专题05 交变电流（期中真题汇编，江苏专用）高二物理下学期

专题05 交变电流 3大高频考点概览 考点01 描述交变电流的物理量 考点02 变压器 考点03 远距离输电 地 城 考点01 描述交变电流的物理量 1．(24-25高二下·江苏淮安协作体·期中)如图为一交流发电机的示意图，已知线圈转动的周期为，当线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动时，下列说法正确的是（　　） A．图示位置磁通量最大 B．图示位置磁通量的变化率最大 C．图示位置电流最大，方向为 D．从图示位置开始经过，电流方向将发生改变 2．(24-25高二下·江苏苏州·期中)如图所示是一款高空风车的发电模块原理图，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，某时刻发电机线圈恰与磁场方向平行，则（　　） A．该时刻线圈磁通量的变化率最大 B．风力增大，线圈的感应电动势不变 C．风车每转一圈，线圈中电流方向改变一次 D．风车发电是利用了电流的磁效应 3．(24-25高二下·江苏镇江·期中)如图所示为某电流随时间变化的关系图像，由图像可知其有效值是（　　） A．3A B． C． D． 4．(24-25高二下·江苏南京五校联盟·期中)如图甲所示，在匀强磁场中，闭合线框绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。线框产生的交变电流i随时间t变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该交变电流可将熔断电流为3A的保险丝熔断 B．时，线框的磁通量变化率最大 C．在时穿过线框的磁通量为零 D．线框匀速转动的角速度为 5．(24-25高二下·江苏江都中学、江苏高邮中学、江苏仪征中学·期中)A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的正弦式交变电流，B通以图乙所示的方波交变电流，这两个电热器的电功率之比PA:PB为（　　） A．1:5 B．2:5 C．2:9 D． 6．(24-25高二下·江苏镇江·期中)如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，已知匀强磁场的磁感应强度大小为，矩形线圈面积为S，匝数为，电阻为，角速度为。线圈与阻值为的定值电阻及理想交流电流表相连。求： (1)电流表示数； (2)线圈由图示位置转过过程中，通过的电荷量。 7．(24-25高二下·江苏无锡第一中学·期中)如图所示，在磁感应强度的水平匀强磁场中，有一边长L=10cm，匝数N=100匝，总电阻r=2Ω的正方形线圈绕垂直于磁感线的OO＇轴匀速转动，转速为，有一电阻R=8Ω，通过电刷与两滑环接触，R两端接有一理想交流电压表。 (1)写出从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式； (2)求电压表的示数； (3)求在1分钟内整个回路产生的焦耳热。 8．(24-25高二下·江苏淮安协作体·期中)在有效值为220V的交流电路中，接入的电阻，求： (1)电流的有效值和最大值； (2)电阻消耗的功率。 9．(24-25高二下·江苏常州·期中)如图所示，线圈的面积是，共匝，线圈总电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度。线圈以的角速度匀速转动，从图示位置开始计时。 (1)写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式； (2)线圈从图示位置转过过程中流过电阻的电量； (3)的时间内电路中产生的热量。 10．(24-25高二下·江苏三三校·期中)如图所示为一交流发电机和外接负载的示意图，线圈的面积是，线圈的一半面积在磁场内，共有100匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，若从线圈处于中性面开始计时，求： (1)线圈中感应电动势的瞬时表达式及电流表的读数； (2)线圈每转过一周，外力做的功。 地 城 考点02 变压器 11．(24-25高二下·江苏无锡第一中学·期中)如图甲所示为半波整流电路，在理想变压器的输出电路中有一只整流二极管，已知原、副线圈的匝数比为22：1，电阻R=5Ω，原线圈的输入电压随时间的变化关系如图乙所示，电表均为理想交流电表，则（　　） A．原线圈的输入功率为10W B．电压表V2的读数为8V C．电流表A的读数为0.18A D．电压表V1的读数为12V 12．(24-25高二下·江苏镇江·期中)如图所示，将理想自耦变压器的原线圈与交流电源相连，副线圈与滑动变阻器、灯泡和热敏电阻相连。已知热敏电阻的阻值随温度升高而减小，则能使灯泡变亮的是（　　） A．增大输入电压的频率 B．降低环境温度 C．将滑动变阻器滑片向左移动 D．将自耦变压器滑片向下移动 13．(24-25高二下·江苏南京六校联合体·期中)图甲为小型发电机与理想变压器变压输电过程的示意图，图乙为该发电机产生的电动势随时间的变化规律。理想变压器的匝数比n1：n2：n3=4：1：2，电阻阻值未知，电阻R2=20Ω，灯泡的额定电压为5V，额定功率为5W。不计发电机线圈内阻及交流电表的内阻。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（　　） A．t=0.04s时，通过发电机线圈的磁通量最大 B．电流表A的示数为 C．电阻 D．发电机的输出功率为22W 14．(24-25高二下·江苏江都中学、江苏高邮中学、江苏仪征中学·期中)自耦变压器的副线圈绕组是原线圈绕组的一个组成部分，这样的变压器看起来仅有一个绕组，故也称“单绕组变压器”。如图所示，P为一理想自耦变压器的滑片，电表均为理想交流电表，输入的交变电压不变。当P上移时，下列说法正确的是 （　　） A．电压表的示数增大，电流表的示数增大 B．电压表的示数增大，电流表的示数减小 C．电压表的示数减小，电流表的示数减小 D．电压表的示数减小，电流表的示数增大 15．(24-25高二下·江苏连云港连云区连云港高级中学·期中)街头变压器通过降压给用户供电的示意图如图所示。变压器的输入电压恒定，输出电压通过电阻为的输电线输送给用户，变阻器R代表用户用电器的总电阻，忽略变压器上的能量损耗。当用户用电器增加，变阻器R减小时（　　） A．示数增大，示数减小 B．示数增大，示数增大 C．示数减小，示数减小 D．示数减小，示数增大 16．(24-25高二下·江苏南京六校联合体·期中)图甲和图乙所示是手动式手电筒内振动式发电机的两个截面图，半径为0.02m、匝数为200的线圈a，所在位置的磁感应强度。线圈a接原副线圈匝数比为2∶1的理想变压器，给两个额定电流均为0.2A的灯泡供电。推动手柄使线圈a沿轴线往复运动，线圈a中电动势随时间按正弦规律变化，如图丙所示。线圈a及导线电阻不计。求： (1)图丙中电动势的表达式； (2)若手动发电的效率为10%，两灯泡正常发光，手动做功的功率； (3)线圈a往复运动过程中的最大速度。 17．(24-25高二下·江苏镇江中学·期中)如图所示，一只原、副线圈分别是200匝和100匝的理想变压器。副线圈的两端连接两个阻值均为20Ω的电阻，原线圈接频率为50Hz的正弦交流电源，电压表的示数为5V。电流表、电压表均为理想交流电表，则： (1)副线圈中的电流，原线圈中的电流表示数； (2)原线圈输出电压的最大值； (3)交流电源的输出功率。 18．(24-25高二下·江苏苏州中学·期中)如图所示，一小型交流发电机中，线圈ABCD（电阻不能忽略）以角速度绕垂直于磁场的轴匀速转动，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，电流表示数为，从线框转至中性面位置开始计时。 (1)求线框中感应电动势的瞬时值表达式； (2)若原、副线圈匝数比为，求电阻R的阻值及消耗的电功率P。 19．(24-25高二下·江苏盐城五校联考·期中)如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=5∶3，原线圈接在一电源上，副线圈接有一阻值R=12Ω的定值电阻。交流电压表和交流电流表均为理想电表。当电源电压随时间变化如图乙所示的正弦曲线时，求： (1)电压表示数U和电流表示数I； (2)原线圈的输入功率P。 20．(24-25高二下·江苏苏州苏州工业园区星海实验高级中学·期中)如图所示，为实验室使用的旋转磁极式发电机模型，线圈abcd的面积为、匝数为，其输出端与理想变压器的原线圈相连，理想变压器原、副线圈的匝数比为，副线圈外接电阻和电流表，其它电阻均不计。时刻从图甲所示位置开始逆时针转动磁极，闭合开关S，线圈abcd内磁场的磁通量随时间变化的图如图乙所示： (1)电流表的示数； (2)电阻中的发热功率。 21．(24-25高二下·江苏连云港连云区连云港高级中学·期中)如图所示，交流发电机的线圈匝数N=10匝，面积，处于磁感应强度的匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，角速度，通过理想变压器连接的电阻，变压器的原、副线圈匝数比，电流表为理想电流表。 (1)图示位置开始计时，求感应电动势瞬时值的表达式； (2)若发电机线圈电阻忽略不计，求电流表的示数； (3)若发电线线圈电阻，求电阻R消耗的功率P。 地 城 考点03 远距离输电 22．(24-25高二下·江苏常州·期中)如图所示为远距离输电示意图，其交流发电机的输出电压一定，通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电，升压变压器的输入功率和输出功率分别为、，降压变压器的输入功率和输出功率分别为、，输电线的总电阻一定．当用户的用电器使用增多时，下列说法正确的是（　　） A．、都会增大，输电线上损失的功率会减小 B．、都会增大，输电线上损失的功率会增大 C．、和都增大 D．、和都减小 23．(24-25高二下·江苏南京六校联合体·期中)如图甲，发电站输出正弦交流电的功率为P=150kW，电压为U1=300V，利用图乙所示电路进行远距离输电，、均为理想变压器。已知输电线电阻R=30Ω，输电线上损失的功率ΔP=3kW，次级发电站两端的电压为，则（　　） A．输电线上的电流I2=100A B．变压器，原线圈的电压 C．变压器，原副线圈的匝数比为1：50 D．变压器，原副线圈的匝数比为99：1 24．(24-25高二下·江苏江阴六校·期中)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abcd匝数匝，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻为，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为，若用户区标有 “220V，11kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻r不可忽略。求： (1)发电机产生电动势的有效值； (2)输电线路上损耗的电功率； (3)若升压变压器原、副线圈匝数比为，交流发电机线圈电阻r。 25．(24-25高二下·江苏江都中学、江苏高邮中学、江苏仪征中学·期中)如图，用一小型交流发电机向远处标有“220V  8.8kW”的电动机供电，已知发电机线圈abcd面积，匝数匝，匀强磁场的磁感应强度大小，输电导线的总电阻，升压变压器原、副线圈匝数分别为和，降压变压器原、副线圈的匝数比。当线圈匀速转动的角速度时，电动机恰能正常工作，发电机线圈电阻可忽略。求： (1)从发电机线圈与匀强磁场平行时开始计时，感应电动势e随时间t变化的关系式； (2)在输电线路上所损耗的电功率； (3)升压变压器原、副线圈匝数之比。 26．(24-25高二下·江苏淮安协作体·期中)风力发电作为新型环保能源，近年来得到了快速发展，图1所示的风车阵中发电机输出功率100kW，输出电压250V，用户需要的电压是220V，输电线总电阻为。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的，图2为此输电线路的示意图。 (1)求输电导线中的电流； (2)求在输电线路中设置的升、降压变压器（都为理想变压器）原、副线圈的匝数比； (3)求用户得到的电功率。 27．(24-25高二下·江苏徐州第二中学·期中)远距离输电的原理如图所示，发电机的输出功率可调、输出电压保持不变，A、B为理想升压变压器和降压变压器．已知变压器A的原、副线圈匝数之比为，两变压器间输电线的总电阻为R，某时间段内发电机的输出功率稳定为． (1)求变压器A的输出电压； (2)求变压器B的输出功率； (3)因用户负载变化，电压表V的示数变化量为（取正值），电流表A的示数变化量为（取正值），且．求变压器B的原、副线圈匝数之比． 28．(24-25高二下·江苏南通海安·期中)用内阻为的发电机，给学校照明供电。如图所示，升压变压器的匝数比为，降压变压器的匝数比为，输电线的总电阻。全校共22个班，每班有“”的灯6盏，电灯全部都能正常发光，求： (1)降压变压器输出的电流； (2)发电机的输出功率； (3)发电机的电动势。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 交变电流 3大高频考点概览 考点01 描述交变电流的物理量 考点02 变压器 考点03 远距离输电 地 城 考点01 描述交变电流的物理量 1．(24-25高二下·江苏淮安协作体·期中)如图为一交流发电机的示意图，已知线圈转动的周期为，当线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动时，下列说法正确的是（　　） A．图示位置磁通量最大 B．图示位置磁通量的变化率最大 C．图示位置电流最大，方向为 D．从图示位置开始经过，电流方向将发生改变 【答案】A 【详解】ABC．由图可知，图示位置线圈平面与磁感线的方向垂直，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电流为零，故A正确，BC错误； D．从图示位置开始经过时，线圈平面与磁感线的方向平行，穿过线圈的磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势达到最大值，感应电流最大，电流方向没有发生改变，故D错误。 故选A。 2．(24-25高二下·江苏苏州·期中)如图所示是一款高空风车的发电模块原理图，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，某时刻发电机线圈恰与磁场方向平行，则（　　） A．该时刻线圈磁通量的变化率最大 B．风力增大，线圈的感应电动势不变 C．风车每转一圈，线圈中电流方向改变一次 D．风车发电是利用了电流的磁效应 【答案】A 【详解】A．由图可知，该时刻线圈磁通量为零，磁通量的变化率最大，故A正确； B．风力增大，风车转动的越快，则线圈的角速度越大，根据 可知感应电动势变大，故B错误； C．风车每转一圈，线圈中电流方向改变两次，故C错误； D．风车发电是利用了电磁感应，故D错误。 故选A。 3．(24-25高二下·江苏镇江·期中)如图所示为某电流随时间变化的关系图像，由图像可知其有效值是（　　） A．3A B． C． D． 【答案】C 【详解】将交流与直流通过阻值都为R的电阻，设直流电流为I，则根据有效值的定义有 解得 故选C。 4．(24-25高二下·江苏南京五校联盟·期中)如图甲所示，在匀强磁场中，闭合线框绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。线框产生的交变电流i随时间t变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该交变电流可将熔断电流为3A的保险丝熔断 B．时，线框的磁通量变化率最大 C．在时穿过线框的磁通量为零 D．线框匀速转动的角速度为 【答案】D 【详解】A．根据图乙可知，交流电流的最大值为，故有效值 可知该交变电流不可将熔断电流为3A的保险丝熔断，故A错误； B．根据图乙可知时，产生的感应电流为零，此时线线框的磁通量变化率为零，故B错误； C．根据图乙可知时，产生的感应电流为零，此时线框位于中性面位置，穿过线框的磁通量最大，故C错误； D．据图乙可知交流电的周期，则线框转动的角速度为 故D正确。 故选D。 5．(24-25高二下·江苏江都中学、江苏高邮中学、江苏仪征中学·期中)A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的正弦式交变电流，B通以图乙所示的方波交变电流，这两个电热器的电功率之比PA:PB为（　　） A．1:5 B．2:5 C．2:9 D． 【答案】A 【详解】根据电流的热效应，电流的有效值分别为 ， 解得 这两个电热器的电功率之比 故选A。 6．(24-25高二下·江苏镇江·期中)如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，已知匀强磁场的磁感应强度大小为，矩形线圈面积为S，匝数为，电阻为，角速度为。线圈与阻值为的定值电阻及理想交流电流表相连。求： (1)电流表示数； (2)线圈由图示位置转过过程中，通过的电荷量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）矩形线框转动产生感应电动势的最大值 转动产生感应电动势的有效值 回路中产生的感应电流由闭合电路欧姆定律 （2）转过90°过程中产生的感应电动势的平均值 感应电流的平均值 通过的电荷量 联立可得 代入数值得 7．(24-25高二下·江苏无锡第一中学·期中)如图所示，在磁感应强度的水平匀强磁场中，有一边长L=10cm，匝数N=100匝，总电阻r=2Ω的正方形线圈绕垂直于磁感线的OO＇轴匀速转动，转速为，有一电阻R=8Ω，通过电刷与两滑环接触，R两端接有一理想交流电压表。 (1)写出从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式； (2)求电压表的示数； (3)求在1分钟内整个回路产生的焦耳热。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）有题意可知 感应电动势的峰值为 则从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为 （2）电动势的有效值为 则电路中电流的有效值为 则电压表的示数为 （3）1分钟内整个回路产生的焦耳热为 8．(24-25高二下·江苏淮安协作体·期中)在有效值为220V的交流电路中，接入的电阻，求： (1)电流的有效值和最大值； (2)电阻消耗的功率。 【答案】(1)2A， (2)440W 【详解】（1）在有效值为220V的交流电路中，接入的电阻，则电流的有效值 则电流的最大值为 （2）电阻消耗的功率为 9．(24-25高二下·江苏常州·期中)如图所示，线圈的面积是，共匝，线圈总电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度。线圈以的角速度匀速转动，从图示位置开始计时。 (1)写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式； (2)线圈从图示位置转过过程中流过电阻的电量； (3)的时间内电路中产生的热量。 【答案】(1)（V） (2) (3) 【详解】（1）电动势最大值 故表达式为：（V） （2）由法拉第电磁感应定律可知 （3）电流的有效值为 则的时间内电路中产生的热量为 10．(24-25高二下·江苏三三校·期中)如图所示为一交流发电机和外接负载的示意图，线圈的面积是，线圈的一半面积在磁场内，共有100匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，若从线圈处于中性面开始计时，求： (1)线圈中感应电动势的瞬时表达式及电流表的读数； (2)线圈每转过一周，外力做的功。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）根据题意可得 线圈的一半面积在磁场内，故有效面积为，则电动势最大值为 从线圈处于中性面开始计时，则线圈中感应电动势的瞬时表达式 电动势有效值为 根据闭合电路欧姆定律可得 （2）线圈每转过一周，外力所做的功等于整个回路产生的焦耳热，则有 代入数据解得 地 城 考点02 变压器 11．(24-25高二下·江苏无锡第一中学·期中)如图甲所示为半波整流电路，在理想变压器的输出电路中有一只整流二极管，已知原、副线圈的匝数比为22：1，电阻R=5Ω，原线圈的输入电压随时间的变化关系如图乙所示，电表均为理想交流电表，则（　　） A．原线圈的输入功率为10W B．电压表V2的读数为8V C．电流表A的读数为0.18A D．电压表V1的读数为12V 【答案】A 【详解】D．由题图乙可知，原线圈输入电压的有效值为 根据原、副线圈匝数与电压的关系 解得 所以电压表V1的示数为10V，故D错误； B．由于二极管具有单向导电性，只有半个周期内能通过电流，故有 解得二极管所在支路电压的有效值为 即电压表V2的示数为，故B错误； AC．流过R的电流为 副线圈的输出功率为 理想变压器输入功率等于输出功率，则有 则原线圈电流 故A正确，C错误。 故选A。 12．(24-25高二下·江苏镇江·期中)如图所示，将理想自耦变压器的原线圈与交流电源相连，副线圈与滑动变阻器、灯泡和热敏电阻相连。已知热敏电阻的阻值随温度升高而减小，则能使灯泡变亮的是（　　） A．增大输入电压的频率 B．降低环境温度 C．将滑动变阻器滑片向左移动 D．将自耦变压器滑片向下移动 【答案】B 【详解】A．增大输入电压的频率，原线圈两端的电压不变，根据电压与匝数的关系，可知副线圈两端的电压不变，故灯泡不会变亮，故A错误； B．降低环境温度，热敏电阻的阻值增大，故副线圈的总电阻增大，因原线圈两端的电压不变，根据电压与匝数的关系，可知副线圈两端的电压不变，故副线圈的电流减小，则滑动变阻器R两端的电压减小，根据 可知灯泡两端的电压增大，则灯泡变亮，故B正确； C．将滑动变阻器滑片向左移动，滑动变阻器R的有效阻值增大，则副线圈的总电阻增大，因原线圈两端的电压不变，根据电压与匝数的关系，可知副线圈两端的电压不变，故副线圈的电流减小，灯泡与热敏电阻并联部分的电阻不变，故并联部分的电压减小，所以灯泡变暗，故C错误； D．将自耦变压器滑片向下移动，副线圈的匝数减小，根据 因、不变，可知副线圈两端的电压减小，故灯泡两端的电压减小，灯泡变暗，故D错误。 故选B。 13．(24-25高二下·江苏南京六校联合体·期中)图甲为小型发电机与理想变压器变压输电过程的示意图，图乙为该发电机产生的电动势随时间的变化规律。理想变压器的匝数比n1：n2：n3=4：1：2，电阻阻值未知，电阻R2=20Ω，灯泡的额定电压为5V，额定功率为5W。不计发电机线圈内阻及交流电表的内阻。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（　　） A．t=0.04s时，通过发电机线圈的磁通量最大 B．电流表A的示数为 C．电阻 D．发电机的输出功率为22W 【答案】A 【详解】A．由乙图可知，t=0.04s时，感应电动势为0，磁通量的变化率为零，此时磁通量最大，故A正确； BC．原副线圈满足U1：U2：U3=n1：n2：n3，n1I1=n2I2+n3I3 原线圈回路满足U1=E-I1R1 其中，，U3=I3R2 联立解得E=22V，I3=0.5A，I1=0.5A；R1=4Ω 故BC错误； D．发电机的输出功率为P=I1E 解得P=11W 故D错误。 故选A。 14．(24-25高二下·江苏江都中学、江苏高邮中学、江苏仪征中学·期中)自耦变压器的副线圈绕组是原线圈绕组的一个组成部分，这样的变压器看起来仅有一个绕组，故也称“单绕组变压器”。如图所示，P为一理想自耦变压器的滑片，电表均为理想交流电表，输入的交变电压不变。当P上移时，下列说法正确的是 （　　） A．电压表的示数增大，电流表的示数增大 B．电压表的示数增大，电流表的示数减小 C．电压表的示数减小，电流表的示数减小 D．电压表的示数减小，电流表的示数增大 【答案】C 【详解】当P上移时，根据，n1增大，副线圈两端电压U2减小，电压表的示数减小，副线圈的电流I2减小，根据，原线圈的电流I1减小，电流表的示数减小。 故选C。 15．(24-25高二下·江苏连云港连云区连云港高级中学·期中)街头变压器通过降压给用户供电的示意图如图所示。变压器的输入电压恒定，输出电压通过电阻为的输电线输送给用户，变阻器R代表用户用电器的总电阻，忽略变压器上的能量损耗。当用户用电器增加，变阻器R减小时（　　） A．示数增大，示数减小 B．示数增大，示数增大 C．示数减小，示数减小 D．示数减小，示数增大 【答案】A 【详解】用户用电器增加，变阻器R减小时变压器的输入电压不变，所以V1、V2的读数都不变，由于用户用电器的总电阻R减小，则副线圈的电流增大，故原线圈中的电流增大，所以电流表A1、A2读数都变大，由于I2增大，所以输电线损失的电压增大，故V3的读数减小； 故选A。 16．(24-25高二下·江苏南京六校联合体·期中)图甲和图乙所示是手动式手电筒内振动式发电机的两个截面图，半径为0.02m、匝数为200的线圈a，所在位置的磁感应强度。线圈a接原副线圈匝数比为2∶1的理想变压器，给两个额定电流均为0.2A的灯泡供电。推动手柄使线圈a沿轴线往复运动，线圈a中电动势随时间按正弦规律变化，如图丙所示。线圈a及导线电阻不计。求： (1)图丙中电动势的表达式； (2)若手动发电的效率为10%，两灯泡正常发光，手动做功的功率； (3)线圈a往复运动过程中的最大速度。 【答案】(1)e=4sin（5πt）V (2) (3)1m/s 【详解】（1）由丙图可知，且 根据电动势的表达式 可得 （2）设原线圈中电压的有效值U1，根据，可得 设副线圈两端电压为U2，根据理想变压器公式，可得 灯泡功率 可得人对手电筒做功的功率为 （3）根据法拉第电磁感应定律得 解得 17．(24-25高二下·江苏镇江中学·期中)如图所示，一只原、副线圈分别是200匝和100匝的理想变压器。副线圈的两端连接两个阻值均为20Ω的电阻，原线圈接频率为50Hz的正弦交流电源，电压表的示数为5V。电流表、电压表均为理想交流电表，则： (1)副线圈中的电流，原线圈中的电流表示数； (2)原线圈输出电压的最大值； (3)交流电源的输出功率。 【答案】(1)0.25A，0.125A (2) (3) 【详解】（1）副线圈的电流为 设原线圈的电流为，由 解得 （2）副线圈的电压为 由 得 因为是正弦交流电，所以其最大值为 （3）交流电源的输出功率为 18．(24-25高二下·江苏苏州中学·期中)如图所示，一小型交流发电机中，线圈ABCD（电阻不能忽略）以角速度绕垂直于磁场的轴匀速转动，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，电流表示数为，从线框转至中性面位置开始计时。 (1)求线框中感应电动势的瞬时值表达式； (2)若原、副线圈匝数比为，求电阻R的阻值及消耗的电功率P。 【答案】(1) (2)， 【详解】（1）根据题意，线框中感应电动势的瞬时值表达式 （2）由原副线圈的匝数比为，根据变压器原理有， 电压比 电流比 解得， 电阻R的阻值， 电阻消耗的电功率 19．(24-25高二下·江苏盐城五校联考·期中)如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=5∶3，原线圈接在一电源上，副线圈接有一阻值R=12Ω的定值电阻。交流电压表和交流电流表均为理想电表。当电源电压随时间变化如图乙所示的正弦曲线时，求： (1)电压表示数U和电流表示数I； (2)原线圈的输入功率P。 【答案】(1)18V；1.5A (2)27W 【详解】（1）由图乙知正弦交流电原线圈两端电压的有效值为U1=30V 根据匝数比公式 解得电压表示数 电流表示数 （2）根据匝数比公式 解得 原线圈的输入功率 20．(24-25高二下·江苏苏州苏州工业园区星海实验高级中学·期中)如图所示，为实验室使用的旋转磁极式发电机模型，线圈abcd的面积为、匝数为，其输出端与理想变压器的原线圈相连，理想变压器原、副线圈的匝数比为，副线圈外接电阻和电流表，其它电阻均不计。时刻从图甲所示位置开始逆时针转动磁极，闭合开关S，线圈abcd内磁场的磁通量随时间变化的图如图乙所示： (1)电流表的示数； (2)电阻中的发热功率。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据有效值和最大值满足 根据理想变压器原、副线圈电压与匝数关系有 而 联立解得电流表的示数为 （2）电阻R的发热功率 21．(24-25高二下·江苏连云港连云区连云港高级中学·期中)如图所示，交流发电机的线圈匝数N=10匝，面积，处于磁感应强度的匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，角速度，通过理想变压器连接的电阻，变压器的原、副线圈匝数比，电流表为理想电流表。 (1)图示位置开始计时，求感应电动势瞬时值的表达式； (2)若发电机线圈电阻忽略不计，求电流表的示数； (3)若发电线线圈电阻，求电阻R消耗的功率P。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）线框转动，电动势最大值 电动势瞬时值 带入数值有 （2）变压器原线圈输入电压U1，副线圈输出电压U2，电阻中的电流I2 可得U2=40V 次级电流 解得 （3）发电机有内阻，变压器原线圈输入电压，副线圈输出电压，电阻中的电流，则 根据；； 则 解得 地 城 考点03 远距离输电 22．(24-25高二下·江苏常州·期中)如图所示为远距离输电示意图，其交流发电机的输出电压一定，通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电，升压变压器的输入功率和输出功率分别为、，降压变压器的输入功率和输出功率分别为、，输电线的总电阻一定．当用户的用电器使用增多时，下列说法正确的是（　　） A．、都会增大，输电线上损失的功率会减小 B．、都会增大，输电线上损失的功率会增大 C．、和都增大 D．、和都减小 【答案】B 【详解】AB．根据理想变压器的电压关系 可知因为、、不变，故升压变压器的输出电压不变，当用户数量增多时，增大，根据变压器输出功率决定输入功率，有增大，升压变压器的输入功率和输出功率也都增大，根据 可知输电线的电流增大，根据输电线上损失的功率 可知输电线上损失的功率增大，A错误，B正确； CD．通过上述分析可知不变，输电线上压降为 可知变大，根据 可知减小，根据变压器的电压关系 可知减小，C错误，D错误。 故选B。 23．(24-25高二下·江苏南京六校联合体·期中)如图甲，发电站输出正弦交流电的功率为P=150kW，电压为U1=300V，利用图乙所示电路进行远距离输电，、均为理想变压器。已知输电线电阻R=30Ω，输电线上损失的功率ΔP=3kW，次级发电站两端的电压为，则（　　） A．输电线上的电流I2=100A B．变压器，原线圈的电压 C．变压器，原副线圈的匝数比为1：50 D．变压器，原副线圈的匝数比为99：1 【答案】C 【详解】A．由 解得输电线上的电流为 故A错误； C．根据理想变压器，对升压变压器 根据功率公式，升压变压器副线圈两端电压 根据理想变压器电压与匝数比的关系，变压器，原副线圈的匝数比为 故C正确； BD．导线上损失的电压 变压器，原线圈两端电压 根据理想变压器电压与匝数比的关系，变压器，原副线圈的匝数比为 故BD错误。 故选C。 24．(24-25高二下·江苏江阴六校·期中)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abcd匝数匝，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻为，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为，若用户区标有 “220V，11kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻r不可忽略。求： (1)发电机产生电动势的有效值； (2)输电线路上损耗的电功率； (3)若升压变压器原、副线圈匝数比为，交流发电机线圈电阻r。 【答案】(1)300V (2)250W (3) 【详解】（1）根据正弦式交变电流产生规律可知发电机产生电动势的最大值为 则电动势有效值为 （2）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，有 根据理想变压器的变流比可知 解得 所以输电线路上损耗的电功率为 （3）由变压器原副线圈电压与匝数关系 解得 升压变压器副线圈两端电压 又 解得 由， 解得 交流发电机线圈电阻 25．(24-25高二下·江苏江都中学、江苏高邮中学、江苏仪征中学·期中)如图，用一小型交流发电机向远处标有“220V  8.8kW”的电动机供电，已知发电机线圈abcd面积，匝数匝，匀强磁场的磁感应强度大小，输电导线的总电阻，升压变压器原、副线圈匝数分别为和，降压变压器原、副线圈的匝数比。当线圈匀速转动的角速度时，电动机恰能正常工作，发电机线圈电阻可忽略。求： (1)从发电机线圈与匀强磁场平行时开始计时，感应电动势e随时间t变化的关系式； (2)在输电线路上所损耗的电功率； (3)升压变压器原、副线圈匝数之比。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）发电机线圈产生的最大感应电动势 从发电机线圈与匀强磁场平行时开始计时，开始计时电动势最大 感应电动势e随时间t变化的关系式为 （2）降压变压器的原、副线圈电压比等于匝数比，则有 则降压变压器原线圈电压为 降压变压器副线圈中的电流 降压变压器原线圈中的电流为 在输电线路上所损耗的电功率 （3）在输电线路上的电压降 升压变压器输出电压为 升压变压器输入电压为 所以有 26．(24-25高二下·江苏淮安协作体·期中)风力发电作为新型环保能源，近年来得到了快速发展，图1所示的风车阵中发电机输出功率100kW，输出电压250V，用户需要的电压是220V，输电线总电阻为。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的，图2为此输电线路的示意图。 (1)求输电导线中的电流； (2)求在输电线路中设置的升、降压变压器（都为理想变压器）原、副线圈的匝数比； (3)求用户得到的电功率。 【答案】(1) (2)， (3) 【详解】（1）输电线损耗功率 又 输电线电流 （2）原线圈中输入电流 则升压变压器匝数比 降压变压器输入电压 降压变压器匝数比 （3）用户端电流满足   解得： 故用户得到的电功率 27．(24-25高二下·江苏徐州第二中学·期中)远距离输电的原理如图所示，发电机的输出功率可调、输出电压保持不变，A、B为理想升压变压器和降压变压器．已知变压器A的原、副线圈匝数之比为，两变压器间输电线的总电阻为R，某时间段内发电机的输出功率稳定为． (1)求变压器A的输出电压； (2)求变压器B的输出功率； (3)因用户负载变化，电压表V的示数变化量为（取正值），电流表A的示数变化量为（取正值），且．求变压器B的原、副线圈匝数之比． 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据理想变压器电压与匝数比的关系 解得 （2）输电线上的电流 输电线上的功率损失 根据理想变压器的功率关系 代入数据解得 （3）设降压变压器原线圈上电压的变化为，根据变压器的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 28．(24-25高二下·江苏南通海安·期中)用内阻为的发电机，给学校照明供电。如图所示，升压变压器的匝数比为，降压变压器的匝数比为，输电线的总电阻。全校共22个班，每班有“”的灯6盏，电灯全部都能正常发光，求： (1)降压变压器输出的电流； (2)发电机的输出功率； (3)发电机的电动势。 【答案】(1)24A (2)5424W (3)250V 【详解】（1）降压变压器的总电流为A （2）降压变压器输出电压为220V，则有 解得V 降压变压器的总电流为24A，降压变压器输入端电流满足 解得A 则导线上消耗电压为V 升压变压器输出电压为V 则发电机输出功率为W （3）由可得V 因为,升压变压器原副线圈的电流满足 则有 代入数据解得V 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $