专题03 交流电（期中复习专项训练）高二物理下学期教科版

专题03 交流电 题型1交流发电机原理和示意图 题型9理想变压器两端电压与匝数的关系（常考点） 题型2中性面及其性质（常考点） 题型10理想变压器两端功率的计算、动态分析（重点） 题型3正弦式交变电流瞬时值、峰值（重点） 题型11自耦变压器 题型4正弦式交流电的电动势和电流有效值 题型12电压互感器、电流互感器 题型5有效值的定义、一般交流电的有效值（常考点） 题型13 电能的传输（难点） 题型6计算交变流电路中的电功、电功率和焦耳热（重点） 题型14探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 题型7计算转动过程中通过线圈载面的电量（难点） 题型8电容器、电感器对交流电影响 题型1交流发电机原理和示意图（共2小题） 1．（25-26高二上·贵州毕节·期中）如图所示，在xOy平面内，矩形线框的底边长为L且与x轴重合，中轴线与y轴重合。线框绕垂直于x轴的转轴（例如图中的MN轴）匀速转动。匀强磁场区域足够大。在保持转速不变的情况下，线框内产生的感应电流的最大值与转轴所处位置x的关系图像为（　　） A． B． C． D． 2．（24-25高二下·山东临沂·期中）2023年6月14日，我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲号”在广东珠海投入试运行，如图甲所示。南鲲号发电原理可作如下简化：海浪带动浪板上下摆动，驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。如图乙，若转子带动线圈沿逆时针方向转动，并向外输出电流，下列说法正确的是（　　） A．海浪频率的变化对输出电流没有影响 B．在图乙所示位置时，线圈b端电势高于a端电势 C．在图乙所示位置时，穿过线圈的磁通量变化率最小 D．在图乙所示位置时，线圈靠近N极的导线受到的安培力方向向上 题型2中性面及其性质（共2小题） 3．（24-25高二下·陕西咸阳·期中）如图甲所示为某款按压式发电的手电筒，当按照一定的频率按压时，内置发电机线圈转动，穿过线圈的磁通量按正弦规律变化如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．t=0.1s时，通过线圈的磁通量最大 B．t=0.2s时，线圈中的电流改变方向 C．t=0.1s时，产生的感应电动势为零 D．t=0.2s时，发电机线圈中的电流为最大 4．（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3正弦式交变电流瞬时值、峰值（共2小题） 5．（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 6．（24-25高二下·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b电压的最大值为V B．在图中时刻穿过线圈的磁通量为0 C．线圈前后两次转速之比为 D．交流电a电压的瞬时值表达式为 题型4正弦式交流电的电动势和电流有效值（共2小题） 7．（24-25高二下·福建三明·期中）图a为一个小型发电机，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，矩形金属线圈绕垂直于磁场方向的轴按图示方向匀速转动。从图示位置开始计时，线圈中产生交流电的电动势e随时间t变化的规律如图b所示。下列说法正确的是（　　） A．图a所示位置线圈处于中性面 B．线圈转动的角速度为100πrad/s C．电动势的有效值为10V D．1s内电流方向改变5次 8．（24-25高二下·湖南·期中）云冰山的风力发电站配备了一批风力发电机组。图甲展示的是云冰山西峰岭上的发电风车，图乙为风车的简化发电模型，风车的扇叶带动内部铜质线圈绕垂直于磁场的水平转轴顺时针匀速转动从而产生交流电，图丙呈现的是风车转速为时，线圈输出电流i随时间t变化的关系，基于以上信息，下列说法正确的是 A．当线圈转到图乙所示位置时产生的感应电流方向为 B．当线圈转到竖直位置时磁通量的变化率最大 C．当线圈转到图乙所示位置时电流表的示数为 D．若风车转速变为，则线圈输出电流的有效值为 题型5有效值的定义、一般交流电的有效值（共2小题） 9．（24-25高二下·贵州·月考）通过某用电器的电流和时间的关系图像如图所示（前半个周期为正弦波形的），则该交变电流的有效值为（　　） A． B． C． D． 10．（24-25高二下·浙江·期中）如图甲所示电路，已知电阻R1=R2=R，和R1并联的D是理想二极管（正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大），在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压（电压为正值时，UAB>0）。由此可知（　　） A．R1、R2始终有电流通过 B．R2时而有电流通过时而没有，R1始终有电流通过 C．加在R1上的电压的有效值为10V D．加在R2上的电压的有效值为5V 题型6计算交变流电路中的电功、电功率和焦耳热（共2小题） 11．（24-25高二下·云南玉溪·期中）如图所示，边长为L、匝数为N的正方形闭合线圈abcd绕对称轴匀速转动，角速度为，空间中只有左侧存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。若闭合线圈的总电阻为R，则（　　） A．线圈中感应电动势的有效值为 B．线圈中感应电动势的最大值为 C．在转动一圈的过程中，线圈中有一半时间没有电流 D．线圈转动一周，产生的焦耳热为 12．（24-25高二下·山东潍坊·期中）如图甲所示，正方形导线框abcd置于水平向右的匀强磁场（未画出），线框以垂直纸面的棒为轴匀速转动，点和点通过电刷与电路相连。水平向右的平行光照射线框时，右侧垂直纸面放置的矩形接收器可记录棒不同时刻在竖直方向的投影位置，随时间的变化关系图像如图乙所示。已知磁感应强度大小为，导线框和定值电阻的阻值均为，其余电阻不计，交流电压表为理想电表，则下列说法正确的是（　　） A．时刻流过的电流为 B．交流电压表的示数为 C．从内流过的电荷量为 D．从内电阻产生的热量为 题型7计算转动过程中通过线圈载面的电量（共2小题） 13．（24-25高二下·四川遂宁·期中）一小型交流发电机，N匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动（如图甲），穿过线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化的图像如图乙所示，线圈转动周期为T。则（　　） A．线圈产生的电动势有效值 B．在时，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大 C．在时，磁通变化率最大，但电路中电流变化率也最大 D．在时间内，通过线圈导线截面的电荷量为零 14．（24-25高二下·四川内江·期中）如图甲所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO′匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势随时间的变化图像如图乙所示，若外接电阻，线圈电阻，则下列说法中正确的是（　　） A．0.03s末穿过线圈的磁通量最大 B．该交流电电流方向每秒改变25次 C．电阻在1分钟内产生的热量为 D．从时刻转过60°的过程中，通过线圈某截面的电荷量为 题型8电容器、电感器对交流电影响（共2小题） 15．（24-25高二上·全国·课后作业）如图所示，电路中完全相同的三只灯泡a、b、c分别与电阻R、电感器L、电容器C串联，然后再并联到、的交流电路上，三只灯泡亮度恰好相同。若保持交流电的电压不变，将交变电流的频率增大到，则发生的现象是（　　） A．三灯亮度不变 B．三灯均变亮 C．a亮度不变，b变亮，c变暗 D．a亮度不变，b变暗，c变亮 16．（22-23高二下·四川眉山·期中）如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C并联接到一交流电源上，三个灯泡的亮度相同，若保持电源电压大小不变，而将频率增大，则关于三个灯的亮度变化说法正确的是（　　）    A．A灯亮度不变，B灯变暗，C灯变亮 B．A灯亮度不变，B灯变亮，C灯变暗 C．A灯变暗，B灯亮度不变，C灯变亮 D．A灯变亮，B灯变暗，C灯亮度不变 题型9理想变压器两端电压与匝数的关系（共2小题） 17．（24-25高二下·山东威海·期中）在图甲所示的电路中，电源电压的有效值为103V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，，，各电表均为理想电表。已知电阻中电流随时间t变化的正弦曲线如图乙所示。电阻的大小为（　　） A． B． C． D． 18．（24-25高二下·山东·期中）图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。开关闭合后，下列说法正确的是（　　） A．穿过原、副线圈的磁通量之比为 B．电压表的示数为 C．若，则可以实现燃气灶点火 D．若没有转换器则变压器副线圈输出的是直流电 题型10理想变压器两端功率的计算、动态分析（共2小题） 19．（25-26高三上·河北沧州·期中）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为2∶3，原线圈与定值电阻R1=2Ω串联后，接入的理想交流电源。副线圈电路中负载电阻R2为可变电阻。关于负载电阻的最大功率的说法正确的是（　　） A．当时，负载电阻的功率最大，最大功率为18W B．当时，负载电阻的功率最大，最大功率为36W C．当R2=2Ω时，负载电阻的功率最大，最大功率为18W D．当R2=2Ω时，负载电阻的功率最大，最大功率为36W 20．（25-26高三上·河北保定·期中）如图甲、乙所示，学习小组设计了两种灯泡亮度调节电路。理想变压器原、副线圈匝数比，交流电源输出电压的有效值U与灯泡额定电压UL的关系为，调节滑动变阻器滑片，接入电路的阻值分别为R₁、R₂时，两相同的灯泡均正常发光。下列说法正确的是（　　） A．接入电路的电阻满足 B．接入电路的电阻满足 C．图甲、乙中滑动变阻器消耗功率之比为3:1 D．图甲、乙中电源输出总功率之比为3:1 题型11自耦变压器（共2小题） 21．（2025·陕西商洛·三模）某理想自耦变压器如图所示，把A、B接在电压有效值为U的正弦交流电源上，滑片P与线圈接触可转动，滑片P'置于滑动变阻器R的正中间，灯泡L发光，认为灯泡L的电阻是定值，下列方法一定能使灯泡变暗的是（　　） A．仅把P沿顺时针方向移动少许 B．仅把P'向下移动少许 C．仅增大U D．仅减小电源的频率 22．（2025·广东·一模）图甲是医用红外理疗灯，图乙是其内部电路结构示意图，自耦变压器可视为理想变压器，其抽头P与M、N点间的线圈匝数分别为和。若单刀双掷开关从a切换到b，则（　　）    A．电流表示数变大 B．电流表示数变小 C．电压表示数变大 D．电压表示数变小 题型12电压互感器、电流互感器（共2小题） 23．（23-24高二下·山东青岛·期中）如图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈。图乙为受电线圈M的示意图，线圈匝数为n、电阻为r、横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，磁场平行于线圈轴线方向穿过线圈。下列说法正确的是（    ） A．当线圈N接入恒定电流时，不能为电动汽车充电 B．充电时，时间内线圈M中磁感应强度大小均匀增加，则M两端电压为 C．当线圈N在M中产生的磁感应强度B竖直向上且减小时，有电流从a端流出 D．当线圈N接入正弦式交变电流时，线圈M两端产生恒定电压 24．（25-26高三上·陕西商洛·期中）电学研究小组根据电工技术中“钳形电流测量仪”工作原理，自制了一个的钳形电流表，如图所示，铁芯左侧绕有匝数为100匝的线圈，并与电流表（理想电表）组成闭合电路。某次进行测量时，钳口打开，把被测的通电导线放在钳口中间，通过电流表可以间接测出通电导线中的电流。不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，则下列说法正确的是（    ） A．该测量仪属于升压变压器 B．该测量仪工作原理是利用自感现象 C．该测量仪也可以测直流导线中的电流大小 D．若电流表A的示数为，则被测导线中电流为 题型13电能的传输（共2小题） 25．（25-26高三上·广东中山·期中）重庆市南供电公司对巴南区110千伏海棠变电站的主变压器进行换新升级，以提高变压器的能量转换效率（副线圈接收的能量与原线圈提供能量的比值），极大减少了升压变压器磁能传递过程中的损耗，有效解决了界石片区负荷增长的问题。该地远距离输电电路简化为下图所示，变电站中升压变压器原、副线圈的匝数比为，升压变压器原线圈两端电压为5kV，输电电路电阻，用户端变压器可视为理想变压器，其原、副线圈匝数比为，用户端电压恒为。已知升级后，升压变压器原线圈输入电流，界石片区满负荷功率增长至，而升级前界石片区满负荷功率至多为，若升级前后，界石片区均满负荷用电，下列说法正确的是（　　） A．升级前，升压变压器副线圈两端电压为110kV B．升级后，输电电路中的电流为 C．升级后，升压变压器的能量转化效率为83.6% D．升级后，输电线路能量损耗增加了306kW 26．（24-25高二下·青海西宁·期中）白鹤滩水电站是实施“西电东送”的国家重大工程。单机容量世界第一，额定电压世界最高，被誉为水电巅峰之作。如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数分别为、，降压变压器的原、副线圈匝数分别为、。保持发电机输出电压及输电线路上的总电阻不变。如果将输送电压由240kV升级为1000kV，输送的总电功率变为原来的2倍，则（　　） A．变为原来的 B．输电线上的电流变为原来的 C．输电线上损失的功率变为原来的 D．如果用户两端电压不变，应变大 题型14探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系（共2小题） 27．（24-25高二下·上海·期中）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，利用如图所示的可拆变压器能方便地探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系。 (1)如果把它看成理想变压器，则左右两线圈上的交变电流一定相同的物理量是_____和_____。 (2)某次实验中得到实验数据如下表所示，表中、分别为原、副线圈的匝数，、分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析，你的结论是：在误差允许的范围内，_____。 实验次数 /匝 /匝 1 1400 400 12.1 3.42 2 800 400 12.0 5.95 3 200 100 11.9 5.92 (3)原、副线圈上的电压之比是否等于它们的匝数之比呢？发现上述实验数据没有严格遵从这样的规律，分析可能的原因：_____。 28．（24-25高二上·河北·期中）有一个教学用的可拆变压器，其铁芯粗细一致，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B（内部导线电阻率、横截面积相同），线圈外部还可以再绕线圈。 (1)某同学用多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，由此可推断______（选填“A”或“B”）线圈的匝数较多。 (2)如果把它看作理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请完成实验的步骤填空： ①用绝缘导线在线圈B上绕制n匝线圈； ②将A线圈与低压交流电源相连接； ③用多用电表的“交流电压挡”分别测量A线圈的输入电压UA和______（选填“绕制”或“B”）线圈的输出电压U； ④则A线圈的匝数为______。（用已知量和测量量的符号表示） 15 / 15zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 交流电 题型1交流发电机原理和示意图 题型9理想变压器两端电压与匝数的关系（常考点） 题型2中性面及其性质（常考点） 题型10理想变压器两端功率的计算、动态分析（重点） 题型3正弦式交变电流瞬时值、峰值（重点） 题型11自耦变压器 题型4正弦式交流电的电动势和电流有效值 题型12电压互感器、电流互感器 题型5有效值的定义、一般交流电的有效值（常考点） 题型13 电能的传输（难点） 题型6计算交变流电路中的电功、电功率和焦耳热（重点） 题型14探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 题型7计算转动过程中通过线圈载面的电量（难点） 题型8电容器、电感器对交流电影响 题型1交流发电机原理和示意图（共2小题） 1．（25-26高二上·贵州毕节·期中）如图所示，在xOy平面内，矩形线框的底边长为L且与x轴重合，中轴线与y轴重合。线框绕垂直于x轴的转轴（例如图中的MN轴）匀速转动。匀强磁场区域足够大。在保持转速不变的情况下，线框内产生的感应电流的最大值与转轴所处位置x的关系图像为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设矩形线框的宽度为，角速度为，当转轴位置在时，左侧边产生的最大感应电动势为 右侧边产生的最大感应电动势为 两边产生的感应电流方向相反，总最大感应电动势大小为 设线圈的总电阻为，则线圈中的最大电流为 同理当转轴位置在时，总最大感应电动势大小也为 线圈中的最大电流为 当转轴在范围内产生的最大感应电动势为 线圈中的最大电流为 综上所述可知，转轴在任何位置线圈中的最大电流均不变。 故选A。 2．（24-25高二下·山东临沂·期中）2023年6月14日，我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲号”在广东珠海投入试运行，如图甲所示。南鲲号发电原理可作如下简化：海浪带动浪板上下摆动，驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。如图乙，若转子带动线圈沿逆时针方向转动，并向外输出电流，下列说法正确的是（　　） A．海浪频率的变化对输出电流没有影响 B．在图乙所示位置时，线圈b端电势高于a端电势 C．在图乙所示位置时，穿过线圈的磁通量变化率最小 D．在图乙所示位置时，线圈靠近N极的导线受到的安培力方向向上 【答案】D 【详解】A．线圈转动过程中产生的电动势的最大值为 其中 则输出电流的最大值为 则海浪频率的变化对输出电流有影响，故A错误； B．根据右手定则可知此时线圈内部电流从b到a，则线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势，故B错误； C．图乙中线圈所处位置与磁感线平行，穿过线圈的磁通量最小，与中性面垂直，磁通量的变化率最大，故C错误； D．线圈内部电流从b到a，根据左手定则可知线圈靠近N极的导线受到的安培力方向向上，故D正确。 故选D。 题型2中性面及其性质（共2小题） 3．（24-25高二下·陕西咸阳·期中）如图甲所示为某款按压式发电的手电筒，当按照一定的频率按压时，内置发电机线圈转动，穿过线圈的磁通量按正弦规律变化如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．t=0.1s时，通过线圈的磁通量最大 B．t=0.2s时，线圈中的电流改变方向 C．t=0.1s时，产生的感应电动势为零 D．t=0.2s时，发电机线圈中的电流为最大 【答案】D 【详解】A．由图乙可知，t=0.1s时通过线圈的磁通量最大；A错误； BCD．t=0.1s和t=0.2s时通过线圈的磁通量为零，感应电动势最大，感应电流最大；线圈垂直于中性面的面，线圈中的电流不改变方向，故BC错误，D正确。 故选D。 4．（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3正弦式交变电流瞬时值、峰值（共2小题） 5．（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。 6．（24-25高二下·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b电压的最大值为V B．在图中时刻穿过线圈的磁通量为0 C．线圈前后两次转速之比为 D．交流电a电压的瞬时值表达式为 【答案】A 【详解】B．由图可知，t=0时刻线圈均在中性面，穿过线圈的磁通量都是最大，故B错误； C．由图像可知交流电a与交流电b的周期之比为2∶3，转速与周期成反比，故线圈先后两次转速之比为3∶2，故C错误； D．由图像可知，交流电a的最大值为10V，角速度为 所以交流电a的瞬时值表达式为 故D错误； A．交流电电压的最大值为 线圈先后两次转速之比为3∶2，则交流电a与交流电b电压的最大值之比为3∶2，故交流电b电压的最大值为 故A正确。 故选A。 题型4正弦式交流电的电动势和电流有效值（共2小题） 7．（24-25高二下·福建三明·期中）图a为一个小型发电机，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，矩形金属线圈绕垂直于磁场方向的轴按图示方向匀速转动。从图示位置开始计时，线圈中产生交流电的电动势e随时间t变化的规律如图b所示。下列说法正确的是（　　） A．图a所示位置线圈处于中性面 B．线圈转动的角速度为100πrad/s C．电动势的有效值为10V D．1s内电流方向改变5次 【答案】A 【详解】A．图a所示位置线圈磁通量最大，处于中性面位置，故A正确； B．由图b可知，周期为 则线圈转动的角速度为，故B错误； C．由图b可知，电动势的峰值为 则有效值为，故C错误； D．周期为 则频率为 所以，1s内电流方向改变10次，故D错误。 故选A。 8．（24-25高二下·湖南·期中）云冰山的风力发电站配备了一批风力发电机组。图甲展示的是云冰山西峰岭上的发电风车，图乙为风车的简化发电模型，风车的扇叶带动内部铜质线圈绕垂直于磁场的水平转轴顺时针匀速转动从而产生交流电，图丙呈现的是风车转速为时，线圈输出电流i随时间t变化的关系，基于以上信息，下列说法正确的是 A．当线圈转到图乙所示位置时产生的感应电流方向为 B．当线圈转到竖直位置时磁通量的变化率最大 C．当线圈转到图乙所示位置时电流表的示数为 D．若风车转速变为，则线圈输出电流的有效值为 【答案】D 【详解】A．根据右手定则可知，线圈转到图乙所示位置时产生的感应电流方向为，A错误； B．线圈转到竖直位置时磁通量最大，磁通量的变化率为0，B错误； C．当线圈转到图乙所示位置时，电动势最大，电流最大，但电流表测量的是电流的有效值，C错误； D．由丙图可知，线圈感应电流的瞬时表达式为，其中故当风车转速变为时，线圈输出最大电流为，线圈输出电流的有效值为，D正确。 故选D。 题型5有效值的定义、一般交流电的有效值（共2小题） 9．（24-25高二下·贵州·月考）通过某用电器的电流和时间的关系图像如图所示（前半个周期为正弦波形的），则该交变电流的有效值为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设该交变电流的有效值为，根据有效值定义可得 解得 故选C。 10．（24-25高二下·浙江·期中）如图甲所示电路，已知电阻R1=R2=R，和R1并联的D是理想二极管（正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大），在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压（电压为正值时，UAB>0）。由此可知（　　） A．R1、R2始终有电流通过 B．R2时而有电流通过时而没有，R1始终有电流通过 C．加在R1上的电压的有效值为10V D．加在R2上的电压的有效值为5V 【答案】D 【详解】A．由题意可知当UAB>0时，电流从二极管正极流入，二极管导通，被短路，此时没有电流通过，故A错误； B．当UAB<0时，电流从二极管负极流入，二极管截止（断路），此时有电流通过，而串联在电路中始终有电流通过，综合可知时而有电流通过时而没有，始终有电流通过，故B错误； C．由于阻值相等，一个周期内，前半个周期（UAB>0）二极管导通，被短路且电压为0，后半个周期（UAB<0）二极管截止（断路），此时两端电压为最大值为 根据有效值定义有 联立解得R1上的电压有效值为 故C错误； D．一个周期内，前半个周期（UAB>0）二极管导通，被短路，此时两端电压最大值为，后半个周期（UAB<0）二极管截止（断路），此时两端电压为 根据有效值定义有 联立解得加在R2上的电压的有效值为 故D正确。 故选 D。 题型6计算交变流电路中的电功、电功率和焦耳热（共2小题） 11．（24-25高二下·云南玉溪·期中）如图所示，边长为L、匝数为N的正方形闭合线圈abcd绕对称轴匀速转动，角速度为，空间中只有左侧存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。若闭合线圈的总电阻为R，则（　　） A．线圈中感应电动势的有效值为 B．线圈中感应电动势的最大值为 C．在转动一圈的过程中，线圈中有一半时间没有电流 D．线圈转动一周，产生的焦耳热为 【答案】D 【详解】AB．线圈中感应电动势的最大值为 则线圈中感应电动势的有效值为 AB错误； C．在转动一圈的过程中，总是有半个线圈处于磁场，线圈中的感应电流为完整的正弦式交变电流，C错误； D．则线圈中转动一圈产生的焦耳热为 D正确。 故选D。 12．（24-25高二下·山东潍坊·期中）如图甲所示，正方形导线框abcd置于水平向右的匀强磁场（未画出），线框以垂直纸面的棒为轴匀速转动，点和点通过电刷与电路相连。水平向右的平行光照射线框时，右侧垂直纸面放置的矩形接收器可记录棒不同时刻在竖直方向的投影位置，随时间的变化关系图像如图乙所示。已知磁感应强度大小为，导线框和定值电阻的阻值均为，其余电阻不计，交流电压表为理想电表，则下列说法正确的是（　　） A．时刻流过的电流为 B．交流电压表的示数为 C．从内流过的电荷量为 D．从内电阻产生的热量为 【答案】D 【详解】A．由题意可知导线框产生的是正余弦交流电，由图乙可知时刻ab棒处于最高的位置，此时导线框与磁场方向垂直，此位置为中性面，可知此时感应电流为零，流过R的电流为零，故A错误； B．由图乙可知，的时间导线框转动半周，则转动周期为 角速度 正方形导线框的波长为 可得感应电动势的最大值为 电动势有效值为 交流电压表的示数为电阻R两端的电压的有效值，其示数为 故B错误； C．从内流过R的电荷量为 故C错误； D．从内电阻R产生的热量 其中 联立解得 故D正确。 故选D。 题型7计算转动过程中通过线圈载面的电量（共2小题） 13．（24-25高二下·四川遂宁·期中）一小型交流发电机，N匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动（如图甲），穿过线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化的图像如图乙所示，线圈转动周期为T。则（　　） A．线圈产生的电动势有效值 B．在时，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大 C．在时，磁通变化率最大，但电路中电流变化率也最大 D．在时间内，通过线圈导线截面的电荷量为零 【答案】A 【详解】A．线圈产生的电动势最大值 有效值，选项A正确； B．在时，线圈中磁通量最大，但是磁通量变化率为零，感应电动势为零，选项B错误； C．在时，磁通变化率最大，感应电动势最大，电路中感应电流最大，电流变化率最小，选项C错误； D．在时间内，根据 可知通过线圈导线截面的电荷量不为零，选项D错误。 故选A。 14．（24-25高二下·四川内江·期中）如图甲所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO′匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势随时间的变化图像如图乙所示，若外接电阻，线圈电阻，则下列说法中正确的是（　　） A．0.03s末穿过线圈的磁通量最大 B．该交流电电流方向每秒改变25次 C．电阻在1分钟内产生的热量为 D．从时刻转过60°的过程中，通过线圈某截面的电荷量为 【答案】D 【详解】A．由图乙知，0.03s末线圈产生的感应电动势最大，则0.03s末线圈平面与磁场平行，线圈的磁通量为0，故A错误； B．由图乙知，交流电周期为0.04s，电流每个周期方向改变两次，所以该交流电电流方向每秒改变50次，故B错误； C．由图乙知，线圈产生感应电动势的最大值 则有效值为 电流为 则电阻在1分钟内产生的热量为 故C错误； D．由图乙知，交流电周期为0.04s，则角速度为 根据 解得 从时刻转过60°的过程中，通过线圈某截面的电荷量为 又，， 联立得 故D正确。 故选D。 题型8电容器、电感器对交流电影响（共2小题） 15．（24-25高二上·全国·课后作业）如图所示，电路中完全相同的三只灯泡a、b、c分别与电阻R、电感器L、电容器C串联，然后再并联到、的交流电路上，三只灯泡亮度恰好相同。若保持交流电的电压不变，将交变电流的频率增大到，则发生的现象是（　　） A．三灯亮度不变 B．三灯均变亮 C．a亮度不变，b变亮，c变暗 D．a亮度不变，b变暗，c变亮 【答案】D 【详解】当交变电流的频率变大时，电感器的感抗变大，电容器的容抗变小，因此b变暗，c变亮；电阻在不同频率的交流电路中起相同的作用，则a亮度不变。 故选D。 16．（22-23高二下·四川眉山·期中）如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C并联接到一交流电源上，三个灯泡的亮度相同，若保持电源电压大小不变，而将频率增大，则关于三个灯的亮度变化说法正确的是（　　）    A．A灯亮度不变，B灯变暗，C灯变亮 B．A灯亮度不变，B灯变亮，C灯变暗 C．A灯变暗，B灯亮度不变，C灯变亮 D．A灯变亮，B灯变暗，C灯亮度不变 【答案】A 【详解】交流电源的电压不变，频率增大，电阻对电流的阻碍作用不变，通过A灯的电流不变，A灯的功率不变，故A灯亮度不变，电感对电流的阻碍作用变大，通过B灯的电流变小，B灯的功率变小，故B灯变暗，电容对电流的阻碍作用变小，通过C灯的电流变大，C灯的功率变大，故C灯变亮。 故选A。 题型9理想变压器两端电压与匝数的关系（共2小题） 17．（24-25高二下·山东威海·期中）在图甲所示的电路中，电源电压的有效值为103V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，，，各电表均为理想电表。已知电阻中电流随时间t变化的正弦曲线如图乙所示。电阻的大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由乙图可知流过电阻的电流有效值为 副线圈两端的电压 根据 可得原线圈两端的电压为 所以两端的电压 流过的电流 所以流过副线圈的电流为 根据 解得 所以 故选D。 18．（24-25高二下·山东·期中）图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。开关闭合后，下列说法正确的是（　　） A．穿过原、副线圈的磁通量之比为 B．电压表的示数为 C．若，则可以实现燃气灶点火 D．若没有转换器则变压器副线圈输出的是直流电 【答案】C 【详解】A．根据题意可知该变压器为理想变压器，则穿过原、副线圈的磁通量之比为，故A错误。 B．根据题图可知原线圈两端电压的最大值为5V，电压表示数为电压的有效值，即，故B错误； C．原线圈电压的最大值为5V，变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，能被点火，即 根据理想变压器原副线圈电压关系 可得 故C正确； D．变压器只能作用于交流电，若没有转换器，则变压器副线圈两端没有电压，故D错误。 故选C。 题型10理想变压器两端功率的计算、动态分析（共2小题） 19．（25-26高三上·河北沧州·期中）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为2∶3，原线圈与定值电阻R1=2Ω串联后，接入的理想交流电源。副线圈电路中负载电阻R2为可变电阻。关于负载电阻的最大功率的说法正确的是（　　） A．当时，负载电阻的功率最大，最大功率为18W B．当时，负载电阻的功率最大，最大功率为36W C．当R2=2Ω时，负载电阻的功率最大，最大功率为18W D．当R2=2Ω时，负载电阻的功率最大，最大功率为36W 【答案】A 【详解】对副线圈回路，由欧姆定律有 又由变压器电压、电流规律有、 所以可知负载电阻在原线圈中的等效电阻 负载电阻的功率 当时，即时，负载电阻消耗的功率最大，最大功率 故选A。 20．（25-26高三上·河北保定·期中）如图甲、乙所示，学习小组设计了两种灯泡亮度调节电路。理想变压器原、副线圈匝数比，交流电源输出电压的有效值U与灯泡额定电压UL的关系为，调节滑动变阻器滑片，接入电路的阻值分别为R₁、R₂时，两相同的灯泡均正常发光。下列说法正确的是（　　） A．接入电路的电阻满足 B．接入电路的电阻满足 C．图甲、乙中滑动变阻器消耗功率之比为3:1 D．图甲、乙中电源输出总功率之比为3:1 【答案】B 【详解】AB．设灯泡电阻为r，图甲中，对副线圈电路有， 根据原副线圈的关系可得， 对R₁根据欧姆定律有 又因为 联立解得 图乙中，对原、副线圈电路有， 对R2根据欧姆定律有 又因为 联立解得 则，故A错误，B正确； C．图甲中滑动变阻器消耗功率为 图乙中滑动变阻器消耗功率为 则，故C错误； D．图甲中电源输出功率为 图乙中电源输出功率为 则，故D错误。 故选B。 题型11自耦变压器（共2小题） 21．（2025·陕西商洛·三模）某理想自耦变压器如图所示，把A、B接在电压有效值为U的正弦交流电源上，滑片P与线圈接触可转动，滑片P'置于滑动变阻器R的正中间，灯泡L发光，认为灯泡L的电阻是定值，下列方法一定能使灯泡变暗的是（　　） A．仅把P沿顺时针方向移动少许 B．仅把P'向下移动少许 C．仅增大U D．仅减小电源的频率 【答案】A 【详解】A．要使灯泡变暗，可以减小副线圈的电压，根据变压器电压匝数关系有 可知，可以减少副线圈的匝数，即把P沿顺时针方向移动少许，故A正确； B．仅把向下移动少许，结合上述可知，副线圈两端的电压不变，接入的阻值减小，则通过灯泡的电流增大，灯泡变亮，故B错误； C．仅增大，结合上述可知，副线圈两端的电压增大，则通过灯泡的电流增大，灯泡变亮，故C错误； D．仅减小电源的频率，输入电压不变，结合上述可知，副线圈电压不变，则通过灯泡的电流不变，灯泡的亮度不变，故D错误。 故选A。 22．（2025·广东·一模）图甲是医用红外理疗灯，图乙是其内部电路结构示意图，自耦变压器可视为理想变压器，其抽头P与M、N点间的线圈匝数分别为和。若单刀双掷开关从a切换到b，则（　　）    A．电流表示数变大 B．电流表示数变小 C．电压表示数变大 D．电压表示数变小 【答案】A 【详解】CD．单刀双掷开关从a切换到b，由题知，变压器原线圈的电压不变，故电压表的示数不变，故CD错误； AB．由题知，变压器原线圈的电压和匝数不变，单刀双掷开关从a切换到b，，则副线圈的匝数增加，根据原副线圈的电压之比等于匝数比，可知变压器副线圈的电压变大，则副线圈的电流变大，故变压器的输出功率变大，根据变压器两端功率不变，可知输入功率也变大，根据 可知原线圈的电流增大，即电流表的示数变大，故A正确，B错误。 故选A。 题型12电压互感器、电流互感器（共2小题） 23．（23-24高二下·山东青岛·期中）如图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈。图乙为受电线圈M的示意图，线圈匝数为n、电阻为r、横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，磁场平行于线圈轴线方向穿过线圈。下列说法正确的是（    ） A．当线圈N接入恒定电流时，不能为电动汽车充电 B．充电时，时间内线圈M中磁感应强度大小均匀增加，则M两端电压为 C．当线圈N在M中产生的磁感应强度B竖直向上且减小时，有电流从a端流出 D．当线圈N接入正弦式交变电流时，线圈M两端产生恒定电压 【答案】A 【详解】A．当线圈N接入恒定电流时，穿过线圈M的磁通量不变，不产生感应电动势，不能为电动汽车充电，故A正确； B．充电时，时间内线圈M中磁感应强度大小均匀增加，则M线圈产生的感应电动势为，把看作电源，M两端电压为路端电压，小于，故B错误； C．当线圈N在M中产生的磁感应强度B竖直向上且减小时，由楞次定律可知，感应电流磁感应强度向上，由安培定则，感应电流方向从a向b，即有电流从b端流出，故C错误； D．当线圈N接入周期性交变电流时，穿过线圈M的磁通量周期性变化，由法拉第电磁感应定律可知，线圈M两端产生周期性变化的电压，故D错误。 故选A。 24．（25-26高三上·陕西商洛·期中）电学研究小组根据电工技术中“钳形电流测量仪”工作原理，自制了一个的钳形电流表，如图所示，铁芯左侧绕有匝数为100匝的线圈，并与电流表（理想电表）组成闭合电路。某次进行测量时，钳口打开，把被测的通电导线放在钳口中间，通过电流表可以间接测出通电导线中的电流。不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，则下列说法正确的是（    ） A．该测量仪属于升压变压器 B．该测量仪工作原理是利用自感现象 C．该测量仪也可以测直流导线中的电流大小 D．若电流表A的示数为，则被测导线中电流为 【答案】A 【详解】A．根据题意可知，原线圈匝数为1，副线圈匝数为100，则该测量仪属于升压变压器，故A正确； B．该测量仪工作原理是利用互感现象，故B错误； C．根据该测量仪工作原理可知，不可以测直流导线中的电流大小，故C错误； D．根据变压器电流与匝数关系 可得，若电流表A的示数为，则被测导线中电流为，故D错误。 故选A。 题型13电能的传输（共2小题） 25．（25-26高三上·广东中山·期中）重庆市南供电公司对巴南区110千伏海棠变电站的主变压器进行换新升级，以提高变压器的能量转换效率（副线圈接收的能量与原线圈提供能量的比值），极大减少了升压变压器磁能传递过程中的损耗，有效解决了界石片区负荷增长的问题。该地远距离输电电路简化为下图所示，变电站中升压变压器原、副线圈的匝数比为，升压变压器原线圈两端电压为5kV，输电电路电阻，用户端变压器可视为理想变压器，其原、副线圈匝数比为，用户端电压恒为。已知升级后，升压变压器原线圈输入电流，界石片区满负荷功率增长至，而升级前界石片区满负荷功率至多为，若升级前后，界石片区均满负荷用电，下列说法正确的是（　　） A．升级前，升压变压器副线圈两端电压为110kV B．升级后，输电电路中的电流为 C．升级后，升压变压器的能量转化效率为83.6% D．升级后，输电线路能量损耗增加了306kW 【答案】C 【详解】A．升级前，降压变压器副线圈电流为 所以升级前，输电线路上的电流为 又降压变压器原线圈电压为 所以升压变压器副线圈两端电压为，故A错误； B．升级后，降压变压器副线圈电流为 所以升级后，输电线路上的电流为，故B错误； C．升级后，升压变压器原线圈输入功率为 升压变压器副线圈接收功率为 所以能量转化效率为，故C正确； D．升级后，输电线路功率损耗为 升级前，输电线路功率损耗为 输电线路能量损耗增加了3100kW，故D错误。 故选C。 26．（24-25高二下·青海西宁·期中）白鹤滩水电站是实施“西电东送”的国家重大工程。单机容量世界第一，额定电压世界最高，被誉为水电巅峰之作。如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数分别为、，降压变压器的原、副线圈匝数分别为、。保持发电机输出电压及输电线路上的总电阻不变。如果将输送电压由240kV升级为1000kV，输送的总电功率变为原来的2倍，则（　　） A．变为原来的 B．输电线上的电流变为原来的 C．输电线上损失的功率变为原来的 D．如果用户两端电压不变，应变大 【答案】D 【详解】A．不变，如果将输送电压由240kV升级为1000kV，变为原来的倍，根据理想变压器原副线圈电压与匝数关系，可得变为原来的，故A错误； B．根据可知，因P送变为原来的2倍，变为原来的，则输电线上的电流I2变为原来的，故B错误； C．根据，可知P损变为原来的，故C错误； D．总功率变大，损失的功率变小，则用户端功率变大，因用户端电压不变，则I4变大，又I2变小，，则变大，故D正确。 故选D。 题型14探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系（共2小题） 27．（24-25高二下·上海·期中）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，利用如图所示的可拆变压器能方便地探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系。 (1)如果把它看成理想变压器，则左右两线圈上的交变电流一定相同的物理量是_____和_____。 (2)某次实验中得到实验数据如下表所示，表中、分别为原、副线圈的匝数，、分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析，你的结论是：在误差允许的范围内，_____。 实验次数 /匝 /匝 1 1400 400 12.1 3.42 2 800 400 12.0 5.95 3 200 100 11.9 5.92 (3)原、副线圈上的电压之比是否等于它们的匝数之比呢？发现上述实验数据没有严格遵从这样的规律，分析可能的原因：_____。 【答案】(1) 功率 频率 (2) (3)变压器不是理想的，存在能量损耗，如存在漏磁、线圈有电阻、铁芯产生涡流等等 【详解】（1）如果把它看成理想变压器，则根据理想变压器的原理，原副线圈的功率一定相等，实现能量从原线圈到副线圈的传递；原线圈中交变电流的频率由供电电源决定，副线圈中感应电流的频率由原线圈交变电流频率决定，理想变压器不改变交流电的频率，所以原、副线圈交变电流的频率相同。 （2）实验1中， 实验2中， 实验3中， 在各个实验中，二者在误差允许范围内近似相等，即 （3）实际的变压器不是理想变压器，存在多种因素导致电压比和匝数比不完全契合。漏磁现象，原线圈产生的磁场，不能全部穿过副线圈，有部分磁通量泄漏（漏磁），使得副线圈中磁通量的变化率小于原线圈，根据法拉第电磁感应定律 电压比就会偏离匝数比。线圈电阻，原、副线圈自身存在电阻，当有电流通过时，会产生一定的电压降 这会使实际测量的原、副线圈电压与理想情况下（忽略线圈电阻）的电压有差异，影响电压比与匝数比的严格对应。铁芯产生涡流：铁芯在交变磁场中会产生涡流，涡流会消耗电能，转化为热能，这也会导致能量损失，使得副线圈获得的能量减少，电压降低，从而让电压比不能严格等于匝数比。 28．（24-25高二上·河北·期中）有一个教学用的可拆变压器，其铁芯粗细一致，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B（内部导线电阻率、横截面积相同），线圈外部还可以再绕线圈。 (1)某同学用多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，由此可推断______（选填“A”或“B”）线圈的匝数较多。 (2)如果把它看作理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请完成实验的步骤填空： ①用绝缘导线在线圈B上绕制n匝线圈； ②将A线圈与低压交流电源相连接； ③用多用电表的“交流电压挡”分别测量A线圈的输入电压UA和______（选填“绕制”或“B”）线圈的输出电压U； ④则A线圈的匝数为______。（用已知量和测量量的符号表示） 【答案】(1)A (2) 绕制 【详解】（1）根据欧姆表的读数规律可知，线圈A的电阻大于线圈B的电阻，线圈A、B内部导线电阻率、横截面积相同，根据 表明线圈A的总长度比线圈B的长，则可推断A线圈的匝数较多。 （2）③[1]根据电压匝数关系有 因为要测量A线圈的匝数，则应选取匝数已知的绕制线圈测量，所以要用多用电表的“交流电压挡”测量绕制线圈的输出电压U； ④[2]根据理想变压器电压比等于匝数比有 解得 2 / 27zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 交流电 题型1交流发电机原理和示意图（共2小题） 1．【答案】A 【详解】设矩形线框的宽度为，角速度为，当转轴位置在时，左侧边产生的最大感应电动势为 右侧边产生的最大感应电动势为 两边产生的感应电流方向相反，总最大感应电动势大小为 设线圈的总电阻为，则线圈中的最大电流为 同理当转轴位置在时，总最大感应电动势大小也为 线圈中的最大电流为 当转轴在范围内产生的最大感应电动势为 线圈中的最大电流为 综上所述可知，转轴在任何位置线圈中的最大电流均不变。 故选A。 2． 【答案】D 【详解】A．线圈转动过程中产生的电动势的最大值为 其中 则输出电流的最大值为 则海浪频率的变化对输出电流有影响，故A错误； B．根据右手定则可知此时线圈内部电流从b到a，则线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势，故B错误； C．图乙中线圈所处位置与磁感线平行，穿过线圈的磁通量最小，与中性面垂直，磁通量的变化率最大，故C错误； D．线圈内部电流从b到a，根据左手定则可知线圈靠近N极的导线受到的安培力方向向上，故D正确。 故选D。 题型2中性面及其性质（共2小题） 3． 【答案】D 【详解】A．由图乙可知，t=0.1s时通过线圈的磁通量最大；A错误； BCD．t=0.1s和t=0.2s时通过线圈的磁通量为零，感应电动势最大，感应电流最大；线圈垂直于中性面的面，线圈中的电流不改变方向，故BC错误，D正确。 故选D。 4．【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3正弦式交变电流瞬时值、峰值（共2小题） 5． 【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。 6． 【答案】A 【详解】B．由图可知，t=0时刻线圈均在中性面，穿过线圈的磁通量都是最大，故B错误； C．由图像可知交流电a与交流电b的周期之比为2∶3，转速与周期成反比，故线圈先后两次转速之比为3∶2，故C错误； D．由图像可知，交流电a的最大值为10V，角速度为 所以交流电a的瞬时值表达式为 故D错误； A．交流电电压的最大值为 线圈先后两次转速之比为3∶2，则交流电a与交流电b电压的最大值之比为3∶2，故交流电b电压的最大值为 故A正确。 故选A。 题型4正弦式交流电的电动势和电流有效值（共2小题） 7． 【答案】A 【详解】A．图a所示位置线圈磁通量最大，处于中性面位置，故A正确； B．由图b可知，周期为 则线圈转动的角速度为，故B错误； C．由图b可知，电动势的峰值为 则有效值为，故C错误； D．周期为 则频率为 所以，1s内电流方向改变10次，故D错误。 故选A。 8． 【答案】D 【详解】A．根据右手定则可知，线圈转到图乙所示位置时产生的感应电流方向为，A错误； B．线圈转到竖直位置时磁通量最大，磁通量的变化率为0，B错误； C．当线圈转到图乙所示位置时，电动势最大，电流最大，但电流表测量的是电流的有效值，C错误； D．由丙图可知，线圈感应电流的瞬时表达式为，其中故当风车转速变为时，线圈输出最大电流为，线圈输出电流的有效值为，D正确。 故选D。 题型5有效值的定义、一般交流电的有效值（共2小题） 9． 【答案】C 【详解】设该交变电流的有效值为，根据有效值定义可得 解得 故选C。 10．【答案】D 【详解】A．由题意可知当UAB>0时，电流从二极管正极流入，二极管导通，被短路，此时没有电流通过，故A错误； B．当UAB<0时，电流从二极管负极流入，二极管截止（断路），此时有电流通过，而串联在电路中始终有电流通过，综合可知时而有电流通过时而没有，始终有电流通过，故B错误； C．由于阻值相等，一个周期内，前半个周期（UAB>0）二极管导通，被短路且电压为0，后半个周期（UAB<0）二极管截止（断路），此时两端电压为最大值为 根据有效值定义有 联立解得R1上的电压有效值为 故C错误； D．一个周期内，前半个周期（UAB>0）二极管导通，被短路，此时两端电压最大值为，后半个周期（UAB<0）二极管截止（断路），此时两端电压为 根据有效值定义有 联立解得加在R2上的电压的有效值为 故D正确。 故选 D。 题型6计算交变流电路中的电功、电功率和焦耳热（共2小题） 11． 【答案】D 【详解】AB．线圈中感应电动势的最大值为 则线圈中感应电动势的有效值为 AB错误； C．在转动一圈的过程中，总是有半个线圈处于磁场，线圈中的感应电流为完整的正弦式交变电流，C错误； D．则线圈中转动一圈产生的焦耳热为 D正确。 故选D。 12． 【答案】D 【详解】A．由题意可知导线框产生的是正余弦交流电，由图乙可知时刻ab棒处于最高的位置，此时导线框与磁场方向垂直，此位置为中性面，可知此时感应电流为零，流过R的电流为零，故A错误； B．由图乙可知，的时间导线框转动半周，则转动周期为 角速度 正方形导线框的波长为 可得感应电动势的最大值为 电动势有效值为 交流电压表的示数为电阻R两端的电压的有效值，其示数为 故B错误； C．从内流过R的电荷量为 故C错误； D．从内电阻R产生的热量 其中 联立解得 故D正确。 故选D。 题型7计算转动过程中通过线圈载面的电量（共2小题） 13． 【答案】A 【详解】A．线圈产生的电动势最大值 有效值，选项A正确； B．在时，线圈中磁通量最大，但是磁通量变化率为零，感应电动势为零，选项B错误； C．在时，磁通变化率最大，感应电动势最大，电路中感应电流最大，电流变化率最小，选项C错误； D．在时间内，根据 可知通过线圈导线截面的电荷量不为零，选项D错误。 故选A。 14． 【答案】D 【详解】A．由图乙知，0.03s末线圈产生的感应电动势最大，则0.03s末线圈平面与磁场平行，线圈的磁通量为0，故A错误； B．由图乙知，交流电周期为0.04s，电流每个周期方向改变两次，所以该交流电电流方向每秒改变50次，故B错误； C．由图乙知，线圈产生感应电动势的最大值 则有效值为 电流为 则电阻在1分钟内产生的热量为 故C错误； D．由图乙知，交流电周期为0.04s，则角速度为 根据 解得 从时刻转过60°的过程中，通过线圈某截面的电荷量为 又，， 联立得 故D正确。 故选D。 题型8电容器、电感器对交流电影响（共2小题） 15． 【答案】D 【详解】当交变电流的频率变大时，电感器的感抗变大，电容器的容抗变小，因此b变暗，c变亮；电阻在不同频率的交流电路中起相同的作用，则a亮度不变。 故选D。 16． 【答案】A 【详解】交流电源的电压不变，频率增大，电阻对电流的阻碍作用不变，通过A灯的电流不变，A灯的功率不变，故A灯亮度不变，电感对电流的阻碍作用变大，通过B灯的电流变小，B灯的功率变小，故B灯变暗，电容对电流的阻碍作用变小，通过C灯的电流变大，C灯的功率变大，故C灯变亮。 故选A。 题型9理想变压器两端电压与匝数的关系（共2小题） 17． 【答案】D 【详解】由乙图可知流过电阻的电流有效值为 副线圈两端的电压 根据 可得原线圈两端的电压为 所以两端的电压 流过的电流 所以流过副线圈的电流为 根据 解得 所以 故选D。 18． 【答案】C 【详解】A．根据题意可知该变压器为理想变压器，则穿过原、副线圈的磁通量之比为，故A错误。 B．根据题图可知原线圈两端电压的最大值为5V，电压表示数为电压的有效值，即，故B错误； C．原线圈电压的最大值为5V，变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，能被点火，即 根据理想变压器原副线圈电压关系 可得 故C正确； D．变压器只能作用于交流电，若没有转换器，则变压器副线圈两端没有电压，故D错误。 故选C。 题型10理想变压器两端功率的计算、动态分析（共2小题） 19．【答案】A 【详解】对副线圈回路，由欧姆定律有 又由变压器电压、电流规律有、 所以可知负载电阻在原线圈中的等效电阻 负载电阻的功率 当时，即时，负载电阻消耗的功率最大，最大功率 故选A。 20．【答案】B 【详解】AB．设灯泡电阻为r，图甲中，对副线圈电路有， 根据原副线圈的关系可得， 对R₁根据欧姆定律有 又因为 联立解得 图乙中，对原、副线圈电路有， 对R2根据欧姆定律有 又因为 联立解得 则，故A错误，B正确； C．图甲中滑动变阻器消耗功率为 图乙中滑动变阻器消耗功率为 则，故C错误； D．图甲中电源输出功率为 图乙中电源输出功率为 则，故D错误。 故选B。 题型11自耦变压器（共2小题） 21． 【答案】A 【详解】A．要使灯泡变暗，可以减小副线圈的电压，根据变压器电压匝数关系有 可知，可以减少副线圈的匝数，即把P沿顺时针方向移动少许，故A正确； B．仅把向下移动少许，结合上述可知，副线圈两端的电压不变，接入的阻值减小，则通过灯泡的电流增大，灯泡变亮，故B错误； C．仅增大，结合上述可知，副线圈两端的电压增大，则通过灯泡的电流增大，灯泡变亮，故C错误； D．仅减小电源的频率，输入电压不变，结合上述可知，副线圈电压不变，则通过灯泡的电流不变，灯泡的亮度不变，故D错误。 故选A。 22． 【答案】A 【详解】CD．单刀双掷开关从a切换到b，由题知，变压器原线圈的电压不变，故电压表的示数不变，故CD错误； AB．由题知，变压器原线圈的电压和匝数不变，单刀双掷开关从a切换到b，，则副线圈的匝数增加，根据原副线圈的电压之比等于匝数比，可知变压器副线圈的电压变大，则副线圈的电流变大，故变压器的输出功率变大，根据变压器两端功率不变，可知输入功率也变大，根据 可知原线圈的电流增大，即电流表的示数变大，故A正确，B错误。 故选A。 题型12电压互感器、电流互感器（共2小题） 23． 【答案】A 【详解】A．当线圈N接入恒定电流时，穿过线圈M的磁通量不变，不产生感应电动势，不能为电动汽车充电，故A正确； B．充电时，时间内线圈M中磁感应强度大小均匀增加，则M线圈产生的感应电动势为，把看作电源，M两端电压为路端电压，小于，故B错误； C．当线圈N在M中产生的磁感应强度B竖直向上且减小时，由楞次定律可知，感应电流磁感应强度向上，由安培定则，感应电流方向从a向b，即有电流从b端流出，故C错误； D．当线圈N接入周期性交变电流时，穿过线圈M的磁通量周期性变化，由法拉第电磁感应定律可知，线圈M两端产生周期性变化的电压，故D错误。 故选A。 24． 【答案】A 【详解】A．根据题意可知，原线圈匝数为1，副线圈匝数为100，则该测量仪属于升压变压器，故A正确； B．该测量仪工作原理是利用互感现象，故B错误； C．根据该测量仪工作原理可知，不可以测直流导线中的电流大小，故C错误； D．根据变压器电流与匝数关系 可得，若电流表A的示数为，则被测导线中电流为，故D错误。 故选A。 题型13电能的传输（共2小题） 25．【答案】C 【详解】A．升级前，降压变压器副线圈电流为 所以升级前，输电线路上的电流为 又降压变压器原线圈电压为 所以升压变压器副线圈两端电压为，故A错误； B．升级后，降压变压器副线圈电流为 所以升级后，输电线路上的电流为，故B错误； C．升级后，升压变压器原线圈输入功率为 升压变压器副线圈接收功率为 所以能量转化效率为，故C正确； D．升级后，输电线路功率损耗为 升级前，输电线路功率损耗为 输电线路能量损耗增加了3100kW，故D错误。 故选C。 26． 【答案】D 【详解】A．不变，如果将输送电压由240kV升级为1000kV，变为原来的倍，根据理想变压器原副线圈电压与匝数关系，可得变为原来的，故A错误； B．根据可知，因P送变为原来的2倍，变为原来的，则输电线上的电流I2变为原来的，故B错误； C．根据，可知P损变为原来的，故C错误； D．总功率变大，损失的功率变小，则用户端功率变大，因用户端电压不变，则I4变大，又I2变小，，则变大，故D正确。 故选D。 题型14探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系（共2小题） 27． 【答案】(1) 功率 频率 (2) (3)变压器不是理想的，存在能量损耗，如存在漏磁、线圈有电阻、铁芯产生涡流等等 【详解】（1）如果把它看成理想变压器，则根据理想变压器的原理，原副线圈的功率一定相等，实现能量从原线圈到副线圈的传递；原线圈中交变电流的频率由供电电源决定，副线圈中感应电流的频率由原线圈交变电流频率决定，理想变压器不改变交流电的频率，所以原、副线圈交变电流的频率相同。 （2）实验1中， 实验2中， 实验3中， 在各个实验中，二者在误差允许范围内近似相等，即 （3）实际的变压器不是理想变压器，存在多种因素导致电压比和匝数比不完全契合。漏磁现象，原线圈产生的磁场，不能全部穿过副线圈，有部分磁通量泄漏（漏磁），使得副线圈中磁通量的变化率小于原线圈，根据法拉第电磁感应定律 电压比就会偏离匝数比。线圈电阻，原、副线圈自身存在电阻，当有电流通过时，会产生一定的电压降 这会使实际测量的原、副线圈电压与理想情况下（忽略线圈电阻）的电压有差异，影响电压比与匝数比的严格对应。铁芯产生涡流：铁芯在交变磁场中会产生涡流，涡流会消耗电能，转化为热能，这也会导致能量损失，使得副线圈获得的能量减少，电压降低，从而让电压比不能严格等于匝数比。 28． 【答案】(1)A (2) 绕制 【详解】（1）根据欧姆表的读数规律可知，线圈A的电阻大于线圈B的电阻，线圈A、B内部导线电阻率、横截面积相同，根据 表明线圈A的总长度比线圈B的长，则可推断A线圈的匝数较多。 （2）③[1]根据电压匝数关系有 因为要测量A线圈的匝数，则应选取匝数已知的绕制线圈测量，所以要用多用电表的“交流电压挡”测量绕制线圈的输出电压U； ④[2]根据理想变压器电压比等于匝数比有 解得 2 / 14zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $