专题18 交变电流（6年汇编）（湖南专用）2021-2026年高考物理真题分类汇编

**基本信息** 汇编湖南2020-2026年高考真题及模拟题，聚焦交变电流产生、变压器、远程输电三大核心考点，融合力学与电磁学跨模块综合，突出动态分析与等效电阻法应用。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|14题|变压器动态电路分析（U1/U2=n1/n2）、远程输电功率损耗（ΔP=I²R0）|情境真实，如风力发电、电蚊拍电路，注重等效电阻法与数学极值分析| |多选题|11题|交变电流产生（E_m=nBSω、皮带传动ω关系）、复杂电路动态判断|跨模块综合，如力学圆周运动与电磁学结合，重现湖南高考真题命题规律|

专题18 交变电流 6年真题1年模拟 考点分类 湖南考情（2020-2026） 命题规律 考点 01 交变电流的产生 2023 湖南高考真题（手摇交流发电机，大轮带动小轮，半径比4:1，线圈在磁场中转动产生正弦交流电，多选） ・情境：手摇发电机模型，大轮通过皮带带动小轮及线圈转动（皮带传动线速度相等，同轴转动角速度相等），线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，产生正弦式交变电流，灯泡与线圈串联； ・考点：皮带传动与同轴转动的角速度关系、正弦交流电最大值（Em=nBSω）、有效值（E=Em/√2）、串联分压、电阻定律（重新绕制线圈时匝数与电阻变化）、动态分析（小轮半径变化对输出电压的影响）； ・题型：多选题，融合圆周运动传动比与交变电流计算； ・综合：跨模块综合（力学圆周运动+电磁学交变电流），通过皮带传动将两个模块连接，综合性较强。 考点 02 变压器 2022 湖南高考真题（理想变压器原副线圈匝数比可变，副线圈接R₁与R₂串联，滑片移动时分析电流与功率变化，单选）； 2025 湖南高考真题（理想变压器+灯泡亮度可调电路，开关接不同触点，等效电阻法分析，单选）； 2021 湖南高考真题（理想变压器副线圈接R₀与R₂串并联，滑片移动时分析两灯泡亮度变化，单选） ・情境：①变压器原副线圈匝数比可调（滑动触头P₁），副线圈接定值电阻R₁与滑动变阻器R₂串联，滑片移动时分析电流与功率变化；②变压器原线圈接入电源和电阻，副线圈接灯泡和电阻，开关接a、b、c三个不同触点改变电路结构，利用等效电阻法分析；③变压器副线圈接定值电阻R₀与滑动变阻器R₂构成的混联电路，滑片从a端滑到b端，分析两灯泡亮度变化； ・考点：理想变压器电压与匝数关系（U₁/U₂=n₁/n₂）、电流与匝数关系（I₁/I₂=n₂/n₁）、等效电阻法（R等=(n₁/n₂)²R负载）、动态电路分析（串并联电阻变化对电流/功率的影响）、功率公式（P=I²R）、数学极值分析（2022年涉及P₁最大值的条件）； ・题型：单选题（2022、2025、2021），均为变压器动态电路分析，2021年难度较大； ・综合：均为纯交变电流与变压器综合，2022年融合匝数比可调与滑动变阻器动态分析，涉及数学极值判断；2025年融合等效电阻法与不同触点电路结构对比；2021年融合混联电路动态分析与亮度变化判断，对等效电阻法与动态电路分析能力要求较高。 考点 03 远程输电 2024 湖南高考真题（风力发电模拟输电网络，升压变压器+输电线路+降压变压器，分析各参数变化对输电线路功率的影响，单选） ・情境：发电机转子以角速度ω匀速转动，升/降压变压器均为理想变压器，输电线路总电阻简化为R₀，用户端接定值电阻R，分析风速增加、输电距离增加、升压变压器副线圈匝数变化、用户端并联电阻时R₀上消耗功率的变化； ・考点：变压器原理（U₁/U₂=n₁/n₂）、输电线路功率损耗（ΔP=I²R₀）、等效电阻法（降压变压器输入端等效电阻R等效=(n₃/n₄)²R用户）、交流电电动势与角速度关系（E∝ω）、动态电路分析； ・题型：单选题，侧重远距离输电动态分析与等效电阻法应用； ・综合：纯交变电流与变压器综合，融合风力发电模型、远距离输电、变压器原理与动态电路分析，对各物理量变化对输电线路功率的影响判断能力要求较高。 考点01 交变电流的产生 1．（2023·湖南·高考真题）某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为的正方形，共匝，总阻值为。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为的匀强磁场。 大轮以角速度匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（    ）    A．线圈转动的角速度为 B．灯泡两端电压有效值为 C．若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效值为 D．若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮 考点02 变压器 1．（2022·湖南·高考真题）如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为9R，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是（　　） A．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变 B．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大 C．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大 D．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小 2．（2025·湖南·高考真题）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 3．（2021·湖南·高考真题）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为，输入端、接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻的阻值相同。在滑动变阻器的滑片从端滑动到端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（　　） A．L1先变暗后变亮，L2一直变亮 B．L1先变亮后变暗，L2一直变亮 C．L1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗 D．L1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗 考点03 远程输电 1．（2024·湖南·高考真题）根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻。当用户端接一个定值电阻R时，上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是（    ） A．风速增加，若转子角速度增加一倍，则上消耗的功率为4P B．输电线路距离增加，若阻值增加一倍，则消耗的功率为4P C．若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则上消耗的功率为8P D．若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则上消耗的功率为6P 一、单选题 1．（2026·湖南长沙·三模）如图所示，一面积为的矩形线框放在以为边界线的磁场中，界线两侧均为匀强磁场，磁感应强度大小均为，左侧磁场方向垂直于纸面向里、右侧磁场方向垂直于纸面向外。,与距离为。线框初始与纸面平行，以角速度绕转轴匀速转动，则线框转动一圈过程中（     ） A．线框中磁通量的最大值为 B．线框中感应电动势的最大值为 C．线框中感应电动势的瞬时表达式为 D．转轴换成，从图中的位置以角速度开始匀速转动产生电流的有效值与图中相等 2．（2026·湖南长沙·二模）一电蚊拍如图甲所示，可以利用高压电来击杀接触它的蚊虫，其工作电路原理如图乙所示，将8 V锂电池的电压通过高频转换器（不改变有效值）转变为交变电压，再利用理想变压器产生高压，加在电蚊拍的高压电击网上，电压峰值达到或者超过时可正常击杀蚊虫。当电蚊拍正常工作时，下列说法正确的是（    ） A．高压电击网上电压的频率为10000 Hz B．理想交流电压表的示数为16 V C．变压器原线圈与副线圈的匝数比 D．换用3 V的锂电池，通过加装更高频率的转换器，可以正常击杀蚊虫 3．（2026·湖南衡阳·模拟预测）图示是工厂分布式能源系统的结构简图，工厂通过自建发电设备满足部分用电需求，缺少部分从电网补充。若工厂白天的能源自给率为55%，夜间能源自给率为20%，和的有效值、工厂消耗的总功率均不变，工厂负载可看成纯电阻，总电阻，输电线总电阻，，白天，变压器均为理想变压器，则夜间应调为（　　） A．80 B．70 C．60 D．50 4．（2026·湖南衡阳·模拟预测）某同学利用输出电压有效值恒为6V的交流电源、带有滑动触头的线圈和交流电流表，制成了如图所示的装置，目的是测量定值电阻的阻值，不考虑待测电阻外的其他电阻。测量时将电阻接入虚线框内，调节触头位置，直到电流表满偏，结合触头与O连线从Ob处顺时针转过的角度β得到待测电阻阻值。已知，线圈在铁芯上均匀密绕。则（　　） A．待测电阻阻值较小时，完成操作时 B．理论上，该装置不存在测量上限 C．在完成操作的情况下，不同待测电阻消耗的电功率不同 D．若β均匀增大，则对应所接的待测电阻阻值增大得越来越快 5．（2026·湖南郴州·三模）如图所示，边长为、绕线匝、总电阻为的正方形线圈abcd处于磁感应强度大小为、水平向右的匀强磁场中、线圈以角速度绕轴匀速转动、线圈的两端经滑环和电刷与外电路连接。定值电阻、，理想变压器原、副线圈的匝数比为，电压表为理想交流电表。由图示位置为计时起点，则下列说法正确的是（    ） A．从图示位置转过时，电压表的示数为0 B．从图示位置开始计时，电动势的瞬时表达式为 C．线圈发电机的输出功率为 D．线圈从图示位置转过的过程中，通过电阻的电荷量为 6．（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 7．（2026·湖南长沙·模拟预测）一个理想自耦变压器原线圈匝数匝，副线圈匝数在匝间可调；接入如图甲所示电路，原线圈串联一个阻值为电阻后接在一个模型交流发电机的输出端，副线圈接有一个伏安特性曲线如图乙所示的电动机。其中交流发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框面积，匝数匝，线框绕垂直于磁场的轴以的转速匀速转动，线框电阻不计，发电机的输出端还并联有一个电压表。则下列说法正确的是（    ） A．电压表示数为8 V B．电动机绕线的内阻为 C．当副线圈匝数匝时，流过电动机的电流小于2 A D．当副线圈匝数匝时，流过r的电流小于2 A 8．（2026·湖南·模拟预测）一含有理想变压器的电路如图所示，图中、是阻值分别为和的定值电阻，是最大阻值为的滑动变阻器，滑片P处于电阻正中间。、间接正弦交流发电机，其输出电压表达式为。变压器原、副线圈匝数比为1∶2。下列说法正确的是（　　） A．将滑片P下移，发电机的输出功率增大 B．将滑片P下移，滑动变阻器的功率减小 C．滑动变阻器的最大功率为 D．若将发电机转速减半，则发电机的最大输出功率为 9．（2026·湖南常德·二模）电蚊拍利用高压电击网来击灭飞近的蚊虫，原理如图所示，将锂电池输出的6V直流电压通过转换器转变为交变电压，再将其加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接电击网，电压峰值达到3000V时可击灭蚊虫。电蚊拍正常工作时，下列说法正确的是（    ） A．交流电压表的示数为6V B．副线圈与原线圈匝数比必须满足 C．电击网上的高频电压的频率为10000Hz D．相比副线圈，原线圈应该用较细的导线绕制 10．（2026·湖南·一模）某兴趣小组利用变压器设计的漏电保护装置如图所示，将火线和零线并行绕在铁芯左侧线圈上，当右侧线圈中产生电流时，此电流经放大器放大后，能使电磁铁吸起铁质开关，从而切断教学楼电路。若仅考虑在铁芯中产生的磁场，变压器可以看作理想变压器，左、右线圈匝数分别为、，下列说法正确的是（　　） A．教学楼照明电路正常工作时，左、右线圈电压之比为 B．设计电流放大器的作用是可以提高漏电保护器的灵敏度 C．某同学在教室用多用电表交流电流挡的两表笔分别接触墙上插座两孔金属片，造成短路，开关K将被电磁铁吸起 D．某同学站在地上充电时一只手碰到插座火线触电，此装置无法使开关K被电磁铁吸起 二、多选题 11．（2026·湖南长沙·三模）如图甲所示，50匝矩形闭合导线框．处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框电阻不计。线框匀速转动时所产生的正弦交流电压图像如图乙所示。把该交流电压加在图丙中理想变压器的、两端。已知变压器的原线圈I和副线圈Ⅱ的匝数比为，交流电流表为理想电表，电阻，其他各处电阻不计，以下说法正确的是（     ） A．时，电流表的示数为0 B．副线圈中交流电的频率为 C．线框面积为 D．时线圈位于图甲所示位置 12．（2026·湖南衡阳·模拟预测）如图所示为远距离输电模拟原理图，变压器均为理想变压器，其中降压变压器的原线圈匝数n1=110匝，副线圈匝数n2的调节范围为55~220匝，滑动变阻器R的调节范围为0~R0，发电机输出电压不变，两变压器间输电线的总电阻为R=R0，其余导线电阻不计。当滑片P1固定让Rx变化时，理想电压表V的示数变化为，理想电流表A的示数变化为，下列说法正确的是（     ） A．滑片P1固定，Rx的触头向上滑动时，输电效率降低 B．滑片P1固定， C．当Rx接入电阻为R0时，滑片P1由最下端向上滑动，消耗的功率先增大后减小 D．当Rx接入电阻为R0时，滑片P1由最下端向上滑动，消耗的功率一直增大 13．（2026·湖南长沙·二模）如图所示，匝数为的矩形线框长ab为、宽为，在其对称轴右侧有一方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为的匀强磁场。理想变压器的原、副线圈匝数比为，线框和定值电阻串联在原线圈中，滑动变阻器和理想电流表串联在副线圈中，其余电阻不计，矩形线框以角速度匀速转动。下列说法正确的是（     ） A．矩形线框产生的交流电周期为 B．矩形线框产生的电动势峰值为 C．若，则电流表读数为 D．线框从图示位置转过时，通过线框的电流为零 14．（2026·湖南衡阳·模拟预测）如图所示，理想变压器原线圈a的匝数匝，副线圈b的匝数匝，原线圈接在的交流电源上，副线圈中“ ”的灯泡L恰好正常发光，电阻，电压表V为理想电表。下列判断正确的是（π取3.14）（　　） A．交变电流的频率为 B．原线圈的输入电压为 C．电压表V的示数为 D．消耗的功率与消耗的功率相等 15．（2026·湖南长沙·一模）近年来，湖南省远距离高压输电网络已从“能源末端”向“区域电力交换枢纽”转变，为全省经济社会发展提供了可靠电力保障。如图为某同学研究远距离输电的电路，a、b端接入电压有效值为的交流电源，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，且两变压器的匝数比。已知R1、的阻值均为，R3的阻值为，电阻R1、消耗的功率相同，电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器的匝数比 B．电压表的示数为12 V C．交流电源输出功率为72 W D．若R3断路，则输出功率将减小 16．（2026·湖南岳阳·三模）如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，在原、副线圈的回路中各接一定值电阻、，且，原线圈一侧a、b两点间接有电压为220  V的正弦交流电源，不计输电导线的电阻。下列说法正确的是（　　 ） A．两端电压大于两端电压 B．原线圈两端电压是两端电压的3倍 C．、上消耗的功率之比为1∶3 D．电源的输出功率与上消耗的功率之比为3∶1 17．（2026·湖南·模拟预测）福建舰采用了世界最先进的电磁阻拦系统，满足了多种舰载机的降落需求。如图所示，该系统结构两侧对称，阻拦索通过定滑轮和可动滑轮后缠绕在锥形卷扬筒上。卷扬筒可带动矩形线圈在辐射状磁场中绕中心轴同步旋转，使ab、cd边垂直切割磁感线，可动滑轮使阻拦索始终垂直于筒的转轴方向收放，不打滑。每组线圈的长为30r、宽为L、匝数为n，独立构成闭合回路，闭合回路的总电阻为R，ab、cd边所在处磁感应强度大小为B。当阻拦索在卷扬筒半径10r处时，阻拦索收放速度为v，则此时（　　 ） A．线圈ab边切割磁感线的速度大小为 B．每组线圈产生的电动势为6nBLv C．每组线圈中的电流为 D．线圈ab边所受的总安培力大小为 18．（2026·湖南衡阳·二模）山西长治到湖北荆门1000 kV特高压交流输电工程，是世界上第一条投入运行的特高压输电大通道，其输电线路可简化为如图所示电路。设该工程中某电厂输出电压为，远距离输电线总电阻为，用户端电压为，发电机输出功率为。若输电线上损失的功率为发电机输出功率的，变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器原、副线圈匝数比为 B．降压变压器原、副线圈匝数比为 C．若保持不变，晚高峰用户增多时，输电线上电流变小，变大 D．若保持不变，晚高峰用户增多时，输电线上电流变大，输电线上损失的功率变大 19．（2026·湖南长沙·一模）如图所示，理想变压器原线圈接有输出电压有效值恒为24 V的交流电源，电源内阻不计，定值电阻R1、R2、R3的阻值分别为，，，滑动变阻器的最大阻值为。初始时滑动变阻器滑片位于中点，理想电流表的示数为，则下列说法正确的是（　　） A．初始时，电压表的示数为12 V B．变压器原、副线圈的匝数比为4∶1 C．从初始位置向右移动滑动变阻器滑片，电压表示数一直增大 D．从初始位置向左移动滑动变阻器滑片，变压器输出功率一直减小 20．（2026·湖南衡阳·模拟预测）2025年6月19日，我国300兆瓦级变速抽水蓄能发电电动机全尺寸交流集电系统顺利完成验证试验，标志着我国变速抽蓄核心技术实现重大突破。如图1所示为抽水蓄能的原理图，当电网中用户负荷较低时，某水电站一台输出电压如图2所示的发电机与理想变压器相连，理想变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，副线圈接有一台抽水蓄能发电电动机，其额定电压为380V，内阻为1Ω，电动机正常工作时，与原线圈相连的电流表（内阻不计）示数为12.5A，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（　　） A．理想变压器的原、副线圈匝数比 B．抽水蓄能发电电动机的输出功率为9500W C．抽水蓄能发电电动机内阻上的发热功率为625W D．抽水蓄能发电电动机1s内可将90kg水抽到10m高处 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题18 交变电流 6年真题1年模拟 考点分类 湖南考情（2020-2026） 命题规律 考点 01 交变电流的产生 2023 湖南高考真题（手摇交流发电机，大轮带动小轮，半径比4:1，线圈在磁场中转动产生正弦交流电，多选） ・情境：手摇发电机模型，大轮通过皮带带动小轮及线圈转动（皮带传动线速度相等，同轴转动角速度相等），线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，产生正弦式交变电流，灯泡与线圈串联； ・考点：皮带传动与同轴转动的角速度关系、正弦交流电最大值（Em=nBSω）、有效值（E=Em/√2）、串联分压、电阻定律（重新绕制线圈时匝数与电阻变化）、动态分析（小轮半径变化对输出电压的影响）； ・题型：多选题，融合圆周运动传动比与交变电流计算； ・综合：跨模块综合（力学圆周运动+电磁学交变电流），通过皮带传动将两个模块连接，综合性较强。 考点 02 变压器 2022 湖南高考真题（理想变压器原副线圈匝数比可变，副线圈接R₁与R₂串联，滑片移动时分析电流与功率变化，单选）； 2025 湖南高考真题（理想变压器+灯泡亮度可调电路，开关接不同触点，等效电阻法分析，单选）； 2021 湖南高考真题（理想变压器副线圈接R₀与R₂串并联，滑片移动时分析两灯泡亮度变化，单选） ・情境：①变压器原副线圈匝数比可调（滑动触头P₁），副线圈接定值电阻R₁与滑动变阻器R₂串联，滑片移动时分析电流与功率变化；②变压器原线圈接入电源和电阻，副线圈接灯泡和电阻，开关接a、b、c三个不同触点改变电路结构，利用等效电阻法分析；③变压器副线圈接定值电阻R₀与滑动变阻器R₂构成的混联电路，滑片从a端滑到b端，分析两灯泡亮度变化； ・考点：理想变压器电压与匝数关系（U₁/U₂=n₁/n₂）、电流与匝数关系（I₁/I₂=n₂/n₁）、等效电阻法（R等=(n₁/n₂)²R负载）、动态电路分析（串并联电阻变化对电流/功率的影响）、功率公式（P=I²R）、数学极值分析（2022年涉及P₁最大值的条件）； ・题型：单选题（2022、2025、2021），均为变压器动态电路分析，2021年难度较大； ・综合：均为纯交变电流与变压器综合，2022年融合匝数比可调与滑动变阻器动态分析，涉及数学极值判断；2025年融合等效电阻法与不同触点电路结构对比；2021年融合混联电路动态分析与亮度变化判断，对等效电阻法与动态电路分析能力要求较高。 考点 03 远程输电 2024 湖南高考真题（风力发电模拟输电网络，升压变压器+输电线路+降压变压器，分析各参数变化对输电线路功率的影响，单选） ・情境：发电机转子以角速度ω匀速转动，升/降压变压器均为理想变压器，输电线路总电阻简化为R₀，用户端接定值电阻R，分析风速增加、输电距离增加、升压变压器副线圈匝数变化、用户端并联电阻时R₀上消耗功率的变化； ・考点：变压器原理（U₁/U₂=n₁/n₂）、输电线路功率损耗（ΔP=I²R₀）、等效电阻法（降压变压器输入端等效电阻R等效=(n₃/n₄)²R用户）、交流电电动势与角速度关系（E∝ω）、动态电路分析； ・题型：单选题，侧重远距离输电动态分析与等效电阻法应用； ・综合：纯交变电流与变压器综合，融合风力发电模型、远距离输电、变压器原理与动态电路分析，对各物理量变化对输电线路功率的影响判断能力要求较高。 考点01 交变电流的产生 1．（2023·湖南·高考真题）某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为的正方形，共匝，总阻值为。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为的匀强磁场。 大轮以角速度匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（    ）    A．线圈转动的角速度为 B．灯泡两端电压有效值为 C．若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效值为 D．若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮 【答案】AC 【详解】A．大轮和小轮通过皮带传动，线速度相等，小轮和线圈同轴转动，角速度相等，根据 根据题意可知大轮与小轮半径之比为，则小轮转动的角速度为，线圈转动的角速度为，A正确； B．线圈产生感应电动势的最大值 又 联立可得 则线圈产生感应电动势的有效值 根据串联电路分压原理可知灯泡两端电压有效值为 B错误； C．若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为的多匝正方形线圈，则线圈的匝数变为原来的2倍，线圈产生感应电动势的最大值 此时线圈产生感应电动势的有效值 根据电阻定律 可知线圈电阻变为原来的2倍，即为，根据串联电路分压原理可得灯泡两端电压有效值 C正确； D．若仅将小轮半径变为原来的两倍，根据可知小轮和线圈的角速度变小，根据 可知线圈产生的感应电动势有效值变小，则灯泡变暗，D错误。 故选AC。 考点02 变压器 1．（2022·湖南·高考真题）如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为9R，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是（　　） A．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变 B．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大 C．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大 D．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小 【答案】B 【详解】AB．由题意可知，原副线圈的匝数比为，则副线圈的电流为，根据欧姆定律可得副线圈的电压有效值为 则变压器原线圈的电压有效值为 设输入交流电的电压有效值为，则 可得 保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，不断变大，根据欧姆定律 可知变压器原线圈的电压有效值变大，输入电压有效值不变，则两端的电压不断变小，则电压表示数变小，原线圈的电压电流都变大，则功率变大，根据原副线圈的功率相等，可知消耗的功率增大，故B正确，A错误； CD．设原副线圈的匝数比为，同理可得 则 整理可得 保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，不断变大，则变小，对由欧姆定律可知 可知不断变小，根据原副线圈的功率相等可知消耗的功率 整理可得 可知时，消耗的功率有最大值，可知消耗的功率先增大，后减小，故CD错误。 故选B。 2．（2025·湖南·高考真题）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。 3．（2021·湖南·高考真题）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为，输入端、接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻的阻值相同。在滑动变阻器的滑片从端滑动到端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（　　） A．L1先变暗后变亮，L2一直变亮 B．L1先变亮后变暗，L2一直变亮 C．L1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗 D．L1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗 【答案】A 【详解】副线圈的总电阻为 解得 则滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端过程中，副线圈的总电阻先增大后减小，根据等效电阻关系有 则等效电阻先增大后减小，由欧姆定律有 ， 先减小后增大，先减小后增大，则先变暗后变亮，根据 ， 由于先减小后增大，则副线圈的电压先增大后减小，通过L2的电流为 则滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端过程中，逐渐减小，副线圈的电压增大过程中 增大；在副线圈的电压减小过程中，通过R0的电流为 逐渐增大，则越来越小，则 则先变暗后变亮，一直变亮； 故选A。 考点03 远程输电 1．（2024·湖南·高考真题）根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻。当用户端接一个定值电阻R时，上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是（    ） A．风速增加，若转子角速度增加一倍，则上消耗的功率为4P B．输电线路距离增加，若阻值增加一倍，则消耗的功率为4P C．若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则上消耗的功率为8P D．若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则上消耗的功率为6P 【答案】A 【详解】 如图为等效电路图，设降压变压器的原副线圈匝数比为，则输电线上的电流为 转子在磁场中转动时产生的电动势为 A．当转子角速度增加一倍时，升压变压器原副线圈两端电压都增加一倍，输电线上的电流变为，故上消耗的电功率变为原来的4倍，故A正确； C．升压变压器副线圈匝数增加一倍，副线圈两端电压增加一倍，输电线上的电流增加一倍，故上消耗的电功率变为原来的4倍，故C错误； B．若阻值增加一倍，输电线路上的电流 消耗的功率 故B错误； D．若在用户端并联一个完全相同的电阻R，用户端电阻减为原来的一半，输电线上的电流为 消耗的功率 故D错误。 故选A。 一、单选题 1．（2026·湖南长沙·三模）如图所示，一面积为的矩形线框放在以为边界线的磁场中，界线两侧均为匀强磁场，磁感应强度大小均为，左侧磁场方向垂直于纸面向里、右侧磁场方向垂直于纸面向外。,与距离为。线框初始与纸面平行，以角速度绕转轴匀速转动，则线框转动一圈过程中（     ） A．线框中磁通量的最大值为 B．线框中感应电动势的最大值为 C．线框中感应电动势的瞬时表达式为 D．转轴换成，从图中的位置以角速度开始匀速转动产生电流的有效值与图中相等 【答案】D 【详解】A．转轴两侧磁通量反向，磁通量最大值为，故A错误； B．总感应电动势为两部分叠加，，故B错误； C．线框从中性面转动，初始感应电动势为0，该瞬时值表达式为，故C错误； D．转轴改变不影响电动势最大值，有效值由最大值决定，故有效值相等，故D正确。 故选D。 2．（2026·湖南长沙·二模）一电蚊拍如图甲所示，可以利用高压电来击杀接触它的蚊虫，其工作电路原理如图乙所示，将8 V锂电池的电压通过高频转换器（不改变有效值）转变为交变电压，再利用理想变压器产生高压，加在电蚊拍的高压电击网上，电压峰值达到或者超过时可正常击杀蚊虫。当电蚊拍正常工作时，下列说法正确的是（    ） A．高压电击网上电压的频率为10000 Hz B．理想交流电压表的示数为16 V C．变压器原线圈与副线圈的匝数比 D．换用3 V的锂电池，通过加装更高频率的转换器，可以正常击杀蚊虫 【答案】C 【详解】A．高频转换器产生的交变电压的频率，故A错误； B．交流电压表测量的是交变电压的有效值，即电压表的示数为，故B错误； C．根据理想变压器的原理可得原线圈与副线圈的匝数比 则 解得，故C正确； D．变压器输出电压的峰值与频率无关，通过加装更高频率的转换器不能改变变压器输出电压的峰值；但换用3 V的锂电池，会导致变压器的输入电压的峰值减小，不一定可以正常击杀蚊虫，故D错误。 故选C。 3．（2026·湖南衡阳·模拟预测）图示是工厂分布式能源系统的结构简图，工厂通过自建发电设备满足部分用电需求，缺少部分从电网补充。若工厂白天的能源自给率为55%，夜间能源自给率为20%，和的有效值、工厂消耗的总功率均不变，工厂负载可看成纯电阻，总电阻，输电线总电阻，，白天，变压器均为理想变压器，则夜间应调为（　　） A．80 B．70 C．60 D．50 【答案】D 【详解】设降压变压器及工厂端在回路中的等效电阻为，由变压器输入功率等于输出功率有 解得 发电站输出电压有效值不变，可将回路等效成如图所示的直流回路，等效电阻消耗的电功率 数值关系为 白天时 晚上消耗功率是白天消耗功率的倍，则晚上消耗的功率 由数学知识解得，晚上时或 故选D。 4．（2026·湖南衡阳·模拟预测）某同学利用输出电压有效值恒为6V的交流电源、带有滑动触头的线圈和交流电流表，制成了如图所示的装置，目的是测量定值电阻的阻值，不考虑待测电阻外的其他电阻。测量时将电阻接入虚线框内，调节触头位置，直到电流表满偏，结合触头与O连线从Ob处顺时针转过的角度β得到待测电阻阻值。已知，线圈在铁芯上均匀密绕。则（　　） A．待测电阻阻值较小时，完成操作时 B．理论上，该装置不存在测量上限 C．在完成操作的情况下，不同待测电阻消耗的电功率不同 D．若β均匀增大，则对应所接的待测电阻阻值增大得越来越快 【答案】D 【详解】A．根据题意，线圈均匀密绕，匝数与角度成正比，可以用θ和β代表原、副线圈的匝数。设电源总电压为，根据理想变压器两端电压与匝数的关系，待测电阻两端电压满足 根据理想变压器功率守恒，变压器输入功率等于输出功率，有 联立可得待测电阻阻值 即​与成正比。由可知，待测电阻​越小，对应的越小，待测电阻阻值较小时，完成操作时，故A错误； B．存在最大值，则理论上，该装置存在测量上限，故B错误； C．完成操作时，通过原线圈的电流均为满偏电流，电源输出功率相同，则不同待测电阻消耗的电功率相同，故C错误； D．若均匀增大，与成正比，则对应所接的待测电阻阻值增大得越来越快，故D正确。 故选D。 5．（2026·湖南郴州·三模）如图所示，边长为、绕线匝、总电阻为的正方形线圈abcd处于磁感应强度大小为、水平向右的匀强磁场中、线圈以角速度绕轴匀速转动、线圈的两端经滑环和电刷与外电路连接。定值电阻、，理想变压器原、副线圈的匝数比为，电压表为理想交流电表。由图示位置为计时起点，则下列说法正确的是（    ） A．从图示位置转过时，电压表的示数为0 B．从图示位置开始计时，电动势的瞬时表达式为 C．线圈发电机的输出功率为 D．线圈从图示位置转过的过程中，通过电阻的电荷量为 【答案】B 【详解】A．电压表测量的是交流电压的有效值，线框匀速转动，产生的交流电有效值就是恒定的，不会随线圈转动位置而变化，故A错误； B．图示位置线圈平面与磁场平行，此时线圈两边垂直切割磁感线，感应电动势最大，最大值为 从图示位置开始计时，电动势的瞬时表达式应为余弦函数，即，故B正确； C．根据变压器原理，有 原线圈的输入功率与副线圈的输出功率相等，即 可知 可将变压器及输出部分等效为电阻，满足 故交流发电机的外电路总电阻为 交流发电机电动势有效值 干路电流有效值 发电机的输出功率为，故C错误； D．线圈从图示位置转过的过程中，磁通量变化量 通过线圈的总电荷量 由于 并联电路电流与电阻成反比，通过的电流为总电流的一半，故通过的电荷量，故D错误。 故选B。 6．（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。 7．（2026·湖南长沙·模拟预测）一个理想自耦变压器原线圈匝数匝，副线圈匝数在匝间可调；接入如图甲所示电路，原线圈串联一个阻值为电阻后接在一个模型交流发电机的输出端，副线圈接有一个伏安特性曲线如图乙所示的电动机。其中交流发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框面积，匝数匝，线框绕垂直于磁场的轴以的转速匀速转动，线框电阻不计，发电机的输出端还并联有一个电压表。则下列说法正确的是（    ） A．电压表示数为8 V B．电动机绕线的内阻为 C．当副线圈匝数匝时，流过电动机的电流小于2 A D．当副线圈匝数匝时，流过r的电流小于2 A 【答案】C 【详解】A．根据发电机电动势公式 电压表测的是发电机输出端有效值，故示数，故A错误； B．电动机是非纯电阻用电器，欧姆定律不适用。由图乙可知时为纯电阻状态，此时内阻，故B错误； C．当匝时，根据理想变压器规律， 根据闭合电路欧姆定律 联立可得 结合乙图当时，电动机电压 实际交点，故C正确； D．同理可得，当匝时 作图线如上图实线所示，其与电动机伏安特性曲线交点为其工作点，由图可得此时 根据可得 所以流过r的电流大于2 A，故D错误。 故选C。 8．（2026·湖南·模拟预测）一含有理想变压器的电路如图所示，图中、是阻值分别为和的定值电阻，是最大阻值为的滑动变阻器，滑片P处于电阻正中间。、间接正弦交流发电机，其输出电压表达式为。变压器原、副线圈匝数比为1∶2。下列说法正确的是（　　） A．将滑片P下移，发电机的输出功率增大 B．将滑片P下移，滑动变阻器的功率减小 C．滑动变阻器的最大功率为 D．若将发电机转速减半，则发电机的最大输出功率为 【答案】C 【详解】A．滑动变阻器接入电阻范围。 根据理想变压器等效电阻法，副边总电阻 等效到原边的等效电阻 原边总电阻 电源电动势有效值，原边电流 滑片下移，滑动变阻器接入电阻增大，增大，发电机输出功率 增大则减小，故A正确； B．副边电流 滑动变阻器功率 由函数单调性可知时，随增大而增大。下移增大，故增大，故B错误； C．滑动变阻器最大为，故时最大，代入得 故C正确； D．发电机转速减半，电动势有效值减半，，发电机输出功率 最小为时， 故D错误。 故选C。 9．（2026·湖南常德·二模）电蚊拍利用高压电击网来击灭飞近的蚊虫，原理如图所示，将锂电池输出的6V直流电压通过转换器转变为交变电压，再将其加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接电击网，电压峰值达到3000V时可击灭蚊虫。电蚊拍正常工作时，下列说法正确的是（    ） A．交流电压表的示数为6V B．副线圈与原线圈匝数比必须满足 C．电击网上的高频电压的频率为10000Hz D．相比副线圈，原线圈应该用较细的导线绕制 【答案】A 【详解】A．由题图可知，原线圈输入电压瞬时值表达式为 电压表测量的是有效值，则，故A正确； B．根据理想变压器电压与匝数关系 已知，，则，故B错误； C．频率，变压器不改变交流电频率，故C错误； D．理想变压器输入功率等于输出功率 因，则，原线圈电流较大，为减小发热应使用较粗的导线，故D错误。 故选A。 10．（2026·湖南·一模）某兴趣小组利用变压器设计的漏电保护装置如图所示，将火线和零线并行绕在铁芯左侧线圈上，当右侧线圈中产生电流时，此电流经放大器放大后，能使电磁铁吸起铁质开关，从而切断教学楼电路。若仅考虑在铁芯中产生的磁场，变压器可以看作理想变压器，左、右线圈匝数分别为、，下列说法正确的是（　　） A．教学楼照明电路正常工作时，左、右线圈电压之比为 B．设计电流放大器的作用是可以提高漏电保护器的灵敏度 C．某同学在教室用多用电表交流电流挡的两表笔分别接触墙上插座两孔金属片，造成短路，开关K将被电磁铁吸起 D．某同学站在地上充电时一只手碰到插座火线触电，此装置无法使开关K被电磁铁吸起 【答案】B 【详解】A．教学楼照明电路正常工作时，火线和零线中的电流大小相等、方向相反，它们在铁芯中产生的磁场相互抵消，穿过线圈 的磁通量为零，线圈 中不产生感应电动势，电压为零，故A错误； B．发生漏电时，火线和零线中的电流差值通常很小，线圈 中产生的感应电流很微弱，不足以直接驱动电磁铁。电流放大器可以将微弱的感应电流放大，使电磁铁能够吸起开关，从而在漏电流较小时也能切断电路，提高了漏电保护器的灵敏度，故B正确； C．某同学造成短路时，火线和零线中的电流虽然很大，但大小依然相等、方向相反，铁芯中的磁通量依然为零，线圈 中无感应电流，开关 K 不会被吸起，故C错误； D．某同学触电时，电流经人体流入大地，导致火线电流大于零线电流，铁芯中产生变化的磁通量，线圈 中产生感应电流，经放大后使电磁铁吸起开关 K，切断电路，故D错误。 故选B。 二、多选题 11．（2026·湖南长沙·三模）如图甲所示，50匝矩形闭合导线框．处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框电阻不计。线框匀速转动时所产生的正弦交流电压图像如图乙所示。把该交流电压加在图丙中理想变压器的、两端。已知变压器的原线圈I和副线圈Ⅱ的匝数比为，交流电流表为理想电表，电阻，其他各处电阻不计，以下说法正确的是（     ） A．时，电流表的示数为0 B．副线圈中交流电的频率为 C．线框面积为 D．时线圈位于图甲所示位置 【答案】BC 【详解】A．原线圈输入电压有效值为 根据，解得副线圈输出电压有效值为 故副线圈电流为 根据，可得原线圈电流为 电流表示数为电流有效值，所以时，电流表的示数为，故A错误； B．交流电的周期，变压器不改变频率，所以副线圈中交流电的频率为，故B正确； C．根据，可知线框面积为，故C正确； D．时线圈产生的感应电动势最大，磁通量变化率最大，此时线圈平面与图甲所示位置垂直，故D错误。 故选BC。 12．（2026·湖南衡阳·模拟预测）如图所示为远距离输电模拟原理图，变压器均为理想变压器，其中降压变压器的原线圈匝数n1=110匝，副线圈匝数n2的调节范围为55~220匝，滑动变阻器R的调节范围为0~R0，发电机输出电压不变，两变压器间输电线的总电阻为R=R0，其余导线电阻不计。当滑片P1固定让Rx变化时，理想电压表V的示数变化为，理想电流表A的示数变化为，下列说法正确的是（     ） A．滑片P1固定，Rx的触头向上滑动时，输电效率降低 B．滑片P1固定， C．当Rx接入电阻为R0时，滑片P1由最下端向上滑动，消耗的功率先增大后减小 D．当Rx接入电阻为R0时，滑片P1由最下端向上滑动，消耗的功率一直增大 【答案】CD 【详解】A．设发电机输出电压为，升压变压器输出电压为，输电线电流为，降压变压器输入电压为，滑片P1固定，Rx的触头向上滑动时，降压变压器的等效电阻 阻值增大，则输电线上的电流 减小，输电线上电压损失 减小，降压变压器的输入电压 增大，由 可知输电效率升高，故A错误； B．依题意 又， 联立，解得 可得，故B错误； CD．当Rx接入电阻为R0时，滑片P1由最下端向上滑动，降压变压器等效电阻阻值减小，输电线上电流增大，降压变压器输入电压减小，根据 可知输电线电阻R0消耗的功率一直增大。滑片P1在滑动过程中，等效电阻的最大值和最小值分别为， 根据 可知当滑动变阻器Rx消耗的功率最大，所以滑片由最下端向上滑动，滑动变阻器Rx消耗的功率先增大后减小，故CD正确。 故选CD。 13．（2026·湖南长沙·二模）如图所示，匝数为的矩形线框长ab为、宽为，在其对称轴右侧有一方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为的匀强磁场。理想变压器的原、副线圈匝数比为，线框和定值电阻串联在原线圈中，滑动变阻器和理想电流表串联在副线圈中，其余电阻不计，矩形线框以角速度匀速转动。下列说法正确的是（     ） A．矩形线框产生的交流电周期为 B．矩形线框产生的电动势峰值为 C．若，则电流表读数为 D．线框从图示位置转过时，通过线框的电流为零 【答案】AC 【详解】A．交流电的周期与线框转动周期相等，线框转动角速度为，由周期公式，故A正确； B．磁场仅分布在对称轴右侧，线框的有效面积 感应电动势峰值，故B错误； C．线框感应电动势的有效值 原副线圈匝数比 设原线圈电流为，副线圈电流为，根据变压器电流关系 可得 电压关系 可得 又 故原线圈回路满足 代入解得 因此，故C正确； D．图示位置线框处于中性面，磁通量最大、感应电动势为零；转过后，线框平面与磁感线平行，磁通量为零、感应电动势最大，电流最大，故D错误。 故选AC。 14．（2026·湖南衡阳·模拟预测）如图所示，理想变压器原线圈a的匝数匝，副线圈b的匝数匝，原线圈接在的交流电源上，副线圈中“ ”的灯泡L恰好正常发光，电阻，电压表V为理想电表。下列判断正确的是（π取3.14）（　　） A．交变电流的频率为 B．原线圈的输入电压为 C．电压表V的示数为 D．消耗的功率与消耗的功率相等 【答案】CD 【详解】A．由电源的瞬时表达式可知，故A错误； B．灯泡正常发光，故， 电阻两端的电压为 副线圈两端电压为 由得原线圈两端电压为，故B错误； C．电压表的示数，故C正确； D．电阻消耗的功率为 通过电阻的电流为 电源电压的有效值为 电阻的功率为，故D正确。 故选CD。 15．（2026·湖南长沙·一模）近年来，湖南省远距离高压输电网络已从“能源末端”向“区域电力交换枢纽”转变，为全省经济社会发展提供了可靠电力保障。如图为某同学研究远距离输电的电路，a、b端接入电压有效值为的交流电源，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，且两变压器的匝数比。已知R1、的阻值均为，R3的阻值为，电阻R1、消耗的功率相同，电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器的匝数比 B．电压表的示数为12 V C．交流电源输出功率为72 W D．若R3断路，则输出功率将减小 【答案】BD 【详解】A．已知的阻值相等，消耗的功率相同，可知电流相同，设为I2，因R3的阻值为，则R3的电流为2I2，则降压变压器T2的次级电流为3I2，由匝数和电流关系可知 则，故A错误； B．变压器T1的初级电流 由于变压器T1原线圈的输入功率等于R1、R2、R3的总功率，而R1、R2的阻值相等，消耗的功率相同，令副线圈两端电压为U4，则有 解得，即电压表示数12V，故B正确； C．电流表的示数为I2，等于通过R2的电流，则有 变压器T1的初级电流 交流电源输出功率为，故C错误； D．若R3断路，则T2次级电阻变大，相当于电网用电设备减少，总功率减少，则输出功率将减小，故D正确。 故选BD。 16．（2026·湖南岳阳·三模）如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，在原、副线圈的回路中各接一定值电阻、，且，原线圈一侧a、b两点间接有电压为220  V的正弦交流电源，不计输电导线的电阻。下列说法正确的是（　　 ） A．两端电压大于两端电压 B．原线圈两端电压是两端电压的3倍 C．、上消耗的功率之比为1∶3 D．电源的输出功率与上消耗的功率之比为3∶1 【答案】BC 【详解】理想变压器原副线圈电流比满足，得 A．两端电压 两端电压，二者电压相等，故A错误； B．理想变压器电压比满足 副线圈电压，因此，即原线圈两端电压是两端电压的3倍，故B正确； C．电阻功率，功率比 即、功率比为，故C正确； D．理想变压器不消耗功率，电源输出功率等于两个电阻消耗的总功率 因此 ，故D错误。 故选 BC。 17．（2026·湖南·模拟预测）福建舰采用了世界最先进的电磁阻拦系统，满足了多种舰载机的降落需求。如图所示，该系统结构两侧对称，阻拦索通过定滑轮和可动滑轮后缠绕在锥形卷扬筒上。卷扬筒可带动矩形线圈在辐射状磁场中绕中心轴同步旋转，使ab、cd边垂直切割磁感线，可动滑轮使阻拦索始终垂直于筒的转轴方向收放，不打滑。每组线圈的长为30r、宽为L、匝数为n，独立构成闭合回路，闭合回路的总电阻为R，ab、cd边所在处磁感应强度大小为B。当阻拦索在卷扬筒半径10r处时，阻拦索收放速度为v，则此时（　　 ） A．线圈ab边切割磁感线的速度大小为 B．每组线圈产生的电动势为6nBLv C．每组线圈中的电流为 D．线圈ab边所受的总安培力大小为 【答案】AD 【详解】A．设线圈ab边切割磁感线的速度大小为。在卷扬筒作用下线圈角速度和卷扬筒相同，则有 解得，故A正确； B．因线圈的ab、cd边都切割磁感线，故每组线圈中产生的总的电动势为，故B错误； C．由闭合电路的欧姆定律可得，每组线圈中的电流为，故C错误； D．线圈ab边所受的安培力大小为，故D正确。 故选AD。 18．（2026·湖南衡阳·二模）山西长治到湖北荆门1000 kV特高压交流输电工程，是世界上第一条投入运行的特高压输电大通道，其输电线路可简化为如图所示电路。设该工程中某电厂输出电压为，远距离输电线总电阻为，用户端电压为，发电机输出功率为。若输电线上损失的功率为发电机输出功率的，变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器原、副线圈匝数比为 B．降压变压器原、副线圈匝数比为 C．若保持不变，晚高峰用户增多时，输电线上电流变小，变大 D．若保持不变，晚高峰用户增多时，输电线上电流变大，输电线上损失的功率变大 【答案】AD 【详解】A．发电机输出功率 解得升压变压器原线圈电流 输电线上损失功率 解得输电线电流 理想变压器电流比与匝数成反比，则 解得，A正确； B．升压变压器副线圈电压 输电线路电压损失 因此降压变压器原线圈电压 降压变压器匝数比，B错误； C．保持不变，晚高峰用户增多，用户并联电阻增多，总负载电阻减小，降压变压器输出功率增大，升压变压器原线圈电流增大，因此输电线电流随增大而增大，线路电压损失 故线路电压损失增大，降压变压器原线圈电压减小，用户端电压也减小，C错误； D．保持发电机输出功率不变，晚高峰用户增多，总负载电阻减小，降压变压器等效电阻变小，则输电回路总电阻减小，由 可知减小，则增大，输电损失功率 故输电损失功率随增大而增大，D正确。 故选AD。 19．（2026·湖南长沙·一模）如图所示，理想变压器原线圈接有输出电压有效值恒为24 V的交流电源，电源内阻不计，定值电阻R1、R2、R3的阻值分别为，，，滑动变阻器的最大阻值为。初始时滑动变阻器滑片位于中点，理想电流表的示数为，则下列说法正确的是（　　） A．初始时，电压表的示数为12 V B．变压器原、副线圈的匝数比为4∶1 C．从初始位置向右移动滑动变阻器滑片，电压表示数一直增大 D．从初始位置向左移动滑动变阻器滑片，变压器输出功率一直减小 【答案】AD 【详解】AB．滑动变阻器滑片位于中点时，R3所在支路的总电阻为，电流为1A，则电流表所在支路两端电压为 即副线圈两端电压为 因为R2所在支路的电阻为，由并联电路特点可知副线圈回路的总电阻为 则通过副线圈电流为 由理想变压器规律可知 则可知副线圈回路的等效电阻为 原线圈回路电流为 且 解得变压器原、副线圈的匝数比为 根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可知初始时，电压表的示数为，故A正确，B错误； C．由数学知识可知，当R3和R2所在支路的总电阻相等时，副线圈回路总电阻最大，此时滑动变阻器滑片右边的电阻值为1Ω，则向右移动滑动变阻器滑片，副线圈回路总电阻先增大后减小，则等效电阻先增大后减小，由串联分压规律可知，电压表示数先增大后减小，故C错误； D．将R1视为电源内阻，则当等效电阻阻值等于R1阻值时，变压器输出功率最大，根据A选项可以得出当滑片位于中点时，变压器原线圈等效电阻为 等于R1，向左移动滑片等效电阻变小，则变压器输出功率减小，故D正确。 故选AD。 20．（2026·湖南衡阳·模拟预测）2025年6月19日，我国300兆瓦级变速抽水蓄能发电电动机全尺寸交流集电系统顺利完成验证试验，标志着我国变速抽蓄核心技术实现重大突破。如图1所示为抽水蓄能的原理图，当电网中用户负荷较低时，某水电站一台输出电压如图2所示的发电机与理想变压器相连，理想变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，副线圈接有一台抽水蓄能发电电动机，其额定电压为380V，内阻为1Ω，电动机正常工作时，与原线圈相连的电流表（内阻不计）示数为12.5A，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（　　） A．理想变压器的原、副线圈匝数比 B．抽水蓄能发电电动机的输出功率为9500W C．抽水蓄能发电电动机内阻上的发热功率为625W D．抽水蓄能发电电动机1s内可将90kg水抽到10m高处 【答案】AC 【详解】A．由图2可知，原线圈输入正弦交流电的峰值，因此原线圈电压有效值 电动机正常工作，其两端电压等于额定电压，即副线圈电压。根据理想变压器电压比规律，A正确； C．理想变压器输入功率等于输出功率，输入功率 因此电动机的总输入功率 根据理想变压器电流比规律，得副线圈电流 电动机内阻的发热功率，C正确； B．电动机的输出功率为总输入功率减去发热功率，因此B错误； D． 将水抽到高处，内需要的机械能为，即需要功率，大于电动机的输出功率，D错误。 故选AC。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题18 交变电流 6年真题1年模拟 考点分类 湖南考情（2020-2026） 命题规律 考点 01 交变电流的产生 2023 湖南高考真题（手摇交流发电机，大轮带动小轮，半径比4:1，线圈在磁场中转动产生正弦交流电，多选） ・情境：手摇发电机模型，大轮通过皮带带动小轮及线圈转动（皮带传动线速度相等，同轴转动角速度相等），线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，产生正弦式交变电流，灯泡与线圈串联； ・考点：皮带传动与同轴转动的角速度关系、正弦交流电最大值（Em=nBSω）、有效值（E=Em/√2）、串联分压、电阻定律（重新绕制线圈时匝数与电阻变化）、动态分析（小轮半径变化对输出电压的影响）； ・题型：多选题，融合圆周运动传动比与交变电流计算； ・综合：跨模块综合（力学圆周运动+电磁学交变电流），通过皮带传动将两个模块连接，综合性较强。 考点 02 变压器 2022 湖南高考真题（理想变压器原副线圈匝数比可变，副线圈接R₁与R₂串联，滑片移动时分析电流与功率变化，单选）； 2025 湖南高考真题（理想变压器+灯泡亮度可调电路，开关接不同触点，等效电阻法分析，单选）； 2021 湖南高考真题（理想变压器副线圈接R₀与R₂串并联，滑片移动时分析两灯泡亮度变化，单选） ・情境：①变压器原副线圈匝数比可调（滑动触头P₁），副线圈接定值电阻R₁与滑动变阻器R₂串联，滑片移动时分析电流与功率变化；②变压器原线圈接入电源和电阻，副线圈接灯泡和电阻，开关接a、b、c三个不同触点改变电路结构，利用等效电阻法分析；③变压器副线圈接定值电阻R₀与滑动变阻器R₂构成的混联电路，滑片从a端滑到b端，分析两灯泡亮度变化； ・考点：理想变压器电压与匝数关系（U₁/U₂=n₁/n₂）、电流与匝数关系（I₁/I₂=n₂/n₁）、等效电阻法（R等=(n₁/n₂)²R负载）、动态电路分析（串并联电阻变化对电流/功率的影响）、功率公式（P=I²R）、数学极值分析（2022年涉及P₁最大值的条件）； ・题型：单选题（2022、2025、2021），均为变压器动态电路分析，2021年难度较大； ・综合：均为纯交变电流与变压器综合，2022年融合匝数比可调与滑动变阻器动态分析，涉及数学极值判断；2025年融合等效电阻法与不同触点电路结构对比；2021年融合混联电路动态分析与亮度变化判断，对等效电阻法与动态电路分析能力要求较高。 考点 03 远程输电 2024 湖南高考真题（风力发电模拟输电网络，升压变压器+输电线路+降压变压器，分析各参数变化对输电线路功率的影响，单选） ・情境：发电机转子以角速度ω匀速转动，升/降压变压器均为理想变压器，输电线路总电阻简化为R₀，用户端接定值电阻R，分析风速增加、输电距离增加、升压变压器副线圈匝数变化、用户端并联电阻时R₀上消耗功率的变化； ・考点：变压器原理（U₁/U₂=n₁/n₂）、输电线路功率损耗（ΔP=I²R₀）、等效电阻法（降压变压器输入端等效电阻R等效=(n₃/n₄)²R用户）、交流电电动势与角速度关系（E∝ω）、动态电路分析； ・题型：单选题，侧重远距离输电动态分析与等效电阻法应用； ・综合：纯交变电流与变压器综合，融合风力发电模型、远距离输电、变压器原理与动态电路分析，对各物理量变化对输电线路功率的影响判断能力要求较高。 考点01 交变电流的产生 1．AC 考点02 变压器 1．B 2．B 3．A 考点03 远程输电 2．A 1．D 2．C 3．D 4．D 5．B 6．B 7．C 8．C 9．A 10．B 11．BC 12．CD 13．AC 14．CD 15．BD 16．BC 17．AD 18．AD 19．AD 20．AC 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $