③寒假提升練-12 交變電流2025年高二物理寒假銜接講練 (人教版)-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

?第一層鞏固提升練（4大題型）
題型1 交變電流的四值
題型2 變壓器的原理
題型3 變壓器兩端電路的動態(tài)分析
題型4 遠(yuǎn)距離輸電
?第二層能力提升練
?第三層拓展突破練
交變電流的四值
?積累與運(yùn)用
1.周期(T):交變電流完成一次周期性變化(線圈轉(zhuǎn)一周)所需的時間，單位是秒(s),計算公式為
2.頻率(f):交變電流在1s 內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。單位是赫茲(Hz)。
周期和頻率的關(guān)系：或
3.瞬時值：交變電流某一時刻的值，是時間的函數(shù)。如電流的瞬時值i=Im sin wt。
4.峰值：交變電流(電流、電壓或電動勢)所能達(dá)到的最大的值，也叫最大值。
5.有效值：跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值。對正弦式交變電流，其有效值和峰
值的關(guān)系為：
6.平均值：感應(yīng)電動勢的平均 ,電流的平均值
1．（2024·陜西西安·一模）如圖甲為按壓式發(fā)電手電筒。以一定的頻率不斷按壓手柄時，其內(nèi)置發(fā)電機(jī)會產(chǎn)生如圖乙所示的交變電流，已知與其串聯(lián)的白熾燈泡額定電壓為9V、阻值為。若該燈泡恰好正常發(fā)光，則該發(fā)電機(jī)（）
A．輸出電流的最大值為0.5A
B．輸出電流的有效值為0.5A
C．輸出的交流電頻率為50Hz
D．一個周期內(nèi)輸出電流的平均值為0.5A
【答案】B
【詳解】AB．白熾燈泡額定電壓為9V、阻值為，燈泡恰好正常發(fā)光，則輸出電流的有效值為
A=0．5A
圖中電流為正弦式交變電流，則輸出電流的最大值為
A
故A錯誤，B正確；
C．根據(jù)圖乙可知，周期為0.2s，則頻率為
Hz
故C錯誤；
D、在一個周期內(nèi)穿過線圈的總磁通量的變化為零，所以由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，一個周期內(nèi)的平均電動勢為零，則平均電流也等于零，故D錯誤。
故選B。
2．（2025·河南濮陽·模擬預(yù)測）如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場中，一邊長為的單匝正方形線圈繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，角速度為，矩形線圈通過滑環(huán)與理想變壓器相連，理想變壓器與阻值為的負(fù)載電阻相連，不計其他電阻，變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為，圖示位置線圈平面與磁場平行，下列說法正確的是（）
A．當(dāng)線圈平面與磁場垂直時，線圈中的電動勢最大
B．線圈中的電動勢最大值為
C．從圖示位置開始計時，線圈中的電動勢隨時間變化的關(guān)系式為
D．線圈轉(zhuǎn)動過程中電阻的功率為
【答案】D
【詳解】A．當(dāng)線圈平面與磁場平行時，線圈中的電動勢最大，故A錯誤；
B．線圈中的電動勢最大值為
故B錯誤；
C．圖示位置線圈平面與磁場平行，此時電動勢最大，則線圈中的電動勢隨時間變化的關(guān)系式為
故C錯誤；
D．線圈轉(zhuǎn)動過程中變壓器原線圈兩端電壓有效值
副線圈兩端電壓有效值
電阻的功率
故D正確。
故選D。
（多選）3．（2025·湖北·一模）如圖甲所示，矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動可以產(chǎn)生交變電流，其電動勢e隨時間t變化的圖像如圖乙所示，線圈電阻，電阻，則下列說法正確的是（）
A．圖示位置產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大B．時，電流表的示數(shù)為0
C．電阻R兩端電壓為7.5VD．矩形線圈的轉(zhuǎn)速為
【答案】CD
【詳解】A．圖示位置，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量變化率為0，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為0，故A錯誤；
B．電流表的示數(shù)為電流有效值，所以時，電流表的示數(shù)不為0，故B錯誤；
C．由圖乙可知，電動勢有效值為
則電阻R兩端電壓為
故C正確；
D．由圖乙可知，周期為
則矩形線圈的轉(zhuǎn)速為
故D正確。
故選CD。
（多選）4．（23-24高二下·天津·期末）如圖甲所示是目前市面上流行的手搖手機(jī)充電器，它體型小，攜帶方便，可以在緊急狀態(tài)下給手機(jī)臨時充電，其示意圖如圖乙所示。若某人搖動手柄給手機(jī)充電時，其內(nèi)部線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是（）
A．線圈轉(zhuǎn)動的快慢程度會影響感應(yīng)電動勢的最大值
B．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時，電流方向?qū)l(fā)生改變
C．若從圖乙位置開始計時，線圈中的電流瞬時值表達(dá)式為
D．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時，穿過線圈磁通量的變化率最大
【答案】AD
【詳解】A．線圈轉(zhuǎn)動的越快，通過線圈的磁通量變化的越快，由電磁感應(yīng)定律可知，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，由閉合電路歐姆定律可知，回路中的電流越大，反之越小，因此線圈轉(zhuǎn)動的快慢程度會影響回路中的電流大小，A正確；
B．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到中性面，即線圈平面與磁感線垂直時，電流方向?qū)l(fā)生改變，B錯誤；
C．若從圖乙位置開始計時，此時線圈中的電流最大，則有線圈中的電流瞬時值表達(dá)式為
C錯誤；
D．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時，線圈中的電流最大，穿過線圈磁通量的變化率最大，D正確。
故選AD。
變壓器的原理
?積累與運(yùn)用
1.功率關(guān)系(或單位時間內(nèi)的能量關(guān)系): P入=P出(P出決定P入)。
2.電壓關(guān)系：與匝數(shù)比決定U?)。有多個副線圈時，
3.電流關(guān)系：只有一個副線圈或I?n?=I?n? (I?及匝數(shù)比決定I?)。
由 P入=P出及P=UI推出有多個副線圈時，U?I?=U?I?+U?I?+…+UnIn。
5．（2024·北京朝陽·模擬預(yù)測）我們一般把變壓器分成左右兩個電路來看待，使得在分析時將問題變得復(fù)雜。現(xiàn)在我們將變壓器與負(fù)載視為一個整體，等效為一個新的電阻，變成一個單一的回路。若已知原、副線圈的匝數(shù)比為，副線圈所接電阻為，則等于（）
A．B．C．D．
【答案】B
【詳解】設(shè)原線圈的輸入電壓為，則副線圈的輸出電壓為
則電阻消耗的功率為
將變壓器與負(fù)載視為一個整體，等效為一個新的電阻，則消耗的功率為
又
聯(lián)立可得
故選B。
6．（23-24高二下·廣西河池·期末）實(shí)驗(yàn)室用交流發(fā)電機(jī)和理想變壓器組合給阻值為12Ω的電阻R0供電，電路如圖所示。交流發(fā)電機(jī)的線圈內(nèi)阻為4Ω，導(dǎo)線電阻不計，當(dāng)理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶3時，R0消耗的功率與線圈內(nèi)阻消耗的功率比為（）
A．1∶1B．3∶1C．1∶3D．1∶4
【答案】C
【詳解】原副線圈的電流之比為
根據(jù)
R0消耗的功率為
線圈內(nèi)阻消耗的功率為
解得R0消耗的功率與線圈內(nèi)阻消耗的功率比為
故選C。
（多選）7．（23-24高二下·廣西河池·期末）電磁感應(yīng)研究的是其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的特點(diǎn)和規(guī)律，其核心是法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律。關(guān)于渦流、互感和自感、電磁阻尼和電磁驅(qū)動，下列說法正確的是（）
A．真空冶煉爐鍋體中的渦流是由恒定磁場產(chǎn)生的
B．自感現(xiàn)象是特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，同一線圈加鐵芯后線圈自感系數(shù)增大
C．互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)，互感現(xiàn)象說明了磁場具有能量
D．阻尼擺擺動時產(chǎn)生的渦流不一定總是阻礙其運(yùn)動
【答案】BC
【詳解】A．真空冶煉爐鍋體中的渦流是由變化磁場產(chǎn)生的，故A錯誤；
B．自感現(xiàn)象是特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，同一線圈加鐵芯后線圈自感系數(shù)增大，故B正確；
C．互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)，互感現(xiàn)象說明了磁場具有能量，故C正確；
D．根據(jù)楞次定律可知，阻尼擺擺動時產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運(yùn)動，故D錯誤。
故選BC。
變壓器兩端電路的動態(tài)分析
?積累與運(yùn)用
常見的兩種動態(tài)變化情況
1.匝數(shù)比不變的情況(如圖甲所示)
①U?不變，根,輸入電壓U?決定輸出電壓U?, 無論負(fù)載電阻 R 如何變化，U? 不變。
②當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時，I? 變化，輸出電流 I? 決定輸入電流I, 故I? 發(fā)生變化。
③I? 變化引起P? 變化，P?=P?, 故P? 發(fā)生變化。
2.負(fù)載電阻不變的情況(如圖乙所示)
①U? 不變發(fā)生變化，故U?變化。
②R 不變，U? 變化，故I? 發(fā)生變化。
③先根據(jù),判斷P? 發(fā)生變化，再根據(jù)P?=P?, 判斷P?發(fā)生變化，P?=U? I?，U?不變，故I? 發(fā)生變化。
8．（2025·湖南益陽·一模）如圖是街頭變壓器通過降壓給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，負(fù)載變化時輸入電壓保持不變。輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，兩條輸電線的總電阻用表示，變阻器R代表用戶用電器的總電阻，當(dāng)用電器增加時，相當(dāng)于R的值減?。ɑ瑒悠蛳乱疲?。忽略變壓器上的能量損失，不計電壓表、電流表的內(nèi)阻對電路的影響。當(dāng)用戶的用電器增加時，下列說法正確的是（）
A．電流表A的示數(shù)不變B．電壓表的示數(shù)變大
C．上損失的電功率變大D．電壓表的示數(shù)變大
【答案】C
【詳解】BD．根據(jù)變壓器電壓比等于匝數(shù)比可得
因?yàn)樵本€圈的匝數(shù)不變，原線圈的輸入電壓不變，則副線圈的輸出電壓不變，電壓表的示數(shù)不變；當(dāng)用電器增加時，相當(dāng)于R的值減小，則副線圈總電阻減小，根據(jù)歐姆定律可知，副線圈電流增大，則兩端電壓增大，變阻器R兩端電壓減小，電壓表的示數(shù)變小，故BD錯誤；
AC．根據(jù)
，
由于副線圈電流增大，可知上損失的電功率變大，原線圈電流增大，則電流表A的示數(shù)變大，故A錯誤，C正確。
故選C。
8．（23-24高二下·廣東茂名·期末）如圖所示某一火警報警系統(tǒng)原理圖，理想變壓器原線圈接有電壓有效值恒定的交流電源，已知圖中電阻R的阻值恒定，熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，電壓表和電流表均為理想電表，當(dāng)處的溫度升高時，下列說法正確的是（）
A．電流表的示數(shù)將減小B．電流表的示數(shù)將增大
C．電壓表的示數(shù)將減小D．電路消耗的總功率不變
【答案】B
【詳解】C．原線圈接有電壓有效值恒定的交流電源，且原、副線圈匝數(shù)比不變，則副線圈的輸出電壓不變，電壓表的示數(shù)不變，故C錯誤；
AB．當(dāng)?shù)淖柚惦S溫度升高而減小時，副線圈的總電阻減小，根據(jù)
可知副線圈中的電流增大，則原線圈中的電流增大，電流表的示數(shù)增大，故A錯誤，B正確；
D．當(dāng)?shù)淖柚惦S溫度升高而減小時，由上述分析可知，電路中的電壓不變，電流增大，則電路消耗的總功率將增大，故D錯誤。
故選B。
10．（23-24高二下·河南開封·期末）如圖甲所示，是國產(chǎn)某型號手機(jī)無線充電裝置，其工作原理圖如圖乙所示，送電線圈和受電線圈回路中串聯(lián)的電阻阻值均為R，把送電線圈和受電線圈構(gòu)成的功能部分視為理想變壓器，則下列說法正確的是（）
A．將手機(jī)換成鋁片放到工作的充電器上，鋁片會發(fā)熱
B．受電線圈回路中電阻產(chǎn)生的熱量比送電線圈中電阻產(chǎn)生的熱量小
C．若手機(jī)電池出現(xiàn)短路故障，送電線圈兩端的電壓會增大
D．若受電線圈中的電流恒為1A時，充滿容量為的電池，至少需要100min
【答案】A
【詳解】A．將手機(jī)換成鋁片放到工作的充電器上，由于充電器產(chǎn)生的磁場是周期性變化的磁場，則鋁片會產(chǎn)生渦流，鋁片會發(fā)熱，故A正確；
B．根據(jù)
可知受電線圈回路中電流大于送電線圈中的電流，根據(jù)
可知受電線圈回路中電阻產(chǎn)生的熱量比送電線圈中電阻產(chǎn)生的熱量大，故B錯誤；
C．若手機(jī)電池出現(xiàn)短路故障，則受電線圈的總電阻變小，將送電線圈和受電線圈的總負(fù)載看成一個等效電阻，可知等效電阻阻值變小，根據(jù)歐姆定律可知，送電線圈中電流增大，則送電線圈中定值電阻兩端電壓增大，送電線圈兩端的電壓減小，故C錯誤；
D．若受電線圈中的電流恒為1A時，充滿容量為的電池，至少需要的時間為
故D錯誤。
故選A。
（多選）11．（23-24高二下·廣東深圳·期末）如圖所示是某小區(qū)通過變壓器降壓給住戶供電的示意圖。理想變壓器的輸入電壓保持不變，輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，輸電線的總電阻用表示，用戶用電器等效為變阻器R。當(dāng)用戶增多時，相當(dāng)于滑片P向下移動，下列說法正確的有（）
A．變壓器原線圈中的電流變小
B．通過電阻的電流變大
C．變壓器副線圈兩端電壓變大
D．用戶用電器R兩端的電壓變小
【答案】BD
【詳解】A．變壓器的輸入電壓保持不變，根據(jù)電壓匝數(shù)關(guān)系可知，變壓器輸出電壓也保持不變，滑片P向下移動，滑動變阻器接入電阻減小，副線圈電路總電阻減小，則負(fù)線圈通過的電流增大，根據(jù)電流匝數(shù)關(guān)系可知，變壓器原線圈中的電流變大，故A錯誤；
B．結(jié)合上述可知，通過電阻的電流變大，故B正確；
C．結(jié)合上述可知，變壓器副線圈兩端電壓保持不變，故C錯誤；
D．結(jié)合上述可知，變壓器副線圈兩端電壓保持不變，通過電阻的電流變大，電阻承擔(dān)的電壓增大，則用戶用電器R兩端的電壓變小，故D正確。
選BD。
遠(yuǎn)距離輸電
?積累與運(yùn)用
遠(yuǎn)距離輸電基本電路圖及輸電電路中各物理量之間的關(guān)系。
輸出電流
電壓損失△U=U?-U?=I?R線
功率損失△P=△U
12．（23-24高二下·廣東東莞·期末）遠(yuǎn)距離輸電示意圖如圖所示，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比，在的原線圈兩端接入一正弦交流電，其電壓變化規(guī)律滿足，若原線圈的輸入電功率，輸電線總電阻為。不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為（）
A．1kWB．2kWC．10kWD．20kW
【答案】B
【詳解】升壓變壓器T原線圈所加電壓的有效值為
根據(jù)可得，升壓變壓器T原線圈中的電流
根據(jù)理想變壓器的電流規(guī)律
解得輸電線中電流
輸電線上損失的電功率
故選B。
13．（23-24高二下·廣東廣州·期末）如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的簡易圖，M和N為理想升壓變壓器和理想降壓變壓器，已知變壓器M的原、副線圈匝數(shù)比為，變壓器N的原、副線圈匝數(shù)比為，變壓器M原、副線圈兩端的電壓分別為，，變壓器N原、副線圈兩端的電壓分別為、，發(fā)電廠輸出電壓恒定，輸電線的總電阻為r。則下列說法正確的是（）
A．的頻率大于的頻率
B．用戶增多，、均不變
C．通過變壓器M原線圈的電流等于通過變壓器N副線圈的電流
D．用戶增多，輸電線上損耗的電功率不變
【答案】C
【詳解】A．變壓器不改變交變電流的頻率，故U1的頻率等于U4的頻率，故A錯誤；
B．發(fā)電廠輸出電壓恒定，即不變，又因?yàn)樽儔浩鱉的原、副線圈匝數(shù)比不變，所以不變；用戶增多，則用戶回路電流變大，則輸送電流變大，損失電壓變大，降壓變壓器輸入電壓變小，降壓變壓器的輸出電壓變小，故B錯誤；
C．根據(jù)變壓器原副線圈電流和匝數(shù)關(guān)系
可解得
故C正確；
D．由B分析可知，用戶增多，輸送電流變大，根據(jù)
可知，輸電線上損耗的電功率變大，故D錯誤。
故選C。
（多選）14．（2024·安徽·模擬預(yù)測）特高壓輸電技術(shù)是中國獨(dú)有的先進(jìn)技術(shù)，該技術(shù)可將輸電電壓提高到1000kV及以上。某水電站的輸出功率為，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為250V，經(jīng)升壓變壓器升壓、降壓變壓器降壓后送至用戶。已知用戶獲得的電壓為220V，遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為，在輸電過程中輸電線上損失的功率為輸出功率的4%。若升壓及降壓變壓器均可視為理想變壓器，不計其它線路中導(dǎo)線的電阻，下列說法正確的是（）
A．升壓變壓器副線圈中的電流為600A
B．升壓變壓器的輸出電壓為150kV
C．降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為7200:11
D．若改用1000kV特高壓輸電，則輸電線上損失的功率將變?yōu)檩敵龉β实?%
【答案】BC
【詳解】A．由
解得
故A錯誤；
B．理想變壓器無能量損失，功率不變，根據(jù)可求得升壓變壓器的輸出電壓
故B正確；
C．降壓變壓器的輸入電壓
由
可得
故C正確；
D．若改用1000kV特高壓輸電，則輸電線上的電流變?yōu)?br>此時輸電線上損失的功率為
則損失的功率變?yōu)檩敵龉β实?.09%，故D錯誤。
故選BC。
（多選）15．（23-24高二下·廣東汕尾·期末）如圖為遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，電路中的變壓器和都認(rèn)為是理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓恒定，輸電線上的電阻不變。若用戶接入的用電器增多，下列說法正確的有（）
A．為升壓變壓器，為降壓變壓器
B．輸電線損失的功率減小
C．升壓變壓器的輸出電壓變小
D．加在用戶兩端的電壓變小
【答案】AD
【詳解】A．為升壓變壓器，為降壓變壓器，選項(xiàng)A正確；
C．升壓變壓器的輸出電壓由輸入電壓和匝數(shù)比決定，則升壓變壓器的輸出電壓不變，選項(xiàng)C錯誤；
BD．若用戶接入的用電器增多，則用戶消耗的功率變大，輸電線上的電流會變大，根據(jù)P線=I2R線，可知輸電線損失的功率增加，輸電線上損失的電壓變大，則降壓變壓器的初級電壓減小，則用戶得到的電壓減小，選項(xiàng)B錯誤，D正確；
故選AD。
1．（2025·安徽·一模）我國在電力輸送領(lǐng)域是世界上首屈一指的科技霸主，目前已研制成功了全套關(guān)鍵設(shè)備，建成了世界電壓等級最高、輸電能力最強(qiáng)的交直流輸電網(wǎng)絡(luò)。如圖為遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)簡化情景圖，已知發(fā)電廠輸出的交流電壓為，理想升壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比為，理想降壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比為，高壓輸電線的總阻值為。設(shè)用戶(負(fù)載)是純電阻，且阻值為，則輸電效率為（）
A．B．C．D．
【答案】A
【詳解】設(shè)降壓變壓器副線圈的端電壓為，由歐姆定律可得用戶的電流為
對降壓變壓器，由理想變壓器的原理可得
，
結(jié)合
綜合可得
由能量守恒定律可得輸電效率為
故選A。
2．（23-24高二下·湖南·期末）太陽能光伏發(fā)電是一種新型清潔能源，我國光伏裝機(jī)容量已突破3億千瓦。一光伏發(fā)電站輸出電壓恒為250V，現(xiàn)準(zhǔn)備向遠(yuǎn)處輸電，輸電示意圖如圖所示。若該發(fā)電站的輸出功率為，該發(fā)電站到用戶之間采用5500V高壓進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，輸電線的總電阻為，用戶獲得220V電壓。變壓器視為理想變壓器，下列說法正確的是（）
A．升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1∶20
B．輸電線上損失的功率為
C．降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為24∶1
D．若用戶消耗的功率增大，則用戶電路兩端的電壓也增大
【答案】C
【詳解】A．升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為
故A錯誤；
B．輸電線上的電流為
輸電線上損耗的功率為
故B錯誤；
C．降壓變壓器的輸入電壓
則降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比
故C正確；
D．若用戶消耗的功率增大，則發(fā)電系統(tǒng)輸出功率一定增大，升壓變壓器的輸入電壓不變，則升壓變壓器原線圈中的電流增大，故副線圈中的電流也增大，即輸電電流增大，輸出電壓不變，又因?yàn)?br>所以降壓變壓器的輸入電壓減小，輸出電壓即用戶電路兩端的電壓減小，故D錯誤。
故選C。
3．（2024·浙江紹興·一模）如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2:1，其輸入端接正弦交流電源，電動勢有效值保持不變，輸出端電路由R1、R2、R3和R4四個電阻構(gòu)成，將該變壓器的匝數(shù)比改為4:1后，下列說法正確的是（）
A．R1兩端的電壓增大到原來的2倍B．R2兩端的電壓增大到原來的4倍
C．R3的熱功率減小到原來的D．R4的熱功率減小到原來的
【答案】D
【詳解】A．根據(jù)原副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系
可知，該變壓器的匝數(shù)比改為4:1后，U1不變，則U2變?yōu)樵瓉淼囊话?，故A錯誤；
BCD．U2變?yōu)樵瓉淼囊话?，則流過R2、R3和R4的電流變?yōu)樵瓉淼囊话?，所以R2兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼囊话?，R3的熱功率減小到原來的，R4的熱功率減小到原來的，故BC錯誤，D正確。
故選D。
4．（2024·江西·一模）如圖甲的理想變壓器原線圈接在一正弦交流電源上，電源電壓如圖乙所示，副線圈匝數(shù)可通過滑片P來調(diào)節(jié)。當(dāng)滑片P處于圖示位置時，原、副線圈的匝數(shù)比，此時一額定功率為44W，額定電壓為220V的燈泡，發(fā)現(xiàn)其亮度低于正常亮度。燈泡電阻恒定，下列說法正確的是（）
A．該交流電源的頻率為100Hz
B．此時通過燈泡電流的有效值為0.2A
C．燈泡兩端電壓表達(dá)式為
D．將滑片P向下滑動，燈泡變亮
【答案】C
【詳解】A．由圖可知，得交流電的頻率為
則角速度為
故A錯誤；
C．故原線圈電壓瞬時值
有效值
則副線圈電壓有效值
燈泡兩端電壓表達(dá)式為
故C正確；
B．根據(jù)
則
故B錯誤；
D．根據(jù)
將滑片P向下滑動，燈泡變暗，故D錯誤。
故選C。
5．（2024·四川遂寧·模擬預(yù)測）如圖所示的“日”字形理想變壓器，鐵芯的上下左右結(jié)構(gòu)均對稱，中間線圈的匝數(shù)為4，左、右線圈的匝數(shù)分別為4和2，左、右線圈所接的電阻均為，不計線圈的電阻，在中間線圈兩端加上正弦交流電壓，下列說法正確的是（）
A．左、右兩個線圈的輸出電壓之比為
B．中間線圈的端電壓與左線圈的端電壓之比為
C．左、右兩個線圈的輸出電流之比為
D．流過中間線圈、左線圈的電流之比為
【答案】D
【詳解】AC．左、右兩個線圈的輸出電壓之比為，由歐姆定律可得電流之比也為，故A錯誤；
B．由于字形理想變壓器鐵芯的上下左右結(jié)構(gòu)均對稱，則通過中間鐵芯磁感線的條數(shù)是左右鐵芯磁感線條數(shù)的兩倍，結(jié)合變壓器的原理可得
故B錯誤；
D．左、右線圈兩端的電壓分別為，電流分別為
由能量守恒定律可得
則有
比較可得
故D正確。
故選D。
6．（2024·陜西·模擬預(yù)測）多數(shù)學(xué)校備有應(yīng)急發(fā)電機(jī)，其工作原題可簡化為如圖所示的矩形線框在勻強(qiáng)磁場中繞垂直磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動。已知矩形線框的匝數(shù)為100，面積為，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，線框轉(zhuǎn)動的角速度為。線框與理想變壓器原線圈相連，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，副線圈連在電路中的電阻。電流表為理想電表，不計線框的電阻，電流表的讀數(shù)為（）
A．B．C．D．3A
【答案】D
【詳解】矩形線框在轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值
有效值
由理想變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系，可得
解得
又
解得
故選D。
7．（2024·云南大理·一模）理想變壓器、電阻R、理想交流電流表A、理想交流電壓表V按圖甲連接，已知理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為11:1，電阻R=10Ω，原線圈輸入的交流電如圖乙所示，下列說法正確的是（）
A．交流電的頻率為100HzB．電壓表讀數(shù)為V
C．電流表讀數(shù)為2AD．變壓器的輸入功率為44W
【答案】C
【詳解】A．由原線圈兩端輸入電壓隨時間變化的圖像可知
，
所以
故A錯誤；
B．根據(jù)原副線圈的電壓比等于匝數(shù)之比，可得
所以電壓表的示數(shù)為20V，故B錯誤；
C．根據(jù)歐姆定律可得
所以電流表的讀數(shù)為2A，故C正確；
D．副線圈功率
所以變壓器的輸入功率
故D錯誤。
故選C。
8．（2024·浙江·一模）兩個形狀不同但所圍面積和電阻均相同的單匝閉合線圈，分別放在如圖甲、乙所示的磁場中。甲圖中是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場，線圈在磁場中以周期T繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動；乙圖中磁場變化規(guī)律為，從圖示位置開始計時。比較兩個線圈，下列說法正確的是（）
A．磁通量的變化規(guī)律相同
B．電流方向變化的頻率不同
C．相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱不同
D．產(chǎn)生的電動勢有效值不同
【答案】A
【詳解】A．甲中磁通量變化規(guī)律
乙中磁通量的變化規(guī)律
即磁通量的變化規(guī)律相同，選項(xiàng)A正確；
B．感應(yīng)電流變化的周期均為T，則電流方向變化的頻率均為0.5T，相同，選項(xiàng)B錯誤；
CD．因感應(yīng)電動勢的最大值相同，根據(jù)
則有效值相同，根據(jù)
可知，相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱相同，選項(xiàng)CD錯誤；
故選A。
9．（23-24高三下·山東濱州·期中）如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里，是其左邊界，一個面積為S的N匝矩形線圈垂直磁場放置，AD邊與磁場邊界重合，從圖示位置開始計時，線圈繞AD邊以角速度繞圖示方向勻速轉(zhuǎn)動，線圈的總電阻為R，下列說法正確的是（）
A．線圈中產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的交流電
B．線圈每次轉(zhuǎn)到圖示位置時瞬時電流最大
C．線圈中產(chǎn)生的交流電的電動勢有效值為
D．線圈轉(zhuǎn)動一周產(chǎn)生的熱量為
【答案】D
【詳解】A．線圈中產(chǎn)生如圖所示規(guī)律變化的交流電
故A錯誤；
B．線圈每次轉(zhuǎn)到題圖示位置時，穿過線圈的磁通量最大，但變化率最小，瞬時電流為零，故B錯誤；
C．線圈中產(chǎn)生的交流電的電動勢的最大值
設(shè)電動勢有效值為E，則有
解得
故C錯誤；
D．線圈轉(zhuǎn)動一周產(chǎn)生的熱量為
故D正確。
故選D。
10．（2023·湖北武漢·模擬預(yù)測）如圖所示，矩形線圈面積為S，匝數(shù)為N，線圈總電阻為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻為R。下列說法正確的是（）
A．在圖示位置，線圈中的電流瞬時值為0
B．從圖示位置開始計時，電阻R兩端電壓瞬時值表達(dá)式為
C．當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，電阻R上所產(chǎn)生的熱量為
D．當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電荷量為
【答案】C
【詳解】A．在圖示位置，線圈中感應(yīng)電動勢最大，大小為
在圖示位置，線圈中的電流瞬時值為
故A錯誤；
B．從圖示位置開始計時，感應(yīng)電動勢的瞬時值為
從圖示位置開始計時，電阻兩端電壓瞬時值表達(dá)式為
故B錯誤；
C．電流的有效值為
由圖示位置轉(zhuǎn)過所用的時間為
電阻產(chǎn)生的焦耳熱為
故C正確；
D．由
，，
由圖示位置轉(zhuǎn)過所用的時間為
又
聯(lián)立可得通過電阻R的電荷量為
故D錯誤。
故選C。
11．（2023·江蘇南京·模擬預(yù)測）如圖所示，交流發(fā)電機(jī)的矩形線框共有匝，總電阻，。繞垂直于磁場方向的對稱軸以的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，給的電阻供電。線框所在勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，其處于中性面時開始計時，則（）
A．電阻R兩端的最大電壓為40V
B．通過R的電流方向在內(nèi)改變1次
C．在內(nèi)外力至少對系統(tǒng)做功πJ
D．在內(nèi)通過線框?qū)Ь€橫截面的電荷量為
【答案】D
【詳解】A．線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值為
根據(jù)閉合電路歐姆定律可知電阻R兩端的最大電壓為
故A錯誤；
B．交變電流的周期為
可知通過R的電流方向在內(nèi)改變2次。故B錯誤；
C．線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的有效值為
在內(nèi)外力對系統(tǒng)做功的最小值為整個電路消耗的電能，即
故C錯誤；
D．依題意，可得
此時線圈平面與中性面夾角為60°，則在內(nèi)通過線框?qū)Ь€橫截面的電荷量為
故D正確。
故選D。
（多選）12．（23-24高二下·福建泉州·期末）泉州地處山區(qū)，水力資源豐富，現(xiàn)利用市內(nèi)某條流量m3/s、落差m的河流發(fā)電并進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電。如圖所示，若發(fā)電機(jī)輸出功率為W，輸出電壓恒為240V，輸電線路總電阻Ω，允許損失功率為輸出功率的6%，要滿足居民220V的用電需求。重力加速度m/s2，水的密度kg/m3，則（）
A．發(fā)電機(jī)的效率為45%
B．該輸電線路所使用的理想升壓變壓器的匝數(shù)比是3∶50
C．該輸電線路所使用的理想降壓變壓器的匝數(shù)比是180∶11
D．若用戶區(qū)消耗的功率增大，則用戶區(qū)獲得的電壓將變小
【答案】BD
【詳解】A．發(fā)電機(jī)的效率為
=44%
故A錯誤；
B．升壓變壓器原線圈電流為
A
根據(jù)
解得輸電線電流為
A
則該輸電線路所使用的理想升壓變壓器的匝數(shù)比為
故B正確；
C．升壓變壓器負(fù)線圈的輸出電壓為
V
降壓變壓器原線圈的輸入電壓為
V
則該輸電線路所使用的理想降壓變壓器的匝數(shù)比為
故C錯誤；
D．若用戶區(qū)消耗的功率增大，則電源輸入總功率變大，因?yàn)榭傠妷翰蛔?，?br>可知升壓變壓器原線圈電流變大，升壓變壓器副線圈電流變大，則輸電線上的損耗電壓變大，降壓變壓器原線圈電壓變小，則降壓變壓器副線圈電壓也變小。故D正確。
故選BD。
（多選）13．（23-24高二下·湖南長沙·期末）圖甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，理想升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1：1000，理想降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1000：1，輸電線的總電阻為1000Ω，若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示，用戶端電壓為220V。下列說法正確的是（）

A．輸電線中的電流為3AB．電站輸出的功率為7500kW
C．輸電線路損耗功率為900kWD．用戶端交變電流的頻率為100Hz
【答案】BC
【詳解】A．由圖乙知，升壓變壓器輸入端電壓的最大值為
有效值為
根據(jù)
得升壓變壓器副線圈兩端的電壓
用戶端電壓為220V，根據(jù)
得降壓變壓器原線圈的電壓
故輸電線上損失的電壓為
則輸電線上的電流為
故A錯誤；
B．電站的輸出功率為
故B正確；
C．輸電線路損耗功率為
故C正確；
D．由乙圖可知，原線圈交變電流的周期為
則頻率為
變壓器不會改變交流電的頻率，故用戶端交變電流的頻率為50Hz，故D錯誤。
故選BC。
（多選）14．（2024·四川巴中·一模）如圖所示，理想變壓器原線圈接的交流電，原、副線圈匝數(shù)比，已知定值電阻，，R是滑動變阻器，電壓表和電流表均為理想交流電表，以下說法正確的是（）
A．時，理想變壓器的輸出功率最大
B．理想變壓器的最大輸出功率為
C．理想變壓器的輸出功率最大時，電流表的示數(shù)為
D．時，滑動變阻器消耗的功率最大
【答案】AD
【詳解】AB．根據(jù)題意，電源電動勢有效值
如圖：
假設(shè)原線圈中的電壓為，電流為，可認(rèn)為虛線框中為等效電阻
又
，，
求得
①
則電路可看成是由r和組成的電路，若使變壓器輸出功率最大，則的功率最大，根據(jù)
根據(jù)基本不等式，當(dāng)
時，的輸出功率最大，此時由①式可得
輸出的最大功率
A正確， B錯誤；
C．理想變壓器的輸出功率等于負(fù)載電阻總功率，則有
可得
故C錯誤；
D．要使滑動變阻器上的功率最大，把r按照上述規(guī)則等效到副線圈中，有
求得
如圖所示：
把虛線框看成是電源，內(nèi)阻
當(dāng)
時，滑動變阻器輸出功率最大，此時
D正確。
故選AD。
（多選）15．（2024·天津薊州·三模）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為20∶1，b是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時值表達(dá)式為，則（）
A．單刀雙擲開關(guān)與a連接時，電壓表的示數(shù)為11V
B．單刀雙擲開關(guān)與a連接，時，電壓表的示數(shù)為
C．單刀雙擲開關(guān)由a扳向b，電壓表和電流表的示數(shù)均變大
D．單刀雙擲開關(guān)與a連接，在滑動變阻器觸頭P向上移動的過程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變小
【答案】AC
【詳解】A．原線圈中的有效電壓值為220V，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時，原副線圈的匝數(shù)比為20:1，所以根據(jù)
所以副線圈中電壓表的示數(shù)為
故A正確；
B．無論在什么時間，電壓表的示數(shù)一直為交變電壓的有效值，故仍為11V，故B錯誤；
C．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時，原副線圈的匝數(shù)比減小，所以根據(jù)
得增大，電壓表示數(shù)變大，根據(jù)
所以電流表示數(shù)變大，故電壓表和電流表示數(shù)均變大，故C正確。
D．開關(guān)與a連接，在滑片P觸頭向上移動的過程中，原副線圈的匝數(shù)比不發(fā)生變化，所以電壓表的示數(shù)不變化，接入電路中滑動變阻器的阻值變大，電流表示數(shù)變小，故D錯誤。
故選AC。
（多選）16．（2024·廣東·模擬預(yù)測）在探究變壓器的線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系時，某同學(xué)分別在可拆變壓器的鐵芯上繞制了兩個線圈，制作了一個如圖所示的降壓變壓器，線圈a連接到學(xué)生電源的交流輸出端，線圈b與小燈泡相連接，兩線圈的電阻均可忽略不計。閉合電源開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡很亮，為了降低小燈泡的亮度，下列措施可行的是（）
A．適當(dāng)減少線圈b的匝數(shù)B．將交流輸出電壓適當(dāng)減小
C．將線圈a、b增加相同匝數(shù)D．將線圈a改接在直流輸出端
【答案】AB
【詳解】為了降低小燈泡的亮度，即減小變壓器的副線圈的電壓，設(shè)線圈的匝數(shù)為，電壓為，線圈的匝數(shù)為，電壓為，因?yàn)樽儔浩鞯囊?guī)律是
可得
A．減少線圈的匝數(shù)可行，選項(xiàng)A正確；
B．將交流輸出電壓U減小，小燈泡會變暗，選項(xiàng)B正確；
C．將線圈a、b增加相同匝數(shù)，小燈泡會更亮，選項(xiàng)C錯誤；
D．直流電不能在副線圈產(chǎn)生電流，選項(xiàng)D錯誤。
故選AB。
（新應(yīng)用）1．（23-24高二下·浙江寧波·期末）如圖甲所示，一圓形線圈面積，匝數(shù)，電阻不計，處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間正弦變化的圖象如圖乙所示（取垂直紙面向里為正方向）。導(dǎo)線框右邊與理想變壓器的原線圈連接，已知變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為，與副線圈連接的電阻為理想二極管，下列說法正確的是（）
A．時，圓形線圈中有逆時針方向的電流
B．時，圓形線圈中有最大電流
C．內(nèi)，流過的電荷量為0.01C
D．1s內(nèi)原線圈輸入的能量為
【答案】C
【詳解】A．0.005s～0.015s時間內(nèi)，分析圖乙可知，垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，根據(jù)楞次定律可知，圓形線圈中產(chǎn)生順時針感應(yīng)電流，故A錯誤；
B．t＝0.005s時，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為零，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，圓形線圈中的感應(yīng)電流為零，故B錯誤；
C．根據(jù)可知穿過圓形線圈的最大磁通量為
在0~ 0.005s內(nèi)穿過圓形線圈的磁通量的變化量為
圓形線圈產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢為
則變壓器的輸出電壓的平均值為，根據(jù)
解得
通過的平均電流為
所以內(nèi)，流過的電荷量為
故C正確；
D．根據(jù)乙圖可知
圓形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為
所以感應(yīng)電動勢的有效值為
電阻的功率
因?yàn)槎O管的存在，所以電阻兩端電壓的有效值
則電阻的功率為
變壓器的輸入功率為
故D錯誤。
故選C。
（新考法）2．（23-24高二下·山東煙臺·期末）如圖為某實(shí)驗(yàn)小組模擬遠(yuǎn)距離輸電的實(shí)驗(yàn)電路圖，已知兩理想變壓器的匝數(shù)，定值電阻、、、的阻值，A1，A2為理想交流電流表，當(dāng)a、b端接入低壓交流電源時，下列說法正確的是（）
A．A1的示數(shù)大于A2的示數(shù)
B．的功率小于的功率
C．兩端的電壓大于兩端的電壓
D．兩端的電壓大于兩端的電壓
【答案】C
【詳解】A．在遠(yuǎn)距離輸電的過程中，在輸電線路相同時，通過升壓變壓器，使輸送的電壓升高，從而減小了輸電電流，所以A1的示數(shù)小于A2的示數(shù)。故A錯誤；
B．根據(jù)
可知輸電線路電阻相等時，高壓輸電時損失功率較小，到達(dá)用戶的功率較大，即的功率大于的功率。故B錯誤；
C．根據(jù)
可知用戶電阻不變情況下，高壓輸電時用戶端的電壓較大，即兩端的電壓大于兩端的電壓。故C正確；
D．由歐姆定律
可知兩端的電壓小于兩端的電壓。故D錯誤。
故選C。
（新情境）（多選）3．（23-24高二下·廣東·期末）風(fēng)能是可再生的清潔能源，儲量大、分布廣，在一定的技術(shù)條件下，風(fēng)能可作為一種重要的能源得到開發(fā)利用。如圖為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的簡化模型，風(fēng)帶動葉片轉(zhuǎn)動，使葉片的轉(zhuǎn)速為 n 轉(zhuǎn)/秒，升速齒輪箱的轉(zhuǎn)速比為1：k，高速轉(zhuǎn)軸使匝數(shù)為 N 的發(fā)電機(jī)線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交流電通過理想變壓器后向用戶端的m盞燈泡供電，其中A燈為指示燈，A燈與用戶端的燈泡相同，額定電壓均為 U，所有燈泡正常發(fā)光，已知勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，線圈電阻不計。下列說法正確的是（）
A．用戶端的交變電流的頻率為
B．變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1：m
C．發(fā)電機(jī)線圈的面積為
D．若增多用戶端的燈泡數(shù)量，且葉片的轉(zhuǎn)速不變，則A燈變亮（設(shè)燈泡不會被燒壞），其余燈泡的亮度變暗
【答案】ACD
【詳解】A. 低速轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速為n，由升速齒輪箱可知發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)速為kn，所以用戶端的交變電流的頻率為，故A正確；
B. 根據(jù)理想變壓器原副線圈功率相同
因所有燈泡相同且正常發(fā)光，所以
根據(jù)理想變壓器的原副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系
故B錯誤；
C. 根據(jù)條件可知
所以發(fā)電線圈的電動勢有效值為
則發(fā)電線圈的電動勢最大值為
且
求得發(fā)電機(jī)線圈的面積為
故C正確；
D. 理想變壓器輸入功率與輸出功率相等，所以
整理得到
若增多用戶端的燈泡數(shù)量，且葉片的轉(zhuǎn)速不變，所以電動勢E不變，R2變小，RA不變，原副線圈電壓比值不變，所以u2變小，u1變小，uA變大則A燈變亮（設(shè)燈泡不會被燒壞），其余燈泡的亮度變暗，故D正確。
故選ACD。
（新情境）（多選）4．（23-24高二下·江西新余·期末）如圖甲是街頭常見的變壓器，它通過降壓給用戶供電，簡化示意圖如圖乙所示，各電表均為理想交流電表，變壓器的輸入電壓保持不變，輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，兩條輸電線的總電阻為。當(dāng)并聯(lián)的用電器增多時，下列判斷正確的是（）
A．電流表A1示數(shù)減小，示數(shù)減小
B．電壓表V2示數(shù)不變，V3示數(shù)減小
C．V3的變化量與A1的變化量之比不變
D．V1的示數(shù)U1與A1的示數(shù)之比將增大
【答案】BC
【詳解】AB．變壓器的輸入電壓保持不變，則電壓表示數(shù)不變，根據(jù)
可知副線圈電壓不變，即電壓表示數(shù)不變，當(dāng)并聯(lián)的用電器增多時，并聯(lián)部分電阻減小，副線圈總電阻減小，副線圈干路電流增大，電流表示數(shù)增大，根據(jù)
可知原線圈中電流增大，電流表示數(shù)增大。通過輸電線總電阻的電流增大，則兩端電壓增大，并聯(lián)部分的電路兩端的電壓等于副線圈兩端電壓減去兩端的電壓，所以并聯(lián)部分的電路兩端的電壓減小，電壓表示數(shù)減小，故A錯誤，B正確；
C．因?yàn)楦本€圈電壓不變，所以的變化量與兩端電壓的變化量之和為0，所以
又因?yàn)?br> 所以
又因?yàn)?br>所以
故的變化量與的變化量之比不變，故C正確；
D．電壓表示數(shù)不變，電流表示數(shù)增大，故的示數(shù)與的示數(shù)之比將減小，故D錯誤；
故選BC。

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