专题02 交变电流和变压器（期中复习专项训练）高二物理下学期粤教版

专题02 交变电流和变压器 考点1 交变电流的产生 考点2 描述交变电流的物理量 考点3 电容和电感对于交变电流的影响 考点4 变压器 考点5 远距离输电 题型一 交变电流的产生 1．如图所示为某小型交流发电机的示意图，两磁极间存在水平方向的匀强磁场，线框绕垂直于磁场的水平轴匀速转动，产生的感应电动势与时间之间的关系式为。小灯泡的电阻为，其余电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．线框的转速为 B．通过小灯泡电流的有效值为 C．线框处于图示位置时，感应电动势为零 D．线框转动过程中，穿过线框磁通量的最大值为 2．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 3．(24-25高二下·四川资阳安岳中学·期中)如图所示，电阻为r的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω＝100πrad/s匀速转动。t＝0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则（　　） A．t＝0时刻线圈中的感应电动势最大 B．1 s内电路中的电流方向改变50次 C．开关S处于断开状态和闭合状态时，电流表的读数相同 D．滑片P向下滑时，电压表的读数变大 4．(24-25高二下·安徽县中联盟·期末)风力发电将成为福建沿海实现“双碳”目标的重要途径之一。如图甲，风力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动，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，以角速度绕垂直于磁场的水平转轴逆时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为。则（　　） A．当线圈转到图示位置时电流方向将发生改变 B．当线圈转到竖直位置时电流表的示数为零 C．当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最大 D．穿过线圈的最大磁通量为 5．某同学将一底面半径为、高为的圆柱形绝缘竹笼改造成仓鼠玩具。如图，在竹笼柱面上平行于轴线固定有一长为的轻质金属棒，其两端通过导线连接一电阻为的小灯泡，竹笼所在区域存在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。若仓鼠在竹笼中奔跑时，竹笼绕水平中轴线以角速度匀速转动，小灯泡电阻视为不变，不计其他电阻，则竹笼转动一圈小灯泡消耗的电能为（　　） A． B． C． D． 6．(25-26高二上·湖北武汉黄陂区·期末)2025年中国风力发电量突破万亿千瓦时，继续稳居全球第一位。如图所示，某风轮机带动内部匝数为N的矩形铜质线圈ABCD在水平匀强磁场中，以角速度绕垂直于磁场的水平转轴OO逆时针匀速转动产生交流电，已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为。则下列说法正确的是（   ） A．当线圈转到图示位置时产生的瞬时感应电流最大 B．当线圈转到与图示位置垂直时电流表的示数为零 C．当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最小 D．当线圈转到图示位置时穿过线圈的磁通量为 7．(25-26高三上·河北·期中)某物理老师，给自己孩子屋门联动了一个交流发电机玩具，每当屋门转动时，就带动发电机发电，并使与发电机连接的二极管发光，其电路原理图如图所示。发电机线圈转速是屋门转速的50倍，发电机中两磁体间的磁场视为匀强磁场，磁感应强度大小为0.1T，正方形转子线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，线圈边长为5cm，匝数为200匝，电阻为，每个二极管正向电阻均为，反向电阻无穷大。则屋门1 s内匀速转动90°的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电路中通过R的电流是完整的正弦交流电 B．两个发光二极管能同时发光 C．每个发光二极管在1s内均闪烁50次 D．电压表的示数为1.25πV 8．(25-26高二上·浙江杭州上城区杭二东河·期中)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．时金属线框平面与磁感线垂直 B．该交变电流的电动势的有效值为 C．从图示位置开始计时，当电动势的瞬时值为22V时，矩形金属线框平面与中性面的夹角为45° D．该交变电流的电动势的瞬时值表达式为 9．(15-16高二下·辽宁大连第八中学·期中)矩形线圈的面积为S，匝数为N，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω匀速转动。如图所示，当转到线圈平面与磁场垂直位置时（    ） A．线圈中的电动势为0 B．线圈中的电动势为NBSω C．穿过线圈的磁通量为0 D．线圈不受安培力作用 题型二 描述交变电流的物理量 10．(25-26高二下·江苏徐州第三中学·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为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈电阻为，外接一只阻值为的电阻，不计电路的其他电阻，则（　　） A．电流表的示数为0.31A B．时线圈平面与磁场方向平行 C．线圈转动的角速度为 D．在线圈转动一周过程中，外电阻发热约为 11．(25-26高二上·广东揭阳揭东区揭东区第二中学·期末)如图所示，先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电。第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，如图甲所示，第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。若图甲、乙中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是（　　） A．第一次灯泡两端的电压有效值是U0 B．第二次灯泡两端的电压有效值是 C．第一次灯泡两端的电压有效值是 D．第二次灯泡两端的电压有效值是 12．(25-26高三上·北京丰台区·期末)图1为交流发电机的示意图。线圈ABCD绕OO′匀速转动。线圈中产生的正弦式交变电流如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．电流的表达式（A） B．线圈的转速为10r/s C．若线圈的转速变为原来的2倍，电流的表达式（A） D．若线圈的转速变为原来的2倍，线圈中电流的有效值约为2.26A 13．(25-26高二上·云南昭通昭通一中教研联盟·期中)一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示，由图可知（　　） A．该交流电的频率为0.25Hz B．该交流电的电压瞬时值的表达式为 C．该交流电的电压有效值为100V D．若将该交流电压加在阻值为的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W 14．(25-26高三上·贵州部分学校·期中)如图甲所示，电阻R＝1Ω的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，在定值电阻R1上产生的u-t图像如图乙所示，定值电阻，其他导线电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．当线圈平面与磁场方向垂直时，通过线圈的磁通量最大 B．线圈的角速度 C．线圈中产生电动势的有效值为10V D．回路中电流的有效值为1A 15．(25-26高二上·河南南阳·期末)如图甲所示，在匀强磁场中，同一矩形金属线圈以两次不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图像分别如图乙中曲线a、b所示，则（　　） A．两次时刻穿过线圈的磁通量变化率为零 B．曲线a对应电流在1s内方向改变50次 C．曲线a、b对应的线圈转速之比为 D．曲线b表示的交变电动势有效值为 题型三 电容和电感对于交变电流的影响 16．(24-25高二下·广东广州玉岩中学·期中)有关下列四幅图的描述，正确的是（　　） A．图1中， B．图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大 C．图3中，电容器中电场的能量正在增大 D．图4中，真空冶炼炉可以接高电压的恒定电流 17．(24-25高二下·山东临沂河东区、费县·期中)以下是教材中关于传感器的应用几幅图片，说法不正确的是（　　） A．如图甲，是测量储罐中不导电液体高度的装置，当储罐中液面高度降低时，回路中振荡电流频率将增大 B．如图乙，是一种电感式微小位移传感器，当物体1向左移动时，线圈自感系数变大 C．如图丙，是电容式话筒的原理示意图，当膜片向左运动时，点的电势比点的高 D．如图丁，是霍尔元件工作原理示意图，在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平 18．(24-25高二下·内蒙古赤峰元宝山区第一中学·期中)在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，调制分调幅和调频两种。如图甲所示有A、B两幅图。在收音机电路中天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送到下一级，需要把高频成分和低频成分分开，只让低频成分输入下一级，如果采用如图乙所示的电路，图中虚线框a和b内只用一个电容器或电感器。以下关于电磁波的发射和接收的说法电，正确的是（　　） ①在电磁波的发射技术中，甲图中A是调幅波 ②在电磁波的发射技术中，甲图中B是调幅波 ③乙图中a是电容器，用来通高频阻低频，b是电感器，用来阻高频通低频 ④乙图中a是电感器，用来阻交流通直流，b是电容器，用来阻高频通低频 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 19．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈两端与宽度d的光滑平行金属轨道连接，轨道平面水平，磁感应强度B的匀强磁场垂直于轨道平面向下。一根金属杆在轨道上运动，并始终与导轨保持良好接触。副线圈两端连接的电路如图，三个灯泡的电阻均相同，L是直流电阻不计的理想线圈，C是电容器，导轨电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．若棒在轨道上以v匀速运动，则小灯泡两端的电压为 B．若棒在轨道上做匀加速运动时，三盏灯泡一样亮 C．若棒在轨道上做变加速运动时，三盏灯泡一样亮 D．若原线圈输入正弦式交流电，增加交流电频率，变暗，变亮 20．如图所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的边以角速度匀速转动，稳定后，电路中三个相同的灯泡均发光，且亮度相同，则（　　） A．若增大线圈角速度，则比亮 B．若增大电容器两极板间距，则变亮 C．若抽掉电感线圈内部的铁芯，则变暗 D．若增大照射在光敏电阻上的光强，则变暗 21．(25-26高二上·浙江91高中联盟·期中)关于教材中的四幅图，下列说法正确的是（　　） A．图甲，扼流圈是利用了电感器对直流的阻碍作用 B．图乙，示波管的XX'偏转电极通常接入的是扫描电压 C．图丙，真空冶炼炉利用迅速变化的电流使炉内金属产生涡流进而使金属熔化 D．图丁，肥皂膜上看到的彩色条纹是由薄膜表面的入射波和反射波共同形成的 22．下列有关物理现象及其原理，说法正确的是（　　） A．图甲显示高压输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，使高压输电线免遭雷击 B．图乙的雷达是利用超声波遇到障碍物要发生反射的这个特性工作的 C．图丙中的扼流圈是电工技术和电子技术常用的元件，利用了电感器对交流电的阻碍作用 D．图丁中光在有机玻璃棒内沿着锯齿形路线全反射是因为内芯材料的折射率小于外套材料的折射率 23．(24-25高二下·浙江杭州滨江区六校联盟、杭二滨江、衢州中学·期中)图甲是探究电感器对交变电流的作用电路图，图乙是探究自感现象电路图，不计线圈电阻，下列有关说法正确的是（　　） A．闭合图甲中的电键S，增大交变电流的频率，灯泡将变亮 B．闭合图甲中的电键S，抽离铁芯，灯泡将变亮 C．闭合图乙中电键S，灯泡立即变亮，然后逐渐变暗 D．断开图乙中电键S，灯泡立即熄灭 题型四 变压器 24．(25-26高三上·江西九江部分学校·)如图所示，一多匝线圈通过电刷、与理想自耦变压器相连。线圈绕与磁场方向垂直的轴以大小为的角速度匀速转动。当开关S断开时，理想交流电压表的示数为；当开关S接通，变压器原、副线圈的匝数比为时，电压表的示数为，理想交流电流表的示数为。若穿过线圈的最大磁通量为，则下列说法正确的是（　　） A．线圈的电阻为 B．线圈的匝数为 C．当磁感线与线圈平面垂直时，线圈产生的电动势为 D．当开关S接通时，为维持线圈匀速转动，外力做功的功率为 25．(25-26高三上·江苏常州第一中学·月考)学校实验室有一台教学用发电机，输出的交变电压如图甲所示，将其接在如图乙所示的理想变压器的ab两端，闭合开关S，四只相同灯泡均正常发光，下列说法中正确的是（　　） A．图甲所示的交变电压瞬时值表达式为 B．变压器原、副线圈的匝数比为1：3 C．小灯泡的额定电压为9V D．若断开开关S，灯泡变亮、变暗 26．如图甲所示的电路中，电压表、电流表均为理想电表，电阻恒为，理想变压器输入端接入的正弦交流电如图乙所示，原、副线圈的匝数比，下列说法正确的是（　　） A．正弦交流电 B．电压表的示数为44V C．电流表的示数为2A D．电流表的示数为5A 27．(25-26高三上·广东揭阳·期中)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，，，为相同的灯泡，、、和分别为定值电阻、理想线圈和电容器，其中，电压表为理想电表。当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电时，、、均发光。下列说法中正确的是（　　） A．三个灯泡亮度相同 B．电容器所带电荷量的最大值为 C．若交流电的频率突然增大，则变暗、变亮 D．电压表的读数为12V 28．(25-26高二上·浙江杭州上城区十四凤起、十四康桥·期末)图甲为某感温式火灾报警器，其简化电路如图乙所示。理想变压器原线圈接入电压有效值不变的正弦交流电源，副线圈连接报警系统，为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为定值电阻，滑动变阻器用于设定报警温度。当流过的电流大于设定临界值时就会触发报警。那么出现火情时（　　） A．副线圈两端电压会随着副线圈电路端温度的变化而变化 B．热敏电阻两端电压升高 C．原线圈输入功率变小 D．滑片下移一点可以降低报警温度 29．(25-26高三上·河北沧州沧县中学·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 30．(24-25高二下·浙江温州十校·期中)如图所示，矩形线圈abcd放置在垂直纸面向里的匀强磁场中，绕垂直于磁场的中心转轴OO'以600r/min的转速匀速转动，磁场分布在OO'的右侧，磁感应强度线圈匝数n=50匝，面积S=100cm2。理想变压器的原、副线圈匝数比，定值电阻，C为电容器，电流表A为理想交流电表，不计矩形线圈的电阻，则下列说法正确的是（    ） A．矩形线圈产生的电动势最大值为 B．副线圈两端获得电压为15V C．减小电容器的电容，电流表示数将增大 D．变压器输出功率小于90W 31．如图甲所示的电路中，理想变压器原线圈接交流电源和小灯泡，电源电压u随时间t变化的图像如图乙所示，两个小灯泡L1和L2规格均为“20V 20W”且正常发光，R为定值电阻。则下列说法正确的是（　　） A．变压器原、副线圈的匝数比11：1 B．变压器原、副线圈的匝数比10：1 C．电阻R消耗的电功率为200W D．电阻R消耗的电功率为180W 32．(25-26高二上·山东青岛第一中学·期中)如图所示为输电能耗演示电路。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压为6V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为，开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R消耗的功率为8W；接2时，原、副线圈匝数比为1∶2，则（　　） A．接1时，原线圈两端电压为 B．接1时，原线圈中的电流为 C．接2时，R消耗的功率 D．接2时，R消耗的功率 33．(25-26高三上·河北·期中)如图所示，MN端接入交流电压的有效值为U=10V的正弦交流电，理想变压器原线圈与定值电阻R1= 4Ω串联，副线圈接有滑动变阻器R2（阻值范围为0~10Ω），理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2 =2：1，电压表和电流表均为理想交流电表。调节滑动变阻器R2的滑片，电压表V2和电流表A2示数变化量的绝对值为△U和△I，下列说法正确的是（　　） A．若将滑动变阻器R2的滑片下移，电压表V1、V2的示数将减小 B． C．当滑动变阻器R2接入电路的阻值为4Ω时，电流表A2的示数为1 A D．当滑动变阻器R2接入电路的阻值为1Ω时，变压器的输出功率最大 题型五 远距离输电 34．(25-26高二上·浙江杭州西湖区学军西溪、学军海创园、学军紫金港·期中)截至2025年10月，浙江将建成3条“西电东送”特高压直流输电线路。现计划将输电站提供的直流电由新疆输送至浙江，多次转换后变为的交流电，再经配电房中的变压器（视为理想变压器）降为的家用交流电，若输电线路输送功率为，且直流输电过程中导线电阻产生的电功率损耗不超过输送功率的，则（　　） A．直流输电导线中的电流为 B．直流输电导线总阻值不超过 C．家用交流电的电压最大值为，频率为 D．配电房中变压器原、副线圈中电流比为 35．(25-26高三下·北京中国人民大学附属中学·)某实验小组模拟输电网供电的装置如图所示。发电机产生的交变电流经升压、降压变压器传输给用户。电阻并联在升压变压器原线圈a、b两端，降压变压器副线圈匝数可通过滑动触头P调节，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻，用户端电阻为，，不计其余电阻。已知发电机输出电压恒定，变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．若的阻值增大，则用户端电阻消耗的功率减小 B．若在用户端再并联一个电阻，则上消耗的功率增大 C．若将滑片P向上滑动，则电阻消耗的功率减小 D．若用户端电阻增大，则用户端消耗的功率先增大后减小 36．(25-26高三下·宁夏银川·)某小型发电机的输出功率为，输出电压为，通过远距离输电系统供一养殖场照明，电路如图所示。输电线的总电阻为，在养殖场附近通过降压变压器把电压降低为。已知升压变压器原、副线圈的匝数比，下列说法正确的是（　　） A．输电线上的电流为 B．输电线上损失的电压为 C．输电线上损失的功率为 D．降压变压器原、副线圈的匝数比 37．(25-26高三上·广东中山纪念中学·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 38．(25-26高三上·河北保定定州中学·期中)2025 年7月13 日，环塔里木盆地输变电工程全线贯通，将塔里木盆地输送容量约30万千瓦的220千伏输电线路升级为输送容量达到300万千瓦的750千伏输电线路。若升级后，发电厂输出电压不变，经升压变压器（视为理想变压器）后通过输电线输电，输电线材质不变、横截面积变为原来的1.5倍，则升级后（　　） A．输电线路中的电流变小 B．输送相同距离，线路上损失的电压变小 C．输送相同距离，线路上损失的电功率变大 D．升压变压器原、副线圈匝数的比值是原来的 39．(25-26高三上·湖南湘东十二校·期中)位于金沙江下游的白鹤滩水电站是世界第二大水电站，它将与三峡、向家坝等水电站一起，作为“西电东送”骨干工程构成世界最大的清洁能源走廊。图示为远距离输电原理，该系统的发电机具备输出功率可调，而输出电压恒定的特性。系统采用L和T两个理想变压器分别进行升压和降压。已知升压变压器L的原、副线圈匝数比为，且两变压器间输电线路的总电阻为R，在观测期间，由于用户负载波动，理想电压表V与理想电流表A的示数相应发生变动，其变化量的绝对值之比为k。则下列说法正确的是（　　） A．升压变压器的输出电压为 B．输电线上的功率损失为 C．降压变压器的输出功率为 D．降压变压器的原副线圈匝数比为 40．(24-25高二下·江苏启东中学·)某同学借助如图所示的电路，探究电网输电的规律。电路中升压变压器原线圈接电压恒定的交流电源，变压器均可视为理想变压器，电表均可视为理想电表，则下列说法中正确的是（　　） A．仅将向上调，电压表示数会减小 B．仅将向上调，电流表示数会增大 C．若用户增多，电网负荷增大，要想用电器正常工作，应将向下调 D．演示“夜深了，灯更亮了”，应将变阻器的滑片向上调，电流表示数减小而电压表示数不变 41．(25-26高二上·浙江嘉兴)如图所示为某一新能源动力电池充电的供电电路图．升压变压器副线圈两端接有一理想电压表，示数，升压变压器原、副线圈的匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比。充电桩充电时的额定功率，额定电压，变压器均视为理想变压器．求： (1)升压变压器原线圈两端电压以及降压变压器原线圈两端电压； (2)通过输电线上的电流及输电线的总电阻； (3)供电电路的效率。 42．(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。 43．(24-25高二下·四川广元苍溪中学校·)如图所示为某一新能源动力电池充电的供电电路图。配电设施的输出电压U1=250V，升压变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=1∶9，降压变压器原、副线圈的匝数比比n3∶n4=5∶1。充电桩充电时的额定功率P=19kW，额定电压U4=380V，变压器均视为理想变压器。求： (1)升压变压器副线圈两端电压U2； (2)通过输电线上的电流I3； (3)输电线的总电阻r。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 交变电流和变压器 考点1 交变电流的产生 考点2 描述交变电流的物理量 考点3 电容和电感对于交变电流的影响 考点4 变压器 考点5 远距离输电 题型一 交变电流的产生 1．如图所示为某小型交流发电机的示意图，两磁极间存在水平方向的匀强磁场，线框绕垂直于磁场的水平轴匀速转动，产生的感应电动势与时间之间的关系式为。小灯泡的电阻为，其余电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．线框的转速为 B．通过小灯泡电流的有效值为 C．线框处于图示位置时，感应电动势为零 D．线框转动过程中，穿过线框磁通量的最大值为 【答案】B 【详解】A．由感应电动势表达式 可得角速度 根据 可得转速 ，A错误； B．由感应电动势表达式 可得感应电动势最大值 故感应电动势有效值 交流电周期 一个周期内，仅半个周期有电流，根据有效值的定义有 解得，B正确； C．图示位置线框平面与磁场平行，磁通量为零，是与中性面垂直的平面，感应电动势最大，C错误； D． 单匝线框感应电动势最大值满足 可得磁通量最大值，D错误。 故选B 。 2．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。 3．(24-25高二下·四川资阳安岳中学·期中)如图所示，电阻为r的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω＝100πrad/s匀速转动。t＝0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则（　　） A．t＝0时刻线圈中的感应电动势最大 B．1 s内电路中的电流方向改变50次 C．开关S处于断开状态和闭合状态时，电流表的读数相同 D．滑片P向下滑时，电压表的读数变大 【答案】D 【详解】A．t＝0时刻线圈处于中性面，感应电动势最小且为0，故A错误； B．交变电流周期 一个周期内电流方向改变2次，则1s内电路中的电流方向改变100次，故B错误； C．开关S闭合时，由于交变电流能“通过”电容器，则电路中总的阻抗不同，电流的有效值不同，所以电流表读数不同，故C错误； D．滑片P下滑时，电阻变大，根据分压原理可知电压表的示数变大，故D正确。 故选D。 4．(24-25高二下·安徽县中联盟·期末)风力发电将成为福建沿海实现“双碳”目标的重要途径之一。如图甲，风力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动，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，以角速度绕垂直于磁场的水平转轴逆时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为。则（　　） A．当线圈转到图示位置时电流方向将发生改变 B．当线圈转到竖直位置时电流表的示数为零 C．当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最大 D．穿过线圈的最大磁通量为 【答案】C 【详解】A．电流方向发生改变在中性面位置，图中位置不是中性面，故A错误； B．当线圈转到竖直位置时，线圈处于中性面，线圈不切割磁感线，故瞬时电动势为0，瞬时电流为0，但电流表测的是有效值不可能为0，故B错误； C．图示位置线圈产生的电动势最大，根据法拉第电磁感应定律可知，此时磁通量的变化率最大，故C正确； D．根据 可知 故D错误。 故选C。 5．某同学将一底面半径为、高为的圆柱形绝缘竹笼改造成仓鼠玩具。如图，在竹笼柱面上平行于轴线固定有一长为的轻质金属棒，其两端通过导线连接一电阻为的小灯泡，竹笼所在区域存在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。若仓鼠在竹笼中奔跑时，竹笼绕水平中轴线以角速度匀速转动，小灯泡电阻视为不变，不计其他电阻，则竹笼转动一圈小灯泡消耗的电能为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据正弦式交流电产生原理可知，交流电最大值为 电压有效值为 竹笼转动一圈小灯泡消耗的电能为 故选B。 6．(25-26高二上·湖北武汉黄陂区·期末)2025年中国风力发电量突破万亿千瓦时，继续稳居全球第一位。如图所示，某风轮机带动内部匝数为N的矩形铜质线圈ABCD在水平匀强磁场中，以角速度绕垂直于磁场的水平转轴OO逆时针匀速转动产生交流电，已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为。则下列说法正确的是（   ） A．当线圈转到图示位置时产生的瞬时感应电流最大 B．当线圈转到与图示位置垂直时电流表的示数为零 C．当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最小 D．当线圈转到图示位置时穿过线圈的磁通量为 【答案】A 【详解】ACD．当线圈转到图示位置时，线圈平面与磁感线平行，穿过线圈的磁通量为零，此时产生的感应电动势最大，即磁通量的变化率最大，产生的瞬时感应电流最大，故A正确，CD错误； B．当线圈转到与图示位置垂直时，穿过线圈的磁通量最大，此时产生的感应电动势为零，产生的瞬时感应电流为零，电流表的示数为电流的有效值，不为零，故B错误。 故选A。 7．(25-26高三上·河北·期中)某物理老师，给自己孩子屋门联动了一个交流发电机玩具，每当屋门转动时，就带动发电机发电，并使与发电机连接的二极管发光，其电路原理图如图所示。发电机线圈转速是屋门转速的50倍，发电机中两磁体间的磁场视为匀强磁场，磁感应强度大小为0.1T，正方形转子线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，线圈边长为5cm，匝数为200匝，电阻为，每个二极管正向电阻均为，反向电阻无穷大。则屋门1 s内匀速转动90°的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电路中通过R的电流是完整的正弦交流电 B．两个发光二极管能同时发光 C．每个发光二极管在1s内均闪烁50次 D．电压表的示数为1.25πV 【答案】A 【详解】A．两个发光二极管交替导通，电路中通过R的电流是完整的正弦交流电，故A正确； B．发光二极管具有单向导电性，发光二极管反向并联，故两个发光二极管不能同时发光，故B错误； C．屋门1s内匀速转动90°，则屋门转速为，发电机线圈转速则为，周期为 一周期内交变电流改变两次方向，由于发光二极管具有单向导电性，一周期内发光二极管闪烁一次，故发光二极管1s内闪烁1.5次，故C错误； D．交变电压的最大值 而电压表的示数为有效值，为，故D错误。 故选A。 8．(25-26高二上·浙江杭州上城区杭二东河·期中)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．时金属线框平面与磁感线垂直 B．该交变电流的电动势的有效值为 C．从图示位置开始计时，当电动势的瞬时值为22V时，矩形金属线框平面与中性面的夹角为45° D．该交变电流的电动势的瞬时值表达式为 【答案】AC 【详解】A．由图乙可知，周期，时电动势，说明此时线框处于中性面，即线框平面与磁感线垂直，A正确； B．电动势最大值，有效值，B错误； D．由图乙可得 时，为正弦函数，故该交变电流电动势的瞬时值表达式为，D错误。 C．该交变电流的电动势瞬时值表达式为 ，因为时，且从中性面开始计时，转过的角度即为线框平面与中性面的夹角。当时，有，解得，即 。故C正确； 故选AC。 9．(15-16高二下·辽宁大连第八中学·期中)矩形线圈的面积为S，匝数为N，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω匀速转动。如图所示，当转到线圈平面与磁场垂直位置时（    ） A．线圈中的电动势为0 B．线圈中的电动势为NBSω C．穿过线圈的磁通量为0 D．线圈不受安培力作用 【答案】AD 【详解】当转到线圈平面与磁场垂直位置时，穿过线圈的磁通量最大，但是磁通量的变化率为零，线圈中的感应电动势为零，感应电流为零，则线圈不受安培力作用。 故选AD。 题型二 描述交变电流的物理量 10．(25-26高二下·江苏徐州第三中学·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为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈电阻为，外接一只阻值为的电阻，不计电路的其他电阻，则（　　） A．电流表的示数为0.31A B．时线圈平面与磁场方向平行 C．线圈转动的角速度为 D．在线圈转动一周过程中，外电阻发热约为 【答案】D 【详解】A．由图乙可知，感应电动势最大值为，则有效值为 电流表的示数为，故A错误； B．由图乙可知，时感应电动势为0，穿过线圈平面的磁通量最大，线圈平面与磁场方向垂直，故B错误； C．由图乙可知，周期为，线圈转动的角速度为，故C错误； D．在线圈转动一周过程中，外电阻发热约为，故D正确。 故选D。 11．(25-26高二上·广东揭阳揭东区揭东区第二中学·期末)如图所示，先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电。第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，如图甲所示，第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。若图甲、乙中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是（　　） A．第一次灯泡两端的电压有效值是U0 B．第二次灯泡两端的电压有效值是 C．第一次灯泡两端的电压有效值是 D．第二次灯泡两端的电压有效值是 【答案】D 【详解】AC．第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，灯泡两端的电压有效值是，故A错误，C错误； BD．根据有效值定义可得 解得，故B错误，D正确； 故选D。 12．(25-26高三上·北京丰台区·期末)图1为交流发电机的示意图。线圈ABCD绕OO′匀速转动。线圈中产生的正弦式交变电流如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．电流的表达式（A） B．线圈的转速为10r/s C．若线圈的转速变为原来的2倍，电流的表达式（A） D．若线圈的转速变为原来的2倍，线圈中电流的有效值约为2.26A 【答案】C 【详解】A．由图2可知，电流的表达式为正弦形式，且， 故电流的表达式为，故A错误； B．线圈的转速为，故B错误； CD．根据， 可知，若线圈的转速变为原来的2倍，和均变为原来的2倍，电流的表达式为 根据可知，线圈中电流的有效值为，故C正确，D错误。 故选C。 13．(25-26高二上·云南昭通昭通一中教研联盟·期中)一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示，由图可知（　　） A．该交流电的频率为0.25Hz B．该交流电的电压瞬时值的表达式为 C．该交流电的电压有效值为100V D．若将该交流电压加在阻值为的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W 【答案】D 【详解】A．由图可知，故，故A错误。 B．因为，所以其表达式为，故B错误。 C．由图像可知交流电压的最大值为100V，因此其有效值为故C错误。 D．所以R消耗的功率为，故D正确。 故选D。 14．(25-26高三上·贵州部分学校·期中)如图甲所示，电阻R＝1Ω的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，在定值电阻R1上产生的u-t图像如图乙所示，定值电阻，其他导线电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．当线圈平面与磁场方向垂直时，通过线圈的磁通量最大 B．线圈的角速度 C．线圈中产生电动势的有效值为10V D．回路中电流的有效值为1A 【答案】AD 【详解】A．当线圈平面与磁场方向垂直时，根据 可知通过线圈的磁通量最大，故A正确； B．结合图像可知周期为 可知线圈的角速度，故B错误； C．根据定值电阻R1的图像，可知电压最大值为，可知定值电阻R1电压的有效值为，考虑线圈内阻分压，线圈中产生电动势的有效值为11V，故C错误； D．回路中电流的有效值为，故D正确。 故选AD。 15．(25-26高二上·河南南阳·期末)如图甲所示，在匀强磁场中，同一矩形金属线圈以两次不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图像分别如图乙中曲线a、b所示，则（　　） A．两次时刻穿过线圈的磁通量变化率为零 B．曲线a对应电流在1s内方向改变50次 C．曲线a、b对应的线圈转速之比为 D．曲线b表示的交变电动势有效值为 【答案】AD 【详解】A．两次时刻线圈产生的感应电动势均为零，可知此时穿过线圈的磁通量均最大，磁通量的变化率均为零，故A正确； B．曲线表示的交变电动势的周期为，内有个周期，正负变换次，故B错误； C．由，曲线、对应的线圈转速之比为，故C错误； D．交变电动势最大值， 由图像可知曲线、对应的交变电动势的周期比为 可得曲线、对应的交变电动势最大值之比为 可得对应的交变电动势最大值为 故曲线表示的交变电动势的有效值为，故D正确。 故选 AD。 题型三 电容和电感对于交变电流的影响 16．(24-25高二下·广东广州玉岩中学·期中)有关下列四幅图的描述，正确的是（　　） A．图1中， B．图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大 C．图3中，电容器中电场的能量正在增大 D．图4中，真空冶炼炉可以接高电压的恒定电流 【答案】C 【详解】A．理想变压器原副线圈两端的电压与匝数的关系为，故A错误； B．图2中，线圈的位置再转过60°就是中性面，在中性面时，电动势和电流都为0，所以匀速转动的线圈的电动势正在减小，故B错误； C．电容器中电场强度方向竖直向上，因此下极板带正电，上极板带负电，根据线圈的磁场方向结合安培定则可知电流流向正极板，因此电容器正在充电，电场的能量正在增大，故C正确； D．真空冶炼炉可以接高电压的交流电流，使铁块中产生涡流，在铁块中产生大量热量，从而冶炼金属，不可以接高电压的恒定电流，故D错误。 故选C。 17．(24-25高二下·山东临沂河东区、费县·期中)以下是教材中关于传感器的应用几幅图片，说法不正确的是（　　） A．如图甲，是测量储罐中不导电液体高度的装置，当储罐中液面高度降低时，回路中振荡电流频率将增大 B．如图乙，是一种电感式微小位移传感器，当物体1向左移动时，线圈自感系数变大 C．如图丙，是电容式话筒的原理示意图，当膜片向左运动时，点的电势比点的高 D．如图丁，是霍尔元件工作原理示意图，在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平 【答案】D 【详解】A．图甲中，不导电液体为电介质，储罐中液面高度降低时，介电常数减小，根据 可知，电容器电容C减小，根据 可知，LC回路中振荡电流频率将增大，故A正确； B．图乙中，当物体1向左移动时，铁芯插入的长度变大，线圈自感系数变大，故B正确； C．图丙中，当膜片向左运动时，膜片与固定电极之间的间距增大，根据 可知电容C减小，由于极板电压不变，根据 可知，电容器电量减小，电容器放电，通过电阻的电流方向由A到B，则A点的电势比B点的高，故C正确； D．图丁中，在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，应将元件的工作面保持竖直，让磁场垂直通过，故D错误。 本题选说法不正确项，故选D。 18．(24-25高二下·内蒙古赤峰元宝山区第一中学·期中)在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，调制分调幅和调频两种。如图甲所示有A、B两幅图。在收音机电路中天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送到下一级，需要把高频成分和低频成分分开，只让低频成分输入下一级，如果采用如图乙所示的电路，图中虚线框a和b内只用一个电容器或电感器。以下关于电磁波的发射和接收的说法电，正确的是（　　） ①在电磁波的发射技术中，甲图中A是调幅波 ②在电磁波的发射技术中，甲图中B是调幅波 ③乙图中a是电容器，用来通高频阻低频，b是电感器，用来阻高频通低频 ④乙图中a是电感器，用来阻交流通直流，b是电容器，用来阻高频通低频 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 【答案】A 【详解】调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载，调频，即通过改变电磁波的频率来实现信号加载，故题图甲中A为调幅波，B为调频波，故①正确，②错误； 根据交流电路中电容器的通高频阻低频和电感线圈的通低频阻高频作用可知，输出端只有低频信号，则元件a要让高频信号通过，阻止低频信号通过，故元件a是电容器，元件b要让低频信号通过，阻止高频信号通过，故元件b是电感器，故③正确，④错误。 故选A。 19．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈两端与宽度d的光滑平行金属轨道连接，轨道平面水平，磁感应强度B的匀强磁场垂直于轨道平面向下。一根金属杆在轨道上运动，并始终与导轨保持良好接触。副线圈两端连接的电路如图，三个灯泡的电阻均相同，L是直流电阻不计的理想线圈，C是电容器，导轨电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．若棒在轨道上以v匀速运动，则小灯泡两端的电压为 B．若棒在轨道上做匀加速运动时，三盏灯泡一样亮 C．若棒在轨道上做变加速运动时，三盏灯泡一样亮 D．若原线圈输入正弦式交流电，增加交流电频率，变暗，变亮 【答案】D 【详解】A．若棒在轨道上以v匀速运动，导体棒产生的电动势恒定不变，原线圈电流恒定不变，则穿过副线圈的磁通量保持不变，不会产生感应电动势，所以小灯泡两端的电压为0，故A错误； B．若棒在轨道上做匀加速运动时，导体棒产生的电动势均匀增大，原线圈电流均匀增大，则穿过副线圈的磁通量均匀增大，副线圈产生稳定的感应电动势，由于电容器不能通恒定电流，所以小灯泡不亮，故B错误； C．若棒在轨道上做变加速运动时，可知副线圈产生变化的感应电动势，由于线圈L和电容器都会对变化电流产生一定的阻碍作用，所以小灯泡最亮，故C错误； D．若原线圈输入正弦式交流电，增加交流电频率，根据感抗，容抗，可知感抗增大，容抗减小，则变暗，变亮，故D正确。 故选D。 20．如图所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的边以角速度匀速转动，稳定后，电路中三个相同的灯泡均发光，且亮度相同，则（　　） A．若增大线圈角速度，则比亮 B．若增大电容器两极板间距，则变亮 C．若抽掉电感线圈内部的铁芯，则变暗 D．若增大照射在光敏电阻上的光强，则变暗 【答案】A 【详解】A．若增大线圈转动角速度，根据 知交流电的频率增大，电容器容抗减小，电感器感抗增大，使得通过灯泡的电流将比的大，所以灯泡将比更亮，故A正确； B．若增大电容器C两极板间的距离，根据知，电容器的电容减小，容抗增大，使得通过灯泡的电流减小，所以灯泡L1变暗，故B错误； C．若抽掉电感线圈内部的铁芯，感抗减小，使得通过灯泡的电流增大，所以灯泡L2变亮，故C错误； D．若增大照射在光敏电阻上的光强，光敏电阻的阻值减小，通过的电流变大，变亮，故D错误。 故选A。 21．(25-26高二上·浙江91高中联盟·期中)关于教材中的四幅图，下列说法正确的是（　　） A．图甲，扼流圈是利用了电感器对直流的阻碍作用 B．图乙，示波管的XX'偏转电极通常接入的是扫描电压 C．图丙，真空冶炼炉利用迅速变化的电流使炉内金属产生涡流进而使金属熔化 D．图丁，肥皂膜上看到的彩色条纹是由薄膜表面的入射波和反射波共同形成的 【答案】BC 【详解】A．图甲，扼流圈是利用了电感器对交流的阻碍作用，具有“通直流，阻交流”作用，故A错误； B．图乙，示波管的XX'偏转电极通常接入的是扫描电压，接入信号电压，故B正确； C．图丙，真空冶炼炉利用迅速变化的电流使炉内金属产生涡流进而使金属熔化，故C正确； D．图丁，肥皂膜上看到的彩色条纹是由薄膜前后表面的反射波共同形成的，故D错误。 故选BC。 22．下列有关物理现象及其原理，说法正确的是（　　） A．图甲显示高压输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，使高压输电线免遭雷击 B．图乙的雷达是利用超声波遇到障碍物要发生反射的这个特性工作的 C．图丙中的扼流圈是电工技术和电子技术常用的元件，利用了电感器对交流电的阻碍作用 D．图丁中光在有机玻璃棒内沿着锯齿形路线全反射是因为内芯材料的折射率小于外套材料的折射率 【答案】AC 【详解】A．图甲显示高压输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，当雷电击中时，电流会通过避雷线导入大地，从而使高压输电线免遭雷击，故A正确； B．图乙的雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生反射的这个特性工作的，故B错误； C．图丙中的扼流圈是电工技术和电子技术常用的元件，利用了电感器对交流电的阻碍作用来工作的，故C正确； D．图丁中光在有机玻璃棒内沿着锯齿形路线全反射是因为内芯材料的折射率大于外套材料的折射率，这样才满足全反射的条件之一，故D错误。 故选AC。 23．(24-25高二下·浙江杭州滨江区六校联盟、杭二滨江、衢州中学·期中)图甲是探究电感器对交变电流的作用电路图，图乙是探究自感现象电路图，不计线圈电阻，下列有关说法正确的是（　　） A．闭合图甲中的电键S，增大交变电流的频率，灯泡将变亮 B．闭合图甲中的电键S，抽离铁芯，灯泡将变亮 C．闭合图乙中电键S，灯泡立即变亮，然后逐渐变暗 D．断开图乙中电键S，灯泡立即熄灭 【答案】BC 【详解】A．线圈的感抗与交流电的频率成正比， 当图甲中交流电频率增大时，线圈的感抗增大，电路中电流减小，灯泡将变暗，故A错误； B．抽离铁芯，线圈的自感系数减小，感抗减小，电路中电流增大，灯泡将变亮，故B正确； C．闭合图乙中电键S，灯泡立即变亮，但由于线圈的自感作用，通过线圈的电流逐渐增大，最终达到稳定后，因为不计线圈电阻，灯泡被短路，即逐渐熄灭，故闭合图乙中电键S，灯泡立即变亮，然后逐渐变暗，故C正确； D．断开图乙中电键S，线圈、灯泡组成闭合回路，由于线圈的自感作用，线圈中的电流逐渐减小，所以灯泡不会立即熄灭，而是逐渐熄灭，故D错误。 故选BC。 题型四 变压器 24．(25-26高三上·江西九江部分学校·)如图所示，一多匝线圈通过电刷、与理想自耦变压器相连。线圈绕与磁场方向垂直的轴以大小为的角速度匀速转动。当开关S断开时，理想交流电压表的示数为；当开关S接通，变压器原、副线圈的匝数比为时，电压表的示数为，理想交流电流表的示数为。若穿过线圈的最大磁通量为，则下列说法正确的是（　　） A．线圈的电阻为 B．线圈的匝数为 C．当磁感线与线圈平面垂直时，线圈产生的电动势为 D．当开关S接通时，为维持线圈匀速转动，外力做功的功率为 【答案】A 【详解】A．根据理想变压器的变流原理有 解得原线圈电流为 感应电动势的有效值 解得线圈的电阻，故A正确； B．感应电动势的最大值 又， 解得线圈的匝数，故B错误； C．当磁感线与线圈平面垂直时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量变化率为零，线圈产生的电动势为零，故C错误； D．当开关S接通时，为维持线圈匀速转动，外力做功的功率，故D错误。 故选A。 25．(25-26高三上·江苏常州第一中学·月考)学校实验室有一台教学用发电机，输出的交变电压如图甲所示，将其接在如图乙所示的理想变压器的ab两端，闭合开关S，四只相同灯泡均正常发光，下列说法中正确的是（　　） A．图甲所示的交变电压瞬时值表达式为 B．变压器原、副线圈的匝数比为1：3 C．小灯泡的额定电压为9V D．若断开开关S，灯泡变亮、变暗 【答案】C 【详解】A．图甲中交变电压的最大值为，周期为1.02s，交流电的表达式为，故A错误； B．四个灯泡均正常发光，设通过L1的电流为I1，则通过原线圈的电流为I1，通过副线圈的电流为3I1，则原副线圈的匝数比为，故B错误； C．设灯泡正常发光的电压为UL，副线圈的电压为UL，根据 其中 代入数据得UL=9V，故C正确； D．断开开关S，负载电阻增大，副线圈电流减小，则原线圈电流减小，灯泡L1变暗，则原、副线圈两端电压增大，可知L2变亮，故D错误。 故选C。 26．如图甲所示的电路中，电压表、电流表均为理想电表，电阻恒为，理想变压器输入端接入的正弦交流电如图乙所示，原、副线圈的匝数比，下列说法正确的是（　　） A．正弦交流电 B．电压表的示数为44V C．电流表的示数为2A D．电流表的示数为5A 【答案】B 【详解】A．由图乙可知，交流电的周期，角速度 因此表达式应为，A错误； B．理想变压器的电压比等于匝数比，原线圈电压有效值，则副线圈电压。 电压表测量副线圈电压，故示数为 44V，B正确； C．副线圈电路中，电阻，通过R的电流，示数应为 1A，C错误； D．理想变压器的电流比等于匝数的反比，副线圈电流，则原线圈电流，电流表示数为1.2A，D错误。 故选B。 27．(25-26高三上·广东揭阳·期中)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，，，为相同的灯泡，、、和分别为定值电阻、理想线圈和电容器，其中，电压表为理想电表。当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电时，、、均发光。下列说法中正确的是（　　） A．三个灯泡亮度相同 B．电容器所带电荷量的最大值为 C．若交流电的频率突然增大，则变暗、变亮 D．电压表的读数为12V 【答案】C 【详解】A．原线圈中通有正弦交流电，则副线圈中也为正弦交流电，由于与电阻相串联，与电感线圈相串联，与电容相串联，灯泡、与的亮度取决于电阻、电感和电容的阻碍作用，本题未给相关条件无法判断，故A错误； BD．由题意可知，原线圈两端电压的最大值为，由于原、副线圈的匝数比 所以副线圈两端的电压最大值为，有效值为，因为是交流电，电容器与灯泡串联，电容器两端电压的最大值肯定小于，所以电容器所带电荷量的最大值小于 而电压表的读数也小于，故BD错误； C．电感线圈感抗随交流电频率的增大而增大，电容器的容抗随交流电频率的增大而减小，交流电频率增大后，线圈感抗变大则变暗，电容器容抗变小则变亮，故C正确。 故选C。 28．(25-26高二上·浙江杭州上城区十四凤起、十四康桥·期末)图甲为某感温式火灾报警器，其简化电路如图乙所示。理想变压器原线圈接入电压有效值不变的正弦交流电源，副线圈连接报警系统，为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为定值电阻，滑动变阻器用于设定报警温度。当流过的电流大于设定临界值时就会触发报警。那么出现火情时（　　） A．副线圈两端电压会随着副线圈电路端温度的变化而变化 B．热敏电阻两端电压升高 C．原线圈输入功率变小 D．滑片下移一点可以降低报警温度 【答案】D 【详解】A．理想变压器副线圈电压由原线圈电压和匝数比决定，原线圈输入电压不变、匝数比不变，因此副线圈两端电压恒定不变，故A错误； B．出现火情时温度升高，热敏电阻阻值减小，副线圈总电阻减小，总电流增大。定值电阻和滑动变阻器​的总电压随增大而升高，因此​两端电压减小，故B错误； C．原线圈输入功率等于副线圈输出功率，总电阻减小、不变，因此输出功率增大，原线圈输入功率也增大，故C错误； D．降低报警温度，即温度更低、​更大时就能触发报警。滑片下移后，接入电路的阻值减小，因此更大时，即温度更低时就能让电流达到临界触发报警，降低了报警温度，故D正确。 故选D。 29．(25-26高三上·河北沧州沧县中学·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。 30．(24-25高二下·浙江温州十校·期中)如图所示，矩形线圈abcd放置在垂直纸面向里的匀强磁场中，绕垂直于磁场的中心转轴OO'以600r/min的转速匀速转动，磁场分布在OO'的右侧，磁感应强度线圈匝数n=50匝，面积S=100cm2。理想变压器的原、副线圈匝数比，定值电阻，C为电容器，电流表A为理想交流电表，不计矩形线圈的电阻，则下列说法正确的是（    ） A．矩形线圈产生的电动势最大值为 B．副线圈两端获得电压为15V C．减小电容器的电容，电流表示数将增大 D．变压器输出功率小于90W 【答案】BD 【详解】A．由于磁场分布在的右侧，则矩形线圈产生的电动势最大值为 其中角速度 联立解得，故A错误； B．原线圈输入电压有效值为 根据电压比等于匝数比 解得副线圈输出电压有效值为，故B正确； C．交变电流频率不变，电容对交流电也有阻碍效果，这种阻碍效果为容抗，其大小为 减小电容器的电容，电容对交流电的阻碍效果增强，则通过定值电阻所在支路电流减小，即电流表示数变小，故C错误； D．定值电阻中电流为 定值电阻消耗的功率为 由题知，定值电阻，定值电阻与电容器串联，所在支路除了对电流有阻碍作用外，还有电容器对电流的阻碍作用，即所在支路对电流的总的阻碍效果作用大于定值电阻所在支路对电流的阻碍效果，所以电流表示数小于3A，即 根据 可知 则变压器输出功率，故D正确。 故选BD。 31．如图甲所示的电路中，理想变压器原线圈接交流电源和小灯泡，电源电压u随时间t变化的图像如图乙所示，两个小灯泡L1和L2规格均为“20V 20W”且正常发光，R为定值电阻。则下列说法正确的是（　　） A．变压器原、副线圈的匝数比11：1 B．变压器原、副线圈的匝数比10：1 C．电阻R消耗的电功率为200W D．电阻R消耗的电功率为180W 【答案】BD 【详解】AB．由小灯泡L1正常发光可知原线圈上所加电压的有效值为，由小灯泡L2正常发光可知副线圈上的电压的有效值为，原、副线圈的匝数之比满足，故A错误，B正确； CD．原、副线圈的电流比满足 因小灯泡L1正常发光，可知原线圈上的电流为 可知副线圈的电流 小灯泡L2正常发光，可知该支路的电流为 故电阻R所在支路的电流为 电阻R消耗的电功率为，故C错误，D正确。 故选BD。 32．(25-26高二上·山东青岛第一中学·期中)如图所示为输电能耗演示电路。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压为6V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为，开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R消耗的功率为8W；接2时，原、副线圈匝数比为1∶2，则（　　） A．接1时，原线圈两端电压为 B．接1时，原线圈中的电流为 C．接2时，R消耗的功率 D．接2时，R消耗的功率 【答案】AD 【详解】A．接1时，R消耗的功率为8W，由，可得 由 解得，故A正确； B．接1时，由，解得原线圈中的电流为，故B错误； CD．接1时，由 解得 则 连接两理想变压器的导线总电阻为 接2时，设右侧变压器副线圈两端电压为，则 由 则 由 解得 则连接两理想变压器的导线总电阻的电压降为 由 解得 则R消耗的功率 故C错误，D正确。 故选AD。 33．(25-26高三上·河北·期中)如图所示，MN端接入交流电压的有效值为U=10V的正弦交流电，理想变压器原线圈与定值电阻R1= 4Ω串联，副线圈接有滑动变阻器R2（阻值范围为0~10Ω），理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2 =2：1，电压表和电流表均为理想交流电表。调节滑动变阻器R2的滑片，电压表V2和电流表A2示数变化量的绝对值为△U和△I，下列说法正确的是（　　） A．若将滑动变阻器R2的滑片下移，电压表V1、V2的示数将减小 B． C．当滑动变阻器R2接入电路的阻值为4Ω时，电流表A2的示数为1 A D．当滑动变阻器R2接入电路的阻值为1Ω时，变压器的输出功率最大 【答案】BCD 【详解】A．理想变压器原、副线圈的电压比 将滑动变阻器R2的滑片下移，副线圈电流I2增大，原线圈电流I1增大，R1分压增大，U1= U –I1R1减小，减小，电压表V1示数增大，电压表V2示数减小，故A错误； B．等效电路：设副线圈电压U2，电流I2，则有， 由串并联规律有 联立得，，故B正确； C．根据理想变压器的特点可知，副线圈总电阻在原线圈的等效电阻 则 又，联立得I2=1A，故C正确； D．变压器的输出功率等于原线圈的输入功率，R1为等效电源内阻，根据电源输出功率特点可知，当时，变压器的输出功率最大，此时，故D正确。 故选BCD。 题型五 远距离输电 34．(25-26高二上·浙江杭州西湖区学军西溪、学军海创园、学军紫金港·期中)截至2025年10月，浙江将建成3条“西电东送”特高压直流输电线路。现计划将输电站提供的直流电由新疆输送至浙江，多次转换后变为的交流电，再经配电房中的变压器（视为理想变压器）降为的家用交流电，若输电线路输送功率为，且直流输电过程中导线电阻产生的电功率损耗不超过输送功率的，则（　　） A．直流输电导线中的电流为 B．直流输电导线总阻值不超过 C．家用交流电的电压最大值为，频率为 D．配电房中变压器原、副线圈中电流比为 【答案】B 【详解】A．根据直流输电电流公式，代入输送功率、输电电压 ，得，故A错误； B．输电允许的最大功率损耗 由焦耳定律功率损耗公式，得导线总阻值上限 即总阻值不超16Ω，故B正确； C．家用交流电表达式为 ，其最大值为，频率 ，故C错误； D．理想变压器原线圈电压有效值，副线圈电压有效值，由理想变压器功率守恒 得原副线圈电流比，即电流比为 11:500，故D错误。 故选B。 35．(25-26高三下·北京中国人民大学附属中学·)某实验小组模拟输电网供电的装置如图所示。发电机产生的交变电流经升压、降压变压器传输给用户。电阻并联在升压变压器原线圈a、b两端，降压变压器副线圈匝数可通过滑动触头P调节，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻，用户端电阻为，，不计其余电阻。已知发电机输出电压恒定，变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．若的阻值增大，则用户端电阻消耗的功率减小 B．若在用户端再并联一个电阻，则上消耗的功率增大 C．若将滑片P向上滑动，则电阻消耗的功率减小 D．若用户端电阻增大，则用户端消耗的功率先增大后减小 【答案】B 【详解】A．若R1的阻值增大，但是ab端的输入电压不变，升压变压器次级电压恒定不变，则用户端电阻R2消耗的功率不变，选项A错误； B．将降压变压器以及R2等效为 则若在用户端再并联一个电阻，等效于R2减小，R等减小，通过R0的电流 变大，则R0上消耗的功率 功率增大，选项B正确； C．若仅将滑片P向上滑动，则n4变大，则 减小，则通过R0的电流 变大，电阻R0消耗的功率 功率增大，选项C错误； D．将R0等效为电动势为U2的电源的内阻，R等为外电阻，则当R0=R等时R2的功率最大；因开始时R2>R0， n3>n4，则R等>R0，若用户端电阻R2增大，R等远离R0的值，则用户端消耗的功率会一直减小，选项D错误。 故选B。 36．(25-26高三下·宁夏银川·)某小型发电机的输出功率为，输出电压为，通过远距离输电系统供一养殖场照明，电路如图所示。输电线的总电阻为，在养殖场附近通过降压变压器把电压降低为。已知升压变压器原、副线圈的匝数比，下列说法正确的是（　　） A．输电线上的电流为 B．输电线上损失的电压为 C．输电线上损失的功率为 D．降压变压器原、副线圈的匝数比 【答案】B 【详解】ABD．升压变压器原线圈的电流 设升压变压器副线圈两端的电压为 由 解得 升压变压器副线圈的电流 输电线上损失的电压 降压变压器原线圈两端的电压 降压变压器原、副线圈的匝数比，故AD错误，B正确； C．输电线上损失的功率，故C错误。 故选B。 37．(25-26高三上·广东中山纪念中学·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。 38．(25-26高三上·河北保定定州中学·期中)2025 年7月13 日，环塔里木盆地输变电工程全线贯通，将塔里木盆地输送容量约30万千瓦的220千伏输电线路升级为输送容量达到300万千瓦的750千伏输电线路。若升级后，发电厂输出电压不变，经升压变压器（视为理想变压器）后通过输电线输电，输电线材质不变、横截面积变为原来的1.5倍，则升级后（　　） A．输电线路中的电流变小 B．输送相同距离，线路上损失的电压变小 C．输送相同距离，线路上损失的电功率变大 D．升压变压器原、副线圈匝数的比值是原来的 【答案】C 【详解】A．升级前输电线电流 升级后输电线电流 解得，所以输电线路中的电流变大，故A错误； B．升级前输电线电阻 升级后输电线电阻 可得 升级前输送相同距离，线路上损失的电压 升级后输送相同距离，线路上损失的电压 所以输送相同距离，线路上损失的电压变大，故B错误； C．升级前输送相同距离，线路上损失的电功率 升级后输送相同距离，线路上损失的电功率 所以输送相同距离，线路上损失的电功率变大，故C正确； D．发电厂输出电压不变，升级前升压变压器原、副线圈匝数的比值为 升级后升压变压器原、副线圈匝数的比值为 所以升压变压器原、副线圈匝数的比值是原来的 ，故D错误。 故选C。 39．(25-26高三上·湖南湘东十二校·期中)位于金沙江下游的白鹤滩水电站是世界第二大水电站，它将与三峡、向家坝等水电站一起，作为“西电东送”骨干工程构成世界最大的清洁能源走廊。图示为远距离输电原理，该系统的发电机具备输出功率可调，而输出电压恒定的特性。系统采用L和T两个理想变压器分别进行升压和降压。已知升压变压器L的原、副线圈匝数比为，且两变压器间输电线路的总电阻为R，在观测期间，由于用户负载波动，理想电压表V与理想电流表A的示数相应发生变动，其变化量的绝对值之比为k。则下列说法正确的是（　　） A．升压变压器的输出电压为 B．输电线上的功率损失为 C．降压变压器的输出功率为 D．降压变压器的原副线圈匝数比为 【答案】D 【详解】A．根据理想变压器电压与匝数比的关系 解得，故A错误； BC．输电线上的电流 输电线上损失的功率为 根据理想变压器的功率关系 代入数据解得，故BC错误； D．设降压变压器原线圈上电压的变化为，根据变压器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，故D正确。 故选D。 40．(24-25高二下·江苏启东中学·)某同学借助如图所示的电路，探究电网输电的规律。电路中升压变压器原线圈接电压恒定的交流电源，变压器均可视为理想变压器，电表均可视为理想电表，则下列说法中正确的是（　　） A．仅将向上调，电压表示数会减小 B．仅将向上调，电流表示数会增大 C．若用户增多，电网负荷增大，要想用电器正常工作，应将向下调 D．演示“夜深了，灯更亮了”，应将变阻器的滑片向上调，电流表示数减小而电压表示数不变 【答案】A 【详解】AB．对升压变压器有 将向上调，增大，则减小，将降压变压器与负载等效为一个电阻，则有 输电过程有 可知，减小，即电流表示数会减小，由于 可知，仅将向上调，减小，根据电压与匝数关系可知，减小，即电压表示数会减小，故A正确，B错误； C．若用户增多，电网负荷增大，由于用户是并联关系，则减小，结合上述可知，增大，承担电压增大，则减小，根据电压与匝数关系可知，减小，要想用电器正常工作，应使降压变压器副线圈匝数增大，即应将向上调，故C错误； D．演示“夜深了，灯更亮了”，表明用户端电压增大，即增大，若变阻器的滑片向上调，则变阻器接入电阻增大，结合上述可知，等效电阻增大，则减小，即电流表示数减小，承担电压减小，则增大，根据电压与匝数关系可知，增大，即电压表示数增大，故D错误。 故选A。 41．(25-26高二上·浙江嘉兴)如图所示为某一新能源动力电池充电的供电电路图．升压变压器副线圈两端接有一理想电压表，示数，升压变压器原、副线圈的匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比。充电桩充电时的额定功率，额定电压，变压器均视为理想变压器．求： (1)升压变压器原线圈两端电压以及降压变压器原线圈两端电压； (2)通过输电线上的电流及输电线的总电阻； (3)供电电路的效率。 【答案】(1)， (2)， (3) 【详解】（1）根据理想变压器两端电压与匝数的关系 得 额定电压，根据 得 （2）充电桩充电时的额定功率，可知降压变压器的输入功率为，通过输电线上的电流 输电线电压降 输电线的总电阻 （3）配电设施的输出功率 供电电路的效率 42．(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 43．(24-25高二下·四川广元苍溪中学校·)如图所示为某一新能源动力电池充电的供电电路图。配电设施的输出电压U1=250V，升压变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=1∶9，降压变压器原、副线圈的匝数比比n3∶n4=5∶1。充电桩充电时的额定功率P=19kW，额定电压U4=380V，变压器均视为理想变压器。求： (1)升压变压器副线圈两端电压U2； (2)通过输电线上的电流I3； (3)输电线的总电阻r。 【答案】(1)2250V (2)10A (3)35Ω 【详解】（1）根据理想变压器两端电压与匝数的关系得 解得 （2）根据理想变压器两端电压与匝数的关系得 通过输电线上的电流为 解得， （3）输电线电势差为 输电线的总电阻 解得 / 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网·上好课 www zxxk.com 上好每一堂课 专题02交变电流和变压器 题型归纳·内容导航 「考点1 交变电流的产生 考点2 描述交变电流的物理量 考点3 电容和电感对于交变电流的影响 考点4 变压器 考点5 远距离输电 题型通关·靶向提分 题型一交变电流的产生 1.B 2.B 3.D 4.C 5.B 6.A 7.A 8.AC 9.AD 题型二描述交变虫流的物理量 10.D 11.D 12.C 13.D 14.AD 15.AD 题型三电容和电感对于交变申流的影咆 16.C 17.D 品学科网·上好课 www zxxk com 上好每一堂课 18.A 19.D 20.A 21.BC 22.AC 23.BC 题型四变压器 24.A 25.C 26.B 27.C 28.D 29.A 30.BD 31.BD 32.AD 33.BCD 题型五远距离输电 34.B 35.B 36.B 37.C 38.C 39.D 40.A 41. 【答案】(1)U1=250V,U3=2400V (23=5A,r=200 (3)m=96% 品学科网·上好课 www zxxk com 上好每一堂课 U1 n1 【详解】(1)根据理想变压器两端电压与匝数的关系可=园 得U1=250V 额定电压U4=40V,根据总-= 得U3=2400V (2)充电桩充电时的额定功率P=12kW,可知降压变压器的输入功率为P=12kW,通过输电线上的电 流1==08A=5A 输电线电压降△U=U2-U3=100V 输电线的总电阻”= =200 13 (3)配电设施的输出功率P0=13U2=12U2=12.5kW 供电电路的效率机=号×100%=96%6 42. 【答案】(1)24A (2)5424W (3)250V 61=24A 【详解】(1)降压变压器的总电流为4=22× (2》降变压器输出电压为20.则有说=器=1 解得U3=880V 降压变压器的总电流为24A,降压变压器输入端电流满足号=器=生 解得13=6A 则导线上消耗电压为AU=I3R=24V 升压变压器输出电压为U2=△U+U3=904V 则发电机输出功率为P=U2L3=5424W (3)始：=器可得U1=226v 11 因为12=13，升压变压器原副线圈的电流满足器=号 则有E=U1+11r 代入数据解得E=250V 品学科网·上好课 www zxxk.com 上好每一堂课 43. 【答案】(1)2250V (2)10A (3)352 = 【详解】(1)根据理想变压器两端电压与匝数的关系得云， 解得U2=2250V (2)根据理想变压器两端电压与匝数的关系行总=是 通过输电线上的电流为13=司 解得13=10A,U3=1900V (3)输电线电势差为△U=U2-U3 输电线的总电阻r=锷 解得r=35n