专题03 交变电流（四川专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高二物理下学期期中真题分类汇编

专题03 交变电流 交变电流的产生 一、单选题 1．(23-24高二下·四川达州通川区二校·期中)交流发电机模型如图所示，矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕其中心轴匀速转动，从线圈平面与磁场垂直时开始计时，已知线圈转动的角速度，下列说法正确的是（　　） A．时，线圈位于中性面 B．时，穿过线圈的磁通量变化率最大 C．时，线圈的感应电动势最小 D．线圈中产生余弦变化规律的交变电流 2．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)如图所示为一交变电压随时间变化的图像，根据图中数据可得此交变电压的有效值为（　　） A．V B．7 V C．V D．V 3．(23-24高二下·四川成都蓉城名校·期中)如图，初始时刻矩形线圈abcd与匀强磁场平行，线圈绕ad边匀速转动，从图示位置开始计时，经六分之一周期时的感应电动势为2V，则该感应电动势的最大值为（　　） A．2V B． C．4V D． 4．(23-24高二下·四川苍溪中学校·期中)2023年6月14日，我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲号”在广东珠海投入试运行，如图甲。南鲲号发电原理可简化如图乙所示：海浪带动浪板上下摆动，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，并通过a、b端向外输出电流。若转子带动线圈沿逆时针方向转动，在图乙所示位置（    ） A．线圈所处位置是中性面 B．穿过线圈的磁通量为零 C．线圈b端电势高于a端电势 D．线圈靠近S极的导线受到的安培力方向水平向左 5．(23-24高二下·四川绵阳中学实验学校·期中)“南鲲号”称之为“海上充电宝”，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。若转子带动线圈如下图逆时针转动，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穿过线圈的磁通量最大 B．线圈转动到如图所示位置时产生的电动势为零 C．线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上 D．线圈转动一周电流方向改变两次，图示位置正是电流变向的时刻 6．(23-24高二下·四川绵阳中学实验学校·期中)无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。地下铺设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，如图所示。送电线圈和受电线圈匝数比为。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为2A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（　　） A．受电线圈的电流方向每秒改变50次 B．送电线圈的输入电压为V C．受电线圈的输出电压为V D．送电线圈的输入功率为110W 7．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)四川凉山安宁河谷地区风力资源丰富，安装了许多风力发电装置。某科研小组模拟的风力发电机发电简易模型如图所示。风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈在磁感应强度大小的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，其中矩形线圈匝数为匝，面积为，线圈总电阻，小灯泡电阻，电流表为理想表。线圈从图示位置转过过程中，通过电流表的电荷量为（　　） A．0．15 C B． C． D． 8．(23-24高二下·四川遂宁射洪中学校·期中)如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R=10 Ω的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10 V。图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图像，则（　　）         A．电阻R上的电功率为20 W B．t=0.02 s时，R两端的电压瞬时值为零 C．R两端的电压u随时间t变化的规律是u=14.1cos 100πt（V） D．通过R的电流i随时间t变化的规律是i=14.1cos 50πt（A） 9．(23-24高二下·四川达州万源万源中学·期中)为保证自行车夜间骑行安全，在自行车上安装了尾灯，其电源为固定在后轮的交流发电机，如图甲所示。交流发电机的原理图如图乙所示，线圈在车轮的带动下绕轴转动，通过滑环和电刷保持与尾灯连接，矩形线圈ABCD的面积为，共有100匝，线圈总电阻为1Ω，线圈处于磁感应强度大小为10T的匀强磁场中，尾灯灯泡电阻为3Ω，当线圈转动角速度为8rad/s时，下列说法正确的是（　　） A．线圈从图乙所示位置开始计时，其转动过程中产生的电动势为 B．若在尾灯两端并联一个电压表，当线圈转到图乙所示位置时，电压表读数为0V C．线圈从图乙所示位置转过过程中产生的电动势的平均值为 D．线圈每转一圈，尾灯产生的焦耳热为 10．(23-24高二下·四川甘孜藏族某重点中学·期中)如图所示，N100匝正方形闭合金属线圈abcd边长为L1m，电阻为R20。线圈处于磁感应强度大小为B2T的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴OO以角速度1rad/s匀速转动，ab边距轴。则（    ） A．从图示时刻开始转动90的过程中，线圈中流过的电荷量为：q10C B．若从图示时刻开始计时，则感应电动势的一表达式：e200sintV C．感应电动势的有效值为：E200V D．从图示时刻开始转动90的过程中，线圈产生的焦耳热为：Q100J 11．(23-24高二下·四川成都蓉城名校·期中)如图甲，t=0时，单匝矩形导体线圈abcd与垂直于纸面向外的匀强磁场垂直，面积为，电阻为R=10Ω。0～2s内，线圈绕垂直于磁场的轴（图中未画出）匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t按如图乙所示的余弦规律变化；2s～4s内线圈保持静止，磁感应强度垂直于线圈平面，磁感应强度大小B随时间t按如图丙所示的规律变化；之后重复0～4s内的情形。则此交流电电流的有效值为（　　） A．5A B． C． D．10A 二、多选题 12．(23-24高二下·四川南充高级中学·期中)关于交变电流，下列说法正确的是（　　） A．电气设备上，标示的交流电的额定电压和额定电流通常都是有效值 B．某保险丝的熔断电流为，则允许通过的交流电电流的峰值为 C．某旋转磁极式发电机所发交流电的周期，则转子转速为 D．要产生正弦交流电则必须是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动 13．(23-24高二下·四川绵阳中学实验学校·期中)如图甲所示为一交变电压随时间变化的图像，每个周期内，前二分之一周期电压按正弦规律变化，后二分之一周期电压恒定。若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R阻值为50Ω，电源内阻不计。则（　　） A．理想电压表读数为50V B．理想电流表读数为0.9A C．该交流电的频率为100Hz D．电阻R在50秒内产生的热量为2025J 14．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)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，电阻R=3Ω。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动。从某位置开始计时，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．线圈通过图甲所示位置时电流方向发生改变 B．t=0时刻，线圈的磁通量随时间的变化率最大 C．线圈匀速转动的转速为50 r/s D．电阻R的电功率为6W 15．(23-24高二下·四川凉山州西昌·期中)矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示，取3.14。下列结论正确的是（　　） A．在和时，电动势最大 B．在和时，电动势改变方向 C．电动势的最大值是 D．在时，磁通量变化率最大，其值为 16．(23-24高二下·四川成都第七中学·期中)如图所示，同种导体材料制成的扇形线圈OAB的半径为a、圆心角为，电阻为R。MN上方有一匀强磁场，磁感应强度为B，现使线圈在时从图示位置开始绕垂直于纸面且过O点的轴以角速度逆时针匀速转动，下列说法正确的是（　　） A．从开始线圈转过时，O点电势比A点电势低 B．从开始线圈转过时，O点电势比A点电势高 C．从开始线圈转过的过程中，流经线圈的电荷量为 D．转动一周，线圈中电流的有效值为 三、解答题 17．(23-24高二下·四川隆昌第七中学·期中)如图所示为交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈abcd的边长，，匝数，线圈的总电阻，线圈在磁感应强度的匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动，线圈转动的频率为50Hz，线圈两端通过电刷E、F与阻值的定值电阻连接。 （1）从线圈经过中性面开始计时，写出线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式； （2）求此发电机在上述工作状态下的输出功率： （3）求从线圈经过中性面开始计时，经过周期时间通过电阻R的电荷量。 18．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)如图所示，交流发电机的矩形线圈abcd的面积为0.04 m2，线圈匝数N=100匝，电阻r=1 Ω。线圈在磁感应强度B=0.2 T的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，在发电机的输出端接一个电阻R和理想交流电压表，R=9 Ω。从图示位置开始计时，线圈转过30°时回路中的瞬时电流为1 A。求： （1）感应电动势的峰值和瞬时值的表达式； （2）理想交流电压表的示数。 19．(23-24高二下·四川绵阳中学实验学校·期中)如图所示，线圈的面积是S=0.05m2，共有N=100匝，线圈电阻r=1Ω，外接电阻R=4Ω，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以匀速旋转时，求： (1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式； (2)线圈每转过一周，电阻R产生的焦耳热。 20．(23-24高二下·四川成都成都七中万达学校·期中)如图所示，矩形线圈abcd的面积是，共100匝，线圈的总电阻，外接电阻，线圈以角速度绕ab边匀速转动，ab边右侧有匀强磁场（左侧没有磁场），匀强磁场的磁感应强度，求（电压表为理想电表）： （1）当线圈由图示位置转过60°时，通过电阻R的电流大小； （2）当线圈由图示位置转过60°的过程中，通过电阻R的电荷量； （3）电压表的示数； （4）线圈转动一周的过程中，外力做了多少功。 21．(23-24高二下·四川成都天府新区实外高级中学·期中)如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻R=9Ω。匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以300r/min的转速匀速转动时，求： （1）转动中感应电动势的最大值； （2）写出从图中位置开始计时的交变电流的瞬时值表达式； （3）电路中交流电压表示数。 22．(23-24高二下·四川内江第六中学·期中)如图所示，矩形线圈处在磁感应强度大小为B、方向水平向右的匀强磁场中，线圈通过电刷与定值电阻R及理想电流表相连接，线圈绕中心轴线以恒定的角速度匀速转动，时刻线圈位于与磁场平行的位置。已知线圈的匝数为n、面积为S、阻值为r。求： （1）从时起，线圈转过60°时产生的电动势； （2）线圈转动的过程中，电压表的示数； （3）外力使线圈转动一周所做的功。 23．(23-24高二下·四川成都树德中学·期中)如图甲，水平面上ab、cd两个导轨平行，电阻忽略不计，动摩擦因数为。bc处连接一电阻，质量为的导体杆ef静止，其电阻也为。以ef位置为坐标原点，水平向右为x轴，导轨平面存在如图乙所示，随x轴以正弦分布的磁场B，其峰值为，y轴方向的磁场与该位置x轴的磁场相同，已知。现用外力F拉动ef杆以速度匀速运动（忽略最开始的启动过程），求： （1）电流I随时间变化的表达式； （2）杆ef运动2L时，外力做的功W； （3）杆ef运动L时，流过R的电荷量q。 变压器 一、单选题 1．(23-24高二下·四川南充高级中学·期中)如图所示，理想变压器原线圈接在正弦交流电源上，电源的输出电压不变，副线圈回路中接有电阻和灯泡。现增加并入电路灯泡的个数，则（　　） A．原线圈中的电流减小 B．电阻R消耗的功率增大 C．灯泡 L1的亮度将变亮 D．变压器的输入功率减小 2．(23-24高二下·四川自贡第一中学校·期中)如图所示，一理想变压器原线圈匝数匝，副线圈匝数匝，交流电源的电压，电阻，电压表、电流表均为理想电表。则下列说法错误的是（    ） A．交流电的频率为50Hz B．电流表的示数为0.8A C．电压表的示数为88V D．电阻R的功率为352W 3．(23-24高二下·四川苍溪中学校·期中)如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比2:1，，，电流表为理想交流电表，原线圈接到有效值为U的交变电压上时，电流表示数为2A，下列分析正确的是（    ） A．U的大小为40V B．通过R的电流有效值为2A C．若断路，电流表示数将变大 D．若断路，则R消耗的功率变小 4．(23-24高二下·四川成都简阳实验学校（成都石室阳安学校）·期中)如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈接V的交流电，灯泡L标有“50V 100W”字样，电阻，D为理想二极管，则（　　） A．灯泡L不能正常发光 B．通过电阻R的电流有效值为2A C．原线圈输入功率为200W D．通过副线圈的电流有效值为3A 5．(23-24高二下·四川绵阳中学实验学校·期中)无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。地下铺设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，如图所示。送电线圈和受电线圈匝数比为。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为2A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（　　） A．受电线圈的电流方向每秒改变50次 B．送电线圈的输入电压为V C．受电线圈的输出电压为V D．送电线圈的输入功率为110W 6．(23-24高二下·四川成都天府新区实外高级中学·期中)如图所示，理想变压器的原，副线圈匝数之比为5∶1，R2=5Ω，现在电源输入电压如图乙所示的交流电，电流表和电压表均为理想电表，电流表A2的示数为4A。下列说法正确的是（　　） A．电压表V1的示数是120V B．电阻R1的值为275Ω C．电路消耗的总功率是80W D．若R2的阻值增大，则电压表V2的示数将增大 二、多选题 7．(23-24高二下·四川宜宾第四中学校·期中)如图甲所示电路，理想变压器原、副线圈匝数比为，原线圈输入电压如图乙所示，副线圈电路中为定值电阻，R是滑动变阻器，C为电容器，所有电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（　　） A．副线圈两端电压的频率为100Hz B．电压表的示数为220V C．为保证电容器C不被击穿，电容器的耐压值 D．滑片P向下移时，电流表和示数均增大 8．(23-24高二下·四川广安友实学校、邻水正大实验学校·期中)如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是（　　） A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表示数变小 B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，消耗的功率变大 C．若闭合开关，则电流表示数变大，示数变大 D．若闭合开关，则电压表示数变小 9．(23-24高二下·四川成都树德中学·期中)为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统，天亮灯熄、天暗灯亮，如图甲所示，、为指示灯，为照明灯，电源提供的电压恒定。光控开关可采用光敏电阻和电磁铁来控制，如图乙所示，当线圈中的电流大于时，继电器的衔铁将被吸合。光敏电阻是阻值随光照强度增大而减小的元件，下列说法正确的是（　　） A．照明灯L₂灯亮时，L₁会变暗 B．照明灯L₂灯亮时，L₃会变暗 C．AB应该接入光控开关的CE端 D．为了让天色更暗时，路灯才被点亮，变阻器R'的阻值应适当调小 10．(23-24高二下·四川成都树德中学·期中)某种电吹风机的电路图如图所示，a、b、c、d为四个固定触点。绕O点逆时针转动的扇形金属触片P，可只接触一个触点，也可同时接触两个触点，触片P处于不同位置时，吹风机可处于停机、吹冷风和吹热风三种工作状态。和分别是理想变压器原、副线圈的匝数，该电吹风机的各项参数如下表所示。下列说法中正确的是（　　） 冷风时输入功率 60W 热风时输入功率 500W 小风扇额定电压 60V 正常工作时小风扇输出功率 50W 交流电的输入电压 220V A．若该变压器不是理想变压器，为了减小铁芯中的涡流，虚线框中顶部铁芯条的硅钢片应平行于平面 B．理想变压器原、副线圈的匝数比 C．小风扇的内阻为 D．电吹风机吹热风时电热丝上的电流为2A 11．(23-24高二下·四川成都成都外国语学校·期中)如图甲所示为恒压电源给硫化镉光敏电阻R供电时，流过此电阻的电流和其所受光照强度的关系图像。根据这一特性，某同学利用此光敏电阻设计了一个台灯的自动控制电路，如图乙所示，T为一自耦式变压器。下列说法正确的是（　　） A．在其他条件不变的情况下，如果光照变强，则灯泡的亮度减小 B．在其他条件不变的情况下，如果光照变强，则灯泡的亮度增加 C．在其他条件不变的情况下，将自耦式变压器的滑片P适当下滑，则灯泡的亮度减小 D．在其他条件不变的情况下，适当增大滑动变阻器的阻值，则灯泡的亮度增加 三、实验题 12．(23-24高二下·四川江油太白中学·期中)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图甲所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。 (1)本实验中，实验室有下列器材： A．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈） B．条形磁铁　　C．直流电源 D．多用电表　　E.开关、导线若干 上述器材在本实验中需要的有 （填器材序号），本实验中还需要用到的器材有 。 (2)对于实验过程，下列说法正确的有_________。 A．变压器的原线圈接低压交变电流，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡” B．为便于探究，应该采用控制变量法 C．因为实验所用电压较低，通电时可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路 D．使用多用电表测电压时，先用最大量程试测，再选用适当的挡位进行测量 (3)实验中，电源接变压器原线圈“0”“8”接线柱，副线圈接“0”“4”接线柱，副线圈所接电表的示数为5.0V，若变压器是理想变压器，则原线圈的电压应为_________。 A．18.0V B．5.0V C．10.0V D．2.5V (4)组装变压器时，该同学没有将铁芯闭合，如图所示，原线圈接12.0V的学生电源，原、副线圈的匝数比为8：1，副线圈两端接交流电压表，则交流电压表的实际读数可能是_________。 A．0．65V B．96.0V C．1.5V D．0 13．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)某物理兴趣小组利用可拆变压器探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系： (1)关于变压器，下列说法正确的是 A．变压器工作时副线圈交流电的频率与原线圈交流电的频率相等 B．使用多用电表测副线圈电压时，应选用“直流电压挡” C．测量电压时，先用最大量程挡试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量 D．因为实验所用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱等检查电路 (2)考虑变压器工作时有能量损失，实验测得的原、副线圈的电压比与原、副线圈的匝数比之间的关系为 （选填“>”、“=”或者“<”）。 (3)如图丙所示，一理想变压器原线圈中接有阻值为R0的定值电阻，副线圈中接有一可变电阻R，原线圈一侧接在电压为12V（有效值）的正弦交流电源上。通过调节可变电阻后发现，当R时，可变电阻上消耗的电功率最大，该变压器原、副线圈的匝数比为 ，可变电阻上消耗的最大电功率为 W。 14．(23-24高二下·四川成都第七中学·期中)在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器结构如图甲所示。 (1)变压器的铁芯，它的结构和材料是__________。（填字母） A．整块硅钢铁芯 B．整块不锈钢铁芯 C．绝缘的铜片叠成 D．绝缘的硅钢片叠成 (2)观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数 。（填“多”或“少”） (3)用匝数匝和匝的变压器，实验测量数据如表： 1.80 2.80 3.80 4.90 4.00 6.01 8.02 9.98 根据测量数据可判断原线圈匝数为 匝。（填“400”或“800”） (4)图乙为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为、，在交流电源的电压有效值不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当 时，R获得的功率最大。 四、解答题 15．(23-24高二下·四川南充高级中学·期中)如图甲所示，理想变压器原，副线圈匝数比，原线圈接在一电源上，副线圈接有一阻值的定值电阻。交流电压表和交流电流表均为理想电表。当电源电压随时间变化如图乙所示的正弦曲线时，求： （1）电源电压的瞬时值表达式； （2）电压表示数； （3）原线圈的输入功率。 远距离输电 一、单选题 1．(23-24高二下·四川内江第六中学·期中)如图示为某一输电示意图，电厂的发电机输出功率为，输出电压，升压变压器原、副线圈的匝数比为，输电线电阻为，用户需要的电压，变压器均为理想变压器，则（　　） A．输电线上的输送电流为 B．输电线上损失的电压为 C．输电线上损失的电功率为 D．降压变压器的原、副线圈的匝数比为 二、多选题 2．(23-24高二下·四川遂宁射洪中学校·期中)高二某学习小组为模拟远距离输电，用一台内阻为r=1的交流发电机给4个小灯泡供电，如图所示，取实验室理想升压变压器的匝数比为，理想降压变压器的匝数比为，用电阻较大铁导线为输电线，总电阻R=16。若4个“10V，2.5W”的小灯泡均正常发光，假设小灯泡电阻不变，则（　　） A．输电线上损失的电功率为1W B．发电机的电动势为11V C．若两盏灯由于质量问题发生断路故障，则I1变为 D．若两盏灯由于质量问题发生断路故障，则I2变为 3．(23-24高二下·四川成都成都七中万达学校·期中)发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器给用户供电，升压变压器输出端滑片P位置可以调动，发电机组输出交变电压的有效值恒定，两条输电线总电阻r保持不变。则（    ） A．仅增加用户端的用电器，则输电线上损失的功率变大 B．仅增加用户端的用电器，则用户端电压升高 C．仅将滑片P下移，发电机的输出电流将增大 D．仅将滑片P下移，则用户端电压升高 三、解答题 4．(22-23高二下·四川绵阳南山中学实验学校·期中)如图所示， 导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电，导线框绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生交变电动势e=，理想降压变压器原、副线圈匝数之比为25：11，降压变压器副线圈接一个电动机，电动机恰好正常工作，电动机额定电压为220V，额定功率1100W，输电线总电阻r=25Ω，电动机内阻R=8.8Ω，其他电阻忽略不计。求： （1）输电线损耗的功率P损 （2）升压变压器原、副线圈匝数比    5．(22-23高二下·四川南充高级中学·期中)如图所示，某小型发电站发电机输出的交变电压为300 V，输出的电功率为60 kW，用电阻为10 Ω的输电线向远处输电，要求输电线上损失的功率为输出电功率的0.6% ，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220 V供用户使用（两个变压器均为理想变压器）。求：升压变压器和降压变压器原副线圈的匝数比分别为多少。（结果用分数表示）    6．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)某村在较远的地方建立了一座小型水电站，利用如图所示电路为村上供电。某时刻测得发电机的输出功率为80 kW，输出电压为250 V，输电线上线上损耗的电功率为2 kW。已知该村的用电电压是220 V，输电线的总电阻为5 Ω。变压器均视为理想变压器的情况下，求： （1）高压输电线的电流I2； （2）降压变压器的原、副线圈的匝数比（可用分数表示）； （3）若此时该村工厂用电功率为60kW，其余用电器均为“220 V，60 W”的照明电灯，则此时有多少盏灯泡正常发光？ 7．(23-24高二下·四川攀枝花第三高级中学校·期中)如图甲为我国海上风力发电简化工作原理模型图，风轮带动矩形线圈在匀强磁场中转动输出如图乙所示的交流电，并通过两理想变压器远距离输电给用户供电。升压变压器原副线圈匝数比为1：10，输电线的总电阻为，电压表为理想电表，风力发电机的输出功率为75kW。求： （1）输电线上损失的热功率； （2）若电压表的示数为220V，求降压变压器原副线圈的匝数比。 8．(22-23高二下·四川仁寿第一中学校（北校区）·期中)风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展。如图是上海黄浦江入海处所建的风车阵。如果风车阵中某发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，先后经过一升压变压器和一降压变压器传输后送到用户，设用户得到的电压是220 V，输电线总电阻为10 Ω。若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求： （1）画出此输电线路的示意图； （2）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比各为多少？ （3）用户得到的电功率是多少？    四、填空题 9．(23-24高二下·四川绵阳中学实验学校·期中)图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。已知输电线的总电阻R = 20Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为5：1，副线圈与用电器R0组成闭合电路。若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压，当用电器电阻R0 = 22Ω时：①输电线上的发热功率 W；②变压器T1的副线圈的电压 V。③变压器T1的原线圈的输入功率 W 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 交变电流 交变电流的产生 一、单选题 1．(23-24高二下·四川达州通川区二校·期中)交流发电机模型如图所示，矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕其中心轴匀速转动，从线圈平面与磁场垂直时开始计时，已知线圈转动的角速度，下列说法正确的是（　　） A．时，线圈位于中性面 B．时，穿过线圈的磁通量变化率最大 C．时，线圈的感应电动势最小 D．线圈中产生余弦变化规律的交变电流 【答案】A 【来源】四川省达州市通川区二校2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【详解】AB．时，线圈处于中性面，穿过线圈的磁通量最大，产生的电流为零，根据 则和时，线圈均位于中性面，产生的感应电动势等于零，磁通量的变化率最小，故A正确，B错误； C．时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最大，故C错误； D．线圈从中性面开始周期性转动，产生正弦变化规律的交变电流，故D错误。 故选A。 2．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)如图所示为一交变电压随时间变化的图像，根据图中数据可得此交变电压的有效值为（　　） A．V B．7 V C．V D．V 【答案】C 【来源】四川省安宁河联盟2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试卷 【详解】根据有效值的概念可得 解得 故选C。 3．(23-24高二下·四川成都蓉城名校·期中)如图，初始时刻矩形线圈abcd与匀强磁场平行，线圈绕ad边匀速转动，从图示位置开始计时，经六分之一周期时的感应电动势为2V，则该感应电动势的最大值为（　　） A．2V B． C．4V D． 【答案】C 【来源】四川省成都市蓉城名校2023-2024学年高二下学期期中联考物理试题 【详解】矩形线圈abcd从图示位置开始转动时，瞬时感应电动势的表达式 经六分之一周期，，故 故选C。 4．(23-24高二下·四川苍溪中学校·期中)2023年6月14日，我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲号”在广东珠海投入试运行，如图甲。南鲲号发电原理可简化如图乙所示：海浪带动浪板上下摆动，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，并通过a、b端向外输出电流。若转子带动线圈沿逆时针方向转动，在图乙所示位置（    ） A．线圈所处位置是中性面 B．穿过线圈的磁通量为零 C．线圈b端电势高于a端电势 D．线圈靠近S极的导线受到的安培力方向水平向左 【答案】B 【来源】四川省苍溪中学校2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【详解】A．图乙中线圈所处位置与磁感线平行，与中性面垂直，故A错误； B．线圈所处位置与磁感线平行穿过线圈的磁通量最小，故B正确； C．根据右手定则可知此时线圈内部电流从b到a，则线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势，故C错误； D．线圈内部电流从b到a，根据左手定则可知线圈靠近S极的导线受到的安培力方向向下，故D错误。 故选B。 5．(23-24高二下·四川绵阳中学实验学校·期中)“南鲲号”称之为“海上充电宝”，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。若转子带动线圈如下图逆时针转动，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穿过线圈的磁通量最大 B．线圈转动到如图所示位置时产生的电动势为零 C．线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上 D．线圈转动一周电流方向改变两次，图示位置正是电流变向的时刻 【答案】C 【来源】四川省绵阳中学实验学校2023-2024学年高二下学期半期考试物理试卷 【详解】A．线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量为零，最小，故A错误； B．线圈转动到如图所示位置时，磁通量变化率最大，根据法拉第电磁感应定律，此时产生的电动势最大，不为零，故B错误； C．根据右手定则可知，线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势，根据左手定则可知，线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上，故C正确； D．线圈转动一周电流方向改变两次，线圈经过中性面一次电流方向改变，图示位置是峰值面，故图示位置不是电流变向的时刻，故D错误。 故选C。 6．(23-24高二下·四川绵阳中学实验学校·期中)无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。地下铺设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，如图所示。送电线圈和受电线圈匝数比为。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为2A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（　　） A．受电线圈的电流方向每秒改变50次 B．送电线圈的输入电压为V C．受电线圈的输出电压为V D．送电线圈的输入功率为110W 【答案】D 【来源】四川省绵阳中学实验学校2023-2024学年高二下学期半期考试物理试卷 【详解】A．受电线圈的电流频率与受电线圈中的电流频率相同，即为 一个周期内电流方向改变2次，所以每秒电流方向改变100次，故A错误； BD．根据图可知送电线圈上正弦交流电的有效值为 受电线圈中的电流为2A，可得送电线圈中的电流大小为 送电线圈的输入功率为 故B错误，D正确； C．对受电线圈的输出电压有 可得 故C错误。 故选D。 7．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)四川凉山安宁河谷地区风力资源丰富，安装了许多风力发电装置。某科研小组模拟的风力发电机发电简易模型如图所示。风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈在磁感应强度大小的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，其中矩形线圈匝数为匝，面积为，线圈总电阻，小灯泡电阻，电流表为理想表。线圈从图示位置转过过程中，通过电流表的电荷量为（　　） A．0．15 C B． C． D． 【答案】C 【来源】四川省安宁河联盟2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试卷 【详解】从图示位置开始，线圈转过过程中，磁通量的变化量 根据法拉第电磁感应定律 根据闭合电路欧姆定律 根据电流强度定义 联立解得 0．075C 故选C。 8．(23-24高二下·四川遂宁射洪中学校·期中)如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R=10 Ω的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10 V。图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图像，则（　　）         A．电阻R上的电功率为20 W B．t=0.02 s时，R两端的电压瞬时值为零 C．R两端的电压u随时间t变化的规律是u=14.1cos 100πt（V） D．通过R的电流i随时间t变化的规律是i=14.1cos 50πt（A） 【答案】C 【来源】四川省遂宁市射洪中学校2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题 【详解】A．R上消耗的电功率为 故A错误； B．0．02s时，磁通量为零，而磁通量的变化率最大，此时R两端瞬时电压最大，故B错误； C．R两端电压最大值为 线圈转动的角速度为 故R两端电压表达式为 故C正确； D．根据C选项可得电流 故D错误。 故选C。 9．(23-24高二下·四川达州万源万源中学·期中)为保证自行车夜间骑行安全，在自行车上安装了尾灯，其电源为固定在后轮的交流发电机，如图甲所示。交流发电机的原理图如图乙所示，线圈在车轮的带动下绕轴转动，通过滑环和电刷保持与尾灯连接，矩形线圈ABCD的面积为，共有100匝，线圈总电阻为1Ω，线圈处于磁感应强度大小为10T的匀强磁场中，尾灯灯泡电阻为3Ω，当线圈转动角速度为8rad/s时，下列说法正确的是（　　） A．线圈从图乙所示位置开始计时，其转动过程中产生的电动势为 B．若在尾灯两端并联一个电压表，当线圈转到图乙所示位置时，电压表读数为0V C．线圈从图乙所示位置转过过程中产生的电动势的平均值为 D．线圈每转一圈，尾灯产生的焦耳热为 【答案】C 【来源】四川省达州市万源市万源中学2023-2024学年高二下学期5月期中考试物理试题 【详解】A．线圈在乙图中为中性面位置，产生的电动势为 故A错误； B．若在尾灯两端并联一个电压表，电压表的示数等于电动势有效值，为 故B错误； C．线圈转动的周期为 线圈从图乙所示位置转过过程中产生的电动势的平均值为 故C正确； D．线圈中电流有效值为 线圈每转一圈，尾灯产生的焦耳热为 故D错误。 故选C。 10．(23-24高二下·四川甘孜藏族某重点中学·期中)如图所示，N100匝正方形闭合金属线圈abcd边长为L1m，电阻为R20。线圈处于磁感应强度大小为B2T的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴OO以角速度1rad/s匀速转动，ab边距轴。则（    ） A．从图示时刻开始转动90的过程中，线圈中流过的电荷量为：q10C B．若从图示时刻开始计时，则感应电动势的一表达式：e200sintV C．感应电动势的有效值为：E200V D．从图示时刻开始转动90的过程中，线圈产生的焦耳热为：Q100J 【答案】A 【来源】四川省甘孜藏族自治州某重点中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【详解】BC．感应电动势的最大值为 解得 有效值为 由图可知，此时线圈平面与磁场方向平行，开始计时e的瞬时值表达式为 故BC错误； A．从图示时刻开始转动90°的过程中，平均感应电动势为 平均感应电流 通过电阻R的电荷量为 联立解得 故A正确； D．电流的有效值为 从图示时刻开始转动90°所用时间为 从图示时刻开始转动90°产生的焦耳热为 解得 故D错误。 故选A。 11．(23-24高二下·四川成都蓉城名校·期中)如图甲，t=0时，单匝矩形导体线圈abcd与垂直于纸面向外的匀强磁场垂直，面积为，电阻为R=10Ω。0～2s内，线圈绕垂直于磁场的轴（图中未画出）匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t按如图乙所示的余弦规律变化；2s～4s内线圈保持静止，磁感应强度垂直于线圈平面，磁感应强度大小B随时间t按如图丙所示的规律变化；之后重复0～4s内的情形。则此交流电电流的有效值为（　　） A．5A B． C． D．10A 【答案】C 【来源】四川省成都市蓉城名校2023-2024学年高二下学期期中联考物理试题 【详解】内，交流电电动势的最大值 其中 ， 有效值 内，交流电电动势 有效值 设该交流电电流的有效值为，由 解得 故选C。 二、多选题 12．(23-24高二下·四川南充高级中学·期中)关于交变电流，下列说法正确的是（　　） A．电气设备上，标示的交流电的额定电压和额定电流通常都是有效值 B．某保险丝的熔断电流为，则允许通过的交流电电流的峰值为 C．某旋转磁极式发电机所发交流电的周期，则转子转速为 D．要产生正弦交流电则必须是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动 【答案】AC 【来源】四川省南充高级中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【详解】A．电气设备上，标示的交流电的额定电压和额定电流通常都是有效值，故A正确； B．某保险丝的熔断电流为，为电流有效值，故B错误； C．某旋转磁极式发电机所发交流电的周期，则转子转速为 故C正确； D．闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动就会产生正弦交流电，不需要是矩形线圈，故D错误。 故选AC。 13．(23-24高二下·四川绵阳中学实验学校·期中)如图甲所示为一交变电压随时间变化的图像，每个周期内，前二分之一周期电压按正弦规律变化，后二分之一周期电压恒定。若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R阻值为50Ω，电源内阻不计。则（　　） A．理想电压表读数为50V B．理想电流表读数为0.9A C．该交流电的频率为100Hz D．电阻R在50秒内产生的热量为2025J 【答案】BD 【来源】四川省绵阳中学实验学校2023-2024学年高二下学期半期考试物理试卷 【详解】A．设交流电电压有效值为，根据有效值定义可得 解得 则理想电压表读数为；故A错误； B．根据欧姆定律可得理想电流表读数为，故B正确； C．该交流电的周期为，则交流电的频率为50Hz，故C错误； D．电阻R消耗的电功率为 电阻R在50秒内产生的热量为 故D正确。 故选BD。 14．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)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，电阻R=3Ω。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动。从某位置开始计时，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．线圈通过图甲所示位置时电流方向发生改变 B．t=0时刻，线圈的磁通量随时间的变化率最大 C．线圈匀速转动的转速为50 r/s D．电阻R的电功率为6W 【答案】BC 【来源】四川省安宁河联盟2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试卷 【详解】A．线圈通过图甲所示位置时与中性面垂直，电流方向不改变，故A错误； B．由乙图知，t=0时，交流电有最大值，线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量的变化率最大，故B正确； C．由图乙可知周期为s，则转速为 r/s 故C正确； D．由图可知电流最大值为A，则有效值为 A 则电功率为 W 故D错误。 故选BC。 15．(23-24高二下·四川凉山州西昌·期中)矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示，取3.14。下列结论正确的是（　　） A．在和时，电动势最大 B．在和时，电动势改变方向 C．电动势的最大值是 D．在时，磁通量变化率最大，其值为 【答案】CD 【来源】四川省凉山州西昌市2023-2024学年高二下学期期中检测物理试题 【详解】A．在和时，磁通量最大，线圈位于中性面位置，感应电动势为零，故A错误； B．在t=0.2s和t=0.4s时，磁通量为零，线圈垂直于中性面，感应电动势最大，电动势不改变方向，故B错误； C．根据图像可知 BS=0.2Wb T=0．4s 故电动势的最大值 Em=NBSω=NBS=50×0.2×=50πV=157V 故C正确； D．t=0.4s时，磁通量为0，磁通量的变化率最大，由 Em = 得 =3．14Wb/s 故D正确。 故选CD。 16．(23-24高二下·四川成都第七中学·期中)如图所示，同种导体材料制成的扇形线圈OAB的半径为a、圆心角为，电阻为R。MN上方有一匀强磁场，磁感应强度为B，现使线圈在时从图示位置开始绕垂直于纸面且过O点的轴以角速度逆时针匀速转动，下列说法正确的是（　　） A．从开始线圈转过时，O点电势比A点电势低 B．从开始线圈转过时，O点电势比A点电势高 C．从开始线圈转过的过程中，流经线圈的电荷量为 D．转动一周，线圈中电流的有效值为 【答案】BC 【来源】四川省成都市第七中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【详解】A．当线圈转过时，相当于电源，所以点电势比点电势高，A错误； B．线圈转过时，线圈产生的总感应电动势为零，OA边切割磁感线产生的电动势即为OA两点电压 则O点电势比A点电势高，B正确； C．线圈转过时，根据法拉第电磁感应定律可知 根据闭合电路欧姆定律可知 则流经线圈的电荷量为 联立解得 C正确； D．线圈在进入和离开磁场区域过程中产生的感应电流为 设线圈转动一周时的周期为，线圈转动一周的过程中只有的时间产生感应电流，根据电流有效值定义可知 解得 D错误。 故选BC。 三、解答题 17．(23-24高二下·四川隆昌第七中学·期中)如图所示为交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈abcd的边长，，匝数，线圈的总电阻，线圈在磁感应强度的匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动，线圈转动的频率为50Hz，线圈两端通过电刷E、F与阻值的定值电阻连接。 （1）从线圈经过中性面开始计时，写出线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式； （2）求此发电机在上述工作状态下的输出功率： （3）求从线圈经过中性面开始计时，经过周期时间通过电阻R的电荷量。 【答案】（1）；（2）；（3）0.1C 【来源】四川省隆昌市第七中学2023-2024学年高二下学期半期物理试题 【详解】（1）线圈产生感应电动势的最大值为 所以感应电动势随时间变化的表达式为 （2）线圈中感应电动势的有效值为 电流的有效值为 所以输出功率为 （3）根据法拉第电磁感应定律有 根据欧姆定律得 所以 18．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)如图所示，交流发电机的矩形线圈abcd的面积为0.04 m2，线圈匝数N=100匝，电阻r=1 Ω。线圈在磁感应强度B=0.2 T的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，在发电机的输出端接一个电阻R和理想交流电压表，R=9 Ω。从图示位置开始计时，线圈转过30°时回路中的瞬时电流为1 A。求： （1）感应电动势的峰值和瞬时值的表达式； （2）理想交流电压表的示数。 【答案】（1） ，；（2） 【来源】四川省安宁河联盟2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试卷 【详解】（1）由中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为 线圈转过30°时回路中的瞬时电流为1 A，由得 由，解得 故 （2）感应电动势的有效值为 由得 理想交流电压表测的是电阻R的电压 19．(23-24高二下·四川绵阳中学实验学校·期中)如图所示，线圈的面积是S=0.05m2，共有N=100匝，线圈电阻r=1Ω，外接电阻R=4Ω，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以匀速旋转时，求： (1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式； (2)线圈每转过一周，电阻R产生的焦耳热。 【答案】(1) (2)800J 【来源】四川省绵阳中学实验学校2023-2024学年高二下学期半期考试物理试卷 【详解】（1）产生的最大感应电动势为V 感应电动势的瞬时值表达式为 （2）线圈产生的感应电动势的有效值为 线圈产生的电流为= 100A 电阻R产生的焦耳热为 解得Q=800J 20．(23-24高二下·四川成都成都七中万达学校·期中)如图所示，矩形线圈abcd的面积是，共100匝，线圈的总电阻，外接电阻，线圈以角速度绕ab边匀速转动，ab边右侧有匀强磁场（左侧没有磁场），匀强磁场的磁感应强度，求（电压表为理想电表）： （1）当线圈由图示位置转过60°时，通过电阻R的电流大小； （2）当线圈由图示位置转过60°的过程中，通过电阻R的电荷量； （3）电压表的示数； （4）线圈转动一周的过程中，外力做了多少功。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【来源】四川省成都市成都七中万达学校2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题 【详解】（1）线圈中感应电动势的最大值为 交变电流的最大值 电流的瞬时值表达式为 从图示位置转过60°时，此时的电流为 （2）感应电动势平均值 电荷量 解得 （3）线圈中感应电动势的最大值为，一个周期内只有一半时间有电动势，根据有效值的定义，有 解得 电压表的示数为路端电压的有效值，解得 （4）外力做功全部转化为系统焦耳热 可得 21．(23-24高二下·四川成都天府新区实外高级中学·期中)如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻R=9Ω。匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以300r/min的转速匀速转动时，求： （1）转动中感应电动势的最大值； （2）写出从图中位置开始计时的交变电流的瞬时值表达式； （3）电路中交流电压表示数。 【答案】（1）；（2）；（3） 【来源】四川省成都市天府新区实外高级中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【详解】（1）线圈转动的角速度为 线圈转动过程中产生的为正弦交流电，电动势的最大值为 （2）图中位置，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为0，感应电动势为0，感应电流为0，则从图中位置开始计时的电动势瞬时值表达式为 根据闭合电路欧姆定律可得 可得电流的瞬时值表达式为 （3）感应电动势的有效值为 电流有效值为 则交流电压表的示数为 22．(23-24高二下·四川内江第六中学·期中)如图所示，矩形线圈处在磁感应强度大小为B、方向水平向右的匀强磁场中，线圈通过电刷与定值电阻R及理想电流表相连接，线圈绕中心轴线以恒定的角速度匀速转动，时刻线圈位于与磁场平行的位置。已知线圈的匝数为n、面积为S、阻值为r。求： （1）从时起，线圈转过60°时产生的电动势； （2）线圈转动的过程中，电压表的示数； （3）外力使线圈转动一周所做的功。 【答案】（1）；（2）；（3） 【来源】四川省内江市第六中学2023-2024学年高二下学期半期考试物理试卷 【详解】（1）感应电动势最大值为 感应电动势瞬时值为 解得 （2）感应电动势有效值为 电压表的示数为 解得 （3）外力使线圈转动一周所做的功为 又 解得 23．(23-24高二下·四川成都树德中学·期中)如图甲，水平面上ab、cd两个导轨平行，电阻忽略不计，动摩擦因数为。bc处连接一电阻，质量为的导体杆ef静止，其电阻也为。以ef位置为坐标原点，水平向右为x轴，导轨平面存在如图乙所示，随x轴以正弦分布的磁场B，其峰值为，y轴方向的磁场与该位置x轴的磁场相同，已知。现用外力F拉动ef杆以速度匀速运动（忽略最开始的启动过程），求： （1）电流I随时间变化的表达式； （2）杆ef运动2L时，外力做的功W； （3）杆ef运动L时，流过R的电荷量q。 【答案】（1）；（2）3J；（3） 【来源】四川省成都市树德中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷 【详解】（1）由于杆ef匀速切割磁场，而磁场的变化成周期性变化，其一个周期所需要的时间为 由周期与角速度的关系，有 由于磁场周期性变化，其切割磁场速度为匀速，所以其产生感应电动势也是周期性变化，则其最大值为 电路中的电流最大值为 结合题图，其电流随时间变化的表达式为 （2）由之前的分析可知，电路中的电流可以类比于正弦式交变电流，其有效值为 杆运动2L距离，则正好是一个运动周期，则一个周期内，电路中产生的热量为Q 由功能关系有 解得 （3）将其类比为正弦交流电，在杆ef运动L距离内，即研究即其半个周期内的情况，先研究，有 又因为类比正弦式交流电，有 平均电动势有 平均电流为 电路定义式有 由于在半个周期内通过导体棒的电荷量相当于四分之一个周期内的两倍，所以有 变压器 一、单选题 1．(23-24高二下·四川南充高级中学·期中)如图所示，理想变压器原线圈接在正弦交流电源上，电源的输出电压不变，副线圈回路中接有电阻和灯泡。现增加并入电路灯泡的个数，则（　　） A．原线圈中的电流减小 B．电阻R消耗的功率增大 C．灯泡 L1的亮度将变亮 D．变压器的输入功率减小 【答案】B 【来源】四川省南充高级中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【详解】BC．增加并入电路灯泡的个数，则次级电阻减小，因电源的输出电压不变，则副线圈电压不变，则副线圈电流变大，电阻R消耗的功率增大，L1与L2两端电压减小，则灯泡L1的亮度将变暗，选项B正确，C错误； AD．因副线圈电流变大，则原线圈中的电流变大，根据P=IU可知变压器的输入功率变大，选项AD错误。 故选B。 2．(23-24高二下·四川自贡第一中学校·期中)如图所示，一理想变压器原线圈匝数匝，副线圈匝数匝，交流电源的电压，电阻，电压表、电流表均为理想电表。则下列说法错误的是（    ） A．交流电的频率为50Hz B．电流表的示数为0.8A C．电压表的示数为88V D．电阻R的功率为352W 【答案】D 【来源】四川省自贡市第一中学校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【详解】A．根据交流电电压瞬时值的表达式 可知该交流电的频率为 故A正确； BC．通过电压瞬时值表达式可知该交流电电压的有效值为 结合理想变压器电压与匝数比关系，可得电压表的示数为 则电流表示数为 电流表的示数为 故BC正确； D．电阻R的功率为 故D错误。 由于本题选择错误的，故选D。 3．(23-24高二下·四川苍溪中学校·期中)如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比2:1，，，电流表为理想交流电表，原线圈接到有效值为U的交变电压上时，电流表示数为2A，下列分析正确的是（    ） A．U的大小为40V B．通过R的电流有效值为2A C．若断路，电流表示数将变大 D．若断路，则R消耗的功率变小 【答案】D 【来源】四川省苍溪中学校2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【详解】AB.因为和是并联，并联电阻 电流表示数 所以副线圈输出电压 又因为 所以通过电流有效值 设原线圈输入电压 得 又 故AB错误； CD.若R2断路，则副线圈连接电阻变大，电流表示数变小，原线圈的电流也变小，R消耗的功率变小，故C错误，D正确。 故选D。 4．(23-24高二下·四川成都简阳实验学校（成都石室阳安学校）·期中)如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈接V的交流电，灯泡L标有“50V 100W”字样，电阻，D为理想二极管，则（　　） A．灯泡L不能正常发光 B．通过电阻R的电流有效值为2A C．原线圈输入功率为200W D．通过副线圈的电流有效值为3A 【答案】D 【来源】四川省成都市简阳实验学校（成都石室阳安学校）2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【详解】A．由交流电表达式可知原线圈的输入电压有效值为 根据理想变压器电压表等于匝数比可得，副线圈输出电压为 可知灯泡L能正常发光，故A错误； B．由理想二极管单向导电性可知，交变电流每个周期只有一半时间有电流通过，由交变电流的热效应可知 可得电阻两端电压有效值为 则通过电阻的电流有效值为 故B错误； CD．电阻的功率为 由理想变压器输入功率等于输出功率可知，原线圈的输入功率为 根据 可得副线圈电流有效值为 故C错误，D正确。 故选D。 5．(23-24高二下·四川绵阳中学实验学校·期中)无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。地下铺设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，如图所示。送电线圈和受电线圈匝数比为。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为2A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（　　） A．受电线圈的电流方向每秒改变50次 B．送电线圈的输入电压为V C．受电线圈的输出电压为V D．送电线圈的输入功率为110W 【答案】D 【来源】四川省绵阳中学实验学校2023-2024学年高二下学期半期考试物理试卷 【详解】A．受电线圈的电流频率与受电线圈中的电流频率相同，即为 一个周期内电流方向改变2次，所以每秒电流方向改变100次，故A错误； BD．根据图可知送电线圈上正弦交流电的有效值为 受电线圈中的电流为2A，可得送电线圈中的电流大小为 送电线圈的输入功率为 故B错误，D正确； C．对受电线圈的输出电压有 可得 故C错误。 故选D。 6．(23-24高二下·四川成都天府新区实外高级中学·期中)如图所示，理想变压器的原，副线圈匝数之比为5∶1，R2=5Ω，现在电源输入电压如图乙所示的交流电，电流表和电压表均为理想电表，电流表A2的示数为4A。下列说法正确的是（　　） A．电压表V1的示数是120V B．电阻R1的值为275Ω C．电路消耗的总功率是80W D．若R2的阻值增大，则电压表V2的示数将增大 【答案】D 【来源】四川省成都市天府新区实外高级中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【详解】A．由题意得副线圈电压为 由 可得电压表V1的示数为 故A错误； B．由图乙可知电源的输入电压有效值为 所以R1上的电压为 又因为 可得 则有 故B错误； C．电路消耗的总功率为 故C错误； D．将变压器与R2看成一等效电阻，则有 由欧姆定律可得 若R2的阻值增大，则原线圈电流减小，R1两端电压减小，原线圈输入电压增大，副线圈输出电压增大，即电压表V2的示数将增大，故D正确。 故选D。 二、多选题 7．(23-24高二下·四川宜宾第四中学校·期中)如图甲所示电路，理想变压器原、副线圈匝数比为，原线圈输入电压如图乙所示，副线圈电路中为定值电阻，R是滑动变阻器，C为电容器，所有电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（　　） A．副线圈两端电压的频率为100Hz B．电压表的示数为220V C．为保证电容器C不被击穿，电容器的耐压值 D．滑片P向下移时，电流表和示数均增大 【答案】BD 【来源】四川省宜宾市第四中学校2023-2024学年高二下学期半期考试物理试卷（4.28） 【详解】A．原线圈两端电压的频率为 则副线圈两端电压的频率为50Hz，故A错误； B．电压表的示数为交流电的有效值为 故B正确； C．变压器次级电压有效值 为保证电容器C不被击穿，电容器的耐压值 故C错误； D．滑片P向下移时，R阻值减小，变压器次级电压不变，则次级电流变大，即电流表示数增大，变压器初级电流也变大，则电流表示数变大，故D正确。 故选BD。 8．(23-24高二下·四川广安友实学校、邻水正大实验学校·期中)如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是（　　） A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表示数变小 B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，消耗的功率变大 C．若闭合开关，则电流表示数变大，示数变大 D．若闭合开关，则电压表示数变小 【答案】AD 【来源】四川省广安市友实学校、邻水正大实验学校2023-2024学年高二下学期期中联考物理试题 【详解】AB．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器R的电阻变大，所以副线圈的总电阻变大，由于理想变压器 原线圈输入电压不变，所以副线圈两端的电压不变，由欧姆定律有 所以副线圈的总电流减小，电阻消耗的功率 所以电阻消耗的功率减小，由于理想变压器 所以原线圈的电流减小，即的示数减小，故A正确，B错误； CD．由之前的分析可知，副线圈两端的电压不变，若闭合开关S，在原有电路上并联了一个电阻，相当于副线圈的总电阻减小，由欧姆定律有 所以副线圈的总电流变大，由于理想变压器，有 所以原线圈的电流增大，即电流表示数变大，所以电阻两端的电压不变，由欧姆定律可知 所以其流过电阻的电流不变，即示数不变，设电压表示数为U，由于 而由欧姆定律有 由于副线圈电流变大，所以变大，副线圈两端电压不变，所以电压表示数减小，故C错误，D正确。 故选AD。 9．(23-24高二下·四川成都树德中学·期中)为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统，天亮灯熄、天暗灯亮，如图甲所示，、为指示灯，为照明灯，电源提供的电压恒定。光控开关可采用光敏电阻和电磁铁来控制，如图乙所示，当线圈中的电流大于时，继电器的衔铁将被吸合。光敏电阻是阻值随光照强度增大而减小的元件，下列说法正确的是（　　） A．照明灯L₂灯亮时，L₁会变暗 B．照明灯L₂灯亮时，L₃会变暗 C．AB应该接入光控开关的CE端 D．为了让天色更暗时，路灯才被点亮，变阻器R'的阻值应适当调小 【答案】BD 【来源】四川省成都市树德中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷 【详解】A．设变压器原副线圈两端电压分别为、，由理想变压器的电压比和电流比可得 又由题意得 设副线圈电路中总电阻为，则由欧姆定律得 由以上各式整理得 照明灯L₂灯亮时，副线圈电路中总电阻为减小，则由上式可得通过L₁的电流增大，即L₁会变亮。又有 可得变压器原线圈电压减小，再由公式 可得副线圈两端电压减小，即L₃两端电压减小，则L₃会变暗。故A错误，B正确； C．天暗时，光敏电阻增大，由欧姆定律可知，图乙中电磁铁中通过的电流减小，这样接线柱CD会通过衔铁连接。要想照明灯L₂形成通路，AB应该接CD端。故C错误； D．设图乙中除光敏电阻和变阻器的阻值之外，其它电阻之和为，则由欧姆定律得 当天色更暗，衔铁被吸下时，光敏电阻增大，为保持电路总电流不变，所以电阻应适当调小。故D正确。 故选BD。 10．(23-24高二下·四川成都树德中学·期中)某种电吹风机的电路图如图所示，a、b、c、d为四个固定触点。绕O点逆时针转动的扇形金属触片P，可只接触一个触点，也可同时接触两个触点，触片P处于不同位置时，吹风机可处于停机、吹冷风和吹热风三种工作状态。和分别是理想变压器原、副线圈的匝数，该电吹风机的各项参数如下表所示。下列说法中正确的是（　　） 冷风时输入功率 60W 热风时输入功率 500W 小风扇额定电压 60V 正常工作时小风扇输出功率 50W 交流电的输入电压 220V A．若该变压器不是理想变压器，为了减小铁芯中的涡流，虚线框中顶部铁芯条的硅钢片应平行于平面 B．理想变压器原、副线圈的匝数比 C．小风扇的内阻为 D．电吹风机吹热风时电热丝上的电流为2A 【答案】BD 【来源】四川省成都市树德中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷 【详解】A．磁感线环绕的方向沿着闭合铁芯，根据楞次定律及右手螺旋定则可知，产生的涡流方向垂直于变压器铁芯的正面，即与面平行，为了减小铁芯中的涡流，相互绝缘的硅钢片应垂直面，即虚线框中顶部铁芯条的硅钢片应平行于，A错误； B．根据理想变压器原副线圈关系可知 B正确； C．小风扇的发热功率为 电流为 则小风扇的内阻为 C错误； D．电吹风吹热风时，电热丝消耗的功率为 则电热丝的电流为 D正确。 故选BD。 11．(23-24高二下·四川成都成都外国语学校·期中)如图甲所示为恒压电源给硫化镉光敏电阻R供电时，流过此电阻的电流和其所受光照强度的关系图像。根据这一特性，某同学利用此光敏电阻设计了一个台灯的自动控制电路，如图乙所示，T为一自耦式变压器。下列说法正确的是（　　） A．在其他条件不变的情况下，如果光照变强，则灯泡的亮度减小 B．在其他条件不变的情况下，如果光照变强，则灯泡的亮度增加 C．在其他条件不变的情况下，将自耦式变压器的滑片P适当下滑，则灯泡的亮度减小 D．在其他条件不变的情况下，适当增大滑动变阻器的阻值，则灯泡的亮度增加 【答案】AC 【来源】四川省成都市成都外国语学校2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【详解】AB．分析甲图可知，光照强度增强，流过电阻的电流增大，说明光敏电阻阻值减小。在其他条件不变的情况下，如果光照变强，光敏电阻阻值减小，则灯泡和光敏电阻并联的总电阻减小，根据分压原理可知灯泡两端电压减小，则灯泡的亮度减小，故A正确，B错误； C．在其他条件不变的情况下，将自耦式变压器的滑片P适当下滑，则副线圈匝数减小，根据可知输出电压减小，灯泡的亮度减小，故C正确； D．在其他条件不变的情况下，适当增大滑动变阻器R1的阻值，根据分压原理可知灯泡的两端的电压减小，灯泡亮度降低，D错误。 故选AC。 三、实验题 12．(23-24高二下·四川江油太白中学·期中)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图甲所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。 (1)本实验中，实验室有下列器材： A．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈） B．条形磁铁　　C．直流电源 D．多用电表　　E.开关、导线若干 上述器材在本实验中需要的有 （填器材序号），本实验中还需要用到的器材有 。 (2)对于实验过程，下列说法正确的有_________。 A．变压器的原线圈接低压交变电流，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡” B．为便于探究，应该采用控制变量法 C．因为实验所用电压较低，通电时可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路 D．使用多用电表测电压时，先用最大量程试测，再选用适当的挡位进行测量 (3)实验中，电源接变压器原线圈“0”“8”接线柱，副线圈接“0”“4”接线柱，副线圈所接电表的示数为5.0V，若变压器是理想变压器，则原线圈的电压应为_________。 A．18.0V B．5.0V C．10.0V D．2.5V (4)组装变压器时，该同学没有将铁芯闭合，如图所示，原线圈接12.0V的学生电源，原、副线圈的匝数比为8：1，副线圈两端接交流电压表，则交流电压表的实际读数可能是_________。 A．0．65V B．96.0V C．1.5V D．0 【答案】(1) ADE 低压交流电源 (2)BD (3)C (4)A 【来源】四川省江油市太白中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【详解】（1）[1]在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，使用的是交流电，所以需要可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈），磁场是利用了电流的磁效应，所以不需要条形磁铁，需要多用电表测电压、开关、导线若干。 故选ADE； [2]本实验中还需要用到的器材是低压交流电源。 （2）B．为便于探究，应该采用控制变量法，所以B正确； A．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”，所以A错误； D．使用多用电表测电压时，先用最大量程试测，再选用适当的挡位进行测量，所以D正确； C．虽然实验所用电压较低，但是通电时不可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，这样可减小实验误差，避免发生危险，所以C错误。 故选BD。 （3）根据理想变压器原、副线圈的电压与匝数成正比规律可知，副线圈所接电表的示数为5.0V，原线圈的电压应为10.0V。 故选C。 （4）组装变压器时，该同学没有将铁芯闭合，则变压器漏磁比较厉害，连接副线圈的交流电压表的实际读数小于理想变压器的副线圈的读数，若为理想变压器，则 U2 = U1 = × 12V = 1.5V 实际电压小于1.5V。 故选A。 13．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)某物理兴趣小组利用可拆变压器探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系： (1)关于变压器，下列说法正确的是 A．变压器工作时副线圈交流电的频率与原线圈交流电的频率相等 B．使用多用电表测副线圈电压时，应选用“直流电压挡” C．测量电压时，先用最大量程挡试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量 D．因为实验所用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱等检查电路 (2)考虑变压器工作时有能量损失，实验测得的原、副线圈的电压比与原、副线圈的匝数比之间的关系为 （选填“>”、“=”或者“<”）。 (3)如图丙所示，一理想变压器原线圈中接有阻值为R0的定值电阻，副线圈中接有一可变电阻R，原线圈一侧接在电压为12V（有效值）的正弦交流电源上。通过调节可变电阻后发现，当R时，可变电阻上消耗的电功率最大，该变压器原、副线圈的匝数比为 ，可变电阻上消耗的最大电功率为 W。 【答案】(1)AC (2)> (3) 3：2 4 【来源】四川省安宁河联盟2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试卷 【详解】（1）A．根据变压器的改装原理可知，变压器工作时只是改变电压，不改变频率，故A错误； B．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”测量，故B错误； C．测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，防止烧坏电压表，故C正确； D．虽然实验所用电压较低，但是通电时不可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，这样可减小实验误差，避免发生危险，故D错误。 故选AC。 （2）根据变压器原理可知，原副线圈两端电压之比等于原副线圈匝数之比，即变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比，实验中由于变压器的铜损、磁损和铁损，导致变压器的铁芯损失一部分能量，所以副线圈上的电压的实际值一般略小于理论值，所以原线圈与副线圈的电压之比一般大于原线圈与副线圈的匝数之比。 （3）[1][2]把变压器和R等效为一个电阻R1，R0当作电源内阻，电源的输出功率 当时，即内外电阻相等时，输出功率最大，即可变电阻上消耗的电功率最大，根据 得 由 可得 解得该变压器原、副线圈的匝数比为 可变电阻上消耗的最大电功率为 14．(23-24高二下·四川成都第七中学·期中)在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器结构如图甲所示。 (1)变压器的铁芯，它的结构和材料是__________。（填字母） A．整块硅钢铁芯 B．整块不锈钢铁芯 C．绝缘的铜片叠成 D．绝缘的硅钢片叠成 (2)观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数 。（填“多”或“少”） (3)用匝数匝和匝的变压器，实验测量数据如表： 1.80 2.80 3.80 4.90 4.00 6.01 8.02 9.98 根据测量数据可判断原线圈匝数为 匝。（填“400”或“800”） (4)图乙为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为、，在交流电源的电压有效值不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当 时，R获得的功率最大。 【答案】(1)D (2)少 (3)800 (4) 【来源】四川省成都市第七中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【详解】（1）变压器的铁芯，它的结构和材料是绝缘的硅钢片叠成。 故选D。 （2）根据变流比可知，匝数少的线圈电流大，则应用较粗的导线，即导线粗的线圈匝数少。 （3）观察发现，总是略小于的一半，考虑变压器不是理想变压器，有漏磁现象，故是原线圈电压，根据变压比可知，原线圈匝数为800匝。 （4）将左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R0可等效为一个新电源，根据题意等效电动势为，内阻为R0，将右侧实线框 的变压器与可变电阻R等效为一个用电器，等效电阻为 理想变压器不消耗功率，则等效电阻消耗的功率等于可变电阻R消耗的功率，则有 根据数学函数规律可知，当效电阻等于可变电阻R时，消耗功率最大，则有 结合上述解得 四、解答题 15．(23-24高二下·四川南充高级中学·期中)如图甲所示，理想变压器原，副线圈匝数比，原线圈接在一电源上，副线圈接有一阻值的定值电阻。交流电压表和交流电流表均为理想电表。当电源电压随时间变化如图乙所示的正弦曲线时，求： （1）电源电压的瞬时值表达式； （2）电压表示数； （3）原线圈的输入功率。 【答案】（1）；（2）10V；（3）10W 【来源】四川省南充高级中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【详解】（1）因 电源电压的瞬时值表达式 （2）初级电压有效值 次级电压 可知电压表示数 （3）次级电阻上消耗的功率 则原线圈的输入功率 远距离输电 一、单选题 1．(23-24高二下·四川内江第六中学·期中)如图示为某一输电示意图，电厂的发电机输出功率为，输出电压，升压变压器原、副线圈的匝数比为，输电线电阻为，用户需要的电压，变压器均为理想变压器，则（　　） A．输电线上的输送电流为 B．输电线上损失的电压为 C．输电线上损失的电功率为 D．降压变压器的原、副线圈的匝数比为 【答案】C 【来源】四川省内江市第六中学2023-2024学年高二下学期半期考试物理试卷 【详解】A．根据知 所以输电线上的电流为 故A错误； B．输电线上损耗的电压为 故B错误； C．输电线上损耗的功率为 故C正确； D．因为 降压变压器的原、副线圈的匝数比为 故D错误。 故选C。 二、多选题 2．(23-24高二下·四川遂宁射洪中学校·期中)高二某学习小组为模拟远距离输电，用一台内阻为r=1的交流发电机给4个小灯泡供电，如图所示，取实验室理想升压变压器的匝数比为，理想降压变压器的匝数比为，用电阻较大铁导线为输电线，总电阻R=16。若4个“10V，2.5W”的小灯泡均正常发光，假设小灯泡电阻不变，则（　　） A．输电线上损失的电功率为1W B．发电机的电动势为11V C．若两盏灯由于质量问题发生断路故障，则I1变为 D．若两盏灯由于质量问题发生断路故障，则I2变为 【答案】AC 【来源】四川省遂宁市射洪中学校2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题 【详解】A．四盏灯的电流为 输电线的电流为 输电线上损失的电功率为 故A正确； B．依题意，可得 又 所以 根据闭合电路欧姆定律，有 又 联立可得 故B错误； CD．小灯泡电阻为 两盏灯断路后，降压变压器副线圈电阻为 由欧姆定律，可得 根据理想变压器匝数与电流的关系，有 输电线中的电流 同理，有 解得 根据理想变压器匝数与电压的关系，有 又 对升压变压器原线圈电路，由闭合电路欧姆定律可得 联立可得 故C正确，D错误。 故选AC。 3．(23-24高二下·四川成都成都七中万达学校·期中)发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器给用户供电，升压变压器输出端滑片P位置可以调动，发电机组输出交变电压的有效值恒定，两条输电线总电阻r保持不变。则（    ） A．仅增加用户端的用电器，则输电线上损失的功率变大 B．仅增加用户端的用电器，则用户端电压升高 C．仅将滑片P下移，发电机的输出电流将增大 D．仅将滑片P下移，则用户端电压升高 【答案】ACD 【来源】四川省成都市成都七中万达学校2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题 【详解】B．增加用户端的用电器，即并入电路的负载增多，负载总电阻减小，导致电路总电流增大，对应的输电线电流增大，发电站的输出电流也增大。输电线电流增大，由 可得，输电线分压增大，即电压损失增多，降压变压器原线圈电压降低，对应的副线圈电压也降低，即用户获得的电压降低，故B错误； A．输电线电流增大，由 可知，输电线上损失的功率变大，故A正确； CD．若将滑片P下移，升压变压器副线圈匝数增加，则升压变压器次级电压U2增大，负载不变，这样会导致输电线电流I变大，根据原副线圈电流与匝数关系可知发电机的输出电流将增大，同理降压变压器副线圈的电流变大，则根据可知用户端电压升高，故CD正确。 故选ACD。 三、解答题 4．(22-23高二下·四川绵阳南山中学实验学校·期中)如图所示， 导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电，导线框绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生交变电动势e=，理想降压变压器原、副线圈匝数之比为25：11，降压变压器副线圈接一个电动机，电动机恰好正常工作，电动机额定电压为220V，额定功率1100W，输电线总电阻r=25Ω，电动机内阻R=8.8Ω，其他电阻忽略不计。求： （1）输电线损耗的功率P损 （2）升压变压器原、副线圈匝数比    【答案】（1）；（2） 【来源】四川省绵阳市南山中学实验学校2022-2023学年高二下学期期中物理试题 【详解】（1）电动机的输入功率为1100W,两端电压为220V,则通过电动机的电流为 根据变压比器电流与匝数比的关系有 解得 输电线损耗的功率 （2）根据变压器电压与线圈匝数的比可知，降压变压器输入电压 根据欧姆定律可知输电线分压 则升压变压器输出电压 根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知 根据变压器电压与线圈匝数的比可知，升压变压器原、副线圈匝数之比 5．(22-23高二下·四川南充高级中学·期中)如图所示，某小型发电站发电机输出的交变电压为300 V，输出的电功率为60 kW，用电阻为10 Ω的输电线向远处输电，要求输电线上损失的功率为输出电功率的0.6% ，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220 V供用户使用（两个变压器均为理想变压器）。求：升压变压器和降压变压器原副线圈的匝数比分别为多少。（结果用分数表示）    【答案】， 【来源】四川省南充高级中学2022-2023学年高二下学期期中物理试题 【详解】用300V电压输送时，电流 要求要求输电线上损失的功率为输出电功率的0.6%，即 输电电流 根据变压器的电流比与匝数比的关系可知 发电站升压后输电电压 到达降压变压器的输入变压器电压为 降压变压器原副线圈的匝数比 6．(23-24高二下·四川安宁河联盟·期中)某村在较远的地方建立了一座小型水电站，利用如图所示电路为村上供电。某时刻测得发电机的输出功率为80 kW，输出电压为250 V，输电线上线上损耗的电功率为2 kW。已知该村的用电电压是220 V，输电线的总电阻为5 Ω。变压器均视为理想变压器的情况下，求： （1）高压输电线的电流I2； （2）降压变压器的原、副线圈的匝数比（可用分数表示）； （3）若此时该村工厂用电功率为60kW，其余用电器均为“220 V，60 W”的照明电灯，则此时有多少盏灯泡正常发光？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【来源】四川省安宁河联盟2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试卷 【详解】（1）由题意可知 得 变压器视为理想变压器，则 线路上损失的电压为 降压变压器原线圈电压 由 ，得 （3）设最多安装n个60W电灯，有 解得 7．(23-24高二下·四川攀枝花第三高级中学校·期中)如图甲为我国海上风力发电简化工作原理模型图，风轮带动矩形线圈在匀强磁场中转动输出如图乙所示的交流电，并通过两理想变压器远距离输电给用户供电。升压变压器原副线圈匝数比为1：10，输电线的总电阻为，电压表为理想电表，风力发电机的输出功率为75kW。求： （1）输电线上损失的热功率； （2）若电压表的示数为220V，求降压变压器原副线圈的匝数比。 【答案】（1）；（2） 【来源】四川省攀枝花市第三高级中学校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷 【详解】（1）由图可知升压变压器原线圈输入电压有效值为 根据 可得升压变压器副线圈的输出电压为 则通过输电线的电流为 输电线上损失的热功率为 （2）降压变压器原线圈输入电压为 若电压表的示数为220V，则降压变压器原副线圈的匝数比为 8．(22-23高二下·四川仁寿第一中学校（北校区）·期中)风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展。如图是上海黄浦江入海处所建的风车阵。如果风车阵中某发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，先后经过一升压变压器和一降压变压器传输后送到用户，设用户得到的电压是220 V，输电线总电阻为10 Ω。若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求： （1）画出此输电线路的示意图； （2）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比各为多少？ （3）用户得到的电功率是多少？    【答案】（1）  ；（2），；（3）96kW 【来源】四川省仁寿第一中学校（北校区）2022-2023学年高二下学期4月期中物理试题 【详解】 （1）输电过程示意图如图所示    （2）由线路损耗的功率 可得 故升压变压器原副线圈匝数之比为 输电线上电压损失为 由 得输送电压 降压变压器原线圈两端的电压为 故降压变压器原副线圈匝数之比为 （3）用户得到的电功率为 即 四、填空题 9．(23-24高二下·四川绵阳中学实验学校·期中)图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。已知输电线的总电阻R = 20Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为5：1，副线圈与用电器R0组成闭合电路。若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压，当用电器电阻R0 = 22Ω时：①输电线上的发热功率 W；②变压器T1的副线圈的电压 V。③变压器T1的原线圈的输入功率 W 【答案】 80 1140 2280 【来源】四川省绵阳中学实验学校2023-2024学年高二下学期半期考试物理试卷 【详解】[1]由题意可知T2副线圈电压的最大值为 T2副线圈两端电压的有效值为 则副线圈电路中的电流为 根据变压器电流与线圈匝数关系有 解得 输电线上的发热功率为 [2]输电线路损失的电压为 根据变压器电压与匝数关系有 解得 则变压器T1副线圈的电压为 [3]T2副线圈的输出功率为 根据能量守恒可知，变压器T1的原线圈的输入功率等于输电线上的发热功率和T2副线圈的输出功率之和，有。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$