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2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-2）
第五部分 交变电流
专题5.23 近三年高考真题精选精练
一、选择题
1.（2019高考理综天津卷）单匝闭合矩形线框电阻为，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量与时间的关系图像如图所示。下列说法正确的是（ ）

A.时刻线框平面与中性面重合 B.线框的感应电动势有效值为
C.线框转一周外力所做的功为 D.从到过程中线框的平均感应电动势为
【参考答案】BC
【名师解析】时刻线框中磁通量为零，线框平面与中性面垂直，选项A错误；产生的感应电动势最大值Em=BSω=Φm`2π/T，有效值E=Em/=，选项B正确；根据功能关系，线框转一周外力所做的功等于线框产生的焦耳热，W=T=，选项C正确；从到过程中线框中磁通量变化为△Φ=Φm，产生的平均感应电动势为E==，选项D错误。
2. （2019高考理综天津卷）笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作：当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为、长为的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压，以此控制屏幕的熄灭。则元件的（ ）

A.前表面的电势比后表面的低 B.前、后表面间的电压与无关
C.前、后表面间的电压与成正比 D.自由电子受到的洛伦兹力大小为
【参考答案】D
【名师解析】矩形半导体霍尔元件中电流方向向右，元件内的导电粒子（自由电子）向左运动，由左手定则可判断出自由电子所受洛伦兹力方向指向后表面，自由电子汇集与后表面，使后表面电势较低，所以前表面的电势比后表面的高，选项A错误；由eU/a=evB解得U=Bva，所以前、后表面间的电压与成正比，与a成正比，选项BC错误；自由电子受到的洛伦兹力大小为evB=，选项D正确。
3．（2019高考江苏卷物理1）某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1：10，当输入电压增加20 V时，输出电压（ ）
（A）降低2 V （B）增加2 V （C）降低200 V （D）增加200 V
【参考答案】D
【名师解析】由理想变压器原、副线圈电压比等于匝数比即，得：，即副线圈两端电压与原线圈两端电压成正比，所以有：，当输入电压增加20V时，输出电压增大200V，故D正确。
4.（2018江苏高考物理）采用220 kV高压向远方的城市输电．当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的，输电电压应变为（ ）
（A）55 kV （B）110 kV （C）440 kV （D）880 kV
【参考答案】 C
【名师解析】本题考查电能输送及其相关知识点。由P=UI，P损=I2R，可得P损=(P/U)2R。当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的，输电电压应变为原来的2倍，即输电电压应变为440kV，选项C正确。
5.（2018海南高考物理）如图，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，有一面积为S的矩形单匝闭合导线abcd, ab 边与磁场方向垂直，线框的电阻为R。使线框以恒定角速度绕过ad、bc中点的轴旋转。下列说法正确的是（ ）

A.线框abcd中感应电动势的最大值是
B.线框abcd中感应电动势的有效值是
C.线框平面与磁场方向平行时，流经线框的电流最大
D.线框平面与磁场方向垂直时，流经线框的电流最大
【参考答案】AC
【名师解析】本题考查正弦交变电流的产生及其相关知识点。线框abcd中感应电动势的最大值是Em=，有效值为E=Em/=/，选项A正确B错误；线框平面与磁场方向平行时，穿过线框的磁通量为零，磁通量的变化率最大，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势最大，流经线框的电流最大，选项C正确；线框平面与磁场方向垂直时，穿过线框的磁通量最大，磁通量的变化率最小为零，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为零，流经线框的电流为零，选项D错误。
6.（2018高考天津理综）教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的，则（ ）

A．R消耗的功率变为 B．电压表V的读数为
C．电流表A的读数变为2I D．通过R的交变电流频率不变
【参考答案】B
【名师解析】本题考查交变电流的产生和变压器及其相关知识点。根据交流电电动势，发电机线圈的转速变为原来的，则交流电的最大值也变为原来的，从而有效值也变为原来的，由ω=2πf=2πn可知交变电流的频率f也变为原来的，根据变压器变压公式可知，次级线圈的电压也就是电压表V的读数变为原来的，根据, R消耗的功率变为，选项A错误B正确；根据PR=U2I2=U×I1==UI，解得I1=，即电流表A的读数变为；由于变压器不改变交变电流的频率，所以发电机线圈的转速变为原来的，通过R的交变电流频率当然也变为原来的，选项D错误。
7.（2018高考全国理综III）一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交变电源上，在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值为u0，周期为T，如图所示。则Q方: Q正等于

A． B． C．1:2 D．2:1
【参考答案】D
【名师解析】本题考查交变电流的有效值及其相关知识点。根据题述，正弦交变电流的电压有效值为U=，而方波交流电的有效值为U=u0，根据焦耳定律和欧姆定律，Q=I2RT=T，可知在一个周期T内产生的热量与电压有效值的二次方成正比，Q方∶Q正= u02∶（）2=2∶1，选项D正确。
8.（2017海南物理）如图，电阻R、电容C和电感L并联后，接入输出电压有效值、频率可调的交流电源。当电路中交流电的频率为f时，通过R、C和L的电流有效值恰好相等。若将频率降低为，分别用I1、I2和I3表示此时通过R、C和L的电流有效值，则

A．I1>I3 B．I1>I2 C．I3>I2 D．I2=I3
【参考答案】.BC
【名师解析】本题考查含电容器和电感器的交流电路及其相关知识点。根据感抗和容抗与频率的关系可知，若将频率降低为，感抗减小，容抗增大，电阻阻值不变，通过R的电流有效值不变，通过C的电流有效值减小，通过L的电流有效值增大，即I3>I2，I1>I2，选项BC正确。
9.(2017·天津理综)(多选)在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为 2 Ω，则(　　)

A.t＝0时，线圈平面平行于磁感线 B.t＝1 s时，线圈中的电流改变方向
C.t＝1.5 s时，线圈中的感应电动势最大 D.一个周期内，线圈产生的热量为8π2 J
【参考答案】　AD
【名师解析】：本题考查交变电流的产生及其相关知识点。　t＝0时，磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，故选项A正确；每经过一次中性面(线圈平面垂直于磁感线，磁通量有最大值)电流的方向改变一次，t＝1 s时，磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，故选项B错误；t＝1.5 s时，磁通量有最大值，但磁通量的变化率为零，根据法拉第电磁感应定律可知线圈中的感应电动势为零，故选项C错误；感应电动势最大值Em＝NBSω＝N·Φm·＝4π V，有效值E＝＝2π V，一个周期内线圈产生的热量Q＝T＝8π2 J，故选项D正确。
10.（2017北京理综第16题）如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，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 B．电流表的读数为
C．电压表的读数为 D．副线圈输出交流电的周期为50s
【参考答案】B
【名师解析】本题考查变压器及其相关知识点。电表的读数均为有效值，因此在原线圈两端电压有效值为220V，由理想变压器原副线圈两端电压与线圈匝数成正比，因此副线圈两端电压有效值为110V，故选项C错误；流过电阻R的电流为2A，可知负载消耗的功率为220W，根据能量守恒可知，原线圈的输入功率为220W，故选项A错误；由P=UI可知，电流表的读数为1A，故选项B正确，由交变电流瞬时值表达式可知：ω=100π，因此周期为：T=0.02s，故选项D错误。



















2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-2）
第五部分 交变电流
专题5.23 近三年高考真题精选精练
一、选择题
1.（2019高考理综天津卷）单匝闭合矩形线框电阻为，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量与时间的关系图像如图所示。下列说法正确的是（ ）

A.时刻线框平面与中性面重合 B.线框的感应电动势有效值为
C.线框转一周外力所做的功为 D.从到过程中线框的平均感应电动势为
【参考答案】BC
【名师解析】时刻线框中磁通量为零，线框平面与中性面垂直，选项A错误；产生的感应电动势最大值Em=BSω=Φm`2π/T，有效值E=Em/=，选项B正确；根据功能关系，线框转一周外力所做的功等于线框产生的焦耳热，W=T=，选项C正确；从到过程中线框中磁通量变化为△Φ=Φm，产生的平均感应电动势为E==，选项D错误。
2. （2019高考理综天津卷）笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作：当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为、长为的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压，以此控制屏幕的熄灭。则元件的（ ）

A.前表面的电势比后表面的低 B.前、后表面间的电压与无关
C.前、后表面间的电压与成正比 D.自由电子受到的洛伦兹力大小为
【参考答案】D
【名师解析】矩形半导体霍尔元件中电流方向向右，元件内的导电粒子（自由电子）向左运动，由左手定则可判断出自由电子所受洛伦兹力方向指向后表面，自由电子汇集与后表面，使后表面电势较低，所以前表面的电势比后表面的高，选项A错误；由eU/a=evB解得U=Bva，所以前、后表面间的电压与成正比，与a成正比，选项BC错误；自由电子受到的洛伦兹力大小为evB=，选项D正确。
3．（2019高考江苏卷物理1）某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1：10，当输入电压增加20 V时，输出电压（ ）
（A）降低2 V （B）增加2 V （C）降低200 V （D）增加200 V
【参考答案】D
【名师解析】由理想变压器原、副线圈电压比等于匝数比即，得：，即副线圈两端电压与原线圈两端电压成正比，所以有：，当输入电压增加20V时，输出电压增大200V，故D正确。
4.（2018江苏高考物理）采用220 kV高压向远方的城市输电．当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的，输电电压应变为（ ）
（A）55 kV （B）110 kV （C）440 kV （D）880 kV
【参考答案】 C
【名师解析】本题考查电能输送及其相关知识点。由P=UI，P损=I2R，可得P损=(P/U)2R。当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的，输电电压应变为原来的2倍，即输电电压应变为440kV，选项C正确。
5.（2018海南高考物理）如图，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，有一面积为S的矩形单匝闭合导线abcd, ab 边与磁场方向垂直，线框的电阻为R。使线框以恒定角速度绕过ad、bc中点的轴旋转。下列说法正确的是（ ）

A.线框abcd中感应电动势的最大值是
B.线框abcd中感应电动势的有效值是
C.线框平面与磁场方向平行时，流经线框的电流最大
D.线框平面与磁场方向垂直时，流经线框的电流最大
【参考答案】AC
【名师解析】本题考查正弦交变电流的产生及其相关知识点。线框abcd中感应电动势的最大值是Em=，有效值为E=Em/=/，选项A正确B错误；线框平面与磁场方向平行时，穿过线框的磁通量为零，磁通量的变化率最大，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势最大，流经线框的电流最大，选项C正确；线框平面与磁场方向垂直时，穿过线框的磁通量最大，磁通量的变化率最小为零，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为零，流经线框的电流为零，选项D错误。
6.（2018高考天津理综）教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的，则（ ）

A．R消耗的功率变为 B．电压表V的读数为
C．电流表A的读数变为2I D．通过R的交变电流频率不变
【参考答案】B
【名师解析】本题考查交变电流的产生和变压器及其相关知识点。根据交流电电动势，发电机线圈的转速变为原来的，则交流电的最大值也变为原来的，从而有效值也变为原来的，由ω=2πf=2πn可知交变电流的频率f也变为原来的，根据变压器变压公式可知，次级线圈的电压也就是电压表V的读数变为原来的，根据, R消耗的功率变为，选项A错误B正确；根据PR=U2I2=U×I1==UI，解得I1=，即电流表A的读数变为；由于变压器不改变交变电流的频率，所以发电机线圈的转速变为原来的，通过R的交变电流频率当然也变为原来的，选项D错误。
7.（2018高考全国理综III）一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交变电源上，在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值为u0，周期为T，如图所示。则Q方: Q正等于

A． B． C．1:2 D．2:1
【参考答案】D
【名师解析】本题考查交变电流的有效值及其相关知识点。根据题述，正弦交变电流的电压有效值为U=，而方波交流电的有效值为U=u0，根据焦耳定律和欧姆定律，Q=I2RT=T，可知在一个周期T内产生的热量与电压有效值的二次方成正比，Q方∶Q正= u02∶（）2=2∶1，选项D正确。
8.（2017海南物理）如图，电阻R、电容C和电感L并联后，接入输出电压有效值、频率可调的交流电源。当电路中交流电的频率为f时，通过R、C和L的电流有效值恰好相等。若将频率降低为，分别用I1、I2和I3表示此时通过R、C和L的电流有效值，则

A．I1>I3 B．I1>I2 C．I3>I2 D．I2=I3
【参考答案】.BC
【名师解析】本题考查含电容器和电感器的交流电路及其相关知识点。根据感抗和容抗与频率的关系可知，若将频率降低为，感抗减小，容抗增大，电阻阻值不变，通过R的电流有效值不变，通过C的电流有效值减小，通过L的电流有效值增大，即I3>I2，I1>I2，选项BC正确。
9.(2017·天津理综)(多选)在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为 2 Ω，则(　　)

A.t＝0时，线圈平面平行于磁感线 B.t＝1 s时，线圈中的电流改变方向
C.t＝1.5 s时，线圈中的感应电动势最大 D.一个周期内，线圈产生的热量为8π2 J
【参考答案】　AD
【名师解析】：本题考查交变电流的产生及其相关知识点。　t＝0时，磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，故选项A正确；每经过一次中性面(线圈平面垂直于磁感线，磁通量有最大值)电流的方向改变一次，t＝1 s时，磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，故选项B错误；t＝1.5 s时，磁通量有最大值，但磁通量的变化率为零，根据法拉第电磁感应定律可知线圈中的感应电动势为零，故选项C错误；感应电动势最大值Em＝NBSω＝N·Φm·＝4π V，有效值E＝＝2π V，一个周期内线圈产生的热量Q＝T＝8π2 J，故选项D正确。
10.（2017北京理综第16题）如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，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 B．电流表的读数为
C．电压表的读数为 D．副线圈输出交流电的周期为50s
【参考答案】B
【名师解析】本题考查变压器及其相关知识点。电表的读数均为有效值，因此在原线圈两端电压有效值为220V，由理想变压器原副线圈两端电压与线圈匝数成正比，因此副线圈两端电压有效值为110V，故选项C错误；流过电阻R的电流为2A，可知负载消耗的功率为220W，根据能量守恒可知，原线圈的输入功率为220W，故选项A错误；由P=UI可知，电流表的读数为1A，故选项B正确，由交变电流瞬时值表达式可知：ω=100π，因此周期为：T=0.02s，故选项D错误。

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