第3章 交变电流 章末检测-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版 江苏专用）

U2降低，假设用户端电压不变，即U不变，用户端用电器增 加后，总电阻减小，所以降压变压器副线圈中电流增大，根据 电流与线圈匝数的关系可知，输电线中的电流增大，所以输 U3_3,可知 电线两端的电压AU增大，根据U,=AU+U,元几 U,降低，与假设不符，所以用户端电压不可能不变，C错误； 若将滑片P下移，则升压变压器副线圈接入电路的线圈匝 数变多，其两端的电压U,升高，假设输电线上损失的功率减 小，根据△P=P,可知，输电线中的电流减小，又△U=F,所 以输电线阿烯的电压诚小，又，=4+，受-完，故U增 大，用户端用电器增加后，降压变压器副线圈中的电流增大， 根据电流与线圈匝数的关系可知，输电线中的电流增大，故 输电线上损失的功率不可能减小，与假设不符，故D错误.故 选A. 4.D解析：AB.将滑片Q向下移动时，R2减小，设变压器原线 圈两端的电压为U1,电流为1，副线圈两端的电压为U2,电 流为.原副线圈匝数比为元且UU,则UC正 n ,1=1,当R,减小时，，不变，副线圈总电阻诚小，则 1 n 副线圈总电流12增大，所以原线圈电流也增大，即A1示数 变大，电压表V的示数为U,=U2-2R1,所以电压表V的示 数U,减小，A2的示数变大，变压器输入功率P=UL1,所以输 入功率也变大，A错误，B错误；CD.触头P向上移动，则凸变 n2 大，所以U,变小，副线圈电阻不变，所以副线圈电流变小，所 以原线圈电流也，减小，即A1示数变小，变压器输入功率P= U山1，所以变压器的输入功率也变小，C错误，D正确故选D. 5.B解析：①增大Um,则原线圈两端的电压U1增大，根据 ,则副线圈两端电压变大，三个电流表读数都增大， n1 n2 ①正确，②只增大，根据广”，可知，交流电的颜率变大， 线圈的感抗变大，电容器的容抗减小，可知A1示数不变，A2 示数减小，A,示数变大，②错误；③u变化规律不变，增加原 线圈匝数，根据=，则副线圈电压减小，三个电流表的 nn 示数都减小，③错误；④u变化规律不变，增加副线圈匝数， 根据”，则副线圈两端电压变大，则三个电流表的示数 n1 n2 都增大，④正确.故选B. 6.B解析：将用户电阻R用等效在输电线上的电阻为R效= 飞m)输电线上的电流=。。在用电高峰，因用户 耗电量的增大会导致R用减小，导致2变大，导致输电线上 功率损耗R增大，为减小I乃R可减小n4:实际用户电压 么-心行（停-R)片适当诚小后，用户电压仍 偏小，则可减小n1,恢复用户电压故选B. 7.D解析：A.变压器的电压之比等于线圈匝数之比，由于 n2<n1,则有U2<U,故A错误；B.变压器只改变交变电流的 电压与电流，不会改变电流的频率，滑动触头旋转过程中，流 过R电流的频率不变，故B错误；C.在滑动触头从M点顺时 针转到N点的过程中，n,减小，n,不变，U不变，则电压U,减 参考答案与解析 小，由闭合电路欧姆定律可知，R中电流的有效值减小，故 C错误；D.滑动触头旋转过程，变压器副线圈电压U,减小， 可知，变压器的输出功率减小，又因为理想变压 根据P出=R 器输入功率等于输出功率，则输人功率减小，故D正确 8.A解析：由于原线圈两端输入电压不变，线圈匝数不变，故 线圈n2、n的输出电压不变.当滑动变阻器的滑片缓慢向右 移动时.尺阻值增大，则根据=爱可知线圈，中电流减小 根据理想变压器电流关系n1山1=n22+n33可知，由于12不 可蜘，由 变，l,减小，则线圈n,的电流不断减小，根据P,=R 于U2、R不变，则线圈n2的输出功率不变.故选A. 9.D解析：开关S断开时，设电阻R2消耗的功率为P,则P= R2,理想变压器的输人功率也为P,由题意知电源输出功 率是2P,而电源输出功率等于电阻R,消耗功率和变压器的 输入功率之和，因此电阻R,消耗功率为P,且P=R1,联立 可哈号因上会会-子因合开关5后因为两别 线圈匝数相等，R2和R,相等，因此通过R2、R,的电流相等， 设为1，则有U=U14U山，又=0=左，解得乃=1， 若R2消耗的功率为P2,则电阻R,消耗功率为P'=4P,电源 输出功率P=P'+P+B=6,故D正确，ABC错误.故选D. 第三章章末检测 1.B2.A3.D4.D5.D6.B7.C 8.D解析：A.电流互感器原线圈中的电流12=101=10A,升 压变压器的输出电压U,==50V,升压变压器原、副线 圈的匝数比为1：10，则 则=0，则U,=500V,故A错误； B电流互感器原副线圈匝数比是1：10，由公式-，可 'I2n1 知原线圈电流大，接大电流应该用粗导线绕制，故B错误； C.将滑动触头P上移，减小了3，降压变压器用户获得的电 辽U可知减小时☑增大，故C错误；D,输电 上损失的功率△P=R线=1000W=1kW,用户获得的功率 P4=P3=P-△P,所以P4=50kW-1kW=49kW,故D正确.故 选D. 9.D解析：A.线框转动切割产生的电动势最大值为Em= NBLo,故A错误：B.由图甲可知线框运动的半个周期内产 生交变电流，由图乙可知由于二极管的存在，流过灯泡L,的 电流只有【的正弦式电流；电流表的示数为流过电流表的 电流的有效值，根据有效值的定义有P(R+4R)T= pAR1T,其中1n三R+4R解得I=20R,放B错误， C.P不动，P向下滑动时，由于变压器的匝数比不变，可知电 压U2不变，故C错误；D.由欧姆定律知流过灯泡L2的电流 山2=。RP顺时针转动一个小角度，副线圈匝数减小，电一 黑白题31 压U2减小，同时P向下滑动时，接入电路的电阻R减小，所 以小灯泡L,的亮度可能不变，故D正确故选D. 10.(1)D(2)副(3)CD 11.(1)1162V(2)80W(3)400W 解析：(1)电动势的最大值为Em=NBSw=500× -×2.32× 0 102×100mV=1162V. (2)设降压变压器原、副线圈的电流分别为1、14，电动机恰 能江含工作，有么公器A=0A,曲于会 P用_8800 14n310' 解得13=4A,所以输电线路上损耗的电功率为△P=R= 80W. (3)由 于-，可得U,=2200V,升压变压器副线圈两 Ua na 端电压为，=，+，R=220V,又由%=凸，可得， U,n2 11V,电动势有效值为E=B=116V,则交流发电机线圈 √2 电阻，电压为U,=E-U1=5V,根据升压变压器原、副线圈 电流关系=上二，可得，=80A,则交流发电机线圈上 2L3n1 的热功率为P,=U,L1=400W. 第三章 真题演练 黑题真题体验 1.C2.D (Uo 3.B解析：根据有效值的定义可知，对于图1， -T=- R 子受得后一了得4周的有魔做资 U、,接 在阻值大小相等的电阻上，因此Q,:Q2=?:?=4:3,故 选B. 4.B解析：A.输入电压峰值为Um=122V,则输入电压有效 值为U,= =12V,滑动触头在正中间，根据变压比可知，输 2 出电压U2 0,5mU,=18V,若将电阻箱阻值调为180，则电 流为1A,故A错误；B若将副线圈匝数调为总匝数的行，根 1 蒂变压北可包，餐尚电医公-=2V则发调电流 变为12'= U2' =2A,故B正确；C输人端电压调为u= 122sin(50mt)V时，其有效值不变，不会导致电流的变化， 仍然为1= =3.0A,故C错误；D.将输入电压峰值减小一 R 1 U 2 半，则输入电压有效值变为U,”= -=6V,输出电压U2"= ② 选择性必修第二册 05U”=9V,副线圈电流变为=只=15A,故D错误 U2" n 故选B. 5.A 6.AC解析：AB.根据理想变压器的电压比等于匝数比可得 n1:n2=U1:U2=5:1,n1:n3=U1:U3=5:1,故A正确， B错误；C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P输入=P输出=7.0kW+3.5kW=10.5kW,故C正 确；D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 U=220w2V,故D错误.故选AC. 7.B解析：将理想变压器与副线圈电路等效为一个电阻R', U1_1=k, 则有=，根据理想变压器的工作原理可知，U,n 会-之=宁义n会聚之都君尽：儿等效电路红所 示，又R'的电功率等于灯泡的电功率，S与c相连时回路中 电流最大，R'的电功率最大，灯泡的电功率最大，A错误：当S 与a相连时，根据串联分压规律可知，R'两端的电压U,= U。kU +R=3U,则灯泡两端的电压U63+B 确；当S与6相连时，等效电路中的电流1-2+) U ,则流 过灯泡的电流么=M,=(2+)RC错误；当s与c相连时， 等效电路中的电流11+2)R U 则R'的电功率P1=R= k2U2 k2㎡ ,即灯泡的电功率P,=1+) ,D错误 (1+k2)2 R c R 8.A解析：如图为等效电路图，设降压变压器的原副线圈匝 数比为：1，则输电线上的电流为元+转子在磁场 中转动时产生的电动势最大值En=NBSw.A.当转子角速度 增加一倍时，升压变压器原副线圈两端电压都增加一倍，输 电线上的电流变为12'=22，由P=PR知R。上消耗的电功率 变为原来的4倍，故A正确；C.升压变压器副线圈匝数增加 一倍，副线圈两端电压增加一倍，输电线上的电流增加一倍， 由P=R得R。上消耗的电功率变为原来的4倍，故C错 误B.若R,阻值增加一倍，输电线路上的电流g2R,+R 0, R消耗的功率P3="×2R。≠4P,故B错误；D.若在用户端 并联一个完全相同的电阻R,用户端电阻减为原来的一半， 2U2 输电线上的电流为I"= 2R2R。+h2 ,R。消耗的功率 R+2 P4=I2m2R,≠6P,故D错误故选A 02R 黑白题32第三章 章 (时间：60分钟 一、选择题（每题8分，共72分） 1.*风力发电装置呈现风车外形，风轮机带动 内部匝数为N的矩形铜质线圈在水平匀强磁 场中，以角速度ω绕垂直于磁场的水平转轴 00',顺时针匀速转动产生交流电，发电模型 简化如图.已知N匝线圈产生的感应电动势的 最大值为E则 ( ) A.线圈转动的快慢不会影响回路中电流的 大小 B.当线圈转到图示位置时产生的感应电流方 向为ABCD C.当线圈转到图示位置时磁通量的变化率 最小 m D.穿过线圈的最大磁通量为 ↑u/W 10 0.5 .0 (第1题) (第2题) 2.**(2025·四川乐山期中)如图所示，图线a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦 交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生的 正弦交流电的图像如图线b所示.以下关于这 两个正弦交流电的说法中正确的是( A.交流电6电压的最大值为y B.在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量为0 C.线圈前后两次转速之比为1：2 D.交流电a电压的瞬时值表达式为u= 10sin0.4πt(V) 3.*(2025·山东烟台期中)如图所示，有一 5 边长L=l0cm的单匝正方形线圈abcd在磁 选择性必修第二册黑： 末检测 电 分：100分) 感应强度B=2T的匀强磁场中，绕垂直于磁 场方向的轴00'匀速转动，转动角速度ω= 10πrad/s,轴O0'分别通过ad和bc的中点， 线圈的电阻r=1D,线圈的两个末端分别与两 个彼此绝缘的铜环（集流环）焊接在一起，并 通过电刷与阻值R=2Ω的定值电阻连接.已 知t=0时刻，线圈平面与磁场方向垂直，下列 说法正确的是 () A.t=0.05s时线框中的电流改变方向 B.t=0.1s时线框中产生的感应电动势最大 C.0~0.1s时间内，流过线框的电荷量为 C 150 D.线圈每转动一周，电阻R上产生的焦耳热 1125 0 。 C h B L R 0 电源 (第3题) (第4题) *如图所示的电路中，A、B、C三灯亮度相 同，电源为“220V50Hz”的交流电源，以下 叙述中正确的是 A.改接“220V100Hz”的交流电源时，A灯 变暗，B灯变亮，C灯亮度不变 B.改接“220V100Hz”的交流电源时，A灯 变亮，B灯变亮，C灯亮度不变 C.改接220V的直流电源时，A灯熄灭，B灯 变亮，C灯变暗 D.改接220V的直流电源时，A灯熄灭，B灯 变亮，C灯亮度不变 装边长为L的单匝正方形线框处在匀强磁 场中，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度 日题084 随时间变化规律如图所示（前半个周期为正 弦波形的一半)，线框的电阻为R,则线框中 感应电流的平均功率为 ( 6B2L 7B2L A. B RT2 RT2 8BL1 9B6L4 C. D. RT2 R72 (第5题) (第6题) 6.如图所示，理想变压器原线圈接一正弦交 变电源，其电压的有效值恒定不变，两个副线 圈的匝数分别为n,和n2,所接电阻分别为R 和R2,且R2=2R不计电流表内阻，当只闭 合S,时，电流表示数为1A,只闭合S2时，电流 表示数为2A,则n1:n2等于 ( A.1:1B.1:2C.1:3 D.1:4 7.禁(2025·安徽A10联盟联考)如图所示， 理想变压器原、副线圈的匝数比为，电源的 输出电压有效值恒定，定值电阻R1=5Ω、R2= 22、R3=62、R4=32.闭合开关S,通过定值 电阻R,和R,的电流均为1A,电流表为理想 电表，导线电阻不计.现将开关S断开，则下列 说法中正确的是 ( A.原、副线圈的匝数 ④ 比n=2 R B.电流表示数一定 增大 C.电源输出电压的有 效值为41V D.开关S断开前后，电源输出的电功率之比 为3：5 8.装(2024·山西吕梁期末)如图所示为高压 输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机 第三章黑 输出功率恒为50kW.升压变压器原、副线圈 的匝数比为1：10，在输电线路上接入一个电 流互感器，其原、副线圈的匝数比为1：10，电 流表的示数为1A,输电线的总电阻R线= 102.下列说法正确的是 升压变压器 降压变压器 R 3驱闸 P。3户 n3 na A.升压变压器的原线圈输入电压有效值为 U1=50V B.电流互感器原线圈相比副线圈用更细的导 线绕制 C.将滑动触头P上移，用户获得的电压将 减小 D.用户获得的功率为49kW 禁如图甲所示，虚线（磁场边界）左侧有一 竖直向下的匀强磁场（磁感应强度为B),一 正方形线框（边长为L,匝数为N,不计线框内 阻)从图示位置绕水平上边O为轴顺时针匀 速转动，以角速度为ω进入磁场区域.现将该 线框产生的交流电接入图乙电路的CD端，定 值电阻R,阻值为R,L,电阻为4R,忽略灯丝电 阻随温度的变化，A1为理想交流电流表，K为 理想二极管（导通时电压为0），P为理想自耦 变压器上的滑动触头，P'为滑动变阻器上的滑 片.下列说法正确的是 甲 A.线框转动切割产生的电动势最大值为 1 NBL2w 2 BL@ B.电流表A,的读数为 10R 白题085 C.P不动，P'向下滑动时，U2减小 D.P顺时针转动一个小角度，同时P'向下滑 动时，小灯泡L2的亮度可能不变 二、非选择题（共28分） 10.*(9分)实验室有一个可拆变压器，如图 甲、乙所示，小明对它进行了实验探究： 变压器铁芯P 线圈 变压器铁芯Q 甲可拆变压器零部件 乙组装后的变压器 (1)观察变压器的铁芯，它的结构和材料是 （填字母)》 A.整块硅钢铁芯 B.整块不锈钢铁芯 C.绝缘的铜片叠成 D.绝缘的硅钢片叠成 (2)实验过程中，变压器的原、副线圈选择不 同的匝数，利用多用电表测量相应电压 记录如表，由数据可知N1一定是 (填“原”或“副”)线圈的匝数 N/匝 100 100 200 200 N2/匝 200 400 400 800 U/V 2.1 1.95 5.22 2.35 U2/V 4.28 8.00 10.60 9.64 (3)某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变 压器的铁芯上，如图丙所示.原线圈接学 生电源的交流输出端，副线圈接小灯泡 下列说法正确的是 过载指示电源指示 。 学生电源( A.变压器开始正常工作后，铁芯导电，把 选择性必修第二册黑 电能由原线圈输送到副线圈 B.若仅增加原线圈绕制的圈数，小灯泡 将变亮 C.若仅增加副线圈绕制的圈数，学生电 源的过载指示灯可能会亮起 D.与变压器未通电时相比较，此时若将 可拆变压器上端的横条铁芯取下将更 费力 1.(19分)(2025·陕西咸阳月考)如图所 示，用一小型交流发电机向远处用户供电， 已知发电机线圈匝数N=500匝，面积S= 2.32×102m2,线圈匀速转动的角速度w= 100md/s,强磁场的磁感应强度B=T, 输电时先用升压变压器将电压升高，经高压 输电，到达用户区再用降压变压器将电压降 下来后供用户使用，两根输电导线的总电阻 为R=5Ω，变压器可视为理想变压器，降压 变压器原、副线圈的匝数比为n3:n4= 10:1,若用户区标有“220V8.8kW”的电 动机恰能正常工作.发电机线圈电阻不可忽 略，其他导线的电阻值均可忽略 (1)求交流发电机产生电动势的最大值Em； (2)求输电线路上损耗的电功率△P; (3)若升压变压器原、副线圈匝数比为1： n2=1:20,求交流发电机线圈上的热功 率P 0 白题086