资源简介

高考物理考前冲刺押题预测 交变电流
一．选择题（共10小题）
1．（2025 辽宁一模）如图所示，55匝的矩形导线框ABCD处于磁感应强度大小BT的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5m2，电阻不计。矩形线框与电阻R、理想变压器的原线圈串联，变压器的副线圈线接入一只“220V，60W”的灯泡，变压器原、副线圈匝数比，当线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝200rad/s匀速转动时，灯泡正常发光。则（　　）
A．电阻R的阻值为90Ω
B．电阻R的功率为60W
C．图示时刻CD边电流的方向由C到D
D．从图示位置转过30°时开始计时，线框产生电动势的瞬时值表达式为e＝550sin（200t）V
2．（2025 南充模拟）如图所示，理想降压变压器的线圈a接学生电源交流输出端，线圈b与小灯泡相连接，闭合电源开关，发现小灯泡亮度较低，为了提高小灯泡的亮度，下列可行的是（　　）
A．仅将线圈a改接直流输出端
B．仅适当减小交流电的频率
C．仅适当增加线圈a的匝数
D．仅适当增加线圈b的匝数
3．（2025 山西模拟）利用可控硅电子元件可以对正弦交流电进行调节，这种技术在调光台灯等家用电器中有着广泛的应用，图甲是正弦交流电经过调节后电压U随时间变化的图像（图像为正弦曲线的部分，图中U0、T已知），图乙是某调光台灯的电路简化图，图中变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为n：1。已知当变压器原线圈中输入图甲所示的交流电时，额定功率为P0的调光台灯恰正常发光，则下列说法正确的是（　　）
A．调光台灯的额定电压为U0
B．通过变压器原线圈中的电流为
C．若仅使输入的交流电的周期减小，调光台灯不可正常发光
D．若仅使交流电电压的最大值增大，调光台灯仍可正常发光
4．（2025 市中区校级模拟）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2＝10：1，b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，定值电阻R1、R2均为10Ω，电表均为理想电表。在原线圈c、d两端加上图乙所示的交变电压，下列说法正确的是（　　）
A．当S与a连接后，理想电流表示数为1.1A
B．当S与a连接后，理想电压表示数为22V
C．当S由a拨到b后，副线圈输出电压的频率变为100Hz
D．当S由a拨到b后，原线圈的输入功率变为原来的2倍
5．（2025 柳州二模）如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为2：1，原线圈接在u＝10sin100πt（V）的交流电源上，小灯泡L1、L2完全相同，额定电压为4V，电阻恒定，下列说法正确的是（　　）
A．通过L2的交流电频率为25Hz
B．通过L1、L2的电流之比为2：1
C．L1恰好正常发光
D．L2恰好正常发光
6．（2024秋 辽宁校级期末）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n，电源的输出电压有效值恒定，R1、R2、R4为定值电阻，R3为滑动变阻器，a、b为滑动变阻器的两个端点，所有电表均为理想电表，导线电阻不计。现将滑动变阻器滑片P由a向b缓慢滑动，下列判断正确的是（　　）
A．电流表示数一定减小
B．电压表示数一定减小
C．变压器的输出功率一定减小
D．电阻R2消耗的功率一定减小
7．（2025春 辽宁月考）如图甲所示，在匀强磁场中，闭合线框绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。线框产生的交变电流i随时间t变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．该交变电流可将熔断电流为3A的保险丝熔断
B．交变电流的周期为0.03s
C．在t＝0.01s时穿过线框的磁通量为零
D．线框匀速转动的角速度为100πrad/s
8．（2025 文昌校级模拟）理想变压器的电路如图所示，原线圈与副线圈总匝数之比为10：1，变压器的副线圈线匝数可变，c为滑动端．R为一滑动变阻器，P为滑片．若ab端输入的正弦交流电的瞬时值表达式为u＝220sin100πt（V），下列说法正确的是（　　）
A．其他条件不变的情况下，c端向上滑动．L1变暗
B．其他条件不变的情况下，P端向下滑动，L2变亮
C．其他条件不变的情况下，P端向上滑动．原线圈中的电流会增大
D．不管c如何滑动．击穿电压为30v的电容器均可正常工作
9．（2025 广州二模）如图所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化的图像如图所示，线圈转动周期为T，线圈产生的电动势的最大值为Em。则（　　）
A．在时，线圈中产生的瞬时电流最大
B．在时，线圈中的磁通量变化率最小
C．线圈中电动势的瞬时值
D．将线圈转速增大2倍，线圈中感应电动势的有效值增大2倍
10．（2025 广州二模）图甲是汽车点火线圈的内部结构，点火线圈能在瞬间输出高压，使汽车启动。其原理如图乙所示。闭合开关S，理想变压器原线圈两端会加上U＝50sin100πt（V）的正弦式交流电，原、副线圈匝数之比为1：100，则下列说法正确的是（　　）
A．电压表示数为50V
B．副线圈中交流电的频率为5000Hz
C．点火针两端的电压最大值为5000V
D．点火针的放电电流是转换器输出电流的100倍
二．多选题（共5小题）
（多选）11．（2025 河东区一模）某火警报警装置部分电路如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中R′为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R为定值电阻。下列说法正确的是（　　）
A．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝36sin100πtV
B．变压器原线圈的输入功率和副线圈的输出功率之比为1：4
C．R′处温度升高时，电流表A的示数变大，电压表V2的示数变大
D．电压表V2的示数为9V
（多选）12．（2025 邯郸模拟）如图所示，磁铁在电动机和机械装置的带动下，以O点为中心在水平方向上做周期性往复运动。两匝数不同的线圈分别连接相同的小灯泡，且线圈到O点的距离相等。线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响可以忽略，不考虑灯泡阻值的变化。下列说法正确的是（　　）
A．两线圈产生的电动势有效值相等
B．两线圈产生的交变电流频率相等
C．两小灯泡消耗的电功率相等
D．两线圈产生的电动势同时为零
（多选）13．（2025 城关区校级开学）如图，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN；PQ、MN均处在竖直向下的匀强磁场中，当PQ在一外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是（　　）
A．向右加速运动 B．向左加速运动
C．向右减速运动 D．向左减速运动
（多选）14．（2025 邯郸模拟）如图甲所示，有一种小型的取暖器，可以放在书桌上温暖双手，也可以放在地上温暖双腿，该取暖器内部电路如图乙所示。取暖器内置的变压器可视为理想变压器，其原、副线圈匝数之比为4：1，原线圈接入电源的电压表达式为（V），定值电阻R＝27.5Ω，电流表为理想交流电表。现接通电源，取暖器正常工作，则下列结论正确的是（　　）
A．副线圈中电流变化的周期为0.01s
B．副线圈两端的电压为55V
C．电流表的示数为0.5A
D．原线圈的输入功率为220W
（多选）15．（2025 淄博模拟）如图为通过远距离输电方式给新能源汽车充电桩供电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T1和降压变压器T2的原、副线圈匝数比分别为n1：n2＝1：16、n3：n4＝78：5，输电线总电阻为r＝2Ω。在T1的原线圈两端接入一电压为u＝250sin100πt（V）的交流电。不考虑其它因素的影响，下列说法正确的是（　　）
A．充电桩上交流电的周期为0.01s
B．当充电桩使用个数增多时，T2的输出电压减小
C．当T1的输入功率为200kW时，输电线上损失的电功率为5×104W
D．当T1的输入功率为200kW时，T2的输出电压有效值为250V
三．解答题（共5小题）
16．（2025 重庆模拟）特高压直流输电是指±800kV及以上电压等级的直流输电及相关技术。以±1100kV为例，输电仅需要两根线，一根线的电势为+1100kV，另一根线的电势为﹣1100kV。准东一华东（皖南）±1100千伏特高压直流输电工程示意图如图所示，该工程送电线路起点为新疆，线路长度为3324公里，输送功率为900万千瓦，这是世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压输电工程。发电站输出电压稳定，输出功率为900万千瓦，经升压后被整流成±1100kV的直流电，经长距离输送接近用户时，被逆变成交流电，再降压后供用户使用，整个输电过程中除输电线路外其他设备损失的能量均忽略不计，输电效率高达95%。求：
（1）用户消耗的电功率P用；
（2）输电线的总电阻R。（保留三位有效数字）
17．（2024秋 辽宁校级期末）目前困扰5G发展的大难题之一是供电，5G基站单系统功耗为4kW（基站用电器功率），信号覆盖半径约为100m，而在4G时代，基站单系统功耗仅为1kW，信号覆盖半径约为2km。如图所示，某5G基站距离100kV主供电线路一定距离，线路电阻为40Ω，线路损耗功率占总功率的20%（变压器均视为理想变压器）。
（1）求输电线路中的电流；
（2）高压变压器原、副线圈的匝数比；
（3）若大连市区5G网络信号全覆盖。已知大连市区面积S约为2400平方公里，试计算全市区的5G基站运行一天将消耗约多少度电？（π取3）
18．（2025 沙坪坝区校级开学）“疆电入渝”特高压工程将于2025年底投运，可每年向重庆输送电量超360亿千瓦时。若发电站依次通过原副线圈匝数比分别为k、（k＜1）的两理想变压器将电能输送给用户，升压变压器的原线圈两端电压为U1，降压变压器的副线圈两端电压为U2，两变压器之间的输电线的总电阻为r，求：
（1）输电线损耗的电压ΔU；
（2）用户的电流I。
19．（2025 海安市开学）图甲为直流发电机的示意图。线框在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴匀速转动，阻值为R的电阻中通过如图乙的电流，电流最大值为I。已知线框电阻为r，面积为S，匝数为N，其它电阻不计。求：
（1）线框转动的角速度ω；
（2）线框转动一周通过电阻R的电荷量q。
20．（2024秋 哈尔滨校级期末）如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度为T，电路中电表为理想电表。当线圈以角速度为10π rad/s绕垂直磁场的轴匀速转动时，求：
（1）线圈转动产生的电动势的最大值；
（2）电路中交流电流表的示数；
（3）线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电荷量。
高考物理考前冲刺押题预测 交变电流
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．（2025 辽宁一模）如图所示，55匝的矩形导线框ABCD处于磁感应强度大小BT的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5m2，电阻不计。矩形线框与电阻R、理想变压器的原线圈串联，变压器的副线圈线接入一只“220V，60W”的灯泡，变压器原、副线圈匝数比，当线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝200rad/s匀速转动时，灯泡正常发光。则（　　）
A．电阻R的阻值为90Ω
B．电阻R的功率为60W
C．图示时刻CD边电流的方向由C到D
D．从图示位置转过30°时开始计时，线框产生电动势的瞬时值表达式为e＝550sin（200t）V
【考点】变压器的构造与原理；交流发电机及其产生交变电流的原理；正弦式交变电流的函数表达式及推导．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】A
【分析】确定线框产生电动势的最大值，得到其有效值。依据已知条件，根据理想变压器的电压、电流与匝数比的关系，闭合电路欧姆定律求解电阻R的阻值、功率；由右手定则判断感应电流方向；根据中性面的位置，依据图示位置确定转过30°开始计时线框产生电动势的瞬时值表达式。
【解答】解：A、线框产生电动势的最大值为：
则线框中电动势的有效值为：
灯泡正常发光，则有：
由理想变压器的电流规律得：
解得流过电阻R的电流为：
由理想变压器的电压规律得：
解得原线圈的电压为：U1＝540V
根据闭合电路欧姆定律得：U1＝E有﹣IRR
解得：R＝90Ω，故A正确；
B、电阻R的功率为：，解得：，故B错误；
C、由右手定则可知CD中电流方向由D到C，故C错误；
D、从图示位置转过30°开始计时，线框产生电动势的瞬时值表达式为：，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了交流电的产生及其性质，以及理想变压器的工作原理。掌握正余弦交流电瞬时值的表达式，有效值的物理意义。掌握理想变压器的工作原理。
2．（2025 南充模拟）如图所示，理想降压变压器的线圈a接学生电源交流输出端，线圈b与小灯泡相连接，闭合电源开关，发现小灯泡亮度较低，为了提高小灯泡的亮度，下列可行的是（　　）
A．仅将线圈a改接直流输出端
B．仅适当减小交流电的频率
C．仅适当增加线圈a的匝数
D．仅适当增加线圈b的匝数
【考点】变压器的动态分析——原线圈无负载．
【专题】定性思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】变压器输入直流电时，变压器不会工作；改变交流电的频率，不会影响变压器的输出电压；根据理想变压器的原副线圈的电压比与匝数比的关系，分析改变原线圈a或副线圈b的匝数时，输出电压的变化情况。
【解答】解：A、仅将线圈a改接直流输出端，则变压器不会工作，副线圈b不会有电压输出，故A错误；
B、仅改变交流电的频率，不会影响变压器的输出电压，小灯泡的亮度不会变化，故B错误；
CD，根据理想变压器的工作原理：，若仅适当增加原线圈a的匝数n1，则输出电压U2会变小，小灯泡的亮度会变暗；若仅适当增加副线圈b的匝数n2，则输出电压U2会变大，小灯泡的亮度会变亮，故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了理想变压器的工作原理，要知道变压器不改变交流电的频率，交流电的频率变化也不会影响输出电压。
3．（2025 山西模拟）利用可控硅电子元件可以对正弦交流电进行调节，这种技术在调光台灯等家用电器中有着广泛的应用，图甲是正弦交流电经过调节后电压U随时间变化的图像（图像为正弦曲线的部分，图中U0、T已知），图乙是某调光台灯的电路简化图，图中变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为n：1。已知当变压器原线圈中输入图甲所示的交流电时，额定功率为P0的调光台灯恰正常发光，则下列说法正确的是（　　）
A．调光台灯的额定电压为U0
B．通过变压器原线圈中的电流为
C．若仅使输入的交流电的周期减小，调光台灯不可正常发光
D．若仅使交流电电压的最大值增大，调光台灯仍可正常发光
【考点】理想变压器两端的电压、电流与匝数的关系；用有效值计算交流电路的电功、电功率和焦耳热．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】根据有效值的计算方法和变压规律计算；根据P＝UI计算；改变周期，不能改变电压的有效值；改变电压的最大值，则电压的有效值会发生变化，据此分析。
【解答】解：A、设图甲所示的交变电压的有效值为U，则有，解得U。设灯泡的额定电压为U1，则有，解得，故A错误；
B、根据理想变压器的输入功率等于输出功率，则有P0＝UI，解得I，故B正确；
C、若仅通过调节交流电的周期变化，则输入、输出电压的有效值不变，调光台灯仍可以正常发光，故C错误；
D、若调节交流电电压的最大值，则对应的有效值发生变化，即调光台灯两端的电压增大，不能正常发光了，故D错误。
故选：B。
【点评】掌握交流电压有效值的计算方法是解题的关键。
4．（2025 市中区校级模拟）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2＝10：1，b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，定值电阻R1、R2均为10Ω，电表均为理想电表。在原线圈c、d两端加上图乙所示的交变电压，下列说法正确的是（　　）
A．当S与a连接后，理想电流表示数为1.1A
B．当S与a连接后，理想电压表示数为22V
C．当S由a拨到b后，副线圈输出电压的频率变为100Hz
D．当S由a拨到b后，原线圈的输入功率变为原来的2倍
【考点】理想变压器两端的电压、电流与匝数的关系；理想变压器两端的频率关系．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】根据变压规律计算输出电压，然后根据欧姆定律计算电流表示数；变压器不改变交流电的频率；根据公式P分析。
【解答】解：AB、由图乙可知变压器的输入电压的有效值为，当S接a时，根据可得，变压器的输出电压为U2＝22V，即电压表的示数为22V；电流表的示数为I，故A错误，B正确；
C、由图乙可知交流电的周期T＝2×10﹣2s，所以频率为f，解得f＝50Hz，变压器不改变交流电的频率，所以当S由a拨到b后，副线圈输出电压的频率仍为50Hz，故C错误；
D、当S由a拨到b后，原副线圈的匝数比变为5：1，则变压器的输出电压变为原来的2倍，根据P可知，变压器的输出功率变为原来的4倍，输入功率等于输出功率，所以原线圈的输入功率变为原来的4倍，故D错误。
故选：B。
【点评】掌握变压器的变压比是解题的基础。
5．（2025 柳州二模）如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为2：1，原线圈接在u＝10sin100πt（V）的交流电源上，小灯泡L1、L2完全相同，额定电压为4V，电阻恒定，下列说法正确的是（　　）
A．通过L2的交流电频率为25Hz
B．通过L1、L2的电流之比为2：1
C．L1恰好正常发光
D．L2恰好正常发光
【考点】理想变压器两端的电压、电流与匝数的关系；理想变压器两端的功率关系；理想变压器两端的频率关系．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】根据角速度和频率的关系计算；根据变流规律计算；根据变压规律分别计算出两灯泡两端的电压，和额定电压相比较。
【解答】解：A、由题可知线圈转动的角速度为ω＝100πrad/s，所以交流电的频率为f，变压器不改变交流电的频率，故A错误；
B、根据变压器的变流规律可得通过L1、L2的电流之比为，故B错误；
C、根据变压规律有，解得I1R＝2V＜4V，所以L1不能正常发光，故C错误；
D、根据上面的分析可得I2R＝4V，正好等于灯泡的额定电压，所以L2恰好正常发光，故D正确。
故选：D。
【点评】知道电源电压等于变压器的输入电压与灯泡L1两端电压之和是解题的关键，掌握变压规律和变流规律是解题的基础。
6．（2024秋 辽宁校级期末）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n，电源的输出电压有效值恒定，R1、R2、R4为定值电阻，R3为滑动变阻器，a、b为滑动变阻器的两个端点，所有电表均为理想电表，导线电阻不计。现将滑动变阻器滑片P由a向b缓慢滑动，下列判断正确的是（　　）
A．电流表示数一定减小
B．电压表示数一定减小
C．变压器的输出功率一定减小
D．电阻R2消耗的功率一定减小
【考点】变压器的动态分析——原线圈有负载．
【专题】比较思想；控制变量法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】先求出理想变压器原线圈等效电阻与副线圈电阻的关系，结合闭合电路欧姆定律分析原线圈电流的变化，再判断副线圈电流的变化，并判断电压表示数的变化。根据功率公式得到变压器的输出功率与原线圈电流的关系，确定变压器输出功率变化情况。根据副线圈电压的变化分析电阻R2消耗的功率的变化情况。
【解答】解：AB、依题图，理想变压器原线圈等效电阻为
将滑动变阻器滑片P由a向b缓慢滑动，R副减小，则R等效减小，设电源的输出电压为E，由闭合电路欧姆定律有
可知原线圈电流I1增大。根据可知，副线圈电流增大，即电流表示数一定增大。
根据U＝I1R1可知，I1增大，电压表示数一定增大，故AB错误；
C、变压器原线圈电压为U1＝E﹣I1R1，变压器的输出功率为
根据二次函数知识可得，当时，P输出存在最大值，结合题中信息不能确定P输出的变化情况，故C错误；
D、根据U1＝E﹣I1R1，I1增大，可知U1减小，则U2减小，电阻R2消耗的功率为，可知一定减小，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查变压器的动态分析，解题关键是确定理想变压器原线圈等效电阻，掌握原副线圈电压比等于匝数比，电流比等于匝数的反比，结合欧姆定律和功率公式求解即可。
7．（2025春 辽宁月考）如图甲所示，在匀强磁场中，闭合线框绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。线框产生的交变电流i随时间t变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．该交变电流可将熔断电流为3A的保险丝熔断
B．交变电流的周期为0.03s
C．在t＝0.01s时穿过线框的磁通量为零
D．线框匀速转动的角速度为100πrad/s
【考点】交变电流的u﹣t图像和i﹣t图像；正弦式交变电流的函数表达式及推导；交流发电机及其产生交变电流的原理；中性面及其性质．
【专题】信息给予题；定量思想；推理法；交流电专题；理解能力．
【答案】D
【分析】A.保险丝的熔断电流为交流电的有效值，根据图乙求解正弦交变电流的有效值，然后作答；
B.根据图乙信息求周期；
C.在t＝0.01s 时，产生的感应电流为零，线框位于中性面位置，据此分析作答；
D.根据周期和角速度的关系求解作答。
【解答】解：A.根据图乙可知，交流电流的最大值为Im＝3A，根据正弦交变电流有效值与最大值的关系交流电的有效值
保险丝的熔断电流为交流电的有效值，小于保险丝的熔断电流3A，因此该交变电流不能将熔断电流为3A的保险丝熔断，故A错误；
B.根据图乙可知交流电的周期T＝0.02s，故B错误；
C.在t＝0.01s 时，产生的感应电流为零，此时线椒位于中性面位置，穿过线框的磁通量最大，故C错误；
D.线框转动的角速度为，故D正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查了正弦交变电流的产生，知道保险丝的熔断电流为电流的有效值；能够根据图像信息获取所需要的已知量是解题的关键。
8．（2025 文昌校级模拟）理想变压器的电路如图所示，原线圈与副线圈总匝数之比为10：1，变压器的副线圈线匝数可变，c为滑动端．R为一滑动变阻器，P为滑片．若ab端输入的正弦交流电的瞬时值表达式为u＝220sin100πt（V），下列说法正确的是（　　）
A．其他条件不变的情况下，c端向上滑动．L1变暗
B．其他条件不变的情况下，P端向下滑动，L2变亮
C．其他条件不变的情况下，P端向上滑动．原线圈中的电流会增大
D．不管c如何滑动．击穿电压为30v的电容器均可正常工作
【考点】变压器的构造与原理．
【专题】应用题；参照思想；推理法；交流电专题．
【答案】C
【分析】根据滑动变阻器的变化分析电压和电阻的变化，从而分析灯泡的亮度变化和电流强度的变化；计算副线圈的电压最大值分析电容器是否能够工作．
【解答】解：A、其他条件不变的情况下，c端向上滑动。副线圈匝数增加，变压器副线圈电压增大，L1变亮，故A错误；
B、其他条件不变的情况下，P端向下滑动，R接入电路的电阻增大，由于副线圈电压不变，所以通过L2的电流强度变小，L2变暗；故B错误；
C、其他条件不变的情况下，P端向上滑动，R接入电路的电阻减小，由于副线圈电压不变，所以通过L2的电流强度变大，输出功率变大，则输入功率也变大，原线圈中的电流会增大，故C正确；
D、原线圈与副线圈总匝数之比为10：1，当c滑到最上端时，输出电压的有效值为：U2V＝22V，最大值为：Em＝22V＝31.1V＞30V，故电容器不能正常工作，故D错误。
故选：C。
【点评】变压器的动态问题大致有两种情况：一是负载电阻不变，原、副线圈的电压U1，U2，电流I1，I2，输入和输出功率P1，P2随匝数比的变化而变化的情况；二是匝数比不变，电流和功率随负载电阻的变化而变化的情况．不论哪种情况，处理这类问题的关键在于分清变量和不变量，弄清楚“谁决定谁”的制约关系．
9．（2025 广州二模）如图所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化的图像如图所示，线圈转动周期为T，线圈产生的电动势的最大值为Em。则（　　）
A．在时，线圈中产生的瞬时电流最大
B．在时，线圈中的磁通量变化率最小
C．线圈中电动势的瞬时值
D．将线圈转速增大2倍，线圈中感应电动势的有效值增大2倍
【考点】交变电流峰值的计算和影响因素；交流发电机及其产生交变电流的原理；正弦式交变电流的函数表达式及推导．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】本题根据线圈处于中性面和峰值面时磁通量和磁通量变化率的特点，结合最大值和有效值的关系，以及感应电动势表达式分析求解。
【解答】解：A．在时，线圈中磁通量最大，磁通量的变化率最小，则产生的瞬时电流为零，故A错误；
B．在时，线圈中的磁通量最小，则磁通量的变化率最大，故B错误；
C．t＝0时刻磁通量为零，感应电动势最大，则线圈中电动势的瞬时值
故C错误；
D．根据有效值和最大值的关系，有效值满足
可知，将线圈转速增大2倍，角速度增大2倍，则线圈中感应电动势的有效值增大2倍，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了交变电流相关知识，理解交流电的最大值、有效值、平均值和瞬时值是解决此类问题的关键。
10．（2025 广州二模）图甲是汽车点火线圈的内部结构，点火线圈能在瞬间输出高压，使汽车启动。其原理如图乙所示。闭合开关S，理想变压器原线圈两端会加上U＝50sin100πt（V）的正弦式交流电，原、副线圈匝数之比为1：100，则下列说法正确的是（　　）
A．电压表示数为50V
B．副线圈中交流电的频率为5000Hz
C．点火针两端的电压最大值为5000V
D．点火针的放电电流是转换器输出电流的100倍
【考点】变压器的构造与原理；交变电流的u﹣t图像和i﹣t图像．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】根据交流电电压的有效值与峰值的关系计算；根据交流电电压的瞬时值表达式计算交流电的频率；根据原、副线圈两端的电压之比等于匝数之比计算；根据原、副线圈两端的电流之比等于匝数的反比计算。
【解答】解：A、由U＝50sin100πt（V）知Um＝50V，电压表的示数应为交流电压的有效值，即
故A错误；
B、由U＝50sin100πt（V）
可知，原线圈交流电的频率为
变压器不改变交流电的频率，因此副线圈中交流电的频率也为50Hz，故B错误；
C、原线圈两端的电压最大值为50V，原、副线圈匝数之比为1：100，根据
可知点火针两端的电压最大值为5000V，故C正确；
D、根据
可知点火针的放电电流是转换器输出电流的，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了正弦式交流电和变压器，关键要明确原、副线圈两端的电压、电流与匝数的关系，常规题型。
二．多选题（共5小题）
（多选）11．（2025 河东区一模）某火警报警装置部分电路如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中R′为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R为定值电阻。下列说法正确的是（　　）
A．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝36sin100πtV
B．变压器原线圈的输入功率和副线圈的输出功率之比为1：4
C．R′处温度升高时，电流表A的示数变大，电压表V2的示数变大
D．电压表V2的示数为9V
【考点】变压器的动态分析——原线圈无负载；交变电流的u﹣t图像和i﹣t图像．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】AD
【分析】由图乙确定交流电的周期，根据正弦交流电的瞬时值表达式得到原线圈两端电压的瞬时值表达式；理想变压器原线圈的输入功率和副线圈的输出功率相等；R'的阻值变化不会影响理想变压器的输入和输出电压。R'处温度升高时，其阻值减小，根据欧姆定律判断电流表的示数变化；根据原线圈电压的有效值和理想变压器原副线圈的电压比与匝数比的关系，求解电压表V2示数。
【解答】解：A、由图乙可知交流电的周期为T＝0.02s，原线圈两端电压的瞬时值表达式为：
u36sin100πt（V），故A正确；
B、理想变压器原线圈的输入功率和副线圈的输出功率相等，之比为1：1，故B错误；
C、R'的阻值变化不会影响理想变压器的输入和输出电压，即电压表V2的示数不变。R'处温度升高时，其阻值减小，由欧姆定律可知电流表的示数变大，故C错误；
D、原线圈电压的有效值为，根据：，可得：，所以电压表V2示数为9V，故D正确。
故选：AD。
【点评】本题考查了正弦交流电的瞬时值表达式和理想变压器的工作原理，基础题目。掌握理想变压器原副线圈的电压比与匝数比的关系，要知道交流电表的示数为有效值。
（多选）12．（2025 邯郸模拟）如图所示，磁铁在电动机和机械装置的带动下，以O点为中心在水平方向上做周期性往复运动。两匝数不同的线圈分别连接相同的小灯泡，且线圈到O点的距离相等。线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响可以忽略，不考虑灯泡阻值的变化。下列说法正确的是（　　）
A．两线圈产生的电动势有效值相等
B．两线圈产生的交变电流频率相等
C．两小灯泡消耗的电功率相等
D．两线圈产生的电动势同时为零
【考点】变压器的构造与原理；波发生稳定干涉的条件；交流发电机及其产生交变电流的原理．
【专题】定性思想；推理法；交流电专题；理解能力．
【答案】BD
【分析】根据磁体做周期性往复运动的过程中，判断两线圈的磁通量变化情况，由法拉第电磁感应定律分析电动势的峰值，有效值是否相同，进而可知两小灯泡消耗的电功率是否相等。
【解答】解：B、磁铁距离左侧线圈最近时，左侧线圈的磁通量最大，右侧线圈的磁通量最小，此时两线圈的磁通量变化率均为零；磁铁距离右侧线圈最近时，左侧线圈的磁通量最小，右侧线圈的磁通量最大，此时两线圈的磁通量变化率均为零；磁铁做周期性往复运动的过程中，当左侧线圈磁通量增加时，右侧线圈的磁通量就减少，因此两个线圈磁通量的变化周期是相同的，与两个线圈的匝数无关，故B正确；
A、磁铁运动过程中两线圈的磁通量变化率是相同的，因两线圈匝数不同，由法拉第电磁感应定律可知产生的电动势的峰值与有效值均不相等，故A错误；
C、两个线圈产生的电动势有效值不相等，两小灯泡电阻相同，而回路的电动势有效值不同，可知两小灯泡消耗的电功率不相等，故C错误；
D、磁铁的中心位于O点时，两个线圈的磁通量相等。磁铁距离左侧线圈最近时，左侧线圈的磁通量最大，右侧线圈的磁通量最小，此时两线圈的磁通量变化率均为零，两线圈产生的电动势均为零。磁铁距离右侧线圈最近时，左侧线圈的磁通量最小，右侧线圈的磁通量最大，此时两线圈产生的电动势也均为零，故D正确；
故选：BD。
【点评】本题考查了法拉第电磁感应定律的应用，要知道感应电动势与磁通量的时间变化率有关，与磁通量的大小、或磁通量变化的大小无关。
（多选）13．（2025 城关区校级开学）如图，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN；PQ、MN均处在竖直向下的匀强磁场中，当PQ在一外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是（　　）
A．向右加速运动 B．向左加速运动
C．向右减速运动 D．向左减速运动
【考点】变压器的构造与原理；左手定则判断安培力的方向；楞次定律及其应用．
【专题】定性思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理论证能力．
【答案】BC
【分析】由MN的运动情况，可知其中的电流方向及L1线圈中的磁场方向；结合楞次定律，即可知L2线圈中的磁场可能变化情况；由L2线圈中的磁场变化情况，即可分析PQ做的运动情况。
【解答】解：MN向右运动，说明MN受到的安培力方向向右，由左手定则可知MN中电流由M指向N，根据右手螺旋定则可知，上面线圈L1中感应电流产生的磁场方向向上；而上面线圈中感应电流是由下面线圈L2中磁场变化引起的，说明下面线圈中磁场可能向上减弱，也可能向下增强；而下面线圈中电流是由PQ切割磁感线产生的，由安培定则可知，PQ中感应电流由Q到P减小，或由P到Q增大，由右手定则可知，PQ可能向右做减速运动或向左做加速运动。故AD错误，BC正确。
故选：BC。
【点评】本题考查电磁感应的动态分析，关键是根据楞次定律，分析L1线圈中的磁场变化情况。
（多选）14．（2025 邯郸模拟）如图甲所示，有一种小型的取暖器，可以放在书桌上温暖双手，也可以放在地上温暖双腿，该取暖器内部电路如图乙所示。取暖器内置的变压器可视为理想变压器，其原、副线圈匝数之比为4：1，原线圈接入电源的电压表达式为（V），定值电阻R＝27.5Ω，电流表为理想交流电表。现接通电源，取暖器正常工作，则下列结论正确的是（　　）
A．副线圈中电流变化的周期为0.01s
B．副线圈两端的电压为55V
C．电流表的示数为0.5A
D．原线圈的输入功率为220W
【考点】理想变压器两端的功率关系；理想变压器两端的电压、电流与匝数的关系．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】BC
【分析】根据交变电流的电压表达式，可知ω，结合ω与T关系可知周期T；根据电压的有效值与峰值的关系求解有效值，再利用电压与匝数的关系求解副线圈两端的电压；根据欧姆定律计算副线圈中的电流，再结合原、副线圈中电流与匝数的关系求解原线圈中的电流；根据P1＝U1I1计算原线圈的输入功率。
【解答】解：A、根据交变电流的电压表达式，可知输入电压的周期
s＝0.02s
变压器不改变交变电流的周期，故副线圈中电流变化的周期为0.02s，故A错误；
B、变压器输入电压的有效值
根据
解得
U2＝55V
故B正确；
C、副线圈中的电流
2A
原线圈中的电流
0.5A
故C正确；
D、原线圈的输入功率
P1＝U1I1＝220×0.5W＝110W
故D错误。
故选：BC。
【点评】本题考查了理想变压器，关键要熟练掌握原、副线圈两端的电压、电流、功率关系，常规题型。
（多选）15．（2025 淄博模拟）如图为通过远距离输电方式给新能源汽车充电桩供电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T1和降压变压器T2的原、副线圈匝数比分别为n1：n2＝1：16、n3：n4＝78：5，输电线总电阻为r＝2Ω。在T1的原线圈两端接入一电压为u＝250sin100πt（V）的交流电。不考虑其它因素的影响，下列说法正确的是（　　）
A．充电桩上交流电的周期为0.01s
B．当充电桩使用个数增多时，T2的输出电压减小
C．当T1的输入功率为200kW时，输电线上损失的电功率为5×104W
D．当T1的输入功率为200kW时，T2的输出电压有效值为250V
【考点】远距离输电的相关计算；理想变压器两端的电压、电流与匝数的关系．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】BD
【分析】根据输入电压的角速度计算；当充电桩使用个数增多时，T2变压器的输出功率变大，据此计算输电线路的电流，进而可得降压变压器的输出电压变化；先计算升压变压器的输出电压，然后根据P＝UI计算输送电流，根据热功率公式计算损失的功率；根据电压关系计算降压变压器的输入电压，进而可得降压变压器的输出电压。
【解答】解：A、变压器不改变交流电的周期，所以充电桩上交流电的周期和输入电压的周期相等，为T，故A错误；
B、设T1的输出电压为U2，T2的输入电压为U3，输出电压为U4，其中U2不变，U3＝U2﹣I2r，当充电桩使用个数增多时，T2变压器的输出功率变大，则T2的输入功率也变大，对应的输入电流I2变大，则T2的输入电压U3变小，根据变压规律可知T2的输出电压也变小，故B正确；
C、当T1的输入功率为200kW时，根据变压比可知T1的输出电压为，输电线路上的电流为，所以输电线路上损失的电功率为P损，把U1代入，解得P损＝5×103W，故C错误；
D、根据上面的分析可得T2的输入电压为U3＝U2﹣I2r，根据联立解得：U4＝250V，故D正确。
故选：BD。
【点评】知道升压变压器的输出电压和降压变压器的输入电压之间的关系是解题的关键。
三．解答题（共5小题）
16．（2025 重庆模拟）特高压直流输电是指±800kV及以上电压等级的直流输电及相关技术。以±1100kV为例，输电仅需要两根线，一根线的电势为+1100kV，另一根线的电势为﹣1100kV。准东一华东（皖南）±1100千伏特高压直流输电工程示意图如图所示，该工程送电线路起点为新疆，线路长度为3324公里，输送功率为900万千瓦，这是世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压输电工程。发电站输出电压稳定，输出功率为900万千瓦，经升压后被整流成±1100kV的直流电，经长距离输送接近用户时，被逆变成交流电，再降压后供用户使用，整个输电过程中除输电线路外其他设备损失的能量均忽略不计，输电效率高达95%。求：
（1）用户消耗的电功率P用；
（2）输电线的总电阻R。（保留三位有效数字）
【考点】远距离输电的相关计算；电功和电功率的计算．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】（1）用户消耗的电功率P用为8.55×109W；
（2）输电线的总电阻R为26.9Ω。
【分析】（1）根据效率计算；
（2）根据P损＝I2R计算即可。
【解答】解：（1）输出功率为900万千瓦，即P＝9×109W，输电效率为95%，则有
P用＝95%P＝9×109×95%W＝8.55×109W
（2）根据题意可知输电线两端的电压为U＝2200kV，设输电线的电流为I，则有
I
则（1﹣95%）P＝I2R
解得R＝26.9Ω
答：（1）用户消耗的电功率P用为8.55×109W；
（2）输电线的总电阻R为26.9Ω。
【点评】本题以远距离输电为背景，考查了效率的意义，以及热功率计算公式的应用。
17．（2024秋 辽宁校级期末）目前困扰5G发展的大难题之一是供电，5G基站单系统功耗为4kW（基站用电器功率），信号覆盖半径约为100m，而在4G时代，基站单系统功耗仅为1kW，信号覆盖半径约为2km。如图所示，某5G基站距离100kV主供电线路一定距离，线路电阻为40Ω，线路损耗功率占总功率的20%（变压器均视为理想变压器）。
（1）求输电线路中的电流；
（2）高压变压器原、副线圈的匝数比；
（3）若大连市区5G网络信号全覆盖。已知大连市区面积S约为2400平方公里，试计算全市区的5G基站运行一天将消耗约多少度电？（π取3）
【考点】远距离输电的相关计算；变压器的构造与原理．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】（1）输电线路中的电流为5A；
（2）高压变压器原、副线圈的匝数比为100：1；
（3）全市区的5G基站运行一天将消耗约9.6×106度电。
【分析】（1）计算出损失的功率，根据ΔP＝I2R计算；
（2）根据变压规律计算；
（3）先计算出一共需要的基站个数，每个基站一天的耗电量，可得总的耗电量。
【解答】解：（1）线路损耗功率为P总
线路损耗功率为ΔP＝20%P总
根据ΔP＝I2R解得
I＝5A
（2）高压变压器的输出电压为
根据
解得
（3）需要的基站个数为N个≈8×104个
每个基站一天消耗的电量大约为E0＝P总t＝5kW 24h＝120kW h
总耗电量为E＝NE0
解得E＝9.6×106kW h
答：（1）输电线路中的电流为5A；
（2）高压变压器原、副线圈的匝数比为100：1；
（3）全市区的5G基站运行一天将消耗约9.6×106度电。
【点评】掌握在高压输电线路中电流、电功率和电压的关系是解题的基础，掌握变压器的变压规律。
18．（2025 沙坪坝区校级开学）“疆电入渝”特高压工程将于2025年底投运，可每年向重庆输送电量超360亿千瓦时。若发电站依次通过原副线圈匝数比分别为k、（k＜1）的两理想变压器将电能输送给用户，升压变压器的原线圈两端电压为U1，降压变压器的副线圈两端电压为U2，两变压器之间的输电线的总电阻为r，求：
（1）输电线损耗的电压ΔU；
（2）用户的电流I。
【考点】远距离输电的相关计算．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】（1）输电线损耗的电压为；
（2）用户的电流为。
【分析】（1）由原副线圈的匝数比与电压比的关系，可得到升压变压器的副线圈电压、降压变压器的原线圈电压，由串联电路电压特点，可计算输电线上的损耗的电压；
（2）由输电线上损耗的电压，输电线的电阻，即可计算输电线的电流；由降压变压器的匝数比及输电线的电流，可计算用户的电流。
【解答】解：（1）由原副线圈的匝数比与电压比的关系，可得到升压变压器的副线圈电压满足：U1：U升＝k：1，降压变压器的原线圈电压满足：U降：U2＝1：k，
解得：，；
由串联电路电压特点，可计算输电线上的损耗的电压满足：U升＝ΔU+U降，解得：ΔU；
（2）由输电线上损耗的电压，输电线的电阻，即可得输电线的电流为：；
由降压变压器的匝数比及输电线的电流，可知用户的电流满足：，解得：I用。
答：（1）输电线损耗的电压为；
（2）用户的电流为。
【点评】本题考查变压器的计算，关键是根据升压变压器和降压变压器的匝数比，得到输电线上不同位置的电压值，再结合串联电路电压特点，计算输电线损耗的电压。
19．（2025 海安市开学）图甲为直流发电机的示意图。线框在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴匀速转动，阻值为R的电阻中通过如图乙的电流，电流最大值为I。已知线框电阻为r，面积为S，匝数为N，其它电阻不计。求：
（1）线框转动的角速度ω；
（2）线框转动一周通过电阻R的电荷量q。
【考点】交变电流峰值的计算和影响因素；计算线圈转动过程中的电荷量；正弦式交变电流的函数表达式及推导．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】（1）线框转动的角速度ω为；
（2）线框转动一周通过电阻R的电荷量q为。
【分析】（1）根据欧姆定律和Em＝NBSω公式计算即可；
（2）线框转动一周通过电阻R的电荷量q为转四分之一圈电荷量的4倍，根据平均电流结合法拉第电磁感应定律计算即可。
【解答】解：（1）感应电动势的最大值为
Em＝I（R+r）
Em＝NBSω
解得线框转动的角速度
（2）由于电路中电流的方向不改变，则线框转动一周通过电阻R的电荷量q为转四分之一圈电荷量的4倍，
转动一周的过程中，每转过90°，通过电阻的电荷量为
则转动一周的过程中流过电阻R的电荷量
答：（1）线框转动的角速度ω为；
（2）线框转动一周通过电阻R的电荷量q为。
【点评】知道线框转动一周通过电阻R的电荷量q为转四分之一圈电荷量的4倍是解题的关键，掌握线圈转动产生感应电动势最大值的计算公式是解题的基础。
20．（2024秋 哈尔滨校级期末）如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度为T，电路中电表为理想电表。当线圈以角速度为10π rad/s绕垂直磁场的轴匀速转动时，求：
（1）线圈转动产生的电动势的最大值；
（2）电路中交流电流表的示数；
（3）线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电荷量。
【考点】正弦式交变电流的函数表达式及推导；法拉第电磁感应定律的内容和表达式．
【专题】应用题；定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据交变电流的产生规律可知，电动势最大值为NBSω。
（2）电路中电压表、电流表的示数显示交流的有效值。
（3）根据q＝N求解电量。
【解答】解：（1）线圈在转动过程中产生的感应电动势的最大值为：
Em＝NBSω＝1000.05×10πV＝50V。
（2）电表显示的是有效值，根据交变电流中最大值与有效值的关系可知：E
根据欧姆定律可知，电流表示数为：
I3.54A
（3）根据电荷量公式可知，从中性面开始计时，线圈转过90°角的过程中，通过电阻R的电荷量为：
q＝N0.16C
答：（1）线圈转动产生的电动势的最大值为50V。
（2）电路中交流电流表的示数为3.54A。
（3）线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电荷量为0.16C。
【点评】本题关键是要区分交流电的有效值、瞬时值、平均值和最大值的区别，知道电流表和电压表读数是有效值，计算热量用有效值，计算电量用平均值。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑