暑假作业12 交变电流-【暑假分层作业】2025年高二物理暑假培优练（人教版2019）

限时练习：40min 完成时间： 月 日 天气： 作业12 交变电流 知识点1：正弦式交变电流的产生及变化规律 1．产生：在匀强磁场中线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动． 2．两个特殊位置的特点 (1)线圈平面转到中性面时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变． (2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变． 3．一个周期内线圈中电流的方向改变两次． 4．描述交变电流的物理量 (1)最大值 Em＝NBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关(均选填“有关”或“无关”)． (2)周期和频率 ①周期(T)：交变电流完成一次周期性变化所需的时间．单位是秒(s)，公式T＝. ②频率(f)：交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数．单位是赫兹(Hz)． ③周期和频率的关系：T＝或f＝. 5．交变电流的变化规律(线圈从中性面开始计时) 函数表达式 图像 磁通量 Φ＝Φmcos ωt＝Bscos ωt 电动势 e＝Emsin ωt＝NBSωsin ωt 知识点2：交变电流“四值”的理解和计算 物理量 物理含义 重要关系 适用情况及说明 瞬时值 交变电流某一时刻的值 e＝Emsin ωt i＝Imsin ωt 计算线圈某时刻的受力情况 峰值 最大的瞬时值 Em＝NBSω Im＝ 讨论电容器的击穿电压 平均值 交变电流图像中图线与时间轴所围的面积与时间的比值 ＝N ＝ 计算通过导线横截面的电荷量 有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值 E＝ U＝ I＝ 适用于正(余)弦式交变电流 (1)交流电流表、交流电压表的示数 (2)电气设备“铭牌”上所标的值(如额定电压、额定电流等) (3)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热、保险丝的熔断电流等) (4)没有特别加以说明的 知识点3：理想变压器的原理及应用 1．构造和原理 (1)构造：如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的． (2)原理：电磁感应的互感现象． 2．基本关系式 (1)功率关系：P入＝P出． (2)电压关系：＝. (3)电流关系：只有一个副线圈时＝. (4)频率关系：f出＝f入． 3．理想变压器的制约关系 电压 原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2，U2＝U1 功率 副线圈的输出功率P出决定原线圈的输入功率P入，P入＝P出 电流 副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1，I1＝I2 4.含有多个副线圈的变压器 计算具有两个或两个以上副线圈的变压器问题时，需注意三个关系： 电压关系：＝＝＝…＝ 功率关系：P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn 电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋n4I4＋…＋nnIn 知识点4　理想变压器的动态分析 1．匝数比不变的分析思路 (1)U1不变，根据＝，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2不变． (2)当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化． (3)I2变化引起P2变化，而P1＝P2，故P1发生变化． 2．负载电阻不变的分析思路 (1)U1不变，发生变化时，U2变化． (2)R不变，U2变化时，I2发生变化． (3)根据P2＝，P2发生变化，再根据P1＝P2，故P1变化，P1＝U1I1，U1不变，故I1发生变化． 知识点5　远距离输电 1．理清输电电路图的三个回路 (1)在电源回路中，P发电机＝U1I1＝P1. (2)在输送回路中，I2＝I线＝I3，U2＝ΔU＋U3，ΔU＝I2R线，ΔP＝I22R线． (3)在用户回路中，P4＝U4I4＝P用户． 2．抓住两组关联式 (1)理想的升压变压器联系着电源回路和输送回路，由理想变压器原理可得：＝，＝，P1＝P2. (2)理想的降压变压器联系着输送回路和用户回路，由理想变压器原理可得：＝，＝，P3＝P4. 3．掌握一个守恒观念:功率关系：P2＝ΔP＋P3，其中ΔP＝ΔU·I线＝I线2R线＝. 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1、 单选题 1．（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 2．（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 3．（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 4．（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． 5．（23-24高二下·重庆·期中）如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中匀速转动可以产生交变电流，其电动势e随时间t变化的图像如图乙所示，线圈电阻，电阻。则（    ） A．时，线圈与中性面垂直 B．内，电流的方向改变50次 C．电阻R两端电压为 D．电阻R在内产生的热量为 6．（23-24高二下·河南信阳·期末）如图所示，理想变压器的A、B两端接入正弦交流电，为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），则（　　） A．在时，电压表的示数为零 B．处温度升高时，电压表的示数变小 C．处温度升高时，电流表A示数变小 D．处温度升高时，电压表的示数变小 7．（23-24高二下·河南开封·期末）如图甲所示，是国产某型号手机无线充电装置，其工作原理图如图乙所示，送电线圈和受电线圈回路中串联的电阻阻值均为R，把送电线圈和受电线圈构成的功能部分视为理想变压器，则下列说法正确的是（　　） A．将手机换成铝片放到工作的充电器上，铝片会发热 B．受电线圈回路中电阻产生的热量比送电线圈中电阻产生的热量小 C．若手机电池出现短路故障，送电线圈两端的电压会增大 D．若受电线圈中的电流恒为1A时，充满容量为的电池，至少需要100min 8．（23-24高二下·甘肃·期末）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比，原线圈接在的交流电源上，电路中电压表和电流表均为理想交流电表，灯泡的电阻为6Ω，则（    ） A．电压表的读数为 B．电流表的读数为1A C．原、副线圈交变电流的频率之比为 D．原、副线圈交变电流的功率之比为 二、多选题 9．（2025·天津河北·一模）在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2Ω，则（　　） A．时，线圈平面平行于磁感线 B．时，线圈中的电流改变方向 C．时，线圈中的感应电动势最大 D．线圈中产生的感应电动势瞬时值表达式为 10．（24-25高二上·河南郑州·期末）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比，原线圈通入正弦式交流电，副线圈连接有光敏电阻、小灯泡和定值电阻。已知光敏电阻所受光照变强时，电阻值变小，电流表和电压表均为理想交流电表。则（　　） A．电压表示数之比为 B．电流表示数之比为 C．所受光照变强，小灯泡将变亮 D．所受光照变强，电流表示数变大 11．（23-24高二下·河南驻马店·期末）如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈接有两个完全相同的灯泡a、b和一个定值电阻R、电流表、电压表均为理想电表。开关S原来是断开的，现将开关S闭合，则（　　） A．电流表的示数不变 B．电压表的示数不变 C．原线圈输入功率增大 D．灯a消耗的电功率增大 12．（23-24高三上·辽宁丹东·期末）边长为L、匝数为N的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO'转动（转轴OO'垂直于磁感线），线圈内阻不能忽略，通过滑环和电刷连接一个含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2，电压表可视为理想电表。保持线圈abcd以恒定角速度ω转动，以下说法正确的是（    ） A．从图示位置开始计时，线圈产生感应电动势的瞬时值表达式为 B．通过变压器原、副线圈的电流之比为 C．电压表V2示数为 D．当滑动变阻器R的滑片P向下滑动时，电压表V1示数变小 三、解答题 13．（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。 一、单选题 1．（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 2．（24-25高二上·河北邯郸·期末）如图所示，矩形线圈面积为、匝数为，线圈总电阻为，在磁感应强度大小为的匀强磁场中绕轴以一定的角速度匀速转动，外电路电阻。下列说法正确的是（    ） A．图示位置线圈处于中性面，通过线圈的磁通量变化率为0 B．线圈由图示位置转过角时的位置为中性面，磁通量变化率最大 C．在线圈由图示位置转过角的过程中，通过电阻的电荷量 D．在线圈由图示位置转过角的过程中，通过电阻的电荷量 3．（24-25高二上·浙江温州·期末）我国已投产运行的1100kV特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的输电工程。输电线路流程和数据可简化为如图所示，若直流线路的输电线总电阻为10Ω，变压与整流等造成的能量损失均不计，直流和交流逆变时有效值不发生改变。当输送功率为时，下列说法正确的是（　　） A．直流输电线上的电流为 B．降压变压器的原副线圈匝数比大于 C．直流输电线上损失的功率为，损失的电压为40kV D．若保持输送电功率不变，改用550kV输电，直流输电线上损失的功率为 4．（24-25高二上·河北邢台·期末）小型旋转电枢式交流发电机的原理图如图甲所示，其矩形线圈在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动。已知线圈的匝数匝，电阻，所围成矩形的面积，线圈的两端经集流环和电刷与的电阻连接，矩形线圈产生的电动势e随时间t变化的图像如图乙所示，理想交流电压表的量程足够大。下列说法正确的是（   ） A．时线圈恰好位于中性面 B．该交流电方向每秒变化50次 C．电压表的示数为 D．电阻R的电功率为 5．（24-25高二下·全国·期末）一交流电源电压，已知变压器原、副线圈匝数比为10∶1，灯泡的额定功率为16W，灯泡的额定功率为18W，排气扇电动机线圈的电阻为，电流表的示数为4A，用电器均正常工作，电表均为理想电表，则（　　） A．电压表示数为20V B．流过灯泡的电流为40A C．排气扇电动机的热功率为9W D．整个电路消耗的功率为43W 6．（24-25高二下·全国·期末）如图所示为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈的匝数比为，降压变压器原、副线圈的匝数比为，变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，输电线的电阻为r。则下列判断正确的是（　　） A． B．输电线上损失的功率为 C．若输送功率增大，则增大 D．若输送功率增大，则输电线上损失的功率与输送功率之比减小 7．（23-24高二下·贵州六盘水·期末）如图所示，一座小型水电站通过理想升压变压器和理想降压变压器向较远处的用户输送电能。已知发电机的输出电压，输出功率；用户处的电压为，用户获得的功率，两变压器间线路的总电阻为，其余线路电阻不计，则（　　） A．输电效率为 B．在输电线上损耗的功率为15kW C．升压变压器的原、副线圈匝数比为 D．降压变压器的原、副线圈匝数比为 二、多选题 8．（22-23高二下·贵州遵义·期末）遵义构皮滩水电站的电能输送简化示意图如图所示。输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4，变压器均视为理想变压器，发电机的输出电压不变。则下列说法正确的是（　　） A．升压变压器的输入功率等于降压变压器的输出功率 B．当发电机的输出功率一定时，升压是为了增加r两端的电压 C．若用电器实际总功率增大，输电线损耗的功率增大 D．若用电器实际总功率增大，r两端的电压增大 9．（24-25高二下·天津·期末）火警报警系统原理如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原副线圈匝数之比，接线柱a、b接上一个正弦交变电源，电压随时间变化规律如图乙所示，在变压器右侧部分，为用半导体热敏材料（电阻随温度升高而减小）制成的传感器，为一定值电阻。下列说法正确的是（　　） A．此交变电源的每秒钟电流方向变化100次 B．电压表示数为 C．当传感器所在处出现火警时，电压表的示数减小 D．变压器原、副线圈中的输入、输出功率之比为 10．（24-25高二上·浙江绍兴·期末）如图所示为自耦式变压器，输入端接正弦式交变电流，调节使原副线圈匝数比为，调节使滑动变阻器的阻值，已知变压器为理想变压器，电压表为理想电压表，下列说法正确的是（　　） A．电压表的读数为 B．原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为 C．保持的位置不变，将向下移动时，电压表示数保持不变 D．保持的位置不变，将逆时针方向移动时，电阻消耗功率将增大 11．（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 12．（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 三、解答题 13．（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。 14．（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。 1．（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。 　　 2．（23-24高二下·福建泉州·期末）如图，用一小型交流发电机向较远处用户供电时，为减小输电的功率损耗，使用两个理想变压器，先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用。发电机线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。已知线圈abcd的匝数N=100，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度大小。输电导线的总电阻，降压变压器原、副线圈的匝数比为。用户区标有“220V  8.8kW”的电动机恰能正常工作，用户区输电导线的电阻可以忽略，发电机线圈电阻不可忽略。求： （1）交流发电机产生的感应电动势的最大值；（计算结果可以保留根号） （2）输电线路上损耗的电功率； （3）若升压变压器原、副线圈匝数比为，求升压变压器原线圈两端的电压。 3．（23-24高二下·山东泰安·期末）风力发电机的工作原理可以简化为如图所示的模型：风轮通过齿轮箱带动矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电流，并通过变压器和远距离输电线路给用户供电。若发电机的矩形线圈处于磁感应强度大小为 的水平匀强磁场中，线圈面积、匝数N = 200匝、总电阻 线圈绕垂直于磁场的水平轴匀速转动，其输出端通过电刷与升压变压器的原线圈相连，输出的电压 降压变压器原、副线圈的匝数比为5：1，降压变压器的副线圈连接用电户，两变压器间的输电线损耗的功率占发电机输出功率的 两变压器均为理想变压器。若用这个供电设备给某学校供电，该校获得的工作电压220V、电功率5.5kW。求 （1）输电线的总电阻R； （2）升压变压器原、副线圈匝数比∶； （3）发电机线圈绕轴的转速n。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 限时练习：40min 完成时间： 月 日 天气： 作业12 交变电流 知识点1：正弦式交变电流的产生及变化规律 1．产生：在匀强磁场中线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动． 2．两个特殊位置的特点 (1)线圈平面转到中性面时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变． (2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变． 3．一个周期内线圈中电流的方向改变两次． 4．描述交变电流的物理量 (1)最大值 Em＝NBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关(均选填“有关”或“无关”)． (2)周期和频率 ①周期(T)：交变电流完成一次周期性变化所需的时间．单位是秒(s)，公式T＝. ②频率(f)：交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数．单位是赫兹(Hz)． ③周期和频率的关系：T＝或f＝. 5．交变电流的变化规律(线圈从中性面开始计时) 函数表达式 图像 磁通量 Φ＝Φmcos ωt＝Bscos ωt 电动势 e＝Emsin ωt＝NBSωsin ωt 知识点2：交变电流“四值”的理解和计算 物理量 物理含义 重要关系 适用情况及说明 瞬时值 交变电流某一时刻的值 e＝Emsin ωt i＝Imsin ωt 计算线圈某时刻的受力情况 峰值 最大的瞬时值 Em＝NBSω Im＝ 讨论电容器的击穿电压 平均值 交变电流图像中图线与时间轴所围的面积与时间的比值 ＝N ＝ 计算通过导线横截面的电荷量 有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值 E＝ U＝ I＝ 适用于正(余)弦式交变电流 (1)交流电流表、交流电压表的示数 (2)电气设备“铭牌”上所标的值(如额定电压、额定电流等) (3)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热、保险丝的熔断电流等) (4)没有特别加以说明的 知识点3：理想变压器的原理及应用 1．构造和原理 (1)构造：如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的． (2)原理：电磁感应的互感现象． 2．基本关系式 (1)功率关系：P入＝P出． (2)电压关系：＝. (3)电流关系：只有一个副线圈时＝. (4)频率关系：f出＝f入． 3．理想变压器的制约关系 电压 原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2，U2＝U1 功率 副线圈的输出功率P出决定原线圈的输入功率P入，P入＝P出 电流 副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1，I1＝I2 4.含有多个副线圈的变压器 计算具有两个或两个以上副线圈的变压器问题时，需注意三个关系： 电压关系：＝＝＝…＝ 功率关系：P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn 电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋n4I4＋…＋nnIn 知识点4　理想变压器的动态分析 1．匝数比不变的分析思路 (1)U1不变，根据＝，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2不变． (2)当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化． (3)I2变化引起P2变化，而P1＝P2，故P1发生变化． 2．负载电阻不变的分析思路 (1)U1不变，发生变化时，U2变化． (2)R不变，U2变化时，I2发生变化． (3)根据P2＝，P2发生变化，再根据P1＝P2，故P1变化，P1＝U1I1，U1不变，故I1发生变化． 知识点5　远距离输电 1．理清输电电路图的三个回路 (1)在电源回路中，P发电机＝U1I1＝P1. (2)在输送回路中，I2＝I线＝I3，U2＝ΔU＋U3，ΔU＝I2R线，ΔP＝I22R线． (3)在用户回路中，P4＝U4I4＝P用户． 2．抓住两组关联式 (1)理想的升压变压器联系着电源回路和输送回路，由理想变压器原理可得：＝，＝，P1＝P2. (2)理想的降压变压器联系着输送回路和用户回路，由理想变压器原理可得：＝，＝，P3＝P4. 3．掌握一个守恒观念:功率关系：P2＝ΔP＋P3，其中ΔP＝ΔU·I线＝I线2R线＝. 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1、 单选题 1．（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。 2．（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。 3．（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。 4．（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。 5．（23-24高二下·重庆·期中）如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中匀速转动可以产生交变电流，其电动势e随时间t变化的图像如图乙所示，线圈电阻，电阻。则（    ） A．时，线圈与中性面垂直 B．内，电流的方向改变50次 C．电阻R两端电压为 D．电阻R在内产生的热量为 【答案】D 【详解】A．时，电动势为零，线圈平面处于中性面处，故A错误； B．根据图乙可知周期为，一个周期内电流的方向改变两次，则对应个周期，电流方向变化100次，故B错误； C．交流电电动势的有效值 根据串联电路分压原理可知电阻R两端电压 故C错误； D．电阻R在内产生的热量 故D正确。 故选D。 6．（23-24高二下·河南信阳·期末）如图所示，理想变压器的A、B两端接入正弦交流电，为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），则（　　） A．在时，电压表的示数为零 B．处温度升高时，电压表的示数变小 C．处温度升高时，电流表A示数变小 D．处温度升高时，电压表的示数变小 【答案】D 【详解】A．电压表读数是交流电有效值，故始终不为零，故A错误； B．原线圈电压不变，则电压表的示数不变，故B错误； CD．根据 由于匝数比不变，则副线圈输出电压不变，温度升高时，阻值减小，副线圈负载总电阻变小，则副线圈电流增大，即电流表A示数变大，定值电阻R两端电压增大，副线圈输出电压等于R两端电压和示数之和，所以电压表的示数变小，故C错误，D正确。 故选D。 7．（23-24高二下·河南开封·期末）如图甲所示，是国产某型号手机无线充电装置，其工作原理图如图乙所示，送电线圈和受电线圈回路中串联的电阻阻值均为R，把送电线圈和受电线圈构成的功能部分视为理想变压器，则下列说法正确的是（　　） A．将手机换成铝片放到工作的充电器上，铝片会发热 B．受电线圈回路中电阻产生的热量比送电线圈中电阻产生的热量小 C．若手机电池出现短路故障，送电线圈两端的电压会增大 D．若受电线圈中的电流恒为1A时，充满容量为的电池，至少需要100min 【答案】A 【详解】A．将手机换成铝片放到工作的充电器上，由于充电器产生的磁场是周期性变化的磁场，则铝片会产生涡流，铝片会发热，故A正确； B．根据 可知受电线圈回路中电流大于送电线圈中的电流，根据 可知受电线圈回路中电阻产生的热量比送电线圈中电阻产生的热量大，故B错误； C．若手机电池出现短路故障，则受电线圈的总电阻变小，将送电线圈和受电线圈的总负载看成一个等效电阻，可知等效电阻阻值变小，根据欧姆定律可知，送电线圈中电流增大，则送电线圈中定值电阻两端电压增大，送电线圈两端的电压减小，故C错误； D．若受电线圈中的电流恒为1A时，充满容量为的电池，至少需要的时间为 故D错误。 故选A。 8．（23-24高二下·甘肃·期末）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比，原线圈接在的交流电源上，电路中电压表和电流表均为理想交流电表，灯泡的电阻为6Ω，则（    ） A．电压表的读数为 B．电流表的读数为1A C．原、副线圈交变电流的频率之比为 D．原、副线圈交变电流的功率之比为 【答案】B 【详解】A．由题意可知，输入电压的有效值为 根据可得 所以电压表的读数为 故A错误； B．电流表的读数为 故B正确； CD．变压器只改变电压和电流，不改变频率和功率，所以原、副线圈交变电流的频率之比和功率之比均为1∶1，故CD错误。 故选B。 二、多选题 9．（2025·天津河北·一模）在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2Ω，则（　　） A．时，线圈平面平行于磁感线 B．时，线圈中的电流改变方向 C．时，线圈中的感应电动势最大 D．线圈中产生的感应电动势瞬时值表达式为 【答案】AD 【详解】A．时，磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，故A正确； B．每经过一次中性面（线圈平面垂直于磁感线，磁通量有最大值），电流的方向改变一次，时，磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，此时不是中性面，线圈中的电流没有改变方向，故B错误； C．时，磁通量有最大值，但磁通量的变化率为零，根据法拉第电磁感应定律可知线圈中的感应电动势为零，故C错误； D．由题图可知线圈从垂直中性面开始计时，感应电动势瞬时值表达式为 其中 感应电动势最大值为 则感应电动势瞬时值表达式为 故D正确。 故选AD。 10．（24-25高二上·河南郑州·期末）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比，原线圈通入正弦式交流电，副线圈连接有光敏电阻、小灯泡和定值电阻。已知光敏电阻所受光照变强时，电阻值变小，电流表和电压表均为理想交流电表。则（　　） A．电压表示数之比为 B．电流表示数之比为 C．所受光照变强，小灯泡将变亮 D．所受光照变强，电流表示数变大 【答案】BD 【详解】A．理想变压器原、副线圈两端的电压之比等于匝数之比，即，电压表的示数等于原线圈两端的电压，电压表的示数小于副线圈两端的电压，故电压表示数之比大于，故A错误； B．电流表分别测量理想变压器原、副线圈中的电流，故电流表示数之比等于匝数的反比，即，故B正确； CD．理想变压器原线圈两端电压恒定，匝数比一定，则副线圈两端电压也恒定，当所受光照变强，电阻值变小，光敏电阻R与小灯泡L并联的电阻减小，分得的电压也减小，故小灯泡将变暗，电流表示数变大，电流表示数也变大，故C错误，D正确。 故选BD。 11．（23-24高二下·河南驻马店·期末）如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈接有两个完全相同的灯泡a、b和一个定值电阻R、电流表、电压表均为理想电表。开关S原来是断开的，现将开关S闭合，则（　　） A．电流表的示数不变 B．电压表的示数不变 C．原线圈输入功率增大 D．灯a消耗的电功率增大 【答案】BC 【详解】B．根据理想变压器电压与匝数比的关系，可得副线圈两端电压为 由于原线圈输入电压和原、副线圈匝数比不变，则副线圈输出电压不变，即电压表的示数不变，故B正确； AC．开关S闭合后，副线圈负载总电阻减小，根据欧姆定律，副线圈输出电流增大；根据理想变压器电流与匝数比的关系 可知原线圈输入电流增大，即电流表的示数增大，根据 可知原线圈输入功率增大，故A错误，C正确； D．由于副线圈输出电压不变，副线圈输出电流增大，则定值电阻两端电压增大，灯a两端电压减小，所以灯a消耗的电功率减小，故D错误。 故选BC。 12．（23-24高三上·辽宁丹东·期末）边长为L、匝数为N的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO'转动（转轴OO'垂直于磁感线），线圈内阻不能忽略，通过滑环和电刷连接一个含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2，电压表可视为理想电表。保持线圈abcd以恒定角速度ω转动，以下说法正确的是（    ） A．从图示位置开始计时，线圈产生感应电动势的瞬时值表达式为 B．通过变压器原、副线圈的电流之比为 C．电压表V2示数为 D．当滑动变阻器R的滑片P向下滑动时，电压表V1示数变小 【答案】AD 【详解】A．图示位置线圈平面与磁场平面平行，磁通量从零开始变化，线圈产生感应电动势满足余弦函数的变化，可得其瞬时值表达式为 故A正确； B．通过变压器原副线圈的电流比等于匝数的反比，即比值为，故B错误； C．若线圈内阻不计，则原副线圈两端的电压比等于匝数之比，而电压表示数为有效值，则有 可得副线圈两端电压 但线圈内阻不可忽略，故C错误； D．当滑动变阻器R的滑片P向下滑动时，副线圈所在回路的电阻减小，电流增大，从而使原线圈所在回路中的电流增大，线圈abcd的电压增大，根据 可得原线圈的输入电压减小，所以电压表示数变小，故D正确。 故选AD。 三、解答题 13．（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 一、单选题 1．（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。 2．（24-25高二上·河北邯郸·期末）如图所示，矩形线圈面积为、匝数为，线圈总电阻为，在磁感应强度大小为的匀强磁场中绕轴以一定的角速度匀速转动，外电路电阻。下列说法正确的是（    ） A．图示位置线圈处于中性面，通过线圈的磁通量变化率为0 B．线圈由图示位置转过角时的位置为中性面，磁通量变化率最大 C．在线圈由图示位置转过角的过程中，通过电阻的电荷量 D．在线圈由图示位置转过角的过程中，通过电阻的电荷量 【答案】C 【详解】AB．图示位置线圈平面与磁感线平行，为峰值面，通过线圈的磁通量变化率最大，中性面是指线圈平面转动至垂直于磁感线时的特定位置，当线圈通过中性面时，磁通量最大，磁通量变化率为零，故线圈由图示位置转过角时的位置为中性面，磁通量变化率最小，故AB错误； CD．由，，可知通过电阻的电荷量 初始位置线圈有效面积为，由图示位置转过角的位置处线圈有效面积为 则在线圈由图示位置转过角的过程中，通过电阻的电荷量 故C正确，D错误。 故选C。 3．（24-25高二上·浙江温州·期末）我国已投产运行的1100kV特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的输电工程。输电线路流程和数据可简化为如图所示，若直流线路的输电线总电阻为10Ω，变压与整流等造成的能量损失均不计，直流和交流逆变时有效值不发生改变。当输送功率为时，下列说法正确的是（　　） A．直流输电线上的电流为 B．降压变压器的原副线圈匝数比大于 C．直流输电线上损失的功率为，损失的电压为40kV D．若保持输送电功率不变，改用550kV输电，直流输电线上损失的功率为 【答案】D 【详解】A．直流输电线上的电流为 故A错误； B．降压器的输入电压为 则降压变压器的原副线圈匝数比为 故B错误； C．直流输电线上损失的功率为 损失的电压为 故C错误； D．若保持输送电功率不变，改用输电，直流输电线的电流 则直流输电线上损失的功率为 故D正确。 故选D。 4．（24-25高二上·河北邢台·期末）小型旋转电枢式交流发电机的原理图如图甲所示，其矩形线圈在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动。已知线圈的匝数匝，电阻，所围成矩形的面积，线圈的两端经集流环和电刷与的电阻连接，矩形线圈产生的电动势e随时间t变化的图像如图乙所示，理想交流电压表的量程足够大。下列说法正确的是（   ） A．时线圈恰好位于中性面 B．该交流电方向每秒变化50次 C．电压表的示数为 D．电阻R的电功率为 【答案】A 【详解】A．线圈位于中性面时感应电动势为零，根据题图乙可知，时线圈恰好位于中性面，故A正确； B．根据图乙可知该交流电的周期 则 一个周期内交流电方向变化2次，则该交流电方向每秒变化次数为次，故B错误； C．该交流电的电动势最大值 其中 解得电动势的最大值 该交流电电动势的有效值 电压表的示数 故C错误； D．电阻的电功率 故D错误。 故选A。 5．（24-25高二下·全国·期末）一交流电源电压，已知变压器原、副线圈匝数比为10∶1，灯泡的额定功率为16W，灯泡的额定功率为18W，排气扇电动机线圈的电阻为，电流表的示数为4A，用电器均正常工作，电表均为理想电表，则（　　） A．电压表示数为20V B．流过灯泡的电流为40A C．排气扇电动机的热功率为9W D．整个电路消耗的功率为43W 【答案】C 【详解】AB．由题意知副线圈中的电流为4A，则由变流比公式可得，原线圈中的电流即通过灯泡的电流 由可得灯泡两端的电压 故原线圈两端的电压为 则由变压比公式 可得副线圈两端电压即电压表示数为 故AB错误； C．由可得通过灯泡的电流为 则通过排气扇的电流为 故排气扇电动机的热功率为 故C正确； D．整个电路的总功率为 故D错误。 故选C。 6．（24-25高二下·全国·期末）如图所示为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈的匝数比为，降压变压器原、副线圈的匝数比为，变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，输电线的电阻为r。则下列判断正确的是（　　） A． B．输电线上损失的功率为 C．若输送功率增大，则增大 D．若输送功率增大，则输电线上损失的功率与输送功率之比减小 【答案】A 【详解】A．由理想变压器电压关系 ， 可得 由于输电线有电压损失，则 故 故A正确； B．输电线上损失的功率为 故B错误； C．若输送功率增大，因为输送电压恒定，则输送电流增大，输电线上损失的电压增大，则减小，根据，可知减小，故C错误； D．若输送功率增大，则输送电流增大，输电线上损失的功率与输送功率之比为 不变，由知，也不变，则输电线上损失的功率与输送功率之比增大，故D错误。 故选A。 7．（23-24高二下·贵州六盘水·期末）如图所示，一座小型水电站通过理想升压变压器和理想降压变压器向较远处的用户输送电能。已知发电机的输出电压，输出功率；用户处的电压为，用户获得的功率，两变压器间线路的总电阻为，其余线路电阻不计，则（　　） A．输电效率为 B．在输电线上损耗的功率为15kW C．升压变压器的原、副线圈匝数比为 D．降压变压器的原、副线圈匝数比为 【答案】C 【详解】A．输电效率 故A错误； B．输电线上损耗的功率 故B错误； C．由得 由，得 则 故C正确； D．由得 则 故D错误。 故选C。 二、多选题 8．（22-23高二下·贵州遵义·期末）遵义构皮滩水电站的电能输送简化示意图如图所示。输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4，变压器均视为理想变压器，发电机的输出电压不变。则下列说法正确的是（　　） A．升压变压器的输入功率等于降压变压器的输出功率 B．当发电机的输出功率一定时，升压是为了增加r两端的电压 C．若用电器实际总功率增大，输电线损耗的功率增大 D．若用电器实际总功率增大，r两端的电压增大 【答案】CD 【详解】A．由于输电线电阻有一定损耗功率，则升压变压器的输入功率大于降压变压器的输出功率，故A错误； B．当发电机的输出功率一定时，升压是为了减小输送电流，根据 可知输电线电阻r两端的电压减小，故B错误； CD．若用电器实际总功率增大，可知发电机的输出功率增大，根据 由于发电机的输出电压不变，则不变，又变压器的匝数比不变，可知升压变压器的输出电压不变，则输送电流增大，根据 ， 可知输电线损耗的功率增大，r两端的电压增大，故CD正确。 故选CD。 9．（24-25高二下·天津·期末）火警报警系统原理如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原副线圈匝数之比，接线柱a、b接上一个正弦交变电源，电压随时间变化规律如图乙所示，在变压器右侧部分，为用半导体热敏材料（电阻随温度升高而减小）制成的传感器，为一定值电阻。下列说法正确的是（　　） A．此交变电源的每秒钟电流方向变化100次 B．电压表示数为 C．当传感器所在处出现火警时，电压表的示数减小 D．变压器原、副线圈中的输入、输出功率之比为 【答案】AC 【详解】A．由图乙可知，周期为，一个周期电流方向变化2次，则此交变电源的每秒钟电流方向变化100次，故A正确； B．由图乙可知变压器原线圈输入电压为 则副线圈输出电压为 由于分到一定电压，所以电压表示数小于，故B错误； C．当传感器所在处出现火警时，阻值减小，根据欧姆定律可知副线圈电流增大，则两端电压增大，所以两端电压减小，即电压表的示数减小，故C正确； D．理想变压器原、副线圈中的输入功率与输出功率相等，故D错误。 故选AC。 10．（24-25高二上·浙江绍兴·期末）如图所示为自耦式变压器，输入端接正弦式交变电流，调节使原副线圈匝数比为，调节使滑动变阻器的阻值，已知变压器为理想变压器，电压表为理想电压表，下列说法正确的是（　　） A．电压表的读数为 B．原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为 C．保持的位置不变，将向下移动时，电压表示数保持不变 D．保持的位置不变，将逆时针方向移动时，电阻消耗功率将增大 【答案】BD 【详解】A．根据题意可知，输入端电压的有效值为，原线圈等效电阻为 则原线圈输入电压为 副线圈输出电压为 即电压表的读数为，故A错误； B．根据题意可知，通过原副线圈的电流之比为 由公式可知，由于原、副线圈回路中电阻阻值相等，则原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为，故B正确； C．保持的位置不变，将向下移动时，滑动变阻器阻值变大，则原线圈等效电阻变大，原线圈中电流减小，由可知，原线圈输入电压减小，则副线圈输出电压减小，即电压表示数减小，故C错误； D．保持的位置不变，将逆时针方向移动时，原副线圈匝数比减小，则原线圈等效电阻减小，原线圈中电流增大，由公式可知，电阻消耗功率将增大，故D正确。 故选BD。 11．（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。 12．（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。 三、解答题 13．（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 14．（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 1．（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 2．（23-24高二下·福建泉州·期末）如图，用一小型交流发电机向较远处用户供电时，为减小输电的功率损耗，使用两个理想变压器，先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用。发电机线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。已知线圈abcd的匝数N=100，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度大小。输电导线的总电阻，降压变压器原、副线圈的匝数比为。用户区标有“220V  8.8kW”的电动机恰能正常工作，用户区输电导线的电阻可以忽略，发电机线圈电阻不可忽略。求： （1）交流发电机产生的感应电动势的最大值；（计算结果可以保留根号） （2）输电线路上损耗的电功率； （3）若升压变压器原、副线圈匝数比为，求升压变压器原线圈两端的电压。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）交流发电机产生的感应电动势的最大值为 代入数据解得 （2）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，则 解得 根据理想变压器的变流规律有 解得 输电线路上损耗的电功率为 解得 （3）根据理想变压器的变压规律有 解得 升压变压器副线圈两端电压为 解得 根据理想变压器的变压规律有 解得 3．（23-24高二下·山东泰安·期末）风力发电机的工作原理可以简化为如图所示的模型：风轮通过齿轮箱带动矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电流，并通过变压器和远距离输电线路给用户供电。若发电机的矩形线圈处于磁感应强度大小为 的水平匀强磁场中，线圈面积、匝数N = 200匝、总电阻 线圈绕垂直于磁场的水平轴匀速转动，其输出端通过电刷与升压变压器的原线圈相连，输出的电压 降压变压器原、副线圈的匝数比为5：1，降压变压器的副线圈连接用电户，两变压器间的输电线损耗的功率占发电机输出功率的 两变压器均为理想变压器。若用这个供电设备给某学校供电，该校获得的工作电压220V、电功率5.5kW。求 （1）输电线的总电阻R； （2）升压变压器原、副线圈匝数比∶； （3）发电机线圈绕轴的转速n。 【答案】（1）；（2）；（3）27r/s 【详解】（1）降压变压器两端的电功率相等，即 W 用电户的电流为 根据电流之比与线圈匝数之比的关系有 输电线损耗的功率占发电机输出功率的 则 解得 （2）根据电压之比与线圈匝数之比的关系有 ， 其中 解得 （3）升压变压器原、副线圈的电流满足 发电机的总电压为 V 根据最大值的计算公式有 其中 解得 r/s / 学科网（北京）股份有限公司 $$