专题06 交变电流（期末真题汇编，天津专用）高二物理下学期

**基本信息** 汇编天津各区高二下期末试题，聚焦交变电流三大核心考点，通过基础辨析与综合应用题梯度设计，结合无线充电、远距离输电等真实情境，适配期末复习需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|23题|描述交变电流的物理量（电动势图像、有效值）、变压器（匝数比、动态分析）、远距离输电（功率损耗）|基础题考查概念辨析（如磁通量变化率判断），多选题结合热敏电阻等科技情境| |计算题|4题|交变电流表达式、焦耳热计算、输电线路电阻与功率|综合题关联应急发电机、双碳战略，强调实际问题解决与科学推理|

函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题06 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 目地城诗点01 描述交变电流的物理量 1.(24-25高二下·天津南开区期末)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，产生的交变电动势在一个周期内的图像如图乙所示，下列说法正确的是() ◆eV 0.02 0 0.01 t/s -8W2 甲 A.0.01s时，金属线框处于中性面位置 B.0.005s时穿过线框的磁通量最大 C.交变电流在1s内方向变化30次 D.0.02s时，穿过金属线框的磁通量变化率最大 2.(24-25高二下·天津河东区·期末)图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，电阻 R=52,线圈绕垂直于磁场的水平轴O0沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，输出的交变电压 随时间变化的图像如图乙所示，不计线圈电阻，则下列说法正确的是() uN 102 0 t/×102s -10W2 甲 A.电路中交流电的频率是50Hz 1/15 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 B.电流表的示数为2V2A C.电阻的电功率为40W D.t=0.01s时，穿过线圈平面的磁通量最大 3.(24-25高二下·天津四校联考·期末)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图() 所示。已知发电机线圈内阻为5.02，线圈匝数为10，外接一只电阻为95.02的灯泡，如图(b)所示，则 () e/V 220√2 N 0 2/x102s -220V2 人 @⑧ 图(a) 图b) A.电压表的示数为220V B.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J C.电路中的电流方向每秒钟改变50次 D.仁0时，感应电流为零，磁通量最小 4.(24-25高二下·天津和平区·期末)如图所示，在匀强磁场中匀速转动的单匝矩形线圈的周期为T。转轴 OO垂直于磁场方向，线圈电阻为22。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电 流为1A。那么() :O A.任意时刻线圈中的电动势为e=2co 2 B.线圈中电流的有效值为2A C.线圈消耗的电功率为8W D。穿过线圈的磁通量的最大值为心。-2刃 π 2/15 西学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 5.(2425高二下·天津南开中学期末)如图所示，交流发电机中的线圈ABCD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e=10sinI00π)V。下列说法正确的是() A.该交流电的频率为100Hz B.线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C.线圈转到图示位置时，AB边受到的安培力方向向上 D.仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为10√2V 6.(24-25高二下·天津武清区城关中学期末)如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕00轴匀速转动，设线圈 的两个边长分别是和2，转动时角速度是ω，磁场的磁感应强度为B,下列说法中正确的是() B A.线圈中产生的感应电动势为恒定值B.图示位置感应电流的方向为逆时针方向 C.图示位置感应电动势为E=B山，o D.图示位置感应电动势为E=B,@ 7.(24-25高二下·天津武清区城关中学·期末)一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转 动。线圈中的感应电动势随时间t的变化如右图所示。下面说法中正确的是() e 3/15 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 A.时刻通过线圈的磁通量为零 B.时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C.时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D.每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大 8.(24-25高二下·天津西青区·期末)（多选）如图所示，不计电阻、边长为10c的正方形线框ABCD,置 50W 于磁感应强度为02T的匀强磁场中，线框匝数为100匝，某时刻线框开始以 二s的转速绕OO'匀速转 动，电刷接头EF串联阻值为1O2的定值电阻R和理想电流表。从图示位置开始计时，下列说法正确的是 O E R A.将电阻R换成电容器使其不击穿，其耐压值为20V B.理想电流表的示数为2A C.电阻在0.1s内消耗的电能为1J D.线框产生的电动势的瞬时表达式为e=20W2cos(100W2)V 9.(24-25高二下·天津河北区·期末}（多选）单匝闭合矩形金属线框电阻为R,在匀强磁场中绕与磁感线垂 直的固定轴匀速转动，如图甲所示。穿过该线圈的磁通量随时间按图乙所示正弦规律变化。下列说法正确 的是() 个Φ -D 图甲 图乙 A.t=0时刻，线框平面与中性面垂直 B。t一)时刻，线框中电流改变方向 4/15 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 C.I= 3 4时刻，线框中感应电动势最大 2π2Φ2 D.一个周期内，线框产生的热量为TR 10.(24-25高二下天津南开区·期末)一个小型应急交流发电机，内部为=50匝、面积S=0.04m的正方形 线圈，线圈内阻=22，线圈在磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动。发电机给 一电阻R=82的白炽灯供电，线路中其它电阻不计，若发电机转动的角速度ω=100rād/s时，电灯正常发 光。求： ⑧ (I)从图中位置开始计时，交流发电机的电动势瞬时值的表达式： (2)白炽灯10s产生的焦耳热2： (3)从图示位置开始，线圈转过90°的过程通过白炽灯的电荷量q。 11.(24-25高二下·天津五区县重点校期末)如图甲所示，正方形闭合线圈abCd边长为10cm,总电阻为 1.02,匝数为100匝，放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。 求： (1)在0~1s内线圈中感应电动势的大小： (2)在t=2.0s时线圈的ad边所受安培力的大小和方向： (3)线圈中感应电动势的有效值。 B/T X B 0123456/§ 目地城诗点2 变压器 12.(24-25高二下·天津南开区·期末)（多选）如图是通过变压器降压给用户供电的示意图。变压器输入电 压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动，输出电压通过输电线输送给用户，输电线的 5/15 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 电阻用R表示，若开关S闭合，相当于接入电路中工作的用电器增加。如果变压器上的能量损失可以忽 略，则闭合开关$，下列说法正确的是( A.电压表V1、V示数均不变 B.电流表A1、A示数均增大 C.原线圈输入功率减小 D.电阻R和R,上消耗的总功率，一定比闭合开关S前R上单独消耗的功率大 13.(2425高二下·天津四校联考·期末)（多选）如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数 之比：=10：1，接线柱4、b接一正弦交变电源，电压如图乙所示。变压器右侧部分为一火警系统原理 图，其中R,为用半导体热敏材料制成的传感器，其电阻随温度升高而减小，R为一定值电阻。下列说法中 正确的是() u/V 220W2 0 →t/×102s -220W2 bo 分 乙 A.副线圈中的交流电频率为50H五 B.0.02s时电压表V1示数为0V C.当R所在处出现火警时，变压器原线圈的输入功率变小 D.当R,所在处出现火警时，电压表V的示数变小，电流表A的示数变大 14.(24-25高二下·天津河北区·期末)“西电东送”是我国重要的战略工程，从西部发电厂到用电量大的东部 区域需要远距离输电，图为远距离交流输电的示意图。若升压变压器T和降压变压器T均为理想变压器。 T的原线圈接有电压有效值恒定的交变电源，R为输电导线的电阻。用电器增多后，下列说法正确的是( 6/15 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 A.T的输出电压变大 B.T2输出功率降低 C.T的原线圈中的电流变大 D.R消耗的功率减小 15.(24-25高二下·天津滨海新区·期末)（多选）如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比 :=5：1,副线圈接有R=42的电阻，输入电压为如图乙所示的交流电，电流表和电压表均为理想电 表。下列说法正确的是() n2 个u/V 220W√2 0 3t×102s) -220√2 甲 乙 A.电流表A1的示数是2.2A B.电压表V的示数是44√2V C.电路消耗的总功率是484W D.若只增大R的阻值电流表A1的示数将增大 16.(24-25高二下·天津第五中学·期末)有关下列四幅图的描述，正确的是（) 原线圈 副线圈 铁芯 图1 图2 图3 图3 A.图1中，U:U2=n:n B.图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大 C.图3中，时刻发电机线圈处于中性面位置 D.图4中，时刻发电机线圈中磁通量的变化率最大 17.(24-25高二下·天津滨海新区大港第一中学·在匀强磁场中有一电阻忽略不计的矩形线圈，绕垂直于磁 场的轴匀速转动，产生的正弦交流电的感应电动势随时间t的变化如图甲所示，把该交流电输入到图乙 中理想变压器的A、B两端。已知R,为热敏电阻（其电阻随温度升高而减小），R为定值电阻，图中各电 表均为理想电表。下列说法正确的是() 7/15 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 te/V 100 4t/×102s) R -100 B 甲 乙 A.变压器A、B两端电压的瞬时值表达式为4=100sinl00r(V) B.图甲中1=2×102s时，穿过线圈的磁通量的变化率最大 C.R处温度升高后，电压表V与V2示数的比值变大 D.R处温度升高后，变压器的输入功率减小 18.(24-25高二下·天津滨海新区·期末)电动自行车无线充电技术己经进入应用阶段，在踏板上安装接收器 (内含受电线圈，并和电瓶相连)，将电动自行车停放在地面的无线充电带（铺设有送电线圈）上，即可 实现无线充电，这种充电方式的工作原理和理想变压器类似。若送电线圈接入有效值为22OV、频率为 50Hz的正弦交流电，受电线圈的输出电压有效值为48V,充电功率为180W。下列说法正确的是() A.受电线圈中电流方向每秒改变50次 B.受电线圈和送电线圈的匝数比为55：12 C.受电线圈的充电电流有效值为3.75A D.为使地面上的无线充电带结实耐用，其上可用金属护板做保护 19.(24-25高二下·天津滨海新区·期末)如图甲为手机正在进行无线充电，无线充电的原理图如图乙所示， 充电器和手机各有一个线圈，充电器端的叫发射线圈（匝数为），手机端的叫接收线圈（匝数为）， 两线圈面积均为S,在△t内发射线圈产生磁场的磁感应强度增加量为△B。磁场可视为垂直穿过线圈。下 列说法正确的是() 8/15 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 手机接收线圈下 ◆B a- 6 c d 电器发时线图 甲 乙 A.手机端的接收线圈b点的电势低于a点 n2△BS B.手机端的接收线圈a和b间的电势差值为△ C.接收线圈和发射线圈是通过自感实现能量传递 D.增加c、d间电流的变化率，接收线圈a和b间的电势差始终不变 20.(24-25高二下·天津滨海新区大港第一中学模拟)如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变 压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时，输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给 用户，两条输电线的总电阻用R表示，用户端有用电器R和R。如果变压器上的能量损耗可以忽略，当 电键K由接通到断开时，图中各电表的读数如何变化() A AC 风 A.A1减小，A2减小，V增大 B.A1增大，A2减小，V增大 C.A1减小，A减小，V2减小 D.A1增大，A增大，V增大 21.(24-25高二下·天津滨海新区·期末)（多选）如图所示，小型交流发电机两磁极N、S间的磁场可视为匀 强磁场，磁感应强度大小B=2T。矩形金属线圈ABCD的匝数n=100,面积S=0.02m,线圈内阻和导 线电阻不计，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO逆时针匀速转动，角速度o=100rd/s。变压器为理想变压 器，电压表和电流表均为理想交流电表，R。、R均为定值电阻，R为滑动变阻器。现将开关$断开，观察 到电流表A的示数减小了02A,电流表A的示数减小了0.8A,则下列说法正确的是() 9/15 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 D A.电压表V的示数为200V B.变压器原、副线圈匝数之比为1：4 C.电压表'示数变化量的大小与电流表A示数变化量的大小的比值不变 D.若再将滑动变阻器的滑片向下滑动，则电压表'示数变大 22.如图()所示，线圈的匝数比为3：1，R为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R为定值电阻，电压 表和电流表均为理想交流电表。原线圈所接电压随时间t按正弦规律变化，如图(b)所示。下列说法正 确的是() u八V 51 3 t102s 51 图(a) 图(b) A.变压器输入输出功率之比为3：1 B.变压器副线圈输出的交变电压的频率为150Hz C.若热敏电阻R,的温度升高，R消耗的功率变大 D.若热敏电阻R的温度升高，电压表和电流表示数均变大 23.(24-25高二下·天津武清区城关中学期末)（多选）如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有 两个相同的灯泡L1和L,输电线的等效电阻为R,开始时，开关S断开，当开关S接通时，下列说法中正 确的是() M A.副线圈两端MN的输出电压减小 B.副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大 C.通过灯泡L的电流减小 10/15 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 D.原线圈上电流增大 目地城诗点03 远距离输电 24.(24-25高二下·天津滨海新区·期末)由半导体材料制成的热敏电阻，电阻率随温度的升高而减小，经常 用于火警报警装置。如图甲所示是一火警报警器的电路示意图，理想变压器原、副线圈的匝数比： -22:1,原线圈接图乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻Rr及报警器P (有内阻)组成闭合电路，流过报警器P的电流超过时就会发出警报声。则以下判断正确的是() 个u/V 2202 u n 3t/(x102s) P -2202 甲 A.电压表示数为10V B.变压器原线圈两端交变电压F220sint(V) C.当R所在处出现火情时，流过报警器P的电流会增加 D.当R所在处出现火情时，变压器输入功率减小 25.(24-25高二下·天津滨海新区大港第一中学模拟)（多选）一台发电机最大输出功率为4000kW,电压 为4000V,经变压器T升压后向远方输电。输电线路总电阻R=1k2。到目的地经变压器T降压，负载为 多个正常发光的灯泡(220V、60W)。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器乃和T 的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则() A.五原、副线圈电流分别为10A和20A B.T原、副线圈电压分别为1.8×10V和220V C.T和T的变压比分别为1：50和40：1 D.有6×104盏灯泡(220V、60W)正常发光 26.(24-25高二下·天津和平区·期末)下图为某电学仪器原理图，变压器原副线圈的匝数分别为，原线 圈中固定电阻阻值为R,副线圈连接一可变电阻R;码若将右侧实线框内的电路等效为一个电阻，可利用 闭合电路的规律解决如下问题：在交流电源的电压有效值心。不变的情况下，在调节可变电阻R的过程 11/15 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 中，可变电阻阻值增大，固定电阻R消耗的功率会一（填“增大”“不变”或“减小”）；当R= 时（用n2R表示），R获得的功率最大。 R 27.(24-25高二下天津南开区·期末)中国发布的“双碳战略”，计划到2030年实现碳达峰、2060年实现碳 中和。电力作为远程输送能量的载体，输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一。有一小型水电站发电 机的输出功率为50kW,发电机的输出电压为250V,通过升压变压器将电压升为10kW后向远处输电，输电 线的总电阻R为102，在用户端用降压变压器把电压降为220V,两变压器均视为理想变压器。下列说法正 确的是() R 发 ☒☒…☒ 电 机 A.升压变压器原、副线圈的匝数之比为1：4 B.输电线上损失的功率为50W C.降压变压器原、副线圈中的电流之比为22：995 D.若仅用户端并联更多的灯泡，用户端的电压仍为220V 28.(24-25高二下·天津滨海新区·期末)2020年9月，中国发布“双碳战略”，计划到2030年实现碳达峰、 2060年实现碳中和。特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一。若在输送电能总功率、输 电线电阻不变的情况下，仅将原来的150kV高压输电升级为1350kV的特高压输电，下列说法正确的是( A输电线上的电流变大 B.输电线上的电压变大 C.输电线上损失的电功率变小 D.用户得到的电功率变小 29.(2425高二下·天津五区县重点校期末)（多选）某校修建宿舍需要用电动机抽水，如图所示，用一发 电机发电，导线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势e=110W2sin100u(V),导线框与 12/15 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 理想升压变压器相连进行远距离输电。输电线路的电流为2A,输电线路总电阻为252，理想降压变压器副 线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为220V,电动机的功率为1100W,导 线框及其余导线电阻不计，则() 电动机 输 线 路 降压变压器 升压变压器 A,图示位置穿过线框的磁通量变化率最大 B.降压变压器原副线圈的匝数比为5：2 C.升压变压器原副线圈的匝数比为1：6 D.若电动机突然卡住而不能转动但未烧坏前，输电线上的损耗功率将减小 30.(24-25高二下·天津西青区·期末)（多选）如图所示，一个发电系统的输出电压恒为250V,输送功率为 1×10W。通过理想变压器向远处输电，所用输电线的总电阻为82，升压变压器T原、副线圈匝数比为 1:16,下列说法正确的是() U3刻 用 P2 户 T T2 A.升压变压器副线圈两端的电压U=2×10V B.输电线损失的电压为3.8×10V C.输电线损失的功率为5×10W D.若用户获得220V电压，则降压变压器T原、副线圈的匝数比为190：11 31.(24-25高二下·天津河东区·期末)（多选）下图为输电线为用户输电的情景，电路中升压变压器T和降 压变压器T2都认为是理想变压器，中间输电电路电阻为R,下列说法正确的有() 13/15 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 家庭电路 A.T输出电压与T2输入电压相等 B.T输出功率大于T输入功率 C.若用户接入的用电器增多，则R功率降低 D.若用户接入的用电器增多，则T2输出功率增大 32.(24-25高二下·天津滨海新区·期末)（多选）如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升 压变压器原、副线圈匝数比为1：100，其输入电压如图乙所示。远距离输电线的总电阻为100Ω。降压变 压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R为一定值电阻，R,为用半导体热敏材料制成的传感器，当 温度升高时其阻值变小。电压表V显示加在报警器两端的电压（报警器未画出），未出现火警时，升压变 压器的输入功率为750kW。下列说法中正确的是 ↑UN 250√2 升压变压器 降压变压器 电站 远距离输电线 0.01 0.02 0.03ts R -2502---- 甲 乙 A.降压变压器副线圈输出的交流电频率为50H五 B.远距离输电线路损耗功率为180kW C.当传感器R所在处出现火警时，电压表V的示数变小 D.当传感器R所在处出现火警时，输电线上的电流变小 33.(24-25高二下·天津武清区城关中学·期末)（多选）在电能的输送过程中，若输送的电功率一定、输电 线电阻一定时，对于在输电线上损失的电功率，有如下四种判断，其中正确的是() A,和输送电线上电压降的平方成反比B.和输送电压的平方成正比 C.和输送电线上电压降的平方成正比D.和输送电压的平方成反比 34.(24-25高二下·天津四校联考·期末)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U=250V,升压变压器原、副线圈的匝数比：1：9，降压变压器原、副线圈的匝数比比 仍：4=5：1。充电桩充电时的额定功率P=1外W,额定电压U=380V,变压器均视为理想变压器。求： 14/15 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 输电线 n, 3 配电设施 电 U 032 U41 升压变压器 降压变压器 动力电池 (1)升压变压器副线圈两端电压U; (2)通过输电线上的电流： (3)输电线的总电阻r。 35.(2425高二下·天津武清区城关中学·期末)发电站给用户供电电路如图所示。发电站的输出电压U= 250V,升压变压器原、副线圈的匝数比：h=1:16,降压变压器原、副线圈的匝数比：4=190：11，用户 用电时的功率P=95kW,用户两端电压U4=220V。变压器均为理想变压器，求： R 发电机 用 U ni n2 3 (I)输电线的总电阻； (2)发电站的输出功率。 15/15 专题06 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·天津南开区·期末)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，产生的交变电动势在一个周期内的图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．t=0.01s时，金属线框处于中性面位置 B．t=0.005s时穿过线框的磁通量最大 C．交变电流在1s内方向变化30次 D．t=0.02s时，穿过金属线框的磁通量变化率最大 【答案】A 【详解】A．t=0.01s时，金属线框产生的感应电动势为零，则处于中性面位置，选项A正确； B．t=0.005s时感应电动势最大，此时穿过线框的磁通量变化率最大，磁通量为零，选项B错误； C．交变电流周期0.02s，则在1s=50T，一个周期内电流方向改变2次，可知1s内方向变化100次，选项C错误； D．t=0.02s时，感应电动势为零，则穿过金属线框的磁通量变化率为零，选项D错误。 故选A。 2．(24-25高二下·天津河东区·期末)图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，电阻，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，输出的交变电压随时间变化的图像如图乙所示，不计线圈电阻，则下列说法正确的是（　　） A．电路中交流电的频率是 B．电流表的示数为 C．电阻的电功率为 D．时，穿过线圈平面的磁通量最大 【答案】A 【详解】A．电路中交流电的周期T=0.02s，则频率是，选项A正确； B．电流表的示数为，选项B错误； C．电阻的电功率为，选项C错误； D．时，感应电动势最大，则穿过线圈平面的磁通量最小，选项D错误。 故选A。 3．(24-25高二下·天津四校联考·期末)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图（a）所示。已知发电机线圈内阻为5.0Ω，线圈匝数为10，外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图（b）所示，则（　　） A．电压表的示数为220V B．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J C．电路中的电流方向每秒钟改变50次 D．t=0时，感应电流为零，磁通量最小 【答案】B 【详解】A．电压表示数为灯泡两端电压的有效值，由图像知电动势的最大值 有效值 灯泡两端电压，故A错误； B．电流的有效值 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为，故B正确； C．由图像知T=2×10−2s，一个周期内电流方向改变两次，可知1s内电流方向改变100次，故C错误； D．由图像知t=0时，感应电流为零，线圈处于与中性面平行的平面，磁通量最大，故D错误。 故选B。 4．(24-25高二下·天津和平区·期末)如图所示，在匀强磁场中匀速转动的单匝矩形线圈的周期为T。转轴OO′垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A。那么（　　） A．任意时刻线圈中的电动势为 B．线圈中电流的有效值为2A C．线圈消耗的电功率为8W D．穿过线圈的磁通量的最大值为 【答案】D 【详解】ABC．从线圈平面平行于磁感线开始计时，正弦交变电流的感应电动势的一般表达式为 且该式的成立与转轴的位置无关（转轴平行于磁感线的情况除外），则感应电流 当线圈转过60°时的感应电流为1A，则 即， 线圈消耗的电功率为 任意时刻线圈中的电动势为，故ABC错误； D．根据 可得穿过线圈的磁通量的最大值为，故D正确。 故选D。 5．(24-25高二下·天津南开中学·期末)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 B．线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C．线圈转到图示位置时，边受到的安培力方向向上 D．仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为 【答案】C 【详解】A．根据题意可知，该交流电的频率为 故A错误； B．线圈转到图示位置时，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，故B错误； C．根据题意，由右手定则可知，线圈转到图示位置时，电流由，由左手定则可知，边受到的安培力方向向上，故C正确； D．根据题意，由公式可知，仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为原来的2倍，为，故D错误。 故选C。 6．(24-25高二下·天津武清区城关中学·期末)如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动，设线圈的两个边长分别是和，转动时角速度是ω，磁场的磁感应强度为B，下列说法中正确的是（    ） A．线圈中产生的感应电动势为恒定值 B．图示位置感应电流的方向为逆时针方向 C．图示位置感应电动势为 D．图示位置感应电动势为 【答案】C 【详解】A．线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动时，线圈的与轴线平行的边切割磁感线的速度不断变化，则线圈中的感应电动势不断变化，故A错误； B．在图示位置时，由右手定则可知，感应电流方向为顺时针方向，故B错误； C D．由 ， 得图示位置感应电动势 故C正确，D错误。 故选C。 7．(24-25高二下·天津武清区城关中学·期末)一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动。线圈中的感应电动势e随时间t的变化如右图所示。下面说法中正确的是（　　） A．t1时刻通过线圈的磁通量为零 B．t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D．每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大 【答案】D 【详解】AC．、时刻感应电动势为零，线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，故AC错误； B．时刻感应电动势最大，线圈位于中性面的垂直位置，穿过线圈的磁通量为零，故B错误； D．由于线圈每过一次中性面时，穿过线圈的磁通量的绝对值最大，e变换方向，故D正确。 故选D。 8．(24-25高二下·天津西青区·期末)（多选）如图所示，不计电阻、边长为10cm的正方形线框ABCD，置于磁感应强度为0.2T的匀强磁场中，线框匝数为100匝，某时刻线框开始以的转速绕OO'匀速转动，电刷接头EF串联阻值为10Ω的定值电阻R和理想电流表。从图示位置开始计时，下列说法正确的是（　　） A．将电阻R换成电容器使其不击穿，其耐压值为20V B．理想电流表的示数为2A C．电阻在0.1s内消耗的电能为1J D．线框产生的电动势的瞬时表达式为 【答案】BD 【详解】A．线框的角速度 线框产生的感应电动势的峰值为 故将电阻R换成电容器使其不击穿，其耐压值应大于，故A错误； B．线框产生的感应电动势的有效值为 故理想电流表的示数为，故B正确； C．电阻在0.1s内消耗的电能为，故C错误； D．线框的初始位置垂直于中性面，故产生的电动势的瞬时表达式为，故D正确。 故选BD。 9．(24-25高二下·天津河北区·期末)（多选）单匝闭合矩形金属线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，如图甲所示。穿过该线圈的磁通量随时间按图乙所示正弦规律变化。下列说法正确的是（　　） A．时刻，线框平面与中性面垂直 B．时刻，线框中电流改变方向 C．时刻，线框中感应电动势最大 D．一个周期内，线框产生的热量为 【答案】AD 【详解】A．时刻，穿过线圈的磁通量等于0，线圈平面与磁感线平行，线框平面与中性面垂直，A正确； B．时刻，穿过线圈的磁通量等于0，线圈平面与磁感线平行，线框平面与中性面垂直，线框中电流不改变方向，B错误； C．时刻，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率最小，为零，线框中感应电动势等于0，C错误； D．感应电动势最大值为 线圈转动的角速度为 感应电动势有效值为 感应电流有效值为 一个周期内，线框产生的热量为 解得，D正确。 故选AD。 10．(24-25高二下·天津南开区·期末)一个小型应急交流发电机，内部为N=50匝、面积S=0.04m2的正方形线圈，线圈内阻r=2Ω，线圈在磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动。发电机给一电阻R=8Ω的白炽灯供电，线路中其它电阻不计，若发电机转动的角速度ω=100rad/s时，电灯正常发光。求： (1)从图中位置开始计时，交流发电机的电动势瞬时值e的表达式； (2)白炽灯10s产生的焦耳热Q； (3)从图示位置开始，线圈转过90°的过程通过白炽灯的电荷量q。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）电动势的最大值为 从图中位置开始计时，此时穿过线圈的磁通量为0，磁通量变化率最大，电动势最大，则发电机电动势瞬时值的表达式 （2）电动势的有效值为 电流有效值为 则白炽灯10s产生的焦耳热为 （3）从图示位置开始，线圈转过90°的过程中，通过电灯的电荷量为 11．(24-25高二下·天津五区县重点校·期末)如图甲所示，正方形闭合线圈边长为，总电阻为，匝数为匝，放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示。求： （1）在内线圈中感应电动势的大小； （2）在时线圈的边所受安培力的大小和方向； （3）线圈中感应电动势的有效值。 【答案】（1）；（2），方向向右；（3） 【详解】（1）根据题意，由法拉第电磁感应定律有 代入数据解得，内线圈中感应电动势的大小为 （2）同理可得，内线圈中感应电动势的大小为 感应电流为 线圈的边所受安培力的大小为 由楞次定律可知，线圈中感应电流方向为逆时针，由左手定则可知，边所受安培力的方向水平向右。 （3）由图乙可知，周期为，则有 解得 地 城 考点02 变压器 12．(24-25高二下·天津南开区·期末)（多选）如图是通过变压器降压给用户供电的示意图。变压器输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动，输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，若开关S闭合，相当于接入电路中工作的用电器增加。如果变压器上的能量损失可以忽略，则闭合开关S，下列说法正确的是（　　） A．电压表V1、V2示数均不变 B．电流表A1、A2示数均增大 C．原线圈输入功率减小 D．电阻R1和R2上消耗的总功率，一定比闭合开关S前R1上单独消耗的功率大 【答案】AB 【详解】A．依题意，负载变化时输入电压不会有大的波动，即不变，不变 由 得不变，不变，A正确； B．由 得 如图可知，开关闭合时，接入电路的用电器的总电阻减小，得增大，增大 由知，增大，增大，B正确； C．由 得增大，C错误； D．将变压器和看作等效电源，为等效电源的电动势，为等效电源的内阻，和为外电路的电阻，根据电源的输出功率与外电阻的关系可知，当外电阻的总电阻等于内阻时电源的输出功率最大，当外电路的总电阻小于内阻时电源的输出功率随外电阻增大而增大，当外电路的总电阻大于内阻时电源的输出功率随外电阻增大而减小，题中没有给出、和的大小关系，故无法判断电阻R1和R2上消耗的总功率，与闭合开关S前R1上单独消耗的功率的大小关系，D错误。 故选AB。 13．(24-25高二下·天津四校联考·期末)（多选）如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n1∶n2=10∶1，接线柱a、b接一正弦交变电源，电压如图乙所示。变压器右侧部分为一火警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，其电阻随温度升高而减小，R1为一定值电阻。下列说法中正确的是（　　） A．副线圈中的交流电频率为50Hz B．t=0.02s时电压表V1示数为0V C．当R2所在处出现火警时，变压器原线圈的输入功率变小 D．当R2所在处出现火警时，电压表V2的示数变小，电流表A的示数变大 【答案】AD 【详解】A．变压器原副线圈中电流的频率均为，故A正确； B．原线圈电压的有效值为 则副线圈电压有效值即电压表V1的读数为，故B错误； CD．当R2所在处出现火警时，R2电阻减小，则次级电流变大，则R1两端的电压变大，副线圈的电压不变，则R2两端的电压减小，电压表V2的示数变小，副线圈消耗的功率变大，则变压器原线圈的输入功率变大，电流表A的读数变大，故C错误，D正确。 故选AD。 14．(24-25高二下·天津河北区·期末)“西电东送”是我国重要的战略工程，从西部发电厂到用电量大的东部区域需要远距离输电，图为远距离交流输电的示意图。若升压变压器和降压变压器均为理想变压器。的原线圈接有电压有效值恒定的交变电源，为输电导线的电阻。用电器增多后，下列说法正确的是（　　） A．的输出电压变大 B．输出功率降低 C．的原线圈中的电流变大 D．消耗的功率减小 【答案】C 【详解】ACD．设升压变压器原副线圈比为，输入、输出电压分别为、，根据理想变压器电压与原副线圈匝数关系可得 由于输入电压不变，原副线圈匝数比不变，则升压变压器输出电压恒定。设降压变压器的原副线圈匝数比为，输入、输出电压分别为、，通过原副线圈的电流分别为、，的副线圈并联多个用电器等效电阻为，则有，， 则 令 则 随着用户接入的用电器增多，副线圈接入电器的总电阻减小，则减小，输入线路中电流增大，则的原线圈中的电流变大，R消耗的功率 则R消耗的功率增大，故AD错误，C正确； B．输出功率 随着用户接入的用电器增多，副线圈接入电器的总电阻减小，减小，若之前，则随着减小，输出功率先增大后降低，若，随着减小，输出功率降低，故B错误。 故选C。 15．(24-25高二下·天津滨海新区·期末)（多选）如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比n1∶n2=5∶1，副线圈接有R=4Ω的电阻，输入电压u为如图乙所示的交流电，电流表和电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．电流表A1的示数是2.2A B．电压表V2的示数是 C．电路消耗的总功率是484W D．若只增大R的阻值电流表A1的示数将增大 【答案】AC 【详解】AB．根据乙图可知，电源端输入电压的有效值为 故电压表V1示数为 根据理想变压器规律有 可得电压表V2示数为 根据欧姆定律有 根据理想变压器规律 可得电流表A1示数为，故A正确，B错误； C．电路消耗的总功率为，故C正确； D．若只增大R的阻值，电源的输入电压不变，原副线圈匝数比不变，则副线圈的输出电压U2不变，根据可知，电流表A2的示数减小，则电流表A1的示数减小，故D错误。 故选AC。 16．(24-25高二下·天津第五中学·期末)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，t₁时刻发电机线圈处于中性面位置 D．图4中，t₁时刻发电机线圈中磁通量的变化率最大 【答案】C 【详解】A．由图可知，原线圈两端的电压为直流电压，且只有理想变压器原副线圈与匝数的关系满足，故A错误； B．从图2所示位置转动至线框与磁感线垂直的过程中，逐渐转向中性面，因此线框中的电动势逐渐减小，故B错误； C．图3中，t₁时刻磁通量最大，线圈处于中性面的位置，故C正确； D．图4中，t₁时刻瞬时电动势为零，发电机线圈中磁通量的变化率为零。故D错误。 故选C。 17．(24-25高二下·天津滨海新区大港第一中学·)在匀强磁场中有一电阻忽略不计的矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的正弦交流电的感应电动势e随时间t的变化如图甲所示，把该交流电输入到图乙中理想变压器的A、B两端。已知为热敏电阻（其电阻随温度升高而减小），R为定值电阻，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）    A．变压器A、B两端电压的瞬时值表达式为 B．图甲中时，穿过线圈的磁通量的变化率最大 C．处温度升高后，电压表与示数的比值变大 D．处温度升高后，变压器的输入功率减小 【答案】C 【详解】A．根据图甲可知正弦交流电的感应电动势的峰值为，周期为 可得 故变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为 故A错误； B．图甲中时，电动势为零，此时穿过线圈的磁通量的变化率为零，故B错误； CD．理想变压器的原副线圈的匝数不变，输入电压不变，则电压表示数不变。根据 可知副线圈两端的电压不变，处温度升高时，其阻值变小，根据欧姆定律可知，副线圈回路中的电流增大，则定值电阻R两端电压增大，两端电压减小，即电压表示数减小，故电压表示数与示数的比值变大。根据，可知原线圈电流增大，根据：，可知变压器的输入功率变大，故C正确，D错误。 故选C。 18．(24-25高二下·天津滨海新区·期末)电动自行车无线充电技术已经进入应用阶段，在踏板上安装接收器（内含受电线圈，并和电瓶相连），将电动自行车停放在地面的无线充电带（铺设有送电线圈）上，即可实现无线充电，这种充电方式的工作原理和理想变压器类似。若送电线圈接入有效值为220V、频率为50Hz的正弦交流电，受电线圈的输出电压有效值为48V，充电功率为180W。下列说法正确的是（　　） A．受电线圈中电流方向每秒改变50次 B．受电线圈和送电线圈的匝数比为 C．受电线圈的充电电流有效值为3.75A D．为使地面上的无线充电带结实耐用，其上可用金属护板做保护 【答案】C 【详解】A．正弦交流电的频率为50Hz，则受电线圈中电流方向每秒钟变化100次，故A错误； B．受电线圈和送电线圈的匝数比为 故B错误； C．根据 解得 故C正确； D．金属护板由于电磁感应，会存在涡流，有漏电隐患并影响电能的传输，故D错误。 故选C。 19．(24-25高二下·天津滨海新区·期末)如图甲为手机正在进行无线充电，无线充电的原理图如图乙所示，充电器和手机各有一个线圈，充电器端的叫发射线圈（匝数为n1），手机端的叫接收线圈（匝数为n2），两线圈面积均为S，在△t内发射线圈产生磁场的磁感应强度增加量为△B。磁场可视为垂直穿过线圈。下列说法正确的是（　　） A．手机端的接收线圈b点的电势低于a点 B．手机端的接收线圈a和b间的电势差值为 C．接收线圈和发射线圈是通过自感实现能量传递 D．增加c、d间电流的变化率，接收线圈a和b间的电势差始终不变 【答案】B 【详解】A．由楞次定律得，电流从a流向b，线圈是电源,在内电路电流由低电势流向高电势，所以手机端的接收线圈b点的电势高于a点，A错误； B．由法拉第电磁感应定律得：手机端的接收线圈a和b间的电势差值为 B正确； C．接收线圈和发射线圈是通过互感实现能量传递的，C错误； D．增加c、d间电流的变化率，将会使磁场的变化率增加，则接收线圈a和b间的电势差变大，D错误。 故选B。 20．(24-25高二下·天津滨海新区大港第一中学·模拟)如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时，输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，用户端有用电器和。如果变压器上的能量损耗可以忽略，当电键K由接通到断开时，图中各电表的读数如何变化（　　） A．A1减小，A2减小，V2增大 B．A1增大，A2减小，V2增大 C．A1减小，A2减小，V2减小 D．A1增大，A2增大，V2增大 【答案】A 【详解】理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出的电压也不变；由于当电键K由接通到断开时，导致副线圈电阻增大了，由可知副线圈中电流减小，即A2的示数变小；由可知两端电压增大，所以V2的示数增大；由可知输出的功率变小了，由于变压器的输入的功率和输出的功率相等，所以原线圈的输入的功率也要变小，因为输入的电压不变，所以V1示数不变，由可知原线圈电流变小，所以A1的示数变小；故A正确，BCD错误。 故选A。 21．(24-25高二下·天津滨海新区·期末)（多选）如图所示，小型交流发电机两磁极N、S间的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小。矩形金属线圈ABCD的匝数，面积，线圈内阻和导线电阻不计，线圈绕垂直于磁场的水平轴逆时针匀速转动，角速度。变压器为理想变压器，电压表和电流表均为理想交流电表，、均为定值电阻，R为滑动变阻器。现将开关S断开，观察到电流表的示数减小了0.2 A，电流表的示数减小了0.8 A，则下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数为200 V B．变压器原、副线圈匝数之比为 C．电压表示数变化量的大小与电流表示数变化量的大小的比值不变 D．若再将滑动变阻器的滑片向下滑动，则电压表示数变大 【答案】AC 【详解】A．线圈中产生的感应电动势的最大值为 电压表的示数为 A正确； B．根据理想变压器电流与匝数关系 可得 B错误； C．根据理想变压器电压与匝数关系 可知保持不变，电压表的示数为 则 则有 可知电压表示数变化量的大小与电流表示数变化量的大小的比值保持不变，C正确； D．将滑动变阻器的滑片向下滑动，滑动变阻器接入电路的有效阻值减小，电流表的示数变大，根据 可知电压表的示数变小，D错误。 故选AC。 22．如图（a）所示，线圈的匝数比为3:1，Rr为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图（b）所示。下列说法正确的是（　　） A．变压器输入输出功率之比为3:1 B．变压器副线圈输出的交变电压的频率为150Hz C．若热敏电阻Rr的温度升高，R1消耗的功率变大 D．若热敏电阻Rr的温度升高，电压表和电流表示数均变大 【答案】C 【详解】A．理想变压器的输入、输出功率相等，故A错误； B．由图b可知交流电的频率为 所以副线圈输出的交变电压的频率也为50Hz，故B错误； C．当热敏电阻Rr的温度升高时，由题可知其阻值将减小；所以副线圈所在电路的总电阻将减小，电路中的电流变大，电流表示数变大；由公式 可知定值电阻R1消耗的功率将变大，故C正确； D．电阻Rr的阻值变化不会影响输入电压，所以电压表的示数不变，故D错误。 故选C。 23．(24-25高二下·天津武清区城关中学·期末)（多选）如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关S断开，当开关S接通时，下列说法中正确的是（　　） A．副线圈两端M、N的输出电压减小 B．副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大 C．通过灯泡L1的电流减小 D．原线圈上电流增大 【答案】BCD 【详解】A．根据 可知，副线圈两端M、N的输出电压不变，选项A错误； BC．次级电压不变，当开关S接通时，次级电阻减小，则次级电流变大，则副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大，则两灯泡两端的电压减小，通过灯泡L1的电流减小，选项BC正确； D．次级电流变大，则根据 可知，原线圈上电流增大，选项D正确。 故选BCD。 地 城 考点03 远距离输电 24．(24-25高二下·天津滨海新区·期末)由半导体材料制成的热敏电阻，电阻率随温度的升高而减小，经常用于火警报警装置。如图甲所示是一火警报警器的电路示意图，理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2=22：1，原线圈接图乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻RT及报警器P（有内阻）组成闭合电路，流过报警器P的电流超过Ic时就会发出警报声。则以下判断正确的是    （    ） A．电压表示数为10 V B．变压器原线圈两端交变电压u=220sinπt（V） C．当RT所在处出现火情时，流过报警器P的电流会增加 D．当RT所在处出现火情时，变压器输入功率减小 【答案】C 【详解】A．原线圈电压的有效值为 理想变压器原、副线圈的匝数比 根据变压器原、副线圈中的电压之比等于匝数比得副线圈电压的有效值为 由于报警器有内阻，所以电压表示数小于10V，故A错误； B．原线圈接的图乙所示的正弦交流电，由图知最大电压，周期，故角速度是 变压器原线圈中交流电压的瞬时表达式 故B错误； C．当处温度升高时阻值减小，副线圈中电流增大，报警器将会发出警报声，故C正确； D．处温度升高时副线圈中电流增大，而副线圈的电压不变，变压器的输出功率变大，变压器的输入功率变大，故D错误； 故选C。 25．(24-25高二下·天津滨海新区大港第一中学·模拟)（多选）一台发电机最大输出功率为4 000kW，电压为4000 V，经变压器T1升压后向远方输电。输电线路总电阻R＝1kΩ。到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220V、60W)。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则(　　) A．T1原、副线圈电流分别为103A和20A B．T2原、副线圈电压分别为1.8×105V和220V C．T1和T2的变压比分别为1:50和40:1 D．有6×104盏灯泡(220V、60W)正常发光 【答案】ABD 【详解】A．对于原线圈回路，根据 解得 I1＝103 A 对于副线圈回路，输电线上消耗的功率 解得 I2＝20 A 故A正确； B．根据T1原副线圈两端的功率不变，则有 解得 U2＝2×105 V 输电线上损失电压 U线＝I2R＝2×104 V 则T2原线圈的输入电压 U3＝U2－U线＝1.8×105 V 又灯泡正常发光，T2的副线圈的电压为220 V，故B正确； C．T1的变压比 T2的变压比 故C错误； D．根据T2原副线圈功率不变，则有 U3I2＝60n 解得 n＝6×104盏 故D正确。 故选ABD。 26．(24-25高二下·天津和平区·期末)下图为某电学仪器原理图，变压器原副线圈的匝数分别为，原线圈中固定电阻阻值为，副线圈连接一可变电阻R；码若将右侧实线框内的电路等效为一个电阻，可利用闭合电路的规律解决如下问题：在交流电源的电压有效值不变的情况下，在调节可变电阻R的过程中，可变电阻阻值增大，固定电阻消耗的功率会_____（填“增大”“不变”或“减小”）；当_____时（用表示），R获得的功率最大。 【答案】 减小 【详解】[1]根据变压器原理可得， 右侧实线框内的电路的等效电阻为 对于原线圈的回路，有 当可变电阻阻值增大时，等效电阻增大，原线圈回路中的电流减小，由可知电阻消耗的功率会减小； [2]将等效为电源电动势，等效为电源内阻，等效为外电阻，当R获得的功率最大时，有 解得 27．(24-25高二下·天津南开区·期末)中国发布的“双碳战略”，计划到2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体，输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一。有一小型水电站发电机的输出功率为50kW，发电机的输出电压为250V，通过升压变压器将电压升为10kV后向远处输电，输电线的总电阻R为10Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V，两变压器均视为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．升压变压器原、副线圈的匝数之比为1∶4 B．输电线上损失的功率为50W C．降压变压器原、副线圈中的电流之比为22∶995 D．若仅用户端并联更多的灯泡，用户端的电压仍为220V 【答案】C 【详解】A．升压变压器原、副线圈的匝数之比为，故A错误； B．输电线上的电流 则输电线损失的功率为，故B错误； C．降压变压器初级电压 降压变压器原、副线圈中的匝数比 则电流之比为，故C正确； D．若仅用户端并联更多的灯泡，则用户消耗的功率变大，输电线上的电流变大，导线上的电压损失变大，降压变压器初级电压减小，则次级电压也减小，则用户端的电压小于220V，故D错误。 故选C。 28．(24-25高二下·天津滨海新区·期末)2020年9月，中国发布“双碳战略”，计划到2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一。若在输送电能总功率、输电线电阻不变的情况下，仅将原来的高压输电升级为的特高压输电，下列说法正确的是（　　） A．输电线上的电流变大 B．输电线上的电压变大 C．输电线上损失的电功率变小 D．用户得到的电功率变小 【答案】C 【详解】A．由公式可知，在输电总功率不变的情况下，电压升高，输送电流变小，A错误； B．由欧姆定律可知，导线上损失的电压，输电线电阻不变，所以输电线上损失的电压变小，B错误； C．输电线上损失的功率，所以输电线上损失的功率变小，C正确； D．用户得到的电功率 变小，用户得到的电功率变大，D错误。 故选C。 29．(24-25高二下·天津五区县重点校·期末)（多选）某校修建宿舍需要用电动机抽水，如图所示，用一发电机发电，导线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势，导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电。输电线路的电流为2A，输电线路总电阻为25Ω，理想降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为220V，电动机的功率为1100W，导线框及其余导线电阻不计，则（　　） A．图示位置穿过线框的磁通量变化率最大 B．降压变压器原副线圈的匝数比为5∶2 C．升压变压器原副线圈的匝数比为1∶6 D．若电动机突然卡住而不能转动但未烧坏前，输电线上的损耗功率将减小 【答案】AB 【详解】A．图示位置线圈与中性面垂直，穿过线框的磁通量为零，磁通量变化率最大，故A正确； BC．流过电动机的电流 对于降压变压器，原副线圈匝数比为 降压变压器原线圈电压为 线路上的压降为 升压变压器副线圈电压为 升压变压器原线圈电压有效值 所以升压变压器原副线圈匝数比为 故B正确，C错误； D．若电动机突然卡住而不能转，机械功率为0，电能完全转化为内能，电动机电流增大，输电线上的电流增大，损耗功率将增大，故D错误。 故选AB。 30．(24-25高二下·天津西青区·期末)（多选）如图所示，一个发电系统的输出电压恒为250V，输送功率为1×105W。通过理想变压器向远处输电，所用输电线的总电阻为8Ω，升压变压器T1原、副线圈匝数比为1：16，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器副线圈两端的电压U2=2×103V B．输电线损失的电压为3.8×103V C．输电线损失的功率为5×103W D．若用户获得220V电压，则降压变压器T2原、副线圈的匝数比为190：11 【答案】CD 【详解】C．发电系统输送功率为，则升压变压器原线圈电流为 根据理想变压器电流与匝数成反比 可得升压变压器副线圈电流为 则输电线损失的功率为 故C正确； ABD．根据理想变压器电压与匝数成正比 可知升压变压器副线圈输出电压为 输电线损失的电压为 则降压变压器原线圈电压为 根据理想变压器电压与匝数成正比 可得降压变压器原、副线圈的匝数比为 故AB错误，D正确。 故选CD。 31．(24-25高二下·天津河东区·期末)（多选）下图为输电线为用户输电的情景，电路中升压变压器和降压变压器都认为是理想变压器，中间输电电路电阻为R，下列说法正确的有（　　） A．输出电压与输入电压相等 B．输出功率大于输入功率 C．若用户接入的用电器增多，则R功率降低 D．若用户接入的用电器增多，则输出功率增大 【答案】BD 【详解】AB．由于输电过程中电阻R要产生热量，会损失功率和损失电压，所以输出功率大于输入功率；输出电压大于输入电压，故A错误，B正确； C．由于输入电压不变，所以变压器的输出变压不变，随着用户接入的用电器增多，导致用户端的总电阻变小，将与用户看成一等效电阻，则等效电阻阻值变小，根据欧姆定律可知，中间输电电路的电流增大，根据 可知R功率增大，故C错误； D．用户接入电路的用电器越多，用电器消耗的总功率增大，即输出功率增大，故D正确。 故选BD。 32．(24-25高二下·天津滨海新区·期末)（多选）如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，其输入电压如图乙所示。远距离输电线的总电阻为100 Ω。降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小。电压表V显示加在报警器两端的电压（报警器未画出），未出现火警时，升压变压器的输入功率为750 kW。下列说法中正确的是 A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为50 Hz B．远距离输电线路损耗功率为180 kW C．当传感器R2所在处出现火警时，电压表V的示数变小 D．当传感器R2所在处出现火警时，输电线上的电流变小 【答案】AC 【详解】A．由图乙知交流电的周期为0.02s，所以频率为50Hz，变压器不改变频率，A正确； B．由图乙知升压变压器输入端电压有效值为250V，根据电压与匝数成正比知副线圈电压为25000V，所以输电线中的电流为： I＝＝30A， 输电线路损耗功率为： ΔP＝I2R＝90kW， B错误； D．当传感器R2所在处出现火警时，其阻值减小，负载总电阻减小，升压变压器的输入功率增大，输电线上的电流增大，D错误； C．输电线的电流增大，所以输电线电压损失增大，降压变压器副线圈两端电压减小，副线圈中的电流增大，R1两端的电压增大，故电压表的示数减小，C正确。 故选AC。 33．(24-25高二下·天津武清区城关中学·期末)（多选）在电能的输送过程中，若输送的电功率一定、输电线电阻一定时，对于在输电线上损失的电功率，有如下四种判断，其中正确的是（    ） A．和输送电线上电压降的平方成反比 B．和输送电压的平方成正比 C．和输送电线上电压降的平方成正比 D．和输送电压的平方成反比 【答案】CD 【详解】AC．输电线电阻一定时，根据 可知输电线上损失的功率与输电线上电压降的平方成正比，故A错误，C正确； BD．因为输送的电功率一定，则有 可得输送电流 输电线上损失的功率 可知输电线上损失的功率与输送电压的平方成反比，故B错误，D正确。 故选CD。 34．(24-25高二下·天津四校联考·期末)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 35．(24-25高二下·天津武清区城关中学·期末)发电站给用户供电电路如图所示。发电站的输出电压U1＝250V，升压变压器原、副线圈的匝数比n1:n2＝1:16，降压变压器原、副线圈的匝数比n3:n4＝190:11，用户用电时的功率P=95kW，用户两端电压U4＝220V。变压器均为理想变压器，求： (1)输电线的总电阻； (2)发电站的输出功率。 【答案】(1)8Ω (2)100kW 【详解】（1）设升压变压器副线圈电压，则有 解得 设降压变压器原线圈电压，则有 解得 输电线上损失的电压为 根据 解得输电线电流为 则输电线的总电阻为 （2）发电站的输出功率为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $