押题精选13-交变电流-2021年高考物理108所名校押题精选解析版.doc

押题精选13交变电流
1．汽车的“点火线圈”实际上是一个变压器低压直流通过一个开关输入初级线圈，在开关断开或闭合的瞬间，将会在次级线圈中产生脉冲高电压形成电火花图1和图2分别是初级线圈、次级线圈电压随时间变化的图像，则（）

A．t1时刻开关刚断开
B．次级线圈的匝数比初级线圈要多
C．t2至t3间穿过次级线圈的磁通量为零
D．开关断开与闭合瞬间次级线圈产生的感应电动势方向相同
【答案】B
【详解】A．根据图像可知t1时刻开关刚闭合。故A错误；
B．依题意需要用低电压产生高电压电火花，则需要次级线圈的匝数比初级线圈要多，故B正确；
C．t2至t3间穿过次级线圈的磁通量不为零，磁通量的变化量为零，故C错误；
D．根据图像可知断开瞬间电压相反，感应电动势方向相反，故D错误。
故选B。
2．合理利用自然界中的能源是一个重要的课题。在我国某海域，人们设计了一个浮桶式波浪发电灯塔。如图甲所示，该浮桶由内、外两密封圆筒构成，浮桶内磁体由支柱固定在暗礁上，内置N=100的线圈。线圈与阻值R=14的灯泡相连，随波浪相对磁体沿竖直方向上下运动且始终处于磁场中；，其运动速度（m/s）。辐向磁场中线圈所在处的磁感应强度大小B=0.2T。线圈周长L=1.5m，总电阻r=1，圆形线所在处截面如图乙所示。下列说法正确的是（）

A．线圈中感应电动势为
B．灯泡中流过电流的最大值为4A
C．灯泡的电功率为240W
D．1分钟内小灯泡消耗的电能为13440J
【答案】D
【详解】A．线圈在磁场中切割磁感线，产生电动势最大值为
Emax=NBLvmax
代入数据可得

线圈中感应电动势为

故A错误；
B．根据闭合电路欧姆定律可得最大电流为

故B错误；
C．电流的有效值为

灯泡的电功率为

故C错误；
D．1分钟内小灯泡消耗的电能为

故D正确。
故选D。
3．今年2、3月份，美国许多地方遭到了暴风雪的袭击，暴风雪造成了德州全州大停电。居安思危，某同学利用所学知识自制发电机，交流发电机的模型示意图如图所示。磁铁产生的磁场磁感应强度B=0.5T，自制线圈匝数N=500匝，面积S=0.04m2，不计线圈内阻，额定电压为220V、20W的灯泡正常发光了1分钟，下列说法正确的是（）

A．图示位置感应电流为零 B．线圈的转速n=r/s
C．电压表的示数为220V D．1分钟内该同学消耗的能量至少为1200J
【答案】D
【详解】A．图示位置，线圈和磁感线平行，则穿过线圈的磁通量为零，感应电动势最大，A错误；
C．不计线圈内阻，小灯泡正常发光，电压表测量的是有效值，即为小灯泡两端的电压220V，C错误；
B．电源电动势的最大值

解得

B错误；
D．根据

D正确。
故选D。
4．科学中心某款手摇点火器原理如图所示。当钢针和金属板间瞬时电压超过5000V时可以产生电火花。已知匀强磁场的磁感应强度B大小为0.2T，手摇发电机线圈的面积为0.25m2，共50匝，不计内阻。变压器为理想变压器，其原副线圈匝数比为1：100。下列说法正确的是（）

A．线圈转速等于2r/s时，点火器可以产生电火花
B．线圈转速等于4r/s时，点火器可以产生电火花
C．电压表的示数为5V时，点火器可以产生电火花
D．电压表的示数为25V时，点火器可以产生电火花
【答案】B
【详解】AB．线圈在匀强磁场中转动产生交流电，设转速为n，则发电机的最大电动势为

发电机的最大电动势等于变压器的输入线圈电压的最大值，，根据变压器两端的匝数比等于电压比，有

钢针和金属板间瞬时电压超过5000V时可以产生电火花，现令，联立各方程解得
，
故线圈转速等于4r/s时，副线圈的电压最大值超过了5000V，能产生电火花，故A错误，B正确；
CD．电压表的示数为原线圈两端的电压有效值，刚点火时

5V和25V均小于，则不能达到点火电压，故CD错误；
故选B。
5．图甲所示是燃气灶点火装置的电路图，转换器将直流电压转换为交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，当变压器副线圈两端电压的瞬时值大于时，钢针和金属板间就会引发电火花，从而点燃气体。闭合开关，已知电压表的示数为，图乙所示是闭合开关后原线圈中的磁感应强度随时间变化的图像，电压表可视为理想交流电表，下列说法正确的是（）

A．原线圈中磁感应强度的瞬时值表达式为
B．时间内，在时刻最容易成功打火
C．原、副线圈匝数比为时点火装置可正常工作
D．经过变压器后，该交流电压的频率可能发生变化
【答案】C
【分析】本题以燃气灶中的点火装置为问题情境，考查考生的建立模型能力和分析综合能力。本题考查的学科素养是科学态度与责任，即通过题述情境了解燃气灶的点火原理，从物理学视角认识事物的本质属性、内在规律，还有科学思维中的科学推理、模型建构等。
【详解】A．由题图乙可