第三章 交变电流和变压器 期中复习专项练-2025-2026学年高二下学期物理鲁科版选择性必修第二册

复习专题——交变电流和变压器 题型一、交变电流的形成与计算 · 交变电流的形成 1. （24-25高二下·福建·期中）如图所示，平行四边形线圈匝数匝，线圈面积S=10cm2，线圈电阻r=1Ω，在匀强磁场中绕轴逆时针（从上往下看）匀速转动，轴和磁场的方向垂直，磁感应强度的大小，角速度，外电阻电阻R=9Ω，交流电表均为理想电表。若从图示位置开始计时，线圈感应电动势的瞬时值表达式为_________，转动过程中交流电压表的数值为__________。 2. （24-25高二下·福建南平·期末）匝矩形线圈在匀强磁场中绕其垂直于磁场的一边匀速转动，产生的瞬时电动势与时间的关系图像如图所示（和为已知量）。则线圈转动一个周期电流方向改变___________次，磁通量变化率的最大值___________，穿过线圈的磁通量最大值___________。 · 交变电流的综合计算 3. （多选）（24-25高二下·广西南宁·期末）图甲是某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。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴逆时针方向匀速转动。从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈的内阻为5Ω，外接电阻R的阻值为95Ω。下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数为5A B．在0.02s时通过线圈的磁通量最大 C．电阻R消耗的功率为2375W D．线圈由图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为 4. （24-25高二下·福建厦门·期中）单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．时刻线框平面与中性面垂直 B．线框的感应电动势有效值为 C．线框转一周外力所做的功为 D．从到过程中线框的平均感应电动势为 5. （22-23高三·浙江·月考）手摇式发电机是我们教学中常用的演示工具，如图甲所示，可以简化为图乙。一个小型旋转电枢式交流发电机的矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中以矩形线圈中轴线为轴以角速度ω匀速转动，产生的交流电通过M、N与外电路连接，如图所示，外电路电灯电阻为R，电压表为理想交流电表。在线圈由平行于磁场方向位置转过90°的过程中，下面说法正确的是（　　） A．电压表V的示数为 B．通过灯泡的电荷量为 C．电灯中产生的焦耳热为 D．当线圈由平行于磁场方向位置转过90°时，流过线圈的电流为 6. （24-25高二下·福建泉州·期末）如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R，下列判断正确的是（　　） A．电压表的读数为 B．当线圈由图示位置转过60°时通过电阻R的电荷量为 C．当线圈由图示位置转过60°时的电流为 D．一个周期内电阻R所产生的焦耳热为 7. （24-25高二下·福建宁德·期末）如图甲所示，一个匝数n=100匝的圆形导体线圈，面积，电阻r=1，其a、b两端接有R=4的电阻。在线圈中存在垂直线圈平面向外的匀强磁场，面积，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．0~4s内，a、b间的电势差 B．0~4s内通过电阻R的电荷量为4.8C C．4~6s内R上产生的焦耳热为16J D．0~6s内电流的有效值为 8. （2026·海南省直辖县级单位·二模）如图所示为某一交变电压的图像，曲线部分为正弦式交流电的部分图像，其峰值为U1=10V，直线部分的电压大小为U2=10V，则该交变电压的有效值为（　　） A． B．10V C． D． 9. （24-25高二下·福建泉州·期中）家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦式交流电压的波形截去一部分来实现调节电压，从而调节灯光的亮度。某电子调光灯经调整后的电压波形如图所示，则电压有效值为______V。若将此电压加在阻值的电热丝两端，功率为______W。 10. （多选）（2025·福建宁德·三模）某自行车的车灯发电机如图甲所示，结构如图乙所示。绕有400匝线圈的“匚”形铁芯开口处装有磁铁，车轮转动时带动半径为2cm的摩擦小轮转动，摩擦小轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中的磁通量按正弦规律变化，如图丙所示，其中为摩擦小轮转动的角速度。线圈总电阻为，、端与标有“，”的灯泡L相连。当自行车以速度匀速行驶时，灯泡L恰好正常发光。假设灯泡L阻值不变，摩擦小轮与车轮不打滑，则（　　） A．自行车的速度 B．灯泡L正常发光时 C．若自行车的速度减半，则灯泡L的功率也减半 D．磁铁处于图乙位置时，交流电压表的示数为10V 11. （多选）（24-25高二下·福建漳州·期中）图（a）为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁体转动，转速与风速成正比。某一风速时，线圈中产生的正弦式交变电压如图（b），则（   ） A．磁铁的转速为 B．线圈中电压的有效值为 C．电压的表达式为 D．风速加倍时，电压的表达式为 12. （多选）（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 题型二、变压器的计算与分析 · 变压器的基本计算 13. （多选）（2026·福建·模拟预测）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 14. （25-26高三上·安徽·月考）如图所示，理想变压器的原线圈两端接的交流电源，三个定值电阻阻值相等，理想交流电压表V1、V2的读数之比为9:2。下列说法正确的是（　　） A．原、副线圈的匝数比为3:1 B．原、副线圈两端的电压比为3:2 C．变压器的输入功率大于输出功率 D．1s的时间内，流过定值电阻R1的电流方向改变50次 15. （24-25高二下·福建厦门·阶段练习）如图甲所示，匝数为匝的矩形闭合导线框，电阻不计，处于磁感应强度大小为的水平匀强磁场中，导线框面积为.导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器原、副线圈匝数比为，副线圈接有一滑动变阻器，副线圈两端的电压随时间的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．导线框线圈的匝数 B．从甲图所示位置开始计时，导线框线圈中产生的交变电压表达式为 C．若滑动变阻器的滑片向上移动，图像的峰值变大 D．若导线框的转速加倍，变压器的输出功率将加倍 · 变压器的动态分析 16. （多选）（25-26高三上·安徽六安·期末）如图所示，理想变压器原线圈接入交流电源，电源电压保持不变。副线圈电路中、为定值电阻，是滑动变阻器，和是交流电压表，示数分别用和表示；和是交流电流表，示数分别用和表示；电表均为理想电表，则在滑片向下滑动过程中，下列说法正确的是（　　） A．和均保持不变 B．增大，变小 C．电源的输出功率变小 D．通过滑动变阻器的电流变大 17. （多选）（25-26高二下·福建龙岩·月考）如图所示，理想变压器输入电压恒定不变。若将滑动变阻器的滑动触头向下移动，下列说法正确的是（　　） A．电表A1、A2的示数都增大 B．电表V1、V2的示数都不变 C．电表A1、A2的示数都减小 D．电阻R0消耗的电功率增大 18. （多选）（23-24高二下·福建厦门·期中）如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，正弦式交流电的输出电压U1保持不变。已知变压器为理想变压器，灯泡并未损坏且阻值不随温度变化，则（　　） A．P向上滑动时，灯L1变暗 B．P向上滑动时，灯L2变暗 C．P向下滑动时，变压器的输出电压变大 D．P向下滑动时，变压器的输出功率变大 · 自耦式变压器 19. （24-25高二下·福建福州·阶段练习）如图所示是一种调压变压器的原理图，线圈AB绕在一个圆形的铁芯上，A、B端加、上的交流电压，通过移动滑动触头来调节、端输出电压。当处于图示位置时，原、副线圈的匝数比，现想将一个“”的灯泡接到输出端C、D，为了使灯泡正常发光，可以仅将P___________（选填“顺时针”或“逆时针”）旋转到合适位置，或仅将灯泡串联一个阻值为___________的电阻。 20. （2021高三·全国·专题练习）如图甲所示，一自耦变压器的原线圈与电压有效值不变的正弦交流电源相连接，副线圈上通过输电线接有1个灯泡L1，输电线等效电阻为R；如图乙所示，一最大阻值为R的滑动变阻器与电压有效值不变的正弦交流电源相连接，通过输电线接有1个与L1相同的灯泡L2，输电线等效电阻为R，电表均为理想电表，下列分析判断正确的是（　　） A．当滑动触头P1向上匀速移动时，灯泡L1变亮 B．当滑动触头P2向上匀速移动时，灯泡L2变暗 C．当滑动触头P2向上匀速移动时，电流表A2的示数减小 D．当滑动触头P1向上匀速移动时，电流表A1的示数增大 题型三、远距离输电 21. （24-25高二上·全国·课后作业）如图甲所示为远距离输电的示意图，图中的变压器均为理想变压器，输电线的总电阻，降压变压器所接用户的用电器可等效为图中的滑动变阻器，用电器增加时相当于滑动触头向下滑动。已知用户的额定电压为，降压变压器原、副线圈的匝数比，升压变压器原线圈所接电压如图乙所示，用户在正常情况下，消耗的总功率为，下列说法正确的是（　　） A．发电厂的输出功率为11kW B．升压变压器原、副线圈的匝数比为 C．用电器增加时，用户得到的电压增大 D．用电器增加时，输电效率升高 22. （多选）（25-26高二上·福建莆田·期末）2025年10月3日至9日，内蒙古绿电“出塞”首次到海南。来自内蒙古的风、光资源，跨越3000公里“电力天路”，转化为海南岛的万家灯火，标志着内蒙古实现了清洁能源有史以来最远距离的跨省输送。如图所示为通过远距离输电方式给新能源汽车充电桩供电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比分别为、。输电线总电阻为。在升压变压器的原线圈两端接入一电压为的交流电。不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是（　　） A．充电桩上交流电的周期为0.01s B．升压变压器副线圈两端的电压为4400V C．当充电桩使用个数增多时，降压变压器的输出电压增大 D．当升压变压器的输入功率为88kW时，输电线上损失的电功率为1.6kW 23. （多选）（24-25高二下·福建福州·阶段练习）如图所示为某小型发电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，升、降压变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入A、B两个互感器（均为理想器材），两互感器原、副线圈的匝数比分别为200：1和1：20，电压表的示数为220V，电流表的示数为4A，输电线路总电阻，则下列说法正确的是（　　） A．互感器A是电流互感器，互感器B是电压互压器 B．电流互感器的原线圈导线要比副线圈细些 C．发电机输出的电功率为 D．若保持发电机输出电压和用户数不变，仅将滑片下移，则输电线损耗功率减小 24. （多选）（23-24高二下·山东德州·期中）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压为，输出功率为500kW。输电线上电流为8A，损失的功率为4kW，其余线路电阻不计，用户端电压，功率88kW。储能站电路电流为51A，升压变压器的匝数比，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．输电线总电阻 B．发电机输出电压 C．用户增加时，用户得到的电压降低 D．升压变压器的匝数比 题型四、综合解答题 25. （22-23高二下·福建宁德·期末）如图所示，一电阻，边长的正方形线圈共100匝，在磁感应强度的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动，外电路负载电阻，求： （1）当线圈转至图示位置时通过的电流方向； （2）线圈转动过程中交流电压表的示数； （3）由图示位置转过的过程中通过电阻的电荷量。    26. （24-25高二下·福建厦门·期中）如图所示，理想变压器的原线圈左端接一有效值为U=12V的正弦式交流电源，定值电阻，副线圈接有阻值为的定值电阻和一个电阻箱R，现电路正常工作，两块理想交流电流表A1的示数为，A2的示数为。 (1)求变压器原副线圈的匝数比n1：n2； (2)调节电阻箱R，使其接入电路阻值，求此时电流表A1的示数。 27. （24-25高二下·福建福州·期中）如图，用一小型交流发电机向较远处用户供电时，为减小输电的功率损耗，使用两个理想变压器，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。发电机线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。已知线圈abcd的匝数N=100，面积，内阻不可忽略，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度大小。输电导线的总电阻，降压变压器原、副线圈的匝数比为。用户区标有“220V 8.8kW”的电动机恰能正常工作，用户区输电导线的电阻可以忽略。求： (1)设初始时刻t=0为线圈转至如图所示位置（线圈平面与磁场方向平行），请写出交流发电机产生的瞬时感应电动势的表达式； (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，求升压变压器原线圈两端的电压。 【巩固练习】 1. （2026·福建·模拟预测）如图所示，交流发电机中的线圈在磁场中绕轴逆时针匀速转动，产生的感应电动势随时间变化的规律为，线圈的电阻，外电路电阻，交流电流表内阻不计，则（　　） A．该交流电的频率为 B．线圈转到图示位置时，交流电流表示数为 C．线圈转到图示位置时，磁通量变化率为0 D．外电路电阻R在1分钟内产生的热量为 2. （23-24高二下·福建福州·开学考试）图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直于磁场方向的轴匀速转动。线圈的匝数匝、电阻，线圈的两端与的电阻连接，电流表为理想电表，熔断器电阻忽略不计。从时刻开始计时，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按如图乙所示的规律变化。下列说法正确的是（　　） A．时，电流表示数为零 B．时，发电机线圈平面与磁场方向垂直 C．通过熔断器的电流为 D．从到，通过R的电荷量为 3. （21-22高二下·四川成都·月考）如图所示，电阻为r、匝数为N、面积为S的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以某一角速度匀速转动，变阻器接入电路中的阻值为R。时，线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则（　　） A．时，线圈中的感应电动势 B．电压表的示数为 C．滑片P向下滑动时，电流表的读数变大 D．线圈匀速转动的角速度变大时，电流表的读数变大 4. （多选）（24-25高二下·福建龙岩·期末）水力发电是获得清洁能源的重要途径之一，龙岩市共有大小水电站1100多处。如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为100kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用10kV的高压进行输电，最后用户得到220V、95kW的电力，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=1∶25 B．输电线上总电阻R=500Ω C．降压变压器原、副线圈的电流之比I3∶I4=11∶475 D．输电线上总电阻R两端的电压为180V 5. （24-25高二下·福建福州·期中）如图甲所示为手机无线充电工作原理的示意图，由送电线圈和受电线圈组成。已知受电线圈的匝数为匝，电阻，在它的c、d两端接一阻值的电阻。设在受电线圈内存在与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间按图乙所示的规律变化，可在受电线圈中产生电动势最大值为20V的正弦交流电，设磁通量向上穿过线圈为正。求： (1)求在时，受电线圈中产生电流的大小，c、d两端哪端电势高？ (2)从t1到t2时间内，通过电阻R的电荷量。 6. （24-25高二下·四川德阳·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N=100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R=10Ω，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  8.8kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈abcd电阻不可忽略。求： (1)交流发电机产生电动势的最大值； (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，求交流发电机线圈abcd电阻上的热功率。 学科网（北京）股份有限公司 $ 复习专题——交变电流和变压器 题型一、交变电流的形成与计算 · 交变电流的形成 1. （24-25高二下·福建·期中）如图所示，平行四边形线圈匝数匝，线圈面积S=10cm2，线圈电阻r=1Ω，在匀强磁场中绕轴逆时针（从上往下看）匀速转动，轴和磁场的方向垂直，磁感应强度的大小，角速度，外电阻电阻R=9Ω，交流电表均为理想电表。若从图示位置开始计时，线圈感应电动势的瞬时值表达式为_________，转动过程中交流电压表的数值为__________。 【答案】 27V 【知识点】电表示数的含义、铭牌上的额定电压、正弦式交变电流瞬时值的表达式及其推导 【详解】[1]线圈产生电动势的最大值为，图示位置垂直于中性面，此时穿过线圈的磁通量为0，磁通量变化率最大，产生的电动势最大，则从图示位置开始计时，线圈感应电动势的瞬时值表达式为 [2]电动势有效值为，则回路电流为，则电阻两端电压为，则交流电压表的数值为27V。 2. （24-25高二下·福建南平·期末）匝矩形线圈在匀强磁场中绕其垂直于磁场的一边匀速转动，产生的瞬时电动势与时间的关系图像如图所示（和为已知量）。则线圈转动一个周期电流方向改变___________次，磁通量变化率的最大值___________，穿过线圈的磁通量最大值___________。 【答案】 【知识点】交变电流的峰值 【详解】[1]由图像可知线圈每过一次中性面，电流方向改变一次，所以线圈转动一个周期电流方向改变两次。 [2]由法拉第电磁感应定律，得 [3]由，得 · 交变电流的综合计算 3. （多选）（24-25高二下·广西南宁·期末）图甲是某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。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴逆时针方向匀速转动。从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈的内阻为5Ω，外接电阻R的阻值为95Ω。下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数为5A B．在0.02s时通过线圈的磁通量最大 C．电阻R消耗的功率为2375W D．线圈由图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为 【答案】AC 【知识点】电表示数的含义、铭牌上的额定电压、交流电的u-t图像和i-t图像 【详解】A．电流表测有效值，A正确； B．在0.02s时，电流最大（与图甲位置相同，为垂直中性面），磁通量为0，B错误； C．电阻R消耗的功率为，C正确； D．线圈由图甲所示位置转过90°的过程中，因为，，，则通过电阻R的电荷量为，D错误。故选AC。 4. （24-25高二下·福建厦门·期中）单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．时刻线框平面与中性面垂直 B．线框的感应电动势有效值为 C．线框转一周外力所做的功为 D．从到过程中线框的平均感应电动势为 【答案】B 【知识点】计算线圈转动过程中电动势和电流的平均值、计算交变流电路中的电功、电功率和焦耳热、正弦式交流电的电动势和电流有效值、中性面及其性质 【详解】A．由图可知时刻线圈的磁通量最大，因此此时线圈处于中性面位置，故A错误； B．由图可知交流电的周期为T，则有，由交流电的电动势的最大值为，则有效值为，故B正确； C．线圈转一周外力所做的功等于回路中产生的焦耳热，则有，故C错误； D．从到过程中线框的平均感应电动势为 故D错误。故选B。 5. （22-23高三·浙江·月考）手摇式发电机是我们教学中常用的演示工具，如图甲所示，可以简化为图乙。一个小型旋转电枢式交流发电机的矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中以矩形线圈中轴线为轴以角速度ω匀速转动，产生的交流电通过M、N与外电路连接，如图所示，外电路电灯电阻为R，电压表为理想交流电表。在线圈由平行于磁场方向位置转过90°的过程中，下面说法正确的是（　　） A．电压表V的示数为 B．通过灯泡的电荷量为 C．电灯中产生的焦耳热为 D．当线圈由平行于磁场方向位置转过90°时，流过线圈的电流为 【答案】C 【知识点】计算转动过程中通过线圈截面的电量 【详解】A．电动势，当线圈平行于磁场方向时电动势最大，其峰值所以，有效电流，电压表示数，故A错； B．通过灯泡的电荷量为，故B错误； C．电动势的有效值，电流的有效值，电灯中产生的焦耳热，故C正确； D．流过线圈的电流为，故D错误。故选C。 6. （24-25高二下·福建泉州·期末）如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R，下列判断正确的是（　　） A．电压表的读数为 B．当线圈由图示位置转过60°时通过电阻R的电荷量为 C．当线圈由图示位置转过60°时的电流为 D．一个周期内电阻R所产生的焦耳热为 【答案】D 【知识点】计算转动过程中通过线圈截面的电量、计算交变流电路中的电功、电功率和焦耳热、电表示数的含义、铭牌上的额定电压 【详解】A．线圈产生的电动势有效值为，故电压表的读数为，故A错误； B．根据，，联立解得，故线圈由图示位置转过时通过电阻R的电荷量为，故B错误； C．电流表测电流有效值，故读数为，故C错误； D．一个周期内电阻R所产生的焦耳热为，联立解得，故D正确。故选D。 7. （24-25高二下·福建宁德·期末）如图甲所示，一个匝数n=100匝的圆形导体线圈，面积，电阻r=1，其a、b两端接有R=4的电阻。在线圈中存在垂直线圈平面向外的匀强磁场，面积，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．0~4s内，a、b间的电势差 B．0~4s内通过电阻R的电荷量为4.8C C．4~6s内R上产生的焦耳热为16J D．0~6s内电流的有效值为 【答案】D 【知识点】计算交变流电路中的电功、电功率和焦耳热、正弦式交流电的电动势和电流有效值、由B-t图像计算感生电动势的大小 【详解】A．0~4s内，由法拉第电磁感应定律，代入数据得，电路电流，因为在电源内部（线圈相当于电源），电流从低电势流向高电势，所以b点电势高于a点电势 ，则，A错误； B．0~4s内通过电阻R的电荷量为，B错误； C．4~6s内，，电流，时间，R上焦耳热，C错误； D．0~4s电流，时间，4~6s电流，时间，由电流有效值定义，代入数据解得，D正确。故选D。 8. （2026·海南省直辖县级单位·二模）如图所示为某一交变电压的图像，曲线部分为正弦式交流电的部分图像，其峰值为U1=10V，直线部分的电压大小为U2=10V，则该交变电压的有效值为（　　） A． B．10V C． D． 【答案】A 【知识点】有效值的定义、一般交流电的有效值 【详解】根据电流的热效应，在一个周期内，有 解得，故选A。 9. （24-25高二下·福建泉州·期中）家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦式交流电压的波形截去一部分来实现调节电压，从而调节灯光的亮度。某电子调光灯经调整后的电压波形如图所示，则电压有效值为______V。若将此电压加在阻值的电热丝两端，功率为______W。 【答案】 110 100 【知识点】有效值的定义、一般交流电的有效值、计算交变流电路中的电功、电功率和焦耳热 【详解】[1]根据有效值的定义有，解得 [2]若将此电压加在阻值的电热丝两端，功率为 10. （多选）（2025·福建宁德·三模）某自行车的车灯发电机如图甲所示，结构如图乙所示。绕有400匝线圈的“匚”形铁芯开口处装有磁铁，车轮转动时带动半径为2cm的摩擦小轮转动，摩擦小轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中的磁通量按正弦规律变化，如图丙所示，其中为摩擦小轮转动的角速度。线圈总电阻为，、端与标有“，”的灯泡L相连。当自行车以速度匀速行驶时，灯泡L恰好正常发光。假设灯泡L阻值不变，摩擦小轮与车轮不打滑，则（　　） A．自行车的速度 B．灯泡L正常发光时 C．若自行车的速度减半，则灯泡L的功率也减半 D．磁铁处于图乙位置时，交流电压表的示数为10V 【答案】AD 【知识点】计算交变流电路中的电功、电功率和焦耳热、电表示数的含义、铭牌上的额定电压、正弦式交流电的电动势和电流有效值 【详解】AB．灯泡电阻，线圈中电动势有效值，最大值，根据最大感应电动势的表达式，可得 则自行车的速度等于摩擦小轮边缘的线速度，即，选项A正确，B错误； C．若自行车的速度减半，则小轮的角速度ω减半，感应电动势最大值和有效值均减半，灯泡L两端电压减半，根据功率表达式，可知功率变为原来的四分之一，选项C错误； D．交流电压表的示数为灯泡两端电压的有效值，由电动势的最大值决定，与磁铁的位置无关，即磁铁处于图乙位置时，交流电压表的示数仍为10V，选项D正确。故选AD。 11. （多选）（24-25高二下·福建漳州·期中）图（a）为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁体转动，转速与风速成正比。某一风速时，线圈中产生的正弦式交变电压如图（b），则（   ） A．磁铁的转速为 B．线圈中电压的有效值为 C．电压的表达式为 D．风速加倍时，电压的表达式为 【答案】AC 【知识点】线速度与角速度的关系、正弦式交变电流瞬时值的表达式及其推导、正弦式交流电的电动势和电流有效值 【详解】A．磁铁的转速等于交流电变化的频率，通过乙图可知，故A正确； B．线圈中电压的有效值为，故B错误； C．电压的表达式为，故C正确； D．风速加倍时，角速度加倍，根据 可知产生的感应电动势加倍，电压的表达式为，故D错误。故选 AC。 12. （多选）（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 【知识点】交流电的u-t图像和i-t图像、交变电流的频率、正弦式交流电的电动势和电流有效值 【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。 题型二、变压器的计算与分析 · 变压器的基本计算 13. （多选）（2026·福建·模拟预测）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 【知识点】理想变压器两端功率的计算、理想变压器两端电压与匝数的关系 【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。 14. （25-26高三上·安徽·月考）如图所示，理想变压器的原线圈两端接的交流电源，三个定值电阻阻值相等，理想交流电压表V1、V2的读数之比为9:2。下列说法正确的是（　　） A．原、副线圈的匝数比为3:1 B．原、副线圈两端的电压比为3:2 C．变压器的输入功率大于输出功率 D．1s的时间内，流过定值电阻R1的电流方向改变50次 【答案】A 【知识点】理想变压器两端电压与匝数的关系、理想变压器两端功率的计算 【详解】AB．设原副线圈的电压分别为U1、U2，由电路图可知，电压表V2的读数为，又由题意可知，，解得，由变压器的工作原理得，解得，故A正确，B错误； C．由于理想变压器没有能量损失，所以变压器的输入功率等于输出功率，故C错误； D．由可知，交流电的周期为，则交流电源的频率为，由于变压器不改变交流电的频率，因此变压器输出电压的频率为50Hz，又1个周期内电流方向改变两次，所以1s的时间内，流过定值电阻R1的电流方向改变100次，故D错误。故选A。 15. （24-25高二下·福建厦门·阶段练习）如图甲所示，匝数为匝的矩形闭合导线框，电阻不计，处于磁感应强度大小为的水平匀强磁场中，导线框面积为.导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器原、副线圈匝数比为，副线圈接有一滑动变阻器，副线圈两端的电压随时间的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．导线框线圈的匝数 B．从甲图所示位置开始计时，导线框线圈中产生的交变电压表达式为 C．若滑动变阻器的滑片向上移动，图像的峰值变大 D．若导线框的转速加倍，变压器的输出功率将加倍 【答案】B 【知识点】正弦式交变电流瞬时值的表达式及其推导、变压器两端电路的动态分析 【详解】A．次级电压最大值为U2m=20V，则初级电压最大值，对线圈根据，其中，解得导线框线圈的匝数，A错误； B．甲图示位置感应电动势最大，则从甲图所示位置开始计时，导线框线圈中产生的交变电压表达式为，B正确； C．图像的峰值由线圈产生的感应电动势最大值与变压器的匝数比决定，与滑动变阻器的阻值无关，若滑动变阻器的滑片向上移动，则图像的峰值不变，C错误； D．若导线框的转速加倍，则角速度加倍，感应电动势最大值加倍，变压器的次级电压加倍，根据可知，变压器的输出功率将变为原来的4倍，选项D错误。故选B。 · 变压器的动态分析 16. （多选）（25-26高三上·安徽六安·期末）如图所示，理想变压器原线圈接入交流电源，电源电压保持不变。副线圈电路中、为定值电阻，是滑动变阻器，和是交流电压表，示数分别用和表示；和是交流电流表，示数分别用和表示；电表均为理想电表，则在滑片向下滑动过程中，下列说法正确的是（　　） A．和均保持不变 B．增大，变小 C．电源的输出功率变小 D．通过滑动变阻器的电流变大 【答案】BD 【知识点】变压器两端电路的动态分析 【详解】A．由理想变压器可得,所以保持不变；设副线圈电压为，则有 可得副线圈电压保持不变，滑片向下滑动，则电阻减小，则副线圈总电阻减小，由可得副线圈总电流增大，则由，可得示数变小，故A错误； BC．由，可得变小，由，可得增大，则电源的输出功率为增大，故B正确，C错误； D．通过滑动变阻器的电流为，因为增大，变小，则增大，故D正确。 故选BD。 17. （多选）（25-26高二下·福建龙岩·月考）如图所示，理想变压器输入电压恒定不变。若将滑动变阻器的滑动触头向下移动，下列说法正确的是（　　） A．电表A1、A2的示数都增大 B．电表V1、V2的示数都不变 C．电表A1、A2的示数都减小 D．电阻R0消耗的电功率增大 【答案】AD 【知识点】变压器两端电路的动态分析 【详解】理想变压器输入电压恒定不变，则电表V1的示数不变，根据，则变压器次级电压不变，若将滑动变阻器的滑动触头向下移动，R阻值减小，则次级总电阻减小，次级电流变大，A2的示数变大，则初级电流也变大，即A1的示数变大；R0上的电压变大，根据P=I2R可知，电阻R0消耗的电功率增大，此时电压表V2的示数减小。故选AD。 18. （多选）（23-24高二下·福建厦门·期中）如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，正弦式交流电的输出电压U1保持不变。已知变压器为理想变压器，灯泡并未损坏且阻值不随温度变化，则（　　） A．P向上滑动时，灯L1变暗 B．P向上滑动时，灯L2变暗 C．P向下滑动时，变压器的输出电压变大 D．P向下滑动时，变压器的输出功率变大 【答案】BC 【知识点】变压器两端电路的动态分析 【详解】A．副线圈的总电阻，等效到原线圈的电阻，P向上滑动时，原线圈等效总电阻变小，电流变大，灯L1变亮，故A错误； B．灯L1电压变大，则原线圈电压变小，根据，所以副线圈电压也变小，即灯L2两端电压变小，灯L2变暗，故B正确； C．P向下滑动时，原线圈等效总电阻变大，电流变小，灯L1电压变小，则原线圈电压变大，所以变压器的输出电压变大，故C正确； D．变压器的输出功率 P向下滑动时，变大，但由于未知两灯泡电阻关系，故无法比较和的大小，则无法判断变压器的输出功率变化情况，故D错误。故选BC。 · 自耦式变压器 19. （24-25高二下·福建福州·阶段练习）如图所示是一种调压变压器的原理图，线圈AB绕在一个圆形的铁芯上，A、B端加、上的交流电压，通过移动滑动触头来调节、端输出电压。当处于图示位置时，原、副线圈的匝数比，现想将一个“”的灯泡接到输出端C、D，为了使灯泡正常发光，可以仅将P___________（选填“顺时针”或“逆时针”）旋转到合适位置，或仅将灯泡串联一个阻值为___________的电阻。 【答案】 顺时针 196 【知识点】自耦变压器 【详解】[1]由题知，原线圈AB两端电压的有效值为，根据电压与匝数的比值关系，解得副线圈CD两端的电压为，可知大于灯泡的额定电压12V，所以为了让灯泡能正常发光，则需要减小副线圈CD两端的电压，根据电压与匝数的比值关系，因、不变，故应减小，所以应将P顺时针旋转到合适位置。 [2]设仅将灯泡串联一个阻值为的电阻，此时副线圈两端的电压不变，仍为，此时流过灯泡的电流为，故该电阻的阻值为 20. （2021高三·全国·专题练习）如图甲所示，一自耦变压器的原线圈与电压有效值不变的正弦交流电源相连接，副线圈上通过输电线接有1个灯泡L1，输电线等效电阻为R；如图乙所示，一最大阻值为R的滑动变阻器与电压有效值不变的正弦交流电源相连接，通过输电线接有1个与L1相同的灯泡L2，输电线等效电阻为R，电表均为理想电表，下列分析判断正确的是（　　） A．当滑动触头P1向上匀速移动时，灯泡L1变亮 B．当滑动触头P2向上匀速移动时，灯泡L2变暗 C．当滑动触头P2向上匀速移动时，电流表A2的示数减小 D．当滑动触头P1向上匀速移动时，电流表A1的示数增大 【答案】C 【知识点】计算电阻混联时的电压、电流和电阻、自耦变压器 【详解】AD．此自耦变压器为升压变压器，滑动触头P1向上匀速移动时，输入电压不变，输出电压均匀减小，等效电阻R、灯泡L1消耗的功率均变小，L1变暗，电流表A1示数减小，所以A、D错误； BC．当滑动触头P2向上匀速移动时，含L2的支路阻值减小，电流变大，灯泡L2变亮，所以B错误；而并联总电阻增大，则电流表A2的示数减小，故C正确。故选C。 题型三、远距离输电 21. （24-25高二上·全国·课后作业）如图甲所示为远距离输电的示意图，图中的变压器均为理想变压器，输电线的总电阻，降压变压器所接用户的用电器可等效为图中的滑动变阻器，用电器增加时相当于滑动触头向下滑动。已知用户的额定电压为，降压变压器原、副线圈的匝数比，升压变压器原线圈所接电压如图乙所示，用户在正常情况下，消耗的总功率为，下列说法正确的是（　　） A．发电厂的输出功率为11kW B．升压变压器原、副线圈的匝数比为 C．用电器增加时，用户得到的电压增大 D．用电器增加时，输电效率升高 【答案】B 【知识点】计算输电线路损耗、用户端功率改变判断输电线路中物理量变化 【详解】A．用户端正常工作消耗的总功率为，则降压变压器副线圈中的电流为 ，由。解得。输电线上损失的功率为 ，则发电厂的输出功率为，故A错误； B．由题图乙可知，升压变压器原线圈两端电压，则升压变压器原线圈中的电流为 ，则升压变压器原、副线圈的匝数比 故B正确； C．当用电器增加时，用户消耗的功率增大，则发电厂的输出功率增大，输出电流增大，输电电流增大，输电线上损失的电压增大，降压变压器原线圈的输入电压减小，则其副线圈的输出电压减小，用户得到的电压减小，故C错误； D．发电厂的输电效率为，用电器增加时输电电流增大，则输电效率降低，故D错误。故选B。 22. （多选）（25-26高二上·福建莆田·期末）2025年10月3日至9日，内蒙古绿电“出塞”首次到海南。来自内蒙古的风、光资源，跨越3000公里“电力天路”，转化为海南岛的万家灯火，标志着内蒙古实现了清洁能源有史以来最远距离的跨省输送。如图所示为通过远距离输电方式给新能源汽车充电桩供电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比分别为、。输电线总电阻为。在升压变压器的原线圈两端接入一电压为的交流电。不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是（　　） A．充电桩上交流电的周期为0.01s B．升压变压器副线圈两端的电压为4400V C．当充电桩使用个数增多时，降压变压器的输出电压增大 D．当升压变压器的输入功率为88kW时，输电线上损失的电功率为1.6kW 【答案】BD 【知识点】计算输电线路损耗、升压变压器和降压变压器 【详解】A．由，可知，则交流电的周期为，故A错误； B．升压变压器原线圈电压的有效值，根据，解得，故B正确； C．若充电桩消耗的总功率增大，则升压变压器输入功率变大，因为输入电压不变，由，可知升压变压器原线圈中的电流变大，升压变压器副线圈中的电流变大，则输电线上的损耗电压变大，降压变压器原线圈的电压变小，则降压变压器的输出电压减小，故C错误； D．升压变压器的输入功率为88kW时，输入电流为，根据，解得，输电线上损失的电功率为，故D正确。故选BD。 23. （多选）（24-25高二下·福建福州·阶段练习）如图所示为某小型发电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，升、降压变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入A、B两个互感器（均为理想器材），两互感器原、副线圈的匝数比分别为200：1和1：20，电压表的示数为220V，电流表的示数为4A，输电线路总电阻，则下列说法正确的是（　　） A．互感器A是电流互感器，互感器B是电压互压器 B．电流互感器的原线圈导线要比副线圈细些 C．发电机输出的电功率为 D．若保持发电机输出电压和用户数不变，仅将滑片下移，则输电线损耗功率减小 【答案】CD 【知识点】变压器两端电路的动态分析、电压互感器、电流互感器 【详解】A．由图可知，互感器A并联在零火线上，所以是电压互感器；互感器B串联在电路中，是电流互感器，故A错误； B．互感器B是电流互感器，由图可知，其原线圈的匝数小于副线圈的匝数，根据，可得，所以为了能让原线圈承受较大电流，则原线圈的导线要比副线圈粗些，故B错误； C．互感器A是电压互感器，根据电压与匝数的比值关系有，代入，解得，互感器B是电流互感器，根据电流与匝数的比值关系有，代入，解得，则升压变压器的输出功率为 根据变压器原副线圈两端的功率相等，可知发电机输出的电功率为，故C正确； D．若保持发电机输出电压，仅将滑片下移，则增大，根据，可知升压变压器副线圈的电压增大；因发电机的输出功率是恒定的，根据，可知输电线上的电流减小，根据，可知输电线损耗功率减小，故D正确。故选CD。 24. （多选）（23-24高二下·山东德州·期中）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压为，输出功率为500kW。输电线上电流为8A，损失的功率为4kW，其余线路电阻不计，用户端电压，功率88kW。储能站电路电流为51A，升压变压器的匝数比，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．输电线总电阻 B．发电机输出电压 C．用户增加时，用户得到的电压降低 D．升压变压器的匝数比 【答案】BCD 【知识点】理想变压器两端电压与匝数的关系、理想变压器两端功率的计算、理想变压器原副线圈的电流关系及其推导、计算输电线路损耗、用户端功率改变判断输电线路中物理量变化 【详解】A．输电线上电流为8A，由功率公式可得，A错误； B．用户端电压，功率88kW，可得，输电线上电流为8A，由理想变压器原、副线圈电流与匝数关系公式可得，降压变压器的匝数比，由理想变压器原、副线圈电压与匝数关系公式可得，可知升压变压器副线圈上电压，可知升压变压器原线圈上电压，B正确； C．当用户增加时，可知增大，则输电线上电流增大，输电线上电压降增大，则减小，用户得到的电压降低，C正确； D．储能站功率为，可得，储能站电路电流为51A，则有，由理想变压器原、副线圈电压与匝数关系公式可得，D正确。故选BCD。 题型四、综合解答题 25. （22-23高二下·福建宁德·期末）如图所示，一电阻，边长的正方形线圈共100匝，在磁感应强度的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动，外电路负载电阻，求： （1）当线圈转至图示位置时通过的电流方向； （2）线圈转动过程中交流电压表的示数； （3）由图示位置转过的过程中通过电阻的电荷量。    【答案】（1）向下（或顺时针）；（2）；（3） 【知识点】正弦式交流电的电动势和电流有效值、计算转动过程中通过线圈截面的电量 【详解】（1）根据楞次定律可知当线圈转至图示位置时线圈内的电流方向为顺时针，故通过的电流方向为向下（或顺时针）； （2）感应电动势的最大值为 有效值为 根据闭合回路欧姆定律可得 （3）由图示位置转过的过程中通过电阻的电荷量为 图示位置转过，根据几何知识可得 故 26. （24-25高二下·福建厦门·期中）如图所示，理想变压器的原线圈左端接一有效值为U=12V的正弦式交流电源，定值电阻，副线圈接有阻值为的定值电阻和一个电阻箱R，现电路正常工作，两块理想交流电流表A1的示数为，A2的示数为。 (1)求变压器原副线圈的匝数比n1：n2； (2)调节电阻箱R，使其接入电路阻值，求此时电流表A1的示数。 【答案】(1) (2)（约0.71A） 【知识点】理想变压器原副线圈的电流关系及其推导 【详解】（1）原副线圈两端分别有， 解得， 根据 解得 （2）副线圈所接的总电阻为 在副线圈回路中有 根据电压与匝数的关系有 根据电流与匝数的关系有 在原线圈回路中有 解得（约0.71A） 解法二： 副线圈所接的总电阻为 理想变压器其右侧的等效电阻为 在原有线圈回路中有 解得（约0.71A） 27. （24-25高二下·福建福州·期中）如图，用一小型交流发电机向较远处用户供电时，为减小输电的功率损耗，使用两个理想变压器，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。发电机线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。已知线圈abcd的匝数N=100，面积，内阻不可忽略，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度大小。输电导线的总电阻，降压变压器原、副线圈的匝数比为。用户区标有“220V 8.8kW”的电动机恰能正常工作，用户区输电导线的电阻可以忽略。求： (1)设初始时刻t=0为线圈转至如图所示位置（线圈平面与磁场方向平行），请写出交流发电机产生的瞬时感应电动势的表达式； (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，求升压变压器原线圈两端的电压。 【答案】(1)e=260 (2) (3) 【知识点】计算输电线路损耗、升压变压器和降压变压器、正弦式交变电流瞬时值的表达式及其推导 【详解】（1）交流发电机产生的感应电动势的最大值为 代入数据解得 交流电的表达式为e=260 （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，则 解得 根据理想变压器的变流规律有 解得 输电线路上损耗的电功率为 解得W （3）根据理想变压器的变压规律有 解得V 升压变压器副线圈两端电压为 解得 根据理想变压器的变压规律有 解得 【巩固练习】 1. （2026·福建·模拟预测）如图所示，交流发电机中的线圈在磁场中绕轴逆时针匀速转动，产生的感应电动势随时间变化的规律为，线圈的电阻，外电路电阻，交流电流表内阻不计，则（　　） A．该交流电的频率为 B．线圈转到图示位置时，交流电流表示数为 C．线圈转到图示位置时，磁通量变化率为0 D．外电路电阻R在1分钟内产生的热量为 【答案】D 【知识点】正弦式交流电的电动势和电流有效值、计算交变流电路中的电功、电功率和焦耳热、中性面及其性质、交变电流的频率 【详解】A．由题意可知，线圈转动的角速度为，则根据角速度与频率的关系式可得，该交流电的频率为，故A错误； B．该交流电电动势的峰值为，则有效值为 根据闭合电路欧姆定律可得电路中电流的有效值为 交流电流表显示的是有效值，所以无论线圈转到哪个位置，其示数均为，故B错误； C．线圈转到图示位置时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故C错误； D．外电阻R在1分钟内产生的热量为，故D正确。故选D。 2. （23-24高二下·福建福州·开学考试）图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直于磁场方向的轴匀速转动。线圈的匝数匝、电阻，线圈的两端与的电阻连接，电流表为理想电表，熔断器电阻忽略不计。从时刻开始计时，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按如图乙所示的规律变化。下列说法正确的是（　　） A．时，电流表示数为零 B．时，发电机线圈平面与磁场方向垂直 C．通过熔断器的电流为 D．从到，通过R的电荷量为 【答案】BD 【详解】A．电流表测的是电流的有效值，发电机工作过程中，任何时间下电流表的示数均为其产生电流的有效值，故A错误； B．根据图乙可知，时，最大，即发电机线圈平面与磁场方向垂直，故B正确； C．根据图乙可知，时，线圈中磁通量最大，即线圈此时处于中性面位置处，因此线圈转动过程中产生的是正弦式交流电，其电动势的最大值为，电动势的有效值为，根据闭合电路的欧姆定律可得，电流的有效值为，即通过熔断器的电流为，故C错误； D．根据，从到，其磁通量的变化量，则可得，从到，通过R的电荷量为，故D正确。故选BD。 3. （21-22高二下·四川成都·月考）如图所示，电阻为r、匝数为N、面积为S的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以某一角速度匀速转动，变阻器接入电路中的阻值为R。时，线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则（　　） A．时，线圈中的感应电动势 B．电压表的示数为 C．滑片P向下滑动时，电流表的读数变大 D．线圈匀速转动的角速度变大时，电流表的读数变大 【答案】D 【知识点】利用局部→整体→局部的方法分析动态电路、正弦式交变电流瞬时值的表达式及其推导、电表示数的含义、铭牌上的额定电压 【详解】A．由图知，时，线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，所以感应电动势为零，故A错误； B．线圈感应电动势的最大值为，有效值为，电流表的示数等于电路中电流的有效值，为，电压表的示数等于R两端电压的有效值，为，故B错误； C．滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值R增大，根据所以，电流表的读数变小，故C错误； D．根据，线圈匀速转动的角速度变大时，电流表的读数变大，故D正确。故选D。 4. （多选）（24-25高二下·福建龙岩·期末）水力发电是获得清洁能源的重要途径之一，龙岩市共有大小水电站1100多处。如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为100kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用10kV的高压进行输电，最后用户得到220V、95kW的电力，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=1∶25 B．输电线上总电阻R=500Ω C．降压变压器原、副线圈的电流之比I3∶I4=11∶475 D．输电线上总电阻R两端的电压为180V 【答案】AC 【知识点】计算输电线路损耗、升压变压器和降压变压器 【详解】A．升压变压器原、副线圈的匝数之比为，故A正确； BD．根据，可得输电线上的电流为，输电线电阻损失的功率为，根据，输电线上总电阻为，输电线上总电阻R两端的电压为，故BD错误； C．降压变压器副线圈的电流为，则降压变压器原、副线圈的电流之比为，故C正确。故选AC。 5. （24-25高二下·福建福州·期中）如图甲所示为手机无线充电工作原理的示意图，由送电线圈和受电线圈组成。已知受电线圈的匝数为匝，电阻，在它的c、d两端接一阻值的电阻。设在受电线圈内存在与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间按图乙所示的规律变化，可在受电线圈中产生电动势最大值为20V的正弦交流电，设磁通量向上穿过线圈为正。求： (1)求在时，受电线圈中产生电流的大小，c、d两端哪端电势高？ (2)从t1到t2时间内，通过电阻R的电荷量。 【答案】(1)，c端电势高 (2) 【知识点】计算转动过程中通过线圈截面的电量、正弦式交流电的电动势和电流有效值 【详解】（1）由题图乙知时，磁通量等于0，受电线圈中产生的电动势最大 ， ， 根据图像得 ， 解得 线圈中产生感应电流的大小为 由楞次定律可以得到此时c端电势高 （2）线圈中感应电动势的平均值 通过电阻R的电流的平均值为 通过电阻的电荷量 解得 由题图乙知，在的时间内 解得 6. （24-25高二下·四川德阳·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N=100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R=10Ω，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  8.8kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈abcd电阻不可忽略。求： (1)交流发电机产生电动势的最大值； (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，求交流发电机线圈abcd电阻上的热功率。 【答案】(1) (2) (3) 【知识点】升压变压器和降压变压器、计算输电线路损耗、交变电流的峰值 【详解】（1）交流发电机产生的感应电动势的最大值为 （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，则有 根据理想变压器的变流规律有 可得 则输电线路上损耗的电功率为 （3）若升压变压器原、副线圈匝数比为，根据理想变压器的变压规律有 解得 升压变压器副线圈两端电压为 根据理想变压器的变压规律有， 可得， 设线圈abcd电阻为，根据闭合电路欧姆定律可得 其中 解得 则交流发电机线圈abcd电阻上的热功率为 学科网（北京）股份有限公司 $