第三章 交变电流（专项训练）物理人教版选择性必修第二册

第一章 安培力和洛伦兹力（解析版） 目录 A题型建模・专项突破 题型一、交变电流的产生 1 题型二、交变电流的变化规律 2 题型三、交变电流的描述（常考点） 3 题型四、变压器（重点） 4 题型五、远距离输电（重点） 5 B综合攻坚・能力跃升 题型一、交变电流的产生 1．（25-26高三上·湖北·阶段练习）如图所示，交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动，此时线圈平面与中性面垂直，下列说法正确的是（　　） A．在图示位置时，穿过线圈的磁通量最大 B．在图示位置时，电流方向发生改变 C．在图示位置时，AB边受安培力方向向上 D．从图示位置转过90°时，线圈中电动势最大 【答案】C 【详解】A．在图示位置时，穿过线圈的磁通量为零，故A错误； B．在图示位置时，线圈中的电流方向不发生改变，故B错误； C．根据右手定则可知，线圈中的电流方向为结合左手定则可知，AB边受安培力方向向上，故C正确； D．在图示位置，穿过线圈的磁通量为零，感应电动势和感应电流均达到最大，线圈转过90°时，穿过线圈的磁通量最大，感应电动势和感应电流均为零，故D错误。 故选C。 2．（24-25高二下·福建·期末）如图，线圈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大 D．线圈中电流方向为 【答案】C 【详解】ABC．图示水平位置与中性面垂直，此时穿过线圈平面的磁通量变化率最大，线圈中瞬时感应电动势最大，故AB错误，C正确； D．由右手定则，可知此时线圈中电流方向为，故D错误。 故选C。 3．（24-25高二下·山东日照·阶段练习）一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法正确的是（　　） A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直 B．t＝0.01 s时刻，Φ的变化率最大 C．t＝0.02 s时刻，交流电动势达到最大 D．该线圈产生的交流电动势的图象如图乙所示 【答案】B 【详解】A．t=0时刻，磁通量最大，则线圈平面与中性面平行，A错误； B．t=0.01 s时刻，Φ-t图像斜率最大，则Φ的变化率最大，B正确； C．t=0.02 s时刻，磁通量最大，感应电动势为0，C错误； D．磁通量最大时，感应电动势为0；磁通量为0即磁通量变化率最大时，感应电动势最大，图乙不符，D错误。 故选B。 题型二、交变电流的变化规律 4．（25-26高三上·广东湛江·月考）全球首座商用海浪发电厂LIMPET500外观和原理示意图如下。如乙图所示，该发电厂面向大海的一侧有一部分水下建筑，海浪涌入或后退时，结构内的水位上升或下降，压缩空气推动涡轮旋转带动转子转动，产生电力。其发电机的简化结构如丙图所示。下面说法正确的是（　　） A．图中线圈所处位置是中性面 B．在图所示位置时，穿过线圈的磁通量变化率为零 C．在图所示位置时，线圈BB′边的导线受到的安培力方向向上 D．在图所示位置时，线圈a端电势高于b端电势 【答案】C 【详解】A．题图丙中线圈所处位置与磁感线平行，与中性面垂直，故A错误； B．题图丙中线圈所处位置与磁感线平行，穿过线圈的磁通量最小，磁通量变化率最大，故B错误； C．题图丙中线圈顺时针转动，根据右手定则可知线圈内部电流从a到b，根据左手定则可知线圈BB′边的导线受到的安培力方向向上，故C正确； D．根据右手定则可知此时线圈内部电流从a到b，则线圈转动到如题图所示位置时a端电势低于b端电势，故D错误。 故选C。 5．（25-26高三上·广东·阶段练习）如图甲所示，电阻的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，在定值电阻上产生的图像如图乙所示，定值电阻，其他导线电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．当线圈平面与磁场方向垂直时，通过线圈的磁通量最小 B．线圈的角速度 C．线圈中产生电动势的有效值为10V D．回路中电流的有效值为1A 【答案】D 【详解】A．当线圈平面与磁场方向垂直时，根据可知通过线圈的磁通量最大，故A错误； B．结合图像可知周期为，可知线圈的角速度，故B错误； C．根据定值电阻的图像，可知电压最大值为，可知定值电阻电压的有效值为，故C错误； D．回路中电流的有效值为，故D正确。 故选D。 6．（2025·湖北武汉·一模）数据显示，中国风电累计吊装容量占全球装机近一半、世界第一。某时刻在一风力发电机内部的线圈abcd位置如图所示。已知风机叶片转动的圆面半径约为，平均风速约为，空气密度约为，风能转化为电能的效率为。稳定发电期间，线圈转速为。下列说法正确的是（　　） A．该时刻线圈中电流方向是 B．该时刻线圈磁通量的变化率为零 C．稳定发电期间，发电机平均发电功率约为 D．稳定发电期间，1s内线圈中电流方向改变100次 【答案】C 【详解】A．根据右手定则可知该时刻线圈中电流方向是，故A错误； B．该时刻线圈切割磁感线的有效速度最大，感应电动势最大，线圈磁通量的变化率最大，故B错误； C．设时间内，通过扇叶转动的圆面的空气质量 则一台风力发电机平均发电功率为 代入数据可得 其中与其接近，故C正确； D．线圈经过中性面时电流方向发生改变。风车每转一圈，经过中性面两次，线圈中电流方向改变两次，则 故1s内线圈中电流方向改变次，故D错误。 故选C。 题型三、交变电流的描述 7．（25-26高三上·湖北·期中）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，每秒钟电流方向变化50次 B．线圈转到图示位置时，产生的电动势为 C．线圈转到图示位置时，边受到的安培力方向向下 D．仅线圈转速加倍，电动势为 【答案】B 【详解】A．根据电动势表达式 可知角速度为 故该交流电的频率为 周期为 交流电在一个周期内电流方向变化两次，故每秒钟电流方向变化100次，故A错误； B．线圈转到图示位置时，此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，即为，故B正确； C．线圈转到图示位置时，由右手定则可知，电流由；由左手定则可知，边受到的安培力方向向上，故C错误； D．根据， 可知仅线圈转速加倍，则角速度变为原来的两倍，即；最大值变为原来的两倍，即，故电动势表达式为，故D错误。 故选B。 8．（2025·湖北·一模）如图甲所示，在水平向右的匀强磁场中，匝数为100匝的矩形线圈绕与线圈平面共面的竖直轴匀速转动，从线圈转到某一位置开始计时，线圈中的瞬时感应电动势e随时间t变化的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　） A．e＝0时，穿过线圈的磁通量为零 B．线圈转动一圈的过程中，穿过线圈磁通量的最大值为×10－4 Wb C．瞬时感应电动势e随时间t的变化关系为e＝22sin D．t＝0时，线圈平面与磁场方向夹角为30° 【答案】B 【详解】ACD．由图乙可知，线圈转动周期为0.02s，角速度为ω＝＝100πrad/s 由，当t=0时，可得，则瞬时感应电动势e随时间t的变化关系为e＝22sin 当t＝0时，线圈平面与磁场方向夹角为60°，当e＝0时，穿过线圈的磁通量不为零，故ACD错误； B．线圈转动一圈的过程中，穿过线圈磁通量的最大值为Φm＝BS＝＝×10－4 Wb，故B正确。 故选B。 9．（25-26高三上·广东·阶段练习）通过一阻值的电阻的交变电流如图所示，其周期为。电阻两端电压的有效值为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据电流的热效应计算电流的有效值 可得流过电阻的电流的有效值 电阻两端电压的有效值为 故选B。 10．（25-26高三上·湖北·阶段练习）图甲与图乙所示为两个交流电的电压随时间的变化关系图像，图甲为正弦式图线，则图甲与图乙交流电电压的有效值之比为（　　） A．1∶1 B． C．1∶2 D． 【答案】D 【详解】图甲为正弦交流电，电压的有效值为 根据 图乙交流电电压的有效值为 则图甲与图乙交流电电压的有效值之比为。 故选D。 11．（24-25高二下·安徽黄山·期中）图甲是交流发电机的示意图，两磁极之间的磁场可视为匀强磁场，金属线圈ABCD绕转轴OO′匀速转动。A为电流传感器（与计算机相连），R为定值电阻，线圈电阻为r，其余电阻不计。图乙为计算机上显示的电流数据随时间变化的图像，下列说法中正确的是（　　） A．金属线圈恰好处于图甲所示的位置时感应电动势最大 B．金属线圈转动一圈的过程中电流方向改变一次 C．时刻穿过线圈的磁通量的绝对值最大，磁通量变化率最小 D．时刻总磁通量变化量为0 【答案】C 【详解】AB．金属线圈恰好处于图甲所示的位置时，为中性面，磁通量最大，感应电动势为，电流方向改变，转动一圈的过程中，会经历两次中性面，故线圈转动一圈，电流方向改变两次，故AB错误； C． 、 时刻电流为，感应电动势为，此时线圈平面处于中性面，穿过线圈的磁通量的绝对值最大，磁通量变化率最小，故C正确； D．时刻电流为0，磁通量最大，时刻电流最大，磁通量为0，所以时刻总磁通量变化量不为0，故D错误。 故选C。 题型四、变压器 12．（2025·云南昆明·模拟预测）如图，理想变压器原线圈匝数为，接有一阻值为的定值电阻和理想交流电电流表，副线圈匝数为，接有阻值和的两个定值电阻。为正弦交流电电压源，输出电压的有效值恒定，频率为。当开关断开时，电流表的示数为，且的电功率为，则（    ） A．流经的交变电流的频率为 B．该变压器原、副线圈匝数比 C．当开关闭合时，原线圈两端的电压增大 D．当开关闭合时，的电功率变为 【答案】D 【详解】A．理想变压器不改变交流电的频率，原线圈输入频率为50Hz，故副线圈中流经的电流频率仍为 50Hz，故A错误； B．题意可知S断开时流过的电流 则，故B错误； C．将原线圈输入端等效为电阻，则有 当开关闭合时，副线圈电阻减小，则减小，根据分压定律可知原线圈两端的电压减小，故C错误； D．开关断开时，电源电压 当开关闭合时有 则原线圈电流 则副线圈电流 故的电功率，故D正确。 故选D。 13．（2025·全国·模拟预测）一含有理想变压器的电路如图甲所示，图中的电阻，，，A为理想交流电流表，V为理想电压表，两端电压随时间变化的图像为图乙所示，电源的输出电压为2.5V，则下列说法正确的是（　　） A．电流表示数为0.6A B．电压表示数为 C．原线圈、副线圈匝数比为 D．输入电压频率为 【答案】C 【详解】D．根据题目信息无法求出交流电的频率，故D错误； B．根据题图可知两端电压的有效值为 则电压表示数为，故B错误； C．流过的电流 变压器副线圈两端的电压 根据 可得原线圈、副线圈匝数比为，故C正确； A．流过副线圈的电流 根据 可得流过原线圈的电流 即电流表的示数为6A，故A错误。 故选C。 14．（2025·浙江温州·一模）如图甲所示为乐清湾农光互补、渔光互补光伏电力项目。该项目以U0=220kV高压输出，通过本地的变电站网络逐级降压配送。图乙是首次降压的变压器示意图，通往居民区的输出电压为U1=110kV，通往工业区的输出电压为U2=55kV。已知工业区耗电功率是居民区的10倍，变压器可视为理想变压器，初级线圈匝数为n0，电流为I0；居民区次级线圈匝数为n1，电流为I1；工业区次级线圈匝数为n2，电流为I2。则（    ） A． B．I0：I1=11：2 C．I1：I2=1：2 D．I1：I2=11：40 【答案】B 【详解】A．根据理想变压器的原理 解得，故A错误； BCD．由于理想变压器输入功率等于输出功率，则有 结合题意可知 代入数据解得，，故B正确，CD错误。 故选B。 15．（25-26高三上·天津和平·期中）如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，电表均为理想电表，开关S处于断开状态，下列说法正确的是（　　） A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，消耗的功率变大 B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变小 C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表示数变大 D．若滑动触头P不动，闭合开关S，则电流表示数变大、示数变小 【答案】D 【详解】理想变压器，输入电压不变，匝数不变，输出电压也不变。 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻值增大，滑动变阻器与并联部分的电阻增大，电路的总电阻增大。 AB．与串联分压，电压不变，电阻增大，并联电路分到的电压值增大，电压表V示数变大，同时分到的电压减小，消耗的功率变小，AB错误； C．变压器输出电压不变，电路的总电阻增大，输出功率减小，变压器的输入功率也随之减小，，电流表示数变小，C错误； D．若滑动触头P不动，闭合开关S，(滑动变阻器，，组成的)并联部分的电阻减小，并联电路分到的电压值减小，，示数变小 变压器输出回电路的总电阻减小，输出功率增大，变压器的输入功率也随之增大，，电流表示数变大，D正确。 故选D。 题型五、远距离输电 16．（24-25高三下·广东广州·开学考试）新能源电动汽车常用交流充电桩进行充电，如图所示为交流充电桩的供电电路，为输电线的总电阻。配电设施的输出电压为，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，充电桩的输出电压，功率为，变压器均视为理想变压器，下列说法中正确的是（　　） A．交变电流的周期是 B．充电桩电流的有效值为 C．时刻，电压表示数为 D．电压表示数始终是 【答案】D 【详解】A．根据充电桩的输出电压表达式可知， 则交流电的周期，故A错误； B．根据充电桩输出电源表达式可知，输出电压的最大值 有效值 充电桩电流的有效值，故B错误； CD．电压表的读数始终为电路有效值，则， 得， 则电阻两端电压为，故C错误，D正确； 故选D。 17．（2025·河南·模拟预测）我国各地多个新型储能项目加速落地。在新疆吉木萨尔进行的100万千瓦光伏+100万千瓦·时全钒液流储能一体化项目，在青海格尔木进行的全球规模最大的液态空气储能项目，在吉林进行的全球最大的绿色氢氨醇一体化项目，都在有序推进。从发电站输电至某新型储能站的供电线路可简化成如图所示。已知输电线路总电阻为r，升压变压器的副线圈的电压为U1，降压变压器的原、副线圈的电压分别为U2、U3，变压器均为理想变压器，其余电阻不计，则输电线上的电流为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】输电线路中损失的电压 输电线路中的电流 联立可得 故选A。 18．（25-26高三上·河北·期中）2025年8月，由南方电网广东广州供电局牵头研制的全球首台500千伏植物油变压器，在广州500千伏增城变电站投运。如图所示，发电站输出电压有效值为10.8kV的正弦式交流电，经匝数比为1:50的理想变压器升压后通过输电线输送到变电站，输电线等效电阻为R=20Ω，变电站两端有效电压为500kV，再用理想变压器变为电压有效值为220V的家用交流电，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器输出电压最大值为540kV B．输电线上的电流为200A C．输电线上损失的功率为 D．升压变压器原线圈与降压变压器副线圈中电流之比为11:5000 【答案】C 【详解】A．根据公式，得 则540kV是升压变压器输出电压的有效值。故A错误； B．输电线的损耗电压 输电线上的电流为 故B错误； C．输电线上损失的功率为 故C正确； D．升压变压器输入功率 降压变压器输出功率 升压变压器原线圈与降压变压器副线圈中电流之比为 故D错误。 故选C。 1．（24-25高二下·海南·期中）如图是交流发电机转动一个周期的示意图，下列说法正确的是（    ） A．甲图中线圈磁通量最大，产生的电流最大 B．乙图中AB边电流方向从A指向B C．丙图中AB边电流方向从A指向B D．丁图中线圈磁通量为0，磁通量的变化率最大 【答案】D 【详解】A．甲图中线圈磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中感应电动势最小，为零，则产生的感应电流最小，为零，故A错误； B．根据右手定则，乙图中AB边电流方向从B指向A，故B错误； C．丙图中线圈磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中感应电动势最小，为零，则产生的感应电流最小，为零，故AB边的电流为零，故C错误； D．丁图中线框平面与磁场平行，穿过线圈的磁通量为零，感应电动势最大，即穿过线圈的磁通量变化率最大，故D正确。 故选D。 2．（24-25高二下·江苏淮安·期末）矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间变化关系图像如图所示，则（　　） A．时刻线圈平面与磁场方向垂直 B．时刻线圈中的电流方向发生改变 C．时间内，线圈中的电流逐渐变大 D．时间内，线圈中的电动势逐渐变小 【答案】A 【详解】A．根据题图可知，时刻穿过线圈的磁通量最大，此时线圈平面与磁场方向垂直，故A正确； B．时刻穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，线圈中的感应电动势最大，感应电流最大，电流方向不发生改变，故B错误； C．时间内，图像斜率逐渐减小，根据可知线圈中的电动势逐渐减小，则电流也逐渐减小，故C错误； D．时间内，图像斜率逐渐增大，根据可知线圈中的电动势逐渐增大，故D错误。 故选A。 3．（24-25高二下·广东广州·期中）实验室有一单匝矩形闭合金属线框，线框总电阻，现使线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，已知穿过线框的磁通量随时间的变化关系图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．线框转动一周外力所做的功为2J B．时间内，流过线框的电荷量为 C．时线框中的感应电流最小 D．时线框中产生的感应电动势最大 【答案】B 【详解】A．感应电动势最大值 感应电动势有效值 线框匀速转动，转一周外力所做的功等于回路中产生的焦耳热，A错误； B．时间内的平均电动势 流过线框的电荷量为，B正确； C．时，穿过线框的磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，电流方向不变，C错误； D．时，穿过线框的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，D错误。 故选B。 4．（25-26高三上·湖北·期中）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，每秒钟电流方向变化50次 B．线圈转到图示位置时，产生的电动势为 C．线圈转到图示位置时，边受到的安培力方向向下 D．仅线圈转速加倍，电动势为 【答案】B 【详解】A．根据电动势表达式 可知角速度为 故该交流电的频率为 周期为 交流电在一个周期内电流方向变化两次，故每秒钟电流方向变化100次，故A错误； B．线圈转到图示位置时，此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，即为，故B正确； C．线圈转到图示位置时，由右手定则可知，电流由；由左手定则可知，边受到的安培力方向向上，故C错误； D．根据， 可知仅线圈转速加倍，则角速度变为原来的两倍，即；最大值变为原来的两倍，即，故电动势表达式为，故D错误。 故选B。 5．（2025·湖北·一模）如图甲所示，在水平向右的匀强磁场中，匝数为100匝的矩形线圈绕与线圈平面共面的竖直轴匀速转动，从线圈转到某一位置开始计时，线圈中的瞬时感应电动势e随时间t变化的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　） A．e＝0时，穿过线圈的磁通量为零 B．线圈转动一圈的过程中，穿过线圈磁通量的最大值为×10－4 Wb C．瞬时感应电动势e随时间t的变化关系为e＝22sin D．t＝0时，线圈平面与磁场方向夹角为30° 【答案】B 【详解】ACD．由图乙可知，线圈转动周期为0.02s，角速度为ω＝＝100πrad/s 由，当t=0时，可得，则瞬时感应电动势e随时间t的变化关系为e＝22sin 当t＝0时，线圈平面与磁场方向夹角为60°，当e＝0时，穿过线圈的磁通量不为零，故ACD错误； B．线圈转动一圈的过程中，穿过线圈磁通量的最大值为Φm＝BS＝＝×10－4 Wb，故B正确。 故选B。 6．（2025·四川巴中·模拟预测）位于四川凉山的德昌风电场是四川首座风力发电场，也是中国首个山谷风力发电场。某科研小组模拟的风力发电机发电简易模型如图所示，风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈在磁感应强度大小的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，转速为，其中矩形线圈匝数为匝，面积为，线圈总电阻，小灯泡电阻，电流表、电压表均为理想表。下列说法正确的是（　　） A．图示时刻通过线圈的磁通量变化率最大 B．线圈从图示位置转过180°的过程中，线圈磁通量改变量为0 C．图示时刻电压表的示数为80V D．线圈从图示位置转过60°过程中，通过电流表的电荷量为0.2C 【答案】D 【详解】A．图示时刻通过线圈的磁通量最大，但通过线圈的磁通量变化率为0，故A错误； B．磁通量是标量，但有正负，线圈从图示位置转过180°的过程中，线圈磁通量改变量不为0，故B错误； C．电动势的最大值为 又 解得 电动势有效值为 电压表的示数为路端电压的有效值，可知电压表的示数为，故C错误； D．从图示位置开始，线圈转过60°过程中，磁通量的变化量大小为 线圈从图示位置转过60°过程中，通过电流表的电荷量为 代入数据解得，故D正确。 故选D。 7．（2025·河南·模拟预测）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，有一个小型发电机，机内的矩形线圈匝数为50匝，内阻不计，线圈在匀强磁场中，以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，产生的电动势随时间变化的关系如图乙所示，矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻R。则（　　） A．图乙交变电压瞬时值表达式为 B．图示位置矩形线圈产生电动势的瞬时值为0 C．副线圈两端电压有效值为 D．若在副线圈回路中串接一个二极管，流过负载的电流平均值不变 【答案】C 【详解】A．图乙交变电压瞬时值表达式为，故A错误； B．图示位置矩形线圈平面与磁感线平行，则产生电动势的瞬时值最大，故B错误； C．原线圈电压有效值为 副线圈两端电压有效值为，故C正确； D．若在副线圈回路中串接一个二极管，由于二极管有单向导电性，则一个周期内只有一半电流流过负载，可知流过负载的电流平均值减小，故D错误。 故选C。 8．（24-25高二下·四川资阳·期中）如图所示，电阻为r的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω＝100πrad/s匀速转动。t＝0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则（　　） A．t＝0时刻线圈中的感应电动势最大 B．1 s内电路中的电流方向改变50次 C．开关S处于断开状态和闭合状态时，电流表的读数相同 D．滑片P向下滑时，电压表的读数变大 【答案】D 【详解】A．t＝0时刻线圈处于中性面，感应电动势最小且为0，故A错误； B．交变电流周期 一个周期内电流方向改变2次，则1s内电路中的电流方向改变100次，故B错误； C．开关S闭合时，由于交变电流能“通过”电容器，则电路中总的阻抗不同，电流的有效值不同，所以电流表读数不同，故C错误； D．滑片P下滑时，电阻变大，根据分压原理可知电压表的示数变大，故D正确。 故选D。 9．（24-25高二下·河南·阶段练习）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，，为电容器，电表视作理想交流电表。已知原线圈两端的正弦式交变电流的电压随时间变化的规律如图乙所示，则（　　） A．电容器的耐压值至少为4V B．电流表的示数为2A C．通过和的电流大小相等 D．电压表的示数为4V 【答案】D 【详解】A．由图乙可知原线圈输入电压最大值为，则副线圈输出电压最大值为 可知电容器的耐压值至少为，故A错误； BD．副线圈输出电压有效值为 可知电压表的示数为4V；通过的电流为 由于电容器可通交流电，所以电流表的示数大于2A，故B错误，D正确； C．因为与阻值相等，与电容器串联再与并联，电容器存在一定的容抗，所以通过的电流大于通过的电流，故C错误。 故选D。 10．（2025·广西贵港·模拟预测）位于广西天峨县的龙滩水电站是“西电东送”的标志性工程，是“西部大开发”的重点工程，电站拥有三项世界之最：一是最高碾压混凝土大坝，坝高为216.5米，坝顶长836米；二是规模最大的地下厂房，厂房长388.5米、宽28.5米、高74.4米；三是提升高度最高的升船机，最高提升高度为179米。水电站输电电路简化后如图所示，副线圈输电线的电阻用表示，滑动变阻器代表用户所有用电器的总电阻。变压器上的能量损失可忽略，水电站输出电压可认为不变，各表均视为理想电表，当用电器数量明显增多时，下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数变大 B．电流表的示数不变 C．电压表的示数变小 D．电流表的示数变小 【答案】C 【详解】A．变压器的电压和匝数成正比，变压器匝数不变，因为电压表的示数等于水电站的电压是不变的，所以电压表的示数也不变，故A错误； B．用户之间是并联关系，用电器数量增多，电路总阻值变小，依据知，变大，与滑动变阻器串联的电流表的示数变大，故B错误； C．由电路可知，根据知，变大，则变小，则与滑动变阻器并联的电压表的示数变小，故C正确； D．由上述可知电流表的示数变大，变压器的电流和匝数成反比，变压器匝数不变，故电流表的示数变大，故D错误。 故选C。 11．（24-25高二上·浙江宁波·期中）如图所示，导线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势，导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电。输电线路的电流为，输电线路总电阻为，理想降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为，电动机的功率为，导线框及其余导线电阻不计，不计一切摩擦，则（    ） A．图示位置线圈的磁通量变化率为0 B．升压变压器原副线圈的匝数比为1：5 C．线框转动一圈过程中克服安培力做功22J D．若电动机突然卡住而不能转，输电线上的损耗功率将增大 【答案】D 【详解】A．图示位置线圈和磁感线方向平行，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，故A错误； B．降压变压器的输入功率等于输出功率 输电线上的电流既等于升压变压器的输出电流，也等于降压变压器的输入电流； 所以降压变压器的输入电压为 则升压变压器的输出电压为 升压变压器的输入电压为 所以升压变压器原副线圈的匝数比为，故B错误； C．交流电的周期为 根据变压器的变流比可知发电机的输出电流为 线框转动一圈过程中克服安培力做功为，故C错误； D．若电动机突然卡住而不能转，则电路将变成纯电阻电路，降压变压器的输出电流将变大，则输电线上的电流也将变大； 根据输电线损失功率公式可知，输电线上损失的功率将增大，故D正确。 故选D。 12．（25-26高三上·湖南娄底·阶段练习）压缩空气储能技术，是继抽水蓄能之后，第二大被认为适合GW级大规模电力储能的技术。它的发电过程，就像空气吹动风电机组的“大风车”一样，产生电能并向电网供电。如图所示，发电机的线圈可绕轴在匀强磁场中匀速转动，线圈电阻不计，已知发电机的输出电压如图乙所示，发电机的输出功率为350兆瓦，升压变压器的匝数比为，输电线上的总电阻为10Ω，用户得到的电压为220V，工厂得到的电压为380V，下列说法正确的是（　　） A．工厂端与用户端的电流之比为 B．降压变压器原线圈与用户端副线圈匝数比为 C．若发电机输出电压一定，用户负载增加，则输电线上消耗的功率变小 D．若发电机输出功率一定，线圈转速减半，则输电线上消耗的功率变为原来的 【答案】B 【详解】A．根据题意可知，工厂端与用户端的匝数比为 降压变压器电流和匝数的关系为 所以工厂端与用户端的电流之比不等于匝数的反比，即工厂端与用户端的电流之比不等于，故A错误； B．由图乙可得，发电机输出电压有效值 根据得，升压变压器的副线圈电压 输电线上的电流大小为 所以输电线损失的电压 降压变压器的输入电压 所以降压变压器原线圈与用户端副线圈匝数比为，故B正确； C．若发电机输出电压一定，用户负载增加，则功率变大，输电线上的电流变大，输电线消耗的功率变大，故C错误； D．若发电机输出功率一定，线圈转速减半，发电机输出电压变为原来的一半，输电线上电流变为原来的两倍，根据，可知输电线上消耗的功率变为原来的4倍，故D错误。 故选B。 13．（25-26高三上·湖南·期中）位于金沙江下游的白鹤滩水电站是世界第二大水电站，它将与三峡、向家坝等水电站一起，作为“西电东送”骨干工程构成世界最大的清洁能源走廊。图示为远距离输电原理，该系统的发电机具备输出功率可调，而输出电压恒定的特性。系统采用L和T两个理想变压器分别进行升压和降压。已知升压变压器L的原、副线圈匝数比为，且两变压器间输电线路的总电阻为R，在观测期间，由于用户负载波动，理想电压表V与理想电流表A的示数相应发生变动，其变化量的绝对值之比为k。则下列说法正确的是（　　） A．升压变压器的输出电压为 B．输电线上的功率损失为 C．降压变压器的输出功率为 D．降压变压器的原副线圈匝数比为 【答案】D 【详解】A．根据理想变压器电压与匝数比的关系 解得，故A错误； BC．输电线上的电流 输电线上损失的功率为 根据理想变压器的功率关系 代入数据解得，故BC错误； D．设降压变压器原线圈上电压的变化为，根据变压器电压比与匝数比的关系 解得 由于副线圈上只有一个线圈，设原线圈上电流的变化为，根据理想变压器电流与匝数比的关系，则对降压变压器 降压变压器上电压的变化是由于输电线上消耗的电压的变化引起的，对输电线上的电阻，由欧姆定律可得 联立解得，故D正确。 故选D。 14．（24-25高二下·天津滨海新·期中）(多选)如图甲所示为交流发电机、定值电阻R、交流电流表A组成的闭合回路，线圈ABCD逆时针方向转动，图示位置磁感线与线圈平面平行，图乙所示为通过线圈的磁通量随时间t的变化关系图像，下列说法正确的是（　　） A．t1、t3时刻线圈处于中性面 B．t2、t4时刻线圈中感应电动势为零 C．线圈转动到图示位置时，线圈中磁通量变化率最大 D．线圈转动到图示位置时，感应电流方向为 A→B→C→D→A 15．（25-26高二下·全国·随堂练习）(多选)如图甲、乙、丙所示的是三个具有相同电流I0和周期T的交变电流，分别通过三个相同的电阻，下列说法中正确的是（　　） A．甲、乙、丙中三种交变电流的有效值之比为∶2∶ B．在相同时间内三个电阻发热量相等 C．在相同时间内，甲是丙发热量的 D．在相同时间内，丙发热量最大，乙次之，甲的发热量最小 【答案】CD 【详解】A．甲中交变电流的有效值为 根据有效值的定义，乙中交变电流的有效值满足 解得 丙中交变电流的大小不变，故有效值为 甲、乙、丙中三种交变电流的有效值之比为，故A错误； B．因三种交变电流有效值不相等，根据可知，在相同时间内三个电阻发热量不相等，故B错误； C．在相同时间内，甲、丙的发热量之比为，故C正确； D．因丙的有效值最大，甲的有效值最小，根据可知，在相同时间内，丙发热量最大，乙次之，甲的发热量最小，故D正确。 故选CD。 16．（广东省中山市2024-2025学年高二下学期第一次段考物理试卷）(多选)在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为，匝数为，线圈总电阻为，在磁感应强度为的匀强磁场中，绕轴（从上往下看逆时针转动）以角速度匀速转动，从如图甲所示的位置作为计时的起点，产生的感应电动势随时间的变化关系如图乙所示，矩形线圈与阻值为的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是（　　） A．时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为 B．在时间内，通过电阻的电荷量为 C．在时间内，穿过线圈的磁通量的变化量为 D．时刻，电压表的示数为 【答案】BC 【详解】A．时刻产生的电动势最大为，根据法拉第电磁感应定律得 可得磁通量的变化率为，故A错误； BC．由图乙可知，、电动势为0，线圈处于中性面，所以在时间内，穿过线圈的磁通量的变化量为 通过电阻的电荷量为 又 可得，故BC正确； D．电压表的示数为两端电压的有效值，则有，故D错误。 故选BC。 17．（25-26高二下·全国·随堂练习）(多选)如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，电压表、电流表均为理想电表。在线圈由图示位置转过90°的过程中，下列判断正确的是（　　） A．电压表的读数为 B．通过电阻的电荷量为 C．电阻所产生的焦耳热为 D．线圈由图示位置转过30°时的电流为 【答案】AD 【详解】A．线圈在磁场中转动，产生的感应电动势的最大值为Em＝NBSω 电动势的有效值为E＝ 电压表测量的是路端电压，电压表的读数U＝R＝，故A正确； B．根据法拉第电磁感应定律可知，平均感应电动势 根据闭合电路欧姆定律可知 根据电荷量定义可知q＝Δt 联立解得通过电阻的电荷量q＝，故B错误； C．电阻R产生的焦耳热Q＝·＝，故C错误； D．线圈转动产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωsinωt 当线圈由题图所示位置转过30°时产生的感应电动势e＝ 根据闭合电路欧姆定律可知，电流i＝，故D正确。 故选AD。 18．（25-26高三上·湖南邵阳·期中）(多选)如图所示的理想变压器，其原、副线圈匝数比n1∶n2=2∶1，a、b间接入电压有效值不变的交变电流。定值电阻R1、R2、R3的阻值分别为，滑动变阻器R4的最大值为，电压表电流表均为理想电表，电压表V1、电压表V2、电流表A的示数分别为、、I，示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2，ΔI。将滑动变阻器R4的滑片P从最左端移动至最右端过程中，下列说法中正确的是（　　） A．电压表V1的示数将先增大后减小 B．电压表V2的示数将先减小后增大 C． D．副线圈所在闭合回路中的总电阻将先减小后增大 【答案】AC 【详解】D．根据串联和并联的知识，设滑动变阻器R4滑片左边的电阻为，右边的电阻为，则副线圈所在回路的总电阻 整理可得 根据数学知识可得时，取最大值，且从减小到0的过程中，先增大后减小，可知副线圈所在闭合回路中的总电阻将先增大后减小，故D错误； AB．设副线圈所在回路的总电阻为，根据电压关系 其中满足，满足 电流关系 联立可得 副线圈所在闭合回路中的总电阻将先增大后减小，可知原线圈电流先减小后增大，可知电压表V1的示数将先增大后减小；电压表V2的示数也是将先增大后减小，故A正确，B错误； C．根据 可知 根据， 可得 可得，故C正确。 故选AC。 19．（24-25高二下·江苏扬州·阶段练习）如图所示，一个小型应急交流发电机，内部为n=50匝，边长的正方形线圈，总电阻为r=2Ω，线圈在磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动.发电机对一电阻为R=8Ω的电灯供电，线路中其它电阻不计，若发电机的转动角速度为时，电灯正常发光，求： (1)从图示位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式； (2)交流电表的示数Ⅰ及电灯正常发光的功率P。 【答案】(1) (2)， 【详解】（1）线圈中感应电动势的最大值为 图示位置，穿过线圈的磁通量为0，磁通量变化率最大，感应电动势最大，则从图示位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式为 （2）电动势有效值为 则交流电表的示数为 电灯正常发光的功率为 20．（24-25高二下·四川攀枝花·期末）如图所示的输电电路中，左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶4，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，连接两理想变压器的导线总电阻为4Ω，负载R的阻值为8Ω，闭合开关S后负载R消耗的功率为32W。 (1)求M、N之间接入的正弦式交流电的电压的有效值UMN； (2)若M、N之间接入的正弦式交流电的电压有效值恒为220V，其它条件不变，当仅改变负载电阻的阻值时，求负载的最大功率Pm。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对负载，由 有 得 由 有 得 对降压变压器，由 有 得 由 有 得 因为两个变压器的原副线圈串联，故 导线电阻上消耗的电压为 则 对升压变压器，由 有 解得，即M、N之间接入的正弦式交流电的电压的有效值。 （2）如图所示，把降变压器和输电线电阻看成电源，等效电动势为，等效内阻为 对升压变压器有 对降压变压器和负载有 得， 由 得 当负载电阻时，负载的功率最大 由 解得。 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一章 安培力和洛伦兹力（解析版） 目录 A题型建模・专项突破 题型一、交变电流的产生 1 题型二、交变电流的变化规律 2 题型三、交变电流的描述（常考点） 3 题型四、变压器（重点） 4 题型五、远距离输电（重点） 5 B综合攻坚・能力跃升 题型一、交变电流的产生 1．（25-26高三上·湖北·阶段练习）如图所示，交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动，此时线圈平面与中性面垂直，下列说法正确的是（　　） A．在图示位置时，穿过线圈的磁通量最大 B．在图示位置时，电流方向发生改变 C．在图示位置时，AB边受安培力方向向上 D．从图示位置转过90°时，线圈中电动势最大 2．（24-25高二下·福建·期末）如图，线圈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大 D．线圈中电流方向为 3．（24-25高二下·山东日照·阶段练习）一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法正确的是（　　） A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直 B．t＝0.01 s时刻，Φ的变化率最大 C．t＝0.02 s时刻，交流电动势达到最大 D．该线圈产生的交流电动势的图象如图乙所示 题型二、交变电流的变化规律 4．（25-26高三上·广东湛江·月考）全球首座商用海浪发电厂LIMPET500外观和原理示意图如下。如乙图所示，该发电厂面向大海的一侧有一部分水下建筑，海浪涌入或后退时，结构内的水位上升或下降，压缩空气推动涡轮旋转带动转子转动，产生电力。其发电机的简化结构如丙图所示。下面说法正确的是（　　） A．图中线圈所处位置是中性面 B．在图所示位置时，穿过线圈的磁通量变化率为零 C．在图所示位置时，线圈BB′边的导线受到的安培力方向向上 D．在图所示位置时，线圈a端电势高于b端电势 5．（25-26高三上·广东·阶段练习）如图甲所示，电阻的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，在定值电阻上产生的图像如图乙所示，定值电阻，其他导线电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．当线圈平面与磁场方向垂直时，通过线圈的磁通量最小 B．线圈的角速度 C．线圈中产生电动势的有效值为10V D．回路中电流的有效值为1A 6．（2025·湖北武汉·一模）数据显示，中国风电累计吊装容量占全球装机近一半、世界第一。某时刻在一风力发电机内部的线圈abcd位置如图所示。已知风机叶片转动的圆面半径约为，平均风速约为，空气密度约为，风能转化为电能的效率为。稳定发电期间，线圈转速为。下列说法正确的是（　　） A．该时刻线圈中电流方向是 B．该时刻线圈磁通量的变化率为零 C．稳定发电期间，发电机平均发电功率约为 D．稳定发电期间，1s内线圈中电流方向改变100次 题型三、交变电流的描述 7．（25-26高三上·湖北·期中）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，每秒钟电流方向变化50次 B．线圈转到图示位置时，产生的电动势为 C．线圈转到图示位置时，边受到的安培力方向向下 D．仅线圈转速加倍，电动势为 8．（2025·湖北·一模）如图甲所示，在水平向右的匀强磁场中，匝数为100匝的矩形线圈绕与线圈平面共面的竖直轴匀速转动，从线圈转到某一位置开始计时，线圈中的瞬时感应电动势e随时间t变化的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　） A．e＝0时，穿过线圈的磁通量为零 B．线圈转动一圈的过程中，穿过线圈磁通量的最大值为×10－4 Wb C．瞬时感应电动势e随时间t的变化关系为e＝22sin D．t＝0时，线圈平面与磁场方向夹角为30° 9．（25-26高三上·广东·阶段练习）通过一阻值的电阻的交变电流如图所示，其周期为。电阻两端电压的有效值为（　　） A． B． C． D． 10．（25-26高三上·湖北·阶段练习）图甲与图乙所示为两个交流电的电压随时间的变化关系图像，图甲为正弦式图线，则图甲与图乙交流电电压的有效值之比为（　　） A．1∶1 B． C．1∶2 D． 11．（24-25高二下·安徽黄山·期中）图甲是交流发电机的示意图，两磁极之间的磁场可视为匀强磁场，金属线圈ABCD绕转轴OO′匀速转动。A为电流传感器（与计算机相连），R为定值电阻，线圈电阻为r，其余电阻不计。图乙为计算机上显示的电流数据随时间变化的图像，下列说法中正确的是（　　） A．金属线圈恰好处于图甲所示的位置时感应电动势最大 B．金属线圈转动一圈的过程中电流方向改变一次 C．时刻穿过线圈的磁通量的绝对值最大，磁通量变化率最小 D．时刻总磁通量变化量为0 题型四、变压器 12．（2025·云南昆明·模拟预测）如图，理想变压器原线圈匝数为，接有一阻值为的定值电阻和理想交流电电流表，副线圈匝数为，接有阻值和的两个定值电阻。为正弦交流电电压源，输出电压的有效值恒定，频率为。当开关断开时，电流表的示数为，且的电功率为，则（    ） A．流经的交变电流的频率为 B．该变压器原、副线圈匝数比 C．当开关闭合时，原线圈两端的电压增大 D．当开关闭合时，的电功率变为 13．（2025·全国·模拟预测）一含有理想变压器的电路如图甲所示，图中的电阻，，，A为理想交流电流表，V为理想电压表，两端电压随时间变化的图像为图乙所示，电源的输出电压为2.5V，则下列说法正确的是（　　） A．电流表示数为0.6A B．电压表示数为 C．原线圈、副线圈匝数比为 D．输入电压频率为 14．（2025·浙江温州·一模）如图甲所示为乐清湾农光互补、渔光互补光伏电力项目。该项目以U0=220kV高压输出，通过本地的变电站网络逐级降压配送。图乙是首次降压的变压器示意图，通往居民区的输出电压为U1=110kV，通往工业区的输出电压为U2=55kV。已知工业区耗电功率是居民区的10倍，变压器可视为理想变压器，初级线圈匝数为n0，电流为I0；居民区次级线圈匝数为n1，电流为I1；工业区次级线圈匝数为n2，电流为I2。则（    ） A． B．I0：I1=11：2 C．I1：I2=1：2 D．I1：I2=11：40 15．（25-26高三上·天津和平·期中）如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，电表均为理想电表，开关S处于断开状态，下列说法正确的是（　　） A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，消耗的功率变大 B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变小 C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表示数变大 D．若滑动触头P不动，闭合开关S，则电流表示数变大、示数变小 题型五、远距离输电 16．（24-25高三下·广东广州·开学考试）新能源电动汽车常用交流充电桩进行充电，如图所示为交流充电桩的供电电路，为输电线的总电阻。配电设施的输出电压为，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，充电桩的输出电压，功率为，变压器均视为理想变压器，下列说法中正确的是（　　） A．交变电流的周期是 B．充电桩电流的有效值为 C．时刻，电压表示数为 D．电压表示数始终是 17．（2025·河南·模拟预测）我国各地多个新型储能项目加速落地。在新疆吉木萨尔进行的100万千瓦光伏+100万千瓦·时全钒液流储能一体化项目，在青海格尔木进行的全球规模最大的液态空气储能项目，在吉林进行的全球最大的绿色氢氨醇一体化项目，都在有序推进。从发电站输电至某新型储能站的供电线路可简化成如图所示。已知输电线路总电阻为r，升压变压器的副线圈的电压为U1，降压变压器的原、副线圈的电压分别为U2、U3，变压器均为理想变压器，其余电阻不计，则输电线上的电流为（　　） A． B． C． D． 18．（25-26高三上·河北·期中）2025年8月，由南方电网广东广州供电局牵头研制的全球首台500千伏植物油变压器，在广州500千伏增城变电站投运。如图所示，发电站输出电压有效值为10.8kV的正弦式交流电，经匝数比为1:50的理想变压器升压后通过输电线输送到变电站，输电线等效电阻为R=20Ω，变电站两端有效电压为500kV，再用理想变压器变为电压有效值为220V的家用交流电，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器输出电压最大值为540kV B．输电线上的电流为200A C．输电线上损失的功率为 D．升压变压器原线圈与降压变压器副线圈中电流之比为11:5000 1．（24-25高二下·海南·期中）如图是交流发电机转动一个周期的示意图，下列说法正确的是（    ） A．甲图中线圈磁通量最大，产生的电流最大 B．乙图中AB边电流方向从A指向B C．丙图中AB边电流方向从A指向B D．丁图中线圈磁通量为0，磁通量的变化率最大 2．（24-25高二下·江苏淮安·期末）矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间变化关系图像如图所示，则（　　） A．时刻线圈平面与磁场方向垂直 B．时刻线圈中的电流方向发生改变 C．时间内，线圈中的电流逐渐变大 D．时间内，线圈中的电动势逐渐变小 3．（24-25高二下·广东广州·期中）实验室有一单匝矩形闭合金属线框，线框总电阻，现使线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，已知穿过线框的磁通量随时间的变化关系图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．线框转动一周外力所做的功为2J B．时间内，流过线框的电荷量为 C．时线框中的感应电流最小 D．时线框中产生的感应电动势最大 4．（25-26高三上·湖北·期中）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，每秒钟电流方向变化50次 B．线圈转到图示位置时，产生的电动势为 C．线圈转到图示位置时，边受到的安培力方向向下 D．仅线圈转速加倍，电动势为 5．（2025·湖北·一模）如图甲所示，在水平向右的匀强磁场中，匝数为100匝的矩形线圈绕与线圈平面共面的竖直轴匀速转动，从线圈转到某一位置开始计时，线圈中的瞬时感应电动势e随时间t变化的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　） A．e＝0时，穿过线圈的磁通量为零 B．线圈转动一圈的过程中，穿过线圈磁通量的最大值为×10－4 Wb C．瞬时感应电动势e随时间t的变化关系为e＝22sin D．t＝0时，线圈平面与磁场方向夹角为30° 6．（2025·四川巴中·模拟预测）位于四川凉山的德昌风电场是四川首座风力发电场，也是中国首个山谷风力发电场。某科研小组模拟的风力发电机发电简易模型如图所示，风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈在磁感应强度大小的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，转速为，其中矩形线圈匝数为匝，面积为，线圈总电阻，小灯泡电阻，电流表、电压表均为理想表。下列说法正确的是（　　） A．图示时刻通过线圈的磁通量变化率最大 B．线圈从图示位置转过180°的过程中，线圈磁通量改变量为0 C．图示时刻电压表的示数为80V D．线圈从图示位置转过60°过程中，通过电流表的电荷量为0.2C 7．（2025·河南·模拟预测）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，有一个小型发电机，机内的矩形线圈匝数为50匝，内阻不计，线圈在匀强磁场中，以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，产生的电动势随时间变化的关系如图乙所示，矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻R。则（　　） A．图乙交变电压瞬时值表达式为 B．图示位置矩形线圈产生电动势的瞬时值为0 C．副线圈两端电压有效值为 D．若在副线圈回路中串接一个二极管，流过负载的电流平均值不变 8．（24-25高二下·四川资阳·期中）如图所示，电阻为r的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω＝100πrad/s匀速转动。t＝0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则（　　） A．t＝0时刻线圈中的感应电动势最大 B．1 s内电路中的电流方向改变50次 C．开关S处于断开状态和闭合状态时，电流表的读数相同 D．滑片P向下滑时，电压表的读数变大 9．（24-25高二下·河南·阶段练习）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，，为电容器，电表视作理想交流电表。已知原线圈两端的正弦式交变电流的电压随时间变化的规律如图乙所示，则（　　） A．电容器的耐压值至少为4V B．电流表的示数为2A C．通过和的电流大小相等 D．电压表的示数为4V 10．（2025·广西贵港·模拟预测）位于广西天峨县的龙滩水电站是“西电东送”的标志性工程，是“西部大开发”的重点工程，电站拥有三项世界之最：一是最高碾压混凝土大坝，坝高为216.5米，坝顶长836米；二是规模最大的地下厂房，厂房长388.5米、宽28.5米、高74.4米；三是提升高度最高的升船机，最高提升高度为179米。水电站输电电路简化后如图所示，副线圈输电线的电阻用表示，滑动变阻器代表用户所有用电器的总电阻。变压器上的能量损失可忽略，水电站输出电压可认为不变，各表均视为理想电表，当用电器数量明显增多时，下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数变大 B．电流表的示数不变 C．电压表的示数变小 D．电流表的示数变小 11．（24-25高二上·浙江宁波·期中）如图所示，导线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势，导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电。输电线路的电流为，输电线路总电阻为，理想降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为，电动机的功率为，导线框及其余导线电阻不计，不计一切摩擦，则（    ） A．图示位置线圈的磁通量变化率为0 B．升压变压器原副线圈的匝数比为1：5 C．线框转动一圈过程中克服安培力做功22J D．若电动机突然卡住而不能转，输电线上的损耗功率将增大 12．（25-26高三上·湖南娄底·阶段练习）压缩空气储能技术，是继抽水蓄能之后，第二大被认为适合GW级大规模电力储能的技术。它的发电过程，就像空气吹动风电机组的“大风车”一样，产生电能并向电网供电。如图所示，发电机的线圈可绕轴在匀强磁场中匀速转动，线圈电阻不计，已知发电机的输出电压如图乙所示，发电机的输出功率为350兆瓦，升压变压器的匝数比为，输电线上的总电阻为10Ω，用户得到的电压为220V，工厂得到的电压为380V，下列说法正确的是（　　） A．工厂端与用户端的电流之比为 B．降压变压器原线圈与用户端副线圈匝数比为 C．若发电机输出电压一定，用户负载增加，则输电线上消耗的功率变小 D．若发电机输出功率一定，线圈转速减半，则输电线上消耗的功率变为原来的 13．（25-26高三上·湖南·期中）位于金沙江下游的白鹤滩水电站是世界第二大水电站，它将与三峡、向家坝等水电站一起，作为“西电东送”骨干工程构成世界最大的清洁能源走廊。图示为远距离输电原理，该系统的发电机具备输出功率可调，而输出电压恒定的特性。系统采用L和T两个理想变压器分别进行升压和降压。已知升压变压器L的原、副线圈匝数比为，且两变压器间输电线路的总电阻为R，在观测期间，由于用户负载波动，理想电压表V与理想电流表A的示数相应发生变动，其变化量的绝对值之比为k。则下列说法正确的是（　　） A．升压变压器的输出电压为 B．输电线上的功率损失为 C．降压变压器的输出功率为 D．降压变压器的原副线圈匝数比为 14．（24-25高二下·天津滨海新·期中）(多选)如图甲所示为交流发电机、定值电阻R、交流电流表A组成的闭合回路，线圈ABCD逆时针方向转动，图示位置磁感线与线圈平面平行，图乙所示为通过线圈的磁通量随时间t的变化关系图像，下列说法正确的是（　　） A．t1、t3时刻线圈处于中性面 B．t2、t4时刻线圈中感应电动势为零 C．线圈转动到图示位置时，线圈中磁通量变化率最大 D．线圈转动到图示位置时，感应电流方向为 A→B→C→D→A 15．（25-26高二下·全国·随堂练习）(多选)如图甲、乙、丙所示的是三个具有相同电流I0和周期T的交变电流，分别通过三个相同的电阻，下列说法中正确的是（　　） A．甲、乙、丙中三种交变电流的有效值之比为∶2∶ B．在相同时间内三个电阻发热量相等 C．在相同时间内，甲是丙发热量的 D．在相同时间内，丙发热量最大，乙次之，甲的发热量最小 16．（广东省中山市2024-2025学年高二下学期第一次段考物理试卷）(多选)在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为，匝数为，线圈总电阻为，在磁感应强度为的匀强磁场中，绕轴（从上往下看逆时针转动）以角速度匀速转动，从如图甲所示的位置作为计时的起点，产生的感应电动势随时间的变化关系如图乙所示，矩形线圈与阻值为的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是（　　） A．时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为 B．在时间内，通过电阻的电荷量为 C．在时间内，穿过线圈的磁通量的变化量为 D．时刻，电压表的示数为 17．（25-26高二下·全国·随堂练习）(多选)如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，电压表、电流表均为理想电表。在线圈由图示位置转过90°的过程中，下列判断正确的是（　　） A．电压表的读数为 B．通过电阻的电荷量为 C．电阻所产生的焦耳热为 D．线圈由图示位置转过30°时的电流为 18．（25-26高三上·湖南邵阳·期中）(多选)如图所示的理想变压器，其原、副线圈匝数比n1∶n2=2∶1，a、b间接入电压有效值不变的交变电流。定值电阻R1、R2、R3的阻值分别为，滑动变阻器R4的最大值为，电压表电流表均为理想电表，电压表V1、电压表V2、电流表A的示数分别为、、I，示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2，ΔI。将滑动变阻器R4的滑片P从最左端移动至最右端过程中，下列说法中正确的是（　　） A．电压表V1的示数将先增大后减小 B．电压表V2的示数将先减小后增大 C． D．副线圈所在闭合回路中的总电阻将先减小后增大 19．（24-25高二下·江苏扬州·阶段练习）如图所示，一个小型应急交流发电机，内部为n=50匝，边长的正方形线圈，总电阻为r=2Ω，线圈在磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动.发电机对一电阻为R=8Ω的电灯供电，线路中其它电阻不计，若发电机的转动角速度为时，电灯正常发光，求： (1)从图示位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式； (2)交流电表的示数Ⅰ及电灯正常发光的功率P。 20．（24-25高二下·四川攀枝花·期末）如图所示的输电电路中，左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶4，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，连接两理想变压器的导线总电阻为4Ω，负载R的阻值为8Ω，闭合开关S后负载R消耗的功率为32W。 (1)求M、N之间接入的正弦式交流电的电压的有效值UMN； (2)若M、N之间接入的正弦式交流电的电压有效值恒为220V，其它条件不变，当仅改变负载电阻的阻值时，求负载的最大功率Pm。 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $