20.选必2 第三章 交变电流-高中物理·2025年高考真题按章分类

【高中物理人教版(2019)】 2025年高考真题-按章分类 选择性必修第二册 第三章 交变电流 11个单选题 + 5个多选题 + 1个实验题 + 1个解答题 ---- 学 生 版 ---- 一、单选题 1.(2025高考·江西)某变压器的原线圈匝数未知，将的正弦交流电输入原线圈。改变副线圈的匝数n，测得副线圈两端的电压U与匝数n之间的关系如图所示。若该变压器为理想变压器，则原线圈的匝数最接近(　　) A.110 B.160 C.210 D.310 2.(2025高考·北京)如图所示，交流发电机中的线圈沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是(　　) A.该交流电的频率为 B.线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C.线圈转到图示位置时，边受到的安培力方向向上 D.仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为 3.(2025高考·福建)某理想变压器如图甲，原副线圈匝数比4：1，输入电压随时间的变化图像如图乙，R1的阻值为R2的2倍，则(　　) A.交流电的周期为2.5s B.电压表示数为12V C.副线圈干路的电流为R1电流的2倍 D.原副线圈功率之比为4：1 4.(2025高考·河北)2024年底，世界装机容量最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站全面投产发电。如图，若该电站通过理想变压器调节输出电压时，输入电压保持不变。已知副线圈总匝数为n，分接头间和间的线圈匝数，开关S接3时输出电压的瞬时值，则S接2时的图像为(　　) A. B. C. D. 5.(2025高考·北京)如图所示，线圈自感系数为L，电容器电容为C，电源电动势为和是三个相同的小灯泡。开始时，开关S处于断开状态。忽略线圈电阻和电源内阻，将开关S闭合，下列说法正确的是(　　) A.闭合瞬间，与同时亮起 B.闭合后，亮起后亮度不变 C.稳定后，与亮度一样 D.稳定后，电容器的电荷量是 6.(2025高考·广东)如图所示。某光伏电站输出功率、电压的交流电，经理想变压器升压至后，通过输电线输送到变电站，输电线的等效电阻R为。下列说法正确的是(  ) A.变压器原、副线圈匝数比为 B.输电线上由R造成的电压损失为 C.变压器原线圈中的电流为 D.变压器原、副线圈中电流的频率不同 7.(2025高考·湖南)如图，某小组设计了灯泡亮度可调的电路，a、b、c为固定的三个触点，理想变压器原、副线圈匝数比为k，灯泡L和三个电阻的阻值均恒为R，交变电源输出电压的有效值恒为U。开关S与不同触点相连，下列说法正确的是(　　) A.S与a相连，灯泡的电功率最大 B.S与a相连，灯泡两端的电压为 C.S与b相连，流过灯泡的电流为 D.S与c相连，灯泡的电功率为 8.(2025高考·安徽)某理想变压器的实验电路如图所示，原、副线圈总匝数之比，A为理想交流电流表。初始时，输入端a、b间接入电压的正弦式交流电，变压器的滑动触头P位于副线圈的正中间，电阻箱R的阻值调为。要使电流表的示数变为，下列操作正确的是(　　) A.电阻箱R的阻值调为 B.副线圈接入电路的匝数调为其总匝数的 C.输入端电压调为 D.输入端电压调为 9.(2025高考·江苏)用图示可拆变压器进行探究实验，当变压器左侧的输入电压为时，若右侧接线柱选取“0”和“4”，右侧获得输出电压.则左侧接线柱选取的是(  ) A.“0”和“2” B.“2”和“8” C.“2”和“14” D.“8”和“14” 10.(2025高考·山东)如图为一种交流发电装置的示意图，长度为、间距为L的两平行金属电极固定在同一水平面内，两电极之间的区域I和区域Ⅱ有竖直方向的磁场，磁感应强度大小均为B、方向相反，区域I边界是边长为L的正方形，区域Ⅱ边界是长为L、宽为的矩形。传送带从两电极之间以速度v匀速通过，传送带上每隔固定一根垂直运动方向、长度为L的导体棒，导体棒通过磁场区域过程中与电极接触良好。该装置产生电动势的有效值为(　　) A. B. C. D. 11.(2025高考·广西)某变压器输入正弦交流电的电压有效值为220V.输出电压最大值为，该变压器视为理想变压器，其原、副线圈匝数之比为(  ) A. B. C. D. 二、多选题 12.(2025高考·重庆)2025年1月“疆电入渝”工程重庆段全线贯通，助力重庆形成特高压输电新格局，该工程计划将输电站提供的直流电由新疆输送至重庆，多次转换后变为的交流电，再经配电房中的变压器(视为理想变压器)降为的家用交流电，若输电线路输送功率为，且直流输电过程中导线电阻产生的电功率损耗不超过输送功率的5%，则(　　) A.直流输电导线中的电流为250A B.直流输电导线总阻值不超过16Ω C.家用交流电的电压最大值为220V，频率为50Hz D.配电房中变压器原、副线圈中电流比为 13.(2025高考·云南)电动汽车充电桩的供电变压器(视为理想变压器)示意图如图所示。变压器原线圈的匝数为，输入电压；两副线圈的匝数分别为和，输出电压。当I、Ⅱ区充电桩同时工作时，两副线圈的输出功率分别为和，下列说法正确的是(　　) A. B. C.变压器的输入功率为 D.两副线圈输出电压最大值均为 14.(2025高考·黑吉辽蒙卷)如图，“”形导线框置于磁感应强度大小为B、水平向右的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直，各边长均为l。线框绕b、e所在直线以角速度顺时针匀速转动，be与磁场方向垂直。时，abef与水平面平行，则(  ) A.时，电流方向为abcdefa B.时，感应电动势为 C.时，感应电动势为0 D.到过程中，感应电动势平均值为0 15.(2025高考·湖北)在如图所示的输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两变压器均为理想变压器，左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，两变压器间输电线路电阻为r。下列说法正确的是(　　) A.仅增加用户数，r消耗的功率增大 B.仅增加用户数，用户端的电压增大 C.仅适当增加n2，用户端的电压增大 D.仅适当增加n2，整个电路消耗的电功率减小 16.(2025高考·浙江)如图1所示，在平面内存在一以O为圆心、半径为r的圆形区域，其中存在一方向垂直平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化如图2所示，周期为。变化的磁场在空间产生感生电场，电场线为一系列以O为圆心的同心圆，在同一电场线上，电场强度大小相同。在同一平面内，有以O为圆心的半径为的导电圆环I，与磁场边界相切的半径为的导电圆环Ⅱ，电阻均为R，圆心O对圆环Ⅱ上P、Q两点的张角；另有一可视为无限长的直导线CD。导电圆环间绝缘，且不计相互影响，则( ) A.圆环I中电流的有效值为 B.时刻直导线CD电动势为 C.时刻圆环Ⅱ中电流为 D.时刻圆环Ⅱ上PQ间电动势为 三、实验题 17.(2025高考·山东)某实验小组为探究远距离高压输电的节能优点，设计了如下实验。所用实验器材为： 学生电源； 可调变压器、； 电阻箱R； 灯泡L(额定电压为)； 交流电流表，交流电压表， 开关、，导线若干。 部分实验步骤如下： (1)模拟低压输电。按图甲连接电路，选择学生电源交流挡，使输出电压为，闭合，调节电阻箱阻值，使示数为，此时(量程为)示数如图乙所示，为 ，学生电源的输出功率为 W。 (2)模拟高压输电。保持学生电源输出电压和电阻箱阻值不变，按图丙连接电路后闭合。调节、，使示数为，此时示数为，则低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的 倍。 (3)示数为，高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了 W。 四、解答题 18.(2025高考·江苏)圆筒式磁力耦合器由内转子、外转子两部分组成。工作原理如图甲所示。内、外转子可绕中心轴转动。外转子半径为，由四个相同的单匝线圈紧密围成，每个线圈的电阻均为R，直边的长度均为L，与轴线平行。内转子半径为，由四个形状相同的永磁体组成，磁体产生径向磁场，线圈处的磁感应强度大小均为B。外转子始终以角速度匀速转动，某时刻线圈abcd的直边ab与cd处的磁场方向如图乙所示。 (1)若内转子固定，求ab边产生感应电动势的大小E； (2)若内转子固定，求外转子转动一周，线圈abcd产生的焦耳热Q； (3)若内转子不固定，外转子带动内转子匀速转动，此时线圈中感应电流为I，求线圈abcd中电流的周期T。 选择性必修第二册 第三章 交变电流 ---- 参考答案及解析 ---- 一、单选题 1.C 设原线圈的匝数为，根据，可得由题图可知当时，，代入可得。 2.C 根据题意可知，该交流电的频率为，A错误。线圈转到图示位置时，磁场与线圈平面平行，磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大，B错误。根据题意，由右手定则可知，线圈转到图示位置时，电流由，由左手定则可知，边受到的安培力方向向上，C正确。根据题意，由公式可知，仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为原来的2倍，为，D错误。 3.B 由图可知，交流电的周期为2.25s，A错误。根据图乙可知，输入电压最大值，则输入电压有效值为，根据变压比可知，副线圈电压即电压表示数为，B正确。R1的阻值为R2的2倍，根据并联规律可知，两电阻的电压相同，根据欧姆定律可知，流经R1和R2的电流之比为，副线圈干路电流等于流经两电阻的电流之和，则副线圈干路的电流为R1电流的3倍，C错误。根据变压器的原理可知，原副线圈功率相同，D错误。 4.D 根据理想变压器电压比与匝数比关系可知，由于输入电压不变，可知即 解得；可知此时输出的交流电的周期为，选D。 5.C 闭合开关瞬间，电容器C相当于通路，线圈L相当于断路，所以瞬间亮起，逐渐变亮，A错误。闭合开关后，电容器充电，充电完成后相当于断路，所以亮一下后熄灭，B错误。稳定后，电容器相当于断路，线圈相当于短路，所以、串联，所以一样亮，C正确。稳定后，电容器与并联，两端电压等于两端电压，由于线圈电阻和电源内阻忽略不计，且、串联，两端电压为，根据，可得电容器的电荷量等于，D错误。 6.B 根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可得，A错误。原副线圈两端的功率相等，流过副线圈的电流输电线上由R造成的电压损失为，B正确。变压器原线圈中的电流为，C错误。变压器不改变交变电流的频率，变压器原、副线圈中电流的频率相同，D错误。 7.B 设变压器原、副线圈的电压分别为，灯泡L的阻值为R，根据等效电阻的思想有灯泡的等效电阻灯泡L的阻值由理想变压器原理，电压关系电流关系联立解得，值恒定，即等效负载恒定，当S与c相连时，原线圈所在电路的总电阻最小，流过原线圈的电流最大，根据变压器原副线圈电流关系可知副线圈电流最大，根据可知灯泡的电功率最大，A错误。S与a相连，变压器原线圈电压灯泡两端的电压为，B正确。S与b相连，变压器原线圈电路接入两个电阻，变压器原线圈的电流流过灯泡的电流，C错误。S与c相连，变压器原线圈电路接入一个电阻，变压器原线圈的电流流过灯泡的电流灯泡的电功率为，D错误。 8.B 输入电压峰值为，则输入电压有效值为，滑动触头在正中间，根据变压比可知，输出电压，若将电阻箱阻值调为18欧姆，则电流为1A，A错误。若将副线圈匝数调为总匝数的，根据变压比可知，输出电压，则副线圈电流变为，B正确。输入端电压调为时，其有效值不变，不会导致电流的变化，仍然为，C错误。将输入电压峰值减小一半，则输入电压有效值变为，输出电压，副线圈电流变为，D错误。 9.A 根据可拆式变压器电压比与匝数比关系有，即解得故原线圈接入的匝数是匝，即左侧接线柱线圈选取的是“0”和“2”，选A。 10.D 由题意可知导体棒通过磁场区域过程需要的时间，即周期为导体棒通过区域I时，产生的电动势大小为，经过的时间为导体棒通过区域Ⅱ时，产生的电动势大小为，经过的时间为根据有效值的定义有带入数据可得，选D。 11.C 变压器次级电压有效值为则变压器原副线圈的匝数比，选C。 二、多选题 12.BD 直流输电电流由公式计算得，A错误。导线允许的最大功率损耗为5%的输送功率由 得导线总阻值上限，B正确。家用交流电表达式为，其最大值为；频率为，C错误。变压器原线圈电压，副线圈电压，匝数比电流比与匝数比成反比可知，D正确。 13.AC 根据理想变压器的电压比等于匝数比可得，A正确，B错误。根据能量守恒可知变压器的输入功率等于总的输出功率，故，C正确。输出电压为交流电的有效值，根据正弦交流电的最大值与有效值的关系可知，两副线圈输出电压最大值均为，D错误。 14.AB 线框旋转切割磁场产生电动势的两条边为和，时刻边速度与磁场方向平行，不产生电动势，因此此时边切割产生电动势，由右手定则可知电流方向为，电动势为，AB正确。时，线框旋转180°，此时依旧是边切割磁场产生电动势，感应电动势不为零，C错误。到时，线框的磁通量变化量为零，线框的磁通量变化量为由法拉第电磁感应定律可得平均电动势为，D错误。 15.AC 整个电路物理量标注如图 设用户端总电阻为R用户，降压器输入端等效为电阻Rx，则有因为其中I2=I3，则对于输电线有联立整理可得仅增加用户数，则R用户减小，可知I2增大，根据可知r消耗的功率增大，A正确。仅增加用户数，I2增大，根据可知U3减小，根据用户端的电压可知用户端的电压减小，B错误。仅适当增加n2，根据可知U2增大，根据可知I2增大，根据可知U3增大，根据用户端的电压可知用户端的电压增大，C正确。由C选项可知，仅适当增加n2，I2增大，整个电路消耗的电功率由于U2增大，故整个电路消耗的电功率变大，D错误。 16.BD 由题图可知，在内和内圆环I中的电流大小均为在内圆环I中的电流大小为设圆环I中电流的有效值为，根据有效值定义可得联立解得A错误。设右侧又一无限长的直导线对称的无限长的直导线与构成回路，则时刻，、回路产生的总电动势为根据对称性可知时刻直导线CD电动势为，B正确。由于圆环Ⅱ处于磁场外部，通过圆环Ⅱ的磁通量一直为0，所以圆环Ⅱ不会产生感应电流，则时刻圆环Ⅱ中电流为0，C错误。以O点为圆心，过程P、Q两点圆轨道，在时刻产生的电动势为则P、Q两点间圆弧的电动势为由于P、Q两点间圆弧与圆环Ⅱ上PQ构成回路不会产生感应电流，则圆环Ⅱ上PQ间电动势为，D正确。 三、实验题 17.【答案】(1)200 根据题图可知电流表的分度值为5mA，故读数为200mA； 2.4 学生电源的输出功率 (2)100 低压输电时电阻箱消耗的功率为电阻箱的接入的电阻为高压输电时，电阻箱消耗的功率为可得即低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的100倍。 (3)0.9 示数为时，学生电源的输出功率高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了。 四、解答题 18.【答案】(1) 根据题意可知，转动时的线速度为则ab产生的感应电动势。 (2) 根据题意，由图可知，若内转子固定，外转子转动过程中，、均切割磁感线，且产生的感应电流方向相反，则转动过程中感应电动势为感应电流为转子转动的周期为则abcd转一圈产生的热量。 (3) 结合图可知，转子转动电流方向改变，大小不变，若内转子不固定，跟着外转子一起转，且abcd中的电流为I，则感应电动势为又有则电流改变方向的时间为则电流的周期为。 16 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $ 【高中物理人教版(2019)】 2025年高考真题-按章分类 选择性必修第二册 第三章 交变电流 11个单选题 + 5个多选题 + 1个实验题 + 1个解答题 ---- 教 师 版 ---- 一、单选题 1.(2025高考·江西)某变压器的原线圈匝数未知，将的正弦交流电输入原线圈。改变副线圈的匝数n，测得副线圈两端的电压U与匝数n之间的关系如图所示。若该变压器为理想变压器，则原线圈的匝数最接近(　　) A.110 B.160 C.210 D.310 1.C 设原线圈的匝数为，根据，可得由题图可知当时，，代入可得。 2.(2025高考·北京)如图所示，交流发电机中的线圈沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是(　　) A.该交流电的频率为 B.线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C.线圈转到图示位置时，边受到的安培力方向向上 D.仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为 2.C 根据题意可知，该交流电的频率为，A错误。线圈转到图示位置时，磁场与线圈平面平行，磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大，B错误。根据题意，由右手定则可知，线圈转到图示位置时，电流由，由左手定则可知，边受到的安培力方向向上，C正确。根据题意，由公式可知，仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为原来的2倍，为，D错误。 3.(2025高考·福建)某理想变压器如图甲，原副线圈匝数比4：1，输入电压随时间的变化图像如图乙，R1的阻值为R2的2倍，则(　　) A.交流电的周期为2.5s B.电压表示数为12V C.副线圈干路的电流为R1电流的2倍 D.原副线圈功率之比为4：1 3.B 由图可知，交流电的周期为2.25s，A错误。根据图乙可知，输入电压最大值，则输入电压有效值为，根据变压比可知，副线圈电压即电压表示数为，B正确。R1的阻值为R2的2倍，根据并联规律可知，两电阻的电压相同，根据欧姆定律可知，流经R1和R2的电流之比为，副线圈干路电流等于流经两电阻的电流之和，则副线圈干路的电流为R1电流的3倍，C错误。根据变压器的原理可知，原副线圈功率相同，D错误。 4.(2025高考·河北)2024年底，世界装机容量最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站全面投产发电。如图，若该电站通过理想变压器调节输出电压时，输入电压保持不变。已知副线圈总匝数为n，分接头间和间的线圈匝数，开关S接3时输出电压的瞬时值，则S接2时的图像为(　　) A. B. C. D. 4.D 根据理想变压器电压比与匝数比关系可知，由于输入电压不变，可知即 解得；可知此时输出的交流电的周期为，选D。 5.(2025高考·北京)如图所示，线圈自感系数为L，电容器电容为C，电源电动势为和是三个相同的小灯泡。开始时，开关S处于断开状态。忽略线圈电阻和电源内阻，将开关S闭合，下列说法正确的是(　　) A.闭合瞬间，与同时亮起 B.闭合后，亮起后亮度不变 C.稳定后，与亮度一样 D.稳定后，电容器的电荷量是 5.C 闭合开关瞬间，电容器C相当于通路，线圈L相当于断路，所以瞬间亮起，逐渐变亮，A错误。闭合开关后，电容器充电，充电完成后相当于断路，所以亮一下后熄灭，B错误。稳定后，电容器相当于断路，线圈相当于短路，所以、串联，所以一样亮，C正确。稳定后，电容器与并联，两端电压等于两端电压，由于线圈电阻和电源内阻忽略不计，且、串联，两端电压为，根据，可得电容器的电荷量等于，D错误。 6.(2025高考·广东)如图所示。某光伏电站输出功率、电压的交流电，经理想变压器升压至后，通过输电线输送到变电站，输电线的等效电阻R为。下列说法正确的是(  ) A.变压器原、副线圈匝数比为 B.输电线上由R造成的电压损失为 C.变压器原线圈中的电流为 D.变压器原、副线圈中电流的频率不同 6.B 根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可得，A错误。原副线圈两端的功率相等，流过副线圈的电流输电线上由R造成的电压损失为，B正确。变压器原线圈中的电流为，C错误。变压器不改变交变电流的频率，变压器原、副线圈中电流的频率相同，D错误。 7.(2025高考·湖南)如图，某小组设计了灯泡亮度可调的电路，a、b、c为固定的三个触点，理想变压器原、副线圈匝数比为k，灯泡L和三个电阻的阻值均恒为R，交变电源输出电压的有效值恒为U。开关S与不同触点相连，下列说法正确的是(　　) A.S与a相连，灯泡的电功率最大 B.S与a相连，灯泡两端的电压为 C.S与b相连，流过灯泡的电流为 D.S与c相连，灯泡的电功率为 7.B 设变压器原、副线圈的电压分别为，灯泡L的阻值为R，根据等效电阻的思想有灯泡的等效电阻灯泡L的阻值由理想变压器原理，电压关系电流关系联立解得，值恒定，即等效负载恒定，当S与c相连时，原线圈所在电路的总电阻最小，流过原线圈的电流最大，根据变压器原副线圈电流关系可知副线圈电流最大，根据可知灯泡的电功率最大，A错误。S与a相连，变压器原线圈电压灯泡两端的电压为，B正确。S与b相连，变压器原线圈电路接入两个电阻，变压器原线圈的电流流过灯泡的电流，C错误。S与c相连，变压器原线圈电路接入一个电阻，变压器原线圈的电流流过灯泡的电流灯泡的电功率为，D错误。 8.(2025高考·安徽)某理想变压器的实验电路如图所示，原、副线圈总匝数之比，A为理想交流电流表。初始时，输入端a、b间接入电压的正弦式交流电，变压器的滑动触头P位于副线圈的正中间，电阻箱R的阻值调为。要使电流表的示数变为，下列操作正确的是(　　) A.电阻箱R的阻值调为 B.副线圈接入电路的匝数调为其总匝数的 C.输入端电压调为 D.输入端电压调为 8.B 输入电压峰值为，则输入电压有效值为，滑动触头在正中间，根据变压比可知，输出电压，若将电阻箱阻值调为18欧姆，则电流为1A，A错误。若将副线圈匝数调为总匝数的，根据变压比可知，输出电压，则副线圈电流变为，B正确。输入端电压调为时，其有效值不变，不会导致电流的变化，仍然为，C错误。将输入电压峰值减小一半，则输入电压有效值变为，输出电压，副线圈电流变为，D错误。 9.(2025高考·江苏)用图示可拆变压器进行探究实验，当变压器左侧的输入电压为时，若右侧接线柱选取“0”和“4”，右侧获得输出电压.则左侧接线柱选取的是(  ) A.“0”和“2” B.“2”和“8” C.“2”和“14” D.“8”和“14” 9.A 根据可拆式变压器电压比与匝数比关系有，即解得故原线圈接入的匝数是匝，即左侧接线柱线圈选取的是“0”和“2”，选A。 10.(2025高考·山东)如图为一种交流发电装置的示意图，长度为、间距为L的两平行金属电极固定在同一水平面内，两电极之间的区域I和区域Ⅱ有竖直方向的磁场，磁感应强度大小均为B、方向相反，区域I边界是边长为L的正方形，区域Ⅱ边界是长为L、宽为的矩形。传送带从两电极之间以速度v匀速通过，传送带上每隔固定一根垂直运动方向、长度为L的导体棒，导体棒通过磁场区域过程中与电极接触良好。该装置产生电动势的有效值为(　　) A. B. C. D. 10.D 由题意可知导体棒通过磁场区域过程需要的时间，即周期为导体棒通过区域I时，产生的电动势大小为，经过的时间为导体棒通过区域Ⅱ时，产生的电动势大小为，经过的时间为根据有效值的定义有带入数据可得，选D。 11.(2025高考·广西)某变压器输入正弦交流电的电压有效值为220V.输出电压最大值为，该变压器视为理想变压器，其原、副线圈匝数之比为(  ) A. B. C. D. 11.C 变压器次级电压有效值为则变压器原副线圈的匝数比，选C。 二、多选题 12.(2025高考·重庆)2025年1月“疆电入渝”工程重庆段全线贯通，助力重庆形成特高压输电新格局，该工程计划将输电站提供的直流电由新疆输送至重庆，多次转换后变为的交流电，再经配电房中的变压器(视为理想变压器)降为的家用交流电，若输电线路输送功率为，且直流输电过程中导线电阻产生的电功率损耗不超过输送功率的5%，则(　　) A.直流输电导线中的电流为250A B.直流输电导线总阻值不超过16Ω C.家用交流电的电压最大值为220V，频率为50Hz D.配电房中变压器原、副线圈中电流比为 12.BD 直流输电电流由公式计算得，A错误。导线允许的最大功率损耗为5%的输送功率由 得导线总阻值上限，B正确。家用交流电表达式为，其最大值为；频率为，C错误。变压器原线圈电压，副线圈电压，匝数比电流比与匝数比成反比可知，D正确。 13.(2025高考·云南)电动汽车充电桩的供电变压器(视为理想变压器)示意图如图所示。变压器原线圈的匝数为，输入电压；两副线圈的匝数分别为和，输出电压。当I、Ⅱ区充电桩同时工作时，两副线圈的输出功率分别为和，下列说法正确的是(　　) A. B. C.变压器的输入功率为 D.两副线圈输出电压最大值均为 13.AC 根据理想变压器的电压比等于匝数比可得，A正确，B错误。根据能量守恒可知变压器的输入功率等于总的输出功率，故，C正确。输出电压为交流电的有效值，根据正弦交流电的最大值与有效值的关系可知，两副线圈输出电压最大值均为，D错误。 14.(2025高考·黑吉辽蒙卷)如图，“”形导线框置于磁感应强度大小为B、水平向右的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直，各边长均为l。线框绕b、e所在直线以角速度顺时针匀速转动，be与磁场方向垂直。时，abef与水平面平行，则(  ) A.时，电流方向为abcdefa B.时，感应电动势为 C.时，感应电动势为0 D.到过程中，感应电动势平均值为0 14.AB 线框旋转切割磁场产生电动势的两条边为和，时刻边速度与磁场方向平行，不产生电动势，因此此时边切割产生电动势，由右手定则可知电流方向为，电动势为，AB正确。时，线框旋转180°，此时依旧是边切割磁场产生电动势，感应电动势不为零，C错误。到时，线框的磁通量变化量为零，线框的磁通量变化量为由法拉第电磁感应定律可得平均电动势为，D错误。 15.(2025高考·湖北)在如图所示的输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两变压器均为理想变压器，左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，两变压器间输电线路电阻为r。下列说法正确的是(　　) A.仅增加用户数，r消耗的功率增大 B.仅增加用户数，用户端的电压增大 C.仅适当增加n2，用户端的电压增大 D.仅适当增加n2，整个电路消耗的电功率减小 15.AC 整个电路物理量标注如图 设用户端总电阻为R用户，降压器输入端等效为电阻Rx，则有因为其中I2=I3，则对于输电线有联立整理可得仅增加用户数，则R用户减小，可知I2增大，根据可知r消耗的功率增大，A正确。仅增加用户数，I2增大，根据可知U3减小，根据用户端的电压可知用户端的电压减小，B错误。仅适当增加n2，根据可知U2增大，根据可知I2增大，根据可知U3增大，根据用户端的电压可知用户端的电压增大，C正确。由C选项可知，仅适当增加n2，I2增大，整个电路消耗的电功率由于U2增大，故整个电路消耗的电功率变大，D错误。 16.(2025高考·浙江)如图1所示，在平面内存在一以O为圆心、半径为r的圆形区域，其中存在一方向垂直平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化如图2所示，周期为。变化的磁场在空间产生感生电场，电场线为一系列以O为圆心的同心圆，在同一电场线上，电场强度大小相同。在同一平面内，有以O为圆心的半径为的导电圆环I，与磁场边界相切的半径为的导电圆环Ⅱ，电阻均为R，圆心O对圆环Ⅱ上P、Q两点的张角；另有一可视为无限长的直导线CD。导电圆环间绝缘，且不计相互影响，则( ) A.圆环I中电流的有效值为 B.时刻直导线CD电动势为 C.时刻圆环Ⅱ中电流为 D.时刻圆环Ⅱ上PQ间电动势为 16.BD 由题图可知，在内和内圆环I中的电流大小均为在内圆环I中的电流大小为设圆环I中电流的有效值为，根据有效值定义可得联立解得A错误。设右侧又一无限长的直导线对称的无限长的直导线与构成回路，则时刻，、回路产生的总电动势为根据对称性可知时刻直导线CD电动势为，B正确。由于圆环Ⅱ处于磁场外部，通过圆环Ⅱ的磁通量一直为0，所以圆环Ⅱ不会产生感应电流，则时刻圆环Ⅱ中电流为0，C错误。以O点为圆心，过程P、Q两点圆轨道，在时刻产生的电动势为则P、Q两点间圆弧的电动势为由于P、Q两点间圆弧与圆环Ⅱ上PQ构成回路不会产生感应电流，则圆环Ⅱ上PQ间电动势为，D正确。 三、实验题 17.(2025高考·山东)某实验小组为探究远距离高压输电的节能优点，设计了如下实验。所用实验器材为： 学生电源； 可调变压器、； 电阻箱R； 灯泡L(额定电压为)； 交流电流表，交流电压表， 开关、，导线若干。 部分实验步骤如下： (1)模拟低压输电。按图甲连接电路，选择学生电源交流挡，使输出电压为，闭合，调节电阻箱阻值，使示数为，此时(量程为)示数如图乙所示，为 ，学生电源的输出功率为 W。 (2)模拟高压输电。保持学生电源输出电压和电阻箱阻值不变，按图丙连接电路后闭合。调节、，使示数为，此时示数为，则低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的 倍。 (3)示数为，高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了 W。 17.【答案】(1)200 根据题图可知电流表的分度值为5mA，故读数为200mA； 2.4 学生电源的输出功率 (2)100 低压输电时电阻箱消耗的功率为电阻箱的接入的电阻为高压输电时，电阻箱消耗的功率为可得即低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的100倍。 (3)0.9 示数为时，学生电源的输出功率高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了。 四、解答题 18.(2025高考·江苏)圆筒式磁力耦合器由内转子、外转子两部分组成。工作原理如图甲所示。内、外转子可绕中心轴转动。外转子半径为，由四个相同的单匝线圈紧密围成，每个线圈的电阻均为R，直边的长度均为L，与轴线平行。内转子半径为，由四个形状相同的永磁体组成，磁体产生径向磁场，线圈处的磁感应强度大小均为B。外转子始终以角速度匀速转动，某时刻线圈abcd的直边ab与cd处的磁场方向如图乙所示。 (1)若内转子固定，求ab边产生感应电动势的大小E； (2)若内转子固定，求外转子转动一周，线圈abcd产生的焦耳热Q； (3)若内转子不固定，外转子带动内转子匀速转动，此时线圈中感应电流为I，求线圈abcd中电流的周期T。 18.【答案】(1) 根据题意可知，转动时的线速度为则ab产生的感应电动势。 (2) 根据题意，由图可知，若内转子固定，外转子转动过程中，、均切割磁感线，且产生的感应电流方向相反，则转动过程中感应电动势为感应电流为转子转动的周期为则abcd转一圈产生的热量。 (3) 结合图可知，转子转动电流方向改变，大小不变，若内转子不固定，跟着外转子一起转，且abcd中的电流为I，则感应电动势为又有则电流改变方向的时间为则电流的周期为。 16 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $