专题02 交变电流（5大考点）（江苏专用）-【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02 交变电流 交变电流及其描述 1．一矩形线圈的匝数为50，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示。下列结论正确的是（　　） A．在t=0.1s和t=0.3s时，电动势最大 B．在t=0.2s和t=0.4s时，电动势方向发生改变 C．电动势的最大值是50V D．在t=0.4s时，磁通量的变化率最大，为3.14Wb/s 2．一台发电机的结构示意图如图甲所示，线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。外接电表均为理想交流电表，则（    ） A．在0.005s时，穿过线圈的磁通量最大 B．在0.01s时，穿过线圈的磁通量变化率为零 C．图甲中电流表的指针始终在左右摆动 D．线圈经过图甲位置时电流方向将发生改变 3．2023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。南鲲号发电原理可作如下简化：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。如图乙，若转子带动线圈沿逆时针方向转动，并向外输出电流，下列说法正确的是（　　） A．在图乙所示位置时，线圈a端电势高于b端电势 B．在图乙所示位置时穿过线圈的磁通量变化率最小 C．在图乙所示位置时，线圈中电流方向将发生改变 D．在图乙所示位置时，线圈靠近S极的导线受到的安培力方向向上 4．某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图像如图所示，则可判断（  ） A．在B和D时刻线圈处于中性面位置 B．从0时刻到A时刻穿过线圈的磁通量变大 C．从0时刻到B时刻线圈转过的角度为2π D．若从0时刻到B时刻历时0.02s，则交变电流的频率为50Hz 5．某电阻的阻值为10Ω，通过的交变电流如图所示。下列说法正确的是（　　） A．该电流方向每秒改变50次 B．该电流的瞬值表达式 C．并联在该电阻两端的交流电压表示数为50V D．该电阻消耗的电功率为500W 6．我校学生利用地磁场探究交变电流的规律，矩形线圈在地磁场中匀速转动，转轴在线圈平面内，转轴且是线圈对称轴，转轴沿东西放置，产生的交流电如图，已知地磁场斜向下，则（　　） A．0时刻线圈平面在水平面内 B．时刻线圈在水平面内 C．仅增加转速电流峰值减小 D．仅将转轴南北放置电流峰值减小 7．如图是某交流发电机产生的交变电流的图像，根据图像可以判定（　　） A．该交变电流的电流方向每秒改变5次 B．图像上对应的0.05s时刻，发电机中的线圈刚好转至中性面 C．该交变电流的电压瞬时值表达式为（V） D．将标有“12V、3W”的灯泡接在此交变电流上，灯泡可以正常发光 8．如图所示为某种周期性变化的交变电流的电流-时间关系图像，其中前半个周期电流按正弦规律变化，则一个周期内该电流的有效值为（　　） A． B． C． D． 9．线圈在匀强磁场中转动会产生交变电流。下列说法正确的是（    ） A．通过中性面时，穿过线圈的磁通量为零 B．交变电流的平均值就是它的有效值 C．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 D．线圈每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次 10．如图所示为交流发电机的示意图，线圈转动时通过滑环和电刷保持与外电路的闭合，线圈沿顺时针方向匀速转动通过图示位置瞬间，则下列说法正确的是（　　） A．图中位置，穿过线圈的磁通量最大 B．图中位置，AB边的电流方向由B到A C．图中位置，AB边所受安培力竖直向上 D．若使线圈转动的角速度增大一倍，则通过电阻电流的有效值变为原来的2倍 11．如图所示，矩形线圈匝数N=100匝，ab=30cm，ad=20cm，匀强磁场磁感应强度B=0.8T，绕轴从图示位置开始匀速转动，角速度ω=100πrad/s，试求： （1）穿过线圈的磁通量最大值； （2）线圈产生的感应电动势最大值Em； （3）感应电动势e随时间变化的表达式。 12．如图所示，矩形线圈abcd的面积是0.01m2，共100匝，线圈的总电阻r=1Ω，外接电阻R=9Ω，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）线圈中感应电动势的最大值为多少； （2）当线圈由图示位置转过60°时，通过电阻R的电流大小； （3）电压表的示数。 13．如图所示，金属矩形线框MNPQ放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，，，线框的阻值为R。现线框以角速度ω绕对称轴匀速转动。求： （1）线框中产生感应电动势的最大值； （2）线框中电流的有效值。 14．如图所示，线圈的面积是，共100匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的转速匀速转动时，求： （1）转动中感应电动势的最大值和有效值； （2）电路中交流电流表的示数； （3）线圈由图示位置转过的过程中，交变电动势的平均值。 （4）线圈图示位置穿过线圈磁通量的变化率 15．如图所示为交流发电机示意图，匝数n = 100的矩形线圈，边长分别为30 cm和20 cm，内阻为5 Ω，在磁感应强度B = 0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴以的角速度匀速转动，线圈和外部20 Ω的电阻R相连接，已知线圈绕OO′轴转动，t = 0时刻为图示位置，求： (1)交变电流的感应电动势瞬时值表达式： (2)电阻R上所消耗的电功率是多少； (3)由图示位置转过30°的过程中，通过R的电量是多少。 16．如下图所示，一个边长L=10cm，匝数n=100匝的正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，磁感应强度，角速度，外电路电阻，线圈内阻。 (1)写出线圈由图中所示位置开始计时时，感应电动势的瞬时值表达式； (2)线圈转动一周，电阻R上产生的热量。 17．如图所示，面积为0.04m2，内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转速为50r/s，匀强磁场的磁感应强度为。矩形线圈通过滑环与100Ω电阻R相连。 （1）当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，写出线圈中感应电动势的表达式； （2）求电阻R上消耗的功率。 18．有一手摇发电机模型如图所示，在竖直平面内有一半径为r的圆盘，在圆盘的边沿通过一绝缘轻杆与水平面内的导体棒ab相连，导体棒放置在水平且平行放置的导轨MN、PQ上，圆心O与MN、PQ所在的水平面等高，导轨与导体棒始终接触良好，两导轨之间有一磁感应强度为B如图所示的匀强磁场，两导轨间距离为L并有一阻值为R的电阻，不计导体棒和导轨的电阻，圆盘以角速度顺时针匀速转动，求： （1）试分析导体棒中产生的是交流电还是直流电； （2）当轻杆的一端转至圆盘的最高点A位置时，此时导体棒ab产生的瞬时感应电动势的大小； （3）当轻杆的一端转至圆盘的最高点A位置时开始计时，写出导体棒ab中电流的瞬时表达式（规定导体棒内a到b方向为正方向）。 19．如图所示为交流发电机示意图，匝数匝的矩形线圈，边长分别为20cm和40cm，内阻为5Ω，在磁感应强度的匀强磁场中绕轴以的角速度匀速转动，线圈和外部15Ω的电阻R相连接，已知线圈绕轴转动，时刻为图示位置，求： （1）交流电瞬时电动势的表达式； （2）电压表示数。 20．如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图。一个套在辐向永久磁铁槽中的半径为、匝数匝的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。在线圈所在位置磁感应强度的大小均为，线圈的电阻为，它的引出线按有的小电珠。外力推动线圈框架的端，使线圈沿轴线做简谐运动，便有电流通过小电珠。当线圈运动速度随时间变化的规律如图丙所示时（摩擦等损耗不计）。求： （1）电路中电流的最大值及电压表的示数； （2）线圈受到的磁场力随时间变化的关系式。 21．如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直，磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，电阻为r，长为L1，宽为L2，转动角速度为ω。线圈两端外接阻值为R的电阻和一个理想交流电流表。求： （1）从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式： （2）转动一圈电阻产生的焦耳热。 22．如图所示，长、宽分别为、的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小开始时随时间t不断增大，关系式为，当时刻后保持不变，其中、和均为已知。在的时间内，若保持线框静止，且线框平面和磁场垂直；时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动。求： （1）时间内电流表A的示数； （2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量； （3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量。 23．如图所示，OO'右侧的空间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B；U形金属线圈的匝数为N，面积为S，总电阻为r，以ω的速度绕OO'轴匀速转动，外电路电阻为R。求： （1）线圈中产生感应电动势的最大值Um； （2）线圈从图示位置转过60°的过程中通过电阻R的电荷量q； （3）交流电流表的示数I。 24．如图所示，在磁感应强度的水平匀强磁场中，有一边长为，匝数匝，总电阻的正方形线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动，转速，有一电阻，通过电刷与两滑环接触，两端接有一理想交流电压表，求（计算结果保留）∶ （1）若从线圈通过中性面时开始计时，写出电动势的瞬时表达式； （2）电压表的示数； （3）转动一周外力驱动线圈转动所做的功（不计摩擦）。 转动一周外力驱动线圈转动所做的功 25．如图所示，纸面内有边长为L的n匝正三角形金属线框，置于水平向右的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，线框总电阻为R。线框绕轴匀速转动，角速度为ω。求 （1）图示线框位置的电动势的表达式； （2）转动一周过程中线框产生的热量。 26．如图所示，边长为L、电阻为R的n匝正方形金属框，水平放置在磁感应强度为B的、范围足够大的匀强磁场中，在外力作用下绕其边匀速转动，转动周期为T.磁场方向与边垂直，与水平面夹角为，求： （1）图示位置穿过金属框的磁通量； （2）从图示位置开始计时，在转动一周的过程中外力所做的功。 27．正弦交变电压u=220sin100πtV加在氖管的两端，已知当氖管两端的电压达到220V时才开始发光。求 (1)一个周期内氖管发光的总时间及发光次数； (2)1分钟内氖管发光的总时间及发光次数 变压器原理 1．下列设备主要工作原理中不属于电磁感应的是（　　） A．电磁炉 B．发电机 C．电风扇 D．变压器 2．把1.5V干电池接到理想变压器原线圈两端，已知原副线圈匝数比为1：3，则副线圈输出电压为（    ） A．4.5V B．1.5V C．0.5V D．0 3．某实验装置如图甲所示，两个线圈A和B绕在同一软铁芯上。在A线圈中通以如图乙所示变化的电流，用示波器测线圈B输出的电压波形。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈B输出电压随时间变化关系的图中，可能正确的是（　　） A． B． C． D． 4．小姚同学做了探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系的实验，小姚在做本 实验时，选择的原线圈为100匝，副线圈为200匝；他将原线圈接入学生电源中的交流电压“6V”挡位，用交流电压表测量出副线圈的电压为13.0 V，则下列叙述可能符合实际情况的一项是（　　） A．变压器的铁芯没有闭合 B．一定是电压的测量出了问题 C．副线圈实际匝数与标注的“200”不符，应该小于200匝 D．学生电源实际输出电压大于标注的“6V” 5．如下图所示，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，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数为4.4A B．原线圈的输入功率为96.8W C．电压表的示数为22V D．副线圈输出交流电的周期为50s 6．如图所示，用可拆变压器探究原、副线圈电压与匝数的关系。A线圈“0”“8”对应接线柱间的匝数为800，通过导线a、b接e＝24sin(100πt) V的正弦交流电；B线圈“0”“4”对应的匝数为400，通过导线c、d接交流电压表，该表读数可能为（  ） A．9.6V B．12.0V C．24.0V D．36.0V 7．条形铁芯上、下分别绕有匝数和的两组线圈，上线圈两端与的交流电源相连，下线圈两端接交流电压表，交流电压表的读数可能为（　　） A．6.0V B．9.0V C．12.7V D．144.0V 8．尽管无线充电有一定的便利性，但目前还面临来自效率、散热，以及应用场景等方面的挑战：一是充电效率不高，无线充电的转换效率大多在上下；二是将手机拿开一定距离就无法充电。手机无线充电的原理如图所示，下列说法正确的是（　　） A．虽然漏磁严重，但送电线圈和受电线圈的电压比仍等于匝数比 B．充电时将手机拿离充电基座，受电线圈和送电线圈的频率不再相等，造成无法充电 C．无线充电能量转化率不高的主要原因是漏磁严重 D．充电时将手机拿离充电基座，因受电线圈的电流频率过低，造成无法充电 9．如图所示，是一个正弦式交变电流的波形图。则（　　） A．该交变电流的周期为2s B．交变电流瞬时值表达式 C．若将该电流通过10Ω的电阻时，1 s内产生热量为125 J D．若将该电流输入匝数比为5∶1的降压变压器，副线圈输出电流的最大值为1A 10．钳形电流表是一种测量电流的仪表，其结构和外形如图所示，其工作部分主要由一只电磁式电流表和电流互感器组成，互感器由被测导线、铁芯和二次绕组构成，被测导线视为一匝线圈，图中各序号对应的部分为：1-电流表，2-电流互感器，3-铁芯，4-手柄，5-二次绕组，6-被测导线，7-量程开关，下列说法正确的是（  ） A．测量时，需先断开被测电路 B．钳形电流表既可以测量交变电流，又可以测量直流电流 C．该装置可以通过改变二次绕组的匝数，获得不同的量程 D．若被测导线中交流电的频率减小，电流表的示数也将减小 11．理想变压器原、副线圈匝数之比为4：1，原线圈接入电压为的交流电源，副线圈接一个Ω的负载电阻。求： （1）理想电压表的读数； （2）原线圈中理想电流表的读数。 12．电动晒衣杆方便实用，在日常生活中得到广泛应用。如图所示，一理想变压器，原、副线圈的匝数比为5:1，原线圈两端接入正弦交流电源，电压为（V），副线圈接有一个交流电流表和一个电动机。当开关S接通后，电动机带动质量为4kg的晾衣杆以速度0.2m/s匀速上升，此时电流表读数为0.2A，重力加速度为10m/s2。求： （1）电动机的输入功率； （2）电动机线圈电阻。 13．如图所示为一个小型交流发电机的示意图，其线框ABCD匝数n=100匝，面积为S=0.02m2，总电阻r=10Ω，绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，角速度ω=100rad/s。已知匀强磁场磁感应强度B=T，矩形线框通过滑环与理想变压器相连，副线圈与电阻相接，电表均为理想电表，电压表示数为U=180V。从线框转至中性面位置开始计时，求： （1）线框中感应电动势的瞬时值表达式； （2）电流表的示数； （3）当原、副线圈匝数比为6：1时，电阻R的阻值。 14．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时可以产生电火花。已知匀强磁场的磁感应强度，手摇发电机线圈的面积、匝数匝，不计内阻。变压器为理想变压器，其原副线圈匝数比为。求： （1）当线圈的角速度时，电压表的示数为多少； （2）电压表的示数至少为多少，钢针和金属板间可产生电火花。 15．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1。在原、副线圈的回路中分别接有阻值为22Ω的相同电阻R，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上。求： （1）原线圈侧电阻与副线圈侧电阻消耗的功率之比k； （2）副线圈回路中电阻消耗的功率P。 变压器的动态分析 1．图中B为理想变压器，接在交变电压有效值保持不变的电源上。灯泡L、L1和L2阻值均恒定不变，R为定值电阻，电压表、电流表都为理想交流电表。开始时开关S是闭合的，当S断开后，下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数变小 B．电源输出功率变大 C．电流表A2的示数变大 D．灯泡L1变亮 2．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，电压表和电流表均为理想交流电表，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小.从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则（　　） A．电压表的示数为V B．在天逐渐变黑的过程中，电流表A2示数变大 C．在天逐渐变黑的过程中，电流表A1示数变小 D．在天逐渐变黑的过程中，电压表V的示数变大 3．街头变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小。如果变压器上的能量损失可以忽略，交流电表作为理想电表处理，下列说法中正确的是（    ） A．与示数乘积大于与示数乘积 B．由于输入电压高于输出电压，所以原线圈所用的导线应当更粗 C．当用户的用电器增加时，，，示数都不变 D．当用户的用电器增加时，，示数都增大 4．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为、，原、副线圈两端的电压分别为、。通过原、副线圈中的电流分别为、。保持，和不变，且闭合开关S后A、B两灯泡均能发光，将开关S由闭合变为断开，则（　　） A．增大 B．A灯泡变的更亮 C．减小 D．变压器的输入功率增大 5．如图所示为一理想变压器，为单刀双掷开关，为滑动变阻器的滑动触头，为加在原线圈两端的电压，为原线圈中的电流，则（　　） A．保持及的位置不变，由合到时，将减小 B．保持及的位置不变，由合到时，消耗功率增大 C．保持不变，合在处，使上滑，将增大 D．保持及的位置不变，由合到处，原线圈输入功率将增大 6．如图所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，R1、R2、R4均为定值电阻，R3是可变电阻，V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2、和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3.现保持U1不变，增大R3，则下列推断中正确的是（　　） A．I1增大，I2减小 B．U2减小、I3变大 C．变压器的输入功率增大 D．电阻R1上电压变化量的绝对值等于R3上电压变化量的绝对值 7．如图所示为一理想变压器的电路示意图，交流电源的输出电压U恒定，图中的交流电表均为理想电表.下列说法正确的是（    ） A．仅将滑片下移时，、和V表示数均变大 B．仅将滑片下移时，变压器的输入功率变小 C．仅将触头上移时，、和V表示数均变大 D．仅将触头上移时，变压器的输入功率变小 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 1．在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 (1)观察变压器的铁芯，它的结构和材料是： ； 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)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线的输入电压可能为 ；（填字母） A．1.5V B．6.0V C．7.0V D．3.0V (3)该实验中用到某一交流电，电流随时间变化的图像如图所示，则此交流电电流的有效值为 A． 2．某学习小组用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。 (1)本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是___________； A．控制变量法 B．等效替代法 C．整体隔离法 D．微元求和法 (2)学习小组中小明先将图1中的零件组装成图2中的变压器，再将原线圈接在交流电源上，之后再将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈输出电压U2随时间t变化的图像如图3所示，在保证安全的前提下，小明可能在t1~t2时间内进行的操作是___________； A．减少了原线圈的匝数 B．拔掉了变压器铁芯Q C．减小了交流电源的频率 D．增大了原线圈的输入电压 (3)学习小组中的小华在实验过程中，选择不同的变压器的原、副线圈匝数，利用电压传感器测量相应电压（N1、N2上电压分别为U1、U2），记录如图4所示，由数据可知N1一定是 线圈的匝数（填“原”或“副”）； (4)学习小组中的小文在实验室中找到了一只标有“220V/11V”的变压器，如图5所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、b引线比c、d引线粗。在没有相应的说明书情况下，他应该把引线 接交流“220 V”（选填“a、b”或“c、d”）； (5)学习小组中的小雨拆开一理想变压器后，如图6所示，把一个定值电阻R0与变压器的原线圈连接，把一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为n1、n2.在交流电源的电压有效值U0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。 3．“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 (1)本实验主要运用的科学方法是 A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想模型法 (2)为了确保实验的安全，下列说法正确的是 A．测电压时，先用最大量程档试测 B．为了人身安全，学生电源的电压不要超过36V C．为使接触良好，通电时应用手直接捏紧裸露的接线柱 (3)以下给出的器材中，本实验可能需要用到的有 A． B． C． D． (4)调整原副线圈的匝数之比为1：2，原线圈的两个接线柱之间的电压为6.0V，则副线圈的输出电压可能为 A．2.9V B．3.0V C．11.0V D．12.0V (5)变压器铁芯是利用由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，铁芯Q安放在铁芯P上时，铁芯Q中的薄硅钢片应平行于 A．平面abcd B．平面abfe C．平面acge D．平面aehd 4．在“探究变压器原、副线圈的电压与匝数的关系”实验中，某同学利用“教学用的可拆变压器”进行探究。 (1)以下给出的器材中，本实验需要用到的有___________（填选项字母） A． B． C． D． E． (2)为了确保实验的安全，下列做法正确的是___________ A．为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12V B．即使副线圈不接用电器，原线圈也不能长时间通电 C．为使接触良好，通电时应用手直接捏紧裸露的接线柱 D．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测 (3)该同学认真检查电路无误后，先保证原线圈匝数不变，改变副线圈匝数；再保证副线圈匝数不变，改变原线圈匝数。分别测出相应的原、副线圈两端的电压值。由于交变电流的电压是变化的，所以，我们实际上测量的是电压的 （选填“有效”或“最大”）值。某次实验操作，副线圈所接多用电表的读数如图甲所示，其对应的选择开关是交流电压10V档，则此时电表读数为 v。 (4)某次实验中，用匝数匝和匝的线圈实验，测量的数据如下表所示，下列说法中正确的是___________。 /V 1.80 2.80 3.80 4.90 /V 4.00 6.01 8.02 9.98 A．原线圈的匝数为，用较粗导线绕制 B．副线圈的匝数为，用较细导线绕制 C．原线圈的匝数为，用较细导线绕制 D．副线圈的匝数为，用较粗导线绕制 (5)理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成 （选填“正比”或“反比”），实验中由于变压器的铜损和铁损导致原线圈与副线圈的电压之比一般 （选填“大于”“小于”或“等于”）原线圈与副线圈的匝数之比。 5．在实验室中探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系时，同学们发现了以下几个问题，并展开了讨论。 (1)观察变压器的铁芯，发现它的结构和材料是（　　） A．整块硅钢铁芯 B．整块不锈钢铁芯 C．彼此绝缘的硅钢片叠成 (2)本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是（　　） A．控制变量法 B．等效替代法 C．整体隔离法 (3)实验中将电源接在原线圈两个接线柱之间，调整原副线圈的匝数之比为2:3，用电压表测得副线圈的两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为（　　） A．1.8V B．2.0V C．2.2V 6．在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，可拆变压器如图所示。 (1)本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是______； A．控制变量法 B．等效替代法 C．整体隔离法 (2)为了减少涡流的影响，铁芯应该选择______； A．整块硅钢铁芯 B．整块不锈钢铁芯 C．绝缘的硅钢片叠成 D．绝缘的铜片叠成 (3)本实验除有闭合铁芯的原、副线圈外，还须选用的器材是______； A． B． C． D． (4)下列做法正确的是______。 A．为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12V B．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测 C．观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数多 D．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈 (5)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱上，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为______。（填字母） A．1.5V B．3.0V C．6.0V D．7.0V 7．某学生选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时： (1)下列说法正确的是（　　） A．变压器工作时副线圈电压频率与原线圈不相同 B．实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法 C．为了人身安全，实验中只能使用低压直流电源，电压不要超过12V D．绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好 (2)实验中，可拆变压器如图所示，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，硅钢片应平行于平面（　　） A．abcd B．abfe C．abgh D．aehd (3)若用匝数匝和匝的变压器做实验，对应的电压测量数据如下表所示。根据测量数据，则一定是 线圈。（选填“原”或“副”） 实验次数 1 2 3 4 U1 0.90 1.40 1.90 2.40 U2 2.00 3.01 4.02 5.02 8．“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 (1)观察变压器的铁芯，它的结构和材料是______。 A．整块硅钢铁芯 B．绝缘的铜片叠成 C．绝缘的硅钢片层层叠成 (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)某学生进行实验时，为了保证人身安全，低压交流电源的电压最好不要超过______。 A．2V B．12V C．220V (4)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线的输入电压可能为______。 A．1.5V B．7.0V C．10.0V (5)实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因可能是______。 A．原、副线圈通过电流时发热 B．铁芯在交变磁场作用下发热 C．原线圈输入电压发生变化 9．盐道街外语学校创新小组同学想用220V交流电作为小型收录机的电源。他先制作了一个交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6V的交流电源，于是他又添置了一台220V/6V的变压器，如图所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗。 (1)他不知道如何接法，也没有相应的说明书，你能帮他判断正确的接法是ad端接 （填“220V”或“6V”）。 (2)这台220V/6V的理想变压器接6V的线圈匝数是300匝，则接220V的线圈匝数是 匝。 (3)如图所示，在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，下列说法正确的是 （填字母）。 A．用可拆变压器，能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈 B．测量原、副线圈的电压，可用“测定电池的电动势和内阻”实验中的直流电压表 C．原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、4接线柱，则副线圈电压大于原线圈电压 D．为便于探究，先保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响 10．如图所示，教学用可拆变压器由两个用同种导线绕成的线圈A、B以及铁芯组成。线圈A、B上各有多个接线柱，通过将不同的接线柱接入电路，可以改变两线圈A、B接入电路的导线匝数。 (1)小明用多用电表的欧姆挡测量了A、B线圈的总电阻值，发现B线圈电阻约为A线圈电阻的3.5倍，则可推断 线圈的总匝数更多（选填“A”或“B”）： (2)若选择合适的接线柱，使线圈A、B接入电路的匝数比为k，将A接在电压为U1的蓄电池两端，用多用电表的电压挡连接B线圈，电表示数应为 ； (3)小明想要测量A、B线圈各自的总匝数。他找来一根足够长的绝缘导线、一个低压交流电源（输出电压的有效值不变）。随后进行以下步骤： ①将绝缘导线一端与A线圈上左端接线柱相连，顺着原来的绕制方向在变压器的铁芯上再绕制n匝线圈； ②将绝缘导线另一端和A线圈上右端接线柱分别与低压交流电源两端相连接； ③用多用电表交流电压挡先后测量低压交流电源两端的电压U0和B线圈的输出电压U； ④用多用电表交流电压挡测量A线圈两端电压U1，然后拆除电路并整理器材：写出测量A、B线圈的匝数nA和nB的表达式：nA= ，nB= ； (4)考虑到变压器并非理想状态，你认为小明测出的B线圈的匝数n与实际值相比偏大还是偏小？并说明理由。 。 11．做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验。 (1)以下给出的器材中，本实验需要用到的有 （填选项字母）。 A． B． C． D． E． (2)下列说法正确的是_______ A．变压器工作时副线圈电压频率与原线圈不相同 B．实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法 C．为了人身安全，实验中只能使用低压直流电源，电压不要超过12V D．绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好 (3)实验中，可拆变压器如图所示，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，硅钢片应平行于平面________。 A．abcd B．abfe C．abgh D．aehd (4)某次实验操作，副线圈所接多用电表的读数如图甲所示，其对应的选择开关如图乙所示，则此时电表读数为 。 (5)若用匝数N1＝400匝和N2＝800匝的变压器做实验，对应的电压测量数据如下表所示。根据测量数据，则N1一定是 线圈（选填“原”或“副”）。 实验次数 1 2 3 4 U1 0.90 1.40 1.90 2.40 U2 2.00 3.01 4.02 5.02 12．在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 (1)观察变压器的铁芯，它的结构和材料是________；（填字母） A．绝缘的硅钢片叠成 B．整块不锈钢铁芯 C．绝缘的铜片叠成 D．整块硅钢铁芯 (2)观察两个线圈的导线，发现粗细不同，匝数不同，如果作为降压变压器使用，副线圈的导线较________； A．粗且匝数多 B．粗且匝数少 C．细且匝数多 D．细且匝数少 (3)实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为，则原线圈的输入电压可能为________；（填字母） A． B． C． 13．某物理兴趣小组用可拆变压器探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 (1)可拆变压器如图1所示。下列说法正确的是_______。 A．实验采用控制变量法进行探究 B．变压器的铁芯是用整块硅钢制成的 C．匝数多的线圈，要用粗一些的导线绕制 (2)关于实验操作，下列说法正确的是_______。 A．实验可以用多节干电池串联起来作为电源 B．实验中手不能接触裸露的导线、接线柱 C．用交流电压表测副线圈两端电压时，副线圈应接小灯泡 (3)某次实验中用多用电表的交流电压10V档测线圈两端电压，其示数如图2所示，则电压为 V。 (4)若变压器为理想变压器，由原、副线圈若干组电压比与匝数比作出如图3所示的关系图像，该图像的斜率为 。 (5)实际实验中测得的原、副线圈的电压比 原、副线圈的匝数比。（选填“大于”、“等于”、“小于”） 14．用如图（甲）所示的可拆变压器进行“探究变压器原、副线圈的电压与匝数的关系”实验。 (1)关于此实验，下列说法正确的是_______ A．原线圈可直接接入220V交流电路 B．为了保证人身安全，要使用低压直流电源 C．用交流电压表测副线圈两端电压时，副线圈应空载 D．即使副线圈不接用电器，原线圈也不能长时间通电 (2)甲同学将变压器按照要求组装好后，原线圈接“0”“4”接线柱，副线圈接“0”“14”接线柱，此时接在原线圈两端的交流电压表量程为10V，示数如图（乙）所示，其读数值为 V（保留1位小数），此时副线圈输出的电压理论上与 最接近。（选填下列选项） A．0V    B．1.2V    C． 14V    D．18.2V (3)乙同学将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈电压随时间变化的图像如图（丙）所示，在时间内该同学先断开开关，其后仅进行的一项操作可能是__________ A．增加了交流电源的频率 B．拧紧了松动的铁芯 C．减少了副线圈的匝数 D．增加了原线圈的匝数 (4)等效法、理想模型法是重要的物理思维方法，合理采用物理思维方法会让问题变得简单，这体现了物理学科“化繁为简”之美。理想变压器是一种理想化模型。如图（丁）所示，某用电器可以等效为右侧电路，若原、副线圈的匝数分别为、，在交流电源的电压有效值和电阻确定的情况下，调节可变电阻R，当 时，R可获得最大功率。 15．在“探究变压器线圈两端电压与匝数的关系”实验中，所用器材有学生电源、可拆变压器、多用电表、电压传感器、若干导线等。 (1)关于本实验，下列说法或操作正确的 。 A．变压器通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈 B．为了人体安全，原线圈所接电源电压不要超过36V C．变压器通电后不要用手接触裸露的导线或接线柱 D．使用多用电表测电压时，应先选用小量程，后逐渐增大量程 (2)为了减小能量传递过程中的损失，可拆变压器的铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成.作为横挡的硅钢片应按照如图 （选填字母代号）方法设计。 A． B． C． D． (3)实验中，某同学将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈电压随时间t变化的图像如图所示，在时间内该同学先断开开关，随后进行的操作可能是 。 A．增加原线圈的匝数 B．拧紧松动的铁芯Q C．增加副线圈的匝数 D．增加交流电源的频率 (4)某同学设计了如图所示的两个电路图，实验时应选用 图（选填“甲”或“乙”），理由是 。 远距离输电 1．民用家庭用电一般由国家电网交变电流供电，下列相关说法正确的是（　　） A．大小随时间变化的电流就是交变电流 B．交流电压表测量的是交流电的峰值 C．远距离输电时，可通过减小输电线的电流来降低输电损耗 D．理想变压器原、副线圈中通过的交变电流的功率之比等于原、副线圈的匝数之比 2．特高压电网的建设意义重大。其一可以大大减小远距离输电线上的功率损耗P，下列说法正确的是（　　） A．由P=，应降低输电电压，增大导线电阻 B．特高压改变了交流电的频率，从而降低了功率损耗 C．由P=I2R，应减小输电导线电阻或减小输电电流 D．因为输电线路中应用了理想变压器，所以输电时不用考虑电压和电流大小 3．远距离输电时，在输送总功率一定的情况下，为减少输电线上的电能损失而采取的有效的方法是（　　） A．提高输电电流 B．提高输电电压 C．提高输电线的电阻 D．降低输电电压 4．对于远距离输电，在P一定的情况下，设输电线路中的电流为I，输电线的总电阻为R，为了减少损耗，采用增大电压U输电，下列说法正确的是（　　） A．由，知输电线路中的电流变大 B．由，知输电线路中的电流变小 C．由，知输电线路消耗功率增大 D．由，知不会影响输电线路中的电流 5．目前我国远距离输电干线已经采用和的超高压输电，西北电网甚至达到的特高压。若输送一定功率电能，原来采用输电，由于输电线有电阻而损失的电压为，损失的电功率为，则采用特高压输电后，在输电线上损失的电压和电功率为（设输电线的电阻未变）（　　） A．   B．   C． D． 6．特高压交流输电具有输电容量大、距离远、损耗低、占地少等突出优势。用特高压远距离输送一定功率的交流电，若输电线上损失的电压减小为原来的0.25倍，则（    ） A．输电电压升高为原来的4倍 B．输电电压降低为原来的0.25倍 C．输电线上的电能损失变为原来的0.25倍 D．用户得到的电功率增大为原来的4倍 7．如图所示，在正常供电时，高压线上输电电压为U，电流为I，热耗功率为；除冰时，需要将输电线上热耗功率增大至，设输电功率和输电线电阻不变，则除冰时需将（　　） A．输电电流变为 B．输电电流变为 C．输电电压变为 D．输电电压变为4U 8．如图是远距离输电电路的示意图。在用电高峰，因用户耗电量的增大会导致用户端电压偏低。若升压变压器输入端线圈匝数n1和降压变压器输出端线匝数n4可调，在发电厂输出电压恒定、输电线上的总电阻R保持不变的条件下，能使用户电压恢复且减小输电线上功率损耗的方案是（  ） A．使n1、n4都增大一些 B．使n1、n4都减小一些 C．使n1增大一些、n4减小一些 D．使n1减小一些、n4增大一些 9．如图所示，发电站通过理想变压器给用户端供电，发电机组输出的交变电压恒定，输电线总电阻r保持不变。当用户端接入的用电器增多时，下列判断正确的是（　　） A．升压变压器副线圈端的电压不变 B．输电线上损失的电功率减小 C．用户端的电压升高 D．降压变压器的输出电流减小 10．如图所示为某工厂购买的升压变压器和降压变压器各一台，给工厂车间供电，升压变压器匝数比为，降压变压器匝数比，输电线总电阻。发电机输出电压，输出功率为。问： （1）降压变压器的输出电压为多大？ （2）工厂获得的功率为多大？ 11．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： （1）输电线上的电流I2及U2 （2）降压变压器原副线圈的匝数比为多少。（结果用分数表示） 12．如图，用一小型交流发电机向远处标有“220V  8.8kW”的电动机供电，已知发电机线圈abcd面积，匝数匝，匀强磁场的磁感应强度大小，输电导线的总电阻，升压变压器原、副线圈匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比。当线圈匀速转动的角速度时，电动机恰能正常工作，发电机线圈电阻可忽略。求此时： （1）发电机线圈从中性面开始计时，感应电动势e随时间t变化的关系式； （2）在输电线路上所损耗的电功率； （3）与发电机直接串联的用电器Y上消耗的功率。 13．水力发电是获得清洁能源的重要途径之一，有一条河流，水的流量为，落差m，水的密度为，现利用其发电，若发电机的总效率为，输出电压为V，输电线的总电阻为Ω，为满足用电的需求，使用户获得220V的电压，此时输电线上允许损失的电功率与发电机输出电功率的比值为。（取m/s） （1）求输电线中的电流I； （2）分别求输电线路使用的理想升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比。 变压器原理 1．如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图。其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图像如图所示，线圈的电阻Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻Ω，与R并联的交流电压表为理想电表。求： （1）图甲电路中电压表的示数； （2）若在电路中串联一滑动变阻器，如图乙所示，当滑动变阻器消耗的电功率最大时，求图乙中电压表的示数； （3）若在电刷与电压表间接入一理想变压器，如图丙所示，当电阻R消耗的电功率最大时，求图丙中电压表的示数。 变压器的动态分析 1．如图所示，理想变压器原线圈与输出电压有效值U=6V的正弦交流电源相连，原、副线圈的匝数比为1: 2，电表均为理想交流电表，电阻R1=3Ω，R2=4Ω，滑动变阻器R3的最大阻值为8Ω。在滑片从最上端滑向最下端的过程中，下列说法正确的是（　　） A．副线圈输出功率的最大值为3W B．电流表示数的最大值为2A C．电压表示数的最大值为6V D．副线圈的输出功率先增大后减小 设滑动变阻器接入电路的阻值为，原线圈电压为，电流表的电流为，根据理想变压器原副线圈电压与匝数成正比，则副线圈电压 根据电流与匝数成反比，原线圈电流 由欧姆定律，滑动变阻器接入电路的电阻 则等效电阻 其次，将定值电阻视为电源内阻，作出等效电源输出功率与外电阻阻值即等效电阻阻值的关系图，如图所示 2．如图所示为模拟远距离输电的部分测试电路。、端接电压有效值恒定的正弦交流电源，理想变压器的原、副线圈匝数比为，和为定值电阻，电流表、电压表均为理想电表，其示数分别用和表示。当滑动变阻器的滑片P从最下端向最上端滑动过程中，电流表、电压表示数变化量分别用和表示。下列说法一定正确的是（    ） A．不变 B． C．副线圈回路消耗的功率一直增大 D．电源的输出功率可能先增大后减小 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 交变电流 交变电流及其描述 1．一矩形线圈的匝数为50，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示。下列结论正确的是（　　） A．在t=0.1s和t=0.3s时，电动势最大 B．在t=0.2s和t=0.4s时，电动势方向发生改变 C．电动势的最大值是50V D．在t=0.4s时，磁通量的变化率最大，为3.14Wb/s 【答案】D 【来源】江苏省海州高级中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【解析】A．在t=0.1s和t=0.3s时磁通量最大，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，感应电动势、感应电流最大，电动势方向不发生改变，故B错误； C．电动势的最大值为 故C错误； D．在t=0.4s时，磁通量为零，磁通量的变化率最大，即 故D正确。 故选D。 2．一台发电机的结构示意图如图甲所示，线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。外接电表均为理想交流电表，则（    ） A．在0.005s时，穿过线圈的磁通量最大 B．在0.01s时，穿过线圈的磁通量变化率为零 C．图甲中电流表的指针始终在左右摆动 D．线圈经过图甲位置时电流方向将发生改变 【答案】B 【来源】江苏省扬州大学附属中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试卷 【解析】A．由图乙可知，在0.005s时，感应电动势最大，则此时磁通量变化率最大，穿过线圈的磁通量为零，故A错误； B．由图乙可知，在0.01s时，感应电动势为零，则穿过线圈的磁通量变化率为零，故B正确； C．电流表为理想交流电流表，可知电流表的示数为电流有效值，则指针不会左右摆动，故C错误； D．线圈经过图甲位置时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，电流方向没有发生变化，故D错误。 故选B。 3．2023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。南鲲号发电原理可作如下简化：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。如图乙，若转子带动线圈沿逆时针方向转动，并向外输出电流，下列说法正确的是（　　） A．在图乙所示位置时，线圈a端电势高于b端电势 B．在图乙所示位置时穿过线圈的磁通量变化率最小 C．在图乙所示位置时，线圈中电流方向将发生改变 D．在图乙所示位置时，线圈靠近S极的导线受到的安培力方向向上 【答案】A 【来源】江苏省徐州市沛县2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【解析】A．在图乙所示位置时，根据右手定则可知，电流从a端流出，从b端流入，所以线圈a端电势高于b端电势，故A正确； B．在图乙所示位置时穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，故B错误； C．在图乙所示位置时，线圈与中性面垂直，线圈中电流方向不发生改变，故C错误； D．在图乙所示位置时，根据左手定值可知线圈靠近S极的导线受到的安培力方向向下，故D错误。 故选A。 4．某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图像如图所示，则可判断（  ） A．在B和D时刻线圈处于中性面位置 B．从0时刻到A时刻穿过线圈的磁通量变大 C．从0时刻到B时刻线圈转过的角度为2π D．若从0时刻到B时刻历时0.02s，则交变电流的频率为50Hz 【答案】A 【来源】江苏省扬州市宝应县2023-2024学年高二下学期4月期中检测物理试题 【解析】A．在B和D时刻感应电流为零，说明穿过线圈的磁通量最大，线圈处于中性面位置，故A正确； B．从0时刻到A时刻，感应电流越来越大，说明磁通量变化率越来越大，远离中性面，说明穿过线圈的磁通量越来越小，故B错误； C．从0时刻到B时刻，线圈转动半个周期，则转过的角度为π，故C错误； D．从0时刻到B时刻，线圈转动半个周期，历时0.02s，则周期为0.04s，则频率为25Hz，故D错误。 故选A。 5．某电阻的阻值为10Ω，通过的交变电流如图所示。下列说法正确的是（　　） A．该电流方向每秒改变50次 B．该电流的瞬值表达式 C．并联在该电阻两端的交流电压表示数为50V D．该电阻消耗的电功率为500W 【答案】C 【来源】江苏省苏州市2023-2024学年高二下学期期中调研物理试卷 【解析】A．该交流电的周期为0.02s，每个周期内电流方向改变2次，则该电流方向每秒改变100次，选项A错误； B．因 该电流的瞬值表达式 选项B错误； C．并联在该电阻两端的交流电压表示数为 选项C正确； D．该电阻消耗的电功率为 选项D错误。 故选C。 6．我校学生利用地磁场探究交变电流的规律，矩形线圈在地磁场中匀速转动，转轴在线圈平面内，转轴且是线圈对称轴，转轴沿东西放置，产生的交流电如图，已知地磁场斜向下，则（　　） A．0时刻线圈平面在水平面内 B．时刻线圈在水平面内 C．仅增加转速电流峰值减小 D．仅将转轴南北放置电流峰值减小 【答案】D 【来源】江苏省盐城市响水中学2023-2024学年高二下学期期中物理试题 【解析】A．由图可知，0时刻感应电流最大，则感应电动势最大，由法拉第电磁感应定律可知，此时的磁通量变化率最大，即此时磁通量为0，所以此时线圈处于与磁场方向平行的平面，A错误； B．由图可知，时刻感应电流为0，则感应电动势为0，由法拉第电磁感应定律可知，此时的磁通量变化率为0，即此时的磁通量最大，所以此时线圈处于与磁场方向垂直的平面，B错误； C．若仅增加转速，线圈产生的感应电动势的最大值增大，由闭合电路欧姆定律可知，感应电流的最大值也增大，C错误； D．若仅将转轴南北放置，只有地磁场的竖直分量穿过线圈，即磁通量的最大值减小，所以线圈产生的感应电动势最大值减小，由闭合电路欧姆定律可知，感应电流的最大值减小，D正确。 故选D。 7．如图是某交流发电机产生的交变电流的图像，根据图像可以判定（　　） A．该交变电流的电流方向每秒改变5次 B．图像上对应的0.05s时刻，发电机中的线圈刚好转至中性面 C．该交变电流的电压瞬时值表达式为（V） D．将标有“12V、3W”的灯泡接在此交变电流上，灯泡可以正常发光 【答案】C 【来源】江苏省宿迁市泗洪县2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【解析】A．由图可知，该交流电的周期 其频率 所以 该交变电流的电流方向每秒改变10次，A错误； B．图像上对应的0.05s时刻感应电动势不为0，不是中性面，B错误； C．根据上述分析 该交变电流的电压瞬时值表达式为 C正确； D．该交流电的最大电压 故其有效值 灯泡的额定电压有效值为12V，所以灯泡不能正常发光，故D错误。 故选C。 8．如图所示为某种周期性变化的交变电流的电流-时间关系图像，其中前半个周期电流按正弦规律变化，则一个周期内该电流的有效值为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【来源】江苏省宿迁市泗洪县2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【解析】根据有效值的定义 解得一个周期内该电流的有效值为 故选A。 9．线圈在匀强磁场中转动会产生交变电流。下列说法正确的是（    ） A．通过中性面时，穿过线圈的磁通量为零 B．交变电流的平均值就是它的有效值 C．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 D．线圈每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次 【答案】D 【来源】江苏省徐州市铜山区2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【解析】A．线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，故A错误； B．交流电的有效值与平均值是两个不同的概念，故B错误； CD．线圈每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，线圈每转动一周，线圈经过中性面两次，感应电流方向改变两次，故C错误，D正确。 故选D。 10．如图所示为交流发电机的示意图，线圈转动时通过滑环和电刷保持与外电路的闭合，线圈沿顺时针方向匀速转动通过图示位置瞬间，则下列说法正确的是（　　） A．图中位置，穿过线圈的磁通量最大 B．图中位置，AB边的电流方向由B到A C．图中位置，AB边所受安培力竖直向上 D．若使线圈转动的角速度增大一倍，则通过电阻电流的有效值变为原来的2倍 【答案】D 【来源】江苏省宿迁市泗阳县2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【解析】A．图中位置，线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量为零，故A错误； B．图中位置，根据右手定则可知，AB边的电流方向由A到B，故B错误； C．图中位置，AB边的电流方向由A到B，根据左手定则可知，AB边所受安培力竖直向下，故C错误； D．根据 可得电动势的有效值为 电流的有效值为 所以，若使线圈转动的角速度增大一倍，则通过电阻电流的有效值变为原来的2倍，故D正确。 故选D。 11．如图所示，矩形线圈匝数N=100匝，ab=30cm，ad=20cm，匀强磁场磁感应强度B=0.8T，绕轴从图示位置开始匀速转动，角速度ω=100πrad/s，试求： （1）穿过线圈的磁通量最大值； （2）线圈产生的感应电动势最大值Em； （3）感应电动势e随时间变化的表达式。 【答案】（1）；（2）；（3） 【来源】江苏省盐城市四校联考2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【解析】（1）当线圈转至与磁感线垂直时，磁通量有最大值，为 （2）线圈与磁感线平行时，感应电动势有最大值，为 （3）从图示位置开始计时，电动势的瞬时值表达式为 12．如图所示，矩形线圈abcd的面积是0.01m2，共100匝，线圈的总电阻r=1Ω，外接电阻R=9Ω，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）线圈中感应电动势的最大值为多少； （2）当线圈由图示位置转过60°时，通过电阻R的电流大小； （3）电压表的示数。 【答案】（1）；（2）；（3） 【来源】江苏省无锡市锡东高级中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【解析】（1）线圈中感应电动势的最大值为 （2）交变电流的最大值为 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 （3）电压表的示数为交流电路端电压的有效值，根据有效值定义可得 可得电动势有效值为 则电压表的示数为 13．如图所示，金属矩形线框MNPQ放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，，，线框的阻值为R。现线框以角速度ω绕对称轴匀速转动。求： （1）线框中产生感应电动势的最大值； （2）线框中电流的有效值。 【答案】（1）；（2） 【来源】江苏省镇江市2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷 【解析】（1）线框中产生感应电动势的最大值为 （2）电动势有效值为 根据闭合电路欧姆定律可得线框中电流的有效值为 14．如图所示，线圈的面积是，共100匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的转速匀速转动时，求： （1）转动中感应电动势的最大值和有效值； （2）电路中交流电流表的示数； （3）线圈由图示位置转过的过程中，交变电动势的平均值。 （4）线圈图示位置穿过线圈磁通量的变化率 【答案】（1）100V，；（2）；（3）；（4）0 【来源】江苏省盐城市响水中学2023-2024学年高二下学期期中物理试题 【解析】（1）由题意交流电的频率 角速度为 电动势的最大值为 感应电动势的有效值 （2）线圈电阻为，外接电阻，根据闭合电路欧姆定律，则交流表的示数为 （3）线圈由图示位置转过的过程中 这段时间内的平均值 （4）图示位置为中性面，从图示位置开始，穿过线圈的磁通量表达式为 图示位置穿过线圈的磁通量最大，其磁通量的变化率为零。 15．如图所示为交流发电机示意图，匝数n = 100的矩形线圈，边长分别为30 cm和20 cm，内阻为5 Ω，在磁感应强度B = 0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴以的角速度匀速转动，线圈和外部20 Ω的电阻R相连接，已知线圈绕OO′轴转动，t = 0时刻为图示位置，求： (1)交变电流的感应电动势瞬时值表达式： (2)电阻R上所消耗的电功率是多少； (3)由图示位置转过30°的过程中，通过R的电量是多少。 【答案】(1) (2) (3) 【来源】江苏省无锡市太湖高中2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【解析】（1）t = 0时刻线圈垂直于中性面，故交变电流的感应电动势瞬时值表达式为 （2）感应电动势的有效值为 电阻R上消耗的电功率为 （3）由图示位置转过30°的过程中有 联立得 16．如下图所示，一个边长L=10cm，匝数n=100匝的正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，磁感应强度，角速度，外电路电阻，线圈内阻。 (1)写出线圈由图中所示位置开始计时时，感应电动势的瞬时值表达式； (2)线圈转动一周，电阻R上产生的热量。 【答案】(1) (2)1.6J 【来源】江苏省南京市五校2023-2024学年高二下学期期中联考物理试题 【解析】（1）感应电动势的峰值 题中图示位置为交变电流最大值的位置，瞬时值表达式为 （2）电动势有效值 电流的有效值 交流电的周期 线圈转动一周，电阻上产生的热量为 17．如图所示，面积为0.04m2，内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转速为50r/s，匀强磁场的磁感应强度为。矩形线圈通过滑环与100Ω电阻R相连。 （1）当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，写出线圈中感应电动势的表达式； （2）求电阻R上消耗的功率。 【答案】（1）；（2）1600W 【来源】江苏省连云港市东海县2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【解析】（1）线圈中感应电动势的最大值 又 解得 瞬时值表达式 （2）电动势有效值 电阻R上消耗的功率 18．有一手摇发电机模型如图所示，在竖直平面内有一半径为r的圆盘，在圆盘的边沿通过一绝缘轻杆与水平面内的导体棒ab相连，导体棒放置在水平且平行放置的导轨MN、PQ上，圆心O与MN、PQ所在的水平面等高，导轨与导体棒始终接触良好，两导轨之间有一磁感应强度为B如图所示的匀强磁场，两导轨间距离为L并有一阻值为R的电阻，不计导体棒和导轨的电阻，圆盘以角速度顺时针匀速转动，求： （1）试分析导体棒中产生的是交流电还是直流电； （2）当轻杆的一端转至圆盘的最高点A位置时，此时导体棒ab产生的瞬时感应电动势的大小； （3）当轻杆的一端转至圆盘的最高点A位置时开始计时，写出导体棒ab中电流的瞬时表达式（规定导体棒内a到b方向为正方向）。 【答案】（1）交流电，见解析；（2）；（3） 【来源】江苏省无锡市江阴市三校2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试题 【解析】（1）随着圆盘的转动，导体棒运动速度随时间变化的图像为余弦曲线，故导体棒中产生的是交流电。 （2）当轻杆的一端转至圆盘的最高点A位置时，导体棒ab的速度为 导体棒ab产生的瞬时感应电动势的大小为 （3）根据右手定则可知，当导体棒ab向右运动时，感应电流方向为a到b，即正方向，导体棒运动速度为 导体棒ab产生的感应电动势瞬时表达式为 导体棒ab中电流的瞬时表达式为 19．如图所示为交流发电机示意图，匝数匝的矩形线圈，边长分别为20cm和40cm，内阻为5Ω，在磁感应强度的匀强磁场中绕轴以的角速度匀速转动，线圈和外部15Ω的电阻R相连接，已知线圈绕轴转动，时刻为图示位置，求： （1）交流电瞬时电动势的表达式； （2）电压表示数。 【答案】（1）；（2） 【来源】江苏省扬州大学附属中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试卷 【解析】（1）线圈产生的电动势最大值为 图示位置，穿过线圈的磁通量为0，磁通量变化率最大，感应电动势位置，则交流电瞬时电动势的表达式为 （2）电动势有效值为 电流有效值为 电压表示数等于电阻R的两端电压有效值，则有 20．如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图。一个套在辐向永久磁铁槽中的半径为、匝数匝的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。在线圈所在位置磁感应强度的大小均为，线圈的电阻为，它的引出线按有的小电珠。外力推动线圈框架的端，使线圈沿轴线做简谐运动，便有电流通过小电珠。当线圈运动速度随时间变化的规律如图丙所示时（摩擦等损耗不计）。求： （1）电路中电流的最大值及电压表的示数； （2）线圈受到的磁场力随时间变化的关系式。 【答案】（1），3.8V；（2） 【来源】江苏省新海高级中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷（选修） 【解析】（1）由丙图可知，线圈运动速度v随t变化关系式为 线圈产生的感应电动势为 （V） 电路中电流的最大值为 电压表测小电珠L两端电压的有效值，示数为 （2）电流 线圈受到的磁场力 21．如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直，磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，电阻为r，长为L1，宽为L2，转动角速度为ω。线圈两端外接阻值为R的电阻和一个理想交流电流表。求： （1）从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式： （2）转动一圈电阻产生的焦耳热。 【答案】（1）；（2） 【来源】江苏省海州高级中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【解析】（1）图示位置的感应电动势最大 从图示位置计时感应电动势的瞬时值表达式为 （2）感应电动势的有效值为 感应电流为 转动一圈电阻产生的焦耳热为 22．如图所示，长、宽分别为、的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小开始时随时间t不断增大，关系式为，当时刻后保持不变，其中、和均为已知。在的时间内，若保持线框静止，且线框平面和磁场垂直；时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动。求： （1）时间内电流表A的示数； （2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量； （3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【来源】江苏省泰州市靖江高级中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【解析】（1）时间内，线框中的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律可得电流表A的示数为 （2）线框匀速转动后，线框产生感应电动势的最大值为 感应电动势的有效值为 通过电阻R的电流的有效值为 线框转动一周所需的时间 则转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量为 （3）线框从图甲所示位置转过90°的过程中，该过程平均感应电动势为 平均感应电流为 通过电阻R的电荷量为 23．如图所示，OO'右侧的空间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B；U形金属线圈的匝数为N，面积为S，总电阻为r，以ω的速度绕OO'轴匀速转动，外电路电阻为R。求： （1）线圈中产生感应电动势的最大值Um； （2）线圈从图示位置转过60°的过程中通过电阻R的电荷量q； （3）交流电流表的示数I。 【答案】（1）；（2）；（3） 【来源】江苏省徐州市铜山区2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【解析】（1）电动势的最大值 （2）感应电动势的平均值 感应电流的平均值 根据电流的定义式有 解得 在转动60°的过程中磁通量的变化量 解得 （3）根据有效值的定义 可得感应电流的有效值即交流电流表的示数 24．如图所示，在磁感应强度的水平匀强磁场中，有一边长为，匝数匝，总电阻的正方形线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动，转速，有一电阻，通过电刷与两滑环接触，两端接有一理想交流电压表，求（计算结果保留）∶ （1）若从线圈通过中性面时开始计时，写出电动势的瞬时表达式； （2）电压表的示数； （3）转动一周外力驱动线圈转动所做的功（不计摩擦）。 【答案】（1）e=40sin200t（V）；（2）18V；（3） 【来源】江苏省连云港市七校2023-2024学年高二下学期期中联考物理试题 【解析】（1）线圈转动的角速度 =2n=200rad/s      线圈中感应电动势的峰值 Em=NBS=40V 电动势的瞬时表达式为 e=40sin200t（V） （2）线圈中电动势的有效值 电压表示数为           （3）线圈转动一周的时间 转动一周外力驱动线圈转动所做的功 25．如图所示，纸面内有边长为L的n匝正三角形金属线框，置于水平向右的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，线框总电阻为R。线框绕轴匀速转动，角速度为ω。求 （1）图示线框位置的电动势的表达式； （2）转动一周过程中线框产生的热量。 【答案】（1）；（2） 【来源】江苏省常州市联盟学校2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【解析】 （1） 图示线框位置的电动势的表达式为 （2）周期为 电动势有效值为 由焦耳定律有           26．如图所示，边长为L、电阻为R的n匝正方形金属框，水平放置在磁感应强度为B的、范围足够大的匀强磁场中，在外力作用下绕其边匀速转动，转动周期为T.磁场方向与边垂直，与水平面夹角为，求： （1）图示位置穿过金属框的磁通量； （2）从图示位置开始计时，在转动一周的过程中外力所做的功。 【答案】（1）；（2） 【来源】江苏省连云港市赣榆区2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【解析】（1）图示位置穿过金属框的磁通量 （2）感应电动势最大为 感应电动势的有效值 线圈转动一周，外力做的功等于在一个周期内产生的热量 27．正弦交变电压u=220sin100πtV加在氖管的两端，已知当氖管两端的电压达到220V时才开始发光。求 (1)一个周期内氖管发光的总时间及发光次数； (2)1分钟内氖管发光的总时间及发光次数 【答案】(1)0.01s，2次；(2)30s，6000次 【来源】江苏省苏州市苏州中学2003-2004年高二下学期期中物理试题 【解析】(1)交流电的周期为 设在第一周期内的电压的绝对值为220V的时刻为t，则有 则 所以 、、、 可知：在一个周期内氖管发光时间 氖管一个周期内发光两次； (2)1分钟内氖管发光的总时间 1分钟为3000个周期，每个周期发光2次，则发光次数为6000。 变压器原理 1．下列设备主要工作原理中不属于电磁感应的是（　　） A．电磁炉 B．发电机 C．电风扇 D．变压器 【答案】C 【来源】江苏省常州市武进区2023-2024学年高二下学期4月期中质量调研物理试题 【解析】电磁炉、变压器、发电机都是利用“磁生电”的原理，即电磁感应原理工作的；而电风扇利用“电生磁”的原理，即通电导体在磁场中受力的原理工作的。 故选C。 2．把1.5V干电池接到理想变压器原线圈两端，已知原副线圈匝数比为1：3，则副线圈输出电压为（    ） A．4.5V B．1.5V C．0.5V D．0 【答案】D 【来源】江苏省扬州大学附属中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试卷 【解析】把1.5V干电池接到理想变压器原线圈两端，原线圈电压保持不变，所以副线圈不会产生感应电动势，则副线圈输出电压为0。 故选D。 3．某实验装置如图甲所示，两个线圈A和B绕在同一软铁芯上。在A线圈中通以如图乙所示变化的电流，用示波器测线圈B输出的电压波形。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈B输出电压随时间变化关系的图中，可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【来源】江苏省镇江市2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷 【解析】A线圈的电流随时间正弦式变化，当电流变化率最大时，B线圈的感应电动势最大；当电流变化率为0时，B线圈感应电动势为0。故B线圈输出电压随时间的变化为余弦规律。 故选D。 4．小姚同学做了探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系的实验，小姚在做本 实验时，选择的原线圈为100匝，副线圈为200匝；他将原线圈接入学生电源中的交流电压“6V”挡位，用交流电压表测量出副线圈的电压为13.0 V，则下列叙述可能符合实际情况的一项是（　　） A．变压器的铁芯没有闭合 B．一定是电压的测量出了问题 C．副线圈实际匝数与标注的“200”不符，应该小于200匝 D．学生电源实际输出电压大于标注的“6V” 【答案】D 【来源】江苏省徐州市第三中学2023-2024学年高二下学期期中调研物理试题 【解析】A．根据理想变压器的原副线圈的电压与其匝数关系式，若变压器的铁芯没有闭合，则得出副线圈的电压为0，故A错误； B．若是电压的测量出了问题，应该是小于12V，不应该大于12V，故B错误； C．副线圈实际匝数与标注的“200”不符，若小于200匝，由以上公式可知，副线圈的电压小于12.0V，故C错误； D．若学生电源实际输出电压大于标注的“6V”，由以上公式可知，副线圈的电压可能为13.0V，故D正确。 故选D。 5．如下图所示，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，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数为4.4A B．原线圈的输入功率为96.8W C．电压表的示数为22V D．副线圈输出交流电的周期为50s 【答案】B 【来源】江苏省南京市五校2023-2024学年高二下学期期中联考物理试题 【解析】AC．由题意可知变压器输入电压的有效值为 根据原副线圈电压与匝数的关系 可得，副线圈两端电压为 电压表的示数为22V；通过电阻的电流 由得 电流表的示数为0.44A，故AC错误； B．变压器两端功率相等，故原线圈的输入电功率等于输出功率 故B正确； D．交流电的周期 变压器不改变交流电的频率，故D错误。 故选B。 6．如图所示，用可拆变压器探究原、副线圈电压与匝数的关系。A线圈“0”“8”对应接线柱间的匝数为800，通过导线a、b接e＝24sin(100πt) V的正弦交流电；B线圈“0”“4”对应的匝数为400，通过导线c、d接交流电压表，该表读数可能为（  ） A．9.6V B．12.0V C．24.0V D．36.0V 【答案】A 【来源】江苏省扬州市宝应县2023-2024学年高二下学期4月期中检测物理试题 【解析】原线圈电压有效值为 若为理想变压器，根据变压比，副线圈电压即交流电压表读数为 本题中可拆变压器并非理想变压器，存在漏磁现象，所以副线圈的电压小于理论值。 故选A。 7．条形铁芯上、下分别绕有匝数和的两组线圈，上线圈两端与的交流电源相连，下线圈两端接交流电压表，交流电压表的读数可能为（　　） A．6.0V B．9.0V C．12.7V D．144.0V 【答案】A 【来源】江苏省南京市南京汉开书院高中部2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【解析】依题意，交流电的最大值为 则其有效值 由图可知线圈是原线圈，线圈是副线圈，如果变压器是理想变压器，那么输入电压和输出电压的关系有 可得 但实际变压器存在漏磁现象，通过原线圈的磁通量大于通过副线圈的磁通量，故实际副线圈的输出电压小于9.0V。故A正确；BCD错误。 故选A。 8．尽管无线充电有一定的便利性，但目前还面临来自效率、散热，以及应用场景等方面的挑战：一是充电效率不高，无线充电的转换效率大多在上下；二是将手机拿开一定距离就无法充电。手机无线充电的原理如图所示，下列说法正确的是（　　） A．虽然漏磁严重，但送电线圈和受电线圈的电压比仍等于匝数比 B．充电时将手机拿离充电基座，受电线圈和送电线圈的频率不再相等，造成无法充电 C．无线充电能量转化率不高的主要原因是漏磁严重 D．充电时将手机拿离充电基座，因受电线圈的电流频率过低，造成无法充电 【答案】C 【来源】江苏省无锡市江阴市三校2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试题 【解析】A．由于漏磁，副线圈通过的磁通量小于原线圈通过的磁通量，副线圈的磁通量的变化率小于原线圈的磁通量的变化率，导致送电线圈和受电线圈的电压比仍大于匝数比，故A错误； B．变压器改变电压与电流，不改变频率，可知，充电时将手机拿离充电基座，受电线圈和送电线圈的频率仍然相等，故B错误； C．结合上述可知，由于漏磁导致送电线圈和受电线圈的电压比仍大于匝数比，即无线充电能量转化率不高的主要原因是漏磁严重，故C正确； D．根据上述可知，充电时将手机拿离充电基座，受电线圈和送电线圈的频率仍然相等，故D错误。 故选C。 9．如图所示，是一个正弦式交变电流的波形图。则（　　） A．该交变电流的周期为2s B．交变电流瞬时值表达式 C．若将该电流通过10Ω的电阻时，1 s内产生热量为125 J D．若将该电流输入匝数比为5∶1的降压变压器，副线圈输出电流的最大值为1A 【答案】C 【来源】江苏省徐州市沛县2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【解析】A．由图像可知，该交变电流的周期为 故A错误； B．由图像可知，交变电流瞬时值表达式为 故B错误； C．电流有效值为 若将该电流通过10Ω的电阻时，1 s内产生热量为 故C正确； D．若将该电流输入匝数比为5∶1的降压变压器，副线圈输出电流的最大值为 故D错误。 故选C。 10．钳形电流表是一种测量电流的仪表，其结构和外形如图所示，其工作部分主要由一只电磁式电流表和电流互感器组成，互感器由被测导线、铁芯和二次绕组构成，被测导线视为一匝线圈，图中各序号对应的部分为：1-电流表，2-电流互感器，3-铁芯，4-手柄，5-二次绕组，6-被测导线，7-量程开关，下列说法正确的是（  ） A．测量时，需先断开被测电路 B．钳形电流表既可以测量交变电流，又可以测量直流电流 C．该装置可以通过改变二次绕组的匝数，获得不同的量程 D．若被测导线中交流电的频率减小，电流表的示数也将减小 【答案】C 【来源】江苏省常州高级中学2023-2024学年高二下学期4月期中质量检查物理试题 【解析】AB．钳形电流表是利用电磁感应制成的，测量时，不需先断开被测电路，只可以测量交变电流，不可以测量直流电流，故AB错误； C．该装置可以通过改变二次绕组的匝数，获得不同的量程，故C正确； D．电流表的示数为电流的有效值，若被测导线中交流电的频率减小，电流表的示数不变，故D错误。 故选C。 11．理想变压器原、副线圈匝数之比为4：1，原线圈接入电压为的交流电源，副线圈接一个Ω的负载电阻。求： （1）理想电压表的读数； （2）原线圈中理想电流表的读数。 【答案】（1）；（2） 【来源】江苏省宿迁市泗洪县2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【解析】（1）原线圈两端电压有效值为 根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系 解得理想电压表的读数为 （2）副线圈的电流为 根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系 可得原线圈中理想电流表的读数为 12．电动晒衣杆方便实用，在日常生活中得到广泛应用。如图所示，一理想变压器，原、副线圈的匝数比为5:1，原线圈两端接入正弦交流电源，电压为（V），副线圈接有一个交流电流表和一个电动机。当开关S接通后，电动机带动质量为4kg的晾衣杆以速度0.2m/s匀速上升，此时电流表读数为0.2A，重力加速度为10m/s2。求： （1）电动机的输入功率； （2）电动机线圈电阻。 【答案】（1）；（2） 【来源】江苏省常州高级中学2023-2024学年高二下学期4月期中质量检查物理试题 【解析】（1）由题意可知原线圈电压的有效值为 根据理想变压器变压规律 求得 电动机的输入功率 （2）由物体匀速上升可得 又由 求得 13．如图所示为一个小型交流发电机的示意图，其线框ABCD匝数n=100匝，面积为S=0.02m2，总电阻r=10Ω，绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，角速度ω=100rad/s。已知匀强磁场磁感应强度B=T，矩形线框通过滑环与理想变压器相连，副线圈与电阻相接，电表均为理想电表，电压表示数为U=180V。从线框转至中性面位置开始计时，求： （1）线框中感应电动势的瞬时值表达式； （2）电流表的示数； （3）当原、副线圈匝数比为6：1时，电阻R的阻值。 【答案】（1）；（2）2A；（3） 【来源】江苏省盐城市三校联考2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【解析】（1）线圈中感应电动势的峰值 由于从线框转至中性面位置开始计时，故瞬时值表达式为 （2）感应电动势的有效值为 线圈自身分到的电压为 又 所以电流表示数为 （3）设副线圈两端电压为U2，电流为I2则有 所以 14．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时可以产生电火花。已知匀强磁场的磁感应强度，手摇发电机线圈的面积、匝数匝，不计内阻。变压器为理想变压器，其原副线圈匝数比为。求： （1）当线圈的角速度时，电压表的示数为多少； （2）电压表的示数至少为多少，钢针和金属板间可产生电火花。 【答案】（1）；（2） 【来源】江苏省扬州中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【解析】（1）线圈转动产生的感应电动势的最大值为 电压表的示数为有效值，则有 解得 （2）由于当钢针和金属板间瞬时电压超过4000V时可以产生电火花，则此瞬时电压对应最小电压的有效值为 根据电压的匝数关系有 解得 即电压表的示数至少为，钢针和金属板间可产生电火花。 15．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1。在原、副线圈的回路中分别接有阻值为22Ω的相同电阻R，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上。求： （1）原线圈侧电阻与副线圈侧电阻消耗的功率之比k； （2）副线圈回路中电阻消耗的功率P。 【答案】（1）；（2）352W 【来源】江苏省徐州市铜山区2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【解析】（1）根据变压器原理得 根据焦耳定律得原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为 （2）设原线圈的电流为I，则副线圈的电流为2I，根据变压器原理得 联立解得 故副线圈回路中电阻消耗的功率为 变压器的动态分析 1．图中B为理想变压器，接在交变电压有效值保持不变的电源上。灯泡L、L1和L2阻值均恒定不变，R为定值电阻，电压表、电流表都为理想交流电表。开始时开关S是闭合的，当S断开后，下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数变小 B．电源输出功率变大 C．电流表A2的示数变大 D．灯泡L1变亮 【答案】D 【来源】江苏省南京市六校2023-2024学年高二下学期期中联考物理试卷 【解析】C．当开关S断开时，输出端总电阻增大，副线圈电路电流减小，电流表A2的示数变小，故C错误； A．由 原副线圈匝数比不变，副线圈电流减小，则原线圈电流减小，L两端电压变小，原线圈电压变大，根据 可知电压表示数变大，故A错误； B．由于交变电压有效值保持不变且原线圈电流减小，则电源输出功率减小，故B错误； D．副线圈两端电压增大，R两端电压减小，则输出端灯泡L1电压增大，L1变亮，故D正确。 故选D。 2．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，电压表和电流表均为理想交流电表，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小.从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则（　　） A．电压表的示数为V B．在天逐渐变黑的过程中，电流表A2示数变大 C．在天逐渐变黑的过程中，电流表A1示数变小 D．在天逐渐变黑的过程中，电压表V的示数变大 【答案】C 【来源】江苏省宿迁市宿迁青华中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理（实验班）试题 【解析】A．原线圈中的输入电压最大值为220V，因其为正弦式交流电，故其有效值为220V，由 可得副线圈中电压表的示数为22V，电压表的读数为有效值，为22V，故A错误； BCD．输入的电压不变，变压器的匝数比不变，所以副线圈两端电压不变，在天逐渐变黑的过程中，光敏电阻的阻值变大，由于原副线圈两端电压均不变，所以电压表V的示数不变，电流表A2的示数变小，由 得原线圈中电流表A1的示数变小，故BD错误，C正确。 故选C。 3．街头变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小。如果变压器上的能量损失可以忽略，交流电表作为理想电表处理，下列说法中正确的是（    ） A．与示数乘积大于与示数乘积 B．由于输入电压高于输出电压，所以原线圈所用的导线应当更粗 C．当用户的用电器增加时，，，示数都不变 D．当用户的用电器增加时，，示数都增大 【答案】D 【来源】江苏省宿迁市2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【解析】A．变压器两端的功率相等，所以与示数乘积等于与示数乘积，故A错误； B．由于输入电压高于输出电压，变压器两端的功率相等，根据可知，原线圈电流较小，原线圈所用的导线应当更细，故B错误； CD．理想变压器原副线圈电压比等于匝数比，则有 由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出电压不变，则电压表V1示数不变，V2示数不变；当用户的用电器增加时，R变小，则副线圈总电阻变小，根据欧姆定律可知，副线圈电流增大，则定值电阻两端电压增大，所以变阻器R两端电压减小，则示数变小；根据 由于副线圈电流增大，则原线圈电流增大，所以A1，A2示数都增大，故C错误，D正确。 故选D。 4．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为、，原、副线圈两端的电压分别为、。通过原、副线圈中的电流分别为、。保持，和不变，且闭合开关S后A、B两灯泡均能发光，将开关S由闭合变为断开，则（　　） A．增大 B．A灯泡变的更亮 C．减小 D．变压器的输入功率增大 【答案】C 【来源】江苏省宿迁市泗洪县2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【解析】A．根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系 保持，和不变，则副线圈电压不变，故A错误； BC．将开关S由闭合变为断开，副线圈总电阻增大，副线圈总电流减小，A灯泡电压不变则亮度不变，根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系 可知原线圈总电流减小，故B错误，C正确； D．变压器的输入功率等于输出功率，根据 可知将开关S由闭合变为断开，副线圈总电阻增大，变压器的输入功率减小，故D错误。 故选C。 5．如图所示为一理想变压器，为单刀双掷开关，为滑动变阻器的滑动触头，为加在原线圈两端的电压，为原线圈中的电流，则（　　） A．保持及的位置不变，由合到时，将减小 B．保持及的位置不变，由合到时，消耗功率增大 C．保持不变，合在处，使上滑，将增大 D．保持及的位置不变，由合到处，原线圈输入功率将增大 【答案】D 【来源】江苏省新海高级中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷（选修） 【解析】A．保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，原线圈匝数变小，副线圈电压变大，I1将增大，故A错误； B．保持U1及P的位置不变，K由b合到a时，原线圈匝数变大，副线圈电压变小，I1将减小，R消耗功率减小，故B错误； C．保持U1不变，K合在a处，变压器的输出电压不变，使P上滑，阻值变大，I1将减小，故C错误； D．保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，原线圈匝数变小，副线圈电压变大，I1将增大，原线圈输入功率将增大，故D正确。 故选D。 6．如图所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，R1、R2、R4均为定值电阻，R3是可变电阻，V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2、和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3.现保持U1不变，增大R3，则下列推断中正确的是（　　） A．I1增大，I2减小 B．U2减小、I3变大 C．变压器的输入功率增大 D．电阻R1上电压变化量的绝对值等于R3上电压变化量的绝对值 【答案】D 【来源】江苏省连云港市东海县2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【解析】ABC．理想变压器的电压与匝数成正比，由于理想变压器原线圈的电压不变，则副线圈电压不变，所以V2的示数U2也不变；当增大R3，并联电路的电阻变大，副线圈的电阻也就变大，由于副线圈电压不变，所以副线圈的总电流减小，即I2变小；由于电流与匝数成反比，即，则原线圈的电流也就要减小，所以I1变小；根据可知，变压器的输出功率减小，变压器的输入功率减小，故ABC错误； D．根据串联电路电压规律可知 U2不变，则电阻R1上电压变化量的绝对值等于R3上电压变化量的绝对值，故D正确； 故选D。 7．如图所示为一理想变压器的电路示意图，交流电源的输出电压U恒定，图中的交流电表均为理想电表.下列说法正确的是（    ） A．仅将滑片下移时，、和V表示数均变大 B．仅将滑片下移时，变压器的输入功率变小 C．仅将触头上移时，、和V表示数均变大 D．仅将触头上移时，变压器的输入功率变小 【答案】D 【来源】江苏省扬州大学附属中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试卷 【解析】AB．仅将滑片下移时，R2阻值减小，次级电阻减小，则次级电流变大，次级电压一定，则R1电压变大，电压表V示数减小，则L的电流减小，则示数变大；因次级电流变大，则初级电流也变大，即示数变大，根据P=IU可知，变压器的输入功率变大，选项AB错误； CD．仅将触头上移时，变压器初级匝数变大，则根据 则次级电压变小，因次级电阻均不变，可知次级功率减小， 和V表示数均变小，初级输入功率减小，则示数减小，选项C错误D正确。 故选D。 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 1．在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 (1)观察变压器的铁芯，它的结构和材料是： ； 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)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线的输入电压可能为 ；（填字母） A．1.5V B．6.0V C．7.0V D．3.0V (3)该实验中用到某一交流电，电流随时间变化的图像如图所示，则此交流电电流的有效值为 A． 【答案】(1)D (2)C (3)5 【来源】江苏省扬州市新华中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【解析】（1）为了防止产生涡流，观察变压器的铁芯，它的结构和材料是绝缘的硅钢片叠成。 故选D。 （2）若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系 若变压器的原线圈接“0“和”8”两个接线柱，副线圈接“0”和“4”两个接线柱，可知原副线圈的匝数比为2：1，副线圈的电压为3V，则 考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压大于6V，可能为7V。故选C。 （3）根据交流电电流的有效值的定义 其中 ，，， 解得 2．某学习小组用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。 (1)本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是___________； A．控制变量法 B．等效替代法 C．整体隔离法 D．微元求和法 (2)学习小组中小明先将图1中的零件组装成图2中的变压器，再将原线圈接在交流电源上，之后再将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈输出电压U2随时间t变化的图像如图3所示，在保证安全的前提下，小明可能在t1~t2时间内进行的操作是___________； A．减少了原线圈的匝数 B．拔掉了变压器铁芯Q C．减小了交流电源的频率 D．增大了原线圈的输入电压 (3)学习小组中的小华在实验过程中，选择不同的变压器的原、副线圈匝数，利用电压传感器测量相应电压（N1、N2上电压分别为U1、U2），记录如图4所示，由数据可知N1一定是 线圈的匝数（填“原”或“副”）； (4)学习小组中的小文在实验室中找到了一只标有“220V/11V”的变压器，如图5所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、b引线比c、d引线粗。在没有相应的说明书情况下，他应该把引线 接交流“220 V”（选填“a、b”或“c、d”）； (5)学习小组中的小雨拆开一理想变压器后，如图6所示，把一个定值电阻R0与变压器的原线圈连接，把一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为n1、n2.在交流电源的电压有效值U0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)A (2)B (3)原 (4)c、d (5) 【来源】江苏省连云港市东海县2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【解析】（1）根据实验原理可知，实验中需要运用的科学方法是控制变量法； 故选A。 （2）AD．由图知，t1时刻前的电压值大于t2时刻后的电压值，而周期不变，根据减少了原线圈的匝数，副线圈输出电压U2增大，若增大了原线圈的输入电压，副线圈输出电压U2增大，故AD错误； B．拔掉了变压器铁芯Q，副线圈磁通量减小，则输出电压U2减小，故B正确； C．只减小交流电源的频率，不能改变副线圈输出电压U2，故C错误； 故选B。 （3）根据变压器电压与线圈匝数之比可知 结合变压器中存在漏磁现象可知，N1一定是原线圈的匝数。 （4）理想变压器的输入功率等于输出功率，因为是降压变压器，所以副线圈的电压小于原线圈的电压，而功率又相等，所以副线圈的电流大于原线圈的电流，为了减少功率损失，根据电阻定律可知副线圈应用较粗的铜导线绕制，故应将较细的线圈作为原线圈，他应该把引线c、d接交流“220 V”； （5）把变压器和R等效为一个电阻R1，R0当做电源内阻，当内、外电阻相等时，即 R1= R0 此时输出功率最大，根据 得 将公式 代入上式，可得 从而得出 此时R获得的功率最大。 3．“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 (1)本实验主要运用的科学方法是 A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想模型法 (2)为了确保实验的安全，下列说法正确的是 A．测电压时，先用最大量程档试测 B．为了人身安全，学生电源的电压不要超过36V C．为使接触良好，通电时应用手直接捏紧裸露的接线柱 (3)以下给出的器材中，本实验可能需要用到的有 A． B． C． D． (4)调整原副线圈的匝数之比为1：2，原线圈的两个接线柱之间的电压为6.0V，则副线圈的输出电压可能为 A．2.9V B．3.0V C．11.0V D．12.0V (5)变压器铁芯是利用由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，铁芯Q安放在铁芯P上时，铁芯Q中的薄硅钢片应平行于 A．平面abcd B．平面abfe C．平面acge D．平面aehd 【答案】(1)B (2)A (3)BD (4)C (5)A 【来源】江苏省扬州中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【解析】（1）“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”要保证其他量不变，本实验主要运用的科学方法是控制变量法。 故选B。 （2）A．为了安全，测电压时，先用最大量程档试测，故A正确； B．变压器改变的是交流电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用交流电压不能超过12V，故B错误； C．通电时不可直接用手捏紧裸露的接线柱，防止触电，故C错误。 故选A。 （3）实验中需要交流电源，所以选择学生电源，测量交流电压用多用电表的交流电压挡，直流电压表无法测量。 故选BD。 （4）若为理想变压器，根据电压与匝数关系有 解得副线圈两端电压为 V 由于实际变压器存在漏磁与线圈电阻发热引起的功率损耗，则实际上副线圈两端电压应该略小于12V。 故选C。 （5）磁感线环绕的方向沿着闭合铁芯，根据楞次定律及右手定则，产生的涡流的方向垂直于图示变压器铁芯的正面，即与图示aehd面平行，为了减少涡流在铁芯中产生的热量，相互绝缘的硅钢片应平行于平面abcd。 故选A。 4．在“探究变压器原、副线圈的电压与匝数的关系”实验中，某同学利用“教学用的可拆变压器”进行探究。 (1)以下给出的器材中，本实验需要用到的有___________（填选项字母） A． B． C． D． E． (2)为了确保实验的安全，下列做法正确的是___________ A．为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12V B．即使副线圈不接用电器，原线圈也不能长时间通电 C．为使接触良好，通电时应用手直接捏紧裸露的接线柱 D．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测 (3)该同学认真检查电路无误后，先保证原线圈匝数不变，改变副线圈匝数；再保证副线圈匝数不变，改变原线圈匝数。分别测出相应的原、副线圈两端的电压值。由于交变电流的电压是变化的，所以，我们实际上测量的是电压的 （选填“有效”或“最大”）值。某次实验操作，副线圈所接多用电表的读数如图甲所示，其对应的选择开关是交流电压10V档，则此时电表读数为 v。 (4)某次实验中，用匝数匝和匝的线圈实验，测量的数据如下表所示，下列说法中正确的是___________。 /V 1.80 2.80 3.80 4.90 /V 4.00 6.01 8.02 9.98 A．原线圈的匝数为，用较粗导线绕制 B．副线圈的匝数为，用较细导线绕制 C．原线圈的匝数为，用较细导线绕制 D．副线圈的匝数为，用较粗导线绕制 (5)理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成 （选填“正比”或“反比”），实验中由于变压器的铜损和铁损导致原线圈与副线圈的电压之比一般 （选填“大于”“小于”或“等于”）原线圈与副线圈的匝数之比。 【答案】(1)BDE (2)BD (3)有效 4.8 (4)C (5)正比 大于 【来源】江苏省徐州市沛县2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【解析】（1）给出的器材中，本实验需使用学生电源输出交流电压，需使用多用电表的交流挡测电压，需使用可拆变压器探究变压器原、副线圈的电压与匝数的关系。 故选BDE。 （2）A．为了人身安全，只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12V，故A错误； B．即使副线圈不接用电器，原线圈也不能长时间通电，故B正确； C．即使使用的电压较低，通电时也不可直接用手接触裸露的导线进行连接，而且这样操作时，将人体并联到电路中，将导致测量数据不准确，故C错误； D．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，故D正确。 故选BD。 （3）[1]由于交变电流的电压是变化的，所以，我们实际上测量的是电压的有效值。 [2]此时电表读数为 （4）由表格数据可知 考虑到实验中所用变压器并非理想变压器，即存在功率损失，使得原、副线圈电压之比大于匝数比，所以原线圈的匝数为，副线圈的匝数为；原线圈电压较大，电流较小，所以原线圈用较细导线绕制，而副线圈电压较小，电流较大，所以副线圈用较粗导线绕制。 故选C。 （5）[1]理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比。 [2]实验中由于变压器的铜损和铁损导致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。 5．在实验室中探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系时，同学们发现了以下几个问题，并展开了讨论。 (1)观察变压器的铁芯，发现它的结构和材料是（　　） A．整块硅钢铁芯 B．整块不锈钢铁芯 C．彼此绝缘的硅钢片叠成 (2)本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是（　　） A．控制变量法 B．等效替代法 C．整体隔离法 (3)实验中将电源接在原线圈两个接线柱之间，调整原副线圈的匝数之比为2:3，用电压表测得副线圈的两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为（　　） A．1.8V B．2.0V C．2.2V 【答案】(1)C (2)A (3)C 【来源】江苏省无锡市太湖高中2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【解析】（1）为了减小变压器中涡流产生的能量损耗，变压器的铁芯结构和材料是彼此绝缘的硅钢片叠成。 故选C。 （2）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是控制变量法。 故选A。 （3）若为理想变压器，根据电压匝数关系有 解得 由于实际变压器存在能量损耗，则原线圈中实际电压 2.0V稍微大一些，可知，原线圈的输入电压可能为2.2V。 故选C。 6．在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，可拆变压器如图所示。 (1)本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是______； A．控制变量法 B．等效替代法 C．整体隔离法 (2)为了减少涡流的影响，铁芯应该选择______； A．整块硅钢铁芯 B．整块不锈钢铁芯 C．绝缘的硅钢片叠成 D．绝缘的铜片叠成 (3)本实验除有闭合铁芯的原、副线圈外，还须选用的器材是______； A． B． C． D． (4)下列做法正确的是______。 A．为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12V B．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测 C．观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数多 D．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈 (5)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱上，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为______。（填字母） A．1.5V B．3.0V C．6.0V D．7.0V 【答案】(1)A (2)C (3)AD (4)B (5)D 【来源】江苏省宿迁市泗阳县2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【解析】（1）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是控制变量法。 故选A。 （2）为了减少涡流的影响，铁芯应该选择绝缘的硅钢片叠成。 故选C。 （3）本实验原线圈需要连接低压交流电源，需要测副线圈的输出电压，需要交流电压表，所以需要选用的器材是学生电源和多用电表。 故选AD。 （4）A．为了人身安全，只能使用低压交流电源，且电压不要超过12V，故A错误； B．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量，故B正确； C．根据变压器原、副线圈的规律有 可知匝数多，其电流相对较小；导线粗的线圈电阻小，对应较大电流，其匝数就少，故C错误； D．变压器开始正常工作后，铁芯并不导电，通过电磁感应，把电能由原线圈输送到副线圈，故D错误。 故选B。 （5）若为理想变压器，则有 可得 考虑到不是理想变压器，有漏磁、发热等现象，则原线圈的电压应大于6.0V，可能为7.0V。 故选D。 7．某学生选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时： (1)下列说法正确的是（　　） A．变压器工作时副线圈电压频率与原线圈不相同 B．实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法 C．为了人身安全，实验中只能使用低压直流电源，电压不要超过12V D．绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好 (2)实验中，可拆变压器如图所示，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，硅钢片应平行于平面（　　） A．abcd B．abfe C．abgh D．aehd (3)若用匝数匝和匝的变压器做实验，对应的电压测量数据如下表所示。根据测量数据，则一定是 线圈。（选填“原”或“副”） 实验次数 1 2 3 4 U1 0.90 1.40 1.90 2.40 U2 2.00 3.01 4.02 5.02 【答案】(1)BD (2)D (3)副 【来源】江苏省无锡市市北高级中学2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题 【解析】（1）A．变压器工作时只是改变电压，不改变频率，副线圈电压频率与原线圈相同，故A错误； B．实验过程中，在原、副线圈匝数和原线圈两端电压三个变量中保持两个不变，改变一个来探究匝数比与原副线圈电压之比的关系，运用的科学方法是控制变量法，故B正确； C．变压器改变的是交流电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用交流电压不能超过12V，而用直流电压变压器不能工作，故C错误； D．观察两个线圈的导线，发现粗细不同，由变压器工作原理知 可知，匝数少的电流大，则导线应该粗；绕制降压变压器原、副线圈时，由于副线圈的匝数少，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好，故D正确。 故选BD。 （2）由图，根据楞次定律和右手螺旋定则，产生的涡旋电流的方向与面平行，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，相互绝缘的硅钢片应垂直面，即平行于面。 故选D。 （3）由于有漏磁、原副线圈内阻分压等因素，所以副线圈实际测量的电压值应该小于理论值，由理想变压器规律 由表格数据值可知总是略小于，故应该是副线圈的电压值，一定是副线圈。 8．“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 (1)观察变压器的铁芯，它的结构和材料是______。 A．整块硅钢铁芯 B．绝缘的铜片叠成 C．绝缘的硅钢片层层叠成 (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)某学生进行实验时，为了保证人身安全，低压交流电源的电压最好不要超过______。 A．2V B．12V C．220V (4)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线的输入电压可能为______。 A．1.5V B．7.0V C．10.0V (5)实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因可能是______。 A．原、副线圈通过电流时发热 B．铁芯在交变磁场作用下发热 C．原线圈输入电压发生变化 【答案】(1)C (2)少 (3)B (4)BC (5)AB 【来源】江苏省扬州大学附属中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试卷 【解析】（1）变压器的铁芯是由绝缘的硅钢片层层叠成。 故选C。 （2）察两个线圈的导线，发现粗细不同，根据 可知匝数少的电流大，则导线越粗，即导线粗的线圈匝数少。 （3）为了人体安全，低压交流电源的电压不要超过12V。 故选B。 （4）若是理想变压器，则原、副线圈电压比等于匝数比，有 若变压器的原线圈接“0”和“8”两个接线柱，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的电压为 考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线的输入电压应大于6V，可能为7.0V或10.0V。 故选BC。 （5）AB．原副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热，都会使变压器输出功率发生变化，从而导致电压比与匝数比有差别，故AB正确； C．原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比，故C错误。 故选AB。 9．盐道街外语学校创新小组同学想用220V交流电作为小型收录机的电源。他先制作了一个交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6V的交流电源，于是他又添置了一台220V/6V的变压器，如图所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗。 (1)他不知道如何接法，也没有相应的说明书，你能帮他判断正确的接法是ad端接 （填“220V”或“6V”）。 (2)这台220V/6V的理想变压器接6V的线圈匝数是300匝，则接220V的线圈匝数是 匝。 (3)如图所示，在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，下列说法正确的是 （填字母）。 A．用可拆变压器，能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈 B．测量原、副线圈的电压，可用“测定电池的电动势和内阻”实验中的直流电压表 C．原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、4接线柱，则副线圈电压大于原线圈电压 D．为便于探究，先保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响 【答案】(1)6V (2)11000 (3)AD 【来源】江苏省无锡市锡东高级中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【解析】（1）由于变压器输入功率等于输出功率，采用的是降压变压器，根据可知，副线圈中的电流大，为了减小输电线上功率的损失，故副线圈电线电阻要小，故引线要粗，故a、d接6V，b、c接220V。 （2）根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系可得 解得 （3）AD．变压器的输出电压跟输入电压、原副线圈匝数之比都有关，因此需要用可拆卸的变压器研究，探究副线圈电压与匝数的关系，采用控制变量法，即为便于探究，先保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响，故AD正确； B．“测定电池的电动势和内阻”实验中的电压表是直流电压表，直流电压表不能测量交变电流的电压，故B错误； C．原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、4接线柱，根据原副线圈匝数之比等于输入输出电压之比 可知副线圈的电压小于原线圈电压，故C错误。 故选AD。 10．如图所示，教学用可拆变压器由两个用同种导线绕成的线圈A、B以及铁芯组成。线圈A、B上各有多个接线柱，通过将不同的接线柱接入电路，可以改变两线圈A、B接入电路的导线匝数。 (1)小明用多用电表的欧姆挡测量了A、B线圈的总电阻值，发现B线圈电阻约为A线圈电阻的3.5倍，则可推断 线圈的总匝数更多（选填“A”或“B”）： (2)若选择合适的接线柱，使线圈A、B接入电路的匝数比为k，将A接在电压为U1的蓄电池两端，用多用电表的电压挡连接B线圈，电表示数应为 ； (3)小明想要测量A、B线圈各自的总匝数。他找来一根足够长的绝缘导线、一个低压交流电源（输出电压的有效值不变）。随后进行以下步骤： ①将绝缘导线一端与A线圈上左端接线柱相连，顺着原来的绕制方向在变压器的铁芯上再绕制n匝线圈； ②将绝缘导线另一端和A线圈上右端接线柱分别与低压交流电源两端相连接； ③用多用电表交流电压挡先后测量低压交流电源两端的电压U0和B线圈的输出电压U； ④用多用电表交流电压挡测量A线圈两端电压U1，然后拆除电路并整理器材：写出测量A、B线圈的匝数nA和nB的表达式：nA= ，nB= ； (4)考虑到变压器并非理想状态，你认为小明测出的B线圈的匝数n与实际值相比偏大还是偏小？并说明理由。 。 【答案】(1)B (2)0 (3) (4)偏小，变压器存在漏磁、铜损、铁损等 【来源】江苏省徐州市铜山区2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【解析】（1）线圈B的电阻约为线圈A电阻的3.5倍，说明线圈B的导线较长，即其匝数较多。 （2）变压器只有在交流电路中能正常工作，蓄电池为直流电源，将A接在电压为U1的蓄电池两端，B端输出电压为零。 （3）[1]由题可知 解得A线圈的匝数 [2]由题可知 B线圈的匝数 （4）因为变压器存在漏磁、铜损、铁损等，故小明测出的B线圈的匝数n与实际值相比偏小。 11．做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验。 (1)以下给出的器材中，本实验需要用到的有 （填选项字母）。 A． B． C． D． E． (2)下列说法正确的是_______ A．变压器工作时副线圈电压频率与原线圈不相同 B．实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法 C．为了人身安全，实验中只能使用低压直流电源，电压不要超过12V D．绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好 (3)实验中，可拆变压器如图所示，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，硅钢片应平行于平面________。 A．abcd B．abfe C．abgh D．aehd (4)某次实验操作，副线圈所接多用电表的读数如图甲所示，其对应的选择开关如图乙所示，则此时电表读数为 。 (5)若用匝数N1＝400匝和N2＝800匝的变压器做实验，对应的电压测量数据如下表所示。根据测量数据，则N1一定是 线圈（选填“原”或“副”）。 实验次数 1 2 3 4 U1 0.90 1.40 1.90 2.40 U2 2.00 3.01 4.02 5.02 【答案】(1)BDE (2)BD (3)D (4)4.8V (5)副 【来源】江苏省无锡市江阴市四校2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试题 【解析】（1）实验中需要交流电源、变压器和交流电压表（万用表），不需要干电池和直流电压表。 故选BDE。 （2）A．变压器工作时只是改变电压，不改变频率，副线圈电压频率与原线圈相同，故A错误； B．实验过程中，在原、副线圈匝数和原线圈两端电压三个变量中保持两个不变，改变一个来探究匝数比与原副线圈电压之比的关系，用的是控制变量法，故B正确； C．变压器改变的是交流电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用交流电压不能超过12V，而用直流电压变压器不能工作，故C错误； D．观察两个线圈的导线，发现粗细不同，由变压器工作原理知 可知，匝数少的电流大，则导线应该粗；绕制降压变压器原、副线圈时，由于副线圈的匝数少，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好，故D正确。 故选BD。 （3）由图，根据楞次定律和右手螺旋定则，产生的涡旋电流的方向与面平行，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，相互绝缘的硅钢片应垂直面，即平行于面，故ABC错误，D正确。 故选D。 （4）所选择为交流电压10V挡，依题意，此时电表读数为4.8V。 （5）由于有漏磁、原副线圈内阻分压等因素，所以副线圈实际测量的电压值应该小于理论值，由理想变压器规律 由表格数据值U1总是略小于，故U1应该是副线圈的电压值，一定是副线圈。 12．在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 (1)观察变压器的铁芯，它的结构和材料是________；（填字母） A．绝缘的硅钢片叠成 B．整块不锈钢铁芯 C．绝缘的铜片叠成 D．整块硅钢铁芯 (2)观察两个线圈的导线，发现粗细不同，匝数不同，如果作为降压变压器使用，副线圈的导线较________； A．粗且匝数多 B．粗且匝数少 C．细且匝数多 D．细且匝数少 (3)实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为，则原线圈的输入电压可能为________；（填字母） A． B． C． 【答案】(1)A (2)B (3)A 【来源】江苏省盐城市东台市第一中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷 【解析】（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A。 （2）作为降压变压器使用，副线圈匝数少，副线圈电流大，应选用粗导线。 故选B。 （3）若是理想变压器，则满足 变压器的原线圈接“0；8”接线柱，副线圈接线“0；4”接线柱，可知原副线圈的匝数比为，则副线圈电压为时，原线圈的电压为 考虑到不是理想变压器有漏磁等现象，则原线圈所接电源电压大于，可能为。 故选A。 13．某物理兴趣小组用可拆变压器探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 (1)可拆变压器如图1所示。下列说法正确的是_______。 A．实验采用控制变量法进行探究 B．变压器的铁芯是用整块硅钢制成的 C．匝数多的线圈，要用粗一些的导线绕制 (2)关于实验操作，下列说法正确的是_______。 A．实验可以用多节干电池串联起来作为电源 B．实验中手不能接触裸露的导线、接线柱 C．用交流电压表测副线圈两端电压时，副线圈应接小灯泡 (3)某次实验中用多用电表的交流电压10V档测线圈两端电压，其示数如图2所示，则电压为 V。 (4)若变压器为理想变压器，由原、副线圈若干组电压比与匝数比作出如图3所示的关系图像，该图像的斜率为 。 (5)实际实验中测得的原、副线圈的电压比 原、副线圈的匝数比。（选填“大于”、“等于”、“小于”） 【答案】(1)A (2)B (3)7.4 (4)1 (5)大于 【来源】江苏省镇江市2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷 【解析】（1）A．探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系时，应采用控制变量法进行探究，A正确； B．变压器的铁芯是用硅钢片叠装而成，B错误； C．匝数少的线圈电流较大，为减小电能损失，应用粗一些的电阻较小的导线绕制，C错误。 故选A。 （2）A．该实验应使用交流电源，A错误； B．手接触裸露导线、接线柱，会使人体接入电路中，导致数据不准确，B正确； C．若副线圈接小灯泡，测得电压为小灯泡两端电压，小于副线圈电压，C错误。 故选B。 （3）选择1-10V一排读数，精度为，读数为7.4V。 （4）由于是理想变压器，则，故图像的斜率为1。 （5）由于实际上变压器的铁芯会损失一部分能量，所以副线圈的电压真实值会小于理论值，故原线圈与副线圈的电压比大于原线圈与副线圈的匝数比。 14．用如图（甲）所示的可拆变压器进行“探究变压器原、副线圈的电压与匝数的关系”实验。 (1)关于此实验，下列说法正确的是_______ A．原线圈可直接接入220V交流电路 B．为了保证人身安全，要使用低压直流电源 C．用交流电压表测副线圈两端电压时，副线圈应空载 D．即使副线圈不接用电器，原线圈也不能长时间通电 (2)甲同学将变压器按照要求组装好后，原线圈接“0”“4”接线柱，副线圈接“0”“14”接线柱，此时接在原线圈两端的交流电压表量程为10V，示数如图（乙）所示，其读数值为 V（保留1位小数），此时副线圈输出的电压理论上与 最接近。（选填下列选项） A．0V    B．1.2V    C． 14V    D．18.2V (3)乙同学将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈电压随时间变化的图像如图（丙）所示，在时间内该同学先断开开关，其后仅进行的一项操作可能是__________ A．增加了交流电源的频率 B．拧紧了松动的铁芯 C．减少了副线圈的匝数 D．增加了原线圈的匝数 (4)等效法、理想模型法是重要的物理思维方法，合理采用物理思维方法会让问题变得简单，这体现了物理学科“化繁为简”之美。理想变压器是一种理想化模型。如图（丁）所示，某用电器可以等效为右侧电路，若原、副线圈的匝数分别为、，在交流电源的电压有效值和电阻确定的情况下，调节可变电阻R，当 时，R可获得最大功率。 【答案】(1)CD (2) C (3)B (4) 【来源】江苏省苏州市2023-2024学年高二下学期期中调研物理试卷 【解析】（1）AB．为了保证人身安全，原线圈要使用低压交流电源，不可直接接入220V交流电路，选项AB错误； C．因线圈中导线有电阻，所以用交流电压表测副线圈两端电压时，副线圈应空载，选项C正确； D．即使副线圈不接用电器，原线圈处于空载也有一定的电损，则原线圈也不能长时间通电，故D正确。 故选CD。 （2）[1][2]此时接在原线圈两端的交流电压表量程为10V，读数值为4.4V；根据 解得 即此时副线圈输出的电压理论上与14V最接近，故选C。 （3）A．只增大交流电源的频率，不能改变副线圈输出电压U2，故A错误； B．拧紧了松动的铁芯，副线圈磁通量增加，则输出电压U2增大，故B正确； CD．由图知，t1时刻前的电压值小于t2时刻后的电压值，而周期不变，根据 减少了副线圈的匝数，副线圈输出电压U2减小，若增加了原线圈的匝数，副线圈输出电压U2减小，故CD错误； 故选B。 （4）把变压器和R等效为一个电阻R等效，R0当作电源内阻，当内外电阻相等即时，输出功率最大；根据理想变压器电压与匝数比的关系 得 根据理想变压器电流与匝数比的关系 原线圈的等效电阻 当等效时，即 电阻R上获得的功率最大；解得 15．在“探究变压器线圈两端电压与匝数的关系”实验中，所用器材有学生电源、可拆变压器、多用电表、电压传感器、若干导线等。 (1)关于本实验，下列说法或操作正确的 。 A．变压器通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈 B．为了人体安全，原线圈所接电源电压不要超过36V C．变压器通电后不要用手接触裸露的导线或接线柱 D．使用多用电表测电压时，应先选用小量程，后逐渐增大量程 (2)为了减小能量传递过程中的损失，可拆变压器的铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成.作为横挡的硅钢片应按照如图 （选填字母代号）方法设计。 A． B． C． D． (3)实验中，某同学将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈电压随时间t变化的图像如图所示，在时间内该同学先断开开关，随后进行的操作可能是 。 A．增加原线圈的匝数 B．拧紧松动的铁芯Q C．增加副线圈的匝数 D．增加交流电源的频率 (4)某同学设计了如图所示的两个电路图，实验时应选用 图（选填“甲”或“乙”），理由是 。 【答案】(1)BC (2)B (3)A (4)乙 只接电压表时，副线圈电路负载很大，电流很小，副线圈内电压较小，电压表测量为变压器的输出电压，改变原线圈电压或者改变匝数比时，副线圈电流几乎不变，电压测量更准确。 【来源】江苏省连云港市赣榆区2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【解析】（1）A．变压器开始正常工作后，通过电磁感应将电能从原线圈传递到副线圈，故A错误； B．为了人体安全，原线圈所接电源电压不要超过安全电压36V，故B正确； C．即使使用的电压较低，通电时也不可直接用手接触裸露的导线进行连接，况且这样无形之中，将人体并联电路中，导致所测数据不准确，故C正确； D．使用多用电表测电压时，应先用大量程试测，故D错误。 故选BC。 （2）为了减小涡流引起的热损，同时又为了防止磁漏，变压器的铁芯采用硅钢片叠加而成。作为横挡的铁芯Q的硅钢片应该与下面的硅钢片平行。 故选B。 （3）观察发现经操作后，副线圈电压降低，但频率不变。 AC．根据变压比可知，要降低副线圈电压降低，可以增加原线圈的匝数或减少副线圈的匝数，故A正确，C错误； B．拧紧松动的铁芯会减少漏磁，提高副线圈电压，故B错误； D．增加交流电源的频率会改变输出电压频率，故D错误。 故选A。 （4）[1]实验时应选用乙图； [2] 只接电压表时，副线圈电路负载很大，电流很小，副线圈内电压较小，电压表测量为变压器的输出电压，改变原线圈电压或者改变匝数比时，副线圈电流几乎不变，电压测量更准确。 远距离输电 1．民用家庭用电一般由国家电网交变电流供电，下列相关说法正确的是（　　） A．大小随时间变化的电流就是交变电流 B．交流电压表测量的是交流电的峰值 C．远距离输电时，可通过减小输电线的电流来降低输电损耗 D．理想变压器原、副线圈中通过的交变电流的功率之比等于原、副线圈的匝数之比 【答案】C 【来源】江苏省常州市武进区2023-2024学年高二下学期4月期中质量调研物理试题 【解析】A．根据交变电流的定义可知，方向和大小都随时间变化的电流是交变电流，故A错误； B．交流电压表测量的是交流电的有效值，故B错误； C．远距离输电的输电损耗功率，所以可以通过减小输电线的电阻以及输电线中的输送电流来减小输电损耗，故C正确； D．理想变压器原、副线圈中通过的交变电流的功率相等，故D错误。 故选C。 2．特高压电网的建设意义重大。其一可以大大减小远距离输电线上的功率损耗P，下列说法正确的是（　　） A．由P=，应降低输电电压，增大导线电阻 B．特高压改变了交流电的频率，从而降低了功率损耗 C．由P=I2R，应减小输电导线电阻或减小输电电流 D．因为输电线路中应用了理想变压器，所以输电时不用考虑电压和电流大小 【答案】C 【来源】江苏省连云港市东海县2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【解析】A．输电线上损耗的功率，U损与输电电压不同．故A错误； B．改变交流电频率不会降低功率损耗，故B错误； C．由P=I2R，可减小导线电阻，或减小输电电流可降低远距离输电线上的功率损耗P，故C正确； D．实际生活中变压器并非理想变压器，输电时应采用高压输电，故D错误。 故选C。 3．远距离输电时，在输送总功率一定的情况下，为减少输电线上的电能损失而采取的有效的方法是（　　） A．提高输电电流 B．提高输电电压 C．提高输电线的电阻 D．降低输电电压 【答案】B 【来源】江苏省宿迁市2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【解析】AC．在输送总功率一定的情况下，根据 可知，提高输电电流、提高输电线的电阻，输电线上损失的功率增大，不能减少输电电能损失，故AC错误； BD．根据 可知，若提高输电线上的电压，输电线上电流减小，输电线上损失的功率减小，可以减少输电电能损失，故B正确，D错误。 故选B。 4．对于远距离输电，在P一定的情况下，设输电线路中的电流为I，输电线的总电阻为R，为了减少损耗，采用增大电压U输电，下列说法正确的是（　　） A．由，知输电线路中的电流变大 B．由，知输电线路中的电流变小 C．由，知输电线路消耗功率增大 D．由，知不会影响输电线路中的电流 【答案】B 【来源】江苏省宿迁市泗洪县2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【解析】AB．根据 可知输电线上消耗的电压不等于输电电压，根据 可知采用增大电压U输电，输电线路中的电流变小，故A错误，B正确； CD．根据 可知采用增大电压U输电，输电线路中的电流变小，输电线路消耗功率减小，故增大电压U输电会影响输电线路中的电流，故CD错误。 故选B。 5．目前我国远距离输电干线已经采用和的超高压输电，西北电网甚至达到的特高压。若输送一定功率电能，原来采用输电，由于输电线有电阻而损失的电压为，损失的电功率为，则采用特高压输电后，在输电线上损失的电压和电功率为（设输电线的电阻未变）（　　） A．   B．   C． D． 【答案】C 【来源】江苏省新海高级中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷（选修） 【解析】由于输送的总功率保持不变，当输送电压由原来的提高到原来的5倍时，即 根据功率的公式 可知，则输电线上的电流 输电线的电阻不变，根据欧姆定律可知 则损失的功率 故选C。 6．特高压交流输电具有输电容量大、距离远、损耗低、占地少等突出优势。用特高压远距离输送一定功率的交流电，若输电线上损失的电压减小为原来的0.25倍，则（    ） A．输电电压升高为原来的4倍 B．输电电压降低为原来的0.25倍 C．输电线上的电能损失变为原来的0.25倍 D．用户得到的电功率增大为原来的4倍 【答案】A 【来源】江苏省常州高级中学2023-2024学年高二下学期4月期中质量检查物理试题 【解析】AB．由欧姆定律公式得，电阻不变时，电压减小为原来的0.25倍，电流也减小为原来的0.25倍，即升压变压器副线圈的电流减小为原来的0.25倍，又有理想变压器电流与匝数的关系式 匝数不变时，副线圈的电流减小为原来的0.25倍，原线圈的电流也随之减小为原来的0.25倍。原线圈输入功率不变，由功率的计算式可得，当原线圈的电流减小为原来的0.25倍时，输电电压升高为原来的4倍。故A正确，B错误； C．由功率的表达式 当输电线上损失的电压减小为原来的0.25倍时，输电线上的电能损失变为原来的倍。故C错误； D．由输电线上的功率关系得，用户得到的功率 总功率不变，损失的电功率变为原来的倍，用户得到的电功率增大但不等于原来的4倍。故D错误。 故选A。 7．如图所示，在正常供电时，高压线上输电电压为U，电流为I，热耗功率为；除冰时，需要将输电线上热耗功率增大至，设输电功率和输电线电阻不变，则除冰时需将（　　） A．输电电流变为 B．输电电流变为 C．输电电压变为 D．输电电压变为4U 【答案】C 【来源】江苏省扬州中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【解析】设输电线电阻为，则有 联立可得 ， 故选C。 8．如图是远距离输电电路的示意图。在用电高峰，因用户耗电量的增大会导致用户端电压偏低。若升压变压器输入端线圈匝数n1和降压变压器输出端线匝数n4可调，在发电厂输出电压恒定、输电线上的总电阻R保持不变的条件下，能使用户电压恢复且减小输电线上功率损耗的方案是（  ） A．使n1、n4都增大一些 B．使n1、n4都减小一些 C．使n1增大一些、n4减小一些 D．使n1减小一些、n4增大一些 【答案】B 【来源】江苏省徐州市铜山区2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【解析】 将用户电阻等效在输电线上的电阻为 输电线上的电流 在用电高峰，因用户耗电量的增大会导致减小，导致变大，导致输电线上功率损耗增大，为减小可减小。 实际用户电压 适当减小后，用户电压可能仍是偏小，则可减小n1，恢复用户电压。 故选B。 9．如图所示，发电站通过理想变压器给用户端供电，发电机组输出的交变电压恒定，输电线总电阻r保持不变。当用户端接入的用电器增多时，下列判断正确的是（　　） A．升压变压器副线圈端的电压不变 B．输电线上损失的电功率减小 C．用户端的电压升高 D．降压变压器的输出电流减小 【答案】A 【来源】江苏省镇江市2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷 【解析】A．升压变压器原、副线圈电压不受用户端影响，A正确； B D．当用户端接入的用电器增多时，降压变压器副线圈电流增大，则输电线电流增大，则输电线上损失的电功率增大，BD错误； C．输电线电流增大，则输电线分压增大，故用户端电压降低，C错误。 故选A。 10．如图所示为某工厂购买的升压变压器和降压变压器各一台，给工厂车间供电，升压变压器匝数比为，降压变压器匝数比，输电线总电阻。发电机输出电压，输出功率为。问： （1）降压变压器的输出电压为多大？ （2）工厂获得的功率为多大？ 【答案】（1）；（2） 【来源】江苏省扬州大学附属中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试卷 【解析】（1）根据 可得升压变压器副线圈输出电压为 根据 可得通过输电线电流为 则降压变压器原线圈输入电压为 根据 可得降压变压器的输出电压为 （2）工厂获得的功率为 又 联立可得 11．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： （1）输电线上的电流I2及U2 （2）降压变压器原副线圈的匝数比为多少。（结果用分数表示） 【答案】（1）6A；104V；（2） 【来源】江苏省常州市联盟学校2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【解析】（1）升压变压器原线圈中的电流为 输电线上损失的功率为 根据 解得 则升压变压器的匝数比为 故 （2）降压变压器的输入电压为 则，降压变压器原副线圈的匝数比为 12．如图，用一小型交流发电机向远处标有“220V  8.8kW”的电动机供电，已知发电机线圈abcd面积，匝数匝，匀强磁场的磁感应强度大小，输电导线的总电阻，升压变压器原、副线圈匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比。当线圈匀速转动的角速度时，电动机恰能正常工作，发电机线圈电阻可忽略。求此时： （1）发电机线圈从中性面开始计时，感应电动势e随时间t变化的关系式； （2）在输电线路上所损耗的电功率； （3）与发电机直接串联的用电器Y上消耗的功率。 【答案】（1）；（2）；（3） 【来源】江苏省苏州市2023-2024学年高二下学期期中调研物理试卷 【解析】（1）发电机线圈产生的最大感应电动势 线圈从中性面开始计时，可知在时刻，电动势是零，则感应电动势e随时间t变化的关系式为 （2）降压变压器的原、副线圈电压比等于匝数比，则有 则降压变压器原线圈电压为 降压变压器副线圈中的电流 降压变压器原线圈中的电流为 在输电线路上所损耗的电功率 在输电线路上的电压降 （3）升压变压器输出的功率为 升压变压器输出电压为 升压变压器输入电压为 升压变压器输入电流为 交流发电机输出电压的有效值为 用电器Y上的电压为 用电器Y上消耗的功率为 13．水力发电是获得清洁能源的重要途径之一，有一条河流，水的流量为，落差m，水的密度为，现利用其发电，若发电机的总效率为，输出电压为V，输电线的总电阻为Ω，为满足用电的需求，使用户获得220V的电压，此时输电线上允许损失的电功率与发电机输出电功率的比值为。（取m/s） （1）求输电线中的电流I； （2）分别求输电线路使用的理想升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比。 【答案】（1）；（2）， 【来源】江苏省徐州市沛县2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【解析】（1）根据题意可知，由能量守恒可得 输电线上损失的电功率为 联立解得输电线中的电流为 （2）根据题意可知，升压变压器原线圈两端的电压 副线圈两端的电压为 升压变压器原副线圈的匝数比为 输电线上的电压损失为 降压变压器原线圈两端的电压为 降压变压器副线圈两端的电压为 降压变压器原副线圈的匝数比为 变压器原理 1．如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图。其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图像如图所示，线圈的电阻Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻Ω，与R并联的交流电压表为理想电表。求： （1）图甲电路中电压表的示数； （2）若在电路中串联一滑动变阻器，如图乙所示，当滑动变阻器消耗的电功率最大时，求图乙中电压表的示数； （3）若在电刷与电压表间接入一理想变压器，如图丙所示，当电阻R消耗的电功率最大时，求图丙中电压表的示数。 【答案】（1）；（2）；（3） 【来源】江苏省徐州市沛县2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【解析】（1）由图甲可知电路中电流的有效值为 则电阻R两端的电压为 （2）滑动变阻器消耗的电功率为 由上式可知当满足 滑动变阻器消耗的电功率最大，则图乙中电压表的示数为 （3）设理想变压器原副线圈匝数比满足 则设原线圈上的等效电阻为，由原副线圈功率相同有 又有 由以上各式得 又原副线圈功率相同，则电阻R消耗的电功率为 则电阻R消耗的电功率最大时有 解得 原线圈中电流为 副线圈电流为 则图丙中电压表的示数 变压器的动态分析 1．如图所示，理想变压器原线圈与输出电压有效值U=6V的正弦交流电源相连，原、副线圈的匝数比为1: 2，电表均为理想交流电表，电阻R1=3Ω，R2=4Ω，滑动变阻器R3的最大阻值为8Ω。在滑片从最上端滑向最下端的过程中，下列说法正确的是（　　） A．副线圈输出功率的最大值为3W B．电流表示数的最大值为2A C．电压表示数的最大值为6V D．副线圈的输出功率先增大后减小 【答案】AC 【来源】江苏省常州市联盟学校2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【解析】AD．首先，将变压器及其右侧电路等效为一个电阻，如图所示 设滑动变阻器接入电路的阻值为，原线圈电压为，电流表的电流为，根据理想变压器原副线圈电压与匝数成正比，则副线圈电压 根据电流与匝数成反比，原线圈电流 由欧姆定律，滑动变阻器接入电路的电阻 则等效电阻 由，则 其次，将定值电阻视为电源内阻，作出等效电源输出功率与外电阻阻值即等效电阻阻值的关系图，如图所示 由，且，由图象可知，增加输出功率也增加，当时输出功率最大，有 故A正确，D错误； B．当等效电阻取最小值即时，电路电流最大，此时电流表示数最大，由欧姆定律得 故B错误； C．当等效电阻取最大值即时，则原线圈两端的电压最大，则 由变压器原理可知，电压表示数的最大值为 故C正确； 故选AC。 2．如图所示为模拟远距离输电的部分测试电路。、端接电压有效值恒定的正弦交流电源，理想变压器的原、副线圈匝数比为，和为定值电阻，电流表、电压表均为理想电表，其示数分别用和表示。当滑动变阻器的滑片P从最下端向最上端滑动过程中，电流表、电压表示数变化量分别用和表示。下列说法一定正确的是（    ） A．不变 B． C．副线圈回路消耗的功率一直增大 D．电源的输出功率可能先增大后减小 【答案】B 【来源】江苏省常州高级中学2023-2024学年高二下学期4月期中质量检查物理试题 【解析】A．根据变压器的原理可得 ， 可得 ， 原线圈电路中有 在副线圈电路中有 联立可得 当滑片P从最下端向最上端滑动过程中，电阻阻值减小，电源电压不变，可知减小，即电压表的示数U减小，故A错误； B．由A项分析可得 变形得 则有 即 故B正确； C．由能量守恒定律可得 可得 副线圈回路消耗的功率 把代入得 可知当时，副线圈输出功率最大；当滑片P从最下端向最上端滑动过程中，电阻阻值由最大减小到0，当由大于减小到小于，副线圈输出功率并不是一直增大，故C错误； D．当向上调节滑动变阻器的滑片P时，副线圈的总电阻减小，所以回路中的电流增大，电源的电压不变，所以电源的输出功率一定增大，故D错误。 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$