 0 乃D./=0时刻流过线圈的电流为零【答案】A C D【解析】A.灯泡工的电阻恒为1 0。，额定电压为2 4 V,灯泡正常工作，则5*则/,=0.9 AI2=1.5A因此=/27?=1.52x l =2.2 5WA正确；B.以固定转速50 r/s 在匀强磁场中旋转，则=2兀 =lOOrad/s由A 推理得=/禺+24=33V由刍 _ 幺-型n,U2 3则U,=220V由殳=2 A则/1-0.36A所以E=q +/=220+0.36 x 1 =220.36V因为Em=NBSs则内 Em 11.1872BS=-wbB 错误;C.矩形线圈的热功率为p=/r=0 362xl=0.1296WC正确；D.f=0时刻，磁通量最大，磁通量变化率为零，流过线圈的电流为零，D正确。故选ACD。8.（2022 山东烟台市德州市高三下学期一模）如图所示电路中，理想变压器原线圈两接线柱间的交流电压的有效值不变，两灯泡L、L2规格完全相同，在以下各种操作中各电路元件都没有损坏，下列说法正确的是（）A仅使滑片下移，电流表示数变大B.仅使滑片M下移，变压器原线圈中的电流变大C.仅使滑片N自变阻器。端向b端移动，灯泡L2中的电流一直增大D.仅使滑片，自变阻器“端向b端移动，电流表示数一直增大【答案】C【解析】A.仅使滑片“下移，副线圈匝数减小，根据理想变压器U2 n2知副线圈电压减小，副线圈电路电阻不变，所以电流减小，故A错误;B.仅使滑片M 卜移，副线圈电压、电流均减小，所以副线圈功率减小，根据理想变压器特点U3=UL知原线圈中电流变小，故 B错误；C.仅使滑片N自变阻器。端向6 端移动，井联部分电路电压（副线圈电压）不变，L 2 所在支路电阻逐渐减小，根据并联分流特点可知，L 2 中电流一直增大，故 C正确；D.仅使滑片N自变阻器。端向6 端移动，则并联部分电阻先增大后减小，副线圈总电阻先增大后减小，副线圈电压不变，所以副线圈总电流（电流表示数）先减小后增大，故 D错误。故选C。9.（2 0 2 2 湖南岳阳市高三下学期二模）如图为电能输送示意图，左侧变压器原、副线圈的匝数之比为1：3,连接两理想变压器的输电线的总电阻为1 0 Q,右侧变压器原、副线圈的匝数之比为2：1,输电线上损失的功率为i o w 已知降压变压器副线圈两端的交变电压=2 2（）底 s i n 1 0 0 R（V）,将变压器视为理想变压器，下列说法正确的是（）A.负载电阻的阻值为4 4 0。B.升压变压器输入功率为4 5 0 WC.通过输电线上的电流为1 AD.升压变压器输入电压的表达式为=1 5 0 s i nl0 0 R（V）【答案】BC【解析】AC.输电线损失功率为解得/3=1A降压变压器副线圈电路电流Z i=%，3%解得/4=2A负载电阻的阻值为/?旦=型。=110。乙2故 A 错误，C 正确；B.降压变压器副线圈两端电压-3 =%_ 3以一得一220得降压变压器副线圈两端电压S=440V则可得升压变压器输入功率为又尸产2+4；2=/3解得P i=4 5 0 W故B正确：D.升压变压器副线圈两端电压5=S+/2 尸4 5 0 V又解得t/i=l 5 0 V升压变压器输入电压的表达式为=15072sin 100（V），故D错误。故选B C。10.（2 0 2 2 湖北八市高三下学期二模）如图甲所示，1 0 0匝圆形线圈接入理想变压器的原线圈，变压器的副线圈接入阻值为R的电阻，电表都是理想电表。已知每匝线圈的电阻均为R,若在线圈位置加入垂直于线圈平面的磁场，磁感应强度8随时间f按正弦规律变化的图像如图乙所示，得到圆形线圈的电热功率与电阻R的功率相等。下列说法正确的是（）TA.一时刻两电流表示数均达最大2B.2时刻两电流表示数均为04C.原、副线圈匝数比勺：%=1 0:1D.对某一段线圈来说，当磁感应强度最大时，受到的安培力最大【答案】C【解析】A B.电表测量的是有效值，不是瞬时值，两电流表的示数不变，A B错误;C.根据题意得/；x lO O R=/；x/?_ n212解得_ 1 0%1C正确；D.当磁感应强度最大时，感应电流等于零，线圈受到的安培力等于零，D错误。故选C。