专题07 交变电流（期中真题汇编，天津专用）高二物理下学期

丽学科网 www.zxxk.com 专题07交变电流 目目 考点01 交变电流的描述 一、单选题 1.D 2.D 3.B 4.C 5.D 二、多选题 6.AB 7.AC 目目 考点02 变压器 一、单选题 1.A 2.B 3.A 4.C 二、多选题 5.BD 三、解答题 6.(1)e=220V2sim50πt(V) (②a-景wb (3)P=960W 目目 考点03 远距离输电 1/2 让教与学更高效 命学科网 一、单选题 1.B 2.B 二、多选题 3.BC 4.CD 5.AD www zxxk com 2/2 让教与学更高效 专题07 交变电流 3大高频考点概览 考点01 交变电流的描述 考点02变压器 考点03 远距离输电 地 城 考点01 交变电流的描述 一、单选题 1．(24-25高二下·天津第九中学·期中)某交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动时，磁通量随时间t变化的关系如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．t=0时刻，线圈平面与中性面平行 B．1s内线圈中感应电流方向改变50次 C．t=0.015s时刻，线圈中的感应电流最大 D．t=0.01s时刻，线圈中感应电流方向不变 2．(24-25高二下·天津北京师范大学附属中学·期中)图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动。从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断错误的是（　　） A．电流表的示数为10A B．线圈转动的角速度为100πrad/s C．0.01s时线圈平面与磁场方向平行 D．0.02s时电阻R中电流的方向自右向左 3．(24-25高二下·天津第二十一中学·期中)如图所示，图甲为一台小型发电机构造示意图，产生的电动势随时间变化的正弦规律如图乙所示，发电机线圈内阻为1Ω，外接电阻为10Ω，则下列说法中正确的是（　　） A．通过电阻的电流方向1秒钟改变50次 B．在0.01s时刻，穿过线圈的磁通量变化率为0 C．电压表的示数为22V D．线圈每转一周电阻R上产生的焦耳热为0.88J 4．(24-25高二下·天津第一中学·期中)一个单匝矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴做匀速转动。通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图所示，则以下说法正确的是 （　　） A．t₁时刻线圈平面垂直于中性面 B．t₂时刻电流方向发生改变 C．感应电动势的有效值为 D．t₁时刻到t₃时刻，感应电动势的平均值为零 5．(24-25高二下·天津滨海新区田家炳中学·期中)在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则下列判断正确的有（　　） A．t=0.005s时线圈平面与磁场方向垂直 B．线圈产生的交变电动势的频率为100Hz C．线圈产生的交变电动势的有效值为311V D．线圈产生的交变电动势的瞬时值为 二、多选题 6．(24-25高二下·天津重点校联考·期中)如图甲所示，在自行车车轮边缘安装小型发电机，可以为车灯提供电能。小型发电机内部结构如图乙所示，转轴一端连接半径r0=1cm的摩擦小轮，摩擦小轮与车轮边缘接触，当车轮转动时，依靠摩擦，车轮带动摩擦小轮转动，从而带动线框转动。已知矩形线框匝数N=100，面积S=10cm2，总电阻R=2Ω，磁极间的磁场可视为磁感应强度B=0.1T的匀强磁场，线框通过电刷与电阻恒为R=2Ω、额定功率P=9W的灯泡相连。一同学某次匀速骑行时，灯泡两端电压随时间变化的规律如图丙所示，下列说法正确的是（    ） A．线框转到图乙所示位置时，通过线框的磁通量变化率为0 B．该同学这次骑行速度v=3m/s C．图丙中的 D．骑行速度超过12m/s，灯泡也不会被烧坏 7．(24-25高二下·天津大学附属中学·期中)某些共享单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，可以不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。小型发电机的发电原理可简化为图甲所示，矩形线圈abcd共有N匝，总电阻为r。线圈处于匀强磁场中，通过理想交流电流表与阻值为R的电阻相连。某段时间在骑行者的踩踏下，线圈以角速度绕垂直磁场方向的轴匀速转动，图乙是线圈转动过程中产生的磁通量随时间t变化的图像，则（　　） A．时刻线圈磁通量变化率为0 B．时刻电流表示数为0，时刻电流表的示数最大 C．时刻到时刻这段时间通过电阻R的电荷量为 D．线圈转动一圈，外力对它所做的功为 地 城 考点02 变压器 一、单选题 1．(24-25高二下·天津第二十一中学·期中)如图所示为一自耦变压器，保持输入电压不变，以下说法正确的是（　　） A．滑片Q上移，电流表示数增大 B．滑片Q上移，电压表示数增大 C．触头P上移，电流表示数增大 D．触头P上移，电压表示数增大 2．(24-25高二下·天津南开大学附属中学·期中)如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。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，R₁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示数变大 C．当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，电流表A₁示数变小 D．若闭合开关S，则电流表A₁示数变大、A₂示数也变大 3．(24-25高二下·天津崇化中学·期中)为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡、，电路中分别接了理想交流电压表、和理想交流电流表、，导线电阻不计，如图所示。当天关S闭合后（    ） A．示数变大，与示数的比值不变 B．示数变大，与示数的比值变大 C．示数变小，与示数的比值变大 D．示数不变，与示数的比值变小 4．(24-25高二下·天津第一中学·期中)随着新能源汽车的普及，无线充电技术得到进一步开发和应用。如图甲所示，由地面铺设供电的供电线圈，将电能传送至电动汽车底部的受电线圈，从而对车载电池进行充电（电路模拟如图乙）。若已知供电线圈和受电线圈匝数比为当供电线圈接上图丙中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为2A。不考虑线圈的自感和电阻，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（　　） A．受电线圈的输出电压为 B．供电线圈的输入功率为440W C．受电线圈的电流方向每秒改变100次 D．车身受电线圈中的感应电流磁场总是与地面供电线圈中电流的磁场方向相反 二、多选题 5．(24-25高二下·天津重点校联考·期中)如图理想变压器原、副线圈匝数比10:1，R0为定值电阻，R是滑动变阻器，原线圈两端的输入电压，设理想交流电压表V1、V2的示数分别是U1、U2；理想交流电流表A1、A2的示数分别是I1、I2，下列说法正确的是（　　） A．电压表V2的示数U2=20V B．滑片P向b端滑动过程中，U2不变，I2变大 C．滑片P向b端滑动过程中，U1变小，I1变大 D．通过原、副线圈的交变电流频率比1:1 三、解答题 6．(24-25高二下·天津一百中学咸水沽第一中学·期中)如图所示，一小型交流发电机中，线圈ABCD（电阻不能忽略）以角速度ω=50πrad/s绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈匝数N=22匝，发电机感应电动势的最大值。线圈通过滑环与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈与电阻相接，电表均为理想交流电表，电压表示数为U=160V，电流表示数为I=6A，从线框转至中性面位置开始计时。 (1)求线框中感应电动势瞬时值e的表达式； (2)求线框中磁通量的最大值； (3)若原、副线圈匝数比为4：1，求电阻R的阻值及消耗的电功率P。 地 城 考点03 远距离输电 一、单选题 1．(24-25高二下·天津南开中学·期中)如图，有一小型水电站发电机的输出功率为50kW，发电机的输出电压为250V。通过升压变压器升压后向远处输电，输电电压为10kV，输电线的总电阻R为10Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V，两变压器均视为理想变压器，下列说法正确的是（    ） A．升压变压器原、副线圈的匝数之比为1：200 B．输电线上损失的功率为250W C．降压变压器原、副线圈中的电流之比为995∶22 D．图中与灯泡串联的“300V，1000μF”的电容器一定会被击穿 2．(24-25高二下·天津一百中学咸水沽第一中学·期中)直流特高压输电技术已成为我国“西电东送”战略的技术基础，其输电示意图如图所示。若变压器、均为理想变压器，的匝数之比，直流输电线的总电阻等效为整流及逆变过程的能量损失不计，交流电的有效值不变。则（　　） A．图中“500kV”指交流电的峰值 B．直流输电线损失的电压为100kV C．当用户负载增加时，输电线上损失的电压会减小 D．当用户负载增加时，用户端增加的功率等于输出端增加的功率 二、多选题 3．(24-25高二下·天津第一中学·期中)如图所示是远距离输电线路图，升压变压器原、副线圈的匝数分别为，电压分别为 ，降压变压器原、副线圈的匝数分别为，电压分别为 ，两变压器均视为理想变压器，输电线总电阻为R。假设发电厂输出电压不变，则下列说法正确的是（　　） A．若输送功率保持不变，升压变压器副线圈的匝数 增大时，输电线上损失的功率减小，用户获得的电压 不变 B．若 用户获得的电压小于发电厂的输出电压 C．用户使用的用电器数量增多时，发电厂的输出功率增大 D．用户使用的用电器数量增多时，用户获得的电压 增大 4．(23-24高二下·天津·期中)如图所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原、副线圈匝数之比为，其输入电压如图所示，输电功率为200kW，输电线总电阻为，则下列说法正确的是（　　） A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为100Hz B．升压变压器副线圈的电压有效值为10000V C．高压输电线上损失的功率为6400W D．深夜用户的用电器减少，输电线上损失的功率将变小 5．(24-25高二下·天津北京师范大学附属中学·期中)如图所示，某小型水电站的发电机输出电压为220V，正常情况下输出的总功率P0=8.8×104W，为了减少远距离输电过程中的电能损失，往往采用高压输电。输送电压为，输电导线的总电阻为r=5Ω，现要使额定电压为220V的用电器正常工作，下列说法正确的是（　　） A．输电线上的电流为80A B．降压变压器匝数比 C．用电器上交流电的频率是50Hz D．用电器的额定功率P=5.6×104W 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 交变电流 3大高频考点概览 考点01 交变电流的描述 考点02变压器 考点03 远距离输电 地 城 考点01 交变电流的描述 一、单选题 1．(24-25高二下·天津第九中学·期中)某交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动时，磁通量随时间t变化的关系如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．t=0时刻，线圈平面与中性面平行 B．1s内线圈中感应电流方向改变50次 C．t=0.015s时刻，线圈中的感应电流最大 D．t=0.01s时刻，线圈中感应电流方向不变 【答案】D 【详解】A．在t=0时刻，线圈的磁通量为零，则线圈平面与中性面垂直，选项A错误； B．由图像可知，交流电的频率为50Hz，每转一周电流方向改变两次，因此1s内电流方向改变100次，选项B错误； C．在t=0.015s时刻，线圈中的磁通量变化率为零，感应电动势为零，感应电流为零，选项C错误； D．当线圈的磁通量最大时，线圈经过中性面，电流方向发生改变，而当t=0.01s时刻，线圈中的磁通量为零，则线圈平面和中性面垂直，线圈中感应电流方向不变，选项D正确。 故选D。 2．(24-25高二下·天津北京师范大学附属中学·期中)图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动。从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断错误的是（　　） A．电流表的示数为10A B．线圈转动的角速度为100πrad/s C．0.01s时线圈平面与磁场方向平行 D．0.02s时电阻R中电流的方向自右向左 【答案】D 【详解】A．电流表的示数为有效值，则电流表的示数为，故A正确，不符合题意； B．根据图乙可知 则线圈转动的角速度为，故B正确，不符合题意； C．0.01s时感应电流达到最大值，感应电动势达到最大值，可知，0.01s时线圈平面与磁场方向平行，故C正确，不符合题意； D．根据右手定则可知，图甲所示位置电阻R中电流的方向自左向右，由于 可知，0.02s时电阻R中电流的方向自左向右，故D错误，符合题意。 故选D。 3．(24-25高二下·天津第二十一中学·期中)如图所示，图甲为一台小型发电机构造示意图，产生的电动势随时间变化的正弦规律如图乙所示，发电机线圈内阻为1Ω，外接电阻为10Ω，则下列说法中正确的是（　　） A．通过电阻的电流方向1秒钟改变50次 B．在0.01s时刻，穿过线圈的磁通量变化率为0 C．电压表的示数为22V D．线圈每转一周电阻R上产生的焦耳热为0.88J 【答案】B 【详解】A．由图乙可知，交变电流的频率为 一个周期内电流方向改变2次，则通过电阻的电流方向1秒钟改变100次，故A错误； B．在0.01s时刻，感应电动势的瞬时值为0，则穿过线圈的磁通量变化率为0，故B正确； C．感应电动势的有效值为，电压表测量的为外接电阻两端电压，示数为 故C错误； D．线圈每转一周电阻R上产生的焦耳热，故D错误。 故选B。 4．(24-25高二下·天津第一中学·期中)一个单匝矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴做匀速转动。通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图所示，则以下说法正确的是 （　　） A．t₁时刻线圈平面垂直于中性面 B．t₂时刻电流方向发生改变 C．感应电动势的有效值为 D．t₁时刻到t₃时刻，感应电动势的平均值为零 【答案】C 【详解】A．t₁时刻线圈磁通量最大，线圈位于中性面，不是线圈垂直于中性面，故A错误； B．电流方向在中性面发生改变，t₂时刻线圈垂直于中性面，线圈不位于中性面，故B错误； C．结合图像，电动势最大值 则感应电动势的有效值 故C正确； D．t₁时刻到t₃时刻，穿过线圈的磁通量变化量大小为 根据法拉第电磁感应定律可知此过程平均感应电动势不为0，故D错误。 故选C。 5．(24-25高二下·天津滨海新区田家炳中学·期中)在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则下列判断正确的有（　　） A．t=0.005s时线圈平面与磁场方向垂直 B．线圈产生的交变电动势的频率为100Hz C．线圈产生的交变电动势的有效值为311V D．线圈产生的交变电动势的瞬时值为 【答案】D 【详解】A．由图可知时电动势最大，磁通量最小，则线圈平面与磁场方向平行，A错误； B．由图可知周期为 则线圈产生的交变电动势的频率为，B错误； C．由图可知交变电流的电动势峰值为，则有效值为，C错误； D．根据图像可知周期为，则角速度为 电动势最大值为，所以线圈产生的交变电动势的瞬时值为，D正确。 故选D。 二、多选题 6．(24-25高二下·天津重点校联考·期中)如图甲所示，在自行车车轮边缘安装小型发电机，可以为车灯提供电能。小型发电机内部结构如图乙所示，转轴一端连接半径r0=1cm的摩擦小轮，摩擦小轮与车轮边缘接触，当车轮转动时，依靠摩擦，车轮带动摩擦小轮转动，从而带动线框转动。已知矩形线框匝数N=100，面积S=10cm2，总电阻R=2Ω，磁极间的磁场可视为磁感应强度B=0.1T的匀强磁场，线框通过电刷与电阻恒为R=2Ω、额定功率P=9W的灯泡相连。一同学某次匀速骑行时，灯泡两端电压随时间变化的规律如图丙所示，下列说法正确的是（    ） A．线框转到图乙所示位置时，通过线框的磁通量变化率为0 B．该同学这次骑行速度v=3m/s C．图丙中的 D．骑行速度超过12m/s，灯泡也不会被烧坏 【答案】AB 【详解】A．线框转到图乙所示位置时，线圈平面与磁感线垂直，此时磁通量最大，通过线框的磁通量变化率为0，选项A正确； B．交流电的周期 摩擦小轮边缘的线速度 该同学这次骑行速度v=3m/s 选项B正确； C．感应电动势最大值 图丙中的 选项C错误； D．若骑行速度为12m/s，即线速度变为原来的4倍，则摩擦小轮的角速度变为原来的4倍，根据 感应电动势最大值变为原来的4倍，灯泡两端电压的有效值变为原来的4倍，根据 灯泡的功率变为原来的16倍，灯泡会被烧坏，选项D错误。 故选AB。 7．(24-25高二下·天津大学附属中学·期中)某些共享单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，可以不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。小型发电机的发电原理可简化为图甲所示，矩形线圈abcd共有N匝，总电阻为r。线圈处于匀强磁场中，通过理想交流电流表与阻值为R的电阻相连。某段时间在骑行者的踩踏下，线圈以角速度绕垂直磁场方向的轴匀速转动，图乙是线圈转动过程中产生的磁通量随时间t变化的图像，则（　　） A．时刻线圈磁通量变化率为0 B．时刻电流表示数为0，时刻电流表的示数最大 C．时刻到时刻这段时间通过电阻R的电荷量为 D．线圈转动一圈，外力对它所做的功为 【答案】AC 【详解】A．图线的斜率表示磁通量的变化率，由图乙可知，在时刻线圈磁通量变化率为0，故A正确； B．电流表测量的是电流的有效值，因为线圈是匀速转动的，所以电路中的电流的有效值是一个定值，则电流表的示数保持不变，故B错误； C．由图乙可知在时刻到时刻这段时间内磁通量的变化量大小为 根据法拉第电磁感应定律可知这段时间内的感应电动势的平均值为 通过电阻的平均电流为 则通过电阻R的电荷量为 联立解得，故C正确； D．线圈产生的感应电动势的最大值为 线圈的转动周期为 线圈产生的感应电动势的有效值为 根据能量守恒可知，线圈转动一周，外力对它所做的功为 联立解得，故D错误。 故选AC。 地 城 考点02 变压器 一、单选题 1．(24-25高二下·天津第二十一中学·期中)如图所示为一自耦变压器，保持输入电压不变，以下说法正确的是（　　） A．滑片Q上移，电流表示数增大 B．滑片Q上移，电压表示数增大 C．触头P上移，电流表示数增大 D．触头P上移，电压表示数增大 【答案】A 【详解】AB．滑片Q上移，滑动变阻器接入电路阻值减小，根据可知，副线圈输出电压保持不变，则电压表示数不变；根据欧姆定律可知副线圈电流增大，根据可知，原线圈电流增大，则电流表示数增大，故A正确，B错误； CD．触头P上移，原线圈匝数增大，根据可知，副线圈输出电压减小，则电压表示数减小；根据可知副线圈功率减小，根据 可知原线圈电流减小，则电流表示数减小，故CD错误。 故选A。 2．(24-25高二下·天津南开大学附属中学·期中)如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。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，R₁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示数变大 C．当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，电流表A₁示数变小 D．若闭合开关S，则电流表A₁示数变大、A₂示数也变大 【答案】B 【详解】A．滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电阻变大，则干路电流变小，则R1消耗的功率变小，故A错误； B．滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，干路电流变小，R1分压变小，变压器次级电压不变，则电压表V的测量的电压变大，示数变大，故B正确； C．滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，电阻减小，变压器次级电流变大，则初级电流也变大，所以电流表A1示数变大，故C错误； D．闭合开关S，并联支路增加电阻变小，则副线圈以及R1的电流变大，分压变大，则R2的分压变小，电流变小，A2示数变小；电流表A1示数随副线圈电流的变大而变大，故D错误。 故选B。 3．(24-25高二下·天津崇化中学·期中)为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡、，电路中分别接了理想交流电压表、和理想交流电流表、，导线电阻不计，如图所示。当天关S闭合后（    ） A．示数变大，与示数的比值不变 B．示数变大，与示数的比值变大 C．示数变小，与示数的比值变大 D．示数不变，与示数的比值变小 【答案】A 【详解】CD．设正弦交流电源的电压有效值为，原副线圈的匝数分别为、，则电压表的示数为，根据变压器电压比等于匝数比可得 可知副线圈的输出电压为 可知电压表示数不变，与示数的比值不变，故CD错误； AB．开关S闭合后，副线圈总电阻变小，根据欧姆定律可知，副线圈电流增大，根据变压器电流比等于匝数比的反比可得 可知原线圈电流增大，即示数变大，但与示数的比值不变，故A正确，B错误。 故选A。 4．(24-25高二下·天津第一中学·期中)随着新能源汽车的普及，无线充电技术得到进一步开发和应用。如图甲所示，由地面铺设供电的供电线圈，将电能传送至电动汽车底部的受电线圈，从而对车载电池进行充电（电路模拟如图乙）。若已知供电线圈和受电线圈匝数比为当供电线圈接上图丙中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为2A。不考虑线圈的自感和电阻，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（　　） A．受电线圈的输出电压为 B．供电线圈的输入功率为440W C．受电线圈的电流方向每秒改变100次 D．车身受电线圈中的感应电流磁场总是与地面供电线圈中电流的磁场方向相反 【答案】C 【详解】A．供电线圈电压有效值 则受电线圈的输出电压为 故A错误； B．供电线圈的输入功率等于受电线圈的输出功率，即 故B错误； C．图像可知交变电流周期T=0.02s，一个周期内电流方向改变2次，则每秒改变次，故C正确； D．根据楞次定律，车身受电线圈中的感应电流磁场总是阻碍地面供电线圈中电流的磁场的变化，即当地面供电线圈中电流的磁场增强时，车身受电线圈中的感应电流磁场与其相反；即当地面供电线圈中电流的磁场减弱时，车身受电线圈中的感应电流磁场与其相同，故D错误。 故选C。 二、多选题 5．(24-25高二下·天津重点校联考·期中)如图理想变压器原、副线圈匝数比10:1，R0为定值电阻，R是滑动变阻器，原线圈两端的输入电压，设理想交流电压表V1、V2的示数分别是U1、U2；理想交流电流表A1、A2的示数分别是I1、I2，下列说法正确的是（　　） A．电压表V2的示数U2=20V B．滑片P向b端滑动过程中，U2不变，I2变大 C．滑片P向b端滑动过程中，U1变小，I1变大 D．通过原、副线圈的交变电流频率比1:1 【答案】BD 【详解】A．由表达式知输入电压有效值为 根据原副线圈与匝数的关系可得 所以电压表V2的示数为，故A错误； BC．滑片P向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电压U1不变，则U2不变，I2变大，根据原副线圈电流与匝数的关系可知，I1变大，故B正确，C错误； D．变压器不改变交变电流的频率，所以通过原、副线圈的交变电流频率比1:1，故D正确。 故选BD。 三、解答题 6．(24-25高二下·天津一百中学咸水沽第一中学·期中)如图所示，一小型交流发电机中，线圈ABCD（电阻不能忽略）以角速度ω=50πrad/s绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈匝数N=22匝，发电机感应电动势的最大值。线圈通过滑环与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈与电阻相接，电表均为理想交流电表，电压表示数为U=160V，电流表示数为I=6A，从线框转至中性面位置开始计时。 (1)求线框中感应电动势瞬时值e的表达式； (2)求线框中磁通量的最大值； (3)若原、副线圈匝数比为4：1，求电阻R的阻值及消耗的电功率P。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据题意可知，线框转至中性面时开始计时，即可知初相位为0；由角速度ω=50πrad/s，结合峰值，初相位为0，即可得到感应电动势的瞬时值表达式 代入数据解得 （2）由法拉第电磁感应定律 结合磁通量的公式 即可得到磁通量的最大值为 （3）由原副线圈匝数比与电压比、电流比的关系 可得U2=40V，I2=24A 在副线圈电路中，根据闭合电路欧姆定律 解得 根据副线圈的电压值和电流值，可得电阻消耗的功率 解得P=960W 地 城 考点03 远距离输电 一、单选题 1．(24-25高二下·天津南开中学·期中)如图，有一小型水电站发电机的输出功率为50kW，发电机的输出电压为250V。通过升压变压器升压后向远处输电，输电电压为10kV，输电线的总电阻R为10Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V，两变压器均视为理想变压器，下列说法正确的是（    ） A．升压变压器原、副线圈的匝数之比为1：200 B．输电线上损失的功率为250W C．降压变压器原、副线圈中的电流之比为995∶22 D．图中与灯泡串联的“300V，1000μF”的电容器一定会被击穿 【答案】B 【详解】A．由变压器的电压关系可知 A错误； B．升压变压器副线圈电流为 则输电线上损失的功率为 B正确； C．用户端得到的功率为 则降压变压器副线圈电流为 则降压变压器原、副线圈中的电流之比为 C错误； D．由题意可知降压变压器副线圈的最大电压为 图中与“300V，1000μF”的电容器串联的灯泡会分到一定的电压，且灯泡规格未知，所以电容器两端的最大电压不一定大于，则电容器不一定会被击穿，D错误。 故选B。 2．(24-25高二下·天津一百中学咸水沽第一中学·期中)直流特高压输电技术已成为我国“西电东送”战略的技术基础，其输电示意图如图所示。若变压器、均为理想变压器，的匝数之比，直流输电线的总电阻等效为整流及逆变过程的能量损失不计，交流电的有效值不变。则（　　） A．图中“500kV”指交流电的峰值 B．直流输电线损失的电压为100kV C．当用户负载增加时，输电线上损失的电压会减小 D．当用户负载增加时，用户端增加的功率等于输出端增加的功率 【答案】B 【详解】A．图中“500kV”指交流电的有效值，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 解得kV 直流输电线损失的电压为kV 故B正确； C．当用户负载增加时，电流增大，输电线上的电流也增大，根据U=IR可知，输电线上损失的电压增大，故C错误； D．当用户负载增加时，输出端增加的功率等于用户端增加的功率与输电线上增加的损失功率之和，故用户端增加的功率小于输出端增加的功率，故D错误。 故选B。 二、多选题 3．(24-25高二下·天津第一中学·期中)如图所示是远距离输电线路图，升压变压器原、副线圈的匝数分别为，电压分别为 ，降压变压器原、副线圈的匝数分别为，电压分别为 ，两变压器均视为理想变压器，输电线总电阻为R。假设发电厂输出电压不变，则下列说法正确的是（　　） A．若输送功率保持不变，升压变压器副线圈的匝数 增大时，输电线上损失的功率减小，用户获得的电压 不变 B．若 用户获得的电压小于发电厂的输出电压 C．用户使用的用电器数量增多时，发电厂的输出功率增大 D．用户使用的用电器数量增多时，用户获得的电压 增大 【答案】BC 【详解】A．升压变压器原线圈电流为 根据变压器原理 可知若输送功率保持不变，升压变压器副线圈的匝数增大时，输电线上的电流减小，根据 可知输电线上损失的功率减小，降压变压器原线圈电压为 可知降压变压器原线圈电压增大，根据变压器原理 可知用户获得的电压增大，故A错误； B．输电线R上有损耗的电压，故 根据变压器原理 若 ，则有 可知用户获得的电压小于发电厂的输出电压，故B正确； C．用户使用的用电器数量增多时，用户消耗的功率增大，降压变压器副线圈电流增大，根据变压器原理可知，降压变压器原线圈电流增大，根据变压器原理可知，升压器原线圈电流增大，由于发电厂输出电压不变，根据 可知发电厂的输出功率增大，故C正确； D．用户使用的用电器数量增多时，发电厂的输出功率增大，升压变压器原线圈电流增大，根据变压器原理可知，输电线上的电流增大，输电线上损失的电压增大，降压变压器原线圈电压减小，根据变压比可知，用户获得的电压减小，故D错误。 故选BC。 4．(23-24高二下·天津·期中)如图所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原、副线圈匝数之比为，其输入电压如图所示，输电功率为200kW，输电线总电阻为，则下列说法正确的是（　　） A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为100Hz B．升压变压器副线圈的电压有效值为10000V C．高压输电线上损失的功率为6400W D．深夜用户的用电器减少，输电线上损失的功率将变小 【答案】CD 【详解】A．因升压变压器初级输入交流电的频率为 可知降压变压器副线圈输出的交流电频率为50Hz，选项A错误； B．升压变压器初级电压有效值为 副线圈的电压有效值为 选项B错误； C．高压输电线上损失的功率为 选项C正确； D．深夜用户的用电器减少，则变压器的输入功率减小，输电线上的电流减小，根据 可知，输电线上损失的功率将变小，选项D正确。 故选CD。 5．(24-25高二下·天津北京师范大学附属中学·期中)如图所示，某小型水电站的发电机输出电压为220V，正常情况下输出的总功率P0=8.8×104W，为了减少远距离输电过程中的电能损失，往往采用高压输电。输送电压为，输电导线的总电阻为r=5Ω，现要使额定电压为220V的用电器正常工作，下列说法正确的是（　　） A．输电线上的电流为80A B．降压变压器匝数比 C．用电器上交流电的频率是50Hz D．用电器的额定功率P=5.6×104W 【答案】AD 【详解】A．升压变压器匝数比 升压变压器原线圈电流 输电线上的电流为，A正确； B．输电线上的电压损失为   降压变压器原线圈电压 降压变压器匝数比，B错误； C．用电器上交流电的频率是 ，C错误； D．用电器的额定功率 ，D正确。 故选AD。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $