2027届高考物理一轮复习讲义 重难突破30 交变电流和远距离输电

重难突破30　交变电流和远距离输电 知道交变电流，了解交变电流与直流的区别（大小、方向随时间做周期性变化）；理解正弦式交变电流的产生条件——在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。 理解中性面、垂直中性面两个特殊位置的特点，掌握磁通量、感应电动势、电流在两个位置的大小关系，知道一个周期内线圈两次经过中性面、电流方向改变两次。 掌握正弦式交变电流的瞬时值表达式 、（从中性面计时）和余弦形式（从垂直中性面计时），知道峰值 与转轴位置、线圈形状无关。 掌握周期 、频率 、角速度 的关系：、、，知道变压器不改变交变电流的频率。 深刻理解交变电流有效值的定义（热效应等效、“三同”），掌握正弦交流电有效值与峰值的关系 ，会用有效值计算电功率和电热。 会根据有效值的定义计算非正弦交变电流（半波/全波整流、矩形波、三角波、脉冲）的有效值，能分段利用焦耳热列方程求有效值。 了解电感、电容对交变电流的影响，理解感抗、容抗随频率的变化规律，知道电感“通直流、阻交流”、电容“通交流、隔直流”的特点。 理解理想变压器的原理（互感），掌握电压比、电流比、功率关系，会处理多副线圈和动态分析问题；理解远距离输电的电压、功率损耗，知道高压输电的原理及互感器的作用。 【思维导图】 考点一　交变电流的产生 1．交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，简称交流（AC）；方向不随时间变化的电流称为直流（DC）。 2．正弦式交变电流的产生条件：在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线圈中便产生随时间按正弦规律变化的交变电流。 3．两个特殊位置：①中性面——线圈平面与磁场垂直（），此时磁通量 最大、磁通量变化率 ，感应电动势 、电流 ，电流方向在此发生改变；②垂直中性面——线圈平面与磁场平行（），此时磁通量 、磁通量变化率最大，感应电动势 最大、电流 最大，电流方向不改变。 4．电流方向的改变：线圈每经过一次中性面，电流方向改变一次；一个周期内线圈两次经过中性面，所以一个周期内电流方向改变两次。 5．感应电动势的最大值：，与转轴的位置无关、与线圈的形状无关（只要线圈面积 S 相同）。 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 匀速转动 比较项 中性面（S⊥B） 垂直中性面（S∥B） 磁通量 最大 零 磁通量变化率 零 最大 感应电动势 、电流 零（、） 最大（、） 电流方向 在此发生改变 不改变 重难诠释　①中性面是“方向改变”的位置：线圈过中性面时 e=0、i=0，但电流方向恰在此处改变，不能因电流为零就认为没有方向变化。②“Φ最大”与“e最大”不会同时出现： 最大时 ，即 ； 时变化率最大、 最大。③峰值 与转轴位置、线圈形状无关：无论线圈是矩形还是圆形、转轴在中心还是偏在一侧，只要面积 S 相同，峰值就相同。④一个周期电流方向改变两次：线圈转一周两次经过中性面，故变向两次；由此可由频率 f 推算每秒变向 次（50Hz 交流每秒变向 100 次）。⑤产生正弦电流必须有“匀强磁场＋匀速转动”：若磁场不均匀或转速不恒定，产生的就不是正弦式交变电流。 考点二　交变电流的变化规律与四值 1．瞬时值表达式（取决于计时起点）：①从中性面开始计时，、、（正弦函数）；②从垂直中性面开始计时，、（余弦函数）。 2．峰值：，，。 3．周期和频率：周期 是线圈转动一周（完成一次周期性变化）所需的时间；频率 是单位时间内完成周期性变化的次数；关系 、、。 4．正弦交流电的有效值与峰值：、、。 5．“四值”是瞬时值、峰值、有效值、平均值，各有不同的物理意义和用途（见下表）。 从中性面开始计时，电动势 e、电压 u、电流 i 的正弦变化规律 名称 物理含义 重要关系 适用情况 瞬时值 某一时刻的值 某时刻的电动势、电流 峰值 最大的瞬时值 确定耐压、击穿电压 有效值 与热效应等效的恒定值 功率、电热、电表读数 平均值 图线与 t 轴所围面积/时间 计算通过截面的电荷量 重难诠释　①计时起点决定 sin 还是 cos：从中性面开始是 、从垂直中性面开始是 ，写表达式前先看 t=0 时线圈所处位置。②四值用途各不相同：算“某时刻”用瞬时值、算“耐压/击穿”用峰值、算“功率/电热/电表读数”用有效值、算“电荷量”用平均值，切勿混用。③电表读数、用电器铭牌都是有效值：交流电压表、电流表的示数及“220V”等均指有效值，不是峰值。④平均值要用 求，不能用瞬时值的算术平均；电荷量 。⑤峰值与有效值的 关系只对正弦（余弦）交流电成立，非正弦电流必须用有效值的定义另行计算。 考点三　非正弦交变电流的有效值 1．有效值的定义：让交变电流和恒定电流分别通过相同阻值的电阻，若在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，这一恒定电流（电压）的数值就叫该交变电流的有效值。 2．“三同”原则：相同时间（一个周期）、相同电阻、产生相同热量。 3．计算依据：电流有效值由 求，电压有效值由 求。 4．常见非正弦波形的有效值：①半波整流（保留正半周）；②全波（桥式）整流 ；③方波（占空比 50%，取 ）；④矩形脉冲（占空比 ，仅在 时间内为 ）。 5．分段求热：波形在一个周期内分为若干段时，各段焦耳热相加，即 ，再由 求有效值。 整流波形与矩形、三角波：有效值均由一个周期内的焦耳热等效求得 波形 一个周期内的热（电压） 有效值 正弦（全波） 半波整流 方波（±U_m） 矩形脉冲（占空比 η） 重难诠释　①有效值只能由“热效应”定义求出，不能用峰值简单除以某数：除正弦外，其余波形都要老老实实列一个周期的焦耳热方程。②“三同”缺一不可：必须取一个周期、同一电阻、热量相等，时间不能只取有波形的那一段。③分段（占空比）问题：电流只在部分时间存在时，焦耳热只在该段时间产生，注意乘以该段时间占整个周期的比例（占空比）。④半波整流后周期不变、全波整流后“波形周期”减半：判断周期时看波形重复的最小时间，桥式整流后相邻两个波峰的间隔为 T/2。⑤正负半周都要计入焦耳热： 与电流方向无关，计算完整正弦（含负半周）时正负半周都产生热量，不能漏掉负半周。 考点四　电感、电容对交变电流的影响 1．电阻对交流：电阻对直流、交流都有阻碍作用，在温度不变时阻值一般不随频率改变。 2．电感对交变电流的影响：电感线圈对交变电流有阻碍作用（感抗），表现为“通直流、阻交流”；频率越高、自感系数越大，感抗越大，阻碍作用越强。 3．电容对交变电流的影响：电容器对交变电流有阻碍作用（容抗），表现为“通交流、隔直流”；频率越高、电容越大，容抗越小，阻碍作用越弱。 4．电容“通交流”的原因：交变电流使电容器反复充电、放电，电路中持续有充放电电流，等效为交流“通过”了电容器；而直流在充电完成后即不再有电流，故不能通过电容器。 5．常见应用：低频扼流圈（通直流、阻交流）、高频扼流圈（通低频、阻高频），隔直电容（隔直流、通交流）、旁路电容（为交流提供通路）。 元件 对直流 对交流 随频率升高 电阻 有阻碍 有阻碍 阻值基本不变 电感 几乎不阻碍（感抗小） 有阻碍（感抗） 感抗增大、阻碍增强 电容 不能通过（隔直流） 能充放电（通交流） 容抗减小、阻碍减弱 重难诠释　①电感“通直流、阻交流”：直流稳定后线圈相当于导线（只计电阻），交流则因自感电动势受到阻碍；频率越高阻碍越大。②电容“通交流、隔直流”：直流不能通过电容器，交流靠反复充放电“通过”；频率越高、电容越大，越容易通过。③感抗、容抗随频率的变化方向相反：频率升高感抗增大、容抗减小，二者不要记反。④电容器的耐压（击穿电压）看峰值：电容器所能承受的最大电压应按交变电压的峰值考虑，不能按有效值。⑤判断灯泡亮度看阻碍大小：与电容串联的灯泡，频率升高、容抗减小、灯泡变亮；与电感串联的灯泡，频率升高、感抗增大、灯泡变暗。 考点五　理想变压器原理 1．构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的原线圈（初级，与交流电源相连）、副线圈（次级，与负载相连）组成。 2．原理：原线圈中的交变电流产生变化的磁通量，通过铁芯在副线圈中感应出电动势，这是互感现象；变压器只对变化的电流（交流）起作用。 3．电压关系：，即原、副线圈的电压比等于匝数比，与负载无关。 4．电流关系：只有一个副线圈时 ；有多个副线圈时 （由功率关系推出）。 5．功率与频率：输入功率等于输出功率 （，多副线圈为 ）；变压器不改变交变电流的频率 。 理想变压器：原、副线圈绕在同一闭合铁芯上，磁通量通过铁芯传递 关系 内容 说明 电压关系 U 由匝数比决定，与负载无关 电流关系 仅一个副线圈时成立 功率关系 理想变压器无能量损失 频率关系 不改变频率 重难诠释　①变压器只能改变交流：恒定直流的磁通量不变，副线圈不产生感应电动势，不能变压（仅在通断瞬间有瞬时感应）。②电压比恒等于匝数比，与负载无关：，匝数决定输出电压。③电流比是“匝数反比”，且只有一个副线圈时才成立；多副线圈必须用 ，不能再用简单反比。④输入功率由输出功率“决定”：理想变压器 ，副线圈需要多少功率，原线圈就从电源取多少功率。⑤升压变压器 、降压变压器 ：升压时电流减小、降压时电流增大，匝数多的一侧电压高、电流小。 考点六　变压器的动态分析 1．两类动态问题：①匝数比不变、负载变化；②负载不变、匝数变化（或两者同时变化）。 2．匝数比不变（ 不变）：由 知 不变；并联用电器增多时负载电阻 减小， 增大， 增大， 增大。 3．负载不变、匝数变化：改变原（副）线圈匝数使 改变，从而 、、功率随之改变。 4．分析程序（程序法）：由 经匝数比定 ，由 定 ，经匝数比定 ，最后定功率 ，即 。 5．三个决定关系： 决定 、 决定 、 决定 ；当原线圈支路串联有电阻时，原线圈两端电压不再等于电源电压，需先由分压确定。 情形 输出电压 电流 / 功率变化 匝数比不变，负载增多（R负减小） 不变 、 增大，P 增大 负载不变，副线圈匝数增多 增大 、 增大，P 增大 负载不变，原线圈匝数增多 减小 、 减小，P 减小 副线圈短路 趋近于零 、 很大（危险） 重难诠释　①匝数比不变、 不变时 恒定：负载增多（ 减小）只使电流增大，不改变输出电压。②动态分析按“程序法”顺序推：先由匝数比定 ，再由负载定 ，再由匝数比定 ，最后定功率，不要跳步。③负载增多等效为 减小：并联用电器越多总电阻越小，、 越大，输入功率越大。④原线圈串有电阻时是“分压”问题：此时原线圈电压小于电源电压， 增大时串联电阻分压增大、原线圈电压反而减小，不能再认为 等于电源电压。⑤热敏电阻、光敏电阻类：温度升高（光照增强）使 减小，与“负载增多”同样处理，再结合电表、功率逐项判断。 考点七　远距离输电 1．输电线上的损耗：电流通过电阻为 的输电线，产生功率损耗 ，造成电压损失 。 2．高压输电：输送功率 P 一定时输电电流 ，则 ；提高输电电压 U 可大幅（平方反比）减小损耗，这是最有效的措施。 3．减小损耗的途径：①减小输电线电阻（增大导线横截面积、采用低电阻率材料）；②提高输电电压（高压输电，最经济有效）。 4．输电流程：发电机→升压变压器→输电线→降压变压器→用户；输电电流 ，且 、。 5．互感器：①电压互感器——原线圈并联在高压电路中、原线圈匝数多（降压），接电压表；②电流互感器——原线圈串联在电路中、原线圈匝数少（减流），接电流表。 输电示意：发电站输出 、，线路电阻 上产生 、，用户得到 、 项目 表达式 / 内容 说明 输电电流 由输送功率和电压决定 电压损失 功率损失 提高 U 最有效 互感器 电压互感器并联、电流互感器串联 分别测量高电压、大电流 重难诠释　①输电损耗是 ，不是 ：此处 若指输电电压，加在 上的只是电压损失 （远小于 ），不能直接用 。②提高输电电压是减小损耗的关键： 与 成反比，电压升高 倍、损耗降为原来的 。③电压损失与功率损失都随电流增大而增大：、，用户增多、电流增大时损耗增大、用户电压降低。④两台变压器各自遵循变压器规律：升压变 、降压变 ，计算时注意匝数比的对应关系。⑤互感器接法要分清：电压互感器“并联”、原线圈匝数多；电流互感器“串联”、原线圈匝数少（常为一匝），接反或接错会损坏电表。 考向1　交变电流的产生（中性面、瞬时值、平均值） 1．（2026秋•南昌月考）如图所示，轴右侧有磁感应强度为的匀强磁场，面积为的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． 2．（2026•沧州校级开学）如图所示是一台交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动。已知线圈匝数，磁感应强度，线圈面积2，转动角速度＝50。图示位置线圈平面与磁场方向平行。下列说法正确的是（　　） A．该发电机产生的交流电频率为 B．线圈转到图示位置时，感应电动势的瞬时值为0 C．线圈从图示位置转过90°的过程中，感应电动势的平均值为 D．仅将线圈转速减半，感应电动势的最大值变为25 3．（2026•河北开学）某同学设计的一种发电装置，如图所示。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两个磁场区域的圆心角均为，磁场均沿半径方向，矩形线圈的匝数为，边长、长度分别为1、2。线圈以角速度绕中心轴匀速转动，和边同时进出磁场，在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为、方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为，外接电阻为。下列说法正确的是（　　） A．感应电动势的周期为 B．感应电动势的最大值为 C．回路中电流的有效值为 D．一个周期内外接电阻产生的热量为 4．（2026秋•顺德区月考）顺德某乡村振兴示范点配备小型交流发电机，以保障供电。图甲为该发电机结构示意图，线圈匝数为50匝，通过线圈的磁通量随时间的变化规律如图乙。下列说法正确的是（　　） A．时，线圈产生的感应电动势瞬时值最大 B．时，感应电流方向发生改变 C．通过线圈的磁通量最大值为50 D．若线圈转动加快，电流表读数不变 5．（2026秋•浙江月考）图甲为我国自主研发的漂浮式波浪能发电装置“南鲲”号，其发电效率为22%，原理可简化为图乙所示：海浪带动浪板上下摆动，在调速器作用下带动线圈以角速度在匀强磁场中沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势如图丙所示；理想变压器原、副线圈匝数比1：2＝2：1，发电机线圈的电阻，负载电阻。图示时刻线圈平面与磁场方向平行，若不考虑电表对电路的影响，则（　　） A．线圈位于图示位置时磁通量变化率为0 B．该发电机每秒消耗的海浪能为 C．副线圈的电压表示数为 D．由图示时刻开始线圈转过90°，通过负载的电荷量为 6．（2026春•泸州期末）一电阻不计的矩形线圈放置在匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈的匝数为50匝，穿过每一匝线圈的磁通量随时间变化的规律如图所示，将一工作时电阻为10的电热器接在线圈两端，取1.41。下列说法正确的是（　　） A．时线圈感应电动势最大 B．电热器消耗的电功率为 C．该线圈两端的电压与时间关系为 D．流过电热器电流的有效值为 7．（2026春•温州期末）某风力发电机的原理如图，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为，线圈的匝数为50匝、面积为2，不计线圈的电阻，磁体转动的角速度为7。发电机产生的交变电流经过变压器升压后向远处输电，升压变压器原、副线圈的匝数比为1：37，输电线总电阻为12，输电线上损失的功率为，在用户端用降压变压器降压，降压变压器原、副线圈的匝数比为4：1。假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．用户端得到的电压为 B．输电线上的电流为 C．图示位置时，矩形线圈中的电流变化最慢 D．图示位置时，穿过矩形线圈的磁通量为 8．（2026•利辛县校级模拟）图1为交流发电机的示意图。线圈绕匀速转动。线圈中产生的正弦式交变电流如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．电流的有效值为 B．电流的表达式 C．若线圈的转速变为原来的2倍，电流的表达式 D．若线圈的转速变为原来的2倍，线圈中电流的有效值约为 考向2　正弦交变电流的峰值与有效值 1．（2025秋•南京校级月考）某可以手动发电的电筒，其内的发电机的两个截面示意图如图甲和乙所示，推动手柄使线圈沿轴线往复运动，线圈中产生的感应电动势随时间按正弦规律变化（如图丙所示）。线圈连接一个原、副线圈匝数比为2：1的理想变压器，其输出端给两个额定电流均为的灯泡供电，两灯泡恰好正常发光，线圈及导线电阻不计，则（　　） A．发电机输出功率为 B．线圈中电流的有效值为 C．灯泡的电阻为2 D．变压器输出电流的频率为 2．（2026•黄石开学）某智能充电桩内部的理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上如图甲所示，输入电压随时间变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“，”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（　　） A．原、副线圈匝数之比为1：4 B．原线圈的输入功率为 C．输入电压随时间变化规律为 D．若在副线圈中连接一个二极管，副线圈电流的有效值为 3．（2025秋•河北月考）如图所示，理想变压器与电阻、交流电压表、交流电流表按图甲所示方式连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为1：2＝5：1，电阻，图乙是两端电压随时间变化的图像，＝20。则下列说法中正确的是（　　） A．电压表的读数为20 B．变压器的输入功率为 C．电流表的读数为 D．通过的电流随时间变化的规律是 4．（2026秋•合肥月考）图1是副线圈接有灯泡和电流表的理想变压器，图2是原线圈两端电压随时间变化的图像。已知变压器原、副线圈匝数比为2：1，灯泡电阻恒为5，电流表视为理想交流电表，则下列说法正确的是（　　） A．变压器副线圈电流的频率为 B．变压器副线圈电流的频率为 C．电流表的示数为 D．电流表的示数为 5．（2026秋•秦安县校级月考）如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比1：2＝2：1，电阻，电流表和电压表均为理想电表。若原线圈输入如图乙所示的正弦交流电，则下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数为 B．电流表的示数为 C．电阻在内消耗的电能为 D．输入电压的表达式 6．（2026春•罗山县校级期末）图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比1：2＝22：3，输入端、所接电压随时间的变化关系如图乙所示。灯泡的电阻恒为15，额定电压为。定值电阻1＝10，滑动变阻器的最大阻值为15。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为（　　） A．1 B．5 C．6 D．8 7．（2026春•河北区期末）随着新能源汽车的普及，城市公共充电基础设施持续完善。某新能源汽车充电站配备降压变压器，为充电桩提供稳定的低压供电。已知该变压器原线圈输入正弦交流电的频率为，输入电压为，副线圈输出电压为，每个充电桩输入电流为。不考虑变压器的能量损耗，下列说法正确的是（　　） A．为保护充电桩，为输出电压的最大值 B．副线圈正弦交流电的频率为 C．若10台充电桩同时使用，变压器原线圈输入功率为 D．增加接入工作的充电桩数量，变压器原副线圈的匝数比应随之增大 8．（2026•北京）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2：1，原线圈接在+）的交流电源上，副线圈接定值电阻0和滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表。滑动变阻器的滑片由端向端缓慢滑动（　　） A．电压表1、2的示数之比为2：1 B．电流表1示数不变 C．电流表2示数增加 D．变压器输出功率减小 考向3　非正弦交变电流有效值的计算 1．（2025秋•江西月考）电压加在电脑里的散热变速电风扇上，其的关系图像如图。已知电扇线圈电阻为，为曲线的峰值，此波形峰值是有效值的倍，电扇正常工作。设此电扇的额定电压用0表示，通过调速后的电扇电流的有效值用表示，则（　　） A．0， B．0， C．0， D．0， 2．（2026秋•贵州月考）毕节山地风电基地是省内新能源重点项目，风力发电机输出交变电流经稳压设备处理后，输出的交变电流电压瞬时值表达式为，经半波整流后，仅保留正向波形，反向波形归零，如图。整流后电压的周期和有效值分别为（　　） A．周期为、有效值为 B．周期为、有效值为 C．周期为、有效值为 D．周期为、有效值为 3．（2026•北仑区校级开学）某手机充电装置可简化为由理想变压器、四个二极管构成的桥式电路组成，如图所示。变压器原副线圈匝数比1：2＝44：1，副线圈两端、间接有4个理想二极管组成的桥式电路，、端接手机电池，手机电池可视为阻值1的纯电阻负载，不计其他电阻。端输入电压，则下列说法正确的是（　　） A．桥式电路中点电势比点电势低 B．内通过手机电池的电荷量为 C．在、间接一理想电压表，若某一个二极管断路，电压表读数为 D．为使充电电压更平稳，需在、间接一电容器，接电容器前后充电器副线圈的输出功率不变 4．（2026春•怀宁县期末）某正弦交流电，周期为，电压随时间变化关系如图甲所示，该正弦交流电现经过半波整流器后，电压传感器的示数如图乙所示，则整流后一个周期内电压的有效值（　　） A． B． C． D． 5．（2026•碑林区校级模拟）矩形波是一种非正弦曲线的波形，其高电平在一个波形周期内占有的时间比值称为占空比，也可理解为电路释放能量的有效释放时间与总时间的比值，占空比为50%的矩形波称之为方波。关于如图所示矩形波，下列说法正确的是（　　） A．若占空比为50%，输入电压的有效值为0 B．若占空比为50%，输入电压的有效值为 C．若占空比为80%，输入电压的有效值为 D．若占空比为80%，输入电压的有效值为 6．（2026•靖边县校级模拟）如图所示为某交变电流的电压随时间变化的图像（曲线部分为正弦函数的四分之一周期），则此交变电流的电压有效值为（　　） A． B． C． D． 7．（2026春•九龙坡区期末）通过某定值电阻的交变电流随时间周期性变化规律如图所示，三角形脉冲电流的峰值是有效值的倍，则该交变电流的有效值为（　　） A． B．0 C．0 D．0 8．（2026•安徽模拟）如图，某矩形脉冲电流高度为0，宽度为，周期为。若已知该脉冲电流的有效值为，则该脉冲电流的占空比（即导通时间占总时间的比例）为（　　） A．15% B．25% C．50% D．75% 考向4　交变电流的图像、周期与频率 1．（2025秋•济南校级月考）无线充电技术在新能源汽车领域应用前景广阔。如图甲所示，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙所示的正弦式交变电流，下列说法正确的是（　　） A．时受电线圈中感应电流为零 B．时两线圈之间的相互作用力最大 C．供电线圈中电流的有效值为 D．受电线圈中的电流方向每秒钟改变50次 2．（2025秋•邯郸月考）图甲是一小型交流发电机示意图。匝数、总电阻的线圈与外电路的电阻构成闭合回路。当线圈匀速转动时，通过电阻的电流与时间的关系如图乙所示，则线圈的最大磁通量为（　　） A． B． C． D． 3．（2026•长沙校级开学）如图所示，坐标系的第一、四象限的两块区域内分别存在垂直纸面向里、向外的匀强磁场，磁感应强度的大小均为，两块区域曲线边界的曲线方程为。现有一单匝矩形导线框在拉力的作用下，从图示位置开始沿轴正方向以的速度做匀速直线运动，已知导线框长为、宽为，总电阻值为1，开始时边与轴重合。则导线框穿过两块区域的整个过程拉力做的功为（　　） A． B． C． D． 4．（2026•厦门校级开学）如图甲所示，正方形线圈放在垂直平面向里的匀强磁场中，线圈中心在坐标原点，边、分别平行于轴、轴。线圈以轴为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电流如图乙所示。若仅去掉区域的磁场，其他条件不变，则线圈中产生的电流可能为（　　） A． B． C． D． 5．（2026春•杭州月考）把一个阻值为10的定值电阻接入某电路中，如图所示为通过它的电流平方和时间关系的图像，下列说法中正确的是（　　） A．此电阻的发热功率为 B．此电流的有效值为 C．一个周期内通过电阻的电荷量为 D．此电阻两端电压的有效值为 6．（2026春•资阳期末）如图甲所示，空间中有一平行于纸面固定的正方形线框，以其对角线所在直线为界，左侧存在着方向垂直于纸面的磁场，其磁感应强度随时间周期性变化的规律如图乙所示，以垂直纸面向里为正方向，磁场的变化周期。已知正方形线框的边长，总电阻。下列说法正确的是（　　） A．内线框中的感应电流方向为顺时针方向 B．内线框中产生的感应电流大小为 C．线框中产生感应电流的有效值为 D．时线框受到的安培力大小为 7．（2026•广州模拟）风力发电厂输电网络供电的装置如图甲所示，保持发电机输出的交变电压如图乙所示，升压变压器、降压变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．线框转动的角速度为 B．时穿过线圈的磁通量为零 C．时串联在升压变压器原线圈中的交流电流表示数为0 D．用电高峰时，输电线上的功率损失增大 8．（2026•涪城区校级模拟）如图甲所示，边长、匝数匝的正方形线圈与理想变压器相连，变压器副线圈连接的定值电阻。在正方形线圈内部有与纸面垂直、半径的圆形磁场，其磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示。已知图乙中的曲线部分按照正弦规律变化，另一部分为倾斜直线，变压器原副线圈匝数比1：2＝4：1，不计正方形线圈及导线的电阻，取2＝10，则电阻在内产生的热量为（　　） A． B． C． D． 考向5　变压器原理（电压比、电流比、功率、多副线圈） 1．（2026秋•望城区校级月考）如图所示的理想变压器，匝数分别为1＝8、2＝4的两个副线圈分别与阻值为和的电阻连接组成闭合回路，在原线圈两端接上正弦交流电压，发现流经电阻的电流为，下列说法正确的是（　　） A．流经阻值为电阻的电流为 B．原线圈的匝数为 C．电源的输出功率为2 D．流过原线圈的电流为 2．（2026秋•宝鸡月考）如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有1和2两个完全相同的电阻。接入交变电流后，1和2消耗的电功率之比为4：1，则原、副线圈的匝数比为（　　） A．4：1 B．1：4 C．2：1 D．1：2 3．（2025秋•云南月考）变压器是输配电的基础设备，广泛应用于工业、农业、交通、城市社区等领域。理想变压器的结构如图所示，其中1、2分别为变压器输入端、输出端的电压，1、2分别为变压器原、副线圈的匝数，已知输入端接电压恒为1的正弦交流电。下列说法中正确的是（　　） A．仅增加1，2变大 B．仅增加1，输出电压的频率减小 C．若12，则输入电流小于输出电流 D．若12，则输入功率大于输出功率 4．（2026秋•济南月考）某汽油机火花塞需要高达的电压才能点火，如图所示为其工作原理图。闭合点火开关，凸轮不断旋转，断电器触点交替开闭，火花塞产生电火花，下列说法正确的是（　　） A．原线圈回路中的电源必须为交流电源 B．变压器原线圈匝数小于副线圈匝数 C．断电器触点断开瞬间，原线圈不产生感应电动势 D．点火开关和凸轮安装在副线圈回路中，汽油机仍然可以正常工作 5．（2026春•临洮县校级期末）如图所示的电路中，理想变压器原副线圈的匝数比1：2＝1：3，1、2、3、4为四个完全相同的电阻，则下列说法正确的是（　　） A．电阻2、4消耗的电功率之比为4：9 B．流过电阻1、4的电流比为3：1 C．流过电阻1、2的电流比为9：2 D．电阻2、3两端的电压之比为2：9 6．（2026•怀化一模）电阻为的单匝线圈俯视图如图甲所示为正三角形，面积为。为中点，虚线’与垂直，在’右侧空间存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为。线圈绕’以角速度匀速转动产生交变电流。将该交变电流作为电源接入图乙的变压器中，变压器原副线圈匝数比为3：1，电表均为理想电表，定值电阻的阻值也为，下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数为 B．电压表的示数为 C．电流表的示数为 D．电流表的示数为 7．（2026•西吉县校级开学）某座水电站的发电机组输出电压为，通过总电阻为10的输电线向附近山区供电，经过理想变压器降压至供给用户。已知理想变压器原、副线圈的匝数比为40：1，则输电线上损失的电功率为（　　） A． B． C． D． 8．（2026春•开封期末）我国海上风电集群通过绕有多组副线圈的理想变压器向岸电系统输电，变压器原线圈匝数1＝1000匝，接入电压1的交变电流，原线圈的输入功率。副线圈有两个：2＝100匝向近海平台供电，3向远方城市输电，简化图如图所示。已知向近海平台输电的副线圈输出功率，城市输电线路的总电阻，城市输电导线的电阻损耗的功率是3，下列说法正确的是（　　） A．副线圈2的电流为 B．城市输电线路中的电流为 C．匝 D．保持输入电压和功率不变，撤除近海平台的副线圈，则城市输电导线的电阻损耗的功率为4×103 考向6　变压器的动态分析 1．（2025秋•马关县期末）如图所示，理想交流电流表1、2，定值电阻1、2，热敏电阻（其电阻值随温度升高而降低），分别接在理想变压器的原、副线圈上，0为正弦交流电压源，其电压保持不变。若该电路所处环境温度上升，下列说法正确的是（　　） A．电流表1、2的示数均增大 B．原、副线圈端1、2保持不变 C．热敏电阻两端电压一定增大 D．理想变压器原线圈的输入功率一定增大 2．（2025秋•湖南月考）如图所示，一理想变压器的原线圈通过导线与两根水平放置间距为的足够长的平行导轨相连，导轨所处空间存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场，磁感应强度。所有电表均为理想电表，导体棒与导轨垂直接触，且电阻为，不计导轨的电阻。原、副线圈圈数分别为1、2，且1：2＝1：4，初始时副线圈接入圈数为2，滑动变阻器最大阻值为，滑动变阻器滑动触头初始处于中间位置；导体棒在外力作用下沿导轨运动，以下说法正确的是（　　） A．导体棒匀速运动时，副线圈的滑动触头向中间移动，电流表示数变小 B．导体棒匀加速运动时，电压表示数均匀增大 C．导体棒以运动时，副线圈的滑动触头移动至中点处，通过改变滑动变阻器滑动触头的位置，滑动变阻器的最大功率为 D．导体棒以运动时，滑动变阻器滑动触头向端移动，若电压表与电流表示数变化量的大小分别为和，则4 3．（2025秋•榆林月考）如图所示，将理想变压器接在交变电压有效值保持不变的电源上。灯泡、1和2阻值均恒定不变，为定值电阻，电压表、电流表视为理想交流电表。开始时开关是闭合的，当断开后，下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数变大 B．电压表的示数变小 C．电源输出功率变大 D．灯泡变暗 4．（2026秋•顺义区校级月考）理想变压器原线圈与交流电源连接，电压不变，副线圈通过导线连接两个相同的灯泡1和2，开始时开关是断开的，如图所示。在接通后，以下说法正确的是（　　） A．灯泡1两端的电压减小 B．通过灯泡1的电流增大 C．原线圈中的电流减小 D．变压器的输入功率增大 5．（2026•鸠江区开学）如图所示的电路中，自耦变压器为理想变压器，电压表和电流表均为理想电表，0为定值电阻，为滑动变阻器，在、两端接上有效值恒定的正弦交流电压，则下列说法正确的是（　　） A．仅将滑片1向下移，电压表的示数变小 B．仅将滑片1向下移，电流表的示数变小 C．仅将滑片2从端移到端，电压表的示数变大 D．仅将滑片2从端移到端，电流表的示数变大 6．（2026秋•四川月考）如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电压表为理想电压表，1为定值电阻，2为滑动变阻器，在、两端输入正弦交流电，则下列说法正确的是（　　） A．仅将1向下移动，电压表的示数变大 B．仅将2向下移动，电压表的示数变大 C．仅将1向下移动，变压器的输出功率变大 D．仅将2向下移动，变压器的输出功率变大 7．（2026•新余一模）如图所示，变压器为理想变压器，交流电源的电压不变，1、2、3是三个完全相同的灯泡，图中电表均为理想电表，导线电阻不计，当开关由闭合变为断开后，下列说法正确的是（　　） A．1不变，2减小 B．2增大，1不变 C．原线圈输入功率减小 D．1，2变亮 8．（2026春•九龙坡区校级月考）如图所示，理想变压器的原线圈接在电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈接有滑动变阻器和定值电阻，各电表均为理想交流电表。当滑动变阻器的滑动片向左滑动时，则（　　） A．电流表2的示数变大 B．电流表1的示数变小 C．电压表1的示数变大 D．电压表2的示数变大 考向7　远距离输电（损耗、电压与互感器） 1．（2026•恩施市开学）如图所示，交流输电线路中，交流发电机的输出电压恒定，两变压器均为理想变压器，降压变压器的线圈匝数3、4可调，两变压器间输电线路电阻恒定，当接入电路的用户增多时，下列说法正确的是（　　） A．若3、4不变，线路电阻损耗的功率变小 B．若3、4不变，整个电路消耗的电功率增大 C．若3、4不变，降压变压器的输出电压增大 D．通过增大3，可以维持用户端的电压不变 2．（2026秋•海口月考）如图为远距离输电的示意图，升压变压器1和降压变压器2均为理想变压器，原线圈1所接交流电源的电压有效值保持不变，为输电导线的总电阻，2的副线圈并联多个用电器，下列说法正确的是（　　） A．1输出电压等于2输入电压 B．1输出功率等于2输入功率 C．用电器增多后，消耗的功率增大 D．用电器增多后，2的输出电压不变 3．（2026•海南）2025年12月，海南自贸港重大项目——海南500千伏主网架工程全面投产。海南电网主网架首次实现电压等级从到的历史性跨越。若保持输送电功率和输电线电阻都不变，采用输电与采用输电在输电线上损失的电功率之比为（　　） A．25：11 B．11：25 C．625：121 D．121：625 4．（2026春•九龙坡区校级月考）如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，在升压变压器的原线圈两端接入一电压的交流电源。若的副线圈两端电压的有效值为2，输电线的总电阻为，输电线中电流的有效值为，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为（　　） A．2 B． C．2 D． 5．（2025秋•福田区月考）某市地处山区，水力资源丰富，现利用市内某条流量3、落差的河流发电并进行远距离输电。如图所示，若发电机输出功率为4×104，输出电压恒为，输电线路总电阻线＝24，损失功率为输出功率的6%，重力加速度2，水的密度＝1.0×1033，要满足居民的用电需求，则（　　） A．发电机的效率为45% B．该输电线路所使用的理想升压变压器的匝数比是3：50 C．该输电线路所使用的理想降压变压器的匝数比是180：11 D．若居民消耗的功率增大，则居民获得的电压4将变大 6．（2026•海口模拟）远距离输电的简化原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为1、2，电压分别为1、2，电流分别为1、2，输电线的总电阻为，降压变压器原、副线圈的匝数分别为3、4，电压分别为3、4，电流分别为3、4，输电线上消耗的功率用表示。变压器均为理想变压器，则下列等式中正确的是（　　） A． B． C． D．1133 7．（2026春•宣城期末）如图所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原线圈匝数为100匝，副线圈匝数为1000匝，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为10。降压变压器右侧电路中1为一定值电阻，2为滑动变阻器，下列说法正确的是（　　） A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为 B．图乙所示电压的瞬时值表达式为 C．当滑片向端滑动时，电压表示数变小 D．若升压变压器的输入功率为，远距离输电线路损耗功率为 8．（2026•陇南模拟）如图所示，一小型风力发电机通过如图甲所示输电线路向北京赛区某场馆1万个额定电压为、额定功率为的灯供电。当发电机输出如图乙电压时，赛区的灯全部正常工作。已知输电导线损失的功率为赛区获得总功率的4%，输电导线的等效电阻为。则下列说法正确的是（　　） A．发电机的转速为 B．发电机内输出的电能为 C．降压变压器原、副线圈匝数比为25：1 D．升压变压器副线圈输出的电压的最大值为 一、单选题 1．（2026秋•武汉月考）在“西电东送”工程中，多采用“交流升压—直流输送—交流降压”的方案：发电端先经交流变压器升压，再通过换流站转换为高压直流电进行远距离输送，到达受端后再逆变为交流电，经降压变压器降压后供用户使用。下列说法正确的是（　　） A．降低输送电压是降低输电线损耗的有效手段 B．因为输送的是高压恒定直流电，所以无法直接经降压变压器降压 C．在输送相同功率时，用直流输电的损耗比用交流输电的损耗大 D．升压变压器中原线圈的匝数多于副线圈的匝数 2．（2026秋•苏州月考）电压互感器是一种测量电路中电压的变压器，工作原理如图所示。其原线圈匝数较多，副线圈匝数较少，并联在电路中，两端接在电压表上。则电压互感器（　　） A．是一种升压变压器 B．能测量直流电路的电流 C．原、副线圈电流的频率不同 D．副线圈的电流大于原线圈的电流 3．（2026秋•宝安区月考）如图所示为高铁供电流程的简化图，高铁动力车厢利用降压变压器为动力系统供电。动力系统总电阻为（可调节）。若某次高铁进站过程，保持输入电压1和变压器线圈匝数比不变，仅通过调节电阻使得电流2减小到原来的一半。下列说法正确的是（　　） A．动力系统的电压2不变 B．高铁车厢的输入功率不变 C．图中电流关系1：21：2 D．电流2的频率将减小到原来的一半 4．（2025秋•衡水月考）中国高速铁路是封闭电气化铁路，架设空中接触网为列车供电。如图为高铁供电系统的简化图，假设此时只有一辆动车在铁轨上。牵引变电所内的理想变压器原、副线圈的匝数和电流分别为1、1、2、2，动力车厢内的理想变压器原、副线圈的匝数和电流分别为3、3、4、4，受电弓可在架空线上滑动，某时刻架空线和铁轨在回路中的总电阻为，电路中各部分两端的电压如图所示，下列关系式正确的是（　　） A．3 B．1122+33 C．若发电厂输出电功率为，则动车得到的功率为）2 D．发电厂输出功率确定的情况下，减小3可以提高动车获得的电功率 5．（2026秋•遵义校级月考）2026年5月10日，随着寻甸回族彝族自治县竹园沟光伏发电项目新增光伏阵列顺利并网投产，云南新能源装机容量突破8000万千瓦大关，达8002.8万千瓦，占全省电源装机比例提升至44.7%，其中，光伏6180.8万千瓦、风电1822万千瓦。设总装机容量和输电线的总电阻不变，将输电电压变为原来的倍后，输电线上的电功率损耗变为原来的（　　） A．倍 B．2倍 C．倍 D．倍 6．（2026•海南模拟）如图甲所示，在理想变压器、端输入电压为0的正弦交流电，原、副线圈的匝数比1：2＝4：1。定值电阻1、2、3的阻值分别为1＝32、2＝2、3＝2，滑动变阻器的最大阻值为4。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3的电流减小 B．电压表示数先减小后增大 C．图乙中纵截距10，斜率的绝对值为2 D．1消耗的功率先增大后减小 7．（2026春•安顺期末）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1、2，右侧降压变压器的原、副线圈匝数分别为3、4，两变压器间输电线路总电阻为。假设用户两端电压为，每位用户的电阻为，目前有2个用户接入，下列说法正确的是（　　） A．两端电压为 B．仅增加用户数，用户端的电压增大 C．线路上损耗的功率为 D．仅增加2，消耗的电功率将减小 8．（2026春•兖州区月考）如图甲所示，标有“、”的电灯和标有“20、”的电容器并联接到交流电源上，电压表为交流电压表。交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关，下列判断正确的是（　　） A．电容器有可能被击穿 B．电灯恰正常发光 C．时刻，的示数为零 D．电压表的示数保持不变 9．（2026春•湖北期末）如图所示为模拟远距离输电的实验电路。交流电源的输出电压一定，两变压器可视为理想变压器。升压变压器的副线圈接入电路的匝数为，滑动变阻器的接入电阻为，灯泡电阻视为不变。下列说法正确的是（　　） A．仅减小，灯泡会变亮 B．仅减小，灯泡会变暗 C．仅增大，上消耗的功率可能增大 D．在灯泡上再并联一个用电器，电路的输电效率会变大 10．（2026春•资阳期末）如图甲所示为某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，1为光敏电阻（光照越强，电阻越小）、2为定值电阻，、接监控装置。如图乙所示为该小区内某感温式火灾报警器的简化电路图，理想变压器原线圈接入的正弦交流电，副线圈连接报警系统，为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，0为定值电阻，滑动变阻器用于设定报警温度，当流过0的电流大于设定临界值时就会触发报警。关于以上两种控制电路，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，当有人通过而遮住光线时，、之间电压增大 B．图甲中，仅减小2的阻值时，可增大、之间的电压 C．图乙中，出现火情时，原线圈输入功率减小 D．图乙中，的滑片下移一点可以降低报警温度，从而提高火灾报警器的灵敏度 11．（2026•西安校级模拟）如图所示为远距离输电原理模拟图，变压器均为理想变压器，变压器间输电线的总电阻为，灯泡的电阻均相同，电表均为理想交流电表，、两端接入电压有效值不变的正弦式交流电。闭合开关后，下列说法正确的是（　　） A．每个灯泡的功率不变 B．每个灯泡的功率增大 C．电压表与电流表示数变化量的比值不变 D．电压表与电流表示数变化量的比值减小 12．（2026•容城县校级模拟）如图所示为某人设计的电吹风电路图，、、、为四个固定触点。可动的扇形金属触片可同时接触两个触点。触片处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。1和2分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如表中所示。则（　　） A．吹冷风时触片位于之间 B．变压器原、副线圈的匝数比为 C．小风扇的内阻是60 D．吹热风时通过电热丝的电流为 13．（2026春•阳江期末）2026年5月，新能源汽车的销售市场占有率进一步提升，如图为通过远距离输电方式给新能源汽车充电桩供电的示意图，两台变压器均为理想变压器，升压变压器1和降压变压器2的原、副线圈匝数比分别为1：2＝1：16、3：4＝375：19，输电线总电阻为。在1的原线圈两端接入电压为的交流电，不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器1输出电压为 B．当充电桩使用个数增多时，2的输出电压增大 C．当1的输入功率为时，输电线上损失的电功率为1×104 D．当1的输入功率为时，2的输出电压有效值为 14．（2026春•绵阳期末）如图所示的电压互感器原副线圈匝数比是100：1，电流互感器原副线圈匝数比是1：20。电压表示数为，电流表示数为，电压互感器、电流互感器可看成理想变压器，则该交流电路输送电能的功率为（　　） A．6×104 B．3×104 C． D． 15．（2026春•武汉期末）某小型发电站高压输电的示意图如图所示。已知升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器的输入功率为，用户获得的功率为，输电线的总电阻为10。在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为1：5，下列说法中正确的是（　　） A．电流表的示数为 B．升压变压器的输出电压2 C．若发电站输送功率一定，发电机的输出电压增大，则输电线中损耗的功率会减小 D．当用户端接入的用电器增多时，为维持用户电压稳定，可适当减小4 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难突破30　交变电流和远距离输电 知道交变电流，了解交变电流与直流的区别（大小、方向随时间做周期性变化）；理解正弦式交变电流的产生条件——在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。 理解中性面、垂直中性面两个特殊位置的特点，掌握磁通量、感应电动势、电流在两个位置的大小关系，知道一个周期内线圈两次经过中性面、电流方向改变两次。 掌握正弦式交变电流的瞬时值表达式 、（从中性面计时）和余弦形式（从垂直中性面计时），知道峰值 与转轴位置、线圈形状无关。 掌握周期 、频率 、角速度 的关系：、、，知道变压器不改变交变电流的频率。 深刻理解交变电流有效值的定义（热效应等效、“三同”），掌握正弦交流电有效值与峰值的关系 ，会用有效值计算电功率和电热。 会根据有效值的定义计算非正弦交变电流（半波/全波整流、矩形波、三角波、脉冲）的有效值，能分段利用焦耳热列方程求有效值。 了解电感、电容对交变电流的影响，理解感抗、容抗随频率的变化规律，知道电感“通直流、阻交流”、电容“通交流、隔直流”的特点。 理解理想变压器的原理（互感），掌握电压比、电流比、功率关系，会处理多副线圈和动态分析问题；理解远距离输电的电压、功率损耗，知道高压输电的原理及互感器的作用。 【思维导图】 考点一　交变电流的产生 1．交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，简称交流（AC）；方向不随时间变化的电流称为直流（DC）。 2．正弦式交变电流的产生条件：在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线圈中便产生随时间按正弦规律变化的交变电流。 3．两个特殊位置：①中性面——线圈平面与磁场垂直（），此时磁通量 最大、磁通量变化率 ，感应电动势 、电流 ，电流方向在此发生改变；②垂直中性面——线圈平面与磁场平行（），此时磁通量 、磁通量变化率最大，感应电动势 最大、电流 最大，电流方向不改变。 4．电流方向的改变：线圈每经过一次中性面，电流方向改变一次；一个周期内线圈两次经过中性面，所以一个周期内电流方向改变两次。 5．感应电动势的最大值：，与转轴的位置无关、与线圈的形状无关（只要线圈面积 S 相同）。 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 匀速转动 比较项 中性面（S⊥B） 垂直中性面（S∥B） 磁通量 最大 零 磁通量变化率 零 最大 感应电动势 、电流 零（、） 最大（、） 电流方向 在此发生改变 不改变 重难诠释　①中性面是“方向改变”的位置：线圈过中性面时 e=0、i=0，但电流方向恰在此处改变，不能因电流为零就认为没有方向变化。②“Φ最大”与“e最大”不会同时出现： 最大时 ，即 ； 时变化率最大、 最大。③峰值 与转轴位置、线圈形状无关：无论线圈是矩形还是圆形、转轴在中心还是偏在一侧，只要面积 S 相同，峰值就相同。④一个周期电流方向改变两次：线圈转一周两次经过中性面，故变向两次；由此可由频率 f 推算每秒变向 次（50Hz 交流每秒变向 100 次）。⑤产生正弦电流必须有“匀强磁场＋匀速转动”：若磁场不均匀或转速不恒定，产生的就不是正弦式交变电流。 考点二　交变电流的变化规律与四值 1．瞬时值表达式（取决于计时起点）：①从中性面开始计时，、、（正弦函数）；②从垂直中性面开始计时，、（余弦函数）。 2．峰值：，，。 3．周期和频率：周期 是线圈转动一周（完成一次周期性变化）所需的时间；频率 是单位时间内完成周期性变化的次数；关系 、、。 4．正弦交流电的有效值与峰值：、、。 5．“四值”是瞬时值、峰值、有效值、平均值，各有不同的物理意义和用途（见下表）。 从中性面开始计时，电动势 e、电压 u、电流 i 的正弦变化规律 名称 物理含义 重要关系 适用情况 瞬时值 某一时刻的值 某时刻的电动势、电流 峰值 最大的瞬时值 确定耐压、击穿电压 有效值 与热效应等效的恒定值 功率、电热、电表读数 平均值 图线与 t 轴所围面积/时间 计算通过截面的电荷量 重难诠释　①计时起点决定 sin 还是 cos：从中性面开始是 、从垂直中性面开始是 ，写表达式前先看 t=0 时线圈所处位置。②四值用途各不相同：算“某时刻”用瞬时值、算“耐压/击穿”用峰值、算“功率/电热/电表读数”用有效值、算“电荷量”用平均值，切勿混用。③电表读数、用电器铭牌都是有效值：交流电压表、电流表的示数及“220V”等均指有效值，不是峰值。④平均值要用 求，不能用瞬时值的算术平均；电荷量 。⑤峰值与有效值的 关系只对正弦（余弦）交流电成立，非正弦电流必须用有效值的定义另行计算。 考点三　非正弦交变电流的有效值 1．有效值的定义：让交变电流和恒定电流分别通过相同阻值的电阻，若在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，这一恒定电流（电压）的数值就叫该交变电流的有效值。 2．“三同”原则：相同时间（一个周期）、相同电阻、产生相同热量。 3．计算依据：电流有效值由 求，电压有效值由 求。 4．常见非正弦波形的有效值：①半波整流（保留正半周）；②全波（桥式）整流 ；③方波（占空比 50%，取 ）；④矩形脉冲（占空比 ，仅在 时间内为 ）。 5．分段求热：波形在一个周期内分为若干段时，各段焦耳热相加，即 ，再由 求有效值。 整流波形与矩形、三角波：有效值均由一个周期内的焦耳热等效求得 波形 一个周期内的热（电压） 有效值 正弦（全波） 半波整流 方波（±U_m） 矩形脉冲（占空比 η） 重难诠释　①有效值只能由“热效应”定义求出，不能用峰值简单除以某数：除正弦外，其余波形都要老老实实列一个周期的焦耳热方程。②“三同”缺一不可：必须取一个周期、同一电阻、热量相等，时间不能只取有波形的那一段。③分段（占空比）问题：电流只在部分时间存在时，焦耳热只在该段时间产生，注意乘以该段时间占整个周期的比例（占空比）。④半波整流后周期不变、全波整流后“波形周期”减半：判断周期时看波形重复的最小时间，桥式整流后相邻两个波峰的间隔为 T/2。⑤正负半周都要计入焦耳热： 与电流方向无关，计算完整正弦（含负半周）时正负半周都产生热量，不能漏掉负半周。 考点四　电感、电容对交变电流的影响 1．电阻对交流：电阻对直流、交流都有阻碍作用，在温度不变时阻值一般不随频率改变。 2．电感对交变电流的影响：电感线圈对交变电流有阻碍作用（感抗），表现为“通直流、阻交流”；频率越高、自感系数越大，感抗越大，阻碍作用越强。 3．电容对交变电流的影响：电容器对交变电流有阻碍作用（容抗），表现为“通交流、隔直流”；频率越高、电容越大，容抗越小，阻碍作用越弱。 4．电容“通交流”的原因：交变电流使电容器反复充电、放电，电路中持续有充放电电流，等效为交流“通过”了电容器；而直流在充电完成后即不再有电流，故不能通过电容器。 5．常见应用：低频扼流圈（通直流、阻交流）、高频扼流圈（通低频、阻高频），隔直电容（隔直流、通交流）、旁路电容（为交流提供通路）。 元件 对直流 对交流 随频率升高 电阻 有阻碍 有阻碍 阻值基本不变 电感 几乎不阻碍（感抗小） 有阻碍（感抗） 感抗增大、阻碍增强 电容 不能通过（隔直流） 能充放电（通交流） 容抗减小、阻碍减弱 重难诠释　①电感“通直流、阻交流”：直流稳定后线圈相当于导线（只计电阻），交流则因自感电动势受到阻碍；频率越高阻碍越大。②电容“通交流、隔直流”：直流不能通过电容器，交流靠反复充放电“通过”；频率越高、电容越大，越容易通过。③感抗、容抗随频率的变化方向相反：频率升高感抗增大、容抗减小，二者不要记反。④电容器的耐压（击穿电压）看峰值：电容器所能承受的最大电压应按交变电压的峰值考虑，不能按有效值。⑤判断灯泡亮度看阻碍大小：与电容串联的灯泡，频率升高、容抗减小、灯泡变亮；与电感串联的灯泡，频率升高、感抗增大、灯泡变暗。 考点五　理想变压器原理 1．构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的原线圈（初级，与交流电源相连）、副线圈（次级，与负载相连）组成。 2．原理：原线圈中的交变电流产生变化的磁通量，通过铁芯在副线圈中感应出电动势，这是互感现象；变压器只对变化的电流（交流）起作用。 3．电压关系：，即原、副线圈的电压比等于匝数比，与负载无关。 4．电流关系：只有一个副线圈时 ；有多个副线圈时 （由功率关系推出）。 5．功率与频率：输入功率等于输出功率 （，多副线圈为 ）；变压器不改变交变电流的频率 。 理想变压器：原、副线圈绕在同一闭合铁芯上，磁通量通过铁芯传递 关系 内容 说明 电压关系 U 由匝数比决定，与负载无关 电流关系 仅一个副线圈时成立 功率关系 理想变压器无能量损失 频率关系 不改变频率 重难诠释　①变压器只能改变交流：恒定直流的磁通量不变，副线圈不产生感应电动势，不能变压（仅在通断瞬间有瞬时感应）。②电压比恒等于匝数比，与负载无关：，匝数决定输出电压。③电流比是“匝数反比”，且只有一个副线圈时才成立；多副线圈必须用 ，不能再用简单反比。④输入功率由输出功率“决定”：理想变压器 ，副线圈需要多少功率，原线圈就从电源取多少功率。⑤升压变压器 、降压变压器 ：升压时电流减小、降压时电流增大，匝数多的一侧电压高、电流小。 考点六　变压器的动态分析 1．两类动态问题：①匝数比不变、负载变化；②负载不变、匝数变化（或两者同时变化）。 2．匝数比不变（ 不变）：由 知 不变；并联用电器增多时负载电阻 减小， 增大， 增大， 增大。 3．负载不变、匝数变化：改变原（副）线圈匝数使 改变，从而 、、功率随之改变。 4．分析程序（程序法）：由 经匝数比定 ，由 定 ，经匝数比定 ，最后定功率 ，即 。 5．三个决定关系： 决定 、 决定 、 决定 ；当原线圈支路串联有电阻时，原线圈两端电压不再等于电源电压，需先由分压确定。 情形 输出电压 电流 / 功率变化 匝数比不变，负载增多（R负减小） 不变 、 增大，P 增大 负载不变，副线圈匝数增多 增大 、 增大，P 增大 负载不变，原线圈匝数增多 减小 、 减小，P 减小 副线圈短路 趋近于零 、 很大（危险） 重难诠释　①匝数比不变、 不变时 恒定：负载增多（ 减小）只使电流增大，不改变输出电压。②动态分析按“程序法”顺序推：先由匝数比定 ，再由负载定 ，再由匝数比定 ，最后定功率，不要跳步。③负载增多等效为 减小：并联用电器越多总电阻越小，、 越大，输入功率越大。④原线圈串有电阻时是“分压”问题：此时原线圈电压小于电源电压， 增大时串联电阻分压增大、原线圈电压反而减小，不能再认为 等于电源电压。⑤热敏电阻、光敏电阻类：温度升高（光照增强）使 减小，与“负载增多”同样处理，再结合电表、功率逐项判断。 考点七　远距离输电 1．输电线上的损耗：电流通过电阻为 的输电线，产生功率损耗 ，造成电压损失 。 2．高压输电：输送功率 P 一定时输电电流 ，则 ；提高输电电压 U 可大幅（平方反比）减小损耗，这是最有效的措施。 3．减小损耗的途径：①减小输电线电阻（增大导线横截面积、采用低电阻率材料）；②提高输电电压（高压输电，最经济有效）。 4．输电流程：发电机→升压变压器→输电线→降压变压器→用户；输电电流 ，且 、。 5．互感器：①电压互感器——原线圈并联在高压电路中、原线圈匝数多（降压），接电压表；②电流互感器——原线圈串联在电路中、原线圈匝数少（减流），接电流表。 输电示意：发电站输出 、，线路电阻 上产生 、，用户得到 、 项目 表达式 / 内容 说明 输电电流 由输送功率和电压决定 电压损失 功率损失 提高 U 最有效 互感器 电压互感器并联、电流互感器串联 分别测量高电压、大电流 重难诠释　①输电损耗是 ，不是 ：此处 若指输电电压，加在 上的只是电压损失 （远小于 ），不能直接用 。②提高输电电压是减小损耗的关键： 与 成反比，电压升高 倍、损耗降为原来的 。③电压损失与功率损失都随电流增大而增大：、，用户增多、电流增大时损耗增大、用户电压降低。④两台变压器各自遵循变压器规律：升压变 、降压变 ，计算时注意匝数比的对应关系。⑤互感器接法要分清：电压互感器“并联”、原线圈匝数多；电流互感器“串联”、原线圈匝数少（常为一匝），接反或接错会损坏电表。 考向1　交变电流的产生（中性面、瞬时值、平均值） 1．（2026秋•南昌月考）如图所示，轴右侧有磁感应强度为的匀强磁场，面积为的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】 【详解】线框在磁场中匀速转动时，产生的感应电动势的最大值为，则感应电流的最大值为。 由于轴左侧没有磁场，线框转动一个周期内，只有半个周期有感应电流产生。 设交流电的有效值为，根据有效值的定义，交流电在一个周期内产生的热量与恒定电流产生的热量相等，有，解得。 理想交流电流表的示数为交流电的有效值，故错误，正确。 故选：。 2．（2026•沧州校级开学）如图所示是一台交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动。已知线圈匝数，磁感应强度，线圈面积2，转动角速度＝50。图示位置线圈平面与磁场方向平行。下列说法正确的是（　　） A．该发电机产生的交流电频率为 B．线圈转到图示位置时，感应电动势的瞬时值为0 C．线圈从图示位置转过90°的过程中，感应电动势的平均值为 D．仅将线圈转速减半，感应电动势的最大值变为25 【答案】 【详解】A．产生的交流电频率为，代入数据得，故错误； B．图示位置线圈平面与磁场平行，穿过线圈的磁通量为零且变化最快，根据法拉第电磁感应定律可知此时产生的感应电动势的瞬时值最大，故错误； C．由角速度定义得，线圈转过90°时，所需时间为，代入数据解得所需时间为，由法拉第电磁感应定律得，本过程中单匝磁通量变化量为||，代入数据得，故错误； D．感应电动势的最大值为，转速减半后的角速度为 由最大值公式得′ 代入数据得'＝50×0.2×0.1×25，故正确。 故选：。 3．（2026•河北开学）某同学设计的一种发电装置，如图所示。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两个磁场区域的圆心角均为，磁场均沿半径方向，矩形线圈的匝数为，边长、长度分别为1、2。线圈以角速度绕中心轴匀速转动，和边同时进出磁场，在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为、方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为，外接电阻为。下列说法正确的是（　　） A．感应电动势的周期为 B．感应电动势的最大值为 C．回路中电流的有效值为 D．一个周期内外接电阻产生的热量为 【答案】 【详解】、线圈转动一周，感应电动势完成一次周期性变化，感应电动势的周期等于线圈的转动周期，即，故错误； 、由图可知，磁场始终沿半径方向，当线圈的边和边经过磁场区域时，两条边垂直切割磁感线的线速度大小为。由于边和边同时切割磁感线，线圈产生的感应电动势最大值为2，解得12，故错误； 、线圈转动一圈的过程中，两边各自两次经过圆心角为的磁场区域。每次经过磁场区域的时间为，即在一个周期内，线圈共有的时间产生大小恒为的感应电动势，其余时间不产生感应电动势。根据交变电流有效值的定义有，解得感应电动势的有效值为。由闭合电路欧姆定律有，解得，故正确； 、一个周期内外接电阻产生的热量由焦耳定律有2，解得，故错误。 故选：。 4．（2026秋•顺德区月考）顺德某乡村振兴示范点配备小型交流发电机，以保障供电。图甲为该发电机结构示意图，线圈匝数为50匝，通过线圈的磁通量随时间的变化规律如图乙。下列说法正确的是（　　） A．时，线圈产生的感应电动势瞬时值最大 B．时，感应电流方向发生改变 C．通过线圈的磁通量最大值为50 D．若线圈转动加快，电流表读数不变 【答案】 【详解】、时，穿过线圈的磁通量为零，此时图像斜率最大，说明磁通量变化率最大，由法拉第电磁感应定律可得，线圈中感应电动势的瞬时值达到最大，故正确； 、时，穿过线圈的磁通量为零，线圈平面此时与磁感线平行，感应电动势最大，感应电流方向不变，线圈只有在经过中性面（磁通量最大）时感应电流方向才改变，故错误； 、磁通量由公式计算，大小与线圈匝数无关，由图乙可知穿过线圈的磁通量最大值为，故错误； 、若线圈转动加快，角速度增大，由感应电动势最大值公式可知，感应电动势最大值增大，其有效值也增大，根据闭合电路欧姆定律，感应电流的有效值增大，即电流表读数变大，故错误。 故选：。 5．（2026秋•浙江月考）图甲为我国自主研发的漂浮式波浪能发电装置“南鲲”号，其发电效率为22%，原理可简化为图乙所示：海浪带动浪板上下摆动，在调速器作用下带动线圈以角速度在匀强磁场中沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势如图丙所示；理想变压器原、副线圈匝数比1：2＝2：1，发电机线圈的电阻，负载电阻。图示时刻线圈平面与磁场方向平行，若不考虑电表对电路的影响，则（　　） A．线圈位于图示位置时磁通量变化率为0 B．该发电机每秒消耗的海浪能为 C．副线圈的电压表示数为 D．由图示时刻开始线圈转过90°，通过负载的电荷量为 【答案】 【详解】、线圈位于图示位置时线圈与磁感线方向平行，穿过线圈的磁通量为0，磁通量的变化率最大，故错误； 、发电机产生的感应电动势的有效值为，负载电阻在原线圈电路中的等效电阻为，该发电机每秒消耗的海浪能为，则，代入数据解得，故错误； 、变压器的输入电压为，所以电压表的示数为，故错误； 、由图丙可知发电机的转动周期为，设线圈的匝数为，则有，由图示时刻开始线圈转过90°线圈产生的平均电动势为，通过原线圈的平均感应电流为，则通过负载的平均感应电流为，通过负载的电荷量为，联立代入数据解得，故正确。 故选：。 6．（2026春•泸州期末）一电阻不计的矩形线圈放置在匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈的匝数为50匝，穿过每一匝线圈的磁通量随时间变化的规律如图所示，将一工作时电阻为10的电热器接在线圈两端，取1.41。下列说法正确的是（　　） A．时线圈感应电动势最大 B．电热器消耗的电功率为 C．该线圈两端的电压与时间关系为 D．流过电热器电流的有效值为 【答案】 【详解】由图象可知交流电的周期，穿过单匝线圈的最大磁通量，根据角速度公式，解得，根据交流发电机最大感应电动势公式，代入数据解得，由于线圈电阻不计，则电热器两端电压最大值，电压有效值，已知，解得。 、由图象可知，在时穿过线圈的磁通量达到最大值，此时磁通量的变化率为零，根据法拉第电磁感应定律可知，此时线圈的感应电动势为零，故错误； 、根据电功率公式，代入数据解得电热器消耗的电功率，故正确； 、在时刻穿过线圈的磁通量为零，此时线圈平面与磁场平行，感应电动势达到最大值，因此线圈两端的电压与时间关系式为余弦函数，代入数据即，故错误； 、根据部分电路欧姆定律，流过电热器电流的有效值，代入数据解得，故错误。 故选：。 7．（2026春•温州期末）某风力发电机的原理如图，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为，线圈的匝数为50匝、面积为2，不计线圈的电阻，磁体转动的角速度为7。发电机产生的交变电流经过变压器升压后向远处输电，升压变压器原、副线圈的匝数比为1：37，输电线总电阻为12，输电线上损失的功率为，在用户端用降压变压器降压，降压变压器原、副线圈的匝数比为4：1。假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．用户端得到的电压为 B．输电线上的电流为 C．图示位置时，矩形线圈中的电流变化最慢 D．图示位置时，穿过矩形线圈的磁通量为 【答案】 【详解】发电机输出电压的最大值为 发电机输出电压的有效值为 根据理想变压器电压与匝数成正比，有，解得2 根据线，解得输电电流为2 输电线损失的电压为损2线 降压变压器的输入电压为32损 根据理想变压器电压与匝数成正比，有，可得用户端得到的电压为4，故正确，错误； C.图示位置时，矩形线圈处于中性面，瞬时电流为零，矩形线圈中的电流变化最快，故错误； D.图示位置时，穿过矩形线圈的磁通量为，故错误。 故选：。 8．（2026•利辛县校级模拟）图1为交流发电机的示意图。线圈绕匀速转动。线圈中产生的正弦式交变电流如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．电流的有效值为 B．电流的表达式 C．若线圈的转速变为原来的2倍，电流的表达式 D．若线圈的转速变为原来的2倍，线圈中电流的有效值约为 【答案】 【详解】、根据图2可知，交流电电流的最大值为，则电流的有效值为 故错误； 、交流电的周期为，则角速度为 所以交变电流的瞬时值表达式为 故错误； 、交变电流的最大值为 ，＝2 若线圈的转速变为原来的2倍，和均变为原来的2倍，所以电流的瞬时值表达式为 线圈中电流的有效值 故正确，错误。 故选：。 考向2　正弦交变电流的峰值与有效值 1．（2025秋•南京校级月考）某可以手动发电的电筒，其内的发电机的两个截面示意图如图甲和乙所示，推动手柄使线圈沿轴线往复运动，线圈中产生的感应电动势随时间按正弦规律变化（如图丙所示）。线圈连接一个原、副线圈匝数比为2：1的理想变压器，其输出端给两个额定电流均为的灯泡供电，两灯泡恰好正常发光，线圈及导线电阻不计，则（　　） A．发电机输出功率为 B．线圈中电流的有效值为 C．灯泡的电阻为2 D．变压器输出电流的频率为 【答案】 【详解】、根据变压器电压比 得副线圈电压 理想变压器输出功率222 输入功率等于输出功率，因此发电机输出功率为，故正确； 、根据变压器电流比，2 得原线圈电流，即线圈中电流有效值为，故错误； 、单个灯泡正常发光时电压2 电流，因此电阻，故错误； 、原线圈交流电频率 变压器不改变交流电频率，因此输出电流频率也为，故错误。 故选：。 2．（2026•黄石开学）某智能充电桩内部的理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上如图甲所示，输入电压随时间变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“，”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（　　） A．原、副线圈匝数之比为1：4 B．原线圈的输入功率为 C．输入电压随时间变化规律为 D．若在副线圈中连接一个二极管，副线圈电流的有效值为 【答案】 【详解】、由图乙可知输入电压最大值为，则原线圈输入电压有效值为，代入数据解得，由于灯泡正常发光，则副线圈电压有效值为，根据变压器电压比公式，代入数据解得，即原、副线圈匝数之比为4：1，故错误； 、理想变压器的输入功率等于输出功率，由于只有一个正常发光的灯泡，输出功率为2，则原线圈的输入功率为12，故错误； 、由图乙可知交流电的周期为﹣2，根据角速度公式，代入数据解得，则输入电压随时间变化规律为，故错误； 、副线圈未接二极管时，电流有效值为，代入数据解得，在副线圈中连接一个二极管后，由于单向导电性，只有半个周期有电流，设此时副线圈电流有效值为，根据电流的热效应有，代入数据解得，故正确。 故选：。 3．（2025秋•河北月考）如图所示，理想变压器与电阻、交流电压表、交流电流表按图甲所示方式连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为1：2＝5：1，电阻，图乙是两端电压随时间变化的图像，＝20。则下列说法中正确的是（　　） A．电压表的读数为20 B．变压器的输入功率为 C．电流表的读数为 D．通过的电流随时间变化的规律是 【答案】 【详解】、由图乙可知，副线圈两端电压的最大值，则电压表的读数为副线圈电压的有效值，根据正弦交流电有效值与最大值的关系可得，故错误； 、变压器的输出功率为，代入数据解得2，根据理想变压器输入功率等于输出功率，可知变压器的输入功率为，故正确； 、副线圈中的电流，根据理想变压器原副线圈电流与匝数成反比，即，代入数据解得电流表的读数1，故错误； 、由图乙可知，交流电压的周期﹣2，则角速度，通过的电流最大值为，根据图像为余弦规律，可得通过的电流随时间变化的规律为，故错误。 故选：。 4．（2026秋•合肥月考）图1是副线圈接有灯泡和电流表的理想变压器，图2是原线圈两端电压随时间变化的图像。已知变压器原、副线圈匝数比为2：1，灯泡电阻恒为5，电流表视为理想交流电表，则下列说法正确的是（　　） A．变压器副线圈电流的频率为 B．变压器副线圈电流的频率为 C．电流表的示数为 D．电流表的示数为 【答案】 【详解】、由图2可知交流电的周期，根据，解得原线圈交变电流的频率。变压器不改变交流电的频率，因此变压器副线圈电流的频率为，故错误； 、由图2可知原线圈电压的最大值，根据正弦交流电有效值与最大值的关系，解得原线圈电压的有效值1。根据理想变压器原副线圈的电压比等于匝数比，解得副线圈两端电压的有效值2。交流电表测量的是有效值，根据部分电路欧姆定律，解得副线圈电流的有效值2，即电流表示数为，故正确，错误。 故选：。 5．（2026秋•秦安县校级月考）如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比1：2＝2：1，电阻，电流表和电压表均为理想电表。若原线圈输入如图乙所示的正弦交流电，则下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数为 B．电流表的示数为 C．电阻在内消耗的电能为 D．输入电压的表达式 【答案】 【详解】、由图乙可知原线圈电压峰值为，其有效值满足，解得：。根据理想变压器电压与匝数关系，解得，故电压表示数为，错误； 、副线圈负载功率为，解得：2，由于理想变压器输入功率等于输出功率，电流表示数可求得，解得：1，正确； 、电阻在内消耗电能2，解得：，错误； 、由图乙得周期，角速度，解得：＝100，且时电压为零并沿正方向增大，故输入电压表达式为，错误。 故选：。 6．（2026春•罗山县校级期末）图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比1：2＝22：3，输入端、所接电压随时间的变化关系如图乙所示。灯泡的电阻恒为15，额定电压为。定值电阻1＝10，滑动变阻器的最大阻值为15。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为（　　） A．1 B．5 C．6 D．8 【答案】 【详解】由图乙所示图像可知，原线圈电压，根据理想变压器电压规律，解得 灯泡正常工作，根据欧姆定律可知通过灯泡的电流，即副线圈部分的干路电流为 根据串联分压规律可知，1和构成的并联电路部分的分压为2 通过1的电流为 通过的电流为21 则滑动变阻器的阻值为＝6，故正确，错误。 故选：。 7．（2026春•河北区期末）随着新能源汽车的普及，城市公共充电基础设施持续完善。某新能源汽车充电站配备降压变压器，为充电桩提供稳定的低压供电。已知该变压器原线圈输入正弦交流电的频率为，输入电压为，副线圈输出电压为，每个充电桩输入电流为。不考虑变压器的能量损耗，下列说法正确的是（　　） A．为保护充电桩，为输出电压的最大值 B．副线圈正弦交流电的频率为 C．若10台充电桩同时使用，变压器原线圈输入功率为 D．增加接入工作的充电桩数量，变压器原副线圈的匝数比应随之增大 【答案】 【详解】A．交变电流设备铭牌标注值、交流电表测量的数值均为有效值。题目中副线圈输出电压是有效值，正弦交流电的最大值是有效值的倍，即其最大值为，故错误。 B．理想变压器仅变换电压、电流的大小，不会改变交变电流的频率。原线圈输入交流电频率为，副线圈输出交流电频率同样为，故错误。 C．单台充电桩工作功率2，10台充电桩同时工作时副线圈总输出功率出，理想变压器输入功率等于输出功率，所以变压器原线圈输入功率为，故正确。 D．根据理想变压器原、副线圈电压与匝数成正比有，可知原、副线圈的匝数比由两端的电压比决定。由于变压器输入电压和输出电压均保持恒定，所以增加充电桩数量只会改变负载总电阻与回路电流，不会改变匝数比，故错误。 故选：。 8．（2026•北京）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2：1，原线圈接在+）的交流电源上，副线圈接定值电阻0和滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表。滑动变阻器的滑片由端向端缓慢滑动（　　） A．电压表1、2的示数之比为2：1 B．电流表1示数不变 C．电流表2示数增加 D．变压器输出功率减小 【答案】 【详解】原副线圈匝数比，原线圈接交流电源，测原线圈电压；副线圈：与滑动变阻器串联，测滑动变阻器两端电压；测原线圈电流，测副线圈电流。滑片由向滑动→滑动变阻器接入电阻变小。 A.根据变压器电压比： 2测的只是滑动变阻器的电压，不是副线圈全部电压（副线圈电压是0+的总电压），所以1：2≠2：1，故错误； 原线圈电压1不变，匝数比不变，所以副线圈总电压负线圈总电压不变。滑片，减小，副线圈总电阻总0+减小。由，22示数）增大。理想变压器电流关系：，2增大， 则11示数）也增大，故错误，正确； D.变压器输出功率出负线圈总电压2 负线圈总电压不变，2增大，故输出功率增大，故错误。 故选：。 考向3　非正弦交变电流有效值的计算 1．（2025秋•江西月考）电压加在电脑里的散热变速电风扇上，其的关系图像如图。已知电扇线圈电阻为，为曲线的峰值，此波形峰值是有效值的倍，电扇正常工作。设此电扇的额定电压用0表示，通过调速后的电扇电流的有效值用表示，则（　　） A．0， B．0， C．0， D．0， 【答案】 【详解】根据题意，该交变电压波形的峰值是有效值的倍，则电压的有效值为。 由于电风扇正常工作，其额定电压等于该交流电的有效值，即。 电风扇正常工作时，将电能转化为机械能和线圈的内能，属于非纯电阻电路，此时消耗的总电功率大于发热功率。 根据电功率关系有，解得，即，故错误，正确。 故选：。 2．（2026秋•贵州月考）毕节山地风电基地是省内新能源重点项目，风力发电机输出交变电流经稳压设备处理后，输出的交变电流电压瞬时值表达式为，经半波整流后，仅保留正向波形，反向波形归零，如图。整流后电压的周期和有效值分别为（　　） A．周期为、有效值为 B．周期为、有效值为 C．周期为、有效值为 D．周期为、有效值为 【答案】 【详解】原交流电的角频率为，由周期与角频率的关系得原交流电周期为，即，半波整流后，正向波形每隔一个原交流电周期重复一次， 故整流后电压的周期仍为 设原正弦交流电的峰值为，则其完整正弦波有效值为，即 半波整流后，一个周期内有一半时间电压为零，设有效值为，电阻为： 由有效值定义列等式：，代入 解得 故整流后电压的周期为、有效值为，故错误，正确。 故选：。 3．（2026•北仑区校级开学）某手机充电装置可简化为由理想变压器、四个二极管构成的桥式电路组成，如图所示。变压器原副线圈匝数比1：2＝44：1，副线圈两端、间接有4个理想二极管组成的桥式电路，、端接手机电池，手机电池可视为阻值1的纯电阻负载，不计其他电阻。端输入电压，则下列说法正确的是（　　） A．桥式电路中点电势比点电势低 B．内通过手机电池的电荷量为 C．在、间接一理想电压表，若某一个二极管断路，电压表读数为 D．为使充电电压更平稳，需在、间接一电容器，接电容器前后充电器副线圈的输出功率不变 【答案】 【详解】A．当端电势高于端时，电流经右上、左上两个二极管流过负载；当端电势高于端时，电流经右下、左下两个二极管流过负载。两种情况下均是端电势高于端，故错误； B．变压器输入电压的有效值为，由理想变压器原、副线圈两端电压与匝数的关系得，取手机电池为研究对象，由欧姆定律得，代入数据得。全波整流电流的平均值为，由电荷量定义得平，代入数据解得，故错误； C．在和间接入理想电压表不影响电路。若有一个二极管断路，原来对应的一个半周不能导通，和间只剩半波整流电压。根据上面的分析知副线圈电压有效值为。半波整流电压在电阻上一个周期内产生的热量为原正弦交流电的一半，则电压表读数为，故正确； D．接入电容器后，电容器在整流电压减小时向手机电池放电，电容器在整流电压增大时充电，手机电池两端电压的波动减小。副线圈的输出电流和输出功率均会改变，故错误。 故选：。 4．（2026春•怀宁县期末）某正弦交流电，周期为，电压随时间变化关系如图甲所示，该正弦交流电现经过半波整流器后，电压传感器的示数如图乙所示，则整流后一个周期内电压的有效值（　　） A． B． C． D． 【答案】 【详解】设整流后电压有效值为，电路电阻为，交流电周期为。 根据交变电流有效值的定义，有效值为的恒定电压在一个周期内通过电阻产生的热量，与整流后交变电压在同一周期内产生的热量相等，即，为整流后电压一个周期内产生的热量。 由图乙波形可以看出，一个周期内，只有前间段存在最大值为的正弦电压，后时间段电压等于0，该时间段不会产生焦耳热。 峰值为的正弦电压，其有效值为，因此前半个周期内电阻产生的热量为，联立有效值定义的关系式有，解得，故错误，正确。 故选：。 5．（2026•碑林区校级模拟）矩形波是一种非正弦曲线的波形，其高电平在一个波形周期内占有的时间比值称为占空比，也可理解为电路释放能量的有效释放时间与总时间的比值，占空比为50%的矩形波称之为方波。关于如图所示矩形波，下列说法正确的是（　　） A．若占空比为50%，输入电压的有效值为0 B．若占空比为50%，输入电压的有效值为 C．若占空比为80%，输入电压的有效值为 D．若占空比为80%，输入电压的有效值为 【答案】 【详解】若占空比为50%，设有效电压为，根据有效值的概念可知 解得输入电压的有效值为，故错误； 若占空比为80%，设有效电压为2，根据有效值的概念可知 解得输入电压的有效值为，故正确，错误。 故选：。 6．（2026•靖边县校级模拟）如图所示为某交变电流的电压随时间变化的图像（曲线部分为正弦函数的四分之一周期），则此交变电流的电压有效值为（　　） A． B． C． D． 【答案】 【详解】设此交变电流的电压有效值为，则根据交流电压有效值的定义有，则解得，故正确，错误。 故选：。 7．（2026春•九龙坡区期末）通过某定值电阻的交变电流随时间周期性变化规律如图所示，三角形脉冲电流的峰值是有效值的倍，则该交变电流的有效值为（　　） A． B．0 C．0 D．0 【答案】 【详解】设该交变电流的有效值为，则根据有效值的定义有，解得，故正确，错误。 故选：。 8．（2026•安徽模拟）如图，某矩形脉冲电流高度为0，宽度为，周期为。若已知该脉冲电流的有效值为，则该脉冲电流的占空比（即导通时间占总时间的比例）为（　　） A．15% B．25% C．50% D．75% 【答案】 【详解】由电流有效值的定义可知， 解得，故错误，正确。 故选：。 考向4　交变电流的图像、周期与频率 1．（2025秋•济南校级月考）无线充电技术在新能源汽车领域应用前景广阔。如图甲所示，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙所示的正弦式交变电流，下列说法正确的是（　　） A．时受电线圈中感应电流为零 B．时两线圈之间的相互作用力最大 C．供电线圈中电流的有效值为 D．受电线圈中的电流方向每秒钟改变50次 【答案】 【详解】、由图乙可知，在时，供电线圈中的电流达到反向最大值，此时电流的变化率为零。根据法拉第电磁感应定律可知，穿过受电线圈的磁通量变化率为零，受电线圈中感应电动势为零，则感应电流为零，故正确； 、由对选项的分析可知，在时，受电线圈中的感应电流为零，此时两线圈之间没有安培力作用，即相互作用力为零，故错误； 、由图乙可知，供电线圈中电流的最大值为，由于该交变电流为正弦式交变电流，则电流的有效值为，故错误； 、由图乙可知，交变电流的周期为﹣2，其频率为。受电线圈中感应电流的频率与供电线圈相同，在一个周期内电流方向改变两次，则每秒钟电流方向改变的次数为，故错误。 故选：。 2．（2025秋•邯郸月考）图甲是一小型交流发电机示意图。匝数、总电阻的线圈与外电路的电阻构成闭合回路。当线圈匀速转动时，通过电阻的电流与时间的关系如图乙所示，则线圈的最大磁通量为（　　） A． B． C． D． 【答案】 【详解】根据图乙，最大电流，电路总电阻，因此感应电动势的最大值。 利用磁通量与线圈匝数、磁感应强度和面积的关系，以及角速度与周期的关系计算最大磁通量，根据公式和以及 可以联立解得最大磁通量，，故正确，错误。 故选：。 3．（2026•长沙校级开学）如图所示，坐标系的第一、四象限的两块区域内分别存在垂直纸面向里、向外的匀强磁场，磁感应强度的大小均为，两块区域曲线边界的曲线方程为。现有一单匝矩形导线框在拉力的作用下，从图示位置开始沿轴正方向以的速度做匀速直线运动，已知导线框长为、宽为，总电阻值为1，开始时边与轴重合。则导线框穿过两块区域的整个过程拉力做的功为（　　） A． B． C． D． 【答案】 【详解】在线圈位移为过程，只有边在磁场中切割磁感线，产生的感应电动势大小为，此过程所用时间为，当时线圈产生的最大感应电动势为；在线圈位移为的过程中，边和都在磁场中切割磁感线，根据右手定则可知线圈产生的感应电动势方向相同，则线圈的电动势大小为，此过程所用时间为，此过程的最大电动势为；线圈位移为过程，只有边在磁场中切割磁感线，产生的电动势大小为，此过程所用时间为，此过程的最大电动势为；则此过程中线圈的感应电动势随时间变化如下图所示 根据可知此过程线圈产生的焦耳热为。根据能量守恒可知导线框穿过两块区域的整个过程拉力做的功为，故正确，错误； 故选：。 4．（2026•厦门校级开学）如图甲所示，正方形线圈放在垂直平面向里的匀强磁场中，线圈中心在坐标原点，边、分别平行于轴、轴。线圈以轴为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电流如图乙所示。若仅去掉区域的磁场，其他条件不变，则线圈中产生的电流可能为（　　） A． B． C． D． 【答案】 【详解】线圈关于轴对称，绕轴转动时，横坐标非负区域始终截取线圈一半的有效面积，磁场方向和线圈姿态与原情形相同，设原来的磁通量为，去掉左半区域磁场后的磁通量为，有效面积为，由法拉第电磁感应定律，感应电动势与磁通量的变化率成正比，故，线圈电阻不变，则 新电流的周期、相位和正负变化规律均不变，峰值变为原来的0.5倍，故正确，错误。 故选：。 5．（2026春•杭州月考）把一个阻值为10的定值电阻接入某电路中，如图所示为通过它的电流平方和时间关系的图像，下列说法中正确的是（　　） A．此电阻的发热功率为 B．此电流的有效值为 C．一个周期内通过电阻的电荷量为 D．此电阻两端电压的有效值为 【答案】 【详解】由图可知，该电流在一个周期内产生的热量为，根据，可得有效，电阻的发热功率为，故错误，正确； C．根据，可得，故错误； D．此电阻两端电压的有效值为，故错误。 故选：。 6．（2026春•资阳期末）如图甲所示，空间中有一平行于纸面固定的正方形线框，以其对角线所在直线为界，左侧存在着方向垂直于纸面的磁场，其磁感应强度随时间周期性变化的规律如图乙所示，以垂直纸面向里为正方向，磁场的变化周期。已知正方形线框的边长，总电阻。下列说法正确的是（　　） A．内线框中的感应电流方向为顺时针方向 B．内线框中产生的感应电流大小为 C．线框中产生感应电流的有效值为 D．时线框受到的安培力大小为 【答案】 【详解】、内，垂直纸面向里的磁感应强度增大，向里的磁通量增加，根据楞次定律，感应电流的磁场垂直纸面向外，由右手螺旋定则，感应电流方向为逆时针，故错误； 、内，磁感应强度变化量||＝||， 正方形线框的面积2 由法拉第电磁感应定律可得 感应电流，故错误； 、在一个周期内，内电流1，内电流2，内电流3，每段时间都是 根据电流有效值的定义可得 解得线框中产生感应电流的有效值，故正确； 、+，对应内，此时，电流 线框的有效安培力等效长度为对角线长度 安培力大小，故错误。 故选：。 7．（2026•广州模拟）风力发电厂输电网络供电的装置如图甲所示，保持发电机输出的交变电压如图乙所示，升压变压器、降压变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．线框转动的角速度为 B．时穿过线圈的磁通量为零 C．时串联在升压变压器原线圈中的交流电流表示数为0 D．用电高峰时，输电线上的功率损失增大 【答案】 【详解】、由乙图可知在时，发电机输出的交变电压为0，此时线圈刚好位于中性面，穿过线圈的磁通量最大，故错误； 、由乙图可知交流电的周期为，根据角速度与周期的关系式有，代入数据解得＝100，故错误； 、交流电流表测量的是交流电的有效值，虽然在时瞬时电压为0，但电路中持续产生交变电流，其有效值不为0，因此串联在升压变压器原线圈中的交流电流表示数不为0，故错误； 、用电高峰时，用户端并联接入的用电器增多，相当于负载的总电阻减小，导致降压变压器副线圈电流增大，根据理想变压器原理可知输电线上的电流增大，根据输电线上的功率损失公式有20由于电流增大，可知输电线上的功率损失增大，故正确。 故选：。 8．（2026•涪城区校级模拟）如图甲所示，边长、匝数匝的正方形线圈与理想变压器相连，变压器副线圈连接的定值电阻。在正方形线圈内部有与纸面垂直、半径的圆形磁场，其磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示。已知图乙中的曲线部分按照正弦规律变化，另一部分为倾斜直线，变压器原副线圈匝数比1：2＝4：1，不计正方形线圈及导线的电阻，取2＝10，则电阻在内产生的热量为（　　） A． B． C． D． 【答案】 【详解】正弦段的最大值，周期，角速度 代入数据可得＝100 感应电动势最大值 正弦交流电的有效值 代入数据可得1 变压器原副线圈匝数比1：2＝4：1，根据电压匝数关系 代入数据可得副线圈电压 均匀变化段均匀变化，产生的感应电动势恒定，因此原线圈电压恒定，原线圈产生的磁通量恒定，副线圈磁通量变化率为0，因此副线圈电压为0，不产生热量，总，总共有个周期，每个周期内只有前2×10﹣2发热，总热量，故正确，错误。 故选：。 考向5　变压器原理（电压比、电流比、功率、多副线圈） 1．（2026秋•望城区校级月考）如图所示的理想变压器，匝数分别为1＝8、2＝4的两个副线圈分别与阻值为和的电阻连接组成闭合回路，在原线圈两端接上正弦交流电压，发现流经电阻的电流为，下列说法正确的是（　　） A．流经阻值为电阻的电流为 B．原线圈的匝数为 C．电源的输出功率为2 D．流过原线圈的电流为 【答案】 【详解】根据欧姆定律可知，匝数为的副线圈两端电压，根据理想变压器电压与匝数的关系有，代入与解得匝数为的副线圈两端电压。 、流经阻值为电阻的电流，解得1，故错误； 、设原线圈匝数为，根据电压与匝数的关系有，代入2＝4解得，故正确； 、电源的输出功率等于所有副线圈消耗的功率之和，有，解得2，故错误； 、设流过原线圈的电流为0，根据理想变压器输入功率等于输出功率有0，解得，故错误。 故选：。 2．（2026秋•宝鸡月考）如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有1和2两个完全相同的电阻。接入交变电流后，1和2消耗的电功率之比为4：1，则原、副线圈的匝数比为（　　） A．4：1 B．1：4 C．2：1 D．1：2 【答案】 【详解】设原线圈回路电流为，副线圈回路电流为，两电阻完全相同，设阻值均为，由功率公式，可得； 根据题意可知1：2＝4：1，解得； 再由理想变压器电流与匝数关系，可知，故正确，错误。 故选：。 3．（2025秋•云南月考）变压器是输配电的基础设备，广泛应用于工业、农业、交通、城市社区等领域。理想变压器的结构如图所示，其中1、2分别为变压器输入端、输出端的电压，1、2分别为变压器原、副线圈的匝数，已知输入端接电压恒为1的正弦交流电。下列说法中正确的是（　　） A．仅增加1，2变大 B．仅增加1，输出电压的频率减小 C．若12，则输入电流小于输出电流 D．若12，则输入功率大于输出功率 【答案】 【详解】根据原副线圈电压、电流与匝数的关系由此可知，仅增加，变小，若，则输入电流小于输出电流，故错误，正确； B.仅增加1，输出电压的频率不变，故错误； D.对于理想变压器，没有能量损失，则输入功率等于输出功率，故错误。 故选：。 4．（2026秋•济南月考）某汽油机火花塞需要高达的电压才能点火，如图所示为其工作原理图。闭合点火开关，凸轮不断旋转，断电器触点交替开闭，火花塞产生电火花，下列说法正确的是（　　） A．原线圈回路中的电源必须为交流电源 B．变压器原线圈匝数小于副线圈匝数 C．断电器触点断开瞬间，原线圈不产生感应电动势 D．点火开关和凸轮安装在副线圈回路中，汽油机仍然可以正常工作 【答案】 【详解】、原线圈回路中的电源可以是直流电源，只要通过断电器触点的交替开闭来改变电流方向，就可以产生变化的磁场，从而在副线圈中产生感应电动势。因此，原线圈回路中的电源不必须为交流电源。故错误； 、为了将的电压升高到，变压器的原线圈匝数必须小于副线圈匝数，这样通过电磁感应原理，副线圈才能产生更高的电压。故正确； 、当断电器触点断开瞬间，原线圈中的电流迅速减小，导致磁场变化，因此原线圈会产生感应电动势。故错误； 、点火开关和凸轮必须安装在原线圈回路中，才能通过触点的交替开闭控制原线圈中的电流变化，从而在副线圈中产生感应电动势。如果安装在副线圈回路中，系统将无法正常工作。故错误。 故选：。 5．（2026春•临洮县校级期末）如图所示的电路中，理想变压器原副线圈的匝数比1：2＝1：3，1、2、3、4为四个完全相同的电阻，则下列说法正确的是（　　） A．电阻2、4消耗的电功率之比为4：9 B．流过电阻1、4的电流比为3：1 C．流过电阻1、2的电流比为9：2 D．电阻2、3两端的电压之比为2：9 【答案】 【详解】A．设原线圈两端电压为，且四个完全相同的电阻阻值均为，则副线圈两端电压 根据电功率的计算公式可得电阻2、4消耗的电功率之比为，故正确； B．根据欧姆定律可得通过4电流为 则通过1电流为 故流过电阻1、4的电流比为，故错误； C．根据电路连接情况可知流过电阻1、2的电流比为，故错误； D．电阻2、3两端的电压之比为，故错误。 故选：。 6．（2026•怀化一模）电阻为的单匝线圈俯视图如图甲所示为正三角形，面积为。为中点，虚线’与垂直，在’右侧空间存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为。线圈绕’以角速度匀速转动产生交变电流。将该交变电流作为电源接入图乙的变压器中，变压器原副线圈匝数比为3：1，电表均为理想电表，定值电阻的阻值也为，下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数为 B．电压表的示数为 C．电流表的示数为 D．电流表的示数为 【答案】 【详解】交变电流的峰值，图甲所示位置线圈的感应电动势为0。 线圈从该位置转过四分之一周的过程中，这一部分在磁场中转动，产生的感应电动势峰值为1；此部分对应的有效面积，解得 从四分之一周期到四分之三周期的过程中，部分在磁场中转动，产生的感应电动势峰值为2；该部分对应的有效面积，解得 线圈在转动一个周期内产生的电动势随时间变化的图像如图所示： 根据交变电流有效值定义可知，化简得，解得线圈产生感应电动势的有效 将副线圈中的定值电阻等效到原线圈一侧，可得等效电阻；线圈自身电阻为，所以等效电路中的电阻总+ 由闭合电路欧姆定律，可得原线圈中的电流，即电流表的示数； 线圈内阻分压，可得原线圈接入电压有效值 依据理想变压器电压变换关系，可得副线圈电压有效值，即电压表的示数。故错误，正确。 故选：。 7．（2026•西吉县校级开学）某座水电站的发电机组输出电压为，通过总电阻为10的输电线向附近山区供电，经过理想变压器降压至供给用户。已知理想变压器原、副线圈的匝数比为40：1，则输电线上损失的电功率为（　　） A． B． C． D． 【答案】 【详解】已知：发电机输出电压，输电线总电阻，副线圈电压，； 由理想变压器原、副线圈的电压比等于匝数比，得 由题给2，所以 由输电线欧姆定律得01 代入，， 整理得 由焦耳定律，输电线损失功率为 代入得，故正确，错误。 故选：。 8．（2026春•开封期末）我国海上风电集群通过绕有多组副线圈的理想变压器向岸电系统输电，变压器原线圈匝数1＝1000匝，接入电压1的交变电流，原线圈的输入功率。副线圈有两个：2＝100匝向近海平台供电，3向远方城市输电，简化图如图所示。已知向近海平台输电的副线圈输出功率，城市输电线路的总电阻，城市输电导线的电阻损耗的功率是3，下列说法正确的是（　　） A．副线圈2的电流为 B．城市输电线路中的电流为 C．匝 D．保持输入电压和功率不变，撤除近海平台的副线圈，则城市输电导线的电阻损耗的功率为4×103 【答案】 【详解】、副线圈的电压，代入数据解得：，副线圈的电流，代入数据解得：，故错误； 、城市输电线路中的电流满足，解得：3，故错误； 、副线圈3的功率312，代入数据解得：，副线圈3的电压，代入数据解得：，副线圈的匝数，代入数据解得：匝，故正确； 、保持输入电压和功率不变，撤除近海平台的副线圈，则副线圈3的功率，副线圈3的电流，代入数据解得：3，则城市输电导线的电阻损耗的功率为，代入数据解得：3，故错误。 故选：。 考向6　变压器的动态分析 1．（2025秋•马关县期末）如图所示，理想交流电流表1、2，定值电阻1、2，热敏电阻（其电阻值随温度升高而降低），分别接在理想变压器的原、副线圈上，0为正弦交流电压源，其电压保持不变。若该电路所处环境温度上升，下列说法正确的是（　　） A．电流表1、2的示数均增大 B．原、副线圈端1、2保持不变 C．热敏电阻两端电压一定增大 D．理想变压器原线圈的输入功率一定增大 【答案】 【详解】A．将变压器与负载等效为原线圈电路中的一个电阻，等效电阻为 环境温度上升时，热敏电阻阻值减小，等效电阻减小，由于 可知，电流表1的示数1增大，根据电流匝数关系可知，电流表2的示数2增大，故正确； B．结合上述根据串联电路电压关系有1011 由于回路电流1增大，则1减小，根据电压匝数关系可知，2减小，故错误； C．在副线圈电路中根据串联电路电压关系有222，由于2减小，2增大，则热敏电阻两端的电压会减小，故错误； D．把1看作电源内阻，当1时，变压器输入功率达到最大值，由于1与2阻值大小关系不确定，则当环境温度上升时，热敏电阻阻值减小，等效电阻减小，变压器输入功率可能增大，也可能先增大后减小，还可能一直减小，故错误； 故选：。 2．（2025秋•湖南月考）如图所示，一理想变压器的原线圈通过导线与两根水平放置间距为的足够长的平行导轨相连，导轨所处空间存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场，磁感应强度。所有电表均为理想电表，导体棒与导轨垂直接触，且电阻为，不计导轨的电阻。原、副线圈圈数分别为1、2，且1：2＝1：4，初始时副线圈接入圈数为2，滑动变阻器最大阻值为，滑动变阻器滑动触头初始处于中间位置；导体棒在外力作用下沿导轨运动，以下说法正确的是（　　） A．导体棒匀速运动时，副线圈的滑动触头向中间移动，电流表示数变小 B．导体棒匀加速运动时，电压表示数均匀增大 C．导体棒以运动时，副线圈的滑动触头移动至中点处，通过改变滑动变阻器滑动触头的位置，滑动变阻器的最大功率为 D．导体棒以运动时，滑动变阻器滑动触头向端移动，若电压表与电流表示数变化量的大小分别为和，则4 【答案】 【详解】、导体棒匀速运动时，切割磁感线产生的感应电动势恒定，原线圈输入恒定电流，在铁芯中产生稳定的磁场。由于磁通量不变，根据法拉第电磁感应定律可知副线圈中不产生感应电动势，故电流表示数始终为零，移动滑动触头示数不变，故错误； 、导体棒匀加速运动时，由可知，产生的感应电动势随时间均匀增大。在中学物理的理想化分析中，该电动势在原线圈中产生均匀变化的电流，进而在铁芯中产生均匀变化的磁场。根据法拉第电磁感应定律可知，副线圈中磁通量的变化率恒定，故副线圈产生恒定的感应电动势，电压表示数保持不变，故错误； 、导体棒以运动时，产生的感应电动势为，有效值为。副线圈滑动触头移至中点处，副线圈接入匝数变为，原、副线圈匝数比为。设滑动变阻器接入阻值为，副线圈电压和电流分别为2、2，原线圈电压和电流分别为1、1。由理想变压器规律有，。由闭合电路欧姆定律有1+1，联立解得。滑动变阻器的功率为。根据基本不等式，当时，即时，功率最大。由于滑动变阻器最大阻值为6，故可取到4。解得最大功率为，故正确； 、此时副线圈接入全部匝数2，原、副线圈匝数比为。设电压表与电流表示数分别为2和2，由理想变压器规律有，。由闭合电路欧姆定律有1+1，联立解得22。由一次函数关系可知，电压与电流变化量大小的比值为，解得，故错误。 故选：。 3．（2025秋•榆林月考）如图所示，将理想变压器接在交变电压有效值保持不变的电源上。灯泡、1和2阻值均恒定不变，为定值电阻，电压表、电流表视为理想交流电表。开始时开关是闭合的，当断开后，下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数变大 B．电压表的示数变小 C．电源输出功率变大 D．灯泡变暗 【答案】 【详解】、设交变电源电压有效值为，原、副线圈的匝数比为，副线圈的外电路总电阻为。根据理想变压器规律有，，根据欧姆定律有。在原线圈回路中，根据串联电路电压关系有，联立解得。当开关断开后，副线圈总电阻增大，电源电压不变，解得副线圈电流减小。根据，解得原线圈电流减小，即电流表的示数变小，故错误； 、原线圈电流1减小，根据欧姆定律1可知，定值电阻两端电压变小。由1解得原线圈两端电压1变大。根据理想变压器电压比规律，解得副线圈两端电压2变大，即电压表的示数变大，故错误； 、电源电压有效值不变，原线圈电流1减小，根据1，解得电源输出功率变小，故错误； 、灯泡串联在副线圈干路上，流过灯泡的电流即为副线圈电流2。由于2减小，根据，解得灯泡消耗的实际功率变小，灯泡变暗，故正确。 故选：。 4．（2026秋•顺义区校级月考）理想变压器原线圈与交流电源连接，电压不变，副线圈通过导线连接两个相同的灯泡1和2，开始时开关是断开的，如图所示。在接通后，以下说法正确的是（　　） A．灯泡1两端的电压减小 B．通过灯泡1的电流增大 C．原线圈中的电流减小 D．变压器的输入功率增大 【答案】 【详解】由理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系可得，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，所以副线圈的输出电压也不变，则灯泡两端的电压不变，根据欧姆定律可知通过灯泡的电流不变，故错误； C．在接通后，1和2并联，则副线圈电路中的总电阻减小，根据欧姆定律可知通过副线圈的电流增大，则由理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系可得，原线圈中的电流增大，故错误； D．由于变压器的输入的功率和输出的功率相等，由于副线圈的电阻减小，输出的功率增大，所以原线圈的输入的功率也增大，故正确。 故选：。 5．（2026•鸠江区开学）如图所示的电路中，自耦变压器为理想变压器，电压表和电流表均为理想电表，0为定值电阻，为滑动变阻器，在、两端接上有效值恒定的正弦交流电压，则下列说法正确的是（　　） A．仅将滑片1向下移，电压表的示数变小 B．仅将滑片1向下移，电流表的示数变小 C．仅将滑片2从端移到端，电压表的示数变大 D．仅将滑片2从端移到端，电流表的示数变大 【答案】 【详解】由图设原线圈匝数为，电压为，副线圈匝数为，电压为，两端所加电压为，原线圈的电流为，副线圈电路的电流为，电阻为，，，，则在原线圈中，，联立可得：； 、仅将滑片1向下移，2减小，1、、、0不变，则原线圈电流减小，0两端电压减小，电压表的示数变大，故错误； 、由于电压表输入电流减小，不确定变压器的输出功率是变大还是变小，因此不能确定电流表的示数是变大还是变小，故错误； 、仅将滑片2从端移到端，滑动变阻器接入电路的电阻先变大后变小，因此原线圈中的电流先变小后变大，副线圈中的电流先变小后变大，原线圈输入的电压先变大后变小，电压表的示数先变大后变小；副线圈两端的电压先变大后变小，在副线圈两端电压变大的过程中，2段电阻减小，因此电流表示数增大；在副线圈两端电压变小的过程中，原副线圈中的电流变大，由于2段电阻变大，2段电流减小，因此电流表示数变大，故仅将滑片2从端移到端，电流表的示数变大，故错误，正确； 故选：。 6．（2026秋•四川月考）如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电压表为理想电压表，1为定值电阻，2为滑动变阻器，在、两端输入正弦交流电，则下列说法正确的是（　　） A．仅将1向下移动，电压表的示数变大 B．仅将2向下移动，电压表的示数变大 C．仅将1向下移动，变压器的输出功率变大 D．仅将2向下移动，变压器的输出功率变大 【答案】 【详解】将变压器原线圈等效为电阻， 则由原副线圈电功率与电流的关系可得： ， 设两端输入正弦交流电有效电压为0， 则由欧姆定律及前面分析可得，变压器原线圈电流为： ， 由题图可知，仅将1向下移动，则1增大，可知1减小，变压器原线圈两端电压1011增大，根据变压器副线圈两端电压可知，无法判断2的大小变化，即无法判断电压表的示数变化，由于不知道与1大小关系，故无法判断变压器的输入功率变化情况，即无法判断变压器的输出功率变化情况，故错误； 由题图可知，仅将2向下移动，则2增大，根据变压器原线圈电流的表达式可知，1减小，则变压器原线圈两端电压1011增大，则增大，即电压表的示数变大，由于不知道与1大小关系，故无法判断变压器的输入功率变化情况，即无法判断变压器输出功率的变化情况，故正确，错误。 故选：。 7．（2026•新余一模）如图所示，变压器为理想变压器，交流电源的电压不变，1、2、3是三个完全相同的灯泡，图中电表均为理想电表，导线电阻不计，当开关由闭合变为断开后，下列说法正确的是（　　） A．1不变，2减小 B．2增大，1不变 C．原线圈输入功率减小 D．1，2变亮 【答案】 【详解】D．由理想变压原、副线圈两端电压与匝数成正比 变压器的输入电压一定，原副线圈的匝数之比一定，故副线圈两端的电压2一定，故1，2亮度不变，故错误； 当开关由闭合变为断开后，负载并联灯泡数量减少，则负载电阻增大，变压器的减小 1一定2一定），则1示数减小，故错误，正确。 B．输入电压一定，1不变，由 当开关由闭合变为断开后2不变，负载并联灯泡数量减少，则负载电阻增大，则，2减小，故错误； 故选：。 8．（2026春•九龙坡区校级月考）如图所示，理想变压器的原线圈接在电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈接有滑动变阻器和定值电阻，各电表均为理想交流电表。当滑动变阻器的滑动片向左滑动时，则（　　） A．电流表2的示数变大 B．电流表1的示数变小 C．电压表1的示数变大 D．电压表2的示数变大 【答案】 【详解】C．理想变压器原线圈接在电压有效值不变的正弦交流电源上，则原线圈输入电压不变，电压表示数不变，故错误； A．根据理想变压器原副线圈两端的电压与匝数成正比 可知，副线圈输出电压2不变。当滑动变阻器的滑动片向左滑动时，接入电路的电阻增大，副线圈回路总电阻总+0增大。根据欧姆定律 可知，副线圈电流2减小，即电流表2示数变小，故错误； B．根据原副线圈中的电流与匝数成反比 可知，原线圈电流1减小，即电流表1示数变小。故正确； D．电压表2测量定值电阻0两端电压，20 因2减小，故2示数变小。故错误。 故选：。 考向7　远距离输电（损耗、电压与互感器） 1．（2026•恩施市开学）如图所示，交流输电线路中，交流发电机的输出电压恒定，两变压器均为理想变压器，降压变压器的线圈匝数3、4可调，两变压器间输电线路电阻恒定，当接入电路的用户增多时，下列说法正确的是（　　） A．若3、4不变，线路电阻损耗的功率变小 B．若3、4不变，整个电路消耗的电功率增大 C．若3、4不变，降压变压器的输出电压增大 D．通过增大3，可以维持用户端的电压不变 【答案】 【详解】、若、不变，当接入电路的用户增多时，用户端的总电阻减小，则在降压变压器原线圈电路中的等效电阻减小，升压变压器的输出电压不变，所以输电线路上的电流线增大，根据损可知，线路电阻损耗的功率增大，根据线可知整个电路消耗的功率也增大，降压变压器的输入电压线，所以变小，根据变压比可知降压变压器的输出电压减小，故正确，错误； 、由上面的 分析可知3减小，如果增大3，根据可知，用户电压4将减小，故错误。 故选：。 2．（2026秋•海口月考）如图为远距离输电的示意图，升压变压器1和降压变压器2均为理想变压器，原线圈1所接交流电源的电压有效值保持不变，为输电导线的总电阻，2的副线圈并联多个用电器，下列说法正确的是（　　） A．1输出电压等于2输入电压 B．1输出功率等于2输入功率 C．用电器增多后，消耗的功率增大 D．用电器增多后，2的输出电压不变 【答案】 【详解】、的输出功率，一部分被输电电阻消耗，剩余部分才输入到，即出入 因此，1输出功率大于2输入功率，故错误； 、升压变压器1的输出电压，一部分降落在输电导线电阻上，剩余部分才是降压变压器2的输入电压，即出+入 因此，1输出电压大于2输入电压，故错误； 、用电器增多后，2副线圈的并联总电阻减小，副线圈总电流增大；根据理想变压器电流比 可知原线圈的电流（即输电线路的电流）也随之增大，由可知，输电电阻消耗的功率随电流增大而增大，故正确； 、交流电源有效值不变，因此1的输出电压保持不变；输电电流增大后，输电线上的电压损失，可知电压损失增大，因此2的输入电压减小，根据理想变压器电压比 可知2的输出电压也会随之减小，故错误。 故选：。 3．（2026•海南）2025年12月，海南自贸港重大项目——海南500千伏主网架工程全面投产。海南电网主网架首次实现电压等级从到的历史性跨越。若保持输送电功率和输电线电阻都不变，采用输电与采用输电在输电线上损失的电功率之比为（　　） A．25：11 B．11：25 C．625：121 D．121：625 【答案】 【详解】由电功率公式可知，输电电流，输电线损失的功率损，输电线上损失的电功率，故错误，正确。 故选：。 4．（2026春•九龙坡区校级月考）如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，在升压变压器的原线圈两端接入一电压的交流电源。若的副线圈两端电压的有效值为2，输电线的总电阻为，输电线中电流的有效值为，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为（　　） A．2 B． C．2 D． 【答案】 【详解】输电线上损失的电功率是电流通过输电线电阻产生的热功率，遵循焦耳定律，公式为；题目给出输电线中电流有效值为，输电线总电阻为，可得，故错误，正确。 故选：。 5．（2025秋•福田区月考）某市地处山区，水力资源丰富，现利用市内某条流量3、落差的河流发电并进行远距离输电。如图所示，若发电机输出功率为4×104，输出电压恒为，输电线路总电阻线＝24，损失功率为输出功率的6%，重力加速度2，水的密度＝1.0×1033，要满足居民的用电需求，则（　　） A．发电机的效率为45% B．该输电线路所使用的理想升压变压器的匝数比是3：50 C．该输电线路所使用的理想降压变压器的匝数比是180：11 D．若居民消耗的功率增大，则居民获得的电压4将变大 【答案】 【详解】、发电机的效率为，解得，故错误； 、升压变压器原线圈电流为，解得，根据，解得输电线电流2，则该输电线路所使用的理想升压变压器的匝数比为，解得，故正确； 、升压变压器副线圈的输出电压为，解得2，降压变压器原线圈的输入电压为322线，解得3，则该输电线路所使用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比为，解得，故错误； 、若居民消耗的功率增大，则电源输入总功率变大，因为总电压不变，由可知，升压变压器原线圈电流变大，升压变压器副线圈电流变大，则输电线上损耗的电压变大，降压变压器原线圈电压变小，则降压变压器副线圈电压变小，故错误。 故选：。 6．（2026•海口模拟）远距离输电的简化原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为1、2，电压分别为1、2，电流分别为1、2，输电线的总电阻为，降压变压器原、副线圈的匝数分别为3、4，电压分别为3、4，电流分别为3、4，输电线上消耗的功率用表示。变压器均为理想变压器，则下列等式中正确的是（　　） A． B． C． D．1133 【答案】 【详解】、根据理想变压器原理，升压变压器输入功率等于其输出功率，且变压器原副线圈电流与匝数成反比，可知输电线电流，输电线上消耗的功率，降压变压器的输出功率等于用户端得到的总功率，根据能量守恒定律有，故正确； 、输电线上消耗的功率，其中2为升压变压器副线圈的输出电压，并非输电线两端的电压降，不可使用进行计算，故错误； 、根据变压器原副线圈电压与匝数成正比，升压变压器副线圈电压，因远距离输电线上存在电压损失，降压变压器原线圈电压322，则降压变压器副线圈电压，故错误； 、由于输电线发热导致功率损耗，升压变压器的输出功率必定大于降压变压器的输入功率，即2233，又因为理想变压器不消耗能量，输入功率等于输出功率，即1122，从而得出1133，故错误。 故选：。 7．（2026春•宣城期末）如图所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原线圈匝数为100匝，副线圈匝数为1000匝，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为10。降压变压器右侧电路中1为一定值电阻，2为滑动变阻器，下列说法正确的是（　　） A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为 B．图乙所示电压的瞬时值表达式为 C．当滑片向端滑动时，电压表示数变小 D．若升压变压器的输入功率为，远距离输电线路损耗功率为 【答案】 【详解】A．由图乙知交流电的周期为，所以频率为，故错误； B．图乙所示电压的瞬时值表达式为，故错误； C．滑片向端滑动，2接入阻值减小，降压变压器副线圈总负载电阻减小，副线圈总电流增大，1分压增大，输电导线损失电压变大，降压变压器副线圈电压减小，电压表测量2两端电压，因此电压表示数变小，故正确； D．由图乙知，升压变压器输入端电压有效值为 若升压变压器的输入功率为，则 根据理想变压器原、副线圈电流与匝数的关系有 所以2 所以远距离输电线路损耗功率为，故错误。 故选：。 8．（2026•陇南模拟）如图所示，一小型风力发电机通过如图甲所示输电线路向北京赛区某场馆1万个额定电压为、额定功率为的灯供电。当发电机输出如图乙电压时，赛区的灯全部正常工作。已知输电导线损失的功率为赛区获得总功率的4%，输电导线的等效电阻为。则下列说法正确的是（　　） A．发电机的转速为 B．发电机内输出的电能为 C．降压变压器原、副线圈匝数比为25：1 D．升压变压器副线圈输出的电压的最大值为 【答案】 【详解】、转速是发动机每秒转过的圈数，由图乙可知发电机的周期为，所以发电机的转速为 ，故错误； 、发电机的输出功率为 发电机内输出的电能为 ，故错误； 、输电线损失的功率 ＝4%×11×104 由2 可得输电线电流 降压变压器副线圈的电流 代入数据解得 降压变压器原、副线圈匝数比为3：4：：1 故正确； 、由3：43：4 可得3 则23++ 升压变压器副线圈输出的电压的最大值为 故错误。 故选：。 一、单选题 1．（2026秋•武汉月考）在“西电东送”工程中，多采用“交流升压—直流输送—交流降压”的方案：发电端先经交流变压器升压，再通过换流站转换为高压直流电进行远距离输送，到达受端后再逆变为交流电，经降压变压器降压后供用户使用。下列说法正确的是（　　） A．降低输送电压是降低输电线损耗的有效手段 B．因为输送的是高压恒定直流电，所以无法直接经降压变压器降压 C．在输送相同功率时，用直流输电的损耗比用交流输电的损耗大 D．升压变压器中原线圈的匝数多于副线圈的匝数 【答案】 【详解】A．由输电线上的损耗功率：，输送功率： 可得： 提高输送电压才能降低输电损耗，降低输送电压会增大损耗，故错误； B．变压器的工作原理是互感现象，恒定直流电产生的磁场恒定，穿过副线圈的磁通量不发生变化，无法在副线圈产生感应电动势，因此高压恒定直流电不能直接经降压变压器降压，故正确； C．直流输电不存在交流输电的无功损耗、感抗容抗损耗等，相同输送功率下直流输电的损耗更小，故错误； D．由变压器的变压比公式： 升压变压器：21 解得：21，即副线圈匝数多于原线圈匝数，故错误。 故选：。 2．（2026秋•苏州月考）电压互感器是一种测量电路中电压的变压器，工作原理如图所示。其原线圈匝数较多，副线圈匝数较少，并联在电路中，两端接在电压表上。则电压互感器（　　） A．是一种升压变压器 B．能测量直流电路的电流 C．原、副线圈电流的频率不同 D．副线圈的电流大于原线圈的电流 【答案】 【详解】、由题意可知电压互感器的原线圈匝数大于副线圈匝数，根据理想变压器电压规律可知，电压互感器将高压降为低压，是一种降压变压器，故错误； 、变压器的工作原理是电磁感应，只能在交流电路中工作，不能用于直流电路，故错误； 、变压器在工作过程中不改变交流电的频率，所以原、副线圈中电流的频率相同，故错误； 、根据理想变压器电流规律可知，由于原线圈匝数大于副线圈匝数，则副线圈的电流大于原线圈的电流，故正确。 故选：。 3．（2026秋•宝安区月考）如图所示为高铁供电流程的简化图，高铁动力车厢利用降压变压器为动力系统供电。动力系统总电阻为（可调节）。若某次高铁进站过程，保持输入电压1和变压器线圈匝数比不变，仅通过调节电阻使得电流2减小到原来的一半。下列说法正确的是（　　） A．动力系统的电压2不变 B．高铁车厢的输入功率不变 C．图中电流关系1：21：2 D．电流2的频率将减小到原来的一半 【答案】 【详解】A．根据，因和匝数不变，所以不变，故正确； B．理想变压器原、副线圈功率相等，则输入功率入出22 因2减为原来的一半而2不变，所以入减为原来的一半，故错误； C．只有一个副线圈，则理想变压器原、副线圈电流与匝数的关系为，故错误； D．变压器只改变交流电的电压和电流，不改变频率，故错误。 故选：。 4．（2025秋•衡水月考）中国高速铁路是封闭电气化铁路，架设空中接触网为列车供电。如图为高铁供电系统的简化图，假设此时只有一辆动车在铁轨上。牵引变电所内的理想变压器原、副线圈的匝数和电流分别为1、1、2、2，动力车厢内的理想变压器原、副线圈的匝数和电流分别为3、3、4、4，受电弓可在架空线上滑动，某时刻架空线和铁轨在回路中的总电阻为，电路中各部分两端的电压如图所示，下列关系式正确的是（　　） A．3 B．1122+33 C．若发电厂输出电功率为，则动车得到的功率为）2 D．发电厂输出功率确定的情况下，减小3可以提高动车获得的电功率 【答案】 【详解】A．根据题意可知，输电线两端的电压降为 由欧姆定律可得原线圈的电流，故错误； B．对于理想变压器，输入功率等于输出功率，即1122，故错误； C．对于理想变压器，输入功率等于输出功率，若发电厂输出电功率为，则牵引变电所副线圈输出功率也为，即22 解得输电线电流 可知输电线上损失的功率 动车得到的功率等于总功率减去损耗功率，即，故正确； D．若发电厂输出功率确定，且发电厂电压1及变压器匝数比1：2不变，则2不变。由22可知输电线电流2恒定，输电线损耗功率恒定，因此动车获得的功率也是确定的，与3无关。减小3会改变动车变压器副线圈的电压4和电流4，但不会改变动车获得的总电功率，故错误。 故选：。 5．（2026秋•遵义校级月考）2026年5月10日，随着寻甸回族彝族自治县竹园沟光伏发电项目新增光伏阵列顺利并网投产，云南新能源装机容量突破8000万千瓦大关，达8002.8万千瓦，占全省电源装机比例提升至44.7%，其中，光伏6180.8万千瓦、风电1822万千瓦。设总装机容量和输电线的总电阻不变，将输电电压变为原来的倍后，输电线上的电功率损耗变为原来的（　　） A．倍 B．2倍 C．倍 D．倍 【答案】 【详解】总装机容量不变，可视为输送功率不变 根据电功率公式，设升压前、后的输电电流分别为和，则，可得 输电线可视为纯电阻，根据焦耳定律，升压前、后的线路损耗功率分别为、 由于输电线的总电阻不变，因此 故错误，正确。 故选：。 6．（2026•海南模拟）如图甲所示，在理想变压器、端输入电压为0的正弦交流电，原、副线圈的匝数比1：2＝4：1。定值电阻1、2、3的阻值分别为1＝32、2＝2、3＝2，滑动变阻器的最大阻值为4。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3的电流减小 B．电压表示数先减小后增大 C．图乙中纵截距10，斜率的绝对值为2 D．1消耗的功率先增大后减小 【答案】 【详解】、根据题意分析可知，由等效电源有，副线圈电压、电流满足，其中，， 根据“串反并同”可知，随着滑片向右移动，通过3的电流增大，故错误。 、根据题意分析可知，图像中纵截距为1，斜率绝对值为，所以10，题图乙斜率的绝对值为2，故正确。 、根据题意分析可知，设滑动变阻器滑片左端电阻为左，滑片右端电阻为右，则副线圈电路中总电阻 当2+左3+右时，副取最大值2；当左＝0，右时，副为1.5；当左，右＝0时，副为1.5。则在滑片自左向右移动过程中，副由1.5增至2再减至1.5，电压表示数先增大后减小，故错误。 、根据题意分析可知，由等效电阻知识有，副线圈中电阻等效至原线圈中后，2副，则等效电阻同样先增大后减小，原线圈中电流先减小后增大，1消耗的功率先减小后增大，故错误。 故选：。 7．（2026春•安顺期末）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1、2，右侧降压变压器的原、副线圈匝数分别为3、4，两变压器间输电线路总电阻为。假设用户两端电压为，每位用户的电阻为，目前有2个用户接入，下列说法正确的是（　　） A．两端电压为 B．仅增加用户数，用户端的电压增大 C．线路上损耗的功率为 D．仅增加2，消耗的电功率将减小 【答案】 【详解】、用户电流，即右侧变压器副线圈电流，由理想变压器的变流比可知，输电线电流，输电线路电阻的电压为，解得两端电压，故错误； 、仅增加用户数，用户总电阻减小，降压变压器及用户的等效总电阻减小，而升压变压器副线圈电压不变，则经过输电线的电流增大，的分压增大，则降压变压器原线圈分压减小，用户端的电压减小，故错误； 、两个用户并联，总电阻，降压副边总电流；根据理想变压器电流比，可得输电线电流；线路损耗功率，故正确； 、仅增加2，升压变压器副边电压，1（发电机输出电压）不变，故2增大；用户总电阻不变，等效到输电线侧的总电阻不变，因此输电线电流，随2增大而增大，消耗的功率增大，故错误。 故选：。 8．（2026春•兖州区月考）如图甲所示，标有“、”的电灯和标有“20、”的电容器并联接到交流电源上，电压表为交流电压表。交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关，下列判断正确的是（　　） A．电容器有可能被击穿 B．电灯恰正常发光 C．时刻，的示数为零 D．电压表的示数保持不变 【答案】 【详解】、由图乙所示图像可知，交流电压的最大值为，电容器有可能被击穿，故正确； 、交流电的有效值为，可知电灯不能正常发光，故错误； 、电压表的示数为交流电的有效值，即电压表的示数保持不变，则时刻，的示数不为零，错误。 故选：。 9．（2026春•湖北期末）如图所示为模拟远距离输电的实验电路。交流电源的输出电压一定，两变压器可视为理想变压器。升压变压器的副线圈接入电路的匝数为，滑动变阻器的接入电阻为，灯泡电阻视为不变。下列说法正确的是（　　） A．仅减小，灯泡会变亮 B．仅减小，灯泡会变暗 C．仅增大，上消耗的功率可能增大 D．在灯泡上再并联一个用电器，电路的输电效率会变大 【答案】 【详解】设交流电源电压为，升压变压器原线圈匝数为，降压变压器原、副线圈匝数分别为、，灯泡电阻为。将降压变压器及灯泡等效为电阻 根据变压器的变压比可知升压变压器副线圈电压为，根据欧姆定律可知回路电流即输电线上的电流为，灯泡两端电压正比于32。所以仅减小时，2减小，2减小，灯泡变暗；仅减小时，2增大，灯泡变亮，故错误； C．电阻消耗的功率，根据数学关系可知当时功率最大，由于初始与关系未知，仅增大，可能增大，也可能减小，故正确； D．并联用电器后负载总电阻减小，等效电阻减小，根据可知输电效率减小，故错误。 故选：。 10．（2026春•资阳期末）如图甲所示为某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，1为光敏电阻（光照越强，电阻越小）、2为定值电阻，、接监控装置。如图乙所示为该小区内某感温式火灾报警器的简化电路图，理想变压器原线圈接入的正弦交流电，副线圈连接报警系统，为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，0为定值电阻，滑动变阻器用于设定报警温度，当流过0的电流大于设定临界值时就会触发报警。关于以上两种控制电路，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，当有人通过而遮住光线时，、之间电压增大 B．图甲中，仅减小2的阻值时，可增大、之间的电压 C．图乙中，出现火情时，原线圈输入功率减小 D．图乙中，的滑片下移一点可以降低报警温度，从而提高火灾报警器的灵敏度 【答案】 【详解】A．甲电路中，与串联，间电压为两端的电压。有人遮住光线时，光照变弱，（光敏电阻）阻值变大，总电阻变大，根据闭合电路的欧姆定律得总电流减小，，因此间电压减小，故错误； B．仅减小2阻值，由分压公式 可知，2减小，减小，故错误； C．理想变压器原线圈电压不变，匝数比不变，根据理想变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系，因此副线圈输出电压2恒定。出现火情时，温度升高，（热敏电阻）阻值减小，副线圈总电阻减小，总电流2增大，输出功率222增大，而入出，因此输入功率增大，故错误； D．滑动变阻器滑片下移，接入电路的阻值减小。报警条件是电流大于临界值，由 得触发报警时，减小，则触发报警需要的更大，而越大对应温度越低，即可以在更低温度触发报警（降低报警温度），提高了报警器灵敏度，故正确。 故选：。 11．（2026•西安校级模拟）如图所示为远距离输电原理模拟图，变压器均为理想变压器，变压器间输电线的总电阻为，灯泡的电阻均相同，电表均为理想交流电表，、两端接入电压有效值不变的正弦式交流电。闭合开关后，下列说法正确的是（　　） A．每个灯泡的功率不变 B．每个灯泡的功率增大 C．电压表与电流表示数变化量的比值不变 D．电压表与电流表示数变化量的比值减小 【答案】 【详解】闭合开关后，负载总电阻减小，电流增大，导致输电导线上的电流增大，输电线上的电压损失和功率损失都增大，降压变压器原副线圈两端的电压减小，灯泡两端电压减小；根据功率公式知，每个灯泡的功率都减小，故错误； 设升压变压器副线圈两端电压为2，由于端输入电压不变，升压变压器原副线圈的匝数比不变，因此升压变压器副线圈两端电压为2不变； 电压表的示数与电流表的示数满足2+ 变形得2 图像的斜率绝对值 因此电压表与电流表示数变化量的比值表示输电线上的电阻，输电线上的电阻不变，比值不变，故正确，错误。 故选：。 12．（2026•容城县校级模拟）如图所示为某人设计的电吹风电路图，、、、为四个固定触点。可动的扇形金属触片可同时接触两个触点。触片处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。1和2分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如表中所示。则（　　） A．吹冷风时触片位于之间 B．变压器原、副线圈的匝数比为 C．小风扇的内阻是60 D．吹热风时通过电热丝的电流为 【答案】 【详解】A．由电路图可知，触片同时接触触点、时，只有变压器与小风扇接通电路，电吹风处于吹冷风状态；触片接触、时，电热丝和小风扇同时接入电路，电吹风吹热风；触片接触、时电路断开，电吹风停机。因此吹冷风时触片不在之间，故错误。 B．理想变压器原、副线圈电压之比等于匝数之比，可得变压器原、副线圈的匝数比，故错误。 C．小风扇冷风工作时输入功率为，对外输出功率为，可得风扇内阻产生的热功率。风扇正常工作电流，根据热功率，可得小风扇的内阻为，故错误。 D．吹热风时电吹风总输入功率为，仅风扇工作的冷风功率为，可得电热丝消耗的功率，电热丝中的电流，故正确。 故选：。 13．（2026春•阳江期末）2026年5月，新能源汽车的销售市场占有率进一步提升，如图为通过远距离输电方式给新能源汽车充电桩供电的示意图，两台变压器均为理想变压器，升压变压器1和降压变压器2的原、副线圈匝数比分别为1：2＝1：16、3：4＝375：19，输电线总电阻为。在1的原线圈两端接入电压为的交流电，不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器1输出电压为 B．当充电桩使用个数增多时，2的输出电压增大 C．当1的输入功率为时，输电线上损失的电功率为1×104 D．当1的输入功率为时，2的输出电压有效值为 【答案】 【详解】、对升压变压器，由理想变压器电压与线圈匝数的比值关系，解得：，故错误； 、充电桩使用个数增多时，负载总电阻减小，总功率增大，降压变压器2副线圈电流4增大，由，解得：输电线上电流3增大，输电线电压损失3，解得：增大，降压变压器原线圈电压32，解得：3减小，根据，可知2输出电压4减小，故错误； 、理想变压器输入功率等于输出功率，输电电流，解得：，输电线上损失功率为2，解得：4，故错误； 、输电线上电压损失，解得：，根据32、，解得：4，故正确。 故选：。 14．（2026春•绵阳期末）如图所示的电压互感器原副线圈匝数比是100：1，电流互感器原副线圈匝数比是1：20。电压表示数为，电流表示数为，电压互感器、电流互感器可看成理想变压器，则该交流电路输送电能的功率为（　　） A．6×104 B．3×104 C． D． 【答案】 【详解】根据可知，电压互感器原线圈电压为，同理由可知，电流互感器原线圈电流，则该交流电路输送电能的功率，得，故正确，错误。 故选：。 15．（2026春•武汉期末）某小型发电站高压输电的示意图如图所示。已知升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器的输入功率为，用户获得的功率为，输电线的总电阻为10。在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为1：5，下列说法中正确的是（　　） A．电流表的示数为 B．升压变压器的输出电压2 C．若发电站输送功率一定，发电机的输出电压增大，则输电线中损耗的功率会减小 D．当用户端接入的用电器增多时，为维持用户电压稳定，可适当减小4 【答案】 【详解】A.输电线损耗功率，根据，可得输电线电流，即电流互感器原线圈电流。电流互感器原、副线圈匝数比：：5，根据理想电流互感器满足电流与匝数成反比有，可得副线圈电流，电流表测量副线圈电流，示数为，故错误。 B.理想升压变压器输出功率等于输入功率，升压变压器输出电流与电流互感器原线圈电流相等，即 21，由22可得升压变压器的输出电压，故错误。 C.输送总功率保持不变，发电机输出电压1增大，升压变压器匝数比固定，所以升压变压器输出电压同步增大。输电电流满足，不变、2增大，则输电电流2减小，输电线损耗功率随之减小，故正确。 D.用户端接入用电器增多，总负载功率变大，输电线路电流2增大，输电线电压损失2增大，降压变压 器输入电压32随之减小。 对降压变压器，用户端电压满足；若要维持用户电压4不变，3减小后需要增大匝数比值，即应当增大副线圈匝数4，故错误。 故选：。 2 学科网（北京）股份有限公司 $