重难点14 交变电流（变压器）-2025年高考物理【热点·重点·难点】专练（天津专用）

重难点14 交变电流（变压器） 考点 2025考向预测 考点1：交变电流的产生及变化规律 高考考查内容主要有:(1)交变电流的产生及变化规律；(2)交变电流的四值及应用；(3)理想变压器的工作原理与规律；(4)理想变压器的动态电路分析；远距离输电的模式以及电压和功率的损耗；(6)传感器的简单应用.题型主要为选择题.物理核心素养上面主要考查学生的“模型建构和科学推理”要素.能力主要考查理解与推理能力.整体难度中偏易。 考点2：交变电流的四值及应用 考点3：理想变压器的动态电路分析 考点4：远距离输电考点 考点5：传感器的简单应用 【情境解读】 【高分技巧】 1．理想变压器的理想化条件及规律 如图所示，在理想变压器的原线圈两端加交流电压U1后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势。根据法拉第电磁感应定律，有 忽略原、副线圈内阻，有 。 另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相同，于是又有 。 由此便可得理想变压器的电压变化规律为 。 在此基础上再忽略变压器自身的能量损失（一般包括了线圈内能量损失和铁心内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”），有，而 ，。 于是又得理想变压器的电流变化规律为 。 2．等效负载电阻法 变压器等效负载电阻公式的推导： 设理想变压器原副线圈的匝数之比为n1：n2，原线圈输入电压为U1，副线圈负载电阻为R，如图1（1）所示，在变压器正常工作时，求a、b间的等效电阻。 先画出等效电路图如图1（2）所示，设变压器等效负载电阻为 在（1）中由变压器的分压规律：得：， 所以负载电阻R消耗的功率为： 在（2）中等效电阻消耗的功率为： 因，所以等效电阻为：（重要结论） Ⅱ：变压器副线圈接有二极管时，由于二极管的单向导电性，使得cd端一个周期的时间内只有半个周期有电流，依据这一特点可画出cd间I－t关系图象展开分析． 3．远距离输电模型 1.五个关系式 (1)＝，＝. (2)理想变压器的输入功率等于输出功率，P入＝P出． (3)升压变压器原线圈的电流I1＝，副线圈的电流I2＝，U2为输送电压． (4)功率损失：ΔP＝IR线＝，P2＝P3＋ΔP. (5)电压关系：U2＝I2R线＋U3. 2.解远距离输电问题的思路 (1)正确画出输电过程示意图并在图上标出各物理量． (2)抓住变压器变压前后各量间关系，求出输电线上的电流． (3)计算电路功率问题时常用关系式：P损＝IR线，注意输电线上的功率损失和电压损失． (4)电网送电遵循“用多少送多少”的原则说明原线圈电流由副线圈电流决定. 3.输电线路功率损失的计算方法 (1)P损＝P－P′，P为输送的功率，P′为用户所得功率． (2)P损＝IR线＝()2R线．，I线为输电线路上的电流，R线为线路电阻． 当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的. (3)P损＝，ΔU为输电线路上损失的电压，R线为线路电阻． (4)P损＝ΔUI线，ΔU为输电线路上损失的电压，I线为输电线路上的电流． 4.关于远距离输电问题的处理思路 (1)画出输电线路图，将已知量和未知量标在图中相应位置； (2)将输电线路划分为几个独立回路； (3)根据串并联电路特点、欧姆定律、电功率公式等确定各部分回路物理量之间的关系； (4)根据升压、降压，原、副线圈的电压、电流关系和功率关系列式求解。 5.远距离输电问题的分析思路及常见的“三个误区” （1）分析思路：对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或按从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析． （2）三个误区： (1)不能正确地利用公式计算输电线上的损耗功率导致错误； (2)不能正确理解升压变压器的输出电压U2、降压变压器的输入电压U3和输电线上损失的电压ΔU的关系导致错误，三者关系是U2＝ΔU＋U3； (3)不能正确理解升压变压器的输入功率P1、降压变压器的输出功率P4和输电线上损失的功率P损的关系导致错误，三者关系是P1＝P损＋P4. （建议用时：60分钟） 【考向一：交变电流的产生及变化规律】 1．（2024·天津宁河·一模）如图所示，一个小型交流发电机输出端连接在理想变压器的原线圈上，原线圈两端连接有理想电压表，副线圈连接有可变电阻R和理想电流表A，理想变压器原、副线圈匝数比，已知交流发电机内匀强磁场的磁感应强度，发电机线圈匝数，面积是，内阻不计。发电机转动的角速度是，下列说法正确的是（　　）    A．当线圈转到图示位置时电流表示数为0 B．当线圈从图示位置转过90°时磁通量的变化率为0 C．当线圈转到图示位置时电压表的示数是 D．当时，电流表的示数是2A 【答案】BD 【详解】A．图示位置线圈平面与磁场方向平行，此时磁通量的变化率最大，感应电动势最大，得感应电流最大，且电流表显示的是有效值，故A错误； B．线圈从图示位置转过90°时，线圈平面与磁场方向垂直，此时磁通量的变化率为0，感应电动势为0，故B正确； C．当线圈转到图示位置时，发电机产生的最大电动势为 发电机内阻忽略不计，电压表显示的是有效值，示数为 故C错误； D．由变压器的特点可知解得 电流表的示数 故D正确。 故选BD。 2．（2024·天津滨海新·模拟预测）一单匝闭合矩形线圈abcd以角速度ω绕垂直于磁感线的固定轴匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中，线圈电阻为R。通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．t2、t4时刻线圈中感应电流方向改变，线圈平面与磁场方向平行 B．t2、t4时刻通过线圈平面的磁通量变化率最大，线圈中感应电动势最大 C．从t1到t3的过程，通过线圈某一截面的电荷量为 D．线框转动一周产生的焦耳热为 【答案】BD 【详解】AB．t2、t4时刻通过线圈平面的磁通量变化率最大，线圈中感应电动势最大，线圈中感应电流方向不变，线圈平面与磁场方向平行，故A错误，B正确； C．从t1到t3的过程，通过线圈某一截面的电荷量为 故C错误； D．线框转动一周产生的焦耳热为 故D正确。 故选BD。 3．（2024·天津·二模）有“海上充电宝”之称的南鲲号是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。图图示时刻线圈平面与磁场方向平行，若转子带动线圈逆时针转动并向外输出电流，则下列说法正确的是（　　）      A．线圈转动到如图所示位置时a端电势低于b端电势 B．线圈转动到如图所示位置时电流方向发生变化 C．线圈转动到如图所示位置时感应电流最大 D．线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率无关 【答案】C 【详解】A．根据右手定则，图示位置的感应电流从a端流出，可知，a端为等效电源的正极，即线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势，故A错误； B．如图所示位置，穿过线圈的磁通量为0，该位置与中性面垂直，电流只有在经过中性面位置时，电流方向才发生变化，即线圈转动到如图所示位置时电流方向不发生变化，故B错误； C．结合上述，图示位置，穿过线圈的磁通量为0，感应电动势最大，感应电流最大，故C正确； D．根据正弦式交流电产生的原理可知，从图示位置计时的感应电动势为 可知，线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率有关，故D错误。 故选C。 4．（2024·天津河西·二模）一个单匝矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴做匀速转动。通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图所示，则以下说法正确的是（　　） A．零时刻线圈位于中性面 B．时刻电流方向发生改变 C．感应电动势的有效值为 D．时刻到时刻，感应电动势的平均值为零 【答案】C 【详解】A．零时刻，穿过线圈的磁通量为0，磁通量变化率最大，则感应电动势最大，感应电流最大，线圈不是位于中性面，故A错误； B．时刻穿过线圈的磁通量为0，磁通量变化率最大，则感应电动势最大，感应电流最大，线圈不是位于中性面，电流方向没有发生改变，故B错误； C．感应电动势的最大值为 则感应电动势的有效值为 故C正确； D．时刻到时刻，穿过线圈的磁通量变化量大小为 根据法拉第电磁感应定律可知此过程平均感应电动势不为0，故D错误。 故选C。 5．（2024·天津·一模）如图甲所示，矩形线圈放在有明确边界的匀强磁场中，线圈的中心轴与磁场边界重合，从上向下俯视，看到线圈绕轴逆时针匀速转动。从图示位置开始计时，以abcda方向为电流正方向，则线圈转动时产生的感应电流随时间变化的图线是图乙中的（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】设线圈转动的角速度为，，，则从图示位置转过的过程中，感应电动势 即感应电动势与时间成正弦函数关系，则感应电流也与时间成正弦函数关系；根据楞次定律可知感应电流的方向为 即与规定的正方向相反。转过后，ab边离开了磁场，同时cd边进入了磁场，由于两边的线速度大小相等、方向相反，则cd边进入磁场时产生的感应电动势的大小等于ab边离开磁场时产生的感应电动势的大小、且感应电流的方向相反，所以感应电流是连续的。当cd边转动到最左端时，感应电流减小到零；继续转动时，磁通量将减小，根据楞次定律可知，感应电流的方向将变化为 即与规定的正方向相同。 故选D。 6．（2024·福建漳州·三模）风力发电将成为福建沿海实现“双碳”目标的重要途径之一。如图甲，风力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部匝数为N的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中，以角速度ω绕垂直于磁场的水平转轴顺时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为。则（    ） A．当线圈转到图示位置时产生的感应电流方向为 B．当线圈转到竖直位置时电流表的示数为零 C．当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最大 D．穿过线圈的最大磁通量为 【答案】C 【详解】A．当线圈转到题图示位置时，根据右手定则判断知产生的感应电流方向为，A错误； B．当线圈转到竖直位置时，感应电流的瞬时值为零，但电流表测量的是有效值，示数不为零，B错误； C．当线圈转到题图示位置时，线圈与中性面垂直，感应电动势最大，磁通量的变化率最大，C正确； D．由得，穿过线圈的最大磁通量为 D错误。 故选C。 【考向二：交变电流的四值及应用】 7．（2024·天津蓟州·三模）如图所示，在匀强磁场中匀速转动的单匝矩形线圈的周期为T，转轴垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω。从线圈平而与磁场方向平行时开始计时，线圈转过时的感应电流为1A，则下列说法正确的是（　　） A．线圈消耗的电功率为2W B．线圈中感应电流的最大值为2A C．任意时刻线圈中的感应电动势为 D．任意时刻穿过线圈的磁通量为 【答案】BC 【详解】AB．从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过时的感应电流为1A，由感应电流的瞬时表达式可得 解得线圈中感应电流的最大值为 线圈中感应电流的有效值为 线圈消耗的电功率为 故A错误，B正确； C．线圈中的最大感应电动势为 从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，任意时刻线圈中的感应电动势为 故C正确； D．从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，任意时刻穿过线圈的磁通量为 故D错误。 故选BC。 8．（2024·天津蓟州·模拟预测）如图甲所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动，穿过线圈的磁通量随时间t按正弦规律变化的图像如图乙所示，线圈转动周期为T，线圈产生的电动势的最大值为．则（    ） A．在时，线圈中产生的瞬时电流最大 B．在时，线圈中的磁通量变化率最小 C．将线圈转速增大2倍，线圈中感应电动势的有效值增大倍 D．线圈中电动势的瞬时值 【答案】D 【详解】A．在时，线圈中磁通量最大，磁通量的变化率最小，则产生的瞬时电流为零，故A错误； B．在时，线圈中的磁通量最小，则磁通量的变化率最大，故B错误； C．将线圈转速增大2倍，则角速度增大2倍，根据， 可知线圈中感应电动势的有效值增大2倍，故C错误； D．时刻磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，则线圈中电动势的瞬时值为 故D正确。 故选D。 9．（2024·天津北辰·三模）如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，电阻不计，绕轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度匀速转动，从图示线圈平面与磁感线平行的位置开始计时。矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻和滑动变阻器R，所有电表均为理想交流电表，下列判断正确的是（　　） A．滑动变阻器的滑片向下滑动过程中，电压表示数不变，的示数变小 B．滑动变阻器的滑片向下滑动过程中，电流表示数变大，示数变小 C．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 D．线圈处于图示位置时，电压表和电流表的示数均达到最大值 【答案】A 【详解】A．线圈电阻不计，变压器原线圈两端电压等于感应电动势的有效值，即滑动变阻器的滑片向下滑动过程中，电压表示数不变，根据电压匝数关系可知，副线圈两端电压不变，即示数不变，由于滑动变阻器接入电阻减小，则副线圈中电流增大，定值电阻承担电压增大，则的示数变小，故A正确； B．结合上述可知，副线圈中电流增大，即电流表示数变大，根据电流匝数关系，原线圈的电流也增大，即示数变大，故B错误； C．从图示线圈平面与磁感线平行的位置开始计时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 故C错误； D．线圈处于图示位置时，线圈平面与中性面垂直，感应电动势达到最大值，但是，电压表与电流表显示的是电压与电流的有效值，即电压表和电流表的示数均保持不变，故D错误。 故选A。 10．（2024·天津滨海新·三模）半径为a、内阻为r的单匝圆形导体环，在磁感应强度为B的磁场中绕着虚线轴匀速转动，角速度为。在导体环外接一阻值为R的电阻，电阻两端并联一电压表。若时刻导体环处于如图位置，则下列说法中正确的是（　　） A．电路中电压表示数为 B．时，圆形导体环中电流方向改变 C．穿过导体环的磁通量瞬时值表达式 D．从到的时间内流过电阻的电量 【答案】BD 【详解】A. 感应电动势为 电动势的有效值为 电路中电压表示数为 故A错误； B. 时，圆形导体环转过，故电流方向改变，故B正确； C. 穿过导体环的磁通量瞬时值表达式 故C错误； D. 从到的时间内流过电阻的电量 故D正确。 故选BD。 11．（2024·天津·模拟预测）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表，电阻。内阻不计的单匝线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是（　　）    A．该交变电流图像是从图示位置开始计时得到的 B．线圈转动一周，电阻R上产生的热量为20J C．当线框转过45°时，电流表的示数为A D．线圈中磁通量的变化规律为 【答案】AB 【详解】A．图示位置为峰值面，故该交变电流图像是从图示位置开始计时得到的，故A正确； B．交变电流的有效值为 线圈转动一周，电阻R上产生的热量为 故B正确； C．电流表的示数为交变电流的有效值，为，故C错误； D．交变电流随时间变化的图像表达式为 则感应电动势为 且 可得 线圈中磁通量的变化规律为 故D错误。 故选AB。 12．（2024·天津北辰·模拟预测）如图所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动，穿过线圈的磁通量φ随时间t按正弦规律变化的图像如图所示，线圈转动周期为T，线圈产生的电动势的最大值为Em。则（　　） A．在时，线圈中产生的瞬时电流最大 B．在时，线圈中的磁通量变化率最小 C．线圈中电动势的瞬时值 D．将线圈转速增大2倍，线圈中感应电动势也增大2倍 【答案】D 【详解】A．在时，线圈中磁通量最大，磁通量的变化率最小，则产生的瞬时电流为零，故A错误； B．在时，线圈中的磁通量最小，则磁通量的变化率最大，故B错误； C．t=0时刻磁通量为零，感应电动势最大，则线圈中电动势的瞬时值为 故C错误； D．根据可知，将线圈转速增大2倍，角速度增大2倍，则线圈中感应电动势的增大2倍，故D正确。 故选D。 【考向三：理想变压器的动态电路分析】 13．（2024·天津蓟州·三模）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为20∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则（　　） A．单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为11V B．单刀双掷开关与a连接，时，电压表的示数为 C．单刀双掷开关由a扳向b，电压表和电流表的示数均变大 D．单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小 【答案】AC 【详解】A．原线圈中的有效电压值为220V，当单刀双掷开关与a连接时，原副线圈的匝数比为20:1，所以根据 所以副线圈中电压表的示数为 故A正确； B．无论在什么时间，电压表的示数一直为交变电压的有效值，故仍为11V，故B错误； C．当单刀双掷开关由a扳向b时，原副线圈的匝数比减小，所以根据 得增大，电压表示数变大，根据 所以电流表示数变大，故电压表和电流表示数均变大，故C正确。 D．开关与a连接，在滑片P触头向上移动的过程中，原副线圈的匝数比不发生变化，所以电压表的示数不变化，接入电路中滑动变阻器的阻值变大，电流表示数变小，故D错误。 故选AC。 14．（2024·天津·模拟预测）国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1400座。变电站起变换电压作用的设备是变压器。如图所示，理想变压器原线圈输入的交流电，电压表、电流表都为理想电表。则下列判断正确的是（    ） A．输入电压有效值为，电流频率为 B．S接到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都增大 C．S接到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，原线圈的输入功率减小 D．若滑动变阻器的滑片不动，由a处改接到b处，电压表和电流表的示数都减小 【答案】BD 【详解】A．理想变压器原线圈输入电压，则输入电压有效值为 输入电压的角频率为 则电流的频率为 故A错误； BC．S打到a处，滑动变阻器滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，副线圈总电阻减小，由于原线圈输入电压不变，原副线圈匝数不变，所以副线圈输出电压不变，根据欧姆定律 可知副线圈电流增大，则电流表A2示数增大，根据 可知原线圈电流增大，则电流表A1示数增大；根据 可知原线圈的输入功率增大，故B正确，C错误； D．若滑动变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，副线圈匝数减小，根据 可知副线圈输出电压减小，即电压表V2的示数减小；根据 可知副线圈输出功率减小，又 可知原线圈电流减小，则电流表A1示数减小，故D正确。 故选BD。 15．（2024·天津·模拟预测）如图所示，矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路，副线圈接一定值电阻。矩形线圈abcd在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，磁场只分布在bc边的左侧，磁场的磁感应强度大小为B，线圈的匝数为N，转动的角速度为，ab边的长度为，ad边的长度为，线圈电阻不计。下列说法正确的是（    ） A．原线圈两端电压的有效值为 B．线圈平面转动到与磁场垂直时磁通量的变化率为0 C．若仅增大变压器原线圈的匝数，则通过定值电阻的电流减小 D．若仅增大定值电阻的阻值，则原线圈两端的电压增大 【答案】BC 【详解】A．线圈转动产生正弦式交变电流，由于磁场只分布在bc边的左侧，则波形只有完整波形的一半，感应电动势的最大值为 设电压的有效值为，则有 解得 A错误； B．线圈平面转动到与磁场垂直时，磁通量最大，但磁通量的变化率最小，等于零，B正确； C．根据变压器的原理， 仅增加原线圈的匝数，副线圈两端的电压减小，即定值电阻两端的电压减小，根据欧姆定律 可知,通过定值电阻的电流减小，C正确； D．仅增加定值电阻的阻值，副线圈两端的电压并没有改变，原线圈两端的电压也不会改变，D错误。 故选BC。 16．（2024·天津河北·二模）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1：n2＝5：1，电阻R＝20Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关，原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示，现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光，下列说法正确的（　　） A．输入电压u的表达式是u＝20sin（50t）V B．只断开S1后，L1、L2均正常发光 C．若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8W D．只断开S2后，原线圈的输入功率增大 【答案】C 【详解】A．由图可知周期T=0.02s 则 所以输入电压u的表达式应为 A错误； B．只断开S1后，L1、L2断路，均不能正常发光，B错误； C．理想变压器原、副线圈的匝数之比n1：n2＝5：1 则副线圈的有效值为 若S1换接到2后，只有电阻R接入电路，则R消耗的电功率为 C正确； D．只断开S2后，负载电阻变大，副线圈的功率减小，原线圈的输入功率等于副线圈的功率，也减小，D错误。 故选C。 17．（2024·天津·二模）如图所示，矩形线框在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两灯泡和。已知线框产生的电动势最大值为，变压器原、副线圈的匝数比为，开关S断开时正常发光，且电流表示数为，线框及所有导线电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．图示位置线框产生的感应电动势瞬时值为0 B．若开关S闭合，则电流表示数将增大 C．若开关S闭合，则灯泡亮度不变 D．灯泡的额定功率为2W 【答案】BC 【详解】A．线圈平面与中性面垂直时，S∥B，，最大，最大，A错误； B．若开关S闭合，和并联，副线圈总阻减小，输出电压不变，故输出电流增加，则输入电流也增加，即电流表示数增大，B正确； C．若开关S闭合，输出电压不变，故灯泡亮度不变，C正确； D．变压器输入电压的有效值为 当开关断开时，正常发光，且电流表示数为，设原线圈电流为，电流为，根据变压器电流关系式知 代入得 根据变压器电压关系式知 代入得 灯泡的额定功率为 D错误； 故选BC。 18．（2024·天津宁河·二模）图甲所示的装置是斯特林发电机，其工作原理图可以简化为图乙。已知矩形导线框的匝数为N，面积为S，处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，矩形导线框以角速度ω绕垂直磁场方向的轴匀速转动，线框与理想变压器原线圈相连。理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶4，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，R1为定值电阻，R为滑动变阻器，交流电压表①、②均视为理想电表，不计线框的电阻。下列说法正确的是（　　） A．线框从图示位置开始转过时，电压表V1的示数为 B．滑动变阻器的滑片向c端滑动的过程中，R1的发热功率增大 C．滑动变阻器的滑片向d端滑动的过程中，电压表V2的示数始终为2NBSω D．线框从图示位置开始转过的过程中，产生的平均电动势为 【答案】AD 【详解】A．线框从图示位置开始转过时，感应电动势的瞬时值为 电压表V1的示数为有效值，所以 故A正确； B．滑动变阻器的滑片向c端滑动的过程中R接入电路的阻值变大，通过R1的电流变小，所以R1的发热功率变小，故B错误； C．副线圈电压为 所以电压表V2的示数始终为，故C错误； D．线框从图示位置开始转过的过程中，产生的平均电动势 故D正确。 故选AD。 【考向四：远距离输电考点】 19．（2024·天津蓟州·模拟预测）如图为输电线为用户输电的情景，电路中升压变压器和降压变压器都认为是理想变压器，中间输电电路电阻为R，下列说法正确的有（　　） A．输出电压与输入电压相等 B．输出功率大于输入功率 C．若用户接入的用电器增多，则R功率降低 D．若用户接入的用电器增多，则输出电压降低 【答案】BD 【详解】A．输出电压等于输入电压与电阻R上损失的电压之和，A错误； B．输出功率等于输入功率与电阻R上损失的功率之和，所以输出功率大于输入功率，B正确； CD．若用户接入的用电器增多，则用户端的等效电阻减小，用户端电流增大，根据降压变压器电流与匝数成反比，可知，通过电阻R的电流增大，根据 可知，R功率增大，C错误； 输入电压不变，所以输出电压不变，根据 可知，R上损失的电压增大，输入电压减小，根据降压变压器电压与匝数成正比，可得，输出电压降低，D正确。 故选BD。 20．（2024·天津滨海新·模拟预测）“西电东送”的国家重大工程。如图为某水电站远距离输电的原理图，发电厂的输出功率为P，发电厂输出的电压为U。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输送电压为kU，输电线的总电阻为R，在用户端用降压变压器把电压降为U。下列说法正确的是（　　） A．输电线上的电流为 B．输电线上损失电压为 C．降压变压器的输出功率为 D．降压变压器原、副线圈的匝数比为 【答案】D 【详解】A．升压变压器输入功率与输出功率相等，则有 解得输电线上的电流为 故A错误； B．结合上述可知，输电线上损失电压为 故B错误； C．降压变压器输入功率与输出功率相等，则降压变压器的输出功率为 结合上述解得 故C错误； D．结合上述可知，降压变压器原线圈两端电压为 根据电压匝数关系有 解得 故D正确。 故选D。 21．（2024·天津武清·模拟预测）如图所示是远距离输电线路图，升压变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压分别为、，降压变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压分别为、，两变压器均视为理想变压器，输电线总电阻为R。假设发电厂输出电压不变，则下列说法正确的是（　　） A．若输送功率保持不变，升压变压器副线圈的匝数增大时，输电线上损失的功率减小，用户获得的电压不变 B．若，用户获得的电压小于发电厂的输出电压 C．用户使用的用电器数量增多时，发电厂的输出功率增大，用户获得的电压减小 D．用户使用的用电器数量增多时，可以增大以保证用户得到的电压不变 【答案】BC 【详解】A．升压变压器原线圈电流为 根据变压器原理 可知若输送功率保持不变，升压变压器副线圈的匝数增大时，输电线上的电流减小，根据 可知输电线上损失的功率减小，降压变压器原线圈电压为 可知降压变压器原线圈电压增大，根据变压器原理 可知用户获得的电压增大，故A错误； B．输电线R上有损耗的电压，故 根据变压器原理， 若，用户获得的电压小于发电厂的输出电压，故B正确； C．用户使用的用电器数量增多时，发电厂的输出功率增大，升压变压器原线圈电流增大，根据变压器原理可知，输电线上的电流增大，输电线上损失的电压增大，降压变压器原线圈电压减小，根据变压比可知，用户获得的电压减小，故C正确； D．根据变压器原理 用户使用的用电器数量增多时，降压变压器原线圈电压减小，可以减小以保证用户得到的电压不变，故D错误。 故选BC。 22．（2024·天津和平·二模）“西电东送”是国家重大工程。如图为某水电站远距离输电的原理图，发电厂输出的电压恒为U，通过升压变压器将电压升高至kU向远处输电，在用户端用降压变压器把电压仍降为U供用户使用，下列说法正确的是（　　） A．降压变压器原线圈匝数为副线圈匝数的k倍 B．若用户功率增大，则输电线上损失的功率也增大 C．若用户功率增大，升压变压器的输出电压也增大 D．若用户功率增大，降压变压器的输出电压也增大 【答案】B 【详解】A．升压变压器次级电压为kU，由于导线上有电压损失则降压变压器初级电压小于kU，而次级电压等于U，则降压变压器原线圈匝数与副线圈匝数比小于k，选项A错误； BCD．若用户功率增大，升压变压器的输入功率变大，而输入电压不变，则升压变压器的输出电压不变，输出功率变大，输出电流变大，输电线上的电流变大，则输电线上损失的功率也增大，输电线上的电压损失变大，降压变压器的初级电压减小，则降压变压器的输出电压减小，选项B正确，CD错误。 故选B。 23．（2024·天津南开·一模）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机输出电压经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．发电机输出的电流 B．输电线上的电流 C．降压变压器匝数比 D．升压变压器匝数比 【答案】BC 【详解】A．根据题意，由公式可得，发电机输出的电流 故A错误； B．根据题意，由公式可得，输电线上的电流 故B正确； CD．升压变压器匝数比 则升压变压器的输出电压为 输电线上损失的电压为 则降压变压器的输入电压为 降压变压器匝数比为 故C正确，D错误。 故选BC。 24．（2024·贵州·模拟预测）特高压输电具有输电容量大、送电距离长、线路损耗少、占地面积少等优点，是目前世界上最先进的输电方式。我国已经掌握世界上最先进的高压输电技术，并在西电东输工程上效果显著。某发电厂从发电一运输一用户的输电全过程可简化为如图所示，在发电过程中，发电厂产生交流电通过升压变压器后，经远距离传输，再通过降压变压器供用户使用，假定在输电过程中，发电厂输出功率保持不变，输电线路电阻不变，变压器为理想变压器，用户接入电路均为纯电阻。下列说法正确的是（  ） A．若只增大发电厂的输出电压，电流表的示数增大 B．若只增大发电厂的输出电压，输电线上损耗的功率增大 C．接入电路的用户越多，输电线上损耗的功率越大 D．接入电路的用户增多，输电线上电压表与电流表示数变化量之比不变 【答案】C 【详解】AB．如图 若只增大发电厂的输出电压，根据 可得减小，根据 可得输电线上的电流减小，由， 可知电流表的示数减小，根据 可知输电线上损耗的功率减小，故AB错误； CD．由于用户电功率增多，降压变压器输出的功率变大，故高压输电线上的电流变大，根据 可知输电线上损耗的功率变大，由于电压表不是测量输电线的损失电压，所以 输电线上电压表与电流表示数变化量之比会变化，故C正确，D错误。 故选C。 【考向五：传感器的简单应用】 25．（2024·浙江·模拟预测）以下实验中，说法正确的是（　　） A．“测定玻璃折射率”的实验中，入射角越大，则反射光强，折射光弱，越容易观察 B．在“利用传感器制作简单的自动控制装置”实验中，干簧管在电路中起传感器和控制开关的作用 C．在“用双缝干涉测光波长实验”中，增大透镜与单缝的间距可观察到条纹间距增大 D．在“油膜法估测分子大小”的实验中，如果有油酸未完全散开会使测量结果偏小 【答案】B 【详解】A．“测定玻璃折射率”的实验中，入射角越大，则反射光强，折射光弱，越不容易观察，故A错误； B．在“利用传感器制作简单的自动控制装置”实验中，干簧管在电路中起传感器和控制开关的作用，故B正确； C．在“用双缝干涉测光波长实验”中，由可知，增大透镜与单缝的间距对条纹间距无影响，故C错误； D．在“油膜法估测分子大小”的实验中，如果有油酸未完全散开，则S测量值偏小，根据可知，会使测量结果偏大，故D错误。 故选B。 26．（2024·山东泰安·模拟预测）传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用了下列哪种传感器（　　） A．生物传感器 B．压电传感器 C．温度传感器 D．光电传感器 【答案】C 【详解】空调机根据温度调节工作状态，所以内部使用了温度传感器。 故选C。 27．（2024·浙江宁波·一模）如图所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的边以角速度匀速转动，稳定后，电路中三个相同的灯泡均发光，且亮度相同，则（　　） A．若增大线圈角速度，则比亮 B．若增大电容器两极板间距，则变亮 C．若抽掉电感线圈内部的铁芯，则变暗 D．若增大照射在光敏电阻上的光强，则变暗 【答案】A 【详解】A．若增大线圈转动角速度，根据 知交流电的频率增大，电容器容抗减小，电感器感抗增大，使得通过灯泡的电流将比的大，所以灯泡将比更亮，故A正确； B．若增大电容器C两极板间的距离，根据知，电容器的电容减小，容抗增大，使得通过灯泡的电流减小，所以灯泡L1变暗，故B错误； C．若抽掉电感线圈内部的铁芯，感抗减小，使得通过灯泡的电流增大，所以灯泡L2变亮，故C错误； D．若增大照射在光敏电阻上的光强，光敏电阻的阻值减小，通过的电流变大，变亮，故D错误。 故选A。 28．（2024·吉林长春·模拟预测）有一种测量物体重力的电子秤，其电路原理图如图中的虚线所示，主要由三部分构成：踏板、压力传感器（实际上是一个阻值可随压力变化的电阻器）、显示体重的仪表（实质上是电流表）。不计踏板的质量，已知电流表的量程为，内阻为，电源电动势为，内阻为，电阻随压力变化的函数式为（和的单位分别为和）。下列说法中正确的是（    ） A．该秤能测量的最大体重是 B．电流表的量程越大，则能测量的最大体重越小 C．该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘的处 D．该秤可以通过电路规律转换成关系进行刻度转换 【答案】C 【详解】A．电路中最大电流为2 A，由闭合电路欧姆定律 可解得压力传感器R的最小值为4Ω，由电阻R随压力F变化的函数式为 可得压力最大F＝2600 N 即该秤能测量的最大体重是2600 N，故A错误； B．由闭合电路欧姆定律和电阻R随压力F变化的函数式， 可得 可知电流表的量程越大，I越大，则能测量的最大体重F越大，故B错误； C．踏板空载时，F＝0，R＝30Ω，由闭合电路欧姆定律 解得I＝0.375 A 故C正确； D．由闭合电路欧姆定律和电阻R随压力F变化的函数式， 可得 变形得 故D错误。 故选C。 29．（2024·河南三门峡·模拟预测）为了监测一氧化碳的浓度，某科技小组设计了一种报警装置，电路如图所示。RM是对一氧化碳敏感的电阻元件，当周围环境一氧化碳浓度增大时报警器S两端电压增大并发出警报声。E为内阻不计的电源，R1为一可变电阻，下列说法中正确的是（　　） A．当一氧化碳浓度增大时RM的阻值减小 B．当一氧化碳浓度增大时电流表A示数减小 C．适当增大电源电动势可以提高报警器的灵敏度 D．适当增大R1的阻值可以提高报警器的灵敏度 【答案】AC 【详解】A．由于报警器发出警报声时，报警器S两端的电压增大，则表明流过报警器的电流增大，电路的总电阻减小，因此当一氧化碳的浓度增大时，RM的阻值减小，故A正确； B．报警器两端的电压增大，则电路中并联部分的电压减小，流过可变电阻R1的电流减小，又因为并联部分的总电流增大，所以电流表的示数增大，故B错误； C．适当增大电源电动势，可以使报警器S两端未报警时的电压更大，可以使报警器S更容易达到报警电压，则可以提高报警器的灵敏度，故C正确； D．适当增大可变电阻R1的阻值，使报警器S两端未报警时的电压更小，则报警器S更难以达到报警电压，则报警器的灵敏度降低，故D错误。 故选AC。 30．（2024·江苏·模拟预测）关于传感器，下列说法中不正确的是（　　） A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号 B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断 C．电子秤所使用的测力装置是力传感器 D．半导体热敏电阻常用作温度传感器 【答案】A 【详解】A．话筒是一种常用的传感器，其作用是将声信号转换为电信号，故A错误，符合题意； B．电熨斗是利用双金属片温度传感器，控制电路的通断，故B正确，不符合题意； C．电子秤所使用的测力装置是力传感器，利用通过应力片的电流一定，压力越大，电阻越大，应力片两端的电压差越大，将力信号变成电信号，故C正确，不符合题意； D．半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越小，故D正确，不符合题意。 故选A。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 重难点14 交变电流（变压器） 考点 2025考向预测 考点1：交变电流的产生及变化规律 高考考查内容主要有:(1)交变电流的产生及变化规律；(2)交变电流的四值及应用；(3)理想变压器的工作原理与规律；(4)理想变压器的动态电路分析；远距离输电的模式以及电压和功率的损耗；(6)传感器的简单应用.题型主要为选择题.物理核心素养上面主要考查学生的“模型建构和科学推理”要素.能力主要考查理解与推理能力.整体难度中偏易。 考点2：交变电流的四值及应用 考点3：理想变压器的动态电路分析 考点4：远距离输电考点 考点5：传感器的简单应用 【情境解读】 【高分技巧】 1．理想变压器的理想化条件及规律 如图所示，在理想变压器的原线圈两端加交流电压U1后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势。根据法拉第电磁感应定律，有 忽略原、副线圈内阻，有 。 另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相同，于是又有 。 由此便可得理想变压器的电压变化规律为 。 在此基础上再忽略变压器自身的能量损失（一般包括了线圈内能量损失和铁心内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”），有，而 ，。 于是又得理想变压器的电流变化规律为 。 2．等效负载电阻法 变压器等效负载电阻公式的推导： 设理想变压器原副线圈的匝数之比为n1：n2，原线圈输入电压为U1，副线圈负载电阻为R，如图1（1）所示，在变压器正常工作时，求a、b间的等效电阻。 先画出等效电路图如图1（2）所示，设变压器等效负载电阻为 在（1）中由变压器的分压规律：得：， 所以负载电阻R消耗的功率为： 在（2）中等效电阻消耗的功率为： 因，所以等效电阻为：（重要结论） Ⅱ：变压器副线圈接有二极管时，由于二极管的单向导电性，使得cd端一个周期的时间内只有半个周期有电流，依据这一特点可画出cd间I－t关系图象展开分析． 3．远距离输电模型 1.五个关系式 (1)＝，＝. (2)理想变压器的输入功率等于输出功率，P入＝P出． (3)升压变压器原线圈的电流I1＝，副线圈的电流I2＝，U2为输送电压． (4)功率损失：ΔP＝IR线＝，P2＝P3＋ΔP. (5)电压关系：U2＝I2R线＋U3. 2.解远距离输电问题的思路 (1)正确画出输电过程示意图并在图上标出各物理量． (2)抓住变压器变压前后各量间关系，求出输电线上的电流． (3)计算电路功率问题时常用关系式：P损＝IR线，注意输电线上的功率损失和电压损失． (4)电网送电遵循“用多少送多少”的原则说明原线圈电流由副线圈电流决定. 3.输电线路功率损失的计算方法 (1)P损＝P－P′，P为输送的功率，P′为用户所得功率． (2)P损＝IR线＝()2R线．，I线为输电线路上的电流，R线为线路电阻． 当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的. (3)P损＝，ΔU为输电线路上损失的电压，R线为线路电阻． (4)P损＝ΔUI线，ΔU为输电线路上损失的电压，I线为输电线路上的电流． 4.关于远距离输电问题的处理思路 (1)画出输电线路图，将已知量和未知量标在图中相应位置； (2)将输电线路划分为几个独立回路； (3)根据串并联电路特点、欧姆定律、电功率公式等确定各部分回路物理量之间的关系； (4)根据升压、降压，原、副线圈的电压、电流关系和功率关系列式求解。 5.远距离输电问题的分析思路及常见的“三个误区” （1）分析思路：对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或按从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析． （2）三个误区： (1)不能正确地利用公式计算输电线上的损耗功率导致错误； (2)不能正确理解升压变压器的输出电压U2、降压变压器的输入电压U3和输电线上损失的电压ΔU的关系导致错误，三者关系是U2＝ΔU＋U3； (3)不能正确理解升压变压器的输入功率P1、降压变压器的输出功率P4和输电线上损失的功率P损的关系导致错误，三者关系是P1＝P损＋P4. （建议用时：60分钟） 【考向一：交变电流的产生及变化规律】 1．（2024·天津宁河·一模）如图所示，一个小型交流发电机输出端连接在理想变压器的原线圈上，原线圈两端连接有理想电压表，副线圈连接有可变电阻R和理想电流表A，理想变压器原、副线圈匝数比，已知交流发电机内匀强磁场的磁感应强度，发电机线圈匝数，面积是，内阻不计。发电机转动的角速度是，下列说法正确的是（　　）    A．当线圈转到图示位置时电流表示数为0 B．当线圈从图示位置转过90°时磁通量的变化率为0 C．当线圈转到图示位置时电压表的示数是 D．当时，电流表的示数是2A 2．（2024·天津滨海新·模拟预测）一单匝闭合矩形线圈abcd以角速度ω绕垂直于磁感线的固定轴匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中，线圈电阻为R。通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．t2、t4时刻线圈中感应电流方向改变，线圈平面与磁场方向平行 B．t2、t4时刻通过线圈平面的磁通量变化率最大，线圈中感应电动势最大 C．从t1到t3的过程，通过线圈某一截面的电荷量为 D．线框转动一周产生的焦耳热为 3．（2024·天津·二模）有“海上充电宝”之称的南鲲号是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。图图示时刻线圈平面与磁场方向平行，若转子带动线圈逆时针转动并向外输出电流，则下列说法正确的是（　　）      A．线圈转动到如图所示位置时a端电势低于b端电势 B．线圈转动到如图所示位置时电流方向发生变化 C．线圈转动到如图所示位置时感应电流最大 D．线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率无关 4．（2024·天津河西·二模）一个单匝矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴做匀速转动。通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图所示，则以下说法正确的是（　　） A．零时刻线圈位于中性面 B．时刻电流方向发生改变 C．感应电动势的有效值为 D．时刻到时刻，感应电动势的平均值为零 5．（2024·天津·一模）如图甲所示，矩形线圈放在有明确边界的匀强磁场中，线圈的中心轴与磁场边界重合，从上向下俯视，看到线圈绕轴逆时针匀速转动。从图示位置开始计时，以abcda方向为电流正方向，则线圈转动时产生的感应电流随时间变化的图线是图乙中的（　　） A． B． C． D． 6．（2024·福建漳州·三模）风力发电将成为福建沿海实现“双碳”目标的重要途径之一。如图甲，风力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部匝数为N的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中，以角速度ω绕垂直于磁场的水平转轴顺时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为。则（    ） A．当线圈转到图示位置时产生的感应电流方向为 B．当线圈转到竖直位置时电流表的示数为零 C．当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最大 D．穿过线圈的最大磁通量为 【考向二：交变电流的四值及应用】 7．（2024·天津蓟州·三模）如图所示，在匀强磁场中匀速转动的单匝矩形线圈的周期为T，转轴垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω。从线圈平而与磁场方向平行时开始计时，线圈转过时的感应电流为1A，则下列说法正确的是（　　） A．线圈消耗的电功率为2W B．线圈中感应电流的最大值为2A C．任意时刻线圈中的感应电动势为 D．任意时刻穿过线圈的磁通量为 8．（2024·天津蓟州·模拟预测）如图甲所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动，穿过线圈的磁通量随时间t按正弦规律变化的图像如图乙所示，线圈转动周期为T，线圈产生的电动势的最大值为．则（    ） A．在时，线圈中产生的瞬时电流最大 B．在时，线圈中的磁通量变化率最小 C．将线圈转速增大2倍，线圈中感应电动势的有效值增大倍 D．线圈中电动势的瞬时值 9．（2024·天津北辰·三模）如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，电阻不计，绕轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度匀速转动，从图示线圈平面与磁感线平行的位置开始计时。矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻和滑动变阻器R，所有电表均为理想交流电表，下列判断正确的是（　　） A．滑动变阻器的滑片向下滑动过程中，电压表示数不变，的示数变小 B．滑动变阻器的滑片向下滑动过程中，电流表示数变大，示数变小 C．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 D．线圈处于图示位置时，电压表和电流表的示数均达到最大值 10．（2024·天津滨海新·三模）半径为a、内阻为r的单匝圆形导体环，在磁感应强度为B的磁场中绕着虚线轴匀速转动，角速度为。在导体环外接一阻值为R的电阻，电阻两端并联一电压表。若时刻导体环处于如图位置，则下列说法中正确的是（　　） A．电路中电压表示数为 B．时，圆形导体环中电流方向改变 C．穿过导体环的磁通量瞬时值表达式 D．从到的时间内流过电阻的电量 11．（2024·天津·模拟预测）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表，电阻。内阻不计的单匝线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是（　　）    A．该交变电流图像是从图示位置开始计时得到的 B．线圈转动一周，电阻R上产生的热量为20J C．当线框转过45°时，电流表的示数为A D．线圈中磁通量的变化规律为 12．（2024·天津北辰·模拟预测）如图所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动，穿过线圈的磁通量φ随时间t按正弦规律变化的图像如图所示，线圈转动周期为T，线圈产生的电动势的最大值为Em。则（　　） A．在时，线圈中产生的瞬时电流最大 B．在时，线圈中的磁通量变化率最小 C．线圈中电动势的瞬时值 D．将线圈转速增大2倍，线圈中感应电动势也增大2倍 【考向三：理想变压器的动态电路分析】 13．（2024·天津蓟州·三模）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为20∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则（　　） A．单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为11V B．单刀双掷开关与a连接，时，电压表的示数为 C．单刀双掷开关由a扳向b，电压表和电流表的示数均变大 D．单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小 14．（2024·天津·模拟预测）国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1400座。变电站起变换电压作用的设备是变压器。如图所示，理想变压器原线圈输入的交流电，电压表、电流表都为理想电表。则下列判断正确的是（    ） A．输入电压有效值为，电流频率为 B．S接到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都增大 C．S接到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，原线圈的输入功率减小 D．若滑动变阻器的滑片不动，由a处改接到b处，电压表和电流表的示数都减小 15．（2024·天津·模拟预测）如图所示，矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路，副线圈接一定值电阻。矩形线圈abcd在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，磁场只分布在bc边的左侧，磁场的磁感应强度大小为B，线圈的匝数为N，转动的角速度为，ab边的长度为，ad边的长度为，线圈电阻不计。下列说法正确的是（    ） A．原线圈两端电压的有效值为 B．线圈平面转动到与磁场垂直时磁通量的变化率为0 C．若仅增大变压器原线圈的匝数，则通过定值电阻的电流减小 D．若仅增大定值电阻的阻值，则原线圈两端的电压增大 16．（2024·天津河北·二模）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1：n2＝5：1，电阻R＝20Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关，原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示，现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光，下列说法正确的（　　） A．输入电压u的表达式是u＝20sin（50t）V B．只断开S1后，L1、L2均正常发光 C．若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8W D．只断开S2后，原线圈的输入功率增大 17．（2024·天津·二模）如图所示，矩形线框在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两灯泡和。已知线框产生的电动势最大值为，变压器原、副线圈的匝数比为，开关S断开时正常发光，且电流表示数为，线框及所有导线电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．图示位置线框产生的感应电动势瞬时值为0 B．若开关S闭合，则电流表示数将增大 C．若开关S闭合，则灯泡亮度不变 D．灯泡的额定功率为2W 18．（2024·天津宁河·二模）图甲所示的装置是斯特林发电机，其工作原理图可以简化为图乙。已知矩形导线框的匝数为N，面积为S，处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，矩形导线框以角速度ω绕垂直磁场方向的轴匀速转动，线框与理想变压器原线圈相连。理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶4，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，R1为定值电阻，R为滑动变阻器，交流电压表①、②均视为理想电表，不计线框的电阻。下列说法正确的是（　　） A．线框从图示位置开始转过时，电压表V1的示数为 B．滑动变阻器的滑片向c端滑动的过程中，R1的发热功率增大 C．滑动变阻器的滑片向d端滑动的过程中，电压表V2的示数始终为2NBSω D．线框从图示位置开始转过的过程中，产生的平均电动势为 【考向四：远距离输电考点】 19．（2024·天津蓟州·模拟预测）如图为输电线为用户输电的情景，电路中升压变压器和降压变压器都认为是理想变压器，中间输电电路电阻为R，下列说法正确的有（　　） A．输出电压与输入电压相等 B．输出功率大于输入功率 C．若用户接入的用电器增多，则R功率降低 D．若用户接入的用电器增多，则输出电压降低 20．（2024·天津滨海新·模拟预测）“西电东送”的国家重大工程。如图为某水电站远距离输电的原理图，发电厂的输出功率为P，发电厂输出的电压为U。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输送电压为kU，输电线的总电阻为R，在用户端用降压变压器把电压降为U。下列说法正确的是（　　） A．输电线上的电流为 B．输电线上损失电压为 C．降压变压器的输出功率为 D．降压变压器原、副线圈的匝数比为 21．（2024·天津武清·模拟预测）如图所示是远距离输电线路图，升压变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压分别为、，降压变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压分别为、，两变压器均视为理想变压器，输电线总电阻为R。假设发电厂输出电压不变，则下列说法正确的是（　　） A．若输送功率保持不变，升压变压器副线圈的匝数增大时，输电线上损失的功率减小，用户获得的电压不变 B．若，用户获得的电压小于发电厂的输出电压 C．用户使用的用电器数量增多时，发电厂的输出功率增大，用户获得的电压减小 D．用户使用的用电器数量增多时，可以增大以保证用户得到的电压不变 22．（2024·天津和平·二模）“西电东送”是国家重大工程。如图为某水电站远距离输电的原理图，发电厂输出的电压恒为U，通过升压变压器将电压升高至kU向远处输电，在用户端用降压变压器把电压仍降为U供用户使用，下列说法正确的是（　　） A．降压变压器原线圈匝数为副线圈匝数的k倍 B．若用户功率增大，则输电线上损失的功率也增大 C．若用户功率增大，升压变压器的输出电压也增大 D．若用户功率增大，降压变压器的输出电压也增大 23．（2024·天津南开·一模）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机输出电压经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．发电机输出的电流 B．输电线上的电流 C．降压变压器匝数比 D．升压变压器匝数比 24．（2024·贵州·模拟预测）特高压输电具有输电容量大、送电距离长、线路损耗少、占地面积少等优点，是目前世界上最先进的输电方式。我国已经掌握世界上最先进的高压输电技术，并在西电东输工程上效果显著。某发电厂从发电一运输一用户的输电全过程可简化为如图所示，在发电过程中，发电厂产生交流电通过升压变压器后，经远距离传输，再通过降压变压器供用户使用，假定在输电过程中，发电厂输出功率保持不变，输电线路电阻不变，变压器为理想变压器，用户接入电路均为纯电阻。下列说法正确的是（  ） A．若只增大发电厂的输出电压，电流表的示数增大 B．若只增大发电厂的输出电压，输电线上损耗的功率增大 C．接入电路的用户越多，输电线上损耗的功率越大 D．接入电路的用户增多，输电线上电压表与电流表示数变化量之比不变 【考向五：传感器的简单应用】 25．（2024·浙江·模拟预测）以下实验中，说法正确的是（　　） A．“测定玻璃折射率”的实验中，入射角越大，则反射光强，折射光弱，越容易观察 B．在“利用传感器制作简单的自动控制装置”实验中，干簧管在电路中起传感器和控制开关的作用 C．在“用双缝干涉测光波长实验”中，增大透镜与单缝的间距可观察到条纹间距增大 D．在“油膜法估测分子大小”的实验中，如果有油酸未完全散开会使测量结果偏小 26．（2024·山东泰安·模拟预测）传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用了下列哪种传感器（　　） A．生物传感器 B．压电传感器 C．温度传感器 D．光电传感器 27．（2024·浙江宁波·一模）如图所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的边以角速度匀速转动，稳定后，电路中三个相同的灯泡均发光，且亮度相同，则（　　） A．若增大线圈角速度，则比亮 B．若增大电容器两极板间距，则变亮 C．若抽掉电感线圈内部的铁芯，则变暗 D．若增大照射在光敏电阻上的光强，则变暗 28．（2024·吉林长春·模拟预测）有一种测量物体重力的电子秤，其电路原理图如图中的虚线所示，主要由三部分构成：踏板、压力传感器（实际上是一个阻值可随压力变化的电阻器）、显示体重的仪表（实质上是电流表）。不计踏板的质量，已知电流表的量程为，内阻为，电源电动势为，内阻为，电阻随压力变化的函数式为（和的单位分别为和）。下列说法中正确的是（    ） A．该秤能测量的最大体重是 B．电流表的量程越大，则能测量的最大体重越小 C．该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘的处 D．该秤可以通过电路规律转换成关系进行刻度转换 29．（2024·河南三门峡·模拟预测）为了监测一氧化碳的浓度，某科技小组设计了一种报警装置，电路如图所示。RM是对一氧化碳敏感的电阻元件，当周围环境一氧化碳浓度增大时报警器S两端电压增大并发出警报声。E为内阻不计的电源，R1为一可变电阻，下列说法中正确的是（　　） A．当一氧化碳浓度增大时RM的阻值减小 B．当一氧化碳浓度增大时电流表A示数减小 C．适当增大电源电动势可以提高报警器的灵敏度 D．适当增大R1的阻值可以提高报警器的灵敏度 30．（2024·江苏·模拟预测）关于传感器，下列说法中不正确的是（　　） A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号 B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断 C．电子秤所使用的测力装置是力传感器 D．半导体热敏电阻常用作温度传感器 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$