猜想06 交变电流（考题猜想）--2024-2025学年高二物理下学期期末考点大串讲（人教版）

猜想06 交变电流（45题） 01交变电流的产生（5题） 2 02描述交变电流的物理量（20题） 4 03电感和电容对交变流电的影响（5题） 11 04远距离输电（10题） 13 05电磁振荡和电磁波（5题） 16 01交变电流的产生 1．（24-25高二下·吉林长春·阶段练习）如图所示，线圈abcd在水平匀强磁场中匀速转动而产生交变电流。当线圈逆时针转动到图示水平位置时（　　） A．线圈处于中性面位置 B．线圈中瞬时感应电动势为零 C．穿过线圈平面的磁通量变化率最小 D．线圈中电流方向为d→c→b→a 2．（24-25高二上·广东深圳·期末）2008年南方发生了大面积冰灾，许多电线塔被压垮倒塌，电力供应受严重影响，许多企业自备了小型发电机保障用电。如图甲为一台小型发电机的结构及供电示意图，内阻为的线圈在匀强磁场中匀速转动，发电机输出的电压随时间变化的规律如图乙。电压表和电流表均为理想电表。则（　　） A．在时，电压表的示数为 B．在时，穿过线圈的磁通量为零 C．时，穿过线圈的磁通量的变化率为零 D．发电机线圈转动的角速度大小为 3．（24-25高二下·山东济宁·期中）风能是一种清洁的可再生能源。小型风力交流发电机，其原理可以简化为图甲，发电机线圈电阻不计，外接电阻R，当线圈匀速转动时，产生的电动势随时间变化如图乙所示，则（　　） A．电压表的示数为V B．t＝0.1s时刻，线圈恰好转到图示位置 C．通过电阻R的电流方向每秒改变10次 D．若将电阻R换成击穿电压为12V的电容器，电容器不会被击穿 4．（24-25高二下·湖南长沙·阶段练习）现有如图所示的两种发电机，其中单匝正方形金属框的边长均为，均在磁感应强度为的匀强磁场中以恒定角速度绕轴转动，阻值为的电阻两端的电压最大值均为，其它电阻不计。从如图所示位置开始，则金属框转动一周（    ） A．甲图中发电机的金属框内电流方向会改变 B．乙图中电阻内电流方向会改变 C．两图中的金属框转动角速度均为 D．两图中电阻产生的焦耳热均为 5．（2025·山东菏泽·一模）交流发电机产生的感应电动势如图所示，通过自耦变压器给一电阻R供电，不计发电机内阻。下列说法正确的是（　　） A．通过电阻R的电流方向每秒钟改变10次 B．改变滑片P 的位置可以使电压表的示数为12V C．t=0.05s时发电机线圈平面与磁场方向平行 D．自耦变压器滑片 P 向上滑动时，电阻 R 热功率增大 02描述交变电流的物理量 6．（24-25高二上·重庆·期末）小型交流发电机中，阻值是1Ω的金属线圈在磁场中转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图。将此线圈与一个9Ω的电阻R构成闭合电路，不计电路的其他电阻，则通过R的电流（　　） A．周期是0.125s B．频率是8Hz C．有效值是    D．有效值是 7．（24-25高二下·湖北武汉·期末）2024春节，湖北部分地区发生暴雪及冻雨灾害天气，气温下降剧烈。市场上某款电热器热销，其内部电路示意图如图甲所示，现把电热器接在交流电源上，当电热丝被加热到一定温度后，装置P使电热丝两端的电压变为如图乙所示的波形，此时理想交流电压表的示数为（    ） A．55V B．110V C．156V D．220V 8．（24-25高二上·江苏南通·期末）通过某交流电流表的电流i随时间t变化的关系如图所示，该电流表的示数是（　　） A．5A B．4A C．3A D．1A 9．（24-25高二上·新疆克孜勒苏·期末）在图乙的电路中，通入如图甲所示的交变电流，此交变电流的每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。电阻R的阻值为，电表均为理想电表，下列判断正确的是（   ） A．该交变电流的电压有效值为 B．电流表的示数为 C．电阻R一个周期内产生的热量为 D．电压表的示数为 10．（24-25高三上·河北张家口·开学考试）如图为一交变电流的图像，图中曲线是正弦曲线的一部分，两正弦曲线的峰值分别为和，该交变电流电动势的有效值为（　　） A． B． C． D． 11．（23-24高二下·安徽安庆·期末）如图为某交流电电流随时间变化的图像， 其有效值为（　　） A． B． C． D． 12．（24-25高二上·浙江温州·期末）如图所示为交流发电机的示意图。一矩形线圈在两磁极间的匀强磁场中绕轴逆时针匀速转动，线圈匝数，线圈电阻，定值电阻，其余电阻不计。线圈绕垂直于磁场的轴以角速度逆时针匀速转动，线圈转动过程中最大磁通量。从图示位置（线圈平面与磁场方向平行）开始计时，下列说法正确的是（　　） A．时，线圈位于中性面位置 B．该交流电电流的有效值为 C．线圈转动一周，通过电阻的电流方向改变两次 D．在内，通过电阻的电荷量为 13．（24-25高二下·全国·期末）如图所示，磁极N、S间的磁场看成匀强磁场，磁感应强度大小为，矩形线圈ABCD的面积为S，线圈共n匝，电阻为r，线圈通过滑环与理想交流电压表V和阻值为R的定值电阻相连，AB边与滑环E相连，CD边与滑环F相连。线圈绕垂直于磁感线的轴以角速度逆时针匀速转动，图示位置恰好与磁感线方向垂直。以下说法正确的是（    ） A．线圈过图示位置时磁通量最大，感应电动势最小 B．线圈转动一周的过程中克服安培力做的功为 C．线圈从图示位置开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量为 D．线圈在图示位置时电压表示数为0 14．（23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末）如图甲所示为交流发电机的示意图。一矩形线圈在两磁极间的匀强磁场中绕轴逆时针匀速转动，线圈匝数n=30，线圈电阻r=2Ω，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图乙所示，定值电阻R＝8Ω，其余电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．t=0时，线圈位于中性面 B．当BC边与磁场方向的夹角为30°时，感应电动势的瞬时值e=15πV C．该交流电电流的有效值3πA D．在0~0.1s内，通过电阻R的电荷量为0.6C 15．（23-24高二下·湖南张家界·期末）如图所示，一个边长为、匝数为的正方形线框垂直放在磁感应强度为、范围足够大的匀强磁场中，当线框以角速度在磁场中匀速转动时，下列说法正确的是（    ） A．当线框以为轴转动时，感应电动势的最大值是 B．当线框以为轴转动时，感应电动势的有效值是 C．从图示位置开始计时，当线框以为轴转动时，感应电动势的瞬时值表达式是 D．从图示位置开始，当线框以为轴转动的过程中感应电动势的平均值大小是 16．（2019·辽宁·二模）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。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈电阻为10 Ω，外接一只阻值为90 Ω的电阻，不计电路的其他电阻，则（　　） A．电流表的示数为0.31 A B．线圈转动的角速度为50π rad/s C．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行 D．在线圈转动一周过程中，外电阻发热约为0.087 J 17．（18-19高二上·山东枣庄·期末）如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ） A．原线圈的输入功率为W B．电流表的读数为1A C．电压表的读数为V D．副线圈输出交流电的周期为50s 18．（23-24高二上·湖北荆州·期末）将硬导线中间一段弯成直径d=1 m的半圆形，它在磁感应强度大小B=T、方向如图所示的匀强磁场中绕ab轴匀速转动，硬导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路有一“12 V，12 W”的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分电阻不计，下列说法中正确的是（　　） A．硬导线在磁场中匀速转动的转速为10r/s B．由图示位置开始计时，该感应电流的瞬时值表达式为 sin24t(A) C．由图示位置开始计时，该感应电流的瞬时值表达式为 sin24πt(A) D．时导线中的瞬时电流大小为 19．（24-25高二上·浙江杭州·期末）如图所示，一小型交流发电机中，线圈ABCD（电阻不能忽略）以角速度ω=50πrad/s绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，发电机感应电动势的最大值。线圈通过滑环与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈与电阻相接，电表均为理想交流电表，电压表示数为U =160V，电流表示数为I =6A，从线框转至中性面位置开始计时。 (1)求线框中感应电动势的频率； (2)求线框中感应电动势的瞬时值表达式； (3)若原、副线圈匝数比为4：1，求电阻R的阻值及消耗的电功率P。 20．（24-25高二上·河南信阳·期末）如图所示为一个小型交流发电机的示意图，其线框匝数匝，面积为，总电阻，绕垂直于磁场的轴以50r/s的转速匀速转动，已知匀强磁场磁感应强度，矩形线圈通过滑环和电刷保持其两端与外电路的定值电阻R连接，外电路的定值电阻，从图示位置开始计时，求： (1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式； (2)线圈转动90°时电压表的示数； (3)求线圈转动1圈的过程中电阻R上产生的焦耳热。 21．（24-25高二上·广西钦州·期末）小型旋转电枢式交流发电机的原理图如图所示，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，图示位置线圈平面与磁场方向平行，线圈的匝数、面积、电阻，匀强磁场的磁感应强度大小，线圈的两端经集流环与电阻R连接，阻值，与R并联的交流电压表为理想电表，其示数恒为。求：    (1)交流发电机产生的电动势的最大值（结果可保的根号）； (2)线圈从图示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量。 22．（24-25高二上·河南洛阳·期末）如图所示为一交流发电机和外接负载的示意图，线圈的面积是，线圈的一半面积在磁场内，共有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旋转时，若从线圈处于中性面开始计时，求： (1)线圈中感应电动势的瞬时表达式； (2)线圈每转过一周，外力所做的功； (3)线圈转过的过程中流过电阻的电量。 23．（23-24高二下·四川攀枝花·期末）如图所示，边长l=10cm、匝数n=100匝的正方形线圈位于磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线方向的轴OO′以的角速度匀速转动，当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，已知线圈总电阻，外电路电阻，求： （1）线圈中交变电流瞬时值i随时间t变化的关系式； （2）从计时起点开始，线圈转过60°的过程中通过电阻R的电荷量q； （3）每秒钟电阻R上产生的焦耳热Q。 24．（23-24高二下·山东烟台·期末）图甲是某发电机的示意图，边长为L的正方形金属线框的总电阻为r，其两端与两个半圆形金属滑环相连，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕垂直于磁感应强度方向的轴转动。阻值为R的电阻与两个半圆形金属滑环相连，R两端电压如图乙所示，电压的最大值为。其它电阻不计，在金属线框转动一周的过程中，求： （1）流过电阻R的电荷量； （2）电阻R上产生的焦耳热。 　　 25．（23-24高二下·内蒙古赤峰·期末）一种振动发电装置的示意图如图甲所示，半径、匝数匝的线圈套在永久磁铁槽中，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。线圈所在位置的磁感应强度大小均为，线圈的电阻，它的引出线接有电阻的灯泡。外力推动线圈框架的端，使线圈的速度随时间变化的规律如图丙所示。已知取向右为正。求： （1）线圈运动过程中产生的最大感应电动势的大小； （2）线圈运动一个周期内，线圈中产生的热量。 03电感和电容对交变流电的影响 26．（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 27．（23-24高二上·河南洛阳·期末）如图所示，把带铁芯的线圈L（电阻忽略不计）与小灯泡串联起来，先把他们接到直流电源上（图甲），再把它们接到交流电源上（图乙）。把小灯泡和电容器串联起来，先把它们接到直流电源上（图丙），再把它们接到交流电源上（图丁），取直流电源的电压与交流电压的有效值相等。观察小灯泡的发光情况（　　） A．甲图比乙图灯亮 B．丙图和丁图灯都不亮 C．甲图和丙图灯一样亮 D．保持电源电压有效值不变仅增大频率时，丁图灯变的更亮 28．（21-22高二下·江西宜春·期末）在如图所示的电路中，L1、L2、L3是三盏相同的灯泡。当a、b两端接交流9V时，三盏灯的发光情况相同。若将a、b两端接直流9V时，观察到的现象是（　　） A．刚接通时L3比L2先亮 B．刚接通时L1、L2、L3同时亮 C．稳定后L1不亮，L2比L3亮 D．稳定后L1不亮，L2、L3的亮度相同 29．（18-19高二下·甘肃张掖·阶段练习）如图所示的电路中，A、B、C三灯泡亮度相同，电源为220V，50Hz的交流电源，以下叙述中正确的是 （　　） A．改接220V，100Hz的交流电源时，A灯变亮，B灯变暗，C灯亮度不变 B．改接220V，100Hz的交流电源时，A灯变暗，B灯变亮，C灯亮度不变 C．改接220V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯亮度不变 D．改接220V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯变暗 30．（21-22高二下·重庆北碚·阶段练习）如图所示，单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的边以角速度匀速转动，其线圈中感应电动势的峰值为，闭合回路中两只灯泡均能正常发光，则（　　） A．从图中位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为 B．增大线圈转动角速度时，感应电动势的峰值不变 C．增大电容器C两极板间的正对面积时，灯泡变暗 D．抽去电感器L的铁芯时，灯泡变亮 04远距离输电 31．（24-25高二上·浙江杭州·期末）如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是，其末端间的电压为。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为。则下列说法错误的是（    ） A．用户端的电压 B．发电厂的输出功率为 C．输电线路上损失的电功率为 D．输电线上的电压降为 32．（24-25高二上·河南洛阳·期末）如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图（图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表）。设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用R0表示，变阻器R相当于用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R变小。则在用电高峰时，下列说法正确的是（　　） A．输电导线的损耗功率变大 B．发电厂输出功率变大 C．电压表V1、V2的示数之比变大 D．因发电厂输出电压一定，所以用户端电压不发生变化 33．（23-24高二下·山东烟台·期末）如图为某实验小组模拟远距离输电的实验电路图，已知两理想变压器的匝数，定值电阻、、、的阻值，A1，A2为理想交流电流表，当a、b端接入低压交流电源时，下列说法正确的是（    ） A．A1的示数大于A2的示数 B．的功率小于的功率 C．两端的电压大于两端的电压 D．两端的电压大于两端的电压 34．（23-24高二下·甘肃酒泉·期末）风能是一种清洁无公害可再生能源，风力发电非常环保，且风能蕴量巨大。如图所示为某风力发电厂向一学校供电的线路图，已知发电厂的输出功率为8kW，输出电压为400V，用户端电压为220V，输电线总电阻R=20Ω，升压变压器原，副线圈匝数比n1：n2=1∶10，变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．输电线上损耗的功率为40W B．用户端的电流为36A C．降压变压器的匝数比n3：n4=22∶1 D．若用户端的用电器变多，则输电线上损失的功率会减小 35．（23-24高二下·天津南开·期末）2023年10月，国内某品牌发布全液冷超级充电桩，可实现“一秒一公里”的充电速度。总电源到充电桩的简化电路图如图所示。已知总电源输出频率为50Hz的正弦式交流电，升压变压器原线圈两端电压，输电线的总电阻，降压变压器的匝数比，变压器均视为理想变压器。若给汽车充电时该充电桩获得的电压，功率为600kW，下列说法正确的是（　　） A．流经充电桩电流的最大值为600A B．输电线的总电阻r消耗的功率为40kW C．升压变压器副线圈的电压为15000V D．升压变压器的匝数比 36．（23-24高二下·天津·期末）如图所示是某小型水电站进行电能输送时的简化模型。发电机的输出功率，发电机的电压，经升压变压器后向远处输电，输电线总电阻，在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．升压变压器匝数比 C．降压变压器的匝数比 D．当水电站输出电压一定时，若用电用户增多，则增加 37．（23-24高二下·重庆长寿·期末）春夏秋冬、昼夜之间，工作日与节假日，对电力需求量差异很大，会形成用电高峰和低谷之间的峰谷负荷差。如图所示，为某节能储能输电网络示意图，可以在用电低谷时段把电能储存起来，高峰时段输出，填补用电缺口。已知发电机的输出功率P1=800kW，降压变压器的匝数比n3：n4=50：1，输电线总电阻，其余线路电阻不计。用户端电压V，输送给储能站的功率P5=112.5kW，所有变压器均为理想变压器。则输电线上的输送电流为（  ） A．50A B．45A C．40A D．35A 38．（24-25高二上·浙江嘉兴·期末）某小组研究远距离输电的模拟装置如图所示，发电机产生的交变电流电动势瞬时表达式，输电线路的总电阻R=25Ω，降压变压器的原、副线圈匝数之比为25:11，降压变压器副线圈接入一台效率（输出机械功率与输入电功率之比）η=80%的电动机，其额定电压U=220V。开关闭合后，电动机正常工作，恰好能将m=44kg的重物以v=2m/s的速率匀速提起。变压器均视为理想变压器，电流表视为理想电表，除输电线路电阻、电动机线圈内阻外，其余导线电阻均不计。求： (1)电动机的机械功率P机及线圈内阻r； (2)输电线路上损失的电压∆U； (3)电流表的示数IA。 39．（24-25高二上·河南焦作·期末）某个小型发电机的线圈匝数，内阻可忽略不计，在匀强磁场中以的角速度匀速转动，转动过程中通过线圈的最大磁通量。发电机的总功率，通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电，示意图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数之比，输电线的总电阻，其他导线电阻不计，用户端得到的电压为。求： (1)升压变压器原线圈两端的电压； (2)输电线上损失的功率； (3)降压变压器原、副线圈的匝数之比。 40．（24-25高二上·四川泸州·期末）如图所示是某同学模拟远距离输电的实验示意图，矩形线圈abcd电阻不计，面积，匝数匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动。已知磁感应强度大小，输电线路等效电阻，输电功率保持不变，电压表是理想交流电压表，升压变压器和降压变压器均为理想变压器。从图示位置开始计时。 (1)写出感应电动势随时间变化的关系式； (2)求电压表的示数； (3)若用户得到的功率为，求升压变压器原、副线圈的匝数比。 05电磁振荡和电磁波 41．（23-24高二下·云南·期末）电磁波在生产、生活中有广泛应用。下列关于电磁波的应用正确的是（　　） A．红外线可以用来照明 B．紫外线可以用来加热理疗 C．X射线可以用于诊断病情 D．射线可以摧毁病变的细胞 42．（23-24高二下·山东威海·期末）2023年12月，世界5G大会在河南郑州开幕，主题为“5G变革共绘未来”。产生5G信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（　　） A．电流在增大，磁场能在增大 B．电流在增大，磁场能在减小 C．电流在减小，磁场能在增大 D．电流在减小，磁场能在减小 43．（22-23高二下·广东佛山·期末）某人设计了如图所示的LC振荡电路来测量微小物体所受的重力，电容器的上极板是一片弹性金属薄膜，微小物体放置在金属膜中央会使其下凹，测量时先把开关拨到a，电路稳定后再把开关拨到b。通过电流传感器测出的电流频率就能测量出微小物体所受的重力。已知该电路振荡电流的频率满足以下关系式，则下列说法正确的是（　　） A．物体质量越大，开关拨向a时，电容器存储的电荷量越小 B．开关由a拨向b瞬间，流经电流传感器的电流最大 C．开关由a拨向b后，该LC电路发生振荡的周期不变 D．测量时，传感器检测到的电流频率越大，表示物体质量越大 44．（23-24高二下·广西河池·期末）如图所示，L为直流电阻可忽略的线圈，R为定值电阻，C为电容器，开关S处于闭合状态。现突然断开S，并开始计时，电路工作过程中，同时会向外辐射电磁波。下列选项中能正确反映LC回路中电流i（顺时针方向为正）、电容器中电场E（竖直向下为正）以及两极板间电势差Uab随时间变化的图像是（　　） A． B． C． D． 45．（23-24高二下·四川广安·期末）如图甲所示是LC振荡电路，设顺时针方向的电流为正方向，电路中的电流随时间变化规律如图乙所示。那么（    ） A．在时间内，电容器C在充电 B．在时间内，电容器C的上极板带正电 C．在时间内，磁场能转化为电场能 D．在线圈L中插入铁芯，振荡电流的周期将变小 6 / 7 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 猜想06 交变电流（45题） 01交变电流的产生 2 02描述交变电流的物理量 5 03电感和电容对交变流电的影响 23 04远距离输电 26 05电磁振荡和电磁波 35 01交变电流的产生 1．（24-25高二下·吉林长春·阶段练习）如图所示，线圈abcd在水平匀强磁场中匀速转动而产生交变电流。当线圈逆时针转动到图示水平位置时（　　） A．线圈处于中性面位置 B．线圈中瞬时感应电动势为零 C．穿过线圈平面的磁通量变化率最小 D．线圈中电流方向为d→c→b→a 【答案】D 【详解】A．中性面是垂直于磁感应强度，题中该位置与中性面垂直，故A错误； BC．在题中该位置，线框切割磁感线的速度最快，其瞬时感应电动势最大，磁通量变化率最大，故BC错误； D．根据楞次定律，线圈中电流方向为d→c→b→a，故D正确。 故选D。 2．（24-25高二上·广东深圳·期末）2008年南方发生了大面积冰灾，许多电线塔被压垮倒塌，电力供应受严重影响，许多企业自备了小型发电机保障用电。如图甲为一台小型发电机的结构及供电示意图，内阻为的线圈在匀强磁场中匀速转动，发电机输出的电压随时间变化的规律如图乙。电压表和电流表均为理想电表。则（　　） A．在时，电压表的示数为 B．在时，穿过线圈的磁通量为零 C．时，穿过线圈的磁通量的变化率为零 D．发电机线圈转动的角速度大小为 【答案】C 【详解】A.电压表测量的是用电器两端的电压且为有效值，示数为，故A错误； B.由乙图可知，在时发电机的输出电压为零，此时穿过线圈的磁通量变化率为零，磁通量最大，故B错误； C.在时发电机的输出电压为零，感应电动势与磁通量的变化率成正比，该时刻穿过线圈的磁通量变化率为零，故C正确； D.由乙图可知，交变电流的周期为，发电机线圈转动的角速度为，故错误。 故选C。 3．（24-25高二下·山东济宁·期中）风能是一种清洁的可再生能源。小型风力交流发电机，其原理可以简化为图甲，发电机线圈电阻不计，外接电阻R，当线圈匀速转动时，产生的电动势随时间变化如图乙所示，则（　　） A．电压表的示数为V B．t＝0.1s时刻，线圈恰好转到图示位置 C．通过电阻R的电流方向每秒改变10次 D．若将电阻R换成击穿电压为12V的电容器，电容器不会被击穿 【答案】B 【详解】A．交变电流电压表的示数应该为交变电压的有效值，正弦式交变电压的有效值为 所以电压表的示数为12V,故A错误； B．时，线圈的电动势最大，此时线圈应处于中性面的垂直面，即线圈与磁感线平行，故B正确； C．交变电流在一个周期内，电流方向改变两次，故电流方向改变次数次，故C错误； D．交变电流的峰值为,而电容器的电压为12V，故交变电流的峰值大于电容器的电压，电容器会被击穿。 故选B。 4．（24-25高二下·湖南长沙·阶段练习）现有如图所示的两种发电机，其中单匝正方形金属框的边长均为，均在磁感应强度为的匀强磁场中以恒定角速度绕轴转动，阻值为的电阻两端的电压最大值均为，其它电阻不计。从如图所示位置开始，则金属框转动一周（    ） A．甲图中发电机的金属框内电流方向会改变 B．乙图中电阻内电流方向会改变 C．两图中的金属框转动角速度均为 D．两图中电阻产生的焦耳热均为 【答案】AD 【详解】A．甲图中发电机电刷分别与金属框的两边接触，则金属框内电流方向一周内会改变2次，选项A正确； B．乙图中电阻与金属框间用换向器连接，则流过电阻R的电流方向不变，故B错误； C．根据 可得两图中的金属框转动角速度均为 选项C错误； D．两图中交流电的有效值均为 一周中电阻产生的焦耳热均为 选项D正确。 故选AD。 5．（2025·山东菏泽·一模）交流发电机产生的感应电动势如图所示，通过自耦变压器给一电阻R供电，不计发电机内阻。下列说法正确的是（　　） A．通过电阻R的电流方向每秒钟改变10次 B．改变滑片P 的位置可以使电压表的示数为12V C．t=0.05s时发电机线圈平面与磁场方向平行 D．自耦变压器滑片 P 向上滑动时，电阻 R 热功率增大 【答案】AC 【详解】A．由图可知，周期为0.2s，一个周期电流方向改变两次，则发电机线圈中电流方向每秒钟改变10次，故A正确； B．电动势有效值为，则电压表的示数为，故B错误； C．由图可知，时，电动势最大，此时磁通量变化率最大，磁通量为零，则发电机线圈平面与磁场方向平行，故C正确； D．自耦变压器滑片P向上滑动时，原线圈匝数增大，根据可知，电阻R两端电压减小，电阻 R 热功率减小，故D错误。 故选AC。 02描述交变电流的物理量 6．（24-25高二上·重庆·期末）小型交流发电机中，阻值是1Ω的金属线圈在磁场中转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图。将此线圈与一个9Ω的电阻R构成闭合电路，不计电路的其他电阻，则通过R的电流（　　） A．周期是0.125s B．频率是8Hz C．有效值是    D．有效值是 【答案】C 【详解】AB．由感应电动势的图象可得，交变电流的周期为0.250s，则通过R的电流周期为0.250s，频率 故AB错误， CD．图像可知电动势有效值 则通过R的电流 故C正确，D错误。 故选C。 7．（24-25高二下·湖北武汉·期末）2024春节，湖北部分地区发生暴雪及冻雨灾害天气，气温下降剧烈。市场上某款电热器热销，其内部电路示意图如图甲所示，现把电热器接在交流电源上，当电热丝被加热到一定温度后，装置P使电热丝两端的电压变为如图乙所示的波形，此时理想交流电压表的示数为（    ） A．55V B．110V C．156V D．220V 【答案】B 【详解】理想交流电压表的示数为有效值，则示数为 解得。 故选B。 8．（24-25高二上·江苏南通·期末）通过某交流电流表的电流i随时间t变化的关系如图所示，该电流表的示数是（　　） A．5A B．4A C．3A D．1A 【答案】A 【详解】由等效法得 即 解得 故选A。 9．（24-25高二上·新疆克孜勒苏·期末）在图乙的电路中，通入如图甲所示的交变电流，此交变电流的每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。电阻R的阻值为，电表均为理想电表，下列判断正确的是（   ） A．该交变电流的电压有效值为 B．电流表的示数为 C．电阻R一个周期内产生的热量为 D．电压表的示数为 【答案】A 【详解】AD．设此交变电流的电压有效值为，根据有效值定义可得 解得 则该交变电流的电压有效值为6V，电压表的示数为6V，故A正确，D错误； B．由闭合电路欧姆定律可得电流表的示数为 故B错误： C．由焦耳定律得电阻R一个周期内产生的热量为 故C错误。 故选A。 10．（24-25高三上·河北张家口·开学考试）如图为一交变电流的图像，图中曲线是正弦曲线的一部分，两正弦曲线的峰值分别为和，该交变电流电动势的有效值为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据交流电的有效值的定义可知 解得 即交变电流电动势的有效值为，故选D。 11．（23-24高二下·安徽安庆·期末）如图为某交流电电流随时间变化的图像， 其有效值为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由图可知，根据电流的热效应，可得 代入数据解得 故选A。 12．（24-25高二上·浙江温州·期末）如图所示为交流发电机的示意图。一矩形线圈在两磁极间的匀强磁场中绕轴逆时针匀速转动，线圈匝数，线圈电阻，定值电阻，其余电阻不计。线圈绕垂直于磁场的轴以角速度逆时针匀速转动，线圈转动过程中最大磁通量。从图示位置（线圈平面与磁场方向平行）开始计时，下列说法正确的是（　　） A．时，线圈位于中性面位置 B．该交流电电流的有效值为 C．线圈转动一周，通过电阻的电流方向改变两次 D．在内，通过电阻的电荷量为 【答案】CD 【详解】A．由题可知，线圈转动的周期为 由于线圈经过即可经过中性面，当，线圈已过中性面，A错误； B．该交流电的最大电动势 电动势的有效值 故交流电电流的有效值 B错误； C．线圈每转动一周，经过两次中性面，电流方向改变两次，C正确； D．根据法拉第电磁感应定律可知 又因为 故有 D正确。 故选CD。 13．（24-25高二下·全国·期末）如图所示，磁极N、S间的磁场看成匀强磁场，磁感应强度大小为，矩形线圈ABCD的面积为S，线圈共n匝，电阻为r，线圈通过滑环与理想交流电压表V和阻值为R的定值电阻相连，AB边与滑环E相连，CD边与滑环F相连。线圈绕垂直于磁感线的轴以角速度逆时针匀速转动，图示位置恰好与磁感线方向垂直。以下说法正确的是（    ） A．线圈过图示位置时磁通量最大，感应电动势最小 B．线圈转动一周的过程中克服安培力做的功为 C．线圈从图示位置开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量为 D．线圈在图示位置时电压表示数为0 【答案】AB 【详解】A．图示位置为中性面，线圈过图示位置时，磁通量最大，磁通量变化率为零，即感应电动势为零，即感应电动势最小，选项A正确； B．线圈转动过程中产生的感应电动势最大值为 有效值为 回路中消耗的总功率为 线圈转动一周的过程中克服安培力做的功等于回路中消耗的总电能，即 选项B正确； C．线圈从图示位置开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量为 选项C错误； D．交流电压表的示数是电压的有效值，始终不为零，选项D错误。 故选AB。 14．（23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末）如图甲所示为交流发电机的示意图。一矩形线圈在两磁极间的匀强磁场中绕轴逆时针匀速转动，线圈匝数n=30，线圈电阻r=2Ω，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图乙所示，定值电阻R＝8Ω，其余电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．t=0时，线圈位于中性面 B．当BC边与磁场方向的夹角为30°时，感应电动势的瞬时值e=15πV C．该交流电电流的有效值3πA D．在0~0.1s内，通过电阻R的电荷量为0.6C 【答案】D 【详解】A．线圈位于中性面时穿过线圈的磁通量最大，t=0时，穿过线圈的磁通量为零，故A错误； B．由图可知 则 图示位置BC边与磁场方向平行，感应电动势最大 当BC边与磁场方向的夹角为30°时，感应电动势的瞬时值 故B错误； C．该交流电电动势的有效值 该交流电电流的有效值 故C错误； D．在0~0.1s内，通过电阻R的电荷量为 又 ， 可得 故D正确。 故选D。 15．（23-24高二下·湖南张家界·期末）如图所示，一个边长为、匝数为的正方形线框垂直放在磁感应强度为、范围足够大的匀强磁场中，当线框以角速度在磁场中匀速转动时，下列说法正确的是（    ） A．当线框以为轴转动时，感应电动势的最大值是 B．当线框以为轴转动时，感应电动势的有效值是 C．从图示位置开始计时，当线框以为轴转动时，感应电动势的瞬时值表达式是 D．从图示位置开始，当线框以为轴转动的过程中感应电动势的平均值大小是 【答案】AD 【详解】A．当线框以为轴转动时，感应电动势的最大值是 选项A正确； B．当线框以为轴转动时，感应电动势的最大值仍为 有效值是 选项B错误； C．从图示位置开始计时，当线框以为轴转动时，感应电动势的最大值仍为 感应电动势的瞬时值表达式是 选项C错误； D．从图示位置开始，当线框以为轴转动的过程中感应电动势的平均值大小是 选项D正确。 故选AD。 16．（2019·辽宁·二模）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。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈电阻为10 Ω，外接一只阻值为90 Ω的电阻，不计电路的其他电阻，则（　　） A．电流表的示数为0.31 A B．线圈转动的角速度为50π rad/s C．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行 D．在线圈转动一周过程中，外电阻发热约为0.087 J 【答案】D 【详解】A．在交流电路中电流表的示数为有效值22 V 电流表的示数A＝0.22 A 故A错误； B．从图像可知线圈转动的周期为0.02 s，则线圈转动的角速度ω＝＝100π rad/s 故B错误； C．0.01 s时线圈的电压为0，因此线圈在中性面处，线圈平面与磁场方向垂直，故C错误； D．线圈发热应用电流的有效值进行计算，则发热量Q＝I2Rt＝（0.22）2×90×0.02 J≈0.087 J 故D正确。 故选D。 17．（18-19高二上·山东枣庄·期末）如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ） A．原线圈的输入功率为W B．电流表的读数为1A C．电压表的读数为V D．副线圈输出交流电的周期为50s 【答案】B 【详解】ABC．根据题已知，理想变压器接在最大电动势为的交流电源上，则可知理想变压器原线圈两端电压的有效值为 根据原副线圈两端的电压比等于匝数比可得副线圈两端的电压 即电压表的读数为110V，则副线圈所在回路中的电流 而根据变压器原副线圈所在回路中的电流比等于匝数的反比可得 则电流表的读数为1A，由此可得原线圈的输入功率为 故AC错误，B正确； D．根据交流电瞬时电压的表达式 可得 而，可得 故D错误。 故选B。 18．（23-24高二上·湖北荆州·期末）将硬导线中间一段弯成直径d=1 m的半圆形，它在磁感应强度大小B=T、方向如图所示的匀强磁场中绕ab轴匀速转动，硬导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路有一“12 V，12 W”的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分电阻不计，下列说法中正确的是（　　） A．硬导线在磁场中匀速转动的转速为10r/s B．由图示位置开始计时，该感应电流的瞬时值表达式为 sin24t(A) C．由图示位置开始计时，该感应电流的瞬时值表达式为 sin24πt(A) D．时导线中的瞬时电流大小为 【答案】C 【详解】A．依题意，灯泡两端电压即为正弦交变电流的电动势的有效值，即 又 联立，解得 故A错误； BC．由图示位置开始计时，该感应电流的瞬时值表达式为 又 ， 联立，解得 故B错误；C正确； D．时导线中的瞬时电流大小为 故D错误。 故选C。 19．（24-25高二上·浙江杭州·期末）如图所示，一小型交流发电机中，线圈ABCD（电阻不能忽略）以角速度ω=50πrad/s绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，发电机感应电动势的最大值。线圈通过滑环与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈与电阻相接，电表均为理想交流电表，电压表示数为U =160V，电流表示数为I =6A，从线框转至中性面位置开始计时。 (1)求线框中感应电动势的频率； (2)求线框中感应电动势的瞬时值表达式； (3)若原、副线圈匝数比为4：1，求电阻R的阻值及消耗的电功率P。 【答案】(1) (2) (3)； 【详解】（1）线框中感应电动势的频率为 （2）从线框转至中性面位置开始计时，故瞬时值表达式为 （3）根据理想变压器输入功率等于输出功率，可知电阻R上消耗的电功率为 根据理想变压器电压比等于匝数比，可得 可得副线圈两端电压为U2=40V 根据 可得电阻R的阻值为 20．（24-25高二上·河南信阳·期末）如图所示为一个小型交流发电机的示意图，其线框匝数匝，面积为，总电阻，绕垂直于磁场的轴以50r/s的转速匀速转动，已知匀强磁场磁感应强度，矩形线圈通过滑环和电刷保持其两端与外电路的定值电阻R连接，外电路的定值电阻，从图示位置开始计时，求： (1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式； (2)线圈转动90°时电压表的示数； (3)求线圈转动1圈的过程中电阻R上产生的焦耳热。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）因为 根据题已知可得感应电动势的最大值 图示中线圈处于垂直中性面的位置，可得感应电动势瞬时值表达式为 （2）根据最大值与有效值之间的关系可得发电机产生感应电动势的有效值： 定值电阻R两端电压电压 即电压表读数为150V。 （3）由闭合电路欧姆定律可知 所以 21．（24-25高二上·广西钦州·期末）小型旋转电枢式交流发电机的原理图如图所示，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，图示位置线圈平面与磁场方向平行，线圈的匝数、面积、电阻，匀强磁场的磁感应强度大小，线圈的两端经集流环与电阻R连接，阻值，与R并联的交流电压表为理想电表，其示数恒为。求：    (1)交流发电机产生的电动势的最大值（结果可保的根号）； (2)线圈从图示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）题图中电压表的示数为电阻R两端电压的有效值，根据欧姆定律可知。回路中的电流（有效值） 根据闭合电路欧姆定律可知，发电机的矩形线圈产生的感应电动势的有效值 交流发电机产生的电动势的最大值 解得 （2）线圈从题中图示位置转过90°的过程中，线圈中感应电动势的平均值 通过电阻R的平均电流 通过电阻R的电荷量 解得 22．（24-25高二上·河南洛阳·期末）如图所示为一交流发电机和外接负载的示意图，线圈的面积是，线圈的一半面积在磁场内，共有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旋转时，若从线圈处于中性面开始计时，求： (1)线圈中感应电动势的瞬时表达式； (2)线圈每转过一周，外力所做的功； (3)线圈转过的过程中流过电阻的电量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据题意可得 线圈的一半面积在磁场内，故有效面积为，则正弦交流电瞬时值表达式 联立解得 （2）根据正弦交流电最大值表达式 电动势有效值 由闭合电路欧姆定律可得 线圈每转过一周，外力所做的功等于整个回路产生的焦耳热，则有 代入数据解得 （3）线圈转过的过程中，线圈转过角度为，根据电流表达式 可得 由闭合电路欧姆定律可得 联立电磁感应定律 解得 23．（23-24高二下·四川攀枝花·期末）如图所示，边长l=10cm、匝数n=100匝的正方形线圈位于磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线方向的轴OO′以的角速度匀速转动，当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，已知线圈总电阻，外电路电阻，求： （1）线圈中交变电流瞬时值i随时间t变化的关系式； （2）从计时起点开始，线圈转过60°的过程中通过电阻R的电荷量q； （3）每秒钟电阻R上产生的焦耳热Q。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）线圈中产生的感应电动势的最大值为 感应电流的最大值为 线圈中交变电流瞬时值i随时间t变化的关系式 （2）从计时开始，线圈逆时针转过60°的过程中，由平均感应电动势 平均感应电流为 通过电阻R的电荷量为 又 解得 （3）线圈转动过程中电流的有效值为 电阻产生的热量为 24．（23-24高二下·山东烟台·期末）图甲是某发电机的示意图，边长为L的正方形金属线框的总电阻为r，其两端与两个半圆形金属滑环相连，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕垂直于磁感应强度方向的轴转动。阻值为R的电阻与两个半圆形金属滑环相连，R两端电压如图乙所示，电压的最大值为。其它电阻不计，在金属线框转动一周的过程中，求： （1）流过电阻R的电荷量； （2）电阻R上产生的焦耳热。 　　 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）金属框转动的过程中，有 在金属框转动的过程中，流过电阻R的电荷量为 则在金属线框转动一周的过程中，流过电阻R的电荷量为 （2）设金属框转动的角速度为，则有 金属框中电动势的最大值为 金属框转动的周期为 根据焦耳定律可得电阻R产生的焦耳热为 联立解得 25．（23-24高二下·内蒙古赤峰·期末）一种振动发电装置的示意图如图甲所示，半径、匝数匝的线圈套在永久磁铁槽中，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。线圈所在位置的磁感应强度大小均为，线圈的电阻，它的引出线接有电阻的灯泡。外力推动线圈框架的端，使线圈的速度随时间变化的规律如图丙所示。已知取向右为正。求： （1）线圈运动过程中产生的最大感应电动势的大小； （2）线圈运动一个周期内，线圈中产生的热量。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）导线切割磁感线产生的电动势 一匝线圈的有效切割长度 当切割速度最大 时，感应电动势最大，线圈运动产生的最大感应电动势 （2）由线圈运动的图像知产生正弦交流电感应电动势的有效值 由闭合电路欧姆定律 回路中电流 一个周期内线圈中产生的热量 03电感和电容对交变流电的影响 26．（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。 27．（23-24高二上·河南洛阳·期末）如图所示，把带铁芯的线圈L（电阻忽略不计）与小灯泡串联起来，先把他们接到直流电源上（图甲），再把它们接到交流电源上（图乙）。把小灯泡和电容器串联起来，先把它们接到直流电源上（图丙），再把它们接到交流电源上（图丁），取直流电源的电压与交流电压的有效值相等。观察小灯泡的发光情况（　　） A．甲图比乙图灯亮 B．丙图和丁图灯都不亮 C．甲图和丙图灯一样亮 D．保持电源电压有效值不变仅增大频率时，丁图灯变的更亮 【答案】AD 【详解】A．线圈对交流电的阻碍作用大，所以接直流时，灯泡更亮一些，故A正确； BC．电容器隔直流，通交流，则丙图灯泡不亮，丁图灯泡亮，故BC错误； D．根据容抗的计算公式 保持电源电压有效值不变仅增大频率时，容抗减小，丁图灯变的更亮，故D正确； 故选AD。 28．（21-22高二下·江西宜春·期末）在如图所示的电路中，L1、L2、L3是三盏相同的灯泡。当a、b两端接交流9V时，三盏灯的发光情况相同。若将a、b两端接直流9V时，观察到的现象是（　　） A．刚接通时L3比L2先亮 B．刚接通时L1、L2、L3同时亮 C．稳定后L1不亮，L2比L3亮 D．稳定后L1不亮，L2、L3的亮度相同 【答案】AC 【详解】AB．接直流刚接通时，由于L自感阻碍电流的增大，故灯慢慢变亮，最终稳定；L3与电阻串联，刚接通就亮；所以A正确，B错误； CD．稳定后电容器相当于断路，故不亮。支路直流阻碍大于支路直流阻碍（接交流时三灯发光情况相同知接交流时L的感抗加阻抗等于R的阻抗），所以稳定后比亮，因此C正确，D错误。 故选AC。 29．（18-19高二下·甘肃张掖·阶段练习）如图所示的电路中，A、B、C三灯泡亮度相同，电源为220V，50Hz的交流电源，以下叙述中正确的是 （　　） A．改接220V，100Hz的交流电源时，A灯变亮，B灯变暗，C灯亮度不变 B．改接220V，100Hz的交流电源时，A灯变暗，B灯变亮，C灯亮度不变 C．改接220V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯亮度不变 D．改接220V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯变暗 【答案】AC 【详解】AB．三个支路电压相同，当交流电频率变大时，电容的容抗减小，电感的感抗增大，电阻所在支路对电流的阻碍作用不变，所以流过A灯泡所在支路的电流变大，流过灯泡B所在支路的电流变小，流过灯泡C所在支路的电流不变，故灯泡A变亮，灯泡B变暗，灯泡C亮度不变，故A正确，B错误； CD．改接220 V的直流电源时，电容器隔直流，电感线圈对直流电无阻碍作用，所以A灯熄灭，B灯变亮，C灯亮度不变，故C正确，D错误。 故选AC。 30．（21-22高二下·重庆北碚·阶段练习）如图所示，单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的边以角速度匀速转动，其线圈中感应电动势的峰值为，闭合回路中两只灯泡均能正常发光，则（　　） A．从图中位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为 B．增大线圈转动角速度时，感应电动势的峰值不变 C．增大电容器C两极板间的正对面积时，灯泡变暗 D．抽去电感器L的铁芯时，灯泡变亮 【答案】D 【详解】A．图中线框所在位置为中性面，所以感应电动势的瞬时值表达式为 故A错误； B．感应电动势的峰值 增大线圈转动角速度时，感应电动势的峰值Em将增大，故B错误； C．增大电容器C两极板间的正对面积时，电容增大，容抗减小，灯泡A1变亮，故C错误； D．抽去电感器L的铁芯时，自感系数减小，感抗减小，灯泡A2变亮，故D正确。 故选D。 04远距离输电 31．（24-25高二上·浙江杭州·期末）如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是，其末端间的电压为。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为。则下列说法错误的是（    ） A．用户端的电压 B．发电厂的输出功率为 C．输电线路上损失的电功率为 D．输电线上的电压降为 【答案】B 【详解】A．根据变压器输入功率等于输出功率相等可得 解得用户端的电压为 故A正确，不满足题意要求； BC．发电厂的输出功率为 输电线路上损失的电功率为 故B错误，满足题意要求；C正确，不满足题意要求； D．输电线上的电压降为 故D正确，不满足题意要求。 故选B。 32．（24-25高二上·河南洛阳·期末）如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图（图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表）。设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用R0表示，变阻器R相当于用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R变小。则在用电高峰时，下列说法正确的是（　　） A．输电导线的损耗功率变大 B．发电厂输出功率变大 C．电压表V1、V2的示数之比变大 D．因发电厂输出电压一定，所以用户端电压不发生变化 【答案】AB 【详解】C．发电厂输出的电压一定，则升压变压器原线圈输入电压U1保持不变，根据电压比等于匝数比可得电压表V1、V2的示数之比为 可知电压表V1、V2的示数之比不变，且升压变压器副线圈输出电压U2保持不变，故C错误； AD．根据 ，，， 可得 在用电高峰时，变阻器R阻值变小，则I2增大；根据 ， 可知输电导线的损耗功率变大，输电导线的两端电压变大，则降压变压器原线圈输入电压U3减小，降压变压器副线圈输出电压U4减小，即用户端电压减小，故A正确，D错误； B．根据 由于I2增大，所以发电厂输出功率变大，故B正确。 故选AB。 33．（23-24高二下·山东烟台·期末）如图为某实验小组模拟远距离输电的实验电路图，已知两理想变压器的匝数，定值电阻、、、的阻值，A1，A2为理想交流电流表，当a、b端接入低压交流电源时，下列说法正确的是（    ） A．A1的示数大于A2的示数 B．的功率小于的功率 C．两端的电压大于两端的电压 D．两端的电压大于两端的电压 【答案】C 【详解】A．在远距离输电的过程中，在输电线路相同时，通过升压变压器，使输送的电压升高，从而减小了输电电流，所以A1的示数小于A2的示数。故A错误； B．根据 可知输电线路电阻相等时，高压输电时损失功率较小，到达用户的功率较大，即的功率大于的功率。故B错误； C．根据 可知用户电阻不变情况下，高压输电时用户端的电压较大，即两端的电压大于两端的电压。故C正确； D．由欧姆定律 可知两端的电压小于两端的电压。故D错误。 故选C。 34．（23-24高二下·甘肃酒泉·期末）风能是一种清洁无公害可再生能源，风力发电非常环保，且风能蕴量巨大。如图所示为某风力发电厂向一学校供电的线路图，已知发电厂的输出功率为8kW，输出电压为400V，用户端电压为220V，输电线总电阻R=20Ω，升压变压器原，副线圈匝数比n1：n2=1∶10，变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．输电线上损耗的功率为40W B．用户端的电流为36A C．降压变压器的匝数比n3：n4=22∶1 D．若用户端的用电器变多，则输电线上损失的功率会减小 【答案】B 【详解】A．升压变压器原线圈的电流为 输电线电流为 输电线上损耗的功率为 A错误； B．用户端的电流为 解得 B正确； C．降压变压器的匝数比为 C错误； D．若用户端的用电器变多，降压变压器副线圈的电流增大，降压变压器原线圈电流增大，输电线电流增大，则输电线上损失的功率增大，D错误。 故选B。 35．（23-24高二下·天津南开·期末）2023年10月，国内某品牌发布全液冷超级充电桩，可实现“一秒一公里”的充电速度。总电源到充电桩的简化电路图如图所示。已知总电源输出频率为50Hz的正弦式交流电，升压变压器原线圈两端电压，输电线的总电阻，降压变压器的匝数比，变压器均视为理想变压器。若给汽车充电时该充电桩获得的电压，功率为600kW，下列说法正确的是（　　） A．流经充电桩电流的最大值为600A B．输电线的总电阻r消耗的功率为40kW C．升压变压器副线圈的电压为15000V D．升压变压器的匝数比 【答案】B 【详解】A．汽车充电时该充电桩获得的电压，功率为600kW，则流经充电桩电流的有效值为 则流经充电桩电流的最大值为，故A错误； B．根据降压变压器两端的电流比等于匝数的反比，有 则输电线的总电阻r消耗的功率为 故B正确； C．降压变压器的输入电压为 则升压变压器副线圈的电压为 故C错误； D．升压变压器的匝数比 故D错误。 故选B。 36．（23-24高二下·天津·期末）如图所示是某小型水电站进行电能输送时的简化模型。发电机的输出功率，发电机的电压，经升压变压器后向远处输电，输电线总电阻，在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．升压变压器匝数比 C．降压变压器的匝数比 D．当水电站输出电压一定时，若用电用户增多，则增加 【答案】D 【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．由输电线上损失的功率 可得 根据变压器电流与匝数关系可得升压变压器匝数比为 故B错误； C．根据变压器电压与匝数关系可得 可得升压变压器副线圈的输出电压为 输电线上损失的电压为 则降压变压器原线圈的输入电压为 根据变压器电压与匝数关系可得降压变压器的匝数比为 故C错误； D．当水电站输出电压一定时，升压变压器输出电压一定，用户数量增多时，用户端的等效电阻为 用户数量增多时，减小，则输电线上的电流增大，也增大，故D正确。 故选D。 37．（23-24高二下·重庆长寿·期末）春夏秋冬、昼夜之间，工作日与节假日，对电力需求量差异很大，会形成用电高峰和低谷之间的峰谷负荷差。如图所示，为某节能储能输电网络示意图，可以在用电低谷时段把电能储存起来，高峰时段输出，填补用电缺口。已知发电机的输出功率P1=800kW，降压变压器的匝数比n3：n4=50：1，输电线总电阻，其余线路电阻不计。用户端电压V，输送给储能站的功率P5=112.5kW，所有变压器均为理想变压器。则输电线上的输送电流为（  ） A．50A B．45A C．40A D．35A 【答案】A 【详解】副线圈输入功率 P=P1- P5=687.5kW 根据 代入数据联立得 故选A。 38．（24-25高二上·浙江嘉兴·期末）某小组研究远距离输电的模拟装置如图所示，发电机产生的交变电流电动势瞬时表达式，输电线路的总电阻R=25Ω，降压变压器的原、副线圈匝数之比为25:11，降压变压器副线圈接入一台效率（输出机械功率与输入电功率之比）η=80%的电动机，其额定电压U=220V。开关闭合后，电动机正常工作，恰好能将m=44kg的重物以v=2m/s的速率匀速提起。变压器均视为理想变压器，电流表视为理想电表，除输电线路电阻、电动机线圈内阻外，其余导线电阻均不计。求： (1)电动机的机械功率P机及线圈内阻r； (2)输电线路上损失的电压∆U； (3)电流表的示数IA。 【答案】(1)880W，8.8Ω (2)55V (3)5.5A 【详解】（1）电动机正常工作，匀速提起重物，电动机机械功率 根据电动机额定电压以及效率有 根据能量守恒有 联立解得， （2）根据降压变压器原副线圈匝数比 根据欧姆定律 所以 （3）根据能量守恒有， 所以 39．（24-25高二上·河南焦作·期末）某个小型发电机的线圈匝数，内阻可忽略不计，在匀强磁场中以的角速度匀速转动，转动过程中通过线圈的最大磁通量。发电机的总功率，通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电，示意图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数之比，输电线的总电阻，其他导线电阻不计，用户端得到的电压为。求： (1)升压变压器原线圈两端的电压； (2)输电线上损失的功率； (3)降压变压器原、副线圈的匝数之比。 【答案】(1)500V (2)2000W (3) 【详解】（1）发动机输出电压的峰值为 升压变压器原线圈两端的电压 （2）输电线上损失的功率 又， 联立，解得 （3）根据 又 联立，解得 40．（24-25高二上·四川泸州·期末）如图所示是某同学模拟远距离输电的实验示意图，矩形线圈abcd电阻不计，面积，匝数匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动。已知磁感应强度大小，输电线路等效电阻，输电功率保持不变，电压表是理想交流电压表，升压变压器和降压变压器均为理想变压器。从图示位置开始计时。 (1)写出感应电动势随时间变化的关系式； (2)求电压表的示数； (3)若用户得到的功率为，求升压变压器原、副线圈的匝数比。 【答案】(1) (2)4V (3)1:50 【详解】（1）当t=0时，矩形线圈平面平行于磁感线，线圈ab和cd正好垂直切割磁感线，所以t=0时，感应电动势为最大值，即感应电动势的瞬时表达式为， 代入数据可得 整理可得 （2）因为线圈内阻不计，所以发电机输出的有效值U即为感应电动势的有效值，所以 即电压表的示数为4V； （3）由输电功率P=400W，用户得到的功率P'=360W 可知导线消耗的功率 导线上的电流I线满足 即 升压变压器T1原线圈中的电流I满足关系 即 升压变压器T1原线圈中的电流I和副线圈中的电流I线的关系为 所以 05电磁振荡和电磁波 41．（23-24高二下·云南·期末）电磁波在生产、生活中有广泛应用。下列关于电磁波的应用正确的是（　　） A．红外线可以用来照明 B．紫外线可以用来加热理疗 C．X射线可以用于诊断病情 D．射线可以摧毁病变的细胞 【答案】CD 【详解】A．红外线不是可见光，不能够用来照明，故A错误； B．红外线可以用来加热理疗，紫外线光子能量比红外线光子能量大得多，紫外线不能够用来加热理疗，故B错误； C．X射线具有较强的穿透能力，在在医学上常用来透视人体，诊断病情，故C正确； D．γ射线的光子的能量很大，可以直接破坏细胞结构，摧毁病变的细胞，故D正确。 故选CD。 42．（23-24高二下·山东威海·期末）2023年12月，世界5G大会在河南郑州开幕，主题为“5G变革共绘未来”。产生5G信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（　　） A．电流在增大，磁场能在增大 B．电流在增大，磁场能在减小 C．电流在减小，磁场能在增大 D．电流在减小，磁场能在减小 【答案】A 【详解】图中电流沿顺时针方向，且上极板带正电，可知此时电容器正在放电，电场能正在减小，则磁场能正在增大，电流正在增大。 故选A。 43．（22-23高二下·广东佛山·期末）某人设计了如图所示的LC振荡电路来测量微小物体所受的重力，电容器的上极板是一片弹性金属薄膜，微小物体放置在金属膜中央会使其下凹，测量时先把开关拨到a，电路稳定后再把开关拨到b。通过电流传感器测出的电流频率就能测量出微小物体所受的重力。已知该电路振荡电流的频率满足以下关系式，则下列说法正确的是（　　） A．物体质量越大，开关拨向a时，电容器存储的电荷量越小 B．开关由a拨向b瞬间，流经电流传感器的电流最大 C．开关由a拨向b后，该LC电路发生振荡的周期不变 D．测量时，传感器检测到的电流频率越大，表示物体质量越大 【答案】C 【详解】A．根据 解得 物体质量增大，金属膜下凹的程度增大，平行板间的距离减小，电容器存储的电荷量越大，A错误； B．开关由a拨向b瞬间，L产生自感电动势，障碍电流的变化，此时流经电流传感器的电流为零，B错误； C．振荡电流的周期为 电容不变，电感不变，振荡电流周期不变，C正确； D．由可知，测量时，电流传感器检测到的电流频率越大，电容越小，由得平行板间的距离越大，则物体质量越小，D错误。 故选C。 44．（23-24高二下·广西河池·期末）如图所示，L为直流电阻可忽略的线圈，R为定值电阻，C为电容器，开关S处于闭合状态。现突然断开S，并开始计时，电路工作过程中，同时会向外辐射电磁波。下列选项中能正确反映LC回路中电流i（顺时针方向为正）、电容器中电场E（竖直向下为正）以及两极板间电势差Uab随时间变化的图像是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】ABC．断开S后，电容器开始充电，b板带正电荷且逐渐增加，即负方向的电场强度逐渐增加；则两极板间电势差逐渐增大，且为负方向，故A正确，BC错误； D．因为L为一电阻可忽略的线圈，可知当开关闭合时，电容器带电量为零，通过线圈L的电流向下；断开S后，电流在LC电路中开始振荡，电容器开始充电，电流方向沿逆时针方向（负方向）且电流大小逐渐减小，故D错误。 故选A。 45．（23-24高二下·四川广安·期末）如图甲所示是LC振荡电路，设顺时针方向的电流为正方向，电路中的电流随时间变化规律如图乙所示。那么（    ） A．在时间内，电容器C在充电 B．在时间内，电容器C的上极板带正电 C．在时间内，磁场能转化为电场能 D．在线圈L中插入铁芯，振荡电流的周期将变小 【答案】B 【详解】A．由乙图可知，在时间内，电流增大，电容器电荷量减小，电容器C在放电。故A错误； B．同理在时间内，电容器充电，上极板带正电。故B正确； C．同理在时间内，电容器放电，电场能转化为磁场能。故C错误； D．根据可知在线圈中插入铁芯，线圈的自感系数增大，振荡电流的周期将变大。故D错误。 故选B。 6 / 7 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$