专题05 交变电流（期末复习讲义）高二物理下学期人教版

专题05 交变电流（期末复习讲义） 内 容 导 航 考情透视·目标导航 透析期末考向，锚定备考重心 知识梳理·方法技巧 梳理核心脉络，扫除知识盲区 知识点01 交变电流四值问题 知识点02 理想变压器的关系式 知识点03 理想变压器的两类动态分析 知识点04 远距离输电中的相关模型——过程分析 知识点05 等效法在变压器和远距离输电中的应用 典例引领·即时检测 精析典型例题，强化解题能力 考场练兵·分层实战 阶梯实战演练，验收复习成效 考情透视·目标导航 考点名称 重点考查考点 命题规律 交变电流的产生与描述 正弦式交变电流的产生原理； 中性面的特点； 瞬时值、最大值、有效值、平均值的区分与计算； 交变电流的周期、频率、角速度关系； 交变电流图像分析。 为本专题基础核心考点，侧重交变电流四类值的辨析与应用； 高频结合线圈转动场景推导瞬时值表达式； 依托图像判断交变电流物理量变化规律，多以选择、填空题型考查，注重概念精准度。 变压器与远距离输电 理想变压器的工作原理； 电压、电流、功率变压规律； 匝数比对电路参数的影响； 远距离输电的电路模型； 输电损耗的计算与降损方法。 高考高频重点考点，侧重变压器动态电路分析，结合负载变化判断电流、电压、功率变化； 重点考查远距离输电功率损耗、电压损耗的计算； 常结合实际供电场景命题，综合性和实用性较强。 电磁振动与电磁振荡 LC振荡电路的工作过程； 电场能与磁场能的相互转化； 振荡电流、电荷量的变化规律； 振荡周期和频率公式； 阻尼振荡与无阻尼振荡。 侧重振荡电路四个阶段的物理量变化判断； 辨析电场能、磁场能、电流、极板电荷量的动态变化； 考查振荡周期公式的简单应用，以概念辨析和规律判断类基础题型为主。 电磁波的发射、传播与接收 电磁波的产生条件； 电磁波的传播特点；波长、波速、频率的关系； 电磁波的发射与调制； 电磁波的接收与解调； 不同类型电磁波的应用。 以基础概念识记和规律辨析为主； 考查电磁波与机械波的区别； 掌握调制、解调的核心作用； 结合通信、遥感等生活科技场景考查电磁波的应用，命题难度偏低、贴近实际。 常见传感器及其应用 光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件的工作特性； 力、温度、光等传感器的原理； 传感器在自动控制电路中的应用； 电路动态变化分析。 侧重各类传感器的特性辨析； 结合自动控制电路、智能家居等情境命题； 考查传感器阻值变化引发的电路电流、电压动态变化，注重理论与生活应用结合，题型基础灵活。 考点名称 重点考查考点 命题规律 电磁感应现象与楞次定律 电磁感应的产生条件； 磁通量的理解与计算； 楞次定律的内容与应用； 感应电流方向的判断； “增反减同”“来拒去留”规律应用。 作为本专题基础核心考点，侧重磁通量变化的辨析； 高频利用楞次定律判断感应电流、感应磁场方向； 结合磁体、导线运动场景考查规律应用，多以选择题基础判断题型为主。 法拉第电磁感应定律 法拉第电磁感应定律公式应用； 平均感应电动势、瞬时感应电动势计算； 匝数对感应电动势的影响； 磁通量变化率的理解。 高频考查感应电动势的定量计算； 区分平均电动势与瞬时电动势的适用场景； 结合图像分析磁通量变化率与电动势的关系，是电磁感应计算题的核心依据，命题基础性、实用性强。 导线切割磁感线的感应电动势 平动切割磁感线电动势公式； 转动切割磁感线电动势计算； 有效切割长度的判断； 右手定则的应用场景。 重点考查不同切割方式下的电动势计算，精准判断有效切割长度； 区分右手定则与楞次定律的适用场景； 结合导体棒匀速、变速运动命题，是高频基础计算考点。 电磁感应的电路问题 感应电路的电源等效处理；电路串并联分析；感应电流、路端电压、电功率计算；焦耳热与电荷量的求解。 侧重电磁感应与直流电路的综合应用，将切割导体等效为电源； 高频考查电路参数、焦耳热、通过导体电荷量的计算，题型综合性强，为常规高频考题。 电磁感应中的动力学与能量问题 导体棒在磁场中的受力与运动分析； 动态平衡、变加速运动规律； 电磁感应中的能量转化； 安培力做功与电能、内能的转化关系。 为本专题重难点、高考高频压轴考点，结合牛顿运动定律、动能定理综合解题； 分析电磁感应过程的能量守恒，求解热量、位移、速度等物理量，命题灵活、综合性极强。 自感与涡流 通电自感、断电自感现象规律； 自感电动势的特点； 涡流的产生原理； 涡流的应用与防止。 以概念辨析、现象判断为主，考查自感现象的电路动态变化； 区分通电与断电自感的区别； 结合生活电器、工业设备考查涡流的应用与防护，命题偏向基础识记与场景应用。 考点名称 重点考查考点 命题规律 磁场与磁感应强度 磁场的基本性质； 磁感应强度的定义与矢量特点； 磁感线的分布规律； 常见磁场（条形磁铁、通电直导线、螺线管）的磁感线辨析。 侧重基础概念辨析，区分电场与磁场的不同性质； 考查常见磁场的磁感线分布特点； 判断磁感应强度的大小与方向，多以基础选择题形式考查，注重识记与判断。 安培力及其应用 安培力的计算公式； 左手定则判断安培力方向； 通电导线在磁场中的受力分析； 平行通电导线的相互作用； 安培力的平衡与动态分析。 高频考查安培力的大小计算与方向判断； 结合受力平衡、动态模型分析通电导线的运动状态； 常结合生活电磁装置命题，侧重力学与电磁学的基础综合分析。 洛伦兹力及基本规律 洛伦兹力的产生条件与计算公式； 左手定则判断洛伦兹力方向； 洛伦兹力不做功的特点； 带电粒子在磁场中的受力辨析。 重点考查洛伦兹力的方向判断与大小计算； 辨析洛伦兹力不做功的核心特点，区分洛伦兹力与安培力的联系与区别； 多结合粒子运动场景考查基础规律应用。 带电粒子在匀强磁场中的运动 带电粒子垂直进入磁场做匀速圆周运动； 轨道半径、周期公式计算； 圆心、半径、轨迹的作图分析； 有界磁场中的临界、多解问题。 为本专题重难点与高频考点，侧重轨迹分析、半径和周期公式的综合计算； 高频考查有界磁场的临界问题、边界问题和多解问题； 注重几何知识与电磁学的结合，命题综合性强、灵活性高。 带电粒子在复合场中的运动 带电粒子在电、磁复合场中的受力分析； 匀速直线运动、匀速圆周运动模型； 速度选择器、回旋加速器等电磁器件原理。 侧重复合场中粒子运动模型的辨析； 结合电磁仪器实际场景考查工作原理； 综合受力分析、功能关系求解粒子运动问题，是高考高频综合题型，难度偏高。 知识梳理·方法技巧 知识点01 交变电流四值问题 物理量 物理含义 重要关系 适用情况及说明 瞬时值 交变电流某一时刻的值 e＝Emsin ωt i＝Imsin ωt 计算线圈某时刻的受力情况 峰值 最大的瞬时值 Em＝NBSω Im＝ 讨论电容器的击穿电压 有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值 E＝ U＝ I＝ 适用于正(余)弦式交变电流 (1)交流电流表、交流电压表的示数 (2)电气设备“铭牌”上所标的值(如额定电压、额定电流等) (3)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热、保险丝的熔断电流等) (4)没有特别加以说明的 平均值 交变电流图像中图线与时间轴所围的面积与时间的比值 ＝N ＝ 计算通过导线横截面的电荷量 知识点02理想变压器的关系式:  理想变压器 没有能量损失(铜损、铁损)，没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中) 基本关系 功率关系 （副决定原） 原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，P入＝P出，有多个副线圈时：P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn即I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn 电压关系 （原决定副） 原、副线圈的电压比等于匝数比，U1∶U2＝n1∶n2，与负载的多少无关，有多个副线圈时：＝＝＝…＝ 电流关系 （副决定原） 只有一个副线圈时，I1∶I2＝n2∶n1；有多个副线圈时，I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn 频率关系 f1＝f2(变压器不改变交流电的频率) 【注意】：变压器只能改变交变电流的电压和电流，不改变频率。原、副线圈中交流电的频率一样：。 知识点03理想变压器的两类动态分析 常见的理想变压器的动态分析一般分匝数比不变和负载电阻不变两种情况： 1．匝数比不变的分析思路： (1)U1不变，根据＝，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2不变。 (2)当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化． (3)I2变化引起P2变化，而P1＝P2，故P1发生变化。 2．负载电阻不变的分析思路： (1)U1不变，发生变化时，U2变化． (2)R不变，U2变化时，I2发生变化． (3)根据P2＝，P2发生变化，再根据P1＝P2，故P1变化，P1＝U1I1，U1不变，故I1发生变化。 知识点04远距离输电中的相关模型——过程分析 1. 电能的远距离输送电路图： 2. 输电电路图三个回路的理解： (1)在电源回路中， (2)在输送回路中，，，， ， (3)在用户回路中， 3. 核心规律： （1）升压变压器：联系电源回路和输送回路，由理想变压器原理可得： ，， （2）降压变压器：联系输送回路和用户回路，由理想变压器原理可得： ，， （3）输电电流： （4）输电导线损耗的电功率： （5）掌握一个守恒观念：功率关系：，其中 （6）减小输电线电能损失的主要途径：减小输电线的电阻；增大输电电压。 知识点05等效法在变压器和远距离输电中的应用 等效电阻法：适合解决原线圈上有电阻 当理想变压器的副线圈接纯电阻元件时，可以把理想变压器(含副线圈中的元件)等效成一个电阻来处理，设原、副线圈的匝数分别为n1、n2，原线圈输入电压为U1，电流为I1，副线圈输出电压为U2，电流为I2，副线圈负载电阻为R，则等效电阻R等效===()2=()2R。 典例引领·即时检测 典例01 一交变电流的电压随时间变化的图像如图所示，其电压的有效值可能是（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由图可知，三角波交流电压的峰值为，周期为。在一个周期内，电压的变化分为两段，前，电压从0线性上升到，再线性下降到0，则表达式为 后，电压从0线性下降到，再线性上升到0，则表达式为 设某个电阻的阻值为，在一个周期内，该交流电通过电阻R产生的热量分两段来计算，前产生的热量为 又 联立解得 后产生的热量为 令，则，积分上下限从对应，对应 ，则积分变为 又 联立解得 根据热效应，则有 解得有效值 故选D。 答｜题｜模｜板几种典型的电流及其有效值 名称 电流(电压)图像 电流有效值 电压有效值 正弦式交变电流 I＝ U＝ 正弦半波电流 I＝ U＝ 正弦单向脉动电流 I＝ U＝ 矩形脉动电流 I＝ I1 U＝ U1 非对称性交变电流 I＝ U＝ 即时检测 1.某发电机原理如图甲所示，金属线框匝数为，阻值为，在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动。阻值为的电阻两端的电压如图乙所示，其周期为。则线框转动一周的过程中（　　） A．线框内电流方向不变 B．线框电动势的最大值为 C．流过电阻的电荷量为 D．流过电阻的电荷量为 2.某兴趣小组自制一小型发电机，使线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动，穿过线圈的磁通量随时间t按正弦规律变化的图象如图所示，线圈转动周期为T，线圈产生的电动势的最大值为。则（    ）    A．在时，线圈中产生的电流最大 B．在时，线圈中的磁通量变化率最大 C．线圈中电动势的瞬时值 D．增大线圈转速，线圈中感应电动势的有效值不变 典例02图甲为全球最高海拔的西藏八宿风电场。将转化效率为40%的风力发电机供电系统简化为图乙所示，经齿轮调速后，可使矩形线圈绕轴逆时针匀速转动，输出电压，电阻，为可变电阻，最小值为，最大值为，其他电阻均不计。理想变压器原、副线圈的匝数之比。此时线圈平面与磁感线平行，下列说法正确的是（　　） A．线圈位于图乙所示位置时磁通量变化率最大，电流方向从到 B．取最小值时电流表的示数为 C．取最小值，线圈转过，通过的电荷量为 D．取最大值时该发电机每秒消耗的风能为 即时检测 1.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为2∶1，定值电阻R1=R，R2=2R，R3=3R。当原线圈接入输出电压恒为U的交流电源时，下列说法正确的是（　　） A．流过R1的电流为 B．R1两端的电压为 C．R3两端的电压为 D．流过R2的电流为 2.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈接入的交流电压瞬时值表达式为，定值电阻，副线圈接有滑动变阻器，阻值为。电压表和电流表均为理想交流电表，其读数为和，调节滑动变阻器的滑片，电表示数变化量的绝对值为和，下列说法正确的是（　　） A． B．向下调节的滑片，电压表示数增大 C．无论滑动变阻器阻值多大，电压表示数不变 D．当滑动变阻器时，变压器输出功率最大 典例03（多选）如图为远距离输电原理图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，降压变压器的副线圈匝数可调，为输电线上的电阻，、为负载电阻，其余电阻不计。开始时开关K断开，在升压变压器原线圈ab两端输入最大电压一定的正弦交流电，则下列说法正确的是（　　） A．仅将开关K闭合，消耗的功率变小 B．仅将开关K闭合，消耗的功率变小 C．仅将滑片P下移，消耗的功率增大 D．仅将滑片P下移，降压变压器的输出功率可能变小 即时检测 1.（多选）如图为模拟远距离高压输电示意图。在输电线路的起始端接入互感器，该互感器原、副线圈的匝数比为，互感器和电表均为理想，升压变压器接发电机。则下列说法正确的是（　　） A．该互感器为电压互感器，起降压作用 B．若电压表的示数为200V，输电电流为10A，则线路输送电功率为400kW C．若发电机输出电压和输送功率不变，仅将滑片下移，则输电线损耗功率增大 D．若发电机输出电压不变，增加用户数，为维持用户电压不变，可将滑片上移 2.输出功率的小型发电机进行远距离输电，其简化电路如图甲所示，远距离输电导线总电阻可等效为，调节热敏电阻使负载上规格为（220V，100W）的灯泡L正常发光，定值电阻。发电机的输出电压u随时间变化的关系如图乙所示，已知升压变压器原、副线圈的匝数比，热敏电阻的阻值随温度的增大而减小。不考虑温度变化对灯泡L电阻的影响，图中电表均为理想电表，下列分析正确的是（　　） A．降压变压器原、副线圈匝数比 B．随着热敏电阻的温度升高，电压表V的示数增大 C．随着热敏电阻的温度升高，电流表A的示数减小 D．随着热敏电阻的温度升高，灯泡L的亮度变暗 典例04（多选）如图甲，2022年12月全面建成的白鹤滩水电站是世界第二大水电站，共安装16台我国自主研制的全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组，总装机容量1600万千瓦，截至2026年3月累计发电量已突破2000亿千瓦时。如图乙为远距离输电线路原理图，输电线的电阻是不可忽略的，水电站输出电压稳定的正弦交流电，经升压至特高压U后向华中、华东地区输电，输电的总功率为P。用户端理想变压器原副线圈匝数分别为、，为输电线总电阻，为不断电用户电阻（可视为定值电阻），R为可变用户电阻（可视为可变电阻）。当可变电阻R减小时，电压表和电流表示数变化的绝对值分别为、，电压表和电流表均为理想电表，下列说法正确的是（　　） A． B． C．对于原线圈回路，虚线框所圈部分的等效电阻为 D．输电线路上损耗的功率为 即时检测 1.（多选）如图，a、b间接有效值为40V的正弦交流电，理想变压器匝数比，定值电阻和灯泡电阻的阻值均为，为滑动变阻器，电流表为理想电表，下列说法正确的是（     ） A．当阻值增大时，灯泡变亮 B．当阻值增大时，灯泡变暗 C．当电流表示数为5.0A时， D．当电流表示数为5.0A时， 2.通过变压器给用户供电的原理图如图所示。理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈和副线圈输电线的电阻分别用和表示，且，a、b端输入电压不变，电压表均为理想电表。当并入电路的用电器逐渐增加时，下列判断正确的是（　　） A．电压表的读数保持不变 B．电压表的读数逐渐变小 C．电压表与的读数之比保持不变 D．变压器的输出功率不变 考场练兵·分层实战 基础通关练（测试时间：10分钟） 1．如图所示，理想变压器原线圈接在的交流电源上，副线圈与定值电阻连接。电流表的示数为，电压表的示数为，电压表和电流表均为理想交流电表。下列说法正确的是（    ） A．电阻的阻值为 B．电阻的阻值为 C．变压器的输出功率为 D．变压器的输出功率为 2．输电线的总电阻为R，输送电功率为P，现用电压U来输电，则输电线上损失的功率为（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，理想变压器的原线圈与交变电源相连，两个副线圈分别与两个定值电阻相连，当变压器原线圈电压为时，原线圈电流为，此时两个副线圈的电压、电流分别为、和、，以下关系正确的是（　　） A． B． C． D． 4．如图甲为按压式发电手电筒。以一定的频率不断按压手柄时，其内置发电机会产生如图乙所示的交变电流。已知发电机内阻，与其串联的白炽灯泡额定电压为9V、阻值为。若该灯泡恰好正常发光，则该发电机（　　） A．输出电流的有效值为0.5A B．输出电流的最大值为0.5A C．电动势的最大值为 D．输出的交流电频率为50Hz 5．对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图像，下列说法正确的是（　　） A．电流做周期性变化，它是交流电 B．电流的大小、方向都变化 C．电流的有效值为 D．电流的周期是0.01s，最大值是0.2A 重难突破练（测试时间：20分钟） 6．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随时间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的保险丝熔断 B．交变电流的频率为 C．在时线框所在平面平行于磁场方向 D．该交变电流的表达式为 7．（多选）某交变电压为，则（     ） A．用此交变电压作打点计时器的电源时，打点周期为 B．把额定电压为6V的小灯泡接在此电源上，小灯泡正常发光 C．把额定电压为6V的小灯泡接在此电源上，小灯泡将烧毁 D．耐压6V的电容器能直接用在此电源上 8．如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈通过电流表与负载电阻R相连。若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法中正确的是（   ） A．变压器输入电压的最大值是 B．若电流表的示数为，则变压器的输入功率是 C．原线圈输入的正弦交流电的频率是 D．电压表的示数是 9．如图所示，交流发电机的矩形线圈中，，如，匝数，线圈电阻，外电阻。线圈在磁感应强度（T）的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，角速度。求： (1)发电机产生的感应电动势的最大值与有效值； (2)交流电流表与交流电压表的读数； 综合拓展练（测试时间：10分钟） 10．如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，原线圈一侧接在额定电压为的正弦交流电源上。定值电阻，，滑动变阻器的最大阻值为，电流表、电压表均为理想电表。当滑动变阻器的滑片P从最上端滑动到最下端的过程中，电流表和电压表示数变化量的绝对值分别用和表示，下列判断正确的是（　　） A．滑片在向下滑动过程中，电流表和电压表的示数均变小 B．滑片在向下滑动过程中，变压器的输出功率一直增大 C．电表示数变化量的绝对值之比等于 D．当滑动变阻器接入电路中的电阻为时，变压器的输出功率最大 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 交变电流（期末复习讲义） 内 容 导 航 考情透视·目标导航 透析期末考向，锚定备考重心 知识梳理·方法技巧 梳理核心脉络，扫除知识盲区 知识点01 交变电流四值问题 知识点02 理想变压器的关系式 知识点03 理想变压器的两类动态分析 知识点04 远距离输电中的相关模型——过程分析 知识点05 等效法在变压器和远距离输电中的应用 典例引领·即时检测 精析典型例题，强化解题能力 考场练兵·分层实战 阶梯实战演练，验收复习成效 考情透视·目标导航 考点名称 重点考查考点 命题规律 交变电流的产生与描述 正弦式交变电流的产生原理； 中性面的特点； 瞬时值、最大值、有效值、平均值的区分与计算； 交变电流的周期、频率、角速度关系； 交变电流图像分析。 为本专题基础核心考点，侧重交变电流四类值的辨析与应用； 高频结合线圈转动场景推导瞬时值表达式； 依托图像判断交变电流物理量变化规律，多以选择、填空题型考查，注重概念精准度。 变压器与远距离输电 理想变压器的工作原理； 电压、电流、功率变压规律； 匝数比对电路参数的影响； 远距离输电的电路模型； 输电损耗的计算与降损方法。 高考高频重点考点，侧重变压器动态电路分析，结合负载变化判断电流、电压、功率变化； 重点考查远距离输电功率损耗、电压损耗的计算； 常结合实际供电场景命题，综合性和实用性较强。 电磁振动与电磁振荡 LC振荡电路的工作过程； 电场能与磁场能的相互转化； 振荡电流、电荷量的变化规律； 振荡周期和频率公式； 阻尼振荡与无阻尼振荡。 侧重振荡电路四个阶段的物理量变化判断； 辨析电场能、磁场能、电流、极板电荷量的动态变化； 考查振荡周期公式的简单应用，以概念辨析和规律判断类基础题型为主。 电磁波的发射、传播与接收 电磁波的产生条件； 电磁波的传播特点；波长、波速、频率的关系； 电磁波的发射与调制； 电磁波的接收与解调； 不同类型电磁波的应用。 以基础概念识记和规律辨析为主； 考查电磁波与机械波的区别； 掌握调制、解调的核心作用； 结合通信、遥感等生活科技场景考查电磁波的应用，命题难度偏低、贴近实际。 常见传感器及其应用 光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件的工作特性； 力、温度、光等传感器的原理； 传感器在自动控制电路中的应用； 电路动态变化分析。 侧重各类传感器的特性辨析； 结合自动控制电路、智能家居等情境命题； 考查传感器阻值变化引发的电路电流、电压动态变化，注重理论与生活应用结合，题型基础灵活。 考点名称 重点考查考点 命题规律 电磁感应现象与楞次定律 电磁感应的产生条件； 磁通量的理解与计算； 楞次定律的内容与应用； 感应电流方向的判断； “增反减同”“来拒去留”规律应用。 作为本专题基础核心考点，侧重磁通量变化的辨析； 高频利用楞次定律判断感应电流、感应磁场方向； 结合磁体、导线运动场景考查规律应用，多以选择题基础判断题型为主。 法拉第电磁感应定律 法拉第电磁感应定律公式应用； 平均感应电动势、瞬时感应电动势计算； 匝数对感应电动势的影响； 磁通量变化率的理解。 高频考查感应电动势的定量计算； 区分平均电动势与瞬时电动势的适用场景； 结合图像分析磁通量变化率与电动势的关系，是电磁感应计算题的核心依据，命题基础性、实用性强。 导线切割磁感线的感应电动势 平动切割磁感线电动势公式； 转动切割磁感线电动势计算； 有效切割长度的判断； 右手定则的应用场景。 重点考查不同切割方式下的电动势计算，精准判断有效切割长度； 区分右手定则与楞次定律的适用场景； 结合导体棒匀速、变速运动命题，是高频基础计算考点。 电磁感应的电路问题 感应电路的电源等效处理；电路串并联分析；感应电流、路端电压、电功率计算；焦耳热与电荷量的求解。 侧重电磁感应与直流电路的综合应用，将切割导体等效为电源； 高频考查电路参数、焦耳热、通过导体电荷量的计算，题型综合性强，为常规高频考题。 电磁感应中的动力学与能量问题 导体棒在磁场中的受力与运动分析； 动态平衡、变加速运动规律； 电磁感应中的能量转化； 安培力做功与电能、内能的转化关系。 为本专题重难点、高考高频压轴考点，结合牛顿运动定律、动能定理综合解题； 分析电磁感应过程的能量守恒，求解热量、位移、速度等物理量，命题灵活、综合性极强。 自感与涡流 通电自感、断电自感现象规律； 自感电动势的特点； 涡流的产生原理； 涡流的应用与防止。 以概念辨析、现象判断为主，考查自感现象的电路动态变化； 区分通电与断电自感的区别； 结合生活电器、工业设备考查涡流的应用与防护，命题偏向基础识记与场景应用。 考点名称 重点考查考点 命题规律 磁场与磁感应强度 磁场的基本性质； 磁感应强度的定义与矢量特点； 磁感线的分布规律； 常见磁场（条形磁铁、通电直导线、螺线管）的磁感线辨析。 侧重基础概念辨析，区分电场与磁场的不同性质； 考查常见磁场的磁感线分布特点； 判断磁感应强度的大小与方向，多以基础选择题形式考查，注重识记与判断。 安培力及其应用 安培力的计算公式； 左手定则判断安培力方向； 通电导线在磁场中的受力分析； 平行通电导线的相互作用； 安培力的平衡与动态分析。 高频考查安培力的大小计算与方向判断； 结合受力平衡、动态模型分析通电导线的运动状态； 常结合生活电磁装置命题，侧重力学与电磁学的基础综合分析。 洛伦兹力及基本规律 洛伦兹力的产生条件与计算公式； 左手定则判断洛伦兹力方向； 洛伦兹力不做功的特点； 带电粒子在磁场中的受力辨析。 重点考查洛伦兹力的方向判断与大小计算； 辨析洛伦兹力不做功的核心特点，区分洛伦兹力与安培力的联系与区别； 多结合粒子运动场景考查基础规律应用。 带电粒子在匀强磁场中的运动 带电粒子垂直进入磁场做匀速圆周运动； 轨道半径、周期公式计算； 圆心、半径、轨迹的作图分析； 有界磁场中的临界、多解问题。 为本专题重难点与高频考点，侧重轨迹分析、半径和周期公式的综合计算； 高频考查有界磁场的临界问题、边界问题和多解问题； 注重几何知识与电磁学的结合，命题综合性强、灵活性高。 带电粒子在复合场中的运动 带电粒子在电、磁复合场中的受力分析； 匀速直线运动、匀速圆周运动模型； 速度选择器、回旋加速器等电磁器件原理。 侧重复合场中粒子运动模型的辨析； 结合电磁仪器实际场景考查工作原理； 综合受力分析、功能关系求解粒子运动问题，是高考高频综合题型，难度偏高。 知识梳理·方法技巧 知识点01 交变电流四值问题 物理量 物理含义 重要关系 适用情况及说明 瞬时值 交变电流某一时刻的值 e＝Emsin ωt i＝Imsin ωt 计算线圈某时刻的受力情况 峰值 最大的瞬时值 Em＝NBSω Im＝ 讨论电容器的击穿电压 有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值 E＝ U＝ I＝ 适用于正(余)弦式交变电流 (1)交流电流表、交流电压表的示数 (2)电气设备“铭牌”上所标的值(如额定电压、额定电流等) (3)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热、保险丝的熔断电流等) (4)没有特别加以说明的 平均值 交变电流图像中图线与时间轴所围的面积与时间的比值 ＝N ＝ 计算通过导线横截面的电荷量 知识点02理想变压器的关系式:  理想变压器 没有能量损失(铜损、铁损)，没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中) 基本关系 功率关系 （副决定原） 原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，P入＝P出，有多个副线圈时：P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn即I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn 电压关系 （原决定副） 原、副线圈的电压比等于匝数比，U1∶U2＝n1∶n2，与负载的多少无关，有多个副线圈时：＝＝＝…＝ 电流关系 （副决定原） 只有一个副线圈时，I1∶I2＝n2∶n1；有多个副线圈时，I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn 频率关系 f1＝f2(变压器不改变交流电的频率) 【注意】：变压器只能改变交变电流的电压和电流，不改变频率。原、副线圈中交流电的频率一样：。 知识点03理想变压器的两类动态分析 常见的理想变压器的动态分析一般分匝数比不变和负载电阻不变两种情况： 1．匝数比不变的分析思路： (1)U1不变，根据＝，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2不变。 (2)当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化． (3)I2变化引起P2变化，而P1＝P2，故P1发生变化。 2．负载电阻不变的分析思路： (1)U1不变，发生变化时，U2变化． (2)R不变，U2变化时，I2发生变化． (3)根据P2＝，P2发生变化，再根据P1＝P2，故P1变化，P1＝U1I1，U1不变，故I1发生变化。 知识点04远距离输电中的相关模型——过程分析 1. 电能的远距离输送电路图： 2. 输电电路图三个回路的理解： (1)在电源回路中， (2)在输送回路中，，，， ， (3)在用户回路中， 3. 核心规律： （1）升压变压器：联系电源回路和输送回路，由理想变压器原理可得： ，， （2）降压变压器：联系输送回路和用户回路，由理想变压器原理可得： ，， （3）输电电流： （4）输电导线损耗的电功率： （5）掌握一个守恒观念：功率关系：，其中 （6）减小输电线电能损失的主要途径：减小输电线的电阻；增大输电电压。 知识点05等效法在变压器和远距离输电中的应用 等效电阻法：适合解决原线圈上有电阻 当理想变压器的副线圈接纯电阻元件时，可以把理想变压器(含副线圈中的元件)等效成一个电阻来处理，设原、副线圈的匝数分别为n1、n2，原线圈输入电压为U1，电流为I1，副线圈输出电压为U2，电流为I2，副线圈负载电阻为R，则等效电阻R等效===()2=()2R。 典例引领·即时检测 典例01 一交变电流的电压随时间变化的图像如图所示，其电压的有效值可能是（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由图可知，三角波交流电压的峰值为，周期为。在一个周期内，电压的变化分为两段，前，电压从0线性上升到，再线性下降到0，则表达式为 后，电压从0线性下降到，再线性上升到0，则表达式为 设某个电阻的阻值为，在一个周期内，该交流电通过电阻R产生的热量分两段来计算，前产生的热量为 又 联立解得 后产生的热量为 令，则，积分上下限从对应，对应 ，则积分变为 又 联立解得 根据热效应，则有 解得有效值 故选D。 答｜题｜模｜板几种典型的电流及其有效值 名称 电流(电压)图像 电流有效值 电压有效值 正弦式交变电流 I＝ U＝ 正弦半波电流 I＝ U＝ 正弦单向脉动电流 I＝ U＝ 矩形脉动电流 I＝ I1 U＝ U1 非对称性交变电流 I＝ U＝ 即时检测 1.某发电机原理如图甲所示，金属线框匝数为，阻值为，在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动。阻值为的电阻两端的电压如图乙所示，其周期为。则线框转动一周的过程中（　　） A．线框内电流方向不变 B．线框电动势的最大值为 C．流过电阻的电荷量为 D．流过电阻的电荷量为 【答案】D 【详解】A．当线框转动时，框内电流方向每经过中性面一次都要变化一次，而线圈和外电路接点处通过换向器，保证流过电阻的电流方向不发生变化，故A错误； B．依题意，电阻的阻值与金属框的阻值相等，且电阻两端的电压的最大值为，根据闭合电路欧姆定律，金属框中电动势的最大值为，故B错误； CD． 交流电电动势的最大值 线圈转过半周，则流过电阻的电荷量为 其中 平均电动势 则金属框转过一周流过电阻的电荷量为，故C错误,D正确； 故选D。 2.某兴趣小组自制一小型发电机，使线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动，穿过线圈的磁通量随时间t按正弦规律变化的图象如图所示，线圈转动周期为T，线圈产生的电动势的最大值为。则（    ）    A．在时，线圈中产生的电流最大 B．在时，线圈中的磁通量变化率最大 C．线圈中电动势的瞬时值 D．增大线圈转速，线圈中感应电动势的有效值不变 【答案】B 【详解】A．在时，磁场方向与线圈平面垂直，此时磁通量最大，但产生感应电流为0，故A错误； B．在时，线圈中的磁通量为0，但感应电动势最大，由法拉第电磁感应定律 可知此时磁通量的变化率最大，故B正确； C．t=0时，磁通量为0，线圈与磁感线的方向平行，此时的感应电动势线圈中的感应电动势最大，设为Em，所以线圈中电动势的瞬时值表达式为 故C错误； D．线圈转速增大为原来2倍，则线圈中最大电动势为 可知最大电动势也增大2倍，所以感应电动势的有效值也增大2倍，即增大线圈转速，线圈中感应电动势的有效值增大，故D错误； 误； 故选B。 典例02图甲为全球最高海拔的西藏八宿风电场。将转化效率为40%的风力发电机供电系统简化为图乙所示，经齿轮调速后，可使矩形线圈绕轴逆时针匀速转动，输出电压，电阻，为可变电阻，最小值为，最大值为，其他电阻均不计。理想变压器原、副线圈的匝数之比。此时线圈平面与磁感线平行，下列说法正确的是（　　） A．线圈位于图乙所示位置时磁通量变化率最大，电流方向从到 B．取最小值时电流表的示数为 C．取最小值，线圈转过，通过的电荷量为 D．取最大值时该发电机每秒消耗的风能为 【答案】C 【详解】A．线圈位于图乙所示位置时，线圈平面与磁感线平行，磁通量为零，但切割磁感线的有效速度最大，感应电动势最大，磁通量变化率最大。根据右手定则，感应电流方向从到，故A错误。 B．对原线圈回路有， 对副线圈回路有 根据原副线圈电压、电流与匝数的关系有， 联立解得，，故B错误； D．同理，当R2取最大值时有 所以每秒消耗的风能为，故D错误； C．R2取最小值，线圈转过90°，磁通量的变化量为 电动势的最大值为 通过R1的电荷量为 根据等效电阻法可知 通过R2的电荷量为 联立解得，故C正确。 故选C。 即时检测 1.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为2∶1，定值电阻R1=R，R2=2R，R3=3R。当原线圈接入输出电压恒为U的交流电源时，下列说法正确的是（　　） A．流过R1的电流为 B．R1两端的电压为 C．R3两端的电压为 D．流过R2的电流为 【答案】A 【详解】A B．与并联电阻为 将变压器和负载电阻等效为一电阻 则据闭合电路的欧姆定律流过R1的电流为 R1两端的电压为，故A正确，B错误； CD．原线圈两端电压为 由 得R3两端的电压为 则流过R2的电流为，故CD错误。 故选A。 2.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈接入的交流电压瞬时值表达式为，定值电阻，副线圈接有滑动变阻器，阻值为。电压表和电流表均为理想交流电表，其读数为和，调节滑动变阻器的滑片，电表示数变化量的绝对值为和，下列说法正确的是（　　） A． B．向下调节的滑片，电压表示数增大 C．无论滑动变阻器阻值多大，电压表示数不变 D．当滑动变阻器时，变压器输出功率最大 【答案】A 【详解】A．根据理想变压器规律可得，， 两式相减得 根据理想变压器规律可得， 两式相减可得 再由， 两式相减得 联立解得，即，故A正确； BC．根据理想变压器规律， 再由， 联立可解得，，可知向下调节的滑片，减小，故电压表示数U2减小，故BC错误； D．原线圈接入电压的有效值 对该电路使用等效电源法，等效后的电源电压 等效内阻 当外电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，此时 即当滑动变阻器电阻时，变压器输出功率最大，故D错误。 故选A。 典例03（多选）如图为远距离输电原理图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，降压变压器的副线圈匝数可调，为输电线上的电阻，、为负载电阻，其余电阻不计。开始时开关K断开，在升压变压器原线圈ab两端输入最大电压一定的正弦交流电，则下列说法正确的是（　　） A．仅将开关K闭合，消耗的功率变小 B．仅将开关K闭合，消耗的功率变小 C．仅将滑片P下移，消耗的功率增大 D．仅将滑片P下移，降压变压器的输出功率可能变小 【答案】BD 【详解】A．升压变压器输入最大电压一定，因此原线圈输入电压有效值恒定，由于升压变压器匝数不变，副线圈输出电压​恒定，仅闭合开关，负载并联后总电阻减小，降压变压器和负载等效到输电线侧的总电阻减小，输电电流​增大，消耗功率，因此​功率增大，故A错误； B．输电线电压损失，​增大后，增大，降压变压器原线圈电压，则减小，降压变压器匝数比不变，副线圈电压​，则减小，​的功率，因此​消耗功率变小，故B正确； C．滑片下移，降压变压器副线圈匝数减小，等效电阻 ​则增大，输电总电阻增大，输电电流 则减小，因此功率减小，故C错误； D．降压变压器输出功率可整理为 该函数在时输出功率最大，输电线的电阻与等效电阻大小未知，若初始等效电阻大于输电线的电阻，则降压变压器的输出功率可能变小，故D正确。 故选BD。 即时检测 1.（多选）如图为模拟远距离高压输电示意图。在输电线路的起始端接入互感器，该互感器原、副线圈的匝数比为，互感器和电表均为理想，升压变压器接发电机。则下列说法正确的是（　　） A．该互感器为电压互感器，起降压作用 B．若电压表的示数为200V，输电电流为10A，则线路输送电功率为400kW C．若发电机输出电压和输送功率不变，仅将滑片下移，则输电线损耗功率增大 D．若发电机输出电压不变，增加用户数，为维持用户电压不变，可将滑片上移 【答案】AD 【详解】A．该互感器原线圈并联在高压输电线两端，属于电压互感器，且该互感器原、副线圈的匝数比为20∶1，故起降压作用，故A正确； B．若电压表的示数为200V，根据 解得 因为输电电流为，则线路输送电功率为，故B错误； C．若发电机输出电压和输送功率P不变，仅将滑片Q下移，则升压变压器副线圈匝数增多，可知增大，故减小，因此输电线损耗功率减小，故C错误； D．仅增加用户数，即负载总电阻R减小，若降压变压器副线圈两端电压不变，则通过副线圈的电流增大，降压变压器原线圈中的电流也增大，输电线上的电压损失增大，原线圈两端电压减小，根据 可知当减小时，减小可以使不变，所以要将降压变压器的滑片P上移，故D正确。 故选AD。 2.输出功率的小型发电机进行远距离输电，其简化电路如图甲所示，远距离输电导线总电阻可等效为，调节热敏电阻使负载上规格为（220V，100W）的灯泡L正常发光，定值电阻。发电机的输出电压u随时间变化的关系如图乙所示，已知升压变压器原、副线圈的匝数比，热敏电阻的阻值随温度的增大而减小。不考虑温度变化对灯泡L电阻的影响，图中电表均为理想电表，下列分析正确的是（　　） A．降压变压器原、副线圈匝数比 B．随着热敏电阻的温度升高，电压表V的示数增大 C．随着热敏电阻的温度升高，电流表A的示数减小 D．随着热敏电阻的温度升高，灯泡L的亮度变暗 【答案】D 【详解】A．由图乙可得，故 根据可得 解得 输电导线， 降压变压器的输入电压 所以，A错误； C．因为热敏电阻温度升高、电阻减小，故增大，根据可得，增大，即电流表示数增大，C错误； BD．因为增大，根据可得，增大。 又因为，故减小。 根据可得，减小，故电压表示数减小，灯泡L变暗，B错误，D正确。 故选D。 典例04（多选）如图甲，2022年12月全面建成的白鹤滩水电站是世界第二大水电站，共安装16台我国自主研制的全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组，总装机容量1600万千瓦，截至2026年3月累计发电量已突破2000亿千瓦时。如图乙为远距离输电线路原理图，输电线的电阻是不可忽略的，水电站输出电压稳定的正弦交流电，经升压至特高压U后向华中、华东地区输电，输电的总功率为P。用户端理想变压器原副线圈匝数分别为、，为输电线总电阻，为不断电用户电阻（可视为定值电阻），R为可变用户电阻（可视为可变电阻）。当可变电阻R减小时，电压表和电流表示数变化的绝对值分别为、，电压表和电流表均为理想电表，下列说法正确的是（　　） A． B． C．对于原线圈回路，虚线框所圈部分的等效电阻为 D．输电线路上损耗的功率为 【答案】BD 【详解】AB．设用户端理想变压器原副线圈两端电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，则 根据理想变压器特点U1I1=U2I2，U1：U2=n1：n2 可得， 对原线圈电路有 由上式可得，A错误，B正确； C．由 结合， 联立可得，C错误； D．根据C中分析可知，虚线框所圈部分的等效电阻为R’，则R1上消耗功率为，D正确。 故选BD。 即时检测 1.（多选）如图，a、b间接有效值为40V的正弦交流电，理想变压器匝数比，定值电阻和灯泡电阻的阻值均为，为滑动变阻器，电流表为理想电表，下列说法正确的是（     ） A．当阻值增大时，灯泡变亮 B．当阻值增大时，灯泡变暗 C．当电流表示数为5.0A时， D．当电流表示数为5.0A时， 【答案】AC 【详解】AB．电源电压，电压关系有， 副线圈电流， 理想变压器输入功率等于输出功率 联立可得 原线圈有 可得 可知当阻值增大时，越大，根据电压关系可得、越大，根据 可得变大，可知灯泡变亮，故A正确，B错误； CD．根据 可得 当电流表示数为5.0A时，即，根据 可得 可得， 可得 联立可得 又可得，故C正确，D错误。 故选AC。 2.通过变压器给用户供电的原理图如图所示。理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈和副线圈输电线的电阻分别用和表示，且，a、b端输入电压不变，电压表均为理想电表。当并入电路的用电器逐渐增加时，下列判断正确的是（　　） A．电压表的读数保持不变 B．电压表的读数逐渐变小 C．电压表与的读数之比保持不变 D．变压器的输出功率不变 【答案】B 【详解】AB．根据等效电源法可得 其中 当并入电路的用电器逐渐增加时，则减小，减小，而不变，则增大； 根据 可知减小，则电压表V1的读数减小，根据原副线圈电压、电流与匝数的关系可知，副线圈中电流增大，副线圈电压减小，而两端电压增大，故的示数减小，A错误，B正确； C．根据原副线圈电压与匝数的关系， 所以 由于增大，减小，则增大，减小，所以增大，C错误； D．由于， 所以 将看作电源等效内阻，根据等效电源法及电源的输出功率随外电路电阻变化的关系可知，减小，则外电路电阻减小，由于外电路电阻始终大于等效电源内阻，所以电源的输出功率增大，即变压器的输出功率逐渐变大，D错误。 故选B。 考场练兵·分层实战 基础通关练（测试时间：10分钟） 1．如图所示，理想变压器原线圈接在的交流电源上，副线圈与定值电阻连接。电流表的示数为，电压表的示数为，电压表和电流表均为理想交流电表。下列说法正确的是（    ） A．电阻的阻值为 B．电阻的阻值为 C．变压器的输出功率为 D．变压器的输出功率为 【答案】C 【详解】AB．由题意可知，副线圈的输出电压为 原线圈的输入电压的有效值为 根据变压器原副线圈电压与匝数关系可得 解得 原线圈的电流为 根据变压器原副线圈电流与匝数关系可得 解得副线圈的电流为 所以，电阻的阻值为，故AB错误； CD．变压器的输出功率为，故C正确，D错误。 故选C。 2．输电线的总电阻为R，输送电功率为P，现用电压U来输电，则输电线上损失的功率为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据， 解得 故选B。 3．如图所示，理想变压器的原线圈与交变电源相连，两个副线圈分别与两个定值电阻相连，当变压器原线圈电压为时，原线圈电流为，此时两个副线圈的电压、电流分别为、和、，以下关系正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】原线圈输入功率 副线圈功率、 由能量守恒 所以 故选D。 4．如图甲为按压式发电手电筒。以一定的频率不断按压手柄时，其内置发电机会产生如图乙所示的交变电流。已知发电机内阻，与其串联的白炽灯泡额定电压为9V、阻值为。若该灯泡恰好正常发光，则该发电机（　　） A．输出电流的有效值为0.5A B．输出电流的最大值为0.5A C．电动势的最大值为 D．输出的交流电频率为50Hz 【答案】C 【详解】A．由题知，白炽灯泡额定电压为9V、阻值为，灯泡恰好正常发光，则输出电流的有效值为，故A错误； B．图中电流为正弦式交变电流，则输出电流的最大值为，故B错误； C．电动势的最大值为，故C正确； D．根据图乙可知，周期为0.2s，则频率为，故D错误。 故选C。 5．对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图像，下列说法正确的是（　　） A．电流做周期性变化，它是交流电 B．电流的大小、方向都变化 C．电流的有效值为 D．电流的周期是0.01s，最大值是0.2A 【答案】D 【详解】AB．电流大小变化、方向不变，是直流电，故AB错误； CD．电流的周期为0.01s，最大值为0.2A，但不是正余弦交流电，有效值，故D正确，C错误。 故选D。 重难突破练（测试时间：20分钟） 6．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随时间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的保险丝熔断 B．交变电流的频率为 C．在时线框所在平面平行于磁场方向 D．该交变电流的表达式为 【答案】B 【详解】A．根据图乙可知，交流电流的最大值为 可得有效值为 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．根据图乙可知交流电的周期，则交变电流的频率为，故B正确； 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，即线框所在平面垂直于磁场方向，故C错误； D．线框转动的角速度为 则该交变电流的表达式为，故D错误。 故选B。 7．（多选）某交变电压为，则（     ） A．用此交变电压作打点计时器的电源时，打点周期为 B．把额定电压为6V的小灯泡接在此电源上，小灯泡正常发光 C．把额定电压为6V的小灯泡接在此电源上，小灯泡将烧毁 D．耐压6V的电容器能直接用在此电源上 【答案】AB 【详解】A．打点计时器打点周期等于交流电的周期，由交流电 可知，由可得，打点周期 ，故A正确； BC．由题电压的最大值，有效值 ，可以使额定电压为6 V的小灯泡接在此电源上，正常发光，故B正确，C错误； D．使用此交流电时，耐压6 V的电容器不能直接接在此电源上，因为最大值超过6V，故D错误。 故选AB。 8．如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈通过电流表与负载电阻R相连。若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法中正确的是（   ） A．变压器输入电压的最大值是 B．若电流表的示数为，则变压器的输入功率是 C．原线圈输入的正弦交流电的频率是 D．电压表的示数是 【答案】B 【详解】A．由题图乙可知交流电压最大值，故A错误； BD．输入电压的有效值为，根据理想变压器原副线圈电压之比等于匝数之比 知电压表示数为 若电流表的示数为，变压器的输入功率，故B正确，D错误； C．变压器不改变频率，由题图乙可知交流电的周期 根据可知原线圈输入的正弦交流电的频率是，故C错误。 故选B。 9．如图所示，交流发电机的矩形线圈中，，如，匝数，线圈电阻，外电阻。线圈在磁感应强度（T）的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，角速度。求： (1)发电机产生的感应电动势的最大值与有效值； (2)交流电流表与交流电压表的读数； 【答案】(1)， (2)， 【详解】（1）发电机产生的感应电动势的最大值为 有效值为 （2）交流电流表的读数为 交流电压表的读数 综合拓展练（测试时间：10分钟） 10．如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，原线圈一侧接在额定电压为的正弦交流电源上。定值电阻，，滑动变阻器的最大阻值为，电流表、电压表均为理想电表。当滑动变阻器的滑片P从最上端滑动到最下端的过程中，电流表和电压表示数变化量的绝对值分别用和表示，下列判断正确的是（　　） A．滑片在向下滑动过程中，电流表和电压表的示数均变小 B．滑片在向下滑动过程中，变压器的输出功率一直增大 C．电表示数变化量的绝对值之比等于 D．当滑动变阻器接入电路中的电阻为时，变压器的输出功率最大 【答案】C 【详解】A．设通过原线圈的电流为，原线圈两端的电压为，通过副线圈的电流为，副线圈两端的电压为，根据欧姆定律可得， 又原线圈与副线圈两端的电压之比为 通过原线圈与副线圈的电流之比为 联立得， 由于不变，随着滑片P从最上端滑动到最下端，减小，可得增大、减小。 电流表测得通过副线圈的电流，电压表测得副线圈两端的电压，故A错误； BD．变压器的输出功率 变压器的输出功率取最大值时，当且仅当 即 解得 滑动变阻器的最大阻值为，所以滑片在向下滑动过程中，变压器的输出功率先增大再减小，故B错误，D错误； C．当时，， 当时，， 电流表示数变化量的绝对值 电压表示数变化量的绝对值 则，故C正确。 故选C。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $