2027届人教版高考物理一轮复习讲义（直击高考）（提高班）（知识点+模拟分类+真题分类）专题 十三 交流电

该高中物理高考复习讲义聚焦交流电专题，涵盖交变电流的产生与描述、“四值”辨析、理想变压器、远距离输电等核心考点，按“概念规律—应用拓展”逻辑架构知识点，通过表格对比“四值”差异、步骤化讲解瞬时值表达式书写、真题分类演练等环节，帮助学生系统构建知识网络，突破变压器动态分析等难点。 讲义突出科学思维与模型建构，如设计“瞬时值表达式书写三步骤”培养规范解题能力，用等效电路法分析远距离输电损耗提升科学推理水平。设置基础巩固、高考真题、综合应用分层练习，配合即时方法总结，助力学生高效掌握考点，为教师把控复习节奏提供清晰教学路径。

专题十三 交流电 知识点1　交变电流的产生和描述 1．正弦式交变电流的变化规律及对应图象(线圈在中性面位置开始计时) 函数 图象 磁通量 Φ＝Φm·cos ωt＝BScos ωt 电动势 e＝Em·sin ωt＝nBSωsin ωt 电压 u＝Um·sin ωt＝sin ωt 电流 i＝Im·sin ωt＝ sin ωt 2.两个特殊位置的特点 图示 概念 中性面位置（平行/重合） 与中性面垂直的位置 (1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向发生改变． (2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变． 3.交变电流瞬时值表达式的书写思路（磁场无范围限制） （重点） (1) 先求电动势的最大值Em＝NBSω； Φm＝BS Em＝NωΦm (2) 图象可读出交变电流的变化周期T，然后计算得出角速度 。 ω＝=2π f =2π n n是转速，单位: r/s (3)明确从哪一位置开始计时，从而确定是正弦函数还是余弦函数； a线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，正弦函数e＝Em·sin ωt b线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，余弦函数e＝Em·cos ωt 知识点2 正弦交变电流的“四值” 物理含义 重要关系 适用情况 瞬时值 交变电流某一时刻的值 写表达式，带入t e＝Emsin ωt i＝Imsin ωt 计算线圈某时刻的受力 最大值 最大的瞬时值 Em＝nBSω Im＝ 确定用电器的耐压值，如电容器、晶体管等的击穿电压 有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流值 （热量等效） 正（余）弦式交流电：　　 E＝ U＝ I＝ ①计算与电流热效应相关的量，如功、功率、热量等；②保险丝的熔断电流③电气设备所标注的额定电压、额定电流；④交流电表的测量值； 注意：闭合回路线框两端的电压是路端电压 平均值 交变电流图象中图线与时间轴围成面积与时间的比值 计算通过电路某一截面的电荷量：q＝·t 知识点3 理想变压器原、副线圈基本量的关系 1.理想变压器的条件 （1）磁感线全部集中在铁芯内，没有磁通量的损失； （2）铁芯内无内能产生，没有能量损失； （3）线圈电阻产生的内能忽略不计。 2.理想变压器的相关规律 （1）只有一个副线圈 1）电压关系：； 2）电流关系：； 3）功率和频率不变：、； （2）有多个副线圈时 1）电压关系：； 2）电流关系： 推导：由得 知识点4 远距离输电问题 1.三个回路中电压、电流及功率的关系 输出功率为、输出电压为、输电电压为、输电电流为（）、导线电阻为 （1）功率关系：、、 （2）电压、电流关系 、；、； （3）输电电流 （4）输电线上损耗的电压、电功率 2.减小输电线上电压、电功率损耗的办法 （1）减小输电线的电阻R：用电阻率较小的铜或铝制作导线。 （2）减小输电电流：在输送功率P一定时，提升输电电压，可减小输电电流，即采用高压输电。 1、 交变电流的产生和描述 1．（2026·广东梅州·模拟预测）图（1）为某款手机充电器的铭牌信息，某家庭电路两端电压随时间变化的关系如图（2）所示，手机充电器工作时，可近似看成一理想变压器，下列说法正确的是（     ） A．该充电器原副线圈均以最小电压正常工作时，原副线圈电流的频率之比为 B．该充电器原副线圈均以最小电压正常工作时，原线圈中的电流有效值为40 A C．该充电器在家庭电路中以最大功率使用时，原副线圈的匝数之比为 D．该充电器的最大输出功率为66 W 2．（2026·天津河北·三模）如甲图，电流互感器可测量导线a中交变电流的通电情况。让a穿过闭合铁芯，铁芯上绕有多匝线圈，线圈和分析器组成闭合回路，忽略线圈内电流变化对a中电流的影响。分析器可显示流过分析器的电流随时间变化的波形。某次测量时，分析器显示的结果如乙图中的正弦波形，则（     ） A．分析器中电流的有效值为 B．分析器中电流的最大值为 C．导线a中电流的频率为100 Hz D．时导线a内电流达到极大值 3．（2026·河南郑州·模拟预测）某偏僻山区利用有很大高度差的山泉水冲击叶片，带动一面积为的100匝矩形导线圈以的角速度绕转动轴匀速转动，线圈处于磁感应强度大小的匀强磁场中，与磁场方向垂直，如图。已知理想变压器原、副线圈匝数分别为200匝、50匝，灯泡的阻值为，其他电阻不计，则闭合开关后，下列说法正确的是（     ） A．线框平面与磁场方向垂直时，流经电灯的电流最大 B．灯泡两端瞬时电压的频率为 C．穿过变压器原线圈的磁通量变化率最大值为 D．电流表A的示数为 4．（多选）（2026·黑龙江大庆·模拟预测）如图甲所示为一台小型发电机的结构示意图，内阻为的单匝线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦图线如图乙所示，电压表、电流表均为理想交流电表，定值电阻的阻值，则下列说法正确的是（　　） A．发电机产生的电动势最大值为，线圈的转速 B．电流表的示数为，电压表的示数为 C．的时间内，通过定值电阻的电荷量为 D．时，穿过线圈的磁通量变化率最大 5．（多选）（2026·海南海口·二模）如图甲所示为一台小型发电机的结构示意图，内阻为的单匝线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦图线如图乙所示，电压表、电流表均为理想交流电表，定值电阻的阻值，则下列说法正确的是（     ） A．时，电压表示数为0 B．电流表的示数为10A C．发电机产生的电动势最大值为，线圈的转速 D．时，穿过线圈的磁通量变化率为零 6．（多选）（2026·天津河西·三模）如图所示，竖直放置的匝闭合矩形线圈处于方向水平向右的匀强磁场中，线圈以角速度绕竖直固定轴逆时针（俯视）匀速转动。已知线圈的电阻为、面积为。时刻，线圈平面与磁感线平行；时刻，线圈产生的感应电动势瞬时值为。下列说法正确的是（     ） A．时刻，线圈中的电流方向为 B．时刻，线圈中磁通量的变化率最大 C．磁感应强度为 D．线圈的电功率 7．（2026·江苏镇江·模拟预测）如图所示，交流发电机的矩形金属线圈处于磁感应强度的匀强磁场中。线圈面积、匝数（图中只画出1匝）、总电阻，线圈可绕垂直于磁场且过和ad边中点的转轴以角速度匀速转动。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环 、焊接在一起，并通过电刷与阻值的定值电阻连接。电路中其他电阻忽略不计。求： (1)线圈中感应电动势的最大值； (2)电阻上的发热功率。 2、 变压器 1．（2026·云南昆明·三模）随着我国新能源汽车迅猛发展，充电桩的需求快速增长。如图甲为常见的交流充电桩，充电站为充电桩供电的电路示意图如图乙所示，理想变压器的原线圈电压为，最大输出功率为，单个充电桩的充电电压为、充电电流为。下列说法正确的是（     ） A．该变压器原、副线圈的匝数比 B．该变压器原线圈的电压为峰值 C．该充电站能最大允许9个充电桩同时正常为新能源汽车充电 D．该充电站能最大允许10个充电桩同时正常为新能源汽车充电 2．（2026·江西上饶·二模）2026年国家计划新增1万个高速超充充电桩，图为超充充电桩的简化电路。已知充电桩的电压（V），充电功率为396kW，变压器视为理想变压器，变压器原、副线圈的匝数比为。则原线圈电流的有效值为（     ） A．450A B． C．1800A D． 3．（2026·河南郑州·模拟预测）某偏僻山区利用有很大高度差的山泉水冲击叶片，带动一面积为的100匝矩形导线圈以的角速度绕转动轴匀速转动，线圈处于磁感应强度大小的匀强磁场中，与磁场方向垂直，如图。已知理想变压器原、副线圈匝数分别为200匝、50匝，灯泡的阻值为，其他电阻不计，则闭合开关后，下列说法正确的是（     ） A．线框平面与磁场方向垂直时，流经电灯的电流最大 B．灯泡两端瞬时电压的频率为 C．穿过变压器原线圈的磁通量变化率最大值为 D．电流表A的示数为 4．（2026·湖南怀化·三模）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=2:1，原线圈接入的交流电压瞬时值表达式为，定值电阻R1=2Ω，副线圈接有滑动变阻器R2，阻值为0~10Ω。电压表和电流表均为理想交流电表，其读数分别记为U和I，调节滑动变阻器R2的滑片，电表示数变化量的绝对值分别记为∆U和∆I，下列说法正确的是（　　） A．向下调节R2的滑片，电压表示数增大 B． C．当滑动变阻器R2阻值调到2Ω时，电流表示数I为55A D．当滑动变阻器R2滑片在中央时，变压器输出功率最大 5．（2026·山东淄博·三模）某带有照明系统的电动装置电路如图所示，理想变压器原线圈的匝数为n1=110，副线圈匝数分别为n2=50、n3=30，原线圈两端接电压有效值为220V的交流电源，两副线圈分别连接电动机M和灯泡L，电动机线圈的电阻为5Ω，灯泡的电阻恒为30Ω。电动机和灯泡都正常工作，理想电流表的示数为1A。下列说法正确的是（     ） A．灯泡中的电流为1A B．电动机中的电流为20A C．电动机的电功率为100W D．电动机的机械功率为85W 6．（2026·云南红河·三模）如图甲所示，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小，理想变压器原、副线圈的匝数比为11∶1，电压表和电流表均为理想电表。从某时刻开始在原线圈两端加上如图乙所示的正弦式交变电压。则下列说法中正确的是（     ） A．交变电流的频率为100Hz B．电压表的示数约为28.28V C．天逐渐变亮的过程中，电流表的示数变大 D．天逐渐变亮的过程中，变压器的输入功率变小 7．（2026·天津宝坻·三模）如图所示，理想变压器原线圈接在电压的交流电源上，副线圈与定值电阻、滑动变阻器相连，交流电压表和交流电流表为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．变阻器的滑片向a端滑动，变压器的输入功率减小 B．变阻器的滑片向a端滑动，电流表的示数增大 C．变阻器的滑片向b端滑动，电压表的示数增大 D．交变电流的频率为 8．（2026·北京丰台·二模）如图所示，某理想变压器的原线圈接在100V的正弦交流电源上，副线圈输出电压为10V，副线圈与负载电阻R相连。下列说法正确的是（　　） A．原、副线圈匝数之比为1:10 B．当负载电阻R=10Ω时，电流表的示数为10A C．当负载电阻R的阻值增大时，副线圈的输出电压将减小 D．当负载电阻R的阻值减小时，原线圈的输入功率将增大 三、远端输电 1．（2026·贵州黔西南·二模）如图为某小型水力发电站的输电线路图，发电站输出功率为98kW、电压为350V的交流电，输电线的电阻为4Ω、损耗功率为发电站输出功率的5%，用户所需要电压为220V，所有变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（     ） A．输电线路上电流为40A B．升压变压器上原、副线圈的匝数比为 C．降压变压器原线圈的输入电压为2400V D．降压变压器上原、副线圈的匝数比为 2．（2026·河南驻马店·模拟预测）如图所示为远距离输电的电路图，发电厂输出的电压有效值恒为，某时刻输出功率为，用户端的电压为。已知输电线的总电阻为，降压变压器的匝数比为，升压变压器和降压变压器均为理想变压器。则下列说法正确的是（     ） A．输电线路的电流为20A B．升压变压器的匝数比为 C．输电线上损耗的功率为 D．用户增加时，用户得到的电压升高 3．（2026·安徽合肥·模拟预测）为庆祝合肥六中建校70周年，学校举办了文艺展演活动，某节目在表演时需要在舞台一端放置由多个相同灯泡并联组成的灯带。现用一台交流发电机，通过原、副线圈匝数之比为4∶1的理想降压变压器给若干盏灯泡供电。发电机输出电压表达式为，不考虑灯泡电阻的变化，输电线总电阻r=10Ω，其他电阻不计，若副线圈两端的电压为u0，通过副线圈的电流为i0，下列说法正确的是（     ） A．若改变接入电路的灯泡数量，则 B．若减少接入电路的灯泡数量，剩下灯泡将变暗 C．若增加接入电路的灯泡数量，则通过原线圈的电流变小 D．若灯泡规格为“220V，60W”，为保证所有灯泡正常发光，接入副线圈的灯泡个数为175个 4．（2026·河南·三模）阳江作为全国海上风电产业高地，已形成2000万千瓦规划装机规模。阳江海上风电基地计划通过高压输电线路向大湾区输送电功率为100万千瓦，若采用500kV超高压输电，则用户获得的功率为，若采用1000kV特高压输电，则用户获得的功率为，假设两种方式采用的输电线路电阻均为80Ω，不计其他损耗，则为（     ） A． B． C． D． 5．（2026·福建泉州·三模）特高压输电是我国“西电东送”战略的核心技术支撑。图示为某实验小组模拟特高压输电简化电路，发电机输出稳定正弦交变电压，输电线路总电阻为，两变压器视为理想变压器。升压变压器原、副线圈匝数分别用、表示，用户端所接电阻的阻值用表示。下列说法正确的是（　　） A．若仅增大，消耗的功率减少 B．若仅增大，消耗的功率不变 C．若仅增大，消耗的功率增大 D．若仅增大，消耗的功率不变 6．（2026·安徽合肥·模拟预测）被誉为“疆电东送”的新疆准东至安徽特高压直流输电的1100 kV工程是世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压直流输电工程。该工程在输电环节使用的是直流电，在送电端使用专用“整流”设备将发电机的交流电变为直流电，在用户端使用“逆变”设备将直流电变为交流电。则下列说法正确的是（     ） A．采用直流输电，会减少线路上电感引起的电能损耗 B．送电端的电压越高，输电线上的电流越大 C．在送电端先升压再整流，在用户端先降压再逆变 D．保持输电功率恒定，若采用550 kV输电，输电线上损失的功率变为原来的两倍 一、交变电流的产生和描述 1．（2025年高考北京卷物理真题）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 2.（多选）（2025年黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古高考物理真题）如图，“”形导线框置于磁感应强度大小为B、水平向右的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直，各边长均为l。线框绕b、e所在直线以角速度顺时针匀速转动，be与磁场方向垂直。时，abef与水平面平行，则（    ） A．时，电流方向为abcdefa B．时，感应电动势为 C．时，感应电动势为0 D．到过程中，感应电动势平均值为0 3.（多选）（2025年高考重庆卷物理真题（1-11，15题））2025年1月“疆电入渝”工程重庆段全线贯通，助力重庆形成特高压输电新格局，该工程计划将输电站提供的直流电由新疆输送至重庆，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5%，则（　　） A．直流输电导线中的电流为250A B．直流输电导线总阻值不超过16Ω C．家用交流电的电压最大值为220V，频率为50Hz D．配电房中变压器原、副线圈中电流比为 4.（2025年高考江苏卷物理真题）圆筒式磁力耦合器由内转子、外转子两部分组成。工作原理如图甲所示。内、外转子可绕中心轴转动。外转子半径为，由四个相同的单匝线圈紧密围成，每个线圈的电阻均为R，直边的长度均为L，与轴线平行。内转子半径为，由四个形状相同的永磁体组成，磁体产生径向磁场，线圈处的磁感应强度大小均为B。外转子始终以角速度匀速转动，某时刻线圈abcd的直边ab与cd处的磁场方向如图乙所示。 (1)若内转子固定，求ab边产生感应电动势的大小E； (2)若内转子固定，求外转子转动一周，线圈abcd产生的焦耳热Q； (3)若内转子不固定，外转子带动内转子匀速转动，此时线圈中感应电流为I，求线圈abcd中电流的周期T。 5.（2024年高考天津卷物理真题）电动汽车制动过程中可以控制电机转为发电模式，在产生制动效果的同时，将汽车的部分机械能转换为电能，储存在储能装置中，实现能量回收、降低能耗。如图1所示，发电机可简化为处于匀强磁场中的单匝正方形线框ABCD，线框边长为L，电阻忽略不计，磁场磁感应强度大小为B，线框转轴OO′与磁场垂直，且与AB、CD距离相等。线框与储能装置连接。 (1)线框转动方向如图1所示，试判断图示位置AB中的电流方向； (2)若线框以角速度ω匀速转动，线框平面与中性面垂直瞬间开始计时，线框在t时刻位置如图2所示，求此时AB产生的感应电动势； (3)讨论电动汽车在某次制动储存电能时，为方便计算，做两点假定：①将储能装置替换为阻值为R的电阻，电阻消耗的电能等于储能装置储存的电能；②线框转动第一周的角速度为ω0，第二周的角速度为，第三周的角速度为，依次减半，直到线框停止转动。若该制动过程中汽车在水平路面上做匀减速直线运动，汽车质量为m，加速度大小为a，储存的电能为初动能的50%，求制动过程中汽车行驶的最大距离x。 二、变压器 6．（2026年高考河南卷物理高考真题（网络收集版））为确定一变压器副线圈cd的匝数，某同学在变压器铁芯上缠绕10匝线圈ef，如图所示。原线圈ab接入一正弦交流电源，c、d两端电压为10 V；若将d、e两端连接，ab接入的电源不变，c、f两端电压为11 V，变压器视为理想变压器，则副线圈cd的匝数为（     ） A．200 B．190 C．110 D．100 7．（2025年高考江西卷物理真题）某变压器的原线圈匝数未知，将的正弦交流电输入原线圈。改变副线圈的匝数n，测得副线圈两端的电压U与匝数n之间的关系如图所示。若该变压器为理想变压器，则原线圈的匝数最接近（　　） A．110 B．160 C．210 D．310 8．（2025年高考湖南卷物理真题）如图，某小组设计了灯泡亮度可调的电路，a、b、c为固定的三个触点，理想变压器原、副线圈匝数比为k，灯泡L和三个电阻的阻值均恒为R，交变电源输出电压的有效值恒为U。开关S与不同触点相连，下列说法正确的是（　　） A．S与a相连，灯泡的电功率最大 B．S与a相连，灯泡两端的电压为 C．S与b相连，流过灯泡的电流为 D．S与c相连，灯泡的电功率为 9．（2025年高考河北卷物理真题）2024年底，世界装机容量最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站全面投产发电。如图，若该电站通过理想变压器调节输出电压时，输入电压保持不变。已知副线圈总匝数为n，分接头间和间的线圈匝数，开关S接3时输出电压的瞬时值，则S接2时的图像为（　　） A． B． C． D． 10．（2025年高考安徽卷物理真题）某理想变压器的实验电路如图所示，原、副线圈总匝数之比，A为理想交流电流表。初始时，输入端a、b间接入电压的正弦式交流电，变压器的滑动触头P位于副线圈的正中间，电阻箱R的阻值调为。要使电流表的示数变为，下列操作正确的是（　　） A．电阻箱R的阻值调为 B．副线圈接入电路的匝数调为其总匝数的 C．输入端电压调为 D．输入端电压调为 11．（2025年高考福建卷物理真题）在图(a)所示电路中，理想变压器原、副线圈匝数比4：1，电阻的阻值时是的2倍，电压表为理想电压表。若原线圈输入如图(b)所示的正弦交流电，则（　　） A．交流电周期为2.25s B．电压表示数为12V C．流经副线圈的电流是流经R1的2倍 D．变压器的输入、输出功率之比为4：1 12.（2025年高考广西卷物理真题）某变压器输入正弦交流电的电压有效值为220V．输出电压最大值为，该变压器视为理想变压器，其原、副线圈匝数之比为（   ） A． B． C． D． 13.（多选）（2025年高考海南卷物理部分真题）如图所示，理想变压器接在交流电上，此时电压表读数为，电流表读数为，电表皆为理想电表，则（    ） A．输入电压有效值为 B．原线圈输入电流为 C．滑动变阻器向下滑动，电压表读数减小 D．滑动变阻器向上滑动，电流表读数增大 14．（多选）（2026年高考云南卷物理高考真题（网络收集版））云南至广东高压输电工程在调试阶段采用高压输电，输送功率为，关于该输电线路，下列说法正确的是（     ） A．输电电流为 B．输电电流为 C．若输送功率不变，提高输电电压，则输电损耗会增加 D．若输送功率不变，提高输电电压，则输电损耗会减小 15．（多选）（2026年高考河北卷物理高考真题（网络收集版））图1为一种等离子体工作电路，理想变压器原线圈两端接电压为的正弦交流电源，原、副线圈的匝数分别为、，为保护电阻。稳定工作时交流电流表的读数为，若等离子体可等效为定值电阻，其两端的正弦交流电压波形如图2所示，为电压峰值，为周期，则下列说法正确的是（     ） A．副线圈电压为 B．原线圈中电流为 C．电源电压周期为 D．等离子体的等效电阻为 16．（多选）（2026年高考湖北卷物理高考真题（网络收集版））如图所示，有一理想变压器，其原线圈输入电压为，在一个副线圈上接额定电压为、额定功率为的灯泡甲，在另一个单匝副线圈上接额定电压为、额定功率为的灯泡乙，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（     ） A．原线圈的匝数为50 B．输入电压的频率为 C．原线圈的输入功率为 D．流过原线圈的电流最大值为0.11 A 三、远端输电 17.（2026年高考江苏卷物理高考真题（网络收集版））使用高压输电，若发电站的输出功率不变，输电线的总电阻不变，将输电线中的电流降为原来的一半，则输电线上损耗的功率变为原来的（   ） A．2倍 B． C．不变 D．4倍 18.（2026年高考贵州卷物理高考真题（网络收集版））如图，某发电站输出电压的交流电，经两个变压器先后将电压升至和，再并入电网。输电线电阻，。设所用变压器均为理想变压器，若发电站输出功率，则和上损失的总功率为（     ） A． B． C． D． 19.（多选）（2025年高考湖北卷物理真题T8--10变式题）在如图所示的输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两变压器均为理想变压器，左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，两变压器间输电线路电阻为r。下列说法正确的是（　　） A．仅增加用户数，r消耗的功率增大 B．仅增加用户数，用户端的电压增大 C．仅适当增加n2，用户端的电压增大 D．仅适当增加n2，整个电路消耗的电功率减小 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题十三 交流电 知识点1　交变电流的产生和描述 1．正弦式交变电流的变化规律及对应图象(线圈在中性面位置开始计时) 函数 图象 磁通量 Φ＝Φm·cos ωt＝BScos ωt 电动势 e＝Em·sin ωt＝nBSωsin ωt 电压 u＝Um·sin ωt＝sin ωt 电流 i＝Im·sin ωt＝ sin ωt 2.两个特殊位置的特点 图示 概念 中性面位置（平行/重合） 与中性面垂直的位置 (1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向发生改变． (2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变． 3.交变电流瞬时值表达式的书写思路（磁场无范围限制） （重点） (1) 先求电动势的最大值Em＝NBSω； Φm＝BS Em＝NωΦm (2) 图象可读出交变电流的变化周期T，然后计算得出角速度 。 ω＝=2π f =2π n n是转速，单位: r/s (3)明确从哪一位置开始计时，从而确定是正弦函数还是余弦函数； a线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，正弦函数e＝Em·sin ωt b线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，余弦函数e＝Em·cos ωt 知识点2 正弦交变电流的“四值” 物理含义 重要关系 适用情况 瞬时值 交变电流某一时刻的值 写表达式，带入t e＝Emsin ωt i＝Imsin ωt 计算线圈某时刻的受力 最大值 最大的瞬时值 Em＝nBSω Im＝ 确定用电器的耐压值，如电容器、晶体管等的击穿电压 有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流值 （热量等效） 正（余）弦式交流电：　　 E＝ U＝ I＝ ①计算与电流热效应相关的量，如功、功率、热量等；②保险丝的熔断电流③电气设备所标注的额定电压、额定电流；④交流电表的测量值； 注意：闭合回路线框两端的电压是路端电压 平均值 交变电流图象中图线与时间轴围成面积与时间的比值 计算通过电路某一截面的电荷量：q＝·t 知识点3 理想变压器原、副线圈基本量的关系 1.理想变压器的条件 （1）磁感线全部集中在铁芯内，没有磁通量的损失； （2）铁芯内无内能产生，没有能量损失； （3）线圈电阻产生的内能忽略不计。 2.理想变压器的相关规律 （1）只有一个副线圈 1）电压关系：； 2）电流关系：； 3）功率和频率不变：、； （2）有多个副线圈时 1）电压关系：； 2）电流关系： 推导：由得 知识点4 远距离输电问题 1.三个回路中电压、电流及功率的关系 输出功率为、输出电压为、输电电压为、输电电流为（）、导线电阻为 （1）功率关系：、、 （2）电压、电流关系 、；、； （3）输电电流 （4）输电线上损耗的电压、电功率 2.减小输电线上电压、电功率损耗的办法 （1）减小输电线的电阻R：用电阻率较小的铜或铝制作导线。 （2）减小输电电流：在输送功率P一定时，提升输电电压，可减小输电电流，即采用高压输电。 1、 交变电流的产生和描述 1．（2026·广东梅州·模拟预测）图（1）为某款手机充电器的铭牌信息，某家庭电路两端电压随时间变化的关系如图（2）所示，手机充电器工作时，可近似看成一理想变压器，下列说法正确的是（     ） A．该充电器原副线圈均以最小电压正常工作时，原副线圈电流的频率之比为 B．该充电器原副线圈均以最小电压正常工作时，原线圈中的电流有效值为40 A C．该充电器在家庭电路中以最大功率使用时，原副线圈的匝数之比为 D．该充电器的最大输出功率为66 W 【答案】D 【详解】A．理想变压器不能改变交变电流的频率，该充电器原副线圈均以最小电压正常工作时，原副线圈电流的频率之比为1:1，故A错误； B．该充电器原副线圈均以最小电压正常工作时，由图（1）可知原线圈电压，副线圈电压，副线圈电流，根据理想变压器输入功率等于输出功率有 解得 即原线圈中的电流有效值为，故B错误； C．由图（2）可知家庭电路交流电压最大值，则有效值 解得 该充电器在家庭电路中以最大功率使用时，由图（1）可知副线圈电压，根据理想变压器原副线圈电压与匝数的关系有 解得 即原副线圈的匝数之比为20:1，故C错误； D．由图（1）铭牌信息可知，该充电器的最大输出电压，最大输出电流，则最大输出功率为 解得 可知该充电器的最大输出功率为，故D正确。 故选D。 2．（2026·天津河北·三模）如甲图，电流互感器可测量导线a中交变电流的通电情况。让a穿过闭合铁芯，铁芯上绕有多匝线圈，线圈和分析器组成闭合回路，忽略线圈内电流变化对a中电流的影响。分析器可显示流过分析器的电流随时间变化的波形。某次测量时，分析器显示的结果如乙图中的正弦波形，则（     ） A．分析器中电流的有效值为 B．分析器中电流的最大值为 C．导线a中电流的频率为100 Hz D．时导线a内电流达到极大值 【答案】A 【详解】AB．由乙图可知，分析器中电流的最大值为。对于正弦式交变电流，有效值为，故A正确，B错误； C．从乙图可得交变电流的周期，频率，电流互感器不改变电流的频率，因此导线中电流的频率也为，故C错误； D．时，分析器中电流达到最大值，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势（及感应电流）与磁通量的变化率成正比，即，而，故 当最大时，最大，此时导线中的电流为零（正弦量变化率最大时，该量为零），故D错误。 故选A。 3．（2026·河南郑州·模拟预测）某偏僻山区利用有很大高度差的山泉水冲击叶片，带动一面积为的100匝矩形导线圈以的角速度绕转动轴匀速转动，线圈处于磁感应强度大小的匀强磁场中，与磁场方向垂直，如图。已知理想变压器原、副线圈匝数分别为200匝、50匝，灯泡的阻值为，其他电阻不计，则闭合开关后，下列说法正确的是（     ） A．线框平面与磁场方向垂直时，流经电灯的电流最大 B．灯泡两端瞬时电压的频率为 C．穿过变压器原线圈的磁通量变化率最大值为 D．电流表A的示数为 【答案】C 【详解】A．线框平面与磁场方向垂直时，线框处于中性面，此时感应电动势为0，流经灯泡的电流最小，故A错误； B．交变电流的频率 理想变压器不改变交流电频率，因此灯泡电压频率为，故B错误； C．根据法拉第电磁感应定律，原线圈电压最大值 因此穿过变压器原线圈单匝的磁通量变化率最大值，故C正确； D．根据变压器电压比 得副线圈电压 副线圈电流有效值，电流表测量有效值，示数为，故D错误。 故选C。 4．（多选）（2026·黑龙江大庆·模拟预测）如图甲所示为一台小型发电机的结构示意图，内阻为的单匝线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦图线如图乙所示，电压表、电流表均为理想交流电表，定值电阻的阻值，则下列说法正确的是（　　） A．发电机产生的电动势最大值为，线圈的转速 B．电流表的示数为，电压表的示数为 C．的时间内，通过定值电阻的电荷量为 D．时，穿过线圈的磁通量变化率最大 【答案】AC 【详解】A．由图乙可知，发电机产生的电动势最大值为，周期为0.02s，即转速为，故A正确； B．发电机电动势的有效值为 电流表的示数为 电压表示数为，故B错误； C．的时间内，平均电动势为 同时电动势最大值为 平均感应电流为 的时间内，通过定值电阻的电荷量为 联立解得，故C正确； D．时，感应电动势为零，由可知，此时穿过线圈的磁通量变化率为零，故D错误。 故选AC。 5．（多选）（2026·海南海口·二模）如图甲所示为一台小型发电机的结构示意图，内阻为的单匝线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦图线如图乙所示，电压表、电流表均为理想交流电表，定值电阻的阻值，则下列说法正确的是（     ） A．时，电压表示数为0 B．电流表的示数为10A C．发电机产生的电动势最大值为，线圈的转速 D．时，穿过线圈的磁通量变化率为零 【答案】BD 【详解】A．电压表示数为电压有效值，为恒定值，不可能为0，故A错误； B．由图乙可知，电动势有效值为 则电流表的示数为，故B正确； C．由图乙可知，发电机产生的电动势最大值为，交变电流周期为0.02s，则转速为，故C错误； D．由图乙可知，时，电动势瞬时值为0，根据法拉第电磁感应定律可知，该时刻穿过线圈的磁通量变化率为零，故D正确。 故选BD。 6．（多选）（2026·天津河西·三模）如图所示，竖直放置的匝闭合矩形线圈处于方向水平向右的匀强磁场中，线圈以角速度绕竖直固定轴逆时针（俯视）匀速转动。已知线圈的电阻为、面积为。时刻，线圈平面与磁感线平行；时刻，线圈产生的感应电动势瞬时值为。下列说法正确的是（     ） A．时刻，线圈中的电流方向为 B．时刻，线圈中磁通量的变化率最大 C．磁感应强度为 D．线圈的电功率 【答案】AC 【详解】A．根据右手定则可知时刻，线圈中的电流方向为，故A正确； B．时刻，线圈平面与磁感线垂直，穿过线圈的磁通量最大，变化率为零，故B错误； C．线圈产生的感应电动势瞬时值表达式为 时刻，有 可得磁感应强度为，故C正确； D．感应电动势的有效值 结合可得 线圈的电功率，故D错误。 故选AC。 7．（2026·江苏镇江·模拟预测）如图所示，交流发电机的矩形金属线圈处于磁感应强度的匀强磁场中。线圈面积、匝数（图中只画出1匝）、总电阻，线圈可绕垂直于磁场且过和ad边中点的转轴以角速度匀速转动。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环 、焊接在一起，并通过电刷与阻值的定值电阻连接。电路中其他电阻忽略不计。求： (1)线圈中感应电动势的最大值； (2)电阻上的发热功率。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）线圈中感应电动势的最大值 （2）根据闭合电路欧姆定律可知线圈中电流的最大值 线圈中电流的有效值 电阻上的发热功率 2、 变压器 1．（2026·云南昆明·三模）随着我国新能源汽车迅猛发展，充电桩的需求快速增长。如图甲为常见的交流充电桩，充电站为充电桩供电的电路示意图如图乙所示，理想变压器的原线圈电压为，最大输出功率为，单个充电桩的充电电压为、充电电流为。下列说法正确的是（     ） A．该变压器原、副线圈的匝数比 B．该变压器原线圈的电压为峰值 C．该充电站能最大允许9个充电桩同时正常为新能源汽车充电 D．该充电站能最大允许10个充电桩同时正常为新能源汽车充电 【答案】D 【详解】A．由变压器原、副线圈两端电压与线圈匝数的关系 可得，故A错误； B．该变压器原线圈的电压为有效值，故B错误； CD．根据 解得 该充电站能最大允许10个充电桩同时正常为新能源汽车充电，故D正确，C错误。 故选D。 2．（2026·江西上饶·二模）2026年国家计划新增1万个高速超充充电桩，图为超充充电桩的简化电路。已知充电桩的电压（V），充电功率为396kW，变压器视为理想变压器，变压器原、副线圈的匝数比为。则原线圈电流的有效值为（     ） A．450A B． C．1800A D． 【答案】C 【详解】副线圈电压有效值为 其中，故 根据可知 故选C。 3．（2026·河南郑州·模拟预测）某偏僻山区利用有很大高度差的山泉水冲击叶片，带动一面积为的100匝矩形导线圈以的角速度绕转动轴匀速转动，线圈处于磁感应强度大小的匀强磁场中，与磁场方向垂直，如图。已知理想变压器原、副线圈匝数分别为200匝、50匝，灯泡的阻值为，其他电阻不计，则闭合开关后，下列说法正确的是（     ） A．线框平面与磁场方向垂直时，流经电灯的电流最大 B．灯泡两端瞬时电压的频率为 C．穿过变压器原线圈的磁通量变化率最大值为 D．电流表A的示数为 【答案】C 【详解】A．线框平面与磁场方向垂直时，线框处于中性面，此时感应电动势为0，流经灯泡的电流最小，故A错误； B．交变电流的频率 理想变压器不改变交流电频率，因此灯泡电压频率为，故B错误； C．根据法拉第电磁感应定律，原线圈电压最大值 因此穿过变压器原线圈单匝的磁通量变化率最大值，故C正确； D．根据变压器电压比 得副线圈电压 副线圈电流有效值，电流表测量有效值，示数为，故D错误。 故选C。 4．（2026·湖南怀化·三模）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=2:1，原线圈接入的交流电压瞬时值表达式为，定值电阻R1=2Ω，副线圈接有滑动变阻器R2，阻值为0~10Ω。电压表和电流表均为理想交流电表，其读数分别记为U和I，调节滑动变阻器R2的滑片，电表示数变化量的绝对值分别记为∆U和∆I，下列说法正确的是（　　） A．向下调节R2的滑片，电压表示数增大 B． C．当滑动变阻器R2阻值调到2Ω时，电流表示数I为55A D．当滑动变阻器R2滑片在中央时，变压器输出功率最大 【答案】B 【详解】A．根据欧姆定律可得， 根据变压器原副线圈电压、电流与匝数的关系可得， 联立可得 由此可知，向下调节R2的滑片，则滑动变阻器接入电路的阻值减小，I1增大，U1减小，U减小，即电压表示数减小，故A错误； B．由以上分析可得 所以电表示数变化量的绝对值之比为，故B正确； C．电源电压的有效值为 当滑动变阻器R2阻值调到2Ω时，根据， 可得电流表示数为，故C错误； D．当外电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，即 解得，故D错误。 故选B。 5．（2026·山东淄博·三模）某带有照明系统的电动装置电路如图所示，理想变压器原线圈的匝数为n1=110，副线圈匝数分别为n2=50、n3=30，原线圈两端接电压有效值为220V的交流电源，两副线圈分别连接电动机M和灯泡L，电动机线圈的电阻为5Ω，灯泡的电阻恒为30Ω。电动机和灯泡都正常工作，理想电流表的示数为1A。下列说法正确的是（     ） A．灯泡中的电流为1A B．电动机中的电流为20A C．电动机的电功率为100W D．电动机的机械功率为85W 【答案】C 【详解】A．根据理想变压器电压与匝数的关系 代入数据可得电动机所在副线圈电压为 灯泡所在副线圈电压为 灯泡是纯电阻，由欧姆定律得灯泡电流，故A错误； B．多副线圈理想变压器满足功率守恒 可得 已知原线圈电流，代入数据解得 即电动机电流为，故B错误； C．电动机的总电功率为，故C正确； D．电动机的热功率为 机械功率为总功率减去热功率，故D错误。 故选C。 6．（2026·云南红河·三模）如图甲所示，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小，理想变压器原、副线圈的匝数比为11∶1，电压表和电流表均为理想电表。从某时刻开始在原线圈两端加上如图乙所示的正弦式交变电压。则下列说法中正确的是（     ） A．交变电流的频率为100Hz B．电压表的示数约为28.28V C．天逐渐变亮的过程中，电流表的示数变大 D．天逐渐变亮的过程中，变压器的输入功率变小 【答案】C 【详解】A．由图可知，交流电的周期为，故频率为，故A错误； B．由图可知，交变电压的最大值为，故有效值为220V，电压表的示数为有效值，根据理想变压器电压关系 得电压表的示数为20V，故B错误； CD．在天逐渐变亮的过程中，光敏电阻的阻值变小，副线圈电压不变，故副线圈电流变大，由 可得则原线圈的电流变大，原线圈的电压不变，故理想变压器的输入功率变大，故C正确，D错误。 故选C。 7．（2026·天津宝坻·三模）如图所示，理想变压器原线圈接在电压的交流电源上，副线圈与定值电阻、滑动变阻器相连，交流电压表和交流电流表为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．变阻器的滑片向a端滑动，变压器的输入功率减小 B．变阻器的滑片向a端滑动，电流表的示数增大 C．变阻器的滑片向b端滑动，电压表的示数增大 D．交变电流的频率为 【答案】A 【详解】AB．原线圈电压不变，由，故副线圈电压不变。变阻器的滑片向a端滑动，接入电路的电阻值变大，因此回路总电阻值增大，电流减小，输出功率减小，理想变压器输入功率等于输出功率，因此输入功率减小，故A正确，B错误； C．变阻器的滑片向b端滑动，接入电路的电阻值变小，电压表示数，分母增大，电压表示数减小，故C错误； D．原线圈接交流电源，可知有效值，角频率，故频率，故D错误。 故选A。 8．（2026·北京丰台·二模）如图所示，某理想变压器的原线圈接在100V的正弦交流电源上，副线圈输出电压为10V，副线圈与负载电阻R相连。下列说法正确的是（　　） A．原、副线圈匝数之比为1:10 B．当负载电阻R=10Ω时，电流表的示数为10A C．当负载电阻R的阻值增大时，副线圈的输出电压将减小 D．当负载电阻R的阻值减小时，原线圈的输入功率将增大 【答案】D 【详解】A．根据理想变压器的电压与匝数关系，可得 所以原、副线圈匝数之比为，故A错误； B．当时，副线圈电流 根据理想变压器电流与匝数关系 解得，即电流表示数为，故B错误； C．副线圈的输出电压，只由原线圈电压和匝数比决定，与负载电阻无关。所以即使增大，也不变，故C错误。 D．原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即 当减小时，不变，所以增大，对应也增大，故D正确。 故选D。 三、远端输电 1．（2026·贵州黔西南·二模）如图为某小型水力发电站的输电线路图，发电站输出功率为98kW、电压为350V的交流电，输电线的电阻为4Ω、损耗功率为发电站输出功率的5%，用户所需要电压为220V，所有变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（     ） A．输电线路上电流为40A B．升压变压器上原、副线圈的匝数比为 C．降压变压器原线圈的输入电压为2400V D．降压变压器上原、副线圈的匝数比为 【答案】B 【详解】AB．输电线上的损耗功率为发电机输出功率的5%，则 解得 则升压变压器输出电压为 升压变压器上原、副线圈的匝数比为，故A错误，B正确； CD．降压变压器原线圈的输入电压为 降压变压器上原、副线圈的匝数比为，故CD错误。 故选B。 2．（2026·河南驻马店·模拟预测）如图所示为远距离输电的电路图，发电厂输出的电压有效值恒为，某时刻输出功率为，用户端的电压为。已知输电线的总电阻为，降压变压器的匝数比为，升压变压器和降压变压器均为理想变压器。则下列说法正确的是（     ） A．输电线路的电流为20A B．升压变压器的匝数比为 C．输电线上损耗的功率为 D．用户增加时，用户得到的电压升高 【答案】B 【详解】A．对于降压变压器有 解得 由能量守恒定律可得 解得，故A错误； B．由题可知 对于升压变压器有 解得，故B正确； C．输电线上损耗的功率为 用户得到的功率为 解得，故C错误； D．用户增加时，用户的总电阻R减小，将降压变压器和用户等效为一个电阻，则等效电阻为 所以等效电阻减小，由于升压变压器的输出电压不变，则输电线上的电流增大，输电线上分得的电压增大，降压变压器原线圈的输入电压减小，副线圈的输出电压减小，用户得到的电压减小，故D错误。 故选B。 3．（2026·安徽合肥·模拟预测）为庆祝合肥六中建校70周年，学校举办了文艺展演活动，某节目在表演时需要在舞台一端放置由多个相同灯泡并联组成的灯带。现用一台交流发电机，通过原、副线圈匝数之比为4∶1的理想降压变压器给若干盏灯泡供电。发电机输出电压表达式为，不考虑灯泡电阻的变化，输电线总电阻r=10Ω，其他电阻不计，若副线圈两端的电压为u0，通过副线圈的电流为i0，下列说法正确的是（     ） A．若改变接入电路的灯泡数量，则 B．若减少接入电路的灯泡数量，剩下灯泡将变暗 C．若增加接入电路的灯泡数量，则通过原线圈的电流变小 D．若灯泡规格为“220V，60W”，为保证所有灯泡正常发光，接入副线圈的灯泡个数为175个 【答案】A 【详解】A．将变压器及原线圈等效成一个新的电源，在原线圈回路中有 根据， 联立解得 可得，故A正确； B．将变压器及副线圈等效成一个电阻，则有 根据，， 联立解得 若减少接入电路的灯泡数量，则副线圈的并联电阻增大，则等效电阻增大，在原线圈回路中有 可知原线圈的电流减小；在原线圈回路中有 可知原线圈两端的电压增大，根据 可知副线圈两端的电压增大，因在副线圈中所有灯泡是并联的，故所有灯泡两端电压的都等于，即所有灯泡两端的电压都增大， 则剩下灯泡将变亮，故B错误； C．将变压器及副线圈等效成一个电阻，则有 根据，， 联立解得 若增加接入电路的灯泡数量，则副线圈的并联电阻减小，则等效电阻减小，在原线圈回路中有 可知原线圈的电流增大，故C错误； D．每盏灯泡中的电流均为 设有n盏灯泡能够正常工作，可得副线圈的总电流为 根据 可得原线圈的电流为 又灯泡两端的电压为220V，即副线圈两端的电压为 根据 可得原线圈两端电压为 电阻r两端的电压为 根据欧姆定律可得 联立解得，故D错误。 故选A。 4．（2026·河南·三模）阳江作为全国海上风电产业高地，已形成2000万千瓦规划装机规模。阳江海上风电基地计划通过高压输电线路向大湾区输送电功率为100万千瓦，若采用500kV超高压输电，则用户获得的功率为，若采用1000kV特高压输电，则用户获得的功率为，假设两种方式采用的输电线路电阻均为80Ω，不计其他损耗，则为（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据 有， 根据输电线路损耗的功率 有，，其中，， 解得，ACD错误，B正确。 故选B。 5．（2026·福建泉州·三模）特高压输电是我国“西电东送”战略的核心技术支撑。图示为某实验小组模拟特高压输电简化电路，发电机输出稳定正弦交变电压，输电线路总电阻为，两变压器视为理想变压器。升压变压器原、副线圈匝数分别用、表示，用户端所接电阻的阻值用表示。下列说法正确的是（　　） A．若仅增大，消耗的功率减少 B．若仅增大，消耗的功率不变 C．若仅增大，消耗的功率增大 D．若仅增大，消耗的功率不变 【答案】A 【详解】AB．设发电机输出电压为，依题意可知不变，根据理想变压器电压规律 得升压变压器副线圈的电压 将用户端电阻和降压变压器等效为一个电阻，设为，设输电线上的电流为，根据欧姆定律 可得 则消耗的功率 若仅增大，增大，不变，则减小，故消耗的功率减小，A正确，B错误； C．根据知，仅增大，减小，则减小，故消耗的功率减小，C错误； D．根据知，仅增大，增大，则增大，故消耗的功率增大，D错误。 故选A。 6．（2026·安徽合肥·模拟预测）被誉为“疆电东送”的新疆准东至安徽特高压直流输电的1100 kV工程是世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压直流输电工程。该工程在输电环节使用的是直流电，在送电端使用专用“整流”设备将发电机的交流电变为直流电，在用户端使用“逆变”设备将直流电变为交流电。则下列说法正确的是（     ） A．采用直流输电，会减少线路上电感引起的电能损耗 B．送电端的电压越高，输电线上的电流越大 C．在送电端先升压再整流，在用户端先降压再逆变 D．保持输电功率恒定，若采用550 kV输电，输电线上损失的功率变为原来的两倍 【答案】A 【详解】A．由于直流电不存在电感对电流的阻碍作用（感抗），所以利用直流输电，有利于消除输电线的电感造成的电能损失，故A正确； B．若输电功率恒定，输电电压越大，输电线上的电流越小。故B错误； C．根据题意，送电端先将交流电升压，然后通过“整流”设备变换为直流；用户端先通过“逆变”设备将直流变换为交流，再进行降压，故C错误； D．根据， 联立解得 可知输送功率P一定时，输电电压降为原来一半时，输电线上的功率损失将变为原来的4倍，故D错误。 故选A。 一、交变电流的产生和描述 1．（2025年高考北京卷物理真题）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。 2.（多选）（2025年黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古高考物理真题）如图，“”形导线框置于磁感应强度大小为B、水平向右的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直，各边长均为l。线框绕b、e所在直线以角速度顺时针匀速转动，be与磁场方向垂直。时，abef与水平面平行，则（    ） A．时，电流方向为abcdefa B．时，感应电动势为 C．时，感应电动势为0 D．到过程中，感应电动势平均值为0 【答案】AB 【详解】AB．线框旋转切割磁场产生电动势的两条边为和，时刻边速度与磁场方向平行，不产生电动势，因此此时边切割产生电动势，由右手定则可知电流方向为，电动势为，AB正确； C．时，线框旋转180°，此时依旧是边切割磁场产生电动势，感应电动势不为零，C错误； D．到时，线框的磁通量变化量为零，线框的磁通量变化量为 由法拉第电磁感应定律可得平均电动势为，D错误。 故选AB。 3.（多选）（2025年高考重庆卷物理真题（1-11，15题））2025年1月“疆电入渝”工程重庆段全线贯通，助力重庆形成特高压输电新格局，该工程计划将输电站提供的直流电由新疆输送至重庆，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5%，则（　　） A．直流输电导线中的电流为250A B．直流输电导线总阻值不超过16Ω C．家用交流电的电压最大值为220V，频率为50Hz D．配电房中变压器原、副线圈中电流比为 【答案】BD 【详解】A．直流输电电流由公式计算得 ，故A错误； B．导线允许的最大功率损耗为5%的输送功率 由 得导线总阻值上限 ，故B正确； C．家用交流电表达式为，其最大值为； 频率为，故C错误； D．变压器原线圈电压，副线圈电压，匝数比 电流比与匝数比成反比可知，故D正确。 故选BD。 4.（2025年高考江苏卷物理真题）圆筒式磁力耦合器由内转子、外转子两部分组成。工作原理如图甲所示。内、外转子可绕中心轴转动。外转子半径为，由四个相同的单匝线圈紧密围成，每个线圈的电阻均为R，直边的长度均为L，与轴线平行。内转子半径为，由四个形状相同的永磁体组成，磁体产生径向磁场，线圈处的磁感应强度大小均为B。外转子始终以角速度匀速转动，某时刻线圈abcd的直边ab与cd处的磁场方向如图乙所示。 (1)若内转子固定，求ab边产生感应电动势的大小E； (2)若内转子固定，求外转子转动一周，线圈abcd产生的焦耳热Q； (3)若内转子不固定，外转子带动内转子匀速转动，此时线圈中感应电流为I，求线圈abcd中电流的周期T。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据题意可知，转动时的线速度为 则ab产生的感应电动势 （2）根据题意，由图可知，若内转子固定，外转子转动过程中，、均切割磁感线，且产生的感应电流方向相反，则转动过程中感应电动势为 感应电流为 转子转动的周期为 则abcd转一圈产生的热量 （3）结合图可知，转子转动电流方向改变，大小不变，若内转子不固定，跟着外转子一起转，且abcd中的电流为I，则感应电动势为 又有 则电流改变方向的时间为 则电流的周期为 5.（2024年高考天津卷物理真题）电动汽车制动过程中可以控制电机转为发电模式，在产生制动效果的同时，将汽车的部分机械能转换为电能，储存在储能装置中，实现能量回收、降低能耗。如图1所示，发电机可简化为处于匀强磁场中的单匝正方形线框ABCD，线框边长为L，电阻忽略不计，磁场磁感应强度大小为B，线框转轴OO′与磁场垂直，且与AB、CD距离相等。线框与储能装置连接。 (1)线框转动方向如图1所示，试判断图示位置AB中的电流方向； (2)若线框以角速度ω匀速转动，线框平面与中性面垂直瞬间开始计时，线框在t时刻位置如图2所示，求此时AB产生的感应电动势； (3)讨论电动汽车在某次制动储存电能时，为方便计算，做两点假定：①将储能装置替换为阻值为R的电阻，电阻消耗的电能等于储能装置储存的电能；②线框转动第一周的角速度为ω0，第二周的角速度为，第三周的角速度为，依次减半，直到线框停止转动。若该制动过程中汽车在水平路面上做匀减速直线运动，汽车质量为m，加速度大小为a，储存的电能为初动能的50%，求制动过程中汽车行驶的最大距离x。 【答案】(1)电流方向从B到A (2) (3) 【详解】（1）由右手定则可知，图示位置AB中的电流方向从B到A。 （2）线框平面与中性面垂直瞬间开始计时，则经过时间t转过的角度为 AB切割磁感线的速度为 则感应电动势 解得此时AB产生的感应电动势 （3）线框转动过程中，AB、CD均能产生感应电动势，故线框转动产生的感应电动势为 线框转动第一周产生感应电动势最大值 储存电能为 同理线框转动第二周储存的电能 同理线框转动第三周储存的电能 …… 线框转动第n周储存的电能 则直到停止时储存的电能为 储存的电能为初动能的50%，可知初动能 根据动能定理和牛顿第二定律可得 解得 二、变压器 6．（2026年高考河南卷物理高考真题（网络收集版））为确定一变压器副线圈cd的匝数，某同学在变压器铁芯上缠绕10匝线圈ef，如图所示。原线圈ab接入一正弦交流电源，c、d两端电压为10 V；若将d、e两端连接，ab接入的电源不变，c、f两端电压为11 V，变压器视为理想变压器，则副线圈cd的匝数为（     ） A．200 B．190 C．110 D．100 【答案】D 【详解】设电源电压为，两端的线圈匝数为，两端的线圈匝数为，两端的线圈匝数为，根据变压器电压和匝数关系可得， 联立，解得 故选D。 7．（2025年高考江西卷物理真题）某变压器的原线圈匝数未知，将的正弦交流电输入原线圈。改变副线圈的匝数n，测得副线圈两端的电压U与匝数n之间的关系如图所示。若该变压器为理想变压器，则原线圈的匝数最接近（　　） A．110 B．160 C．210 D．310 【答案】C 【详解】设原线圈的匝数为，根据，可得 由题图可知当时，，代入可得 故选C。 8．（2025年高考湖南卷物理真题）如图，某小组设计了灯泡亮度可调的电路，a、b、c为固定的三个触点，理想变压器原、副线圈匝数比为k，灯泡L和三个电阻的阻值均恒为R，交变电源输出电压的有效值恒为U。开关S与不同触点相连，下列说法正确的是（　　） A．S与a相连，灯泡的电功率最大 B．S与a相连，灯泡两端的电压为 C．S与b相连，流过灯泡的电流为 D．S与c相连，灯泡的电功率为 【答案】B 【详解】设变压器原、副线圈的电压分别为，灯泡L的阻值为R，根据等效电阻的思想有灯泡的等效电阻 灯泡L的阻值 由理想变压器原理，电压关系 电流关系 联立解得 A．值恒定，即等效负载恒定，当S与c相连时，原线圈所在电路的总电阻最小，流过原线圈的电流最大，根据变压器原副线圈电流关系可知副线圈电流最大，根据可知灯泡的电功率最大，故A错误； B．S与a相连，变压器原线圈电压 灯泡两端的电压为 B正确； C．S与b相连，变压器原线圈电路接入两个电阻，变压器原线圈的电流 流过灯泡的电流 C错误； D．S与c相连，变压器原线圈电路接入一个电阻，变压器原线圈的电流 流过灯泡的电流 灯泡的电功率为 D错误。 故选B。 9．（2025年高考河北卷物理真题）2024年底，世界装机容量最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站全面投产发电。如图，若该电站通过理想变压器调节输出电压时，输入电压保持不变。已知副线圈总匝数为n，分接头间和间的线圈匝数，开关S接3时输出电压的瞬时值，则S接2时的图像为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据理想变压器电压比与匝数比关系可知， 由于输入电压不变，可知 即 解得； 可知此时输出的交流电的周期为。 故选D。 10．（2025年高考安徽卷物理真题）某理想变压器的实验电路如图所示，原、副线圈总匝数之比，A为理想交流电流表。初始时，输入端a、b间接入电压的正弦式交流电，变压器的滑动触头P位于副线圈的正中间，电阻箱R的阻值调为。要使电流表的示数变为，下列操作正确的是（　　） A．电阻箱R的阻值调为 B．副线圈接入电路的匝数调为其总匝数的 C．输入端电压调为 D．输入端电压调为 【答案】B 【详解】A．输入电压峰值为，则输入电压有效值为，滑动触头在正中间，根据变压比可知，输出电压，若将电阻箱阻值调为18欧姆，则电流为1A，故A错误； B．若将副线圈匝数调为总匝数的，根据变压比可知，输出电压，则副线圈电流变为，故B正确； C．输入端电压调为时，其有效值不变，不会导致电流的变化，仍然为，故C错误； D．将输入电压峰值减小一半，则输入电压有效值变为，输出电压，副线圈电流变为，故D错误。 故选B。 11．（2025年高考福建卷物理真题）在图(a)所示电路中，理想变压器原、副线圈匝数比4：1，电阻的阻值时是的2倍，电压表为理想电压表。若原线圈输入如图(b)所示的正弦交流电，则（　　） A．交流电周期为2.25s B．电压表示数为12V C．流经副线圈的电流是流经R1的2倍 D．变压器的输入、输出功率之比为4：1 【答案】B 【详解】A．由图可知，交流电的周期，故A错误； B．根据图乙可知，输入电压最大值，则输入电压有效值为，根据变压比可知，副线圈电压即电压表示数为，故B正确； C．R1的阻值为R2的2倍，根据并联规律可知，两电阻的电压相同，根据欧姆定律可知，流经R1和R2的电流之比为，副线圈干路电流等于流经两电阻的电流之和，则副线圈干路的电流为R1电流的3倍，故C错误； D．根据变压器的原理可知，原副线圈功率相同，故D错误。 故选 B。 12.（2025年高考广西卷物理真题）某变压器输入正弦交流电的电压有效值为220V．输出电压最大值为，该变压器视为理想变压器，其原、副线圈匝数之比为（   ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】变压器次级电压有效值为 则变压器原副线圈的匝数比 故选C。 13.（多选）（2025年高考海南卷物理部分真题）如图所示，理想变压器接在交流电上，此时电压表读数为，电流表读数为，电表皆为理想电表，则（    ） A．输入电压有效值为 B．原线圈输入电流为 C．滑动变阻器向下滑动，电压表读数减小 D．滑动变阻器向上滑动，电流表读数增大 【答案】AD 【详解】A．根据题干信息可知输入电压的最大值 输入电压有效值为，故A正确； B．理想变压器原副线圈电压比 电流比 其中， 可得，故B错误； C．原线圈输入电压不变，匝数比不变，根据，副线圈两端的电压不变，即电压表读数不变，C错误； D．滑动变阻器向上滑动，滑动变阻器接入的阻值减小，副线圈电压不变，根据可知电流增大，即电流表读数增大，D正确。 故选AD。 14．（多选）（2026年高考云南卷物理高考真题（网络收集版））云南至广东高压输电工程在调试阶段采用高压输电，输送功率为，关于该输电线路，下列说法正确的是（     ） A．输电电流为 B．输电电流为 C．若输送功率不变，提高输电电压，则输电损耗会增加 D．若输送功率不变，提高输电电压，则输电损耗会减小 【答案】BD 【详解】AB．根据输电功率公式，输电电流，故A错误，B正确； CD．输电损耗功率为，输送功率不变时，提高输电电压，由可知输电电流减小，因此减小，故C错误，D正确。 故选BD。 15．（多选）（2026年高考河北卷物理高考真题（网络收集版））图1为一种等离子体工作电路，理想变压器原线圈两端接电压为的正弦交流电源，原、副线圈的匝数分别为、，为保护电阻。稳定工作时交流电流表的读数为，若等离子体可等效为定值电阻，其两端的正弦交流电压波形如图2所示，为电压峰值，为周期，则下列说法正确的是（     ） A．副线圈电压为 B．原线圈中电流为 C．电源电压周期为 D．等离子体的等效电阻为 【答案】AD 【详解】A．根据理想变压器原副线圈的电压比等匝数比有 可得副线圈电压为，故A正确； B．根据理想变压器原副线圈的电流比等匝数反有 可得原线圈中电流为，故B错误； C．由题意可知，副线圈中电压周期为，变压器不改变交流电的周期，即电源电压周期为，故C错误； D．等离子体两端电压的有效值为 等离子体的等效电阻为，故D正确。 故选AD。 16．（多选）（2026年高考湖北卷物理高考真题（网络收集版））如图所示，有一理想变压器，其原线圈输入电压为，在一个副线圈上接额定电压为、额定功率为的灯泡甲，在另一个单匝副线圈上接额定电压为、额定功率为的灯泡乙，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（     ） A．原线圈的匝数为50 B．输入电压的频率为 C．原线圈的输入功率为 D．流过原线圈的电流最大值为0.11 A 【答案】AC 【详解】A．原线圈输入电压有效值为 设原线圈匝数为，由理想变压器匝数与电压关系有 又有 解得，故A正确； B．由原线圈输入电压表达式可知，则原线圈输入电压的频率为，故B错误； C．理想变压器原线圈的输入功率等于副线圈输出功率之和为，故C正确； D．原线圈电流的有效值为 则流过原线圈的电流最大值为，故D错误。 故选AC。 三、远端输电 17.（2026年高考江苏卷物理高考真题（网络收集版））使用高压输电，若发电站的输出功率不变，输电线的总电阻不变，将输电线中的电流降为原来的一半，则输电线上损耗的功率变为原来的（   ） A．2倍 B． C．不变 D．4倍 【答案】B 【详解】由题知输电电流降为原来的，即 设输电线总电阻为R，则有， 即损耗功率变为原来的。 故选B。 18.（2026年高考贵州卷物理高考真题（网络收集版））如图，某发电站输出电压的交流电，经两个变压器先后将电压升至和，再并入电网。输电线电阻，。设所用变压器均为理想变压器，若发电站输出功率，则和上损失的总功率为（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】发电站输出总功率 因此所在回路电流： 的功率损失： 理想变压器无损耗，第一个变压器副线圈输出功率等于原线圈输入功率，即 结合，得所在回路电流： 的功率损失： 故选B。 19.（多选）（2025年高考湖北卷物理真题T8--10变式题）在如图所示的输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两变压器均为理想变压器，左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，两变压器间输电线路电阻为r。下列说法正确的是（　　） A．仅增加用户数，r消耗的功率增大 B．仅增加用户数，用户端的电压增大 C．仅适当增加n2，用户端的电压增大 D．仅适当增加n2，整个电路消耗的电功率减小 【答案】AC 【详解】A．整个电路物理量标注如图 设用户端总电阻为R用户，降压器输入端等效为电阻Rx，则有 因为 其中I2=I3，则对于输电线有 联立整理可得 仅增加用户数，则R用户减小，可知I2增大，根据 可知r消耗的功率增大，故A正确； B．仅增加用户数，I2增大，根据 可知U3减小，根据用户端的电压 可知用户端的电压减小，故B错误； C．仅适当增加n2，根据 可知U2增大，根据 可知I2增大，根据 可知U3增大，根据用户端的电压 可知用户端的电压增大，故C正确； D．由C选项可知，仅适当增加n2，I2增大，整个电路消耗的电功率 由于U2增大，故整个电路消耗的电功率变大，故D错误。 故选AC。 学科网（北京）股份有限公司 $