专题05 恒定电流和交变电流（天津专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）高考1年模拟物理真题分类汇编

专题05 恒定电流和交变电流 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 恒定电流 2022、2024 从2021年到2025年天津高考物理卷来看，恒定电流和交变电流部分的命题呈现出一定的趋势。在恒定电流方面，考查内容注重与新型材料电学特性相结合，可能涉及复杂电路的动态分析，从单一闭合电路转向多级耦合电路，还可能引入非线性元件特性曲线，考查图像斜率物理意义及动态电阻计算。在交变电流方面，题型主要为选择题，难度中偏易，重点考查交变电流的产生及变化规律、四值及应用、理想变压器的工作原理与规律、动态电路分析以及远距离输电等内容。此外，电能输送工程建模得到强化，会结合特高压直流输电技术等考查相关计算。整体命题趋势强调与新能源技术的深度融合，注重考查学生的模型建构、科学推理以及理解与推理能力。 考点2 交变电流 2021、2022、2023、2024 考点01 恒定电流 1．（2024·天津·高考）某同学研究闭合电路的规律。 (1)根据闭合电路的欧姆定律得出了电源输出功率P与外电路电阻关系图像，如图所示，则P的峰值对应的外电路电阻值R应_________电源内阻r（填“大于”、“小于”或“等于”）； (2)测定电源的电动势和内阻，可供选用的器材有： A．电压表：（量程，内阻约为） B．电流表：（量程，内阻约为） C．滑动变阻器：（最大阻值，额定电流） D．滑动变阻器：（最大阻值，额定电流） E．待测电源：（电动势约为，内阻约为） F．开关、导线若干 （i）实验中所用的滑动变阻器应选_________（填器材前字母代号）； （ii）实物电路如图所示，单刀双掷开关可分别与1、2端闭合，为使电源内阻的测量结果更接近真实值，应与_________端闭合。 2．（2022·天津·高考）直流电磁泵是利用安培力推动导电液体运动的一种设备，可用图1所示的模型讨论其原理，图2为图1的正视图。将两块相同的矩形导电平板竖直正对固定在长方体绝缘容器中，平板与容器等宽，两板间距为，容器中装有导电液体，平板底端与容器底部留有高度可忽略的空隙，导电液体仅能从空隙进入两板间。初始时两板间接有直流电源，电源极性如图所示。若想实现两板间液面上升，可在两板间加垂直于面的匀强磁场，磁感应强度的大小为，两板间液面上升时两板外的液面高度变化可忽略不计。已知导电液体的密度为、电阻率为，重力加速度为。 （1）试判断所加磁场的方向； （2）求两板间液面稳定在初始液面高度2倍时的电压； （3）假定平板与容器足够高，求电压满足什么条件时两板间液面能够持续上升。 考点02 交变电流 3．（2024·天津·高考）电动汽车制动过程中可以控制电机转为发电模式，在产生制动效果的同时，将汽车的部分机械能转换为电能，储存在储能装置中，实现能量回收、降低能耗。如图1所示，发电机可简化为处于匀强磁场中的单匝正方形线框ABCD，线框边长为L，电阻忽略不计，磁场磁感应强度大小为B，线框转轴OO′与磁场垂直，且与AB、CD距离相等。线框与储能装置连接。 (1)线框转动方向如图1所示，试判断图示位置AB中的电流方向； (2)若线框以角速度ω匀速转动，线框平面与中性面垂直瞬间开始计时，线框在t时刻位置如图2所示，求此时AB产生的感应电动势； (3)讨论电动汽车在某次制动储存电能时，为方便计算，做两点假定：①将储能装置替换为阻值为R的电阻，电阻消耗的电能等于储能装置储存的电能；②线框转动第一周的角速度为ω0，第二周的角速度为，第三周的角速度为，依次减半，直到线框停止转动。若该制动过程中汽车在水平路面上做匀减速直线运动，汽车质量为m，加速度大小为a，储存的电能为初动能的50%，求制动过程中汽车行驶的最大距离x。 4．（2023·天津·高考）“西电东送”是我国重要的战略工程，从西部发电厂到用电量大的东部区域需要远距离输电。图为远距离交流输电的示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，的原线圈接有电压有效值恒定的交变电源，R为输电导线的电阻，的副线圈并联多个用电器，下列说法正确的是（　　） A．输出电压等于输入电压 B．输出功率大于输入功率 C．用电器增多后，R消耗的功率减小 D．用电器增多后，的输出电压降低 5．（2022·天津·高考）如图所示，两理想变压器间接有电阻R，电表均为理想交流电表，a、b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后（    ） A．R的发热功率不变 B．电压表的示数不变 C．电流表的示数变大 D．电流表的示数变小 6．（2021·天津·高考）如图所示，闭合开关后，的电阻两端的交流电压为，电压表和电流表均为理想交流电表，则（　　） A．该交流电周期为 B．电压表的读数为 C．电流表的读数为 D．电阻的电功率为 1．（2025·天津九校联考·二模）著名的法拉第圆盘发电示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘以恒定角速度旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（　　） A．圆盘中的电流呈周期性变化特点 B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动 C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向发生变化 D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍 2．（2025·天津九校联考·二模）随着科技的发展，新能源电动汽车无线充电技术应运而生，如图所示，M为受电线圈，N为送电线圈，可视为理想变压器。已知送电、受电线圈匝数比，a、b端输入电压。下列说法正确的是（　　） A．a、b端输入的交变电流方向每秒变化50次 B．送电线圈的输入功率大于受电线圈的输出功率 C．受电线圈产生的电动势的有效值为22V D．在时，送电线圈的电动势最大 3．（2025·天津河西区·三调）如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数分别为、，在的原线圈两端接入一电压的交流电源。若的副线圈两端电压的有效值为，输电线的总电阻为，输电线中电流的有效值为，不考虑其它因素的影响，则以下说法正确的是（　　） A．的原线圈两端电压的有效值为 B． C．输电线上损失的电功率为 D．输电线上损失的电功率为 4．（2025·天津九校联考·一模）小型电钻已经在生产生活中普遍使用，如图所示为其简化电路图，它由变压器及电机两部分构成，变压器为理想变压器。电机的内阻为1Ω，额定电压为22V，额定电流为1A，变压器原线圈电压为220V的正弦交流电时电钻正常工作，下列说法正确的是（　　） A．变压器副线圈电流的最大值为2A B．变压器原线圈的电流为0.2A C．变压器的副线圈消耗功率为1W D．电机产生的机械功率为21W 5．（2025·天津和平区·三模）如图所示，10匝矩形线框处在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡（规格为“4W100Ω”）和滑动变阻器，电流表视为理想电表，则下列正确的是（　　） A．若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为 B．若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数增大 C．当灯泡正常发光时，原、副线圈的匝数比为 D．若将自耦变压器触头向上滑动，灯泡会变暗 6．（2025·天津耀华中学·一模）某住宅小区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成，发电机中矩形线圈电阻不计，它可绕轴OO′在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动。降压变压器副线圈上的滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R0表示从用户端输电线电阻。下列判断正确的是（　　） A．当用户用电器增加时，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向下滑动 B．当用户用电器减少，其他条件不变时，原线圈两端电压也减小 C．若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电压瞬时值最大 D．若发电机线圈的转速减为原来的一半，用户获得的交变电流频率保持不变 7．（2025·天津·二模）如图甲所示，风力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部磁极旋转。固定的矩形铜质线圈通过理想变压器接有阻值为R 的负载电阻，原线圈接有理想交流电压表和理想交流电流表，原、副线圈匝数分别为 ，如图乙所示。已知矩形铜质线圈面积为S，匝数为N，电阻不计，磁极匀速转动的角速度为ω，磁极之间的磁场近似为匀强磁场，磁感应强度大小为B，下列说法正确的是（　　） A．磁极在如图乙所示位置时，电流表的示数为零 B．磁极从图乙所示位置转过 过程中电流方向由 P 指向 Q C．负载电阻的功率为 D．磁极从图乙所示位置转过时磁通量的变化率为零 8．（2025·天津部分区·一模）如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈接有两个灯泡和一个定值电阻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．电流表的示数减小 B．电压表的示数不变 C．原线圈输入功率减小 D．电阻R消耗的电功率减小 9．（2025·天津宁河芦台一中·一模）如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势的图象如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．时，通过线框的磁通量最大 B．时，线框平面与中性面垂直 C．线框匀速转动时的角速度大小为 D．线框产生的交变电动势的有效值为 10．（2025·天津河西区·一模）如图甲所示，匝数为N的闭合矩形线圈abcd处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的固定轴OO＇以角速度匀速转动。线圈的ad边长为，ab边长为。线圈经过某位置时开始计时，通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．时刻，线圈中产生的感应电动势的瞬时值大小为 B．时刻，穿过线圈的磁通量的变化率大小为 C．时刻，线圈平面与中性面垂直 D．时刻，穿过线圈的磁通量大小为 11．（2025·天津北辰·三模）交流发电机的示意图如甲所示，线圈从甲图所示的位置以为轴逆时针匀速转动，产生交变电流如图乙所示变化。则（　　） A．1s时间内电流出现50次峰值 B．该交变电流的有效值为 C．图甲所示位置时，AB边内电流的方向由B流向A D．当电流瞬时值为25A时，线圈平面与中性面的夹角为 12．（2025·天津滨海新区·三模）2023年华为发布全液冷超级充电桩，可实现“一秒一公里”的充电速度。已知总电源输出频率为50Hz的正弦式交流电，升压变压器输入电压U1=500V，输电线总电阻r=25Ω，降压变压器匝数比为n3∶n4=15∶1，均为理想变压器。快充时充电桩电压为1000V，功率为600kW，充电即将完成时，为保证充电安全，会自动降低充电功率。下列说法正确的是（　　） A．1s内电流的方向变化50次 B．充电过程中电阻r损耗功率为40kW C．升压变压器的匝数比为n1∶n2=1∶30 D．充电即将完成时，充电桩电压会增大 13．（2025·天津新华中学·模拟）如图所示，电路中理想变压器输入端（V）的交流电，小灯泡额定功率为4W，电阻为1Ω，定值电阻阻值也为1Ω，原副线圈匝数之比为10∶1。电表均为理想电表，滑动变阻器的最大阻值为10Ω，调节滑动变阻器阻值使小灯泡正常发光。下列说法正确的是（　　） A．电压表示数为50V B．电流表的示数为2A C．当滑动变阻器滑片向下移动时，小灯泡的亮度变亮 D．当滑动变阻器滑片向下移动时，电阻的功率变大 14．（2025·天津和平·二模）如图所示，有一台理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，用理想电压表和理想电流表测量副线圈的电压和电流，R为副线圈的负载电阻，现在原线圈两端加上交变电压u，其随时间变化的规律为，则(    ) A．副线圈中产生的交变电流频率为50Hz B．电压表的示数的最大值为 C．若电流表示数为0.lA，则原线圈中的电流为0.5A D．若电流表示数为0.1A，则1分钟内电阻R上产生的焦耳热为264J 15．（2025·天津河北区·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 16．（2025·天津和平·一模）如图所示，KLMN是一个竖直放置的矩形线框，处于水平方向的匀强磁场中，电阻为R，线框绕竖直固定轴匀速转动（俯视逆时针方向），当MN边与磁场方向的夹角为60°时（图中所示位置），线框中的电流大小为I0，已知所接交流电压表为理想表，则下列说法正确的是（　　） A．此时线框中电流的方向是K→L→M→N→K B．再转过30°时穿过导线框的磁通量变化率为0 C．线框中的电功率大小为2R D．此时电压表的示数为I0R 17．（2025·天津九校联考·二模）多用电表的原理及使用。 (1)如图甲所示的是多用电表内部结构示意图，通过选择开关分别与1、2、3、4、5、6相连，以改变电路结构，分别成为电流表、电压表和欧姆表，下列说法正确的是______。 A．选择开关接2时量程比接1时量程小，选择开关接6时量程比接5时量程大 B．在使用欧姆表测量电阻阻值时，若红黑表笔接反了，测量值将偏大 C．用多用电表的欧姆挡测导体的电阻时，若两手同时分别接触两表笔的金属杆，则测量值偏小 D．用多用电表的欧姆挡测电阻时，若指针偏转角度很小，则应换倍率较小的挡再进行测量 (2)某同学发现如图乙所示的实验电路不能正常工作，为排查电路故障，闭合开关S后，他用多用电表测量各点间的电压，。已知只有一处故障。为进一步判断电路故障的性质，他断开开关S后，将选择开关置于电阻挡的×1挡，分别将红黑表笔接c、e端时，指针指在如图丙所示的位置，则该电阻为______Ω，他将红黑表笔接e、f端时，指针几乎不偏转，因此电路故障为______。 18．（2025·天津红桥区·一模）按实验要求填空： 甲图中的实验器材参数如下： 待测电流表A（量程） 电阻箱（最大阻值） 滑动变阻器（①最大阻值    ②最大阻值） 电源E（①电动势为，内阻很小    ②电动势为，内阻很小） (1)半偏法测电流表内阻的电路如图甲所示，测量方法是：先断开开关，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表的指针满偏；保持的阻值不变，闭合，调节电阻箱，使电流表的指针半偏，此时电阻箱的示数为。尽量减少系统误差，则滑动变阻器选择____________（选填“①”或“②”），电源E选择____________（选填“①”或“②”），电流表A内阻的测量值为____________（结果保留三位有效数字）Ω，测量值与真实值相比____________（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）。 (2)将该电流表A改装成量程为的电流表，应给电流表A____________（选填“串联”或“并联”）一个电阻，则改装后的电流表的内阻为____________（电流表A的内阻用“”表示）。 (3)测量一节废旧干电池的电动势E和内阻r，利用改装后的电流表和其它实验器材设计了如图乙所示的电路。在实验中，多次改变电阻箱阻值，记录多组数据，画出图像为一条直线（如图丙），由图中数据计算出该电池的电动势____________（结果保留三位有效数字）V，内阻____________（结果保留三位有效数字），如果没有考虑到电流表内阻的影响，电源电动势E的测量值将会____________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 19．（2025·天津红桥区·一模）某学校的一节物理课上，王老师以电磁炉上的金属戒指为研究对象，探究电磁感应现象。戒指可视为周长为L、横截面积为S（如图所示）、电阻率为的单匝圆形线圈，放置在匀强磁场中，磁感应强度方向垂直于戒指平面向里。若磁感应强度大小在时间内从0均匀增加到，求： (1)戒指中的感应电动势E的大小； (2)戒指中的感应电流I的大小和方向； (3)戒指中电流的热功率P。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 恒定电流和交变电流 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 恒定电流 2022、2024 从2021年到2025年天津高考物理卷来看，恒定电流和交变电流部分的命题呈现出一定的趋势。在恒定电流方面，考查内容注重与新型材料电学特性相结合，可能涉及复杂电路的动态分析，从单一闭合电路转向多级耦合电路，还可能引入非线性元件特性曲线，考查图像斜率物理意义及动态电阻计算。在交变电流方面，题型主要为选择题，难度中偏易，重点考查交变电流的产生及变化规律、四值及应用、理想变压器的工作原理与规律、动态电路分析以及远距离输电等内容。此外，电能输送工程建模得到强化，会结合特高压直流输电技术等考查相关计算。整体命题趋势强调与新能源技术的深度融合，注重考查学生的模型建构、科学推理以及理解与推理能力。 考点2 交变电流 2021、2022、2023、2024 考点01 恒定电流 1．（2024·天津·高考）某同学研究闭合电路的规律。 (1)根据闭合电路的欧姆定律得出了电源输出功率P与外电路电阻关系图像，如图所示，则P的峰值对应的外电路电阻值R应_________电源内阻r（填“大于”、“小于”或“等于”）； (2)测定电源的电动势和内阻，可供选用的器材有： A．电压表：（量程，内阻约为） B．电流表：（量程，内阻约为） C．滑动变阻器：（最大阻值，额定电流） D．滑动变阻器：（最大阻值，额定电流） E．待测电源：（电动势约为，内阻约为） F．开关、导线若干 （i）实验中所用的滑动变阻器应选_________（填器材前字母代号）； （ii）实物电路如图所示，单刀双掷开关可分别与1、2端闭合，为使电源内阻的测量结果更接近真实值，应与_________端闭合。 【答案】(1)等于 (2) C 2 【详解】（1）电源输出功率 则当R=r时电源输出功率P最大； （2）（i）[1]实验中所用的滑动变阻器应选阻值较小的C即可； （ii）[2]电压表内阻远大于电源内阻，应采用相对电源的电流表外接法，使电源内阻的测量结果更接近真实值，应与2端闭合。 2．（2022·天津·高考）直流电磁泵是利用安培力推动导电液体运动的一种设备，可用图1所示的模型讨论其原理，图2为图1的正视图。将两块相同的矩形导电平板竖直正对固定在长方体绝缘容器中，平板与容器等宽，两板间距为，容器中装有导电液体，平板底端与容器底部留有高度可忽略的空隙，导电液体仅能从空隙进入两板间。初始时两板间接有直流电源，电源极性如图所示。若想实现两板间液面上升，可在两板间加垂直于面的匀强磁场，磁感应强度的大小为，两板间液面上升时两板外的液面高度变化可忽略不计。已知导电液体的密度为、电阻率为，重力加速度为。 （1）试判断所加磁场的方向； （2）求两板间液面稳定在初始液面高度2倍时的电压； （3）假定平板与容器足够高，求电压满足什么条件时两板间液面能够持续上升。 【答案】（1）沿轴负方向；（2）；（3） 【详解】（1）想实现两板间液面上升，导电液体需要受到向上的安培力，由图可知电流方向沿轴正方向，根据左手定则可知，所加磁场的方向沿轴负方向。 （2）设平板宽度为，两板间初始液面高度为，当液面稳定在高度时，两板间液体的电阻为，则有 当两板间所加电压为时，设流过导电液体的电流为，由欧姆定律可得 外加磁场磁感应强度大小为时，设液体所受安培力的大小为，则有 两板间液面稳定在高度时，设两板间高出板外液面的液体质量为，则有 两板间液体受到的安培力与两板间高出板外液面的液体重力平衡，则有 联立以上式子解得 （3）设两板间液面稳定时高度为nh，则两板间比容器中液面高出的部分液体的高度为(n－1)h，与（2）同理可得 整理上式，得 平板与容器足够高，若使两板间液面能够持续上升，则n趋近无穷大，即无限趋近于1，可得 考点02 交变电流 3．（2024·天津·高考）电动汽车制动过程中可以控制电机转为发电模式，在产生制动效果的同时，将汽车的部分机械能转换为电能，储存在储能装置中，实现能量回收、降低能耗。如图1所示，发电机可简化为处于匀强磁场中的单匝正方形线框ABCD，线框边长为L，电阻忽略不计，磁场磁感应强度大小为B，线框转轴OO′与磁场垂直，且与AB、CD距离相等。线框与储能装置连接。 (1)线框转动方向如图1所示，试判断图示位置AB中的电流方向； (2)若线框以角速度ω匀速转动，线框平面与中性面垂直瞬间开始计时，线框在t时刻位置如图2所示，求此时AB产生的感应电动势； (3)讨论电动汽车在某次制动储存电能时，为方便计算，做两点假定：①将储能装置替换为阻值为R的电阻，电阻消耗的电能等于储能装置储存的电能；②线框转动第一周的角速度为ω0，第二周的角速度为，第三周的角速度为，依次减半，直到线框停止转动。若该制动过程中汽车在水平路面上做匀减速直线运动，汽车质量为m，加速度大小为a，储存的电能为初动能的50%，求制动过程中汽车行驶的最大距离x。 【答案】(1)电流方向从B到A (2) (3) 【详解】（1）由右手定则可知，图示位置AB中的电流方向从B到A。 （2）线框平面与中性面垂直瞬间开始计时，则经过时间t转过的角度为AB切割磁感线的速度为 则感应电动势 解得此时AB产生的感应电动势 （3）线框转动过程中，AB、CD均能产生感应电动势，故线框转动产生的感应电动势为 线框转动第一周产生感应电动势最大值 储存电能为 同理线框转动第二周储存的电能 同理线框转动第三周储存的电能…… 线框转动第n周储存的电能 则直到停止时储存的电能为 储存的电能为初动能的50%，可知初动能 根据动能定理和牛顿第二定律可得 解得 4．（2023·天津·高考）“西电东送”是我国重要的战略工程，从西部发电厂到用电量大的东部区域需要远距离输电。图为远距离交流输电的示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，的原线圈接有电压有效值恒定的交变电源，R为输电导线的电阻，的副线圈并联多个用电器，下列说法正确的是（　　） A．输出电压等于输入电压 B．输出功率大于输入功率 C．用电器增多后，R消耗的功率减小 D．用电器增多后，的输出电压降低 【答案】BD 【详解】AB．由于输电过程中，线路中有电流、线路电阻R会分压且产生热量，会损失功率，故输出功率大于输入功率；输出电压大于输入电压，故A错误，B正确； CD．设升压变压器原副线圈比为，输入出电压分别为、，根据理想变压器电压与原副线圈匝数关系可得 由于输入电压不变，原副线圈匝数比不变，则升压变压器输出变压恒定。设降压变压器的原副线圈匝数比为，输入输出电压分别为、，通过原副线圈的电流分别为、，的副线圈并联多个用电器等效电阻为，则有，， 则 令，则 随着用户接入的用电器增多，副线圈接入电器的总电阻减小，则减小，输入线路中电流增大.R消耗的功率 的输出电压 用电器增多后，增大， R消耗的功率增大，的输出电压降低，故C错误，D正确。 故选BD。 5．（2022·天津·高考）如图所示，两理想变压器间接有电阻R，电表均为理想交流电表，a、b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后（    ） A．R的发热功率不变 B．电压表的示数不变 C．电流表的示数变大 D．电流表的示数变小 【答案】BC 【详解】AC．闭合开关S后，负载电阻减小，匝数为的线圈输出功率变大，匝数为的线圈输入功率也变大，a、b两端电压有效值不变，由 可知电流表的示数变大，根据 因比值不变，变大，变大，因此，R的发热功率变大，故A错误，C正确； B．根据理想变压器电压比等于匝数比 可知输出电压不变，电压表的示数不变，故B正确； D．根据理想变压器电流与匝数关系可得 由于匝数均保持不变，增大，所以、增大，故电流表的示数变大，故D错误。 故选BC。 6．（2021·天津·高考）如图所示，闭合开关后，的电阻两端的交流电压为，电压表和电流表均为理想交流电表，则（　　） A．该交流电周期为 B．电压表的读数为 C．电流表的读数为 D．电阻的电功率为 【答案】C 【详解】A．该交流电的周期 B．电压表的读数为交流电的有效值，即 选项B错误； C．电流表的读数为 选项C正确； D．电阻的电功率为 选项D错误。 故选C。 1．（2025·天津九校联考·二模）著名的法拉第圆盘发电示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘以恒定角速度旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（　　） A．圆盘中的电流呈周期性变化特点 B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动 C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向发生变化 D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍 【答案】B 【详解】A．可将铜圆盘等效为若干根由圆心到圆盘边缘的导体棒，每根导体棒都在切割磁感线，产生恒定的感应电动势，相当于电源，则整个铜圆盘就相当于若干个相同的电源并联，圆盘中的电流恒定，故A错误； B．根据右手定则可知，若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动，故B正确； C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向不变，故C错误； D．圆盘产生的感应电动势为 若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则感应电动势变为原来的2倍，通过R的电流变为原来的2倍，根据可知，电流在R上的热功率也变为原来的4倍，故D错误。 故选B。 2．（2025·天津九校联考·二模）随着科技的发展，新能源电动汽车无线充电技术应运而生，如图所示，M为受电线圈，N为送电线圈，可视为理想变压器。已知送电、受电线圈匝数比，a、b端输入电压。下列说法正确的是（　　） A．a、b端输入的交变电流方向每秒变化50次 B．送电线圈的输入功率大于受电线圈的输出功率 C．受电线圈产生的电动势的有效值为22V D．在时，送电线圈的电动势最大 【答案】C 【详解】A．由题意得交流电的周期s 因为正弦式交流电每个周期内电流方向改变两次，故每秒变化100次，故A错误； B．理想变压器原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，故B错误； C．送电线圈电压的有效值为V=220V 根据电压之比与线圈匝数之比的关系 解得V 故C正确； D．将代入 解得 故D错误； 故选C。 3．（2025·天津河西区·三调）如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数分别为、，在的原线圈两端接入一电压的交流电源。若的副线圈两端电压的有效值为，输电线的总电阻为，输电线中电流的有效值为，不考虑其它因素的影响，则以下说法正确的是（　　） A．的原线圈两端电压的有效值为 B． C．输电线上损失的电功率为 D．输电线上损失的电功率为 【答案】C 【详解】A．的原线圈两端电压的有效值为 故A错误； B．根据变压器原副线圈电压与匝数关系可知 解得 故B错误； CD．输电线上损失的电功率为 故C正确，D错误。 故选C。 4．（2025·天津九校联考·一模）小型电钻已经在生产生活中普遍使用，如图所示为其简化电路图，它由变压器及电机两部分构成，变压器为理想变压器。电机的内阻为1Ω，额定电压为22V，额定电流为1A，变压器原线圈电压为220V的正弦交流电时电钻正常工作，下列说法正确的是（　　） A．变压器副线圈电流的最大值为2A B．变压器原线圈的电流为0.2A C．变压器的副线圈消耗功率为1W D．电机产生的机械功率为21W 【答案】D 【详解】A．变压器副线圈电流的最大值为 故A错误； B．根据理想变压器原、副线圈电压与线圈匝数的关系 根据理想变压器原、副线圈电流与线圈匝数的关系 变压器原线圈的电流为 故B错误； C．变压器的副线圈消耗功率为 故C错误； D．电机产生的机械功率为 故D正确。 故选D。 5．（2025·天津和平区·三模）如图所示，10匝矩形线框处在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡（规格为“4W100Ω”）和滑动变阻器，电流表视为理想电表，则下列正确的是（　　） A．若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为 B．若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数增大 C．当灯泡正常发光时，原、副线圈的匝数比为 D．若将自耦变压器触头向上滑动，灯泡会变暗 【答案】C 【详解】A．感应电动势最大值 若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为，选项A错误； B．线圈匝数不变，根据理想变压器的变压比可知输出电压不变，若将滑动变阻器触头向上滑动，连入电路电阻变大，负载等效电阻变大， 又P1=U1I1可知电流表示数变小，故B错误； C．变压器输入电压的有效值为 开关闭合时灯泡正常发光，所以 根据理想变压器的变压比等于匝数比可知此时原副线圈的匝数比为2：1，故C正确； D．若将自耦变压器触头向上滑动，副线圈匝数变大，根据理想变压器的变压比可知输出电压变大，所以灯泡变亮，故D错误。 故选C。 6．（2025·天津耀华中学·一模）某住宅小区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成，发电机中矩形线圈电阻不计，它可绕轴OO′在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动。降压变压器副线圈上的滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R0表示从用户端输电线电阻。下列判断正确的是（　　） A．当用户用电器增加时，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向下滑动 B．当用户用电器减少，其他条件不变时，原线圈两端电压也减小 C．若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电压瞬时值最大 D．若发电机线圈的转速减为原来的一半，用户获得的交变电流频率保持不变 【答案】A 【详解】A．当用户数目增多时，负载电阻减小，副线圈输出电流增大，输电线上的电压损失变大，用户得到的电压变小，为使用户电压不变，应增加副线圈的匝数，提高输出电压，所以滑动触头P应向下滑动，故A正确； B．由于原线圈两端的电压由发电机决定，所以当用户用电器减少，其他条件不变时，原线圈两端电压不变，故B错误； C．图示位置线圈的磁通量最大，穿过线圈磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故C错误； D．若发电机线圈的转速减为原来的一半，根据可知，交流电的频率将减为原来的一半，变压器不改变交流电的频率，所以用户获得的交变电流频率减为原来的一半，故D错误。 故选A。 7．（2025·天津·二模）如图甲所示，风力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部磁极旋转。固定的矩形铜质线圈通过理想变压器接有阻值为R 的负载电阻，原线圈接有理想交流电压表和理想交流电流表，原、副线圈匝数分别为 ，如图乙所示。已知矩形铜质线圈面积为S，匝数为N，电阻不计，磁极匀速转动的角速度为ω，磁极之间的磁场近似为匀强磁场，磁感应强度大小为B，下列说法正确的是（　　） A．磁极在如图乙所示位置时，电流表的示数为零 B．磁极从图乙所示位置转过 过程中电流方向由 P 指向 Q C．负载电阻的功率为 D．磁极从图乙所示位置转过时磁通量的变化率为零 【答案】C 【详解】A．电流表的示数为交流电流的有效值，则磁极在如图乙所示位置时电流的瞬时值为零，但是电流表的示数不为零，选项A错误； B．磁极从图乙所示位置转过 过程中，等效于线圈逆时针转过，根据楞次定律可知，电流方向由 Q指向 P，选项B错误； C．感应电动势的最大值 有效值 变压器次级电压 负载电阻的功率为 选项C正确； D．磁极从图乙所示位置转过 时，线圈平面与磁感线平行，此时磁通量为零，磁通量的变化率最大，选项D错误。 故选C。 8．（2025·天津部分区·一模）如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈接有两个灯泡和一个定值电阻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．电流表的示数减小 B．电压表的示数不变 C．原线圈输入功率减小 D．电阻R消耗的电功率减小 【答案】B 【详解】B．电压表测的是变压器的输出电压，而输出电压由输入电压决定，开关S闭合后输入电压不变，所以输出电压不变，电压表示数不变，故B正确； A．开关S闭合后，变压器输出端电阻变小，输出电流变大，而输出电流决定输入电流，根据可知，输入电流变大，电流表示数变大，故A错误； C．变压器输入电压不变，输入电流变大，根据可知，原线圈输入功率变大，故C错误； D．由于输出电流变大，根据可知，电阻R消耗的电功率变大，故D错误。 故选B。 9．（2025·天津宁河芦台一中·一模）如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势的图象如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．时，通过线框的磁通量最大 B．时，线框平面与中性面垂直 C．线框匀速转动时的角速度大小为 D．线框产生的交变电动势的有效值为 【答案】A 【详解】A．由图乙可知，时，感应电动势瞬时值为0，此时通过线框的磁通量最大，故A正确； B．时，感应电动势瞬时值为0，此时通过线框的磁通量最大，线框平面与中性面重合，故B错误； C．由图乙可知，交流电的周期为，则线框匀速转动时的角速度大小为 故C错误； D．线框产生的交变电动势的最大值为，有效值为 故D错误。 故选A。 10．（2025·天津河西区·一模）如图甲所示，匝数为N的闭合矩形线圈abcd处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的固定轴OO＇以角速度匀速转动。线圈的ad边长为，ab边长为。线圈经过某位置时开始计时，通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．时刻，线圈中产生的感应电动势的瞬时值大小为 B．时刻，穿过线圈的磁通量的变化率大小为 C．时刻，线圈平面与中性面垂直 D．时刻，穿过线圈的磁通量大小为 【答案】B 【详解】A．线圈经过中性面时磁通量最大，由乙图可知，线圈经过中性面时开始计时，线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式 其中， 解得 由乙图可知 所以时刻，线圈中产生的感应电动势的瞬时值大小为 故A错误； B．由乙图可知，时刻线圈平面与磁场平行，有又 联立，解得 故B正确； C．由乙图可知，时刻，穿过线圈的磁通量最大，线圈平面与中性面重合，故C错误； D．由图乙可知，时刻，穿过线圈的磁通量大小为 故D错误。 故选B。 11．（2025·天津北辰·三模）交流发电机的示意图如甲所示，线圈从甲图所示的位置以为轴逆时针匀速转动，产生交变电流如图乙所示变化。则（　　） A．1s时间内电流出现50次峰值 B．该交变电流的有效值为 C．图甲所示位置时，AB边内电流的方向由B流向A D．当电流瞬时值为25A时，线圈平面与中性面的夹角为 【答案】BC 【详解】A．由图乙可知，交变电流的周期为，1个周期内出现2次峰值，所以1s时间内电流出现100次峰值，故A错误； B．由图乙可知该交变电流的最大值为50A，则有效值为 故B正确； C．根据右手定则可知，图甲所示位置时，AB边内电流的方向由B流向A，故C正确； D．线圈处于中性面时，电流为0；设线圈平面与中性面的夹角为，则对应的电流为 当当电流瞬时值为25A时，可得 可得 故D错误。 故选BC。 12．（2025·天津滨海新区·三模）2023年华为发布全液冷超级充电桩，可实现“一秒一公里”的充电速度。已知总电源输出频率为50Hz的正弦式交流电，升压变压器输入电压U1=500V，输电线总电阻r=25Ω，降压变压器匝数比为n3∶n4=15∶1，均为理想变压器。快充时充电桩电压为1000V，功率为600kW，充电即将完成时，为保证充电安全，会自动降低充电功率。下列说法正确的是（　　） A．1s内电流的方向变化50次 B．充电过程中电阻r损耗功率为40kW C．升压变压器的匝数比为n1∶n2=1∶30 D．充电即将完成时，充电桩电压会增大 【答案】BD 【详解】A．已知总电源输出频率为50Hz的正弦式交流电，可知周期为0.02s，一个周期内电流方向改变2次，则1s内电流的方向变化100次，故A错误； B．快充时充电桩电压为1000V，功率为600kW，则有 根据 可得输电线电流为 则充电过程中电阻r损耗功率为，故B正确； C．降压变压器原线圈的电压为 升压变压器副线圈的电压为 则升压变压器的匝数比为，故C错误； D．充电即将完成时，为保证充电安全，会自动降低充电功率，则总电源的输出功率也会降低，根据 可知升压变压器原线圈电流减小，根据 可知升压变压器副线圈电流减小，根据 可知，降压变压器原线圈的电压增大，根据 可知，降压变压器副线圈的电压增大，即充电桩电压会增大，故D正确。 故选BD。 13．（2025·天津新华中学·模拟）如图所示，电路中理想变压器输入端（V）的交流电，小灯泡额定功率为4W，电阻为1Ω，定值电阻阻值也为1Ω，原副线圈匝数之比为10∶1。电表均为理想电表，滑动变阻器的最大阻值为10Ω，调节滑动变阻器阻值使小灯泡正常发光。下列说法正确的是（　　） A．电压表示数为50V B．电流表的示数为2A C．当滑动变阻器滑片向下移动时，小灯泡的亮度变亮 D．当滑动变阻器滑片向下移动时，电阻的功率变大 【答案】AD 【详解】A．由题知电路中理想变压器输入端（V）的交流电，则交流电电压的最大值为 电压表示数为交流电电压的有效值，则有 故A正确； B．根据原副线圈电压与匝数的关系 可得 由题知，额定功率为4W，电阻为1Ω的灯泡正常发光，则有 代入数据解得 所以两端的电压为 则电流表的示数为 故B错误； CD．当滑动变阻器滑片向下移动时，滑动变阻器接入电路的电阻值变小，副线圈回路中总电阻减小，副线圈两端电压不变，则回路中电流增大，根据， 可知的功率变大，两端电压变大，根据 可知灯泡两端电压减小，所以小灯泡的亮度变暗，故C错误，D正确。 故选AD。 14．（2025·天津和平·二模）如图所示，有一台理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，用理想电压表和理想电流表测量副线圈的电压和电流，R为副线圈的负载电阻，现在原线圈两端加上交变电压u，其随时间变化的规律为，则(    ) A．副线圈中产生的交变电流频率为50Hz B．电压表的示数的最大值为 C．若电流表示数为0.lA，则原线圈中的电流为0.5A D．若电流表示数为0.1A，则1分钟内电阻R上产生的焦耳热为264J 【答案】AD 【详解】A．由表达式知道周期 所以频率 A正确； B．根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为 ，所以副线圈的电压的最大值为，电压表的示数为电压的有效值，所以示数为44V，所以B错误； C．电流与匝数成反比，所以若电流表示数为0.1A，则原线圈中的电流为0.02A，所以C错误； D．副线圈消耗的电能全部转化为焦耳热，所以Q=UIt=264J 所以D正确。 故选AD。 15．（2025·天津河北区·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。 16．（2025·天津和平·一模）如图所示，KLMN是一个竖直放置的矩形线框，处于水平方向的匀强磁场中，电阻为R，线框绕竖直固定轴匀速转动（俯视逆时针方向），当MN边与磁场方向的夹角为60°时（图中所示位置），线框中的电流大小为I0，已知所接交流电压表为理想表，则下列说法正确的是（　　） A．此时线框中电流的方向是K→L→M→N→K B．再转过30°时穿过导线框的磁通量变化率为0 C．线框中的电功率大小为2R D．此时电压表的示数为I0R 【答案】BC 【详解】A．由楞次定律可知，导线框中电流的方向是K→N→M→L→K，故A错误； B．导线框再转过30°时，导线框磁通量最大，磁通量变化量为零，电流为零，故B正确； C．导线框中产生的瞬时电动势的大小是电流 所以电流有效值为 线框中的电功率大小为2R 故C正确； D．电压表的示数为有效值，为 故D错误。 故选BC。 17．（2025·天津九校联考·二模）多用电表的原理及使用。 (1)如图甲所示的是多用电表内部结构示意图，通过选择开关分别与1、2、3、4、5、6相连，以改变电路结构，分别成为电流表、电压表和欧姆表，下列说法正确的是______。 A．选择开关接2时量程比接1时量程小，选择开关接6时量程比接5时量程大 B．在使用欧姆表测量电阻阻值时，若红黑表笔接反了，测量值将偏大 C．用多用电表的欧姆挡测导体的电阻时，若两手同时分别接触两表笔的金属杆，则测量值偏小 D．用多用电表的欧姆挡测电阻时，若指针偏转角度很小，则应换倍率较小的挡再进行测量 (2)某同学发现如图乙所示的实验电路不能正常工作，为排查电路故障，闭合开关S后，他用多用电表测量各点间的电压，。已知只有一处故障。为进一步判断电路故障的性质，他断开开关S后，将选择开关置于电阻挡的×1挡，分别将红黑表笔接c、e端时，指针指在如图丙所示的位置，则该电阻为______Ω，他将红黑表笔接e、f端时，指针几乎不偏转，因此电路故障为______。 【答案】(1)AC (2) 18 R 断路 【详解】（1）A．对电流表来说，分流电阻越小量程越大，由图可知接2时分流电阻更大，所以1比2量程大，对电压表来说，分压电阻越大量程越大，由图可知接6时分压电阻更大，所以6比5量程大，故A正确； B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，不会影响测量结果，故B错误； C．人是导体，双手捏住两表笔金属杆，测量的是电阻与人体的并联电阻阻值，测量值将偏小，故C正确； D．用欧姆挡测电阻时，如果指针偏转过小，说明待测电阻大，应将选择开关拨至倍率更大的挡位，故D错误。 故选AC。 （2）[1] 将选择开关置于电阻挡的×1挡，分别将红黑表笔接c、e端时，由图可知读数为 18； [2]再测 e、f 时几乎不动表针，说明从 e 到 f 已开路。结合电路图可判定是电阻 R 断路。 18．（2025·天津红桥区·一模）按实验要求填空： 甲图中的实验器材参数如下： 待测电流表A（量程） 电阻箱（最大阻值） 滑动变阻器（①最大阻值    ②最大阻值） 电源E（①电动势为，内阻很小    ②电动势为，内阻很小） (1)半偏法测电流表内阻的电路如图甲所示，测量方法是：先断开开关，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表的指针满偏；保持的阻值不变，闭合，调节电阻箱，使电流表的指针半偏，此时电阻箱的示数为。尽量减少系统误差，则滑动变阻器选择____________（选填“①”或“②”），电源E选择____________（选填“①”或“②”），电流表A内阻的测量值为____________（结果保留三位有效数字）Ω，测量值与真实值相比____________（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）。 (2)将该电流表A改装成量程为的电流表，应给电流表A____________（选填“串联”或“并联”）一个电阻，则改装后的电流表的内阻为____________（电流表A的内阻用“”表示）。 (3)测量一节废旧干电池的电动势E和内阻r，利用改装后的电流表和其它实验器材设计了如图乙所示的电路。在实验中，多次改变电阻箱阻值，记录多组数据，画出图像为一条直线（如图丙），由图中数据计算出该电池的电动势____________（结果保留三位有效数字）V，内阻____________（结果保留三位有效数字），如果没有考虑到电流表内阻的影响，电源电动势E的测量值将会____________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】(1) ① ① 99.0 偏小 (2) 并联 (3) 1.13 10.3 不变 【详解】（1）[1][2]根据题意可知，采用的是半偏法测量电流表内阻，为了减小误差，实验中电源选择电动势较大的①，回路最大电流1mA，根据欧姆定律可知，最小电阻故则滑动变阻器选择选择①。 [3]断开开关S2，闭合开关S1，调节滑动变阻器R1，使电流表的指针满偏，电流为IA，保持R1的阻值不变，闭合S2，调节电阻箱R2，使电流表的指针半偏，表中电流为，由于电阻箱R2与电流表A并联，所以认为电阻箱中电流为IR2=IA-=电流表A内阻等于此时电阻箱R2的阻值为RA=99.0Ω [4]由实验电路可知，闭合S2后，总电阻减小，总电流增大，则流过R2的实际电流大于，导致测量值小于真实值。 （2）[1]将电流表A改装成大量程的电流表应该并联一个分流电阻。 [2]则改装后的电流表的内阻为 （3）[1][2]根据闭合电路欧姆定律，有可得 结合图像可得， 解得， [3]由前面分析，可知 即电源电动势的测量值与电流表的内阻无关，如果没有考虑到电流表内阻的影响，电源电动势E的测量值将会不变。 19．（2025·天津红桥区·一模）某学校的一节物理课上，王老师以电磁炉上的金属戒指为研究对象，探究电磁感应现象。戒指可视为周长为L、横截面积为S（如图所示）、电阻率为的单匝圆形线圈，放置在匀强磁场中，磁感应强度方向垂直于戒指平面向里。若磁感应强度大小在时间内从0均匀增加到，求： (1)戒指中的感应电动势E的大小； (2)戒指中的感应电流I的大小和方向； (3)戒指中电流的热功率P。 【答案】(1) (2)，电流方向为逆时针 (3) 【详解】（1）设戒指的半径为r，则周长 磁感应强度大小在时间内从0均匀增加到，产生的感应电动势为 解得 （2）根据电阻定律可知，戒指的电阻为 根据欧姆定律可知，戒指中的感应电流大小为 解得 根据楞次定律可知，感应电流方向为逆时针。 （3）戒指中电流的热功率为 结合上述解得 / 学科网（北京）股份有限公司 $$