小题精练10 交变电流四值 变压器 远距离输电 -2026届高考物理题型突破限时精练（浙江专用）

小题精练10 交变电流四值 变压器 远距离输电 一、交变电流分析 1.正弦式交变电流瞬时值表达式书写的基本思路 （1）确定正弦式交变电流的峰值。根据已知图像或由公式 求出相应峰值，其中。 （2）明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。若从线圈平面位于中性面开始计时，则图像为正弦函数图像，即；若从线圈平面垂直中性面开始计时，则图像为余弦函数图像，即。 2.非正弦式交变电流有效值的计算 （1）计算有效值时，要根据电流的热效应等效，即“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解，分段计算电热，通常根据一个周期内产生的总热量相同求得有效值。 （2）利用两个公式和可分别求得电流有效值和电压有效值。 3.正弦式交变电流的四值 二、理想变压器与远距离输电问题 1.三个关系搞清理想变压器问题 （1）变与不变的关系：不变的是功率关系、磁通量的变化率和周期、频率。理想变压器工作不损失能量，即输入功率等于输出功率；原、副线圈交变电流频率相同；原、副线圈磁通量的变化率相同。 （2）高与低、大与小、多与少、粗与细的关系：电压高的线圈电流小，匝数多，导线细；电压低的线圈电流大，匝数少，导线粗。 （3）正比、反比关系：原、副线圈的电压与匝数成正比；单一副线圈的变压器，原、副线圈电流与匝数成反比。 2.变压器的两种等效 （1）等效电阻的建立 推导：如图甲所示，设原线圈的电压为，电流为，副线圈电压为，电流为，副线圈负载为，理想变压器原、副线圈匝数分别为、。由欧姆定律可知，设原、副线圈的匝数之比，根据理想变压器规律可知，，联立解得，图甲中虚线框部分可以看成大小为的等效电阻直接连在原线圈一侧，等效电路如图乙所示。 结论：在只有一个副线圈的理想变压器电路中，设原、副线圈的匝数之比为，负载电阻为，则变压器和负载电阻可以等效为一个新电阻，其阻值。 （2）等效电源的建立 推导：如图丙所示，设原线圈的电压为，电流为，副线圈电压为，电流为，副线圈负载为，与原线圈串联的定值电阻为，变压器原、副线圈匝数分别为、。将变压器、定值电阻与原交流电源看为一个整体，等效为一个新的电源，令新电源的电动势为，新电源等效内阻为。 丙 丁 由闭合电路欧姆定律得① 由串联电路的电压规律得② 设，则，，联立②式，得 ③ 比较①③两式，得，。 作出等效后的电路图如图丁所示。 结论：理想变压器中与原线圈串联的定值电阻为，交流电源输出电压为，设原、副线圈的匝数之比，将变压器、定值电阻与原交流电源看为一个整体，等效为一个新的电源，则新电源的电动势，新电源的内阻。 【例题1】（2025·浙江·一模）某风力发电机的原理如图，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为0.2T，线圈的匝数为100匝、面积为0.5m2，不计线圈的电阻，磁体转动的角速度为rad/s。发电机产生的交变电流经过变压器升压后向远处输电，升压变压器原、副线圈的匝数比为1:8，输电线总电阻为8Ω，输电线上损失的功率为5kW，在用户端用降压变压器把电压降为220V。假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．当磁场与线圈所在平面垂直时，发电机感应电动势最大 B．发电机输出电压为45V C．用户的功率为85kW D．降压变压器原、副线圈的匝数比为180:11 【例题2】（2025·浙江湖州·一模）高铁运行中供给动力车厢线路的结构原理如图所示。通过牵引变电所的理想变压器把电压U1降到U2，动力车厢内的理想变压器再将U3降到U4后，为动力系统提供电能。两个理想变压器两端的匝数、电压和电流如图所示，输电线路电阻的阻值为r，则（　　） A． B． C． D．输入动力系统的功率为 1. （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 2. （2025·浙江·一模）电动汽车制动过程中可以控制电机转为发电模式，在制动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。用作能量回收的交流发电机可简化为如图所示模型，线框可绕转轴转动，线框转轴与磁场垂直，且线框的转速与车轮的转速相同。则汽车在减速过程中，能量回收的瞬时功率随时间的关系可能正确的是（　　） A． B． C． D． 3. （2025·浙江·一模）变电站中的大型变压器在工作时内部铁芯会振动并发出“嗡嗡”声，严重时会对附近居民造成噪音污染。已知我国居民用交流电频率为，下列说法正确的是（　　） A．通过原、副线圈的电流频率可能不同 B．变压器的输入功率与输出功率之比为原、副线圈的匝数比 C．用电量增加时，变压器发出的声音频率不变 D．用电量减小时，变压器发出的声音可能变大 4. （2025·浙江·一模）如图所示为某发电系统和供电系统，两磁体间的磁场视为匀强磁场，磁感应强度大小为B。匝数为N、面积为S的矩形线圈ABCD绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动，线圈两端通过电刷E、F与理想变压器的原线圈相连，副线圈接有负载电阻。维持线圈ABCD以角速度ω匀速转动的外力做功的平均功率为P。图示位置时，线圈平面与磁场方向恰好垂直，线圈电阻不计，下列说法正确的是（    ） A．图示位置时，矩形线圈中的电流变化最慢 B．图示位置时，电压表的示数为 C．图示位置时，穿过矩形线圈的磁通量为NBS D．减小，P减小 5. （2025·浙江·一模）如图所示，理想交流电流表、，定值电阻、，热敏电阻（其电阻值随温度升高而降低），分别接在理想变压器的原、副线圈上，为正弦交流电压源，其电压保持不变。若该电路所处环境温度上升，下列说法正确的是（　　） A．电流表、的示数均增大 B．原、副线圈端、保持不变 C．热敏电阻两端电压一定增大 D．理想变压器原线圈的输入功率一定增大 6. （2025·浙江·一模）如图所示，发电机矩形线框匝数为，面积为，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为，线框从图示位置开始绕垂直于磁场的轴以恒定的角速度沿逆时针方向转动，转动周期为，线框输出端接有换向器。定值电阻、，理想变压器原副线圈的匝数比为，忽略线框以及导线的电阻。下列说法正确的是（　　） A．安装了换向器，变压器副线圈没有电压 B．线框转动一圈过程中，通过的电量为 C．在和时间内，流过的电流方向相反 D．发电机的输出功率为 7. （2025·浙江温州·一模）如图甲所示，理想变压器原副线圈匝数比，原线圈连接定值电阻，副线圈连接阻值足够大的滑动变阻器端输入如图乙所示的正弦式交流电。将滑动变阻器的滑片从端缓慢向下滑动，则（　　） A．间交变电压的有效值为 B．消耗的功率先增大后减小 C．滑动变阻器消耗的最大功率为 D．两端电压减小 8. （2025·浙江嘉兴·一模）如图甲所示为某同学设计的全波整流电路图，其中B为理想变压器，a、b分别为副线圈的上下两端口，两只相同二极管的负极都通过负载电阻R与变压器副线圈抽头o连接，ao与ob间的匝数比为2：1，当ao间电压uao随时间变化为图乙所示时，ob间电压uob和cd间电压ucd随时间变化图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 9. （2025·浙江金华·一模）如图，矩形线框切割磁感线产生交流电压，它的匝数、电阻，将其接在理想变压器的原线圈上。“220V  22W”的灯泡L正常发光，内阻为的电风扇M正常工作，电流表A的示数为0.3A。导线电阻不计，电压表和电流表均为理想电表，不计灯泡电阻的变化，矩形线框最大电流不能超过20A。以下描述正确的是（　　） A．矩形线框转动时最大磁通量为 B．当线圈从图示位置经过时，理想电压表示数为22V C．原、副线圈上的电流比 D．若将电风扇换成另一只与L完全相同的小灯泡，则电流表的示数变大 10. （2025·浙江宁波·模拟预测）“西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证，如图为模拟远距离高压输电示意图。已知升压变压器原、副线圈两端的电压分别为和，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为降压变压器和，各互感器和电表均为理想状态，则下列说法正确的是（　　） A．电压互感器电压值为 B．若电压表的示数为100V，电流表的示数为5A，则输电线路损耗功率为300kW C．若保持发电机输出电压和输送功率不变，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率增大 D．发电机输出电压一定，增加用户数，为维持用户电压不变，可将滑片Q下移 11. （2025·江苏南通·模拟预测）某学习小组估测当地的地磁场磁感应强度大小，如图所示，一根折成半圆形的金属导线两端连接一个交流电压表，两人站在不同方位匀速摇动导线，电压表的示数不同，其中最大示数为Ｕ，已知半圆的半径为R，转动的角速度为，导线电阻不计，当地的地磁场磁感应强度B的大小约为（　　） A． B． C． D． 12. （2025·浙江金华·三模）如图所示，有一面积为S，匝数为N，电阻为r的矩形线圈，绕轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置（线圈平面与磁场平行）开始计时。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R0和滑动变阻器R，所有电表均为理想交流电表。下列判断正确的是（　　） A．金属线圈处于图示位置时，矩形线圈中电流方向是A→B→C→D B．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωsinωt C．将R的滑片向下滑动时，电流表A示数变大，电压表V的示数变大 D．将R的滑片向下滑动时，矩形线圈的热功率将增大 13. （2025·浙江·二模）如图为交变电流的两种引出方式，图甲采用两滑环引出电流，图乙则采用换向器实现电流的导出，两装置其它部分完全一样。发电机矩形线框匝数为N，面积为S，线框所在磁场可视为匀强磁场，磁感应强度为B，线框从图示位置开始以角速度ω绕轴转动，图中电阻阻值均为R，不计其它电阻。下列说法正确的是（　　） A．图示位置电动势最大 B．甲图电流表读数是乙图电表的2倍 C．乙图中线框转动一圈，通过电流表的电流方向改变两次 D．两装置线圈转一圈，克服安培力做功均为 14. （2025·浙江·二模）四个相同的小灯泡接在如图所示交流电路中均能发光，其中与亮度相同，已知每个小灯泡的电阻均为并保持不变，二极管正向电阻为0，反向电阻看作无穷大。下列说法中正确的是（　　） A．电阻R的阻值为 B．增大交流电频率，小灯泡变亮 C．增大交流电频率，小灯泡两端电压变大 D．增大交流电频率，通过小灯泡电流变大 15. （2025·浙江·三模）火灾报警的工作原理图如图所示，理想变压器的原线圈接电压恒定的交流电，副线圈的电路中R为热敏电阻，为滑动变阻器，为定值电阻。当温度升高时，R的阻值变小，报警装置通过检测中的电流来实现报警。则（　　） A．发生火灾时，原线圈中的电流在变小 B．发生火灾时，报警装置检测到电流变小 C．为了降低报警温度，的滑片P应向下滑动 D．的滑片P向上滑动时，副线圈两端的电压变大 16. （2025·浙江湖州·三模）某自行车的车灯发电机如图1所示，其结构如图2。绕有300匝线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动半径为2cm的摩擦小轮转动，摩擦小轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化，其变化图像如图3所示，其中为摩擦小轮转动的角速度。线圈两端c、d作为发电机输出端与标有“12V，6W”的灯泡L相连。当自行车以速度v匀速行驶时，小灯泡恰好正常发光。假设灯泡阻值不变，线圈的总电阻为，摩擦小轮与轮胎间不打滑，发电机输出电压可视为正弦交流电压。则（　　） A．自行车的速度 B．小灯泡正常发光时 C．若自行车的速度减半，则小灯泡的功率也减半 D．磁铁处于图2位置时，小灯泡两端的电压为 17. （2025·浙江金华·三模）有关下列四幅图的描述，正确的是（　　） A．图1中，匀速转动的线圈此位置产生的电动势恰好为零 B．图2中，变压器原副线圈电流之比 C．图3中，强磁体从带有裂缝的铝管中静止下落（不计空气阻力）可视做自由落体运动 D．图4中，电子感应加速器中若电磁铁电流方向反向，可通过减小电流的方式实现电子的逆时针加速运动 18. （2025·浙江宁波·一模）如图所示，交流发电机的线圈输出的交变电压为。理想变压器原、副线圈的匝数比，副线圈中分别接有灯泡和灯泡，灯泡上标有“”，灯泡上标有“”。图中电表均为理想电表，变压器均为理想变压器，交流发电机线圈的电阻忽略不计。当仅闭合开关时，灯泡恰能正常发光。下列说法正确的是（　　） A．仅闭合开关时，电阻上消耗的功率为 B．若仅闭合开关，则灯泡恰好能正常发光 C．若均断开，则电压表的示数为0 D．若均闭合，则原线圈中的电流表示数为 19. （2025·浙江·模拟预测）如图所示，某路灯由风光互补系统（由风力发电机和太阳能电池板组成）提供电能，阳光照射电池板5h，风力发电机在某风速下工作5h，产生的总电能可以使一盏路灯工作40h。已知阳光照射期间，电池板平均发电功率为60W，风力发电机内部线圈面积为，匝数为200，线圈所在磁场的磁感应强度为0.25T，该风速下，输出电流为1.5A，风叶每秒转动4.2圈，不考虑线圈内阻，则该路灯的电功率约为（    ） A．150W B．180W C．230W D．300W 20. （2025·浙江·模拟预测）抽水蓄能是目前技术最为成熟的大容量储能方式，是电力系统安全防御体系的重要组成部分，原理简化如图（a）所示。发电站通过输电线路向电动发电机供电，电路如图（b）所示，输电线路总电阻为，电动发电机内阻为，，，。则理论上电动发电机内阻消耗的电功率为（　　） A．1000W B．2000W C．20000W D．0.2W 21. （2025·浙江·模拟预测）如图所示，理想变压器原线圈接的交流电，副线圈接定值电阻，变压器的原、副线圈匝数比，二极管，电表均为理想电子元件。则（    ） A．电压表示数为 B．电流表的示数为1.0A C．变压器的输入功率为37.5W D．电流表中电流的频率为12.5Hz 22. （2025·浙江·模拟预测）如图所示，磁感应强度为的匀强磁场垂直纸面向里，边长为、总电阻为的正方形线框垂直磁场放置，规定图示位置通过线框的磁通量为负值，磁场的下边界过、边的中点，现让线框绕以角速度转动，下列说法正确的是（　　） A．当线框的磁通量为0时，旋转的角度可能为 B．线框转过角的过程，磁通量的变化量为 C．当线框转过角时，线框的瞬时功率为 D．线框转过角的过程中，平均电流为 23. （2025·浙江·模拟预测）如图所示的理想自耦变压器，在、间接正弦交流电压，滑片置于图示位置，与线圈接触且可转动，滑片置于滑动变阻器的正中间，灯泡L的电阻是定值，下列说法正确的是（　　） A．变压器此时为升压变压器 B．仅把沿顺时针转动少许，灯泡变暗 C．仅把向下移动少许，的功率一定增大 D．把沿逆时针转动少许，向上移动少许，灯泡变暗 24. （2025·浙江·二模）某小型水电站向外输送电能的示意图如图甲所示，发电机的内部原理简化图如图乙所示。图甲中，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为、。降压变压器原、副线圈匝数分别为、（变压器均为理想变压器）。图乙中，ABCD是面积为S的矩形线圈，线圈共N匝，线圈保持匀速转动，转动周期为T，匀强磁场磁感应强度B。则下列说法正确的是（　　） A．线圈匀速转动至图乙位置时，线圈的磁通量变化率最大 B．若升压变压器线圈两端电压和用电器额定电压都是220V，需满足 C．升压变压器线圈应当用比线圈更细的导线绕制 D．不计发电机的内阻，发电机EF处电压表的示数大小为 25. （2025·浙江·二模）我国新能源汽车近几年实现了新的跨越，新能源汽车产业已成为中国制造业的一张新名片。目前，无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。如图所示，地下铺设有供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，送电线圈和受电线圈匝数比为。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为20A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（　　） A．受电线圈电流方向每0.02秒改变1次 B．送电线圈的输入功率为1100W C．受电线圈的输出电压为 D．0.01s时受电线圈瞬时电压为0V 学科网（北京）股份有限公司 $ 小题精练10 交变电流四值 变压器 远距离输电 一、交变电流分析 1.正弦式交变电流瞬时值表达式书写的基本思路 （1）确定正弦式交变电流的峰值。根据已知图像或由公式 求出相应峰值，其中。 （2）明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。若从线圈平面位于中性面开始计时，则图像为正弦函数图像，即；若从线圈平面垂直中性面开始计时，则图像为余弦函数图像，即。 2.非正弦式交变电流有效值的计算 （1）计算有效值时，要根据电流的热效应等效，即“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解，分段计算电热，通常根据一个周期内产生的总热量相同求得有效值。 （2）利用两个公式和可分别求得电流有效值和电压有效值。 3.正弦式交变电流的四值 二、理想变压器与远距离输电问题 1.三个关系搞清理想变压器问题 （1）变与不变的关系：不变的是功率关系、磁通量的变化率和周期、频率。理想变压器工作不损失能量，即输入功率等于输出功率；原、副线圈交变电流频率相同；原、副线圈磁通量的变化率相同。 （2）高与低、大与小、多与少、粗与细的关系：电压高的线圈电流小，匝数多，导线细；电压低的线圈电流大，匝数少，导线粗。 （3）正比、反比关系：原、副线圈的电压与匝数成正比；单一副线圈的变压器，原、副线圈电流与匝数成反比。 2.变压器的两种等效 （1）等效电阻的建立 推导：如图甲所示，设原线圈的电压为，电流为，副线圈电压为，电流为，副线圈负载为，理想变压器原、副线圈匝数分别为、。由欧姆定律可知，设原、副线圈的匝数之比，根据理想变压器规律可知，，联立解得，图甲中虚线框部分可以看成大小为的等效电阻直接连在原线圈一侧，等效电路如图乙所示。 结论：在只有一个副线圈的理想变压器电路中，设原、副线圈的匝数之比为，负载电阻为，则变压器和负载电阻可以等效为一个新电阻，其阻值。 （2）等效电源的建立 推导：如图丙所示，设原线圈的电压为，电流为，副线圈电压为，电流为，副线圈负载为，与原线圈串联的定值电阻为，变压器原、副线圈匝数分别为、。将变压器、定值电阻与原交流电源看为一个整体，等效为一个新的电源，令新电源的电动势为，新电源等效内阻为。 丙 丁 由闭合电路欧姆定律得① 由串联电路的电压规律得② 设，则，，联立②式，得 ③ 比较①③两式，得，。 作出等效后的电路图如图丁所示。 结论：理想变压器中与原线圈串联的定值电阻为，交流电源输出电压为，设原、副线圈的匝数之比，将变压器、定值电阻与原交流电源看为一个整体，等效为一个新的电源，则新电源的电动势，新电源的内阻。 【例题1】（2025·浙江·一模）某风力发电机的原理如图，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为0.2T，线圈的匝数为100匝、面积为0.5m2，不计线圈的电阻，磁体转动的角速度为rad/s。发电机产生的交变电流经过变压器升压后向远处输电，升压变压器原、副线圈的匝数比为1:8，输电线总电阻为8Ω，输电线上损失的功率为5kW，在用户端用降压变压器把电压降为220V。假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．当磁场与线圈所在平面垂直时，发电机感应电动势最大 B．发电机输出电压为45V C．用户的功率为85kW D．降压变压器原、副线圈的匝数比为180:11 【答案】C 【详解】A．当磁场与线圈所在平面垂直时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为零，故A错误； B．发电机输出电压的最大值为 发电机输出电压的有效值为，故B错误； CD．输电线上损失的功率为 代入数据解得 对升压变压器，有，，， 对输电回路，有 对降压变压器，有， 联立解得， 故C正确，D错误。 故选C。 【例题2】（2025·浙江湖州·一模）高铁运行中供给动力车厢线路的结构原理如图所示。通过牵引变电所的理想变压器把电压U1降到U2，动力车厢内的理想变压器再将U3降到U4后，为动力系统提供电能。两个理想变压器两端的匝数、电压和电流如图所示，输电线路电阻的阻值为r，则（　　） A． B． C． D．输入动力系统的功率为 【答案】A 【详解】A．根据变压器电流与匝数关系有， 又因为 整理得，故A正确； B．根据变压器电压与匝数关系有， 又因为 联立解得，故B错误； C．输电线路电阻的阻值为，故C错误； D．根据能量守恒，可知输入动力系统的功率为，故D错误。 故选A。 难度：★★★☆ 建议时间：45分钟 正确率： /25 1. （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。 2. （2025·浙江·一模）电动汽车制动过程中可以控制电机转为发电模式，在制动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。用作能量回收的交流发电机可简化为如图所示模型，线框可绕转轴转动，线框转轴与磁场垂直，且线框的转速与车轮的转速相同。则汽车在减速过程中，能量回收的瞬时功率随时间的关系可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．一个周期内线框旋转切割的感应电动势最大值为，由于汽车减速，线框旋转的角速度逐渐减小，电动势最大值逐渐减小，故能量回收瞬时功率的最大值也逐渐减小，故A错误； BCD．由于角速度逐渐减小，故电动势变化的周期变大，能量回收瞬时功率的周期也变大，故BC错误，D正确。 故选D。 3. （2025·浙江·一模）变电站中的大型变压器在工作时内部铁芯会振动并发出“嗡嗡”声，严重时会对附近居民造成噪音污染。已知我国居民用交流电频率为，下列说法正确的是（　　） A．通过原、副线圈的电流频率可能不同 B．变压器的输入功率与输出功率之比为原、副线圈的匝数比 C．用电量增加时，变压器发出的声音频率不变 D．用电量减小时，变压器发出的声音可能变大 【答案】C 【详解】A．变压器原副线圈电流的频率相同，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，B错误； C．变压器发出的声音是电流通过线圈造成内芯振动引起的，其频率由交流电频率决定，故不同变压器发出的声音频率都与交流电的频率有关，应该相同，即使用电量增加时，变压器发出的声音频率也不变，C正确； D．用电量减小时，电流减小，振动减弱，故变压器发出的声音变小，D错误。 故选C。 4. （2025·浙江·一模）如图所示为某发电系统和供电系统，两磁体间的磁场视为匀强磁场，磁感应强度大小为B。匝数为N、面积为S的矩形线圈ABCD绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动，线圈两端通过电刷E、F与理想变压器的原线圈相连，副线圈接有负载电阻。维持线圈ABCD以角速度ω匀速转动的外力做功的平均功率为P。图示位置时，线圈平面与磁场方向恰好垂直，线圈电阻不计，下列说法正确的是（    ） A．图示位置时，矩形线圈中的电流变化最慢 B．图示位置时，电压表的示数为 C．图示位置时，穿过矩形线圈的磁通量为NBS D．减小，P减小 【答案】B 【详解】A．图示位置为中性面，线圈中的电流变化最快，故A错误； B．电压表示数为有效值，即，B正确； C．图示位置时穿过线圈的磁通量为，故C错误； D．根据可知，减小，P增加，故D错误。 故选B。 5. （2025·浙江·一模）如图所示，理想交流电流表、，定值电阻、，热敏电阻（其电阻值随温度升高而降低），分别接在理想变压器的原、副线圈上，为正弦交流电压源，其电压保持不变。若该电路所处环境温度上升，下列说法正确的是（　　） A．电流表、的示数均增大 B．原、副线圈端、保持不变 C．热敏电阻两端电压一定增大 D．理想变压器原线圈的输入功率一定增大 【答案】A 【详解】A．将变压器与负载等效为一个电阻，则有 环境温度上升时，热敏电阻R阻值减小，等效电阻减小，由于 可知，电流表的示数增大，根据电流匝数关系有 可知，电流表的示数增大，故A正确； B．结合上述有 由于回路电流增大，则减小，根据电压匝数关系有 可知，减小，故B错误； C．根据 由于减小，增大，则热敏电阻两端的电压会减小，故C错误； D．理想变压器原线圈的输入功率 结合上述有 根据数学对勾函数规律可知，当时，变压器输入功率达到最大值，由于与阻值大小关系不确定，则当环境温度上升时，热敏电阻R阻值减小，等效电阻减小，变压器输入功率可能增大，也可能先增大后减小，还可能一直减小，故D错误； 故选A。 6. （2025·浙江·一模）如图所示，发电机矩形线框匝数为，面积为，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为，线框从图示位置开始绕垂直于磁场的轴以恒定的角速度沿逆时针方向转动，转动周期为，线框输出端接有换向器。定值电阻、，理想变压器原副线圈的匝数比为，忽略线框以及导线的电阻。下列说法正确的是（　　） A．安装了换向器，变压器副线圈没有电压 B．线框转动一圈过程中，通过的电量为 C．在和时间内，流过的电流方向相反 D．发电机的输出功率为 【答案】B 【详解】A．变压器中只要有电流的变化就能实现变压，即变压器副线圈有电压，故A错误； B．设原线圈等效电阻为，则有 因为 联立可得 则原线圈总电阻 由于存在换向器，转动一圈过程，通过线框的电荷量为 由于 则二者电流比 故二者电荷量之比 故通过的电量为，故B正确； C．由于存在换向器，则流过的电流方向始终不变，故C错误； D．线圈转动产生的感应电动势有效值 发电机的输出功率为，故D错误。 故选B。 7. （2025·浙江温州·一模）如图甲所示，理想变压器原副线圈匝数比，原线圈连接定值电阻，副线圈连接阻值足够大的滑动变阻器端输入如图乙所示的正弦式交流电。将滑动变阻器的滑片从端缓慢向下滑动，则（　　） A．间交变电压的有效值为 B．消耗的功率先增大后减小 C．滑动变阻器消耗的最大功率为 D．两端电压减小 【答案】C 【详解】A．由图可知间交变电压的最大值为，则有效值为V，故A错误； BCD．将理想变压器与滑动变阻器整体等效为一个电阻，有 则 滑动变阻器滑片缓慢向b端滑动，R增大，等效电阻阻值增大，故电流减小 根据 可知，消耗的功率减小； 由闭合电路欧姆定律，可知 则原线圈电压增大，根据可知，副线圈电压即两端电压增大； 根据 可知当时，等效电阻消耗的功率最大，则滑动变阻器消耗的功率最大，解得W，故BD错误，C正确。 故选C。 8. （2025·浙江嘉兴·一模）如图甲所示为某同学设计的全波整流电路图，其中B为理想变压器，a、b分别为副线圈的上下两端口，两只相同二极管的负极都通过负载电阻R与变压器副线圈抽头o连接，ao与ob间的匝数比为2：1，当ao间电压uao随时间变化为图乙所示时，ob间电压uob和cd间电压ucd随时间变化图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．根据二极管的单向导电性，结合电路可知，在时间内Uao为正，最大值为2U，则Uob也为正，因ao与ob间的匝数比为2：1，可知Uob最大值为U；AB错误； CD．在时间内，二极管D1导通，D2截止，则Ucd为正，最大值为2U；在时间内，二极管D1截止，D2导通，则Ucd也为正，最大值为U；则C正确，D错误。 故选C。 9. （2025·浙江金华·一模）如图，矩形线框切割磁感线产生交流电压，它的匝数、电阻，将其接在理想变压器的原线圈上。“220V  22W”的灯泡L正常发光，内阻为的电风扇M正常工作，电流表A的示数为0.3A。导线电阻不计，电压表和电流表均为理想电表，不计灯泡电阻的变化，矩形线框最大电流不能超过20A。以下描述正确的是（　　） A．矩形线框转动时最大磁通量为 B．当线圈从图示位置经过时，理想电压表示数为22V C．原、副线圈上的电流比 D．若将电风扇换成另一只与L完全相同的小灯泡，则电流表的示数变大 【答案】B 【详解】A．根据变压器磁通量变化与电压计算有 解得，故A错误； BC．原、副线圈的匝数比可得 又有 由闭合电路欧姆定律，可得 联立解得 则，故B正确，C错误； D．若将电风扇换成另一只与L完全相同的小灯泡，则L与小灯泡并联，副线圈上总电阻变为 原、副线圈的电流比有 解得 电流表示数减小，故D错误。 故选B。 10. （2025·浙江宁波·模拟预测）“西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证，如图为模拟远距离高压输电示意图。已知升压变压器原、副线圈两端的电压分别为和，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为降压变压器和，各互感器和电表均为理想状态，则下列说法正确的是（　　） A．电压互感器电压值为 B．若电压表的示数为100V，电流表的示数为5A，则输电线路损耗功率为300kW C．若保持发电机输出电压和输送功率不变，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率增大 D．发电机输出电压一定，增加用户数，为维持用户电压不变，可将滑片Q下移 【答案】D 【详解】A．根据变压比可知 电压互感器电压值为，故A错误； B．若电压表的示数为100V，电流表的示数为5A，输电线路上的输电电流为 输电线路损耗功率，因为输电线的电阻r未知，所以输电线路损耗的功率无法计算，故B错误； C．若保持发电机输出电压U1和输送功率不变，仅将滑片Q下移，则升压变压器副线圈的匝数增多，根据变压比可知U2变大，根据P=UI可知，输电线路的电流减小，根据可知，输电线损耗的功率减小，故C错误； D．各用户都是并联的，所以增加用户数，降压变压器副线圈电路的总电阻减小，则在降压变压器的原线圈电路中的等效电阻也减小，若升压变压器的匝数比不变，则升压变压器的输出电压不变，根据欧姆定律可知输电线路上的电流增大，则降压变压器的输入电压减小，相应的U4减小，所以为维持用户电压U4不变，可以提高升压变压器的输出电压，则可将滑片Q下移，增加升压变压器副线圈的匝数，故D正确。 故选D。 11. （2025·江苏南通·模拟预测）某学习小组估测当地的地磁场磁感应强度大小，如图所示，一根折成半圆形的金属导线两端连接一个交流电压表，两人站在不同方位匀速摇动导线，电压表的示数不同，其中最大示数为Ｕ，已知半圆的半径为R，转动的角速度为，导线电阻不计，当地的地磁场磁感应强度B的大小约为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】地磁场可看成是匀强磁场，当电压表的示数最大时转轴与磁感线垂直，有 又 解得 故选D。 12. （2025·浙江金华·三模）如图所示，有一面积为S，匝数为N，电阻为r的矩形线圈，绕轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置（线圈平面与磁场平行）开始计时。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R0和滑动变阻器R，所有电表均为理想交流电表。下列判断正确的是（　　） A．金属线圈处于图示位置时，矩形线圈中电流方向是A→B→C→D B．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωsinωt C．将R的滑片向下滑动时，电流表A示数变大，电压表V的示数变大 D．将R的滑片向下滑动时，矩形线圈的热功率将增大 【答案】D 【详解】A．根据右手定则可知金属线圈处于图示位置时，矩形线圈中电流方向是 A错误； B．矩形线圈产生的感应电动势最大值为 从图示位置（线圈平面与磁场平行）开始计时，此时通过线圈的磁通量为0，磁通量变化率最大，感应电动势最大，则矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 B错误； C．将R的滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电路阻值变小，则副线圈电流增大，电流表A示数变大，定值电阻分担的电压增大，结合变压器的原理可知，原副线圈中的电流之比为 可知原副线圈匝数之比不变，故原线圈中的电流增大，根据闭合电路的欧姆定律可知，原线圈所在电路内电压增大，原线圈两端的电压减小，又因为 可知原线圈两端电压减小，故副线圈两端的电压减小，而定值电阻分担的电压增大，故电压表的示数减小，C错误； D．根据上述分析，结合功率可知，将R的滑片向下滑动时，矩形线圈的热功率将增大，D正确。 故选D。 13. （2025·浙江·二模）如图为交变电流的两种引出方式，图甲采用两滑环引出电流，图乙则采用换向器实现电流的导出，两装置其它部分完全一样。发电机矩形线框匝数为N，面积为S，线框所在磁场可视为匀强磁场，磁感应强度为B，线框从图示位置开始以角速度ω绕轴转动，图中电阻阻值均为R，不计其它电阻。下列说法正确的是（　　） A．图示位置电动势最大 B．甲图电流表读数是乙图电表的2倍 C．乙图中线框转动一圈，通过电流表的电流方向改变两次 D．两装置线圈转一圈，克服安培力做功均为 【答案】D 【详解】A．图示位置是中性面，磁通量最大，磁通量变化率最小，则电动势为零，选项A错误； B．电流表测得的是交变电流的有效值，乙图中通过换向器后，电流方向不变，但跟甲图中的电流热效应相同，所以电流表读数相等，选项B错误； C．乙图中有换向器，线框转动一圈电流方向不改变，选项C错误； D．两装置线圈转一圈，克服安培力做功等于回路所产生的焦耳热，均为 选项D正确。 故选D。 14. （2025·浙江·二模）四个相同的小灯泡接在如图所示交流电路中均能发光，其中与亮度相同，已知每个小灯泡的电阻均为并保持不变，二极管正向电阻为0，反向电阻看作无穷大。下列说法中正确的是（　　） A．电阻R的阻值为 B．增大交流电频率，小灯泡变亮 C．增大交流电频率，小灯泡两端电压变大 D．增大交流电频率，通过小灯泡电流变大 【答案】D 【详解】A．灯泡、的亮度相同，则通过、的电流相同，通过电流的有效值 通过的电流 由可得， 故A错误； BCD．增大交流电频率时，不影响通过二极管的电流，电容器对交流电的阻碍作用减小，电感对交流电的阻碍作用增大，所以灯亮度不变，变亮，变暗，故BC错误，D正确。 故选D。 15. （2025·浙江·三模）火灾报警的工作原理图如图所示，理想变压器的原线圈接电压恒定的交流电，副线圈的电路中R为热敏电阻，为滑动变阻器，为定值电阻。当温度升高时，R的阻值变小，报警装置通过检测中的电流来实现报警。则（　　） A．发生火灾时，原线圈中的电流在变小 B．发生火灾时，报警装置检测到电流变小 C．为了降低报警温度，的滑片P应向下滑动 D．的滑片P向上滑动时，副线圈两端的电压变大 【答案】C 【详解】AB．发生火灾时，温度升高，热敏电阻阻值变小，根据欧姆定律可知副线圈电流变大，则报警装置检测到电流变大；根据可知，原线圈电流也变大，故AB错误； C．为了降低报警温度，即对应的热敏电阻阻值变大，根据可知，滑动变阻器接入电路的电阻应减小，则的滑片P应向下滑动，故C正确； D．根据可知，副线圈电压由原线圈电压及匝数比决定，故D错误。 故选C。 16. （2025·浙江湖州·三模）某自行车的车灯发电机如图1所示，其结构如图2。绕有300匝线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动半径为2cm的摩擦小轮转动，摩擦小轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化，其变化图像如图3所示，其中为摩擦小轮转动的角速度。线圈两端c、d作为发电机输出端与标有“12V，6W”的灯泡L相连。当自行车以速度v匀速行驶时，小灯泡恰好正常发光。假设灯泡阻值不变，线圈的总电阻为，摩擦小轮与轮胎间不打滑，发电机输出电压可视为正弦交流电压。则（　　） A．自行车的速度 B．小灯泡正常发光时 C．若自行车的速度减半，则小灯泡的功率也减半 D．磁铁处于图2位置时，小灯泡两端的电压为 【答案】A 【详解】B．令感应电动势的最大值为，则有 则感应电动势的有效值 小灯泡恰好正常发光，则有 对小灯泡有 解得 故B错误； A．车轮转动时带动半径为2cm的摩擦小轮转动，根据 结合上述解得 故A正确； C．若自行车的速度减半，结合上述可知，摩擦小轮转动的角速度减半，感应电动势的最大值减半，感应电动势的有效值减半，根据闭合电路欧姆定律可知，感应电流的有效值减半，则小灯泡的功率减为先前的，故C错误； D．磁铁处于图2位置时，穿过线圈的磁通量达到最大值，根据图3可知，此时磁通量的变化率为0，即磁铁处于图2位置时，小灯泡两端的电压为0，故D错误。 故选A。 17. （2025·浙江金华·三模）有关下列四幅图的描述，正确的是（　　） A．图1中，匀速转动的线圈此位置产生的电动势恰好为零 B．图2中，变压器原副线圈电流之比 C．图3中，强磁体从带有裂缝的铝管中静止下落（不计空气阻力）可视做自由落体运动 D．图4中，电子感应加速器中若电磁铁电流方向反向，可通过减小电流的方式实现电子的逆时针加速运动 【答案】A 【详解】A．图1中，匀速转动的线圈此位置时，线圈不切割磁感线，即电动势为0，故A正确； B．图2中，变压器原副线圈电流之比 故B错误； C．图3中，强磁体从带有裂缝的铝管中静止下落，铝管会产生感应电流，即产生电磁阻尼现象，阻碍强磁体的运动，故不可视做自由落体运动，故C错误； D．电子感应加速器示意图。若电磁铁电流方向反向，磁场方向反向，根据左手定则可知无法实现电子逆时针运动，故D错误。 故选A。 18. （2025·浙江宁波·一模）如图所示，交流发电机的线圈输出的交变电压为。理想变压器原、副线圈的匝数比，副线圈中分别接有灯泡和灯泡，灯泡上标有“”，灯泡上标有“”。图中电表均为理想电表，变压器均为理想变压器，交流发电机线圈的电阻忽略不计。当仅闭合开关时，灯泡恰能正常发光。下列说法正确的是（　　） A．仅闭合开关时，电阻上消耗的功率为 B．若仅闭合开关，则灯泡恰好能正常发光 C．若均断开，则电压表的示数为0 D．若均闭合，则原线圈中的电流表示数为 【答案】B 【详解】A．当仅闭合开关时，灯泡恰能正常发光，此时 根据， 解得， 电阻上消耗的功率为 故A错误； B．若仅闭合开关，假设灯泡恰好能正常发光，则 根据 解得 根据A选项分析此时 则满足 所以假设成立，故B正确； C．若均断开，根据变压器原理可知，副线圈两端电压不为零，所以电压表的示数不为零，故C错误； D．由于，若均闭合时原线圈的电流为3A，则电阻R分到的电压为3 × 16.5V = 49.5V > U= 20V，这是不可能的，故D错误。 故选B。 19. （2025·浙江·模拟预测）如图所示，某路灯由风光互补系统（由风力发电机和太阳能电池板组成）提供电能，阳光照射电池板5h，风力发电机在某风速下工作5h，产生的总电能可以使一盏路灯工作40h。已知阳光照射期间，电池板平均发电功率为60W，风力发电机内部线圈面积为，匝数为200，线圈所在磁场的磁感应强度为0.25T，该风速下，输出电流为1.5A，风叶每秒转动4.2圈，不考虑线圈内阻，则该路灯的电功率约为（    ） A．150W B．180W C．230W D．300W 【答案】A 【详解】阳光照射电池板5h产生的电能 风力发电机产生电动势 输出电压有效值 风力发电机工作5h产生的电能 一盏路灯工作40h消耗的电能 路灯的电功率 故选A。 20. （2025·浙江·模拟预测）抽水蓄能是目前技术最为成熟的大容量储能方式，是电力系统安全防御体系的重要组成部分，原理简化如图（a）所示。发电站通过输电线路向电动发电机供电，电路如图（b）所示，输电线路总电阻为，电动发电机内阻为，，，。则理论上电动发电机内阻消耗的电功率为（　　） A．1000W B．2000W C．20000W D．0.2W 【答案】B 【详解】由题图可知，降压变压器原，副线圈的匝数比 由题图可知，输电线路中的电流 由理想变压器变流规律，可得电电机所在回路中的电流 发电机内阻消耗的功率 故选B。 21. （2025·浙江·模拟预测）如图所示，理想变压器原线圈接的交流电，副线圈接定值电阻，变压器的原、副线圈匝数比，二极管，电表均为理想电子元件。则（    ） A．电压表示数为 B．电流表的示数为1.0A C．变压器的输入功率为37.5W D．电流表中电流的频率为12.5Hz 【答案】C 【详解】A．原、副线圈匝数比， 电压表显示的是有效值，故电压表示数 A错误。 BC．一个周期内，仅有一半时间有电流通过含有二极管的电路，根据能量关系有 求得 由 可得电流表的示数 变压器输入功率 B错误，C正确。 D．理想变压器不改变电流的频率，电流表中电流的频率仍为 D错误。 故选C。 22. （2025·浙江·模拟预测）如图所示，磁感应强度为的匀强磁场垂直纸面向里，边长为、总电阻为的正方形线框垂直磁场放置，规定图示位置通过线框的磁通量为负值，磁场的下边界过、边的中点，现让线框绕以角速度转动，下列说法正确的是（　　） A．当线框的磁通量为0时，旋转的角度可能为 B．线框转过角的过程，磁通量的变化量为 C．当线框转过角时，线框的瞬时功率为 D．线框转过角的过程中，平均电流为 【答案】C 【详解】A．当线框转过的角度为时，框面与磁感线垂直，磁通量最大，不为，A错误。 B．线框转过角的过程，磁通量的变化量为 B错误。 C．当线框转过角时，边的速度与磁场的夹角为，则有 结合 可得 功率为 C正确。 D．线框转过角的过程中，、、 结合 可得 D错误。 故选C。 23. （2025·浙江·模拟预测）如图所示的理想自耦变压器，在、间接正弦交流电压，滑片置于图示位置，与线圈接触且可转动，滑片置于滑动变阻器的正中间，灯泡L的电阻是定值，下列说法正确的是（　　） A．变压器此时为升压变压器 B．仅把沿顺时针转动少许，灯泡变暗 C．仅把向下移动少许，的功率一定增大 D．把沿逆时针转动少许，向上移动少许，灯泡变暗 【答案】B 【详解】A．此时副线圈的匝数小于原线圈的匝数，是降压变压器，故A错误； B．仅把沿顺时针转动少许，副线圈的匝数减小、电压降低，负载电阻不变，电流变小，灯泡变暗，故B正确； C．仅把向下移动少许，原、副线圈匝数比不变，副线圈两端电压不变，接入回路阻值减小，则副线圈的电流增大， 可知R的功率不一定增大，故C错误； D．把沿逆时针转动少许，副线圈的电压增大，向上移动少许，负载的电阻增大，灯泡的电流不一定变化，则灯泡的亮度不一定变化，故D错误。 故选B。 24. （2025·浙江·二模）某小型水电站向外输送电能的示意图如图甲所示，发电机的内部原理简化图如图乙所示。图甲中，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为、。降压变压器原、副线圈匝数分别为、（变压器均为理想变压器）。图乙中，ABCD是面积为S的矩形线圈，线圈共N匝，线圈保持匀速转动，转动周期为T，匀强磁场磁感应强度B。则下列说法正确的是（　　） A．线圈匀速转动至图乙位置时，线圈的磁通量变化率最大 B．若升压变压器线圈两端电压和用电器额定电压都是220V，需满足 C．升压变压器线圈应当用比线圈更细的导线绕制 D．不计发电机的内阻，发电机EF处电压表的示数大小为 【答案】B 【详解】A．线圈匀速转动至图乙位置时，磁通量最大，磁通量变化率为零，A错误； B．升压变压器，降压变压器 其中， 联立可得，B正确； C．由，可知，故，故升压变压器线圈应当用比线圈更粗的导线绕制承载更大的电流，C错误； D．不计发电机的内阻，发电机EF处电压表的示数大小为 ，D错误。 故选B。 25. （2025·浙江·二模）我国新能源汽车近几年实现了新的跨越，新能源汽车产业已成为中国制造业的一张新名片。目前，无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。如图所示，地下铺设有供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，送电线圈和受电线圈匝数比为。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为20A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（　　） A．受电线圈电流方向每0.02秒改变1次 B．送电线圈的输入功率为1100W C．受电线圈的输出电压为 D．0.01s时受电线圈瞬时电压为0V 【答案】B 【详解】A．由图像可知交流电的周期为0.02s，即电流方向每0.02秒改变2次，故A错误； BC．根据图像可知送电线圈的电压为 根据变压器电压与匝数关系有 解得受电线圈电压为 根据变压器原副线圈功率关系有 故B正确，C错误； D．0.01s时送电线圈瞬时电压为0V，送电线圈中的电流为零，但是电流的变化率不为零，根据法拉第电磁感应定律可知，受电线圈中有感应电动势，即受电线圈瞬时电压不为0V，故D错误。 故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $