专题36 交变电流的产生和描述 变压器 远距离输电 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系（专项训练）（浙江专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

**基本信息** 以“概念理解-规律应用-实验探究-综合拓展”为主线，系统覆盖交变电流四值计算、变压器动态分析、远距离输电等核心考点，注重科学思维与科学探究能力培养。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |交变电流描述|3题|结合电磁阻拦系统等实际情境，考查瞬时值、有效值计算|从电磁感应原理推导交变电流表达式，建立四值物理观念| |变压器原理|5题|含实验题与计算题，涉及匝数比、等效电阻分析|通过理想模型建构，揭示电压、电流与匝数的定量关系| |远距离输电|5题|结合互感器、功率损耗分析，体现STSE联系|基于能量观念，推导输电效率优化方案，培养社会责任|

专题36 交变电流的产生和描述 变压器 远距离输电 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系（专项训练） 目录 模拟·基础演练 1 ⏳题型01 交变电流的描述 四值 1 ⏳题型02 交变电流的电荷量 电功率 电热 4 ⏳题型03 理想变压器原理 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 10 ⏳题型04 动态分析 等效电阻 等效电压分析 18 ⏳题型05 远距离输电 23 重难·创新演练 28 真题·实战演练 33 模拟·基础演练 考查重点：交变电流的描述 四值 电荷量 电功率 电热 变压器动态分析 远距离输电 ⏳题型01 交变电流的描述 四值 1. （多选）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。 2. 如图所示，轴右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，面积为S的U形金属线框在磁场中绕轴以角速度匀速转动，通过导线给阻值为R的电阻供电，其余电阻不计，则理想交流电流表的示数为（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】磁场只分布在轴右侧，线框转到轴左侧的半周不切割磁感线，感应电流为零。线框处于磁场内时，由正弦式交变电动势的峰值公式得，通过电阻的电流峰值为。在有感应电流的半个周期内，正弦式电流的均方值为峰值平方的一半，该电阻在一个周期内产生的焦耳热为 设理想交流电流表的示数为。由有效值定义，电阻在一个周期内由该恒定电流和实际电流产生的焦耳热相等，故 代入电流峰值可得 故选D。 3. （多选）如图所示，正方形导线框的边中点和边中点分别接有接线柱，两接线柱通过导线与阻值为的定值电阻相连。的左侧有方向垂直纸面向里的匀强磁场，右侧有方向垂直纸面向外的匀强磁场，两磁场的磁感应强度均为。从某时刻开始，正方形导线框绕过的轴以恒定角速度转动，初始边速度方向垂直纸面向外。已知正方形导线框边长为，正方形导线框、接线柱、导线的电阻均不计，下列说法正确的是（     ） A．正方形导线框转到图示位置时，流过定值电阻的电流为0 B．定值电阻消耗的电功率为 C．流过正方形导线框边的电流有效值为 D．正方形线框产生的感应电动势最大值为 【答案】AB 【详解】A．图示位置时，ab边和cd边的速度方向均平行于磁感线，切割磁感线产生的感应电动势为0，流过定值电阻的电流为0，A正确； D．由电磁感应定律可得线框产生的最大电动势为，D错误； B．交流电的有效值为，定值电阻消耗的电功率为，B正确； C．因ab与cd处于并联关系，因此流经正方形导线框边的电流有效值为，C错误。 故选AB 。 ⏳题型02 交变电流的电荷量 电功率 电热 4. （2026·浙江·一模）如图所示，磁极N、S间的磁场可看作匀强磁场，磁感应强度，矩形线框的面积，共匝，内阻，边与滑环E相连，边与滑环F相连，理想二极管与串联，其中。若线圈正在绕轴以角速度顺时针匀速转动，图中线圈所在位置恰好与磁场垂直，此时开始计时，下列说法正确的是（     ） A．电流表示数为 B．两端电压表达式为 C．转一周过程中，外力所做的功为 D．线框转过一周，外电路流过电荷量为 【答案】D 【详解】A．线圈在图示位置时，与中性面重合，线圈不切割磁感线，感应电流为零，此时开始计时，所以电动势表达式 其中电动势最大值 电动势有效值 因为理想二极管与串联，所以只有半个周期有电流通过，且与并联， 这半个周期的过程中，电流有效值 没有电流通过，电流有效值 整个周期电流的有效值为，内电阻产生热有 解得 电流表示数为，故A错误； B．根据楞次定律可得从图示位置开始的半个周期点电势高，二极管断路，没有电流通过，、两端电压有效值 最大值为 、两端电压表达式为 之后半个周期有电流通过，、两端电压有效值 最大值为 、两端电压表达式为，故B错误； C．转一周的过程中，外力所做的功等于回路消耗的电能，有 解得，故C错误； D．线框转过一周，只有半个周期有电流通过，此过程与并联， 通过电阻的电荷量 其中， 解得外电路流过电荷量为，故D正确。 故选D。 5. （2026·浙江·一模）如图所示，在xOy水平面内，固定着间距为d的足够长光滑金属导轨N和Q，左端与一阻值为R的电阻相连，电路中串联一理想二极管D。在x≥0区域交替存在大小为、垂直导轨平面、方向相反的匀强磁场，磁场边界满足；位于x = 0处垂直导轨放置一根导体棒ab，其接入电路中的电阻也为R。现在外力作用下导体棒沿x轴正方向以速度做匀速直线运动，不计其它电阻，求（     ） A．当导体棒运动到时，导体棒受到的安培力为 B．当导体棒运动到时，导体棒两端电压为0 C．当导体棒运动到时，外力做功为 D．当导体棒运动到时，外力的冲量为 【答案】C 【详解】A．当导体棒运动到时，导体棒切割磁场的长度 感应电动势 根据右手定则，端电势高，二极管通路，感应电流大小为 由左手定则，可得导体棒受到向左的安培力，安培力大小为 解得，故A错误； B．当导体棒运动到时，导体棒切割磁场的长度 感应电动势 根据右手定则，端电势高，二极管断路，电路没有电流，导体棒两端电压 解得，故B错误； C．导体棒从处匀速运动到的过程，感应电流为 其中感应电流最大值 电流的有效值为 根据功能关系可得外力做功 其中 导体棒从处匀速运动到的过程，二极管断路，电路没有感应电流，外力做功为零。 则导体棒从处匀速运动到的过程，外力做功 解得，故C正确； D．导体棒从处匀速运动到的过程，外力的冲量的大小等于安培力的冲量的大小，即 安培力的冲量 根据 变量代换得 解得 导体棒从处匀速运动到的过程，外力的冲量为零。 则导体棒从处匀速运动到的过程，外力的冲量为，故D错误。 故选C。 6. （多选）如图所示，两根相同的光滑圆弧轨道竖直平行放置在同一高度，间距为L，两轨道半径为r，轨道电阻不计。在轨道顶端连有一阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。现有一根金属棒在拉力作用下，沿轨道从最低位置cd开始运动至ab处，运动过程中金属棒始终与轨道保持垂直且速度大小v0保持不变。已知金属棒的长度稍大于L，连入电路的电阻为R，则该过程中以下说法正确的是（　　） A．电压表的示数为 B．电压表的示数为 C．流过R的电荷量为 D．流过R的电荷量为 【答案】BC 【详解】AB．金属棒做匀速圆周运动，其切割磁场的速度 （为圆上的切线与竖直方向的夹角），回路中产生正弦式交变电流，从题中可知 产生的感应电动势的最大值为 金属棒产生的电动势的有效值为 电压表的示数为，故B正确，A错误； CD．平均感应电动势 平均感应电流 流过R的电荷量 又 联立可得，故C正确，D错误。 故选BC。 7. 如图（a）所示，是一种振动发电装置，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为0.2m、匝数为30的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布，其右视图如图（b）所示。线圈所在位置磁感应强度的大小均为0.1T，线圈的电阻为2Ω，它的引出线接有10Ω的小灯泡L，其他电阻均不计。外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过小灯泡。当线圈速度随时间变化的规律如图（c）、（d）所示（v取向右为正），其中图（c）所示速度按正弦规律变化，取π=3.14，下列说法正确的是（　　） A．线圈在两种运动情况下，小灯泡的亮度均相同 B．线圈按图（d）情况运动时，产生的电动势是恒定不变的 C．线圈按图（c）情况运动时，产生的电动势的瞬时值表达式为 D．线圈按图（c）情况运动时，灯泡两端的电压为 【答案】C 【详解】A．根据法拉第电磁感应定律可得e=nBLv=nB·2πr·v=2nπBrv 线圈两种运动过程中速度变化情况不同，产生的感应电动势随时间的变化不同，则感应电动势的有效值不同，则小灯泡亮度不相同，故A错误； B．由于题图（d）中线圈v随时间变化，则感应电动势会发生变化，故B错误； C．线圈按照题图（c）情况运动时，速度随时间变化情况为，产生的电动势的瞬时值表达式为e=2nπBrv=2×30×π×0.1×0.2×5sin5πt（V）=6πsin5πt（V），故C正确； D．线圈按照题图（c）情况运动时，电动势有效值 感应电流有效值为 则灯泡两端的电压为，故D错误。 故选C。 8. （多选）如图所示，粗细均匀的直角三角形金属线框绕过的竖直轴以的角速度匀速转动，初始时磁场磁感应强度大小为0.2T、方向平行于边向上，之后缓慢转过角，直到磁场方向垂直纸面向里。已知线框总电阻为，，。则（     ） A．点的电势始终大于点的电势，线框中电流方向不变 B．、两点电势差有效值随磁场转过角度增大而增大 C．边所受安培力的最大值为 D．若仅磁场转动，则通过线框某横截面的电荷量为 【答案】BD 【详解】A．线框匀速转动，电动势周期性正负交替，电流方向会周期性改变；同时b、c电势高低也会交替变化，故A错误； B．已知， 由几何关系可得 线框的面积为 磁场缓慢转动，当磁场转过角度为时，线框产生感应电动势的最大值 、两点电势差有效值与磁场转过角度的关系为 因此、两点电势差有效值随磁场转过角度增大而增大，故B正确； C．磁场转过过程，线框边有效长度增大，且回路中电流越大，边所受安培力越大，当磁场转过时，边所受安培力最大，为 其中，解得，故C错误； D．若仅磁场转动，穿过线框的磁通量增加的值为 设磁场转动所需的时间为，则因磁场转动线框产生的平均感应电动势 线框中平均感应电流 通过线框某一横截面的电荷量，故D正确。 故选BD。 ⏳题型03 理想变压器原理 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 9. 理想变压器原、副线圈两端所接电路如图所示，图中电表均为理想交流电表，为电阻箱，定值电阻。现在原线圈两端接有的交流电，已知理想变压器原、副线圈的匝数比为。则下列说法正确的是（     ） A．变压器原线圈中电流的频率为100Hz B．当电阻箱的阻值逐渐增大时，、的示数均减小，、示数的比值保持不变 C．电阻箱的阻值为零时，的示数为40V D．电阻箱的阻值为20Ω时，变压器的输出功率为40W 【答案】D 【详解】A．原线圈中电流的频率与所接电源的频率相同，由题给表达式可知，整理得，故A错误； B．设与并联部分的等效电阻为，当逐渐增大时，增大。副线圈端电压保持不变，电流表的示数减小。 电压表的示数 增大；原线圈电压表的示数保持不变，电流表的示数随减小，因此两表示数之比增大，故B错误； C．当时，与并联部分被短路，电压表的示数为，故C错误； D．当时，与并联部分的等效电阻为 副线圈负载总电阻为 理想变压器副线圈端电压 副线圈电流 输出功率，故D正确。 故选D。 10. 某兴趣小组用如图所示的可拆变压器进行“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验。 (1)下列说法正确的是　　　　　。 A．变压器工作时，通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈 B．变压器工作时在原线圈上将电能转化为磁场能，在副线圈上将磁场能转化为电能 C．理想变压器的输入功率等于输出功率，没有能量损失 D．变压器副线圈上不接负载时，原线圈两端电压为零 (2)如图所示，实验时，原线圈接“0”“8”接线柱，副线圈接“0”“1”接线柱，原线圈两端连接低压交流电源10 V挡，用交流电压表测得副线圈两端的电压为0.4 V，这与其他小组的正确实验结论明显不一致。对于这个小组实验结论出现明显偏差的原因，最有可能的是　　　　。 A．原线圈匝数太多，电阻过大 B．铁芯没有闭合，漏磁过多 C．副线圈匝数太少，增加实验误差 D．副线圈的电阻太小 (3)实际操作中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0 V，则可推断原线圈的输入电压可能为　　　　　。 A．3.0 V B．5.3 V C．6.0 V D．6.2 V (4)为了实验过程中的安全，下列做法正确的是　　　　。 A．为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12 V B．连接好电路后，应先检查电路连接是否正确，再接通电源进行实验 C．因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱 D．为了测量电表的安全，测量电压时，先选用最大量程试测 【答案】(1)BC (2)B (3)D (4)BD 【详解】（1）A．变压器是通过互感工作，而不是通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈，故A错误； B．变压器工作时在原线圈上将电能转化为磁场能，在副线圈上将磁场能转化为电能，故B正确； C．理想变压器忽略能量损失，原线圈输入功率等于副线圈输出功率，故C正确； D．变压器的原线圈两端电压由发电机提供，则副线圈上不接负载时，原线圈两端电压不变，不为零，故D错误。 故选BC。 （2）根据变压器的工作原理可知，若通过原、副线圈的磁通量相同，则原、副线圈两端电压之比等于匝数比，则有 实际结果为< 实验结论与理论结论出现明显的偏差，最有可能的是：铁芯没有闭合，漏磁过多，使得通过副线圈的磁通量明显小于通过原线圈的磁通量，使得副线圈两端的电压很小。 故选B。 （3）若是理想变压器，则变压器线圈两端的电压与匝数的关系为 当变压器的原线圈接“0”和“8”两个接线柱，副线圈接“0”和“4”两个接线柱时，可知原、副线圈匝数比为2∶1，副线圈电压为3.0 V，则原线圈电压应该为6.0 V；实际操作中，不是理想变压器，需要考虑损失部分，则原线圈所接电压大于6.0 V。 故选D。 （4）A．在实验中为了确保人身安全，需要使用低压交流电源，且电压不要超过12 V，故A错误； B．为了确保安全，实验时，连接好电路后，应先检查电路连接是否正确，再接通电源进行实验，故B正确； C．即使使用电压较低，为了确保实验数据的可靠精确性，通电时也不能用手直接接触裸露的导线、接线柱，故C错误； D．为了测量电表的安全，测量电压时，先选用最大量程试测，再选用小一点的量程，确保精确度，故D正确。 故选 BD。 11. 如图所示，交流发电机线圈的匝数为，线圈内阻为，面积为，转动的角速度为，永久磁铁在线圈区域激发的磁场可视为磁感应强度为的匀强磁场。发电机通过理想变压器向定值电阻供电。变压器原、副线圈的匝数分别为、，电表均可视为理想交流电表，若从图示位置开始计时，下列说法正确的是（     ） A．线圈产生感应电动势的表达式为 B．电压表的示数为 C．电流表的示数为 D．若减小，则变压器的输入功率变大 【答案】C 【详解】A．从图示位置开始计时，线圈平面与磁场方向垂直，线圈中的磁通量最大，感应电动势的瞬时值为，故A错误； B．交流发电机感应电动势的有效值为 将副线圈中的电阻等效到原线圈一侧，等效电阻为 根据闭合电路欧姆定律，原线圈中的电流有效值为 原线圈两端电压为，根据理想变压器的电压关系有 联立解得 电压表的示数与选项所给结果不符，故B错误； C．电流表测量原线圈中电流的有效值，根据闭合电路欧姆定律有 整理得 与选项所给结果相同，故C正确； D．令副线圈负载等效到原线圈一侧的电阻为，理想变压器的输入功率为 当时输入功率最大，因此减小时，输入功率可能增大，也可能减小，故D错误。 故选C。 12. 变压器是远距离输电中的核心设备。在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，器材包括可拆式变压器、多用电表、低压交流电源、示波器、信号发生器、导线若干、开关等。 (1)某同学先用多用电表测量原线圈“0”、“400”接线柱间的电阻，选择开关选“欧姆挡×1”，经规范操作后，指针位置如图2所示，测得该线圈的阻值为___________Ω； (2)该同学选用原线圈匝、副线圈匝进行实验，调节低压交流电源输出的电压，分别测得原、副线圈两端电压和，记录数据如下表： 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 3.92 5.88 7.88 9.80 11.70 ①下列说法正确的是___________； A．表格中与对应，与对应，则略大于 B．表格中与对应，与对应，则略小于 C．若改用低压直流电源，闭合开关瞬间，副线圈无感应电动势 D．测量原、副线圈电压时，多用电表应调至交流电压挡，且量程大于最大测量电压 ②根据表格数据，计算每组的比值，其平均值为___________（保留保留3位有效数字），导致该比值与的偏差的可能原因有（至少写两点）：___________； (3)将两个线圈按图3方式上下叠放。下层线圈接信号发生器，上层线圈与示波器相连，当示波器显示的电压波形如图4所示时，则下层线圈中磁通量变化情况可能为___________（选填）。 【答案】(1)6.0 (2) BD 1.96 线圈存在电阻产生焦耳热；装置存在漏磁损失磁场能；铁芯上产生涡旋电流损失电能 (3)C 【详解】（1）选择开关选“欧姆挡×1”，经规范操作后，指针位置如图2所示，测得该线圈的阻值为 （2）[1] AB．表格中与对应，与对应，由表格数据可知，略小于，故B正确，A错误； C．若改用低压直流电源，闭合开关瞬间，穿过副线圈的磁通量发生变化，副线圈有感应电动势，故C错误； D．为了保护电表，测量原、副线圈电压时，多用电表应调至交流电压挡，且量程大于最大测量电压，故D正确。 故选BD。 [2] 根据表格数据，计算每组的比值，分别为、、、、，其平均值为 [3] 导致该比值与的偏差的可能原因有线圈存在电阻产生焦耳热；装置存在漏磁损失磁场能；铁芯上产生涡旋电流损失电能。 （3）上层线圈与示波器相连，当示波器显示的电压波形如图4所示时，波形是方波， 根据电磁感应原理可知，感应电动势的大小恒定时磁通量变化率恒定，下层线圈中磁通量变化情况可能为锯齿形。 故选C。 13. 在 “探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系” 实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的可拆式变压器进行研究，图乙中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。 (1)除了上图变压器之外，该同学还需要的实验器材是________； A． B． C． D． (2)某次实验中，用匝数匝和匝的线圈实验，测量的数据如下表所示，则下列说法正确的是______。 1.82 2.83 3.90 4.90 4.00 6.02 8.01 9.99 A．原线圈的匝数为，用较粗导线绕制 B．副线圈的匝数为，用较细导线绕制 C．原线圈的匝数为，用较细导线绕制 D．副线圈的匝数为，用较粗导线绕制 (3)若考虑到变压器工作时有漏磁等因素，实验测得的原、副线圈的电压比 ______（选填 “>”、“=” 或 “<”）原、副线圈的匝数比 (4)作为横挡的变压器铁芯的硅钢片的设计和摆放，下列最合理的是______ A．B．C． D． 【答案】(1)AD (2)C (3)> (4)B 【详解】（1）变压器的工作原理是电磁感应，需要变化的电流产生变化的磁场，因此电源必须使用交流电源，图A为学生电源（含交流输出），图B为干电池（直流），故电源选A；测量变压器线圈两端的电压需要使用交流电压表，图C为直流电压表，图D为多用电表（可测交流电压），故电表选D。 故选AD。 （2）已知，如果是理想变压器有实际中存在损耗，根据表格数据可知。可知为原线圈电压，原线圈的匝数为，且线圈为高压侧，线圈为低压侧。在变压器设计中，为了减小电阻损耗，低压大电流线圈使用较粗导线，高压小电流线圈使用较细导线。 故选C。 （3）理想变压器无漏磁，原副线圈磁通量变化率相同，电压比等于匝数比。实际变压器存在漏磁，原线圈产生的磁通量只有一部分穿过副线圈，即。则。 （4）为了减小涡流引起的热损，同时又为了防止磁漏，变压器的铁芯采用硅钢片叠加而成。作为横挡的铁芯的硅钢片应该与下面的硅钢片平行。 故选B。 ⏳题型04 动态分析 等效电阻 等效电压分析 14. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为1∶2，原线圈与定值电阻R1串联后，接入输出电压有效值恒定的正弦式交流电源，副线圈电路中负载电阻为可变电阻R2，A、V为理想交流电表。当R2＝2R1时，电流表的读数为1 A，电压表的读数为4 V，则（     ） A．电源输出电压为4 V B．电源输出功率为4 W C．当R2＝8 Ω时，电压表的读数为6 V D．当R2＝2 Ω时，变压器输出的功率最大 【答案】C 【详解】AB．当R2＝2R1时，电流表的读数为1 A，电压表的读数为4 V，根据欧姆定律R2＝4 Ω，R1＝2 Ω 理想变压器原、副线圈匝数之比为1∶2，根据电压与匝数成正比得原线圈两端的电压U1＝2 V，根据电流与匝数成反比得原线圈中的电流I1＝2 A 所以电源输出电压U＝U1＋I1R1＝6 V 电源输出功率P＝UI1＝12 W 故A、B错误； CD．设副线圈两端的电压为U2，根据欧姆定律得副线圈中的电流为，则原线圈中的电流是，所以电源的输出电压 副线圈输出电压与电阻R2的关系为 变压器输出的功率 其中U＝6 V，R1＝2 Ω，所以当R2＝4R1＝8 Ω时，变压器输出的功率P2最大，为 ，此时U2＝6 V，故C正确，D错误。 故选C 。 15. 如图，理想变压器原、副线圈匝数比为，原线圈中接有定值电阻，副线圈接有定值电阻和滑动变阻器R。已知，ab两端接一正弦式交流电，当滑动变阻器R的滑片向左滑动过程中，下列说法正确的是（　　） A．电流表A示数变大 B．电压表V示数保持不变 C．变压器的输出功率先增大后减小 D．电压表示数变化与电流表示数变化的比值不变 【答案】D 【详解】A．设ab两端的电压为，原线圈两端的电压为，原线圈中的电流为，对原线圈电路，由闭合电路欧姆定律 有 设副线圈两端的电压为，副线圈中的电流为，对副线圈电路，由闭合电路欧姆定律 有 由理想变压器原副线圈电压、电流和匝数的关系 有 得 滑动变阻器R的滑片向左滑动，增大，、、和匝数比不变，减小，电流表A示数减小，A错误； B．减小，由，知减小 由，知增大 由，知增大，电压表V示数增大，B错误； C．变压器的输出功率 得 依题意，， 得 根据数学知识可得，当时，输出功率达到最大值，此时，当滑动变阻器R的滑片向左滑动过程中，增大，，故变压器的输出功率一直减小，C错误； D．由 有 整理有 得，即电压表示数变化与电流表示数变化的比值不变，D正确。 故选D。 16. 如图甲所示，在理想变压器a、b端输入电压为的正弦交流电，原、副线圈的匝数比。定值电阻、、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最左侧，在滑片向右缓慢移动至最右侧的过程中，记录理想电压表的示数与理想电流表的示数，描绘出如图乙所示的图像。下列说法正确的是（　　） A．通过的电流先增大后减小 B．电压表示数先减小后增大 C．图乙中纵截距，斜率的绝对值为 D．消耗的功率先增大后减小 【答案】C 【详解】C．由等效电源可知，副线圈电压、电流满足，其中，， 电压表测副边路端电压，电流表测副边干路电流，所以 因此纵截距，斜率的绝对值为，故C正确； B．设滑动变阻器滑片左端电阻为，则两支路电阻分别为，，并联总电阻 解得 由二次函数性质，滑片从最左端向右缓慢移动至最右侧的过程中，当时最大，在两端时最小，即负载总电阻先增大后减小。 因此，电压表读数随先增大后减小，故B错误； D．由等效电源可知，在副边等效为电源内阻，其消耗的功率为 又，因此电流先减小后增大，故功率先减小后增大，故D错误； A．当时，电压增大，所在支路总电阻减小，则增大；当时，电压减小，所在支路总电阻继续增大，则减小，又副边总电流增大，电流连续变化，因此继续增大。 综上，随滑片向右移动一直增大，故A错误。 故选C。 【点睛】对变压器原线圈回路有，理想变压器，，令 联立解得 两边同除以，则 因此等效电动势，等效内阻 17. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为（），原线圈串联一个定值电阻后接在正弦式交流电源上，电源内阻忽略不计。副线圈回路中接有定值电阻（）与滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表。滑动变阻器滑片自上而下滑动时，下列说法正确的是（     ） A．若电压表V与电流表A示数分别为U和I，则 B．若电压表V与电流表A示数变化量分别为和，则 C．电源的输出功率先增大后减小 D．副线圈的输出功率先增大后减小 【答案】B 【详解】设电源电动势有效值为，原线圈两端电压为、电流为，副线圈两端电压为、电流为，则 ， A. 电压表测副线圈电压 ，电流表测原线圈电流 。由 ，得 ，故A错误； B. 对原线圈回路由闭合电路欧姆定律：，则 ，又 ，所以 ，故B正确； C. 电源输出功率 ，滑片自上而下滑动时先增大后减小，先减小后增大，不会先增大后减小，故C错误； D. 根据等效电源法，将原线圈回路等效到副线圈，等效电动势为 ，等效内阻为 。副线圈输出功率 ，当 时最大。因 ，（），先增大后减小，故 随先减小后增大，不是先增大后减小，故D错误。 故选B。 【点睛】等效电源法：将变压器原线圈侧的电源和内阻等效到副线圈侧。推导核心在于保持副线圈电压和电流的约束关系不变，即利用，整理成的形式，此时即可看作副线圈两端接了一个电动势为、内阻为的等效电源。 18. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为，原、副线圈上分别接有阻值相等的电阻、，已知电阻消耗的电功率为，则交流电源的输出功率为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设副线圈电流为，原线圈电流为。根据理想变压器电流与匝数的关系可知： 即 已知电阻消耗的电功率为，且 根据功率公式可得   电阻消耗的电功率为   交流电源的输出功率等于电路中所有负载消耗的功率之和（理想变压器不消耗能量），即 故选 C。 ⏳题型05 远距离输电 19. 如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为U3和U4.在输电线路的起始端接入两个互感器，二者原、副线圈的匝数比分别为10∶1和1∶10，各互感器和电表均为理想的，则下列说法正确的是（     ） A．若电压表的示数为220 V，电流表的示数为10 A，则线路输送的电功率为110 kW B．若保持发电机输送功率一定，仅将U2增大，输电线损耗功率增大 C．若保持发电机输出电压U1和用户数一定（即用户端总电阻不变），仅将滑片Q下移，输电线损耗电压减小 D．若保持发电机输出电压U1和Q、P的位置一定，使用户数增加（即用户端总电阻减小），则用户电压U4一定减小 【答案】D 【详解】A．接电压表的是电压互感器，并联在输电线路中，原、副线圈匝数比为，由理想变压器电压比有 解得 接电流表的是电流互感器，串联在输电线路中，原、副线圈匝数比为，由理想变压器电流比有 解得 线路输送功率，故A错误； B．发电机输送功率一定，由可知，仅将增大时减小，输电线损耗功率随之减小，故B错误； C．保持和用户数一定，滑片Q下移使升压变压器副线圈匝数增大，由可知增大 将用户电阻等效到降压变压器原线圈侧，等效电阻不变 输电电流，增大则增大，输电线损耗电压增大，故C错误； D．和Q、P位置不变，则、、均不变，用户数增加使总电阻减小，等效电阻减小 输电电流增大，输电线损耗电压增大，降压变压器原线圈电压减小 由得，则减小，故D正确。 故选D。 20. （多选）近20年来福建电网实现电网结构、电压等级、电力技术“三大跨越”。如图所示是远距离输电示意图，现将输送电压U2由升级为高压，输送的总电功率变为原来的2倍，保持发电机输出电压U1及用户得到的电压U4均不变，输电线的电阻不变，则（     ） A．n2∶n1变为原来的倍 B．输电线上电流变为原来的 C．输电线损失的功率变为原来的 D．降压变压器原、副线圈匝数比值变小 【答案】ABC 【详解】A．由理想变压器基本关系知 可知U1不变，U2变为原来的倍，所以变为原来的倍，故A正确； B．因P送变为原来的2倍，U2变为原来的倍，根据 可知输电线上电流变为原来的，故B正确； C．根据 可知R线不变，所以P损变为原来的，故C正确； D．根据 可知U2变大，变小时，U3变大，而U4不变，则变大，故D错误。 故选ABC。 21. （2026·浙江·一模）如图所示，、两端接输出电压为500 V的交流电源，电源到理想变压器的输入端之间的导线电阻为，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，用户负载电阻为（可变），不计变压器输出端到用户之间的导线的电阻，则（     ） A．变压器的输出电压为 B．上的电流是上的2倍 C．若用户电压为，则负载电阻 D．当输电的效率为时，用户的功率为 【答案】C 【详解】A．理想变压器原、副线圈电压之比等于原、副线圈匝数之比，其中是原线圈两端电压。电源端回路满足 由于负载接入时原线圈中有电流，电阻上有电压损失，所以原线圈端电压小于，副线圈端电压小于，故A错误； B．理想变压器传输功率时满足，且 所以，故B错误； C．由电源端回路、电压比和功率关系，负载端电流为，原线圈电流为，因此 当，时，代入上式得，故C正确； D．设电源输入功率为，输电线路损耗功率为，则输电效率满足 当时，，原线圈两端电压为，由 用户端电压，用户的功率为，故D错误。 故选C。 22. （多选）绿色电能是现代社会发展的重要趋势，其中风能具有广阔的发展前景，风力发电占有很大比重。如图甲所示为某地风力发电的简易图，扇叶通过转速比为1：3的升速齿轮箱带动线圈在磁感应强度的匀强磁场中匀速转动，线圈的输出端与MN相连接，通过升压变压器后采用110kV的高压直流向远距离输电，如图乙所示，其中整流器将交流变为直流（直流与交流的有效值相同）、逆变器将直流变为交流（直流与交流的有效值相同），然后通过降压变压器对额定电压为220V的用户供电。已知线圈的匝数匝、面积，扇叶的转动频率，输电线的电阻，输电线上损耗的电功率，线圈的电阻忽略不计。则下列说法正确的是（　　） A．P处为逆变器，Q处为整流器 B．升压变压器原副线圈的匝数比为1∶550 C．降压变压器原副线圈的匝数比为5300∶11 D．风力发电厂的输出功率为4.4×107W 【答案】CD 【详解】A．根据题意，升压变压器输出交流电，经过P处变为直流电进行高压直流输电，所以P处为整流器；输电线传输直流电，经过Q处变为交流电供降压变压器使用，所以Q处为逆变器，故A错误； B．扇叶转动频率，线圈转速是扇叶的3倍，则线圈转动频率 角速度 线圈产生的感应电动势最大值 有效值 线圈电阻忽略不计，则升压变压器原线圈电压 升压变压器副线圈电压有效值 匝数比，故B错误； C．输电线上损耗功率 解得输电电流 输电线上电压损失 降压变压器原线圈输入端的直流电压 逆变器将直流变为交流，有效值相同，则降压变压器原线圈电压，用户电压。降压变压器匝数比，故C正确； D．风力发电厂的输出功率等于升压变压器的输出功率，即 由于整流器直流与交流有效值相同，且视为理想，则 代入解得，故D正确。 故选CD。 23. 根据国家能源局2026年发布的最新统计数据，截至2025年底我国风电累计并网装机达6.4亿千瓦，连续16年稳居世界第一。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，该实验中发电机转子转速与风速正相关。升、降压变压器均为理想变压器，输电线路总电阻简化为定值电阻，用户端负载保持不变，不计其余电阻，下列说法正确的是（     ） A．风速增大时，发电机输出电压升高，输电线路上消耗的功率不变 B．风速增大时，发电机输出电压升高，输电线路上消耗的功率增大 C．风速减小时，发电机输出电压降低，输电线路上消耗的功率增大 D．风速减小时，发电机输出电压不变，输电线路上消耗的功率不变 【答案】B 【详解】设风速为，发电机输出电压为。发电机转子角速度满足，发电机产生的感应电动势与转速成正比，故 两个理想变压器的匝数比固定，用户端负载不变，折算到输电线路中的等效负载电阻不变，升压变压器的输出电压与成正比，因此，线路电流随风速增大而增大，线路损耗功率 也增大；风速减小时，发电机输出电压和线路损耗功率均减小。 故选B。 重难·创新演练 24. 如图甲所示的交变电路中，交流电流表为理想电表，定值电阻阻值R1=R、R2=2R，滑动变阻器的最大电阻值为R3=18R，变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2=1∶3，开始时滑动变阻器的滑动触头位于最上端。现在MN两点间接有如图乙所示的交流电。下列说法正确的是（     ） A．T时刻电流表的示数为0 B．滑动触头向下滑动时，消耗的功率减小 C．滑动触头向下滑动时，消耗的功率减小 D．滑动触头向下滑动时，和消耗的总功率增大 【答案】C 【详解】A．图乙为电压的图像，时刻电压瞬时值为零，但交流电流表显示的是电流的有效值。回路中交流电压的有效值不为零，故电流表示数不为零，故A错误； B．设副边滑动变阻器接入电阻折算到原边后的阻值为，由理想变压器的电压、电流关系得 滑动触头向下滑动时，接入的减小，故减小。原边的与并联，其等效电阻为 所以减小，原边总电阻减小，电流表所在支路的电流增大。由焦耳定律得，故消耗的功率增大，故B错误； C．原边并联部分的电压为 随减小，减小。由电功率公式得，故消耗的功率减小，故C正确； D．理想变压器不消耗功率，与消耗的总功率等于原边并联部分的功率。令，则 且滑动触头向下滑动时减小。由电功率公式得 在 时，有 因此随减小而减小，故和消耗的总功率减小，故D错误。 故选C。 25. 我国某品牌无线闪充手机，充满5000 mAh电池约需要67分钟，已知无线充电座内的发射线圈额定功率为，输入电压与时间图像如图乙所示，接收线圈的感应电动势为9 V，若不考虑线圈漏磁和各种能量损失，下列说法正确的是（     ） A．接收线圈在时电压最大 B．发射线圈和接收线圈内的电流频率不相同 C．发射线圈和接收线圈的匝数比为 D．发射线圈和接收线圈中的电流之比为 【答案】D 【详解】A．接收线圈中的感应电动势由穿过接收线圈的磁通量变化率决定，即与发射线圈中电流的变化率成正比。发射线圈在时电压达到最大值，其电流也达到峰值，但正弦交流电在峰值处电流的变化率为零，故此时接收线圈的感应电动势为零，而非最大，故A错误； B．根据电磁感应原理可知，无线充电的原理是互感现象，此时发射线圈和接收线圈内的电流频率相同，故B错误； C．由图乙得，发射线圈电压为正弦式交变电压，电压峰值为，故有效值为，接收线圈的电压有效值为，由此据线圈匝数与电压的关系可知发射线圈和接收线圈的匝数比为 故C错误； D．据线圈匝数与电流的关系可知电流之比为 故D正确。 故选D。 26. 如图为输电线为用户输电的情景，电路中升压变压器T1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，发电机输出的电压恒定，下列说法正确的有（     ） A．T1输出电压与T2输入电压相等 B．T1输出功率大于T2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输出功率降低 【答案】B 【详解】AB．设输出电压、输入电压分别为，，输电线中的电流为，输电线电阻两端有电压降，由欧姆定律得 由于且，所以，输出电压不等于输入电压。设输出功率、输入功率分别为，，由焦耳定律得输电线损耗功率 由能量守恒得 因此，故A错误，B正确； CD．用户接入的用电器增多时，副线圈负载的等效电阻减小。设折算到原线圈的负载电阻为，输出电压由发电机恒压和理想变压器保持不变，由闭合电路欧姆定律得 所以增大，输电线损耗功率也增大。理想变压器输入、输出功率相等，用户端总负载功率随接入用电器增多而增大，因此输出功率增大，故CD错误。 故选B。 27. 如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比，原线圈与的正弦交变电源相连，副线圈所接负载的电阻，电流表和电压表均为理想交流电表，下列说法正确的是（     ） A．该交流电的频率为100 Hz B．电压表V的示数为220 V C．电流表A的示数为2 A D．变压器的输入功率为176 W 【答案】D 【详解】A．根据正弦交流电瞬时值表达式可得 根据频率公式可得该交流电的频率为，故A错误； B．原线圈输入电压的有效值为 根据理想变压器原、副线圈两端电压与匝数关系，可知副线圈两端电压为，即电压表V的示数为88 V，故B错误； C．副线圈中电流为 根据理想变压器原、副线圈中的电流与其匝数成反比，可得原线圈中电流为，即电流表A的示数为0.8 A，故C错误； D．理想变压器输入功率等于输出功率，则变压器的输入功率为，故D正确。 故选D。 28. 电吹风的电路结构简图如图所示，1、2、3、4为四个固定触点，绕O点转动的扇形金属开关可同时接触两个触点，置于不同位置时，电吹风的工作状态有停机、吹冷风和吹热风三种，工作电压为220V，直流风扇的额定电压为55V，D为理想二极管、L为理想变压器。下列说法正确的是（     ） A．开关同时接触1、2时，电吹风处于吹冷风的工作状态 B．L的原、副线圈匝数比为4∶1 C．吹热风时电热丝两端的电压为 D．L的次级线圈电压最大值为110V 【答案】D 【详解】A．由电路图可知，触点 1 与电热丝相连，触点 2 与变压器原线圈相连。当开关同时接触 1、2 时，电热丝和变压器原线圈均接入电源，电热丝发热，风扇转动，电吹风处于吹热风状态，故A错误； B．设变压器副线圈电压最大值为 ，有效值为。风扇与二极管串联，二极管具有单向导电性，风扇两端电压为半波整流后的电压。根据有效值的定义，有 解得风扇两端电压有效值 已知风扇额定电压，则 副线圈电压有效值 根据变压器变压比公式 可得，故B错误； C．吹热风时，电热丝直接接在交流电源两端，其两端电压的有效值为，最大值为。通常所说的电压指有效值，故C错误； D．由 B 选项分析可知，变压器次级线圈（副线圈）电压最大值 ，故D正确。 故选D。 真题·实战演练 29. （2026·重庆·高考真题）重庆夜景闻名遐迩。吊脚楼在霓虹灯映衬下呈现出梦幻般的色彩。为启动霓虹灯，将变压器的原线圈接入有效值为220 V的家用交流电，副线圈接霓虹灯。当副线圈两端的电压有效值为15400 V时，流过霓虹灯的电流有效值为10 mA，若将该变压器视为理想变压器，则（     ） A．原、副线圈匝数比为 B．原线圈中电流有效值为0.7 A C．家用交流电的电压最大值为 D．副线圈的输出功率为2.2 W 【答案】B 【详解】已知理想变压器原线圈电压有效值，副线圈电压有效值，副线圈电流，结合理想变压器规律逐一分析选项： A．理想变压器电压与匝数成正比，即，原、副线圈匝数比为，故A错误； B．理想变压器输入功率等于输出功率，副线圈输出功率，原线圈电流，故B正确； C．家用正弦交流电的最大值为有效值的倍，有效值为220V，因此最大值为，故C错误； D．由上述计算可知副线圈输出功率为，故D错误。 故选B。 30. （2026·甘肃·高考真题）（多选）如图1，理想变压器原、副线圈匝数比为，电阻，，、为理想电流表，为理想电压表，、为开关。交流电源的输出电压随时间的变化规律如图2所示。闭合开关、，则（     ） A．两电流表示数相同 B．电压表的示数为 C．电源输出的交流电频率为 D．电阻消耗的功率是电源输出功率的 【答案】BCD 【详解】C．由图2可知，电源输出的交流电周期为，则频率为，故C正确； AB．由图2可知，电源输出的交流电的有效值为 由原、副线圈匝数与电压关系可得，副线圈输出电压为 即电压表的示数为，由欧姆定律可知，通过电阻的电流为 即电流表的示数为，通过电阻的电流为 则副线圈的电流为 原线圈电流为 即电流表的示数为，故A错误，B正确； D．电阻消耗的功率是 电源输出功率 则有，故D正确。 故选BCD。 31. （2026·浙江·高考真题）多彩的灯光为晚会营造快乐的气氛。某彩灯带由121个灯泡并联组成，每个灯泡的额定电压为4 V，额定电流为0.1 A。将其接在理想变压器的副线圈上，变压器原线圈输入电压为220V，该彩灯带正常发光。则变压器（     ） A．原、副线圈的匝数之比为1∶55 B．原、副线圈的电流之比为55∶1 C．原线圈的输入功率为0.4 W D．原线圈的电流为0.22 A 【答案】D 【详解】彩灯带正常发光，故副线圈输出电压，副线圈总电流，已知原线圈输入电压，理想变压器满足电压与匝数成正比、电流与匝数成反比、输入功率等于输出功率的规律。 A．根据，原、副线圈匝数比为，故A错误； B．根据，原、副线圈电流比为，故B错误； C．输入功率等于输出功率，，故C错误； D．原线圈电流，故D正确。 故选D。 32. （2026·湖北·高考真题）（多选）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。 33. （2026·河北·高考真题）（多选）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。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题36 交变电流的产生和描述 变压器 远距离输电 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系（专项训练） 目录 模拟·基础演练 1 ⏳题型01 交变电流的描述 四值 1 ⏳题型02 交变电流的电荷量 电功率 电热 4 ⏳题型03 理想变压器原理 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 10 ⏳题型04 动态分析 等效电阻 等效电压分析 18 ⏳题型05 远距离输电 23 重难·创新演练 28 真题·实战演练 33 模拟·基础演练 考查重点：交变电流的描述 四值 电荷量 电功率 电热 变压器动态分析 远距离输电 ⏳题型01 交变电流的描述 四值 1. （多选）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 2. 如图所示，轴右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，面积为S的U形金属线框在磁场中绕轴以角速度匀速转动，通过导线给阻值为R的电阻供电，其余电阻不计，则理想交流电流表的示数为（     ） A． B． C． D． 3. （多选）如图所示，正方形导线框的边中点和边中点分别接有接线柱，两接线柱通过导线与阻值为的定值电阻相连。的左侧有方向垂直纸面向里的匀强磁场，右侧有方向垂直纸面向外的匀强磁场，两磁场的磁感应强度均为。从某时刻开始，正方形导线框绕过的轴以恒定角速度转动，初始边速度方向垂直纸面向外。已知正方形导线框边长为，正方形导线框、接线柱、导线的电阻均不计，下列说法正确的是（     ） A．正方形导线框转到图示位置时，流过定值电阻的电流为0 B．定值电阻消耗的电功率为 C．流过正方形导线框边的电流有效值为 D．正方形线框产生的感应电动势最大值为 ⏳题型02 交变电流的电荷量 电功率 电热 4. （2026·浙江·一模）如图所示，磁极N、S间的磁场可看作匀强磁场，磁感应强度，矩形线框的面积，共匝，内阻，边与滑环E相连，边与滑环F相连，理想二极管与串联，其中。若线圈正在绕轴以角速度顺时针匀速转动，图中线圈所在位置恰好与磁场垂直，此时开始计时，下列说法正确的是（     ） A．电流表示数为 B．两端电压表达式为 C．转一周过程中，外力所做的功为 D．线框转过一周，外电路流过电荷量为 5. （2026·浙江·一模）如图所示，在xOy水平面内，固定着间距为d的足够长光滑金属导轨N和Q，左端与一阻值为R的电阻相连，电路中串联一理想二极管D。在x≥0区域交替存在大小为、垂直导轨平面、方向相反的匀强磁场，磁场边界满足；位于x = 0处垂直导轨放置一根导体棒ab，其接入电路中的电阻也为R。现在外力作用下导体棒沿x轴正方向以速度做匀速直线运动，不计其它电阻，求（     ） A．当导体棒运动到时，导体棒受到的安培力为 B．当导体棒运动到时，导体棒两端电压为0 C．当导体棒运动到时，外力做功为 D．当导体棒运动到时，外力的冲量为 6. （多选）如图所示，两根相同的光滑圆弧轨道竖直平行放置在同一高度，间距为L，两轨道半径为r，轨道电阻不计。在轨道顶端连有一阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。现有一根金属棒在拉力作用下，沿轨道从最低位置cd开始运动至ab处，运动过程中金属棒始终与轨道保持垂直且速度大小v0保持不变。已知金属棒的长度稍大于L，连入电路的电阻为R，则该过程中以下说法正确的是（　　） A．电压表的示数为 B．电压表的示数为 C．流过R的电荷量为 D．流过R的电荷量为 7. 如图（a）所示，是一种振动发电装置，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为0.2m、匝数为30的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布，其右视图如图（b）所示。线圈所在位置磁感应强度的大小均为0.1T，线圈的电阻为2Ω，它的引出线接有10Ω的小灯泡L，其他电阻均不计。外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过小灯泡。当线圈速度随时间变化的规律如图（c）、（d）所示（v取向右为正），其中图（c）所示速度按正弦规律变化，取π=3.14，下列说法正确的是（　　） A．线圈在两种运动情况下，小灯泡的亮度均相同 B．线圈按图（d）情况运动时，产生的电动势是恒定不变的 C．线圈按图（c）情况运动时，产生的电动势的瞬时值表达式为 D．线圈按图（c）情况运动时，灯泡两端的电压为 8. （多选）如图所示，粗细均匀的直角三角形金属线框绕过的竖直轴以的角速度匀速转动，初始时磁场磁感应强度大小为0.2T、方向平行于边向上，之后缓慢转过角，直到磁场方向垂直纸面向里。已知线框总电阻为，，。则（     ） A．点的电势始终大于点的电势，线框中电流方向不变 B．、两点电势差有效值随磁场转过角度增大而增大 C．边所受安培力的最大值为 D．若仅磁场转动，则通过线框某横截面的电荷量为 ⏳题型03 理想变压器原理 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 9. 理想变压器原、副线圈两端所接电路如图所示，图中电表均为理想交流电表，为电阻箱，定值电阻。现在原线圈两端接有的交流电，已知理想变压器原、副线圈的匝数比为。则下列说法正确的是（     ） A．变压器原线圈中电流的频率为100Hz B．当电阻箱的阻值逐渐增大时，、的示数均减小，、示数的比值保持不变 C．电阻箱的阻值为零时，的示数为40V D．电阻箱的阻值为20Ω时，变压器的输出功率为40W 10. 某兴趣小组用如图所示的可拆变压器进行“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验。 (1)下列说法正确的是　　　　　。 A．变压器工作时，通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈 B．变压器工作时在原线圈上将电能转化为磁场能，在副线圈上将磁场能转化为电能 C．理想变压器的输入功率等于输出功率，没有能量损失 D．变压器副线圈上不接负载时，原线圈两端电压为零 (2)如图所示，实验时，原线圈接“0”“8”接线柱，副线圈接“0”“1”接线柱，原线圈两端连接低压交流电源10 V挡，用交流电压表测得副线圈两端的电压为0.4 V，这与其他小组的正确实验结论明显不一致。对于这个小组实验结论出现明显偏差的原因，最有可能的是　　　　。 A．原线圈匝数太多，电阻过大 B．铁芯没有闭合，漏磁过多 C．副线圈匝数太少，增加实验误差 D．副线圈的电阻太小 (3)实际操作中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0 V，则可推断原线圈的输入电压可能为　　　　　。 A．3.0 V B．5.3 V C．6.0 V D．6.2 V (4)为了实验过程中的安全，下列做法正确的是　　　　。 A．为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12 V B．连接好电路后，应先检查电路连接是否正确，再接通电源进行实验 C．因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱 D．为了测量电表的安全，测量电压时，先选用最大量程试测 11. 如图所示，交流发电机线圈的匝数为，线圈内阻为，面积为，转动的角速度为，永久磁铁在线圈区域激发的磁场可视为磁感应强度为的匀强磁场。发电机通过理想变压器向定值电阻供电。变压器原、副线圈的匝数分别为、，电表均可视为理想交流电表，若从图示位置开始计时，下列说法正确的是（     ） A．线圈产生感应电动势的表达式为 B．电压表的示数为 C．电流表的示数为 D．若减小，则变压器的输入功率变大 12. 变压器是远距离输电中的核心设备。在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，器材包括可拆式变压器、多用电表、低压交流电源、示波器、信号发生器、导线若干、开关等。 (1)某同学先用多用电表测量原线圈“0”、“400”接线柱间的电阻，选择开关选“欧姆挡×1”，经规范操作后，指针位置如图2所示，测得该线圈的阻值为___________Ω； (2)该同学选用原线圈匝、副线圈匝进行实验，调节低压交流电源输出的电压，分别测得原、副线圈两端电压和，记录数据如下表： 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 3.92 5.88 7.88 9.80 11.70 ①下列说法正确的是___________； A．表格中与对应，与对应，则略大于 B．表格中与对应，与对应，则略小于 C．若改用低压直流电源，闭合开关瞬间，副线圈无感应电动势 D．测量原、副线圈电压时，多用电表应调至交流电压挡，且量程大于最大测量电压 ②根据表格数据，计算每组的比值，其平均值为___________（保留保留3位有效数字），导致该比值与的偏差的可能原因有（至少写两点）：___________； (3)将两个线圈按图3方式上下叠放。下层线圈接信号发生器，上层线圈与示波器相连，当示波器显示的电压波形如图4所示时，则下层线圈中磁通量变化情况可能为___________（选填）。 13. 在 “探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系” 实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的可拆式变压器进行研究，图乙中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。 (1)除了上图变压器之外，该同学还需要的实验器材是________； A． B． C． D． (2)某次实验中，用匝数匝和匝的线圈实验，测量的数据如下表所示，则下列说法正确的是______。 1.82 2.83 3.90 4.90 4.00 6.02 8.01 9.99 A．原线圈的匝数为，用较粗导线绕制 B．副线圈的匝数为，用较细导线绕制 C．原线圈的匝数为，用较细导线绕制 D．副线圈的匝数为，用较粗导线绕制 (3)若考虑到变压器工作时有漏磁等因素，实验测得的原、副线圈的电压比 ______（选填 “>”、“=” 或 “<”）原、副线圈的匝数比 (4)作为横挡的变压器铁芯的硅钢片的设计和摆放，下列最合理的是______ A．B．C． D． ⏳题型04 动态分析 等效电阻 等效电压分析 14. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为1∶2，原线圈与定值电阻R1串联后，接入输出电压有效值恒定的正弦式交流电源，副线圈电路中负载电阻为可变电阻R2，A、V为理想交流电表。当R2＝2R1时，电流表的读数为1 A，电压表的读数为4 V，则（     ） A．电源输出电压为4 V B．电源输出功率为4 W C．当R2＝8 Ω时，电压表的读数为6 V D．当R2＝2 Ω时，变压器输出的功率最大 15. 如图，理想变压器原、副线圈匝数比为，原线圈中接有定值电阻，副线圈接有定值电阻和滑动变阻器R。已知，ab两端接一正弦式交流电，当滑动变阻器R的滑片向左滑动过程中，下列说法正确的是（　　） A．电流表A示数变大 B．电压表V示数保持不变 C．变压器的输出功率先增大后减小 D．电压表示数变化与电流表示数变化的比值不变 16. 如图甲所示，在理想变压器a、b端输入电压为的正弦交流电，原、副线圈的匝数比。定值电阻、、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最左侧，在滑片向右缓慢移动至最右侧的过程中，记录理想电压表的示数与理想电流表的示数，描绘出如图乙所示的图像。下列说法正确的是（　　） A．通过的电流先增大后减小 B．电压表示数先减小后增大 C．图乙中纵截距，斜率的绝对值为 D．消耗的功率先增大后减小 17. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为（），原线圈串联一个定值电阻后接在正弦式交流电源上，电源内阻忽略不计。副线圈回路中接有定值电阻（）与滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表。滑动变阻器滑片自上而下滑动时，下列说法正确的是（     ） A．若电压表V与电流表A示数分别为U和I，则 B．若电压表V与电流表A示数变化量分别为和，则 C．电源的输出功率先增大后减小 D．副线圈的输出功率先增大后减小 18. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为，原、副线圈上分别接有阻值相等的电阻、，已知电阻消耗的电功率为，则交流电源的输出功率为（     ） A． B． C． D． ⏳题型05 远距离输电 19. 如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为U3和U4.在输电线路的起始端接入两个互感器，二者原、副线圈的匝数比分别为10∶1和1∶10，各互感器和电表均为理想的，则下列说法正确的是（     ） A．若电压表的示数为220 V，电流表的示数为10 A，则线路输送的电功率为110 kW B．若保持发电机输送功率一定，仅将U2增大，输电线损耗功率增大 C．若保持发电机输出电压U1和用户数一定（即用户端总电阻不变），仅将滑片Q下移，输电线损耗电压减小 D．若保持发电机输出电压U1和Q、P的位置一定，使用户数增加（即用户端总电阻减小），则用户电压U4一定减小 20. （多选）近20年来福建电网实现电网结构、电压等级、电力技术“三大跨越”。如图所示是远距离输电示意图，现将输送电压U2由升级为高压，输送的总电功率变为原来的2倍，保持发电机输出电压U1及用户得到的电压U4均不变，输电线的电阻不变，则（     ） A．n2∶n1变为原来的倍 B．输电线上电流变为原来的 C．输电线损失的功率变为原来的 D．降压变压器原、副线圈匝数比值变小 21. （2026·浙江·一模）如图所示，、两端接输出电压为500 V的交流电源，电源到理想变压器的输入端之间的导线电阻为，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，用户负载电阻为（可变），不计变压器输出端到用户之间的导线的电阻，则（     ） A．变压器的输出电压为 B．上的电流是上的2倍 C．若用户电压为，则负载电阻 D．当输电的效率为时，用户的功率为 22. （多选）绿色电能是现代社会发展的重要趋势，其中风能具有广阔的发展前景，风力发电占有很大比重。如图甲所示为某地风力发电的简易图，扇叶通过转速比为1：3的升速齿轮箱带动线圈在磁感应强度的匀强磁场中匀速转动，线圈的输出端与MN相连接，通过升压变压器后采用110kV的高压直流向远距离输电，如图乙所示，其中整流器将交流变为直流（直流与交流的有效值相同）、逆变器将直流变为交流（直流与交流的有效值相同），然后通过降压变压器对额定电压为220V的用户供电。已知线圈的匝数匝、面积，扇叶的转动频率，输电线的电阻，输电线上损耗的电功率，线圈的电阻忽略不计。则下列说法正确的是（　　） A．P处为逆变器，Q处为整流器 B．升压变压器原副线圈的匝数比为1∶550 C．降压变压器原副线圈的匝数比为5300∶11 D．风力发电厂的输出功率为4.4×107W 23. 根据国家能源局2026年发布的最新统计数据，截至2025年底我国风电累计并网装机达6.4亿千瓦，连续16年稳居世界第一。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，该实验中发电机转子转速与风速正相关。升、降压变压器均为理想变压器，输电线路总电阻简化为定值电阻，用户端负载保持不变，不计其余电阻，下列说法正确的是（     ） A．风速增大时，发电机输出电压升高，输电线路上消耗的功率不变 B．风速增大时，发电机输出电压升高，输电线路上消耗的功率增大 C．风速减小时，发电机输出电压降低，输电线路上消耗的功率增大 D．风速减小时，发电机输出电压不变，输电线路上消耗的功率不变 重难·创新演练 24. 如图甲所示的交变电路中，交流电流表为理想电表，定值电阻阻值R1=R、R2=2R，滑动变阻器的最大电阻值为R3=18R，变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2=1∶3，开始时滑动变阻器的滑动触头位于最上端。现在MN两点间接有如图乙所示的交流电。下列说法正确的是（     ） A．T时刻电流表的示数为0 B．滑动触头向下滑动时，消耗的功率减小 C．滑动触头向下滑动时，消耗的功率减小 D．滑动触头向下滑动时，和消耗的总功率增大 25. 我国某品牌无线闪充手机，充满5000 mAh电池约需要67分钟，已知无线充电座内的发射线圈额定功率为，输入电压与时间图像如图乙所示，接收线圈的感应电动势为9 V，若不考虑线圈漏磁和各种能量损失，下列说法正确的是（     ） A．接收线圈在时电压最大 B．发射线圈和接收线圈内的电流频率不相同 C．发射线圈和接收线圈的匝数比为 D．发射线圈和接收线圈中的电流之比为 26. 如图为输电线为用户输电的情景，电路中升压变压器T1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，发电机输出的电压恒定，下列说法正确的有（     ） A．T1输出电压与T2输入电压相等 B．T1输出功率大于T2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输出功率降低 27. 如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比，原线圈与的正弦交变电源相连，副线圈所接负载的电阻，电流表和电压表均为理想交流电表，下列说法正确的是（     ） A．该交流电的频率为100 Hz B．电压表V的示数为220 V C．电流表A的示数为2 A D．变压器的输入功率为176 W 28. 电吹风的电路结构简图如图所示，1、2、3、4为四个固定触点，绕O点转动的扇形金属开关可同时接触两个触点，置于不同位置时，电吹风的工作状态有停机、吹冷风和吹热风三种，工作电压为220V，直流风扇的额定电压为55V，D为理想二极管、L为理想变压器。下列说法正确的是（     ） A．开关同时接触1、2时，电吹风处于吹冷风的工作状态 B．L的原、副线圈匝数比为4∶1 C．吹热风时电热丝两端的电压为 D．L的次级线圈电压最大值为110V 真题·实战演练 29. （2026·重庆·高考真题）重庆夜景闻名遐迩。吊脚楼在霓虹灯映衬下呈现出梦幻般的色彩。为启动霓虹灯，将变压器的原线圈接入有效值为220 V的家用交流电，副线圈接霓虹灯。当副线圈两端的电压有效值为15400 V时，流过霓虹灯的电流有效值为10 mA，若将该变压器视为理想变压器，则（     ） A．原、副线圈匝数比为 B．原线圈中电流有效值为0.7 A C．家用交流电的电压最大值为 D．副线圈的输出功率为2.2 W 30. （2026·甘肃·高考真题）（多选）如图1，理想变压器原、副线圈匝数比为，电阻，，、为理想电流表，为理想电压表，、为开关。交流电源的输出电压随时间的变化规律如图2所示。闭合开关、，则（     ） A．两电流表示数相同 B．电压表的示数为 C．电源输出的交流电频率为 D．电阻消耗的功率是电源输出功率的 31. （2026·浙江·高考真题）多彩的灯光为晚会营造快乐的气氛。某彩灯带由121个灯泡并联组成，每个灯泡的额定电压为4 V，额定电流为0.1 A。将其接在理想变压器的副线圈上，变压器原线圈输入电压为220V，该彩灯带正常发光。则变压器（     ） A．原、副线圈的匝数之比为1∶55 B．原、副线圈的电流之比为55∶1 C．原线圈的输入功率为0.4 W D．原线圈的电流为0.22 A 32. （2026·湖北·高考真题）（多选）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 33. （2026·河北·高考真题）（多选）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 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $