专题12 交变电流-2024年高考真题和模拟题物理分类汇编

1.(2024河北卷考题)4.R1、R2为两个完全相同的定值电阻，R1两端的电压随时间周期性变化的规律如图1所示（三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的倍R2两端的电压随时间按正弦规律变化如图2所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比Q1:Q2为() 2.（2024年新课标考题）7.电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过90°时，线圈中()A.电流最小B.电流最大C.电流方向由P指向QD.电流方向由Q指向P3.（2024全国甲卷考题）6.如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻R0和R1、开关S。S处于闭合状态，在原线圈电压U0不变的情况下，为提高R1的热功率，可以()A.保持T不动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动B.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片位置不变C.将T向a端移动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动D.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片向e端滑动4.(2024浙江1月卷考题)5.如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出u=5sin100πt(V)的交流电，经原、副线圈匝数分别为n1和n2的变压器升压至峰值大于10kV，就会在打火针和金属板间引发电火花，实现点火。下列正确的是()A.B.C.用电压表测原线圈两端电压，示数为5VD.副线圈输出交流电压的频率是100Hz5.（2024年广东卷考题）1.将阻值为50Ω的电阻接在正弦式交流电源上。电阻两端电压随时间的变化规律如图所示。下列说法正确的是()A.该交流电的频率为100HzB.通过电阻电流的峰值为0.2AC.电阻在1秒内消耗的电能为1JD.电阻两端电压表达6.（2024年湖南卷考题）6．根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度①匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻R0。当用户端接一个定值电阻R时，R0上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是()A．风速增加，若转子角速度增加一倍，则R0上消耗的功率为4PB．输电线路距离增加，若R0阻值增加一倍，则R0消耗的功率为4PC．若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则R0上消耗的功率为8PD．若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则R0上消耗的功率为6P7.(2024年湖北卷考题)5.在如图所示电路中接入正弦交流电，灯泡L1的电阻是灯泡L2的2倍。假设两个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。闭合开关S，灯泡L1、L2的电功率之比P1:P2为()8.（2024年上海卷考题）12.某自行车所装车灯发电机如图（a）所示，其结构见图（b）。绕有线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动。摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化。线圈两端c、d作为发电机输出端。通过导线与标有“12V，6W”的灯泡L1相连。当车轮匀速转动时，发电机榆出电压近似视为正弦交流电。假设灯泡阻值不变，摩擦轮与轮胎间不打滑。12.在磁铁从图示位置匀速转过90°的过程中（1）通过L1的电流方向（在图中用箭头标出_____（2）L1中的电流_____A．逐渐变大B．逐渐变小C．先变大后变小D．先变小后变大13.若发电机线圈电阻为2Ω,车轮以某一转速n转动时，L1恰能正常发光。将L1更换为标有“24V，6W”的灯泡L2，当车轮转速仍为n时（1）L2两端的电压_____A．大于12VB．等于12VC．小于12V（2）L2消耗的功率_____A．大于6WB．等于6WC．小于6W9.（2024年上海卷考题）14.利用理想变压器将发电机输出电压变压后对标有“24V，6W”的灯泡供电，使灯泡正常发光，变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=1:2，该变压器原线圈两端的电压为V。10.（2024年上海卷考题）15.在水平路面骑行时，假设骑车人对自行车做的功仅用于克服空气阻力和发电机阻力。已知空气阻力与车速成正比，忽略发电机内阻。（1）在自行车匀加速行驶过程中，发电机输出电压u随时间t变化的关系可能为B.D.（2）无风时自行车以某一速度匀速行驶，克服空气阻力的功率Pf=30W，车灯的功率为PL=4W。为使车灯的功率增大到PL,=6W，骑车人的功率P应为11.(2024年辽宁卷考题)13.如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2=5：1，原线圈接在电压峰值为Um的正弦交变电源上，副线圈的回路中接有阻值为R的电热丝，电热丝密封在绝热容器内，容器内封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热，加热前气体温度为T0。（1）求变压器的输出功率P；（2）已知该容器内的气体吸收的热量Q与其温度变化量ΔT成正比，即Q=CΔT，其中C已知。若电热丝产生的热量全部被气体吸收，要使容器内的气体压强达到加热前的2倍，求电热丝的通电时间t。一、单选题12024·山东烟台·三模）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1，输入端A、B接入电压有效值恒定的交变电源。滑动变阻器R1最大阻值为40Ω,其滑片P1初始位置在最左端；滑动变阻器R2最大阻值为5Ω,其滑片P2初始位置在正中间。理想电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，理想电压表V1、V2示数为U1、U2，下列说法中正确的是()A．P2保持不动，P1向右滑动，则U1增大，U2不变B．P1保持不动，P2向下滑动，则I1减小，I2减小C．P2保持不动，P1向右滑动，则R1消耗的功率一直增大D．P2保持不动，P1向右滑动，则R1消耗的功率先增大后减小22024·青海·模拟预测）一面积为S的单匝矩形线框的电阻为R，垂直通过线框的磁感应强度B与时间t的关系图像如图所示，下列说法正确的是()A．交流电的周期为2t0B．磁通量绝对值的最大值为C．t0时刻线框的感应电流为0D．该线框中交变电流的有效值为32024·北京大兴·三模）如图甲所示，为一小型交流发电机示意图。匝数为20的线圈总电阻为2Ω,当线圈匀速转动时与外电路R=18Ω的电阻构成闭合回路。从图甲所示位置开始计时，通过电阻R的交变电流如图乙所示，则下列判断正确的是()B．图甲所示时刻，穿过线圈的磁通量变化最快D．线圈的最大磁通量为Wb42024·北京海淀·二模）类比是研究问题的常用方法。与电路类比就可以得到关于“磁路”（磁感线的通路）的一些基本概念和公式。在电路中可以靠电动势来维持电流，在磁路中靠“磁动势”来维持铁芯中的磁场，如图1所示，磁动势Em=NI，其中N为线圈的匝数，I为通过线圈中的电流。类比闭合电路的欧姆定律，磁路也存在闭合磁路的欧姆定律Em=ΦRm，其中Φ为磁通量，Rm被称为磁阻，磁阻所满足的磁阻 定律与电阻定律具有相同的形式，磁阻率可类比电阻率，磁路的串、并联规律可类比电路的串、并联规律。结合以上关于磁路的信息以及你所学过的知识，下列说法不正确的是()A．变压器铁芯的磁阻率远小于空气的磁阻率B．在国际单位制中，磁阻的单位可以表示为C．不考虑漏磁，图2所示的串联磁路满足Em=Φ(Rm1+Rm2)D．不考虑漏磁，在图3所示的并联磁路中，磁阻小的支路中磁感应强度一定大52024·山东聊城·三模）如图甲所示，发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕中心转轴匀速转动，产生的感应电动势如图乙所示，发电机输出端接理想变压器，理想变压器原、副线圈匝数比n0:n1:n2=4:1:2，副线圈1接额定电压为4V的小灯泡，副线圈2连接定值电阻R。开关S断开时，小灯泡正常发光，理想电流表的示数为1A。开关S闭合后，调整矩形线圈的转速为原来的1.2倍，小灯泡仍正常发光。下列说法正A．t＝0时，线圈平面与磁场方向夹角为30°B．矩形线圈的电阻为20ΩC．图乙中瞬时感应电动势e随时间t的变化关系为e=20sin100πt+),|(V)D．开关S闭合后发电机的总功率为开关S闭合前发电机总功率的1.2倍62024·山东济宁·三模）除颤仪是用于突发心室纤颤等心脏疾病的急救医疗设备，某型号除颤仪电路原理如图所示。某次调试时，除颤仪接在220V交流电源上，交流电压表示数为20V，电容器充电完毕，开关由“1”掷向“2”，放电电流平均值为2.8A，放电时间约为10-2s，已知电容器电容为2.0×10-5F。下列说法正确的是()A．自耦变压器的原副线圈匝数之比为10:1B．充电完毕后电容器两端的电压为2800VC．升压变压器原副线圈的匝数比约为1:50D．若去掉二极管该除颤仪依然可正常工作72024·陕西·三模）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1:n2，输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终均为2R0。滑动变阻器R的最大阻值为R0。现将滑动变阻器的滑片由变阻器的中点分别向a、b两端滑动，滑动过程中两个灯泡始终发光且未超出安全电压，下列说法正A．滑片向a端滑动时，L1一直变暗，L2一直变亮B．滑片向a端滑动时，L1一直变亮，L2一直变亮C．滑片向b端滑动时，L1一直变暗，L2一直变亮D．滑片向b端滑动时，L1一直变亮，L2一直变亮82024·四川成都·模拟预测）在匀强磁场中有一电阻忽略不计的矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的正弦交流电的感应电动势e随时间t的变化如图甲所示，把该交流电输入到图乙中理想变压器的A、B两端。已知R，为热敏电阻（其电阻随温度升高而减小R为定值电阻，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是()A．变压器A、B两端电压的瞬时值表达式为u=100sin50πt（V）B．图甲中t=2×10-2s时，穿过线圈的磁通量最大C．Rt处温度升高后，电压表V1与V2示数的比值不变D．Rt处温度升高后，变压器的输入功率减小92024·贵州·三模）如图所示，两个线圈绕在一个不闭合的铁芯上，原线圈接电压按u=220·sin100πt(V)规律变化的交流电，副线圈接规格为“220V，100W”的用电器P，该用电器电阻恒定，原、副线圈匝数比为则用电器P的功率可能为() A．100WB．252WC．25WD．15W 102024·福建·模拟预测）如图，矩形线框切割磁感线产生交流电压e=25·2sin100πt(V)，它的匝数N=5、电阻r=1Ω,将其接在理想变压器的原线圈上。“220V22W”的灯泡L正常发光，内阻为10Ω的电风扇M正常工作，电流表A的示数为0.3A。导线电阻不计，电压表和电流表均为理想电表，不计灯泡电阻的变化，矩形线框最大电流不能超过20A。以下描述正确的是()A．矩形线框转动过程中磁通量的变化率最大值为25VB．电风扇输出的机械效率约为99.1%C．原、副线圈的匝数比n1:n2=10:1D．若将电风扇去掉，则小灯泡变亮，电流表的示数变大112024·辽宁丹东·二模）图甲为交流发电机示意图，图中两磁极之间的磁场可近似为匀强磁场，A为理想电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO9沿逆时针方向匀速转动。从图示位置开始计时，电刷E、F之间的电压随时间变化的图像如图乙所示。已知R=10Ω,下列说法正确的是()A．t=0.01s时，穿过线圈平面的磁通量最大B．t=0时，线圈中感应电流的方向为DCBADC．E、F之间电压的瞬时值表达式为u=10sinπtVD．当线圈从图示位置转过60°时，电流表的示数为0.5A122024·广西·一模）在图甲中，理想变压器的原、副线圈匝数之比n1:n2=1:3，滑片P置于副线圈的中点．在图乙中，滑动变阻器最大阻值R0=6Ω,滑动触头P置于R0的中央。两电路的输入端都接交流u=20·sin100πt(V)的正弦交流电，输出端各接一个阻值R=6Ω的定值电阻和理想交流电压表。两电压表二、多选题132024·湖北·模拟预测）如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，原线圈输入的交流电压瞬时值的表达式为u=220sin100πt(V)，定值电阻R1的阻值为10Ω,电阻箱R2的初始阻值为20A．原线圈中的电流方向每秒钟改变50次B．原副线圈磁通量变化率之比为2:1C．电流表示数为4.4AD．当R2=副线圈功率达到最大142024·湖北·三模）如图所示为理想变压器，已知n1=100匝，n2=30匝。电阻2=0.36Ω3=2.56Ω。电源为理想交流电源。开关S1闭合S2断开时R2的电功率和开关S2闭合S1断开时R3的电功率相等。则线圈n3的匝数可能为()A．20B．40C．60D．801523-24高三上·全国·开学考试）2022年12月20日，世界在建规模最大、技术难度最高的水电工程——白鹤滩水电站（图甲所示）全部机组投产发电，它的建成投产对减少碳排放具有重要意义。如图乙所示，采用高压输电可减少输电线上电能的损耗，发电机组发出电压有效值一定的交流电，经理想变压器升压后向外输电，再经理想变压器降压后接入电网。假设输电线总电阻r保持不变，下列说法正确的是 A．输电电压U一定时，发电功率P加倍，则输电线损耗功率变为原来的4倍B．输电电压U一定时，发电功率P加倍，则入网功率也加倍C．发电功率P一定时，输电电压U加倍，则输电线中的电流减半D．发电功率P一定时，输电电压U加倍，则输电线损耗功率减半162024·黑龙江·三模）如图所示，质量m=kg，长1m、（电阻Ra=1Ω的水平导体棒ab，其两个端点分别搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆环上，两圆环半径均为r=m电阻不计。阻值为R=1 Ω的定值电阻用导线与圆环相连接，整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场中。导体棒ab在外力F作用下以速率v=2m/s绕两圆环的中心轴OO'匀速转动，ab在圆环最低点时记为t=0时刻，重力加速度g取10m/s²,电流表为理想交流表，其他电阻不计。下列说法正确的是()A．电流表的示数为1AB．定值电阻两端的电压为uR=2cosπt(V)C．从t=0到0.5s的过程中，通过导体棒ab的电量为0.5CD．从t=0到0.5s的过程中，外力F做的功为3J172024·湖北武汉·二模）分析推理、类比归纳是重要的科学研究方法。如图甲所示，矩形线圈abcd绕轴OO9匀速转动产生的交流电i-t图像如图乙所示，电流最大值为Im，周期为T。如图丙所示，一劲度系数为k的轻质弹簧一端固定，另一端与小球相连，静置于光滑水平面上，现将小球向右缓慢移动一段距离A（不超过弹簧的弹性限度小球被无初速释放后，其运动的v-t图像如图丁所示，速度最大值为vm，周期为T。已知图乙和图丁分别为余弦和正弦函数图线，下列说法正确的是()A．0~时间内，通过线圈横截面积的电量B．0~时间内，通过线圈横截面积的电量C．类比图乙和图丁，小球运动过程中的速度最大值D．类比图乙和图丁，小球运动过程中的速度最大值182024·山东东营·二模）某节能环保风力发电演示系统由风力发电机、升压变压器和用户三部分构成，简易示意图如下。t=0时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈以恒定的转速n转动，已知发电机线圈面积匝数为N=100匝，内阻不计；匀强磁π场的磁感应强度为理想变压器原、副线圈的匝数比为n1:n2=1:4。在用户部分电路中电表均为理想电表，D为理想二极管，定值电阻R1=4Ω、R2=4Ω,若电压表的示数为u2=40V，则()A．发电机线圈的转速n=100r/sB．原线圈输入的功率为600WC．电阻R1、R2上消耗的电功率之比为1:2D．电流表的示数为5A1923-24高三下·河北·阶段练习）交变电路示意图如图所示，图中变压器为理想变压器，已知三个灯泡完全相同，其阻值可视为定值，a、b接入有效值为U的交变电流。初始时滑动变阻器滑片置于最左端时，三个灯泡亮度相同，现让滑片向右滑动，I1、I2、I3、U1、U2、U3的变化量大小分别为ΔI1、ΔI2、ΔI3、ΔU1、ΔU2、ΔU3，下列说法正确的是():1:1B．滑片向右滑动时，I2增大ΔUC．2ΔI1=ΔI2—ΔI3D．增大202024·河北保定·三模）一座小型水电站通过理想升压变压器和理想降压变压器向较远处的用户输送电能，如图所示。已知发电机的输出电压为U，输出功率为P；用户处的电压为U用，消耗的功率为P用，两变压器间线路的总电阻为R，其余线路电阻不计，由此可计算出()A．输电效率B．两变压器间的距离C．升压变压器的原、副线圈匝数比D．降压变压器的原、副线圈匝数比212024·山西太原·三模）如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO,匀速转动，磁感应强度为B，线圈面积为S，转动的角速度为①,匝数为n，线圈电阻不计，右侧接降压变压器。定值电阻R1=R2，电容器电容为C，电表均为理想电表，下列说法正确的是()A．增大线圈转动的角速度①,灯泡亮度不变B．增大线圈转动的角速度①,电压表示数变大C．线圈转动的角速度①一定，开关S由1调至2时，电流表示数变大D．线圈转动的角速度①一定，开关S由2调至1时，R1消耗的功率变大222024·山东烟台·二模）某实验小组利用如图所示的电路模拟研究远距离输电。图中交流电源电压为U=6V，定值电阻为R=20Ω,小灯泡L的规格为“6V3.6W”，接通电路调节两个变压器，使小灯泡始终以额定功率工作，此时理想变压器T1原副线圈的匝数比为=k1，理想变压器T2原副线圈的匝数比为=k2。则下列说法中正确的是()A．k1和k2的乘积小于1B．k1越大电路的输电效率越高C．若k2=6，则R上消耗的功率为0.2WD．若k2=6，则变压器T1的输出电压为38V2323-24高三下·四川雅安·阶段练习）车载手机无线充电是一种方便的充电方式，可以让驾驶者在驾车过程中无须使用充电线连接手机而给手机充电。这种技术利用了电磁感应原理，通过在车内安装一个无线充电器，向放置在充电器上的手机发送电能。整个装置的示意图如图所示，电力输送线圈匝数与接受线圈的匝数之比为22：1，输电线圈的电压U=110sin50πt(V)。不计充电过程的电能损失。下列说法A．若输电线圈的电流为逆时针方向（俯视图）且增大，则接受线圈的电流方向也为逆时针B．无线充电的频率为25HzC．接受线圈两端电压的有效值为5VD．接受线圈两端的最大电压为10V2423-24高三下·辽宁·期中）“西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证，如图为模拟远距离高压输电示意图。已知升压变压器原、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，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为20∶1和1∶20，各互感器和电表均为理想状态，则下列说法正确的是()A．电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流作用B．若电压表的示数为200V，电流表的示数为5A，则线路输送电功率为100kWC．若保持发电机输出电压U1和用户数不变，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率减小D．若发电机输出电压U1一定，仅增加用户数，为维持用户电压U4不变，可将滑片P上移252024·江西·模拟预测）如图所示为理想变压器，其原、副线圈匝数比为2，所接电源为有效值恒为U的正弦交流电压，且不计电源内阻。原线圈接有定值电阻R0，副线圈接有定值电阻R1以及滑动变阻器R2，且R1=R0，R2最大阻值也等于R0，四个理想交流电表的连接如图所示。现将R2的滑动触头从上向下滑动，电表的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔI1、ΔI2，则下列说法正确的是()A．电压表V2的示数减小，电流表A2的示数减小B．电压表V1的示数增大，电流表A1的示数减小C．滑片P向下滑动过程中变压器输出最大功率为三、解答题2623-24高三下·云南昆明·阶段练习）图甲和图乙所示是手动式手电筒内振动式发电机的两个截面图，半径为0.02m、匝数为100的线圈a所在位置的磁感应强度大小T。线圈a接原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器，给额定电流为0.5A的灯泡供电。推动手柄使线圈a沿轴线往复运动，线圈a中电动势随时间按正弦规律变化，如图丙所示。线圈a及导线电阻不计。求：（1）图丙中电动势的表达式；（2）若手动发电的效率为20%，灯泡正常发光，手动做功的平均功率是多少结果保留2位有效数字）（3）线圈a往复运动过程中的最大速度。1.(2024河北卷考题)4.R1、R2为两个完全相同的定值电阻，R1两端的电压随时间周期性变化的规律如图1所示（三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的倍R2两端的电压随时间按正弦规律变化如图2所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比Q1:Q2为() 【答案】B【解析】根据有效值的定义可知图1的有效值的计算为解得图二的有效值为接在阻值大小相等的电阻上，因此Q1:Q2=U12:U=4:3故选B。2.（2024年新课标考题）7.电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过90°时，线圈中()A.电流最小B.电流最大C.电流方向由P指向QD.电流方向由Q指向P【答案】BD【解析】如图开始线圈处于中性面位置，当磁极再转过90°时，此时穿过线圈的磁通量为0，故可知电流最大；在磁极转动的过程中，穿过线圈的磁通量在减小，根据楞次定律可知，此时感应电流方向由Q指向P。故选BD。3.（2024全国甲卷考题）6.如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻R0和R1、开关S。S处于闭合状态，在原线圈电压U0不变的情况下，为提高R1的热功率，可以()A.保持T不动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动B.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片位置不变C.将T向a端移动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动D.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片向e端滑动【答案】AC【解析】A．保持T不动，根据理想变压器的性质可知副线圈中电压不变，当滑动变阻器R的滑片向f端滑动时，R与R1串联后的总电阻减小，电流增大，根据P=I2R1可知此时热功率增大，故A正确；B．将T向b端移动，副线圈匝数变小，故副线圈两端电压变小，滑动变阻器R的滑片位置不变时，通过R1的电流减小，故热功率减小，故B错误；C．将T向a端移动，副线圈匝数增加，故副线圈两端电压变大，滑动变阻器R的滑片向f端滑动，R与R1串联后的总电阻减小，电流增大，此时热功率增大，故C正确；D．将T向b端移动，副线圈匝数减少，故副线圈两端电压变小，滑动变阻器R的滑片向e端滑动，R与R1串联后的总电阻增大，电流减小，此时热功率减小，故D错误。故选AC。4.(2024浙江1月卷考题)5.如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出u=5sin100πt(V)的交流电，经原、副线圈匝数分别为n1和n2的变压器升压至峰值大于10kV，就会在打火针和金属板间引发电火花，实现点火。下列正确的是()A.B.C.用电压表测原线圈两端电压，示数为5VD.副线圈输出交流电压的频率是100Hz【答案】B【解析】AB．原线圈两端电压的有效值根据电压匝数关系有变压器副线圈电压的峰值U2max=根据题意有U2max>10×103V解得>20000故A错误，B正确；C．用电压表测原线圈两端电压，电压表测的是有效值，则示数为2V，故C错误；解得f=50Hz变压器不改变频率，则副线圈输出交流电压的频率是50Hz，故D错误。故选B。5.（2024年广东卷考题）1.将阻值为50Ω的电阻接在正弦式交流电源上。电阻两端电压随时间的变化规律如图所示。下列说法正确的是()A.该交流电的频率为100HzB.通过电阻电流的峰值为0.2A【答案】D【解析】A．由图可知交流电的周期为0.02s，则频率为=50Hz，故A错误； B．根据图像可知电压的峰值为10-2V，根据欧姆定律可知电流的峰值所以电阻在1s内消耗的电能为W=I2Rt=0.22×50×1J=2J，故C错误；故选D。6.（2024年湖南卷考题）6．根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度①匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻R0。当用户端接一个定值电阻R时，R0上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是()A．风速增加，若转子角速度增加一倍，则R0上消耗的功率为4PB．输电线路距离增加，若R0阻值增加一倍，则R0消耗的功率为4PC．若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则R0上消耗的功率为8PD．若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则R0上消耗的功率为6P【答案】A【解析】如图为等效电路图，设降压变压器的原副线圈匝数比为k:1，则输电线上的电流为转子在磁场中转动时产生的电动势为e=NBS①sin①tA．当转子角速度增加一倍时，升压变压器原副线圈两端电压都增加一倍，输电线上的电流变为I2/=2I2，故R0上消耗的电功率变为原来的4倍，故A正确；C．升压变压器副线圈匝数增加一倍，副线圈两端电压增加一倍，输电线上的电流增加一倍，故R0上消耗的电功率变为原来的4倍，故C错误；B．若R0阻值增加一倍，输电线路上的电流消耗的功率P3=I/2.2R0≠4P，故B错误；D．若在用户端并联一个完全相同的电阻R，用户端电阻减为原来的一半，输电线上的电流为消耗的功率P4=I//2R0≠6P，故D错误。故选A。7.(2024年湖北卷考题)5.在如图所示电路中接入正弦交流电，灯泡L1的电阻是灯泡L2的2倍。假设两个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。闭合开关S，灯泡L1、L2的电功率之比P1:P2为()【答案】C【解析】两个二极管正向电阻为0，反向电阻无穷大，二极管导通则短路并联的灯泡，此时另一个灯泡与电源串联，根据电路图可知在一个完整的周期内，两个灯泡有电流通过的时间相等都为半个周期，电压有效值相等，则根据可知=RL2:RL1=1:2故选C。8.（2024年上海卷考题）12.某自行车所装车灯发电机如图（a）所示，其结构见图（b）。绕有线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动。摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化。线圈两端c、d作为发电机输出端。通过导线与标有“12V，6W”的灯泡L1相连。当车轮匀速转动时，发电机榆出电压近似视为正弦交流电。假设灯泡阻值不变，摩擦轮与轮胎间不打滑。12.在磁铁从图示位置匀速转过90°的过程中（1）通过L1的电流方向（在图中用箭头标出_____（2）L1中的电流_____A．逐渐变大B．逐渐变小C．先变大后变小D．先变小后变大【答案】①.②.A（1）[1]根据题意，由楞次定律可知，通过L1的电流方向如图所示（2）[2]由图可知，开始阶段，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小，转动后，磁通量减小，磁通量的变化率增大，当转过90。时，穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，可知，转动过程中L1中的电流逐渐增大。故选A。13.若发电机线圈电阻为2Ω,车轮以某一转速n转动时，L1恰能正常发光。将L1更换为标有“24V，6W”的灯泡L2，当车轮转速仍为n时（1）L2两端的电压_____A．大于12VB．等于12VC．小于12V（2）L2消耗的功率_____A．大于6WB．等于6WC．小于6W【答案】①.A②.C【解析】（1）[1]根据题意，由公式可得，L1的电阻为Ω=24ΩL1恰能正常发光，则感应电动势的有效值为=13VL2的电阻为Ω=96Ω车轮转速仍为n时，感应电动势的有效值不变，则L2两端的电压≈12.7V>12V故选A。（2）[2]L2消耗的功率≈1.68W<6W故选C。9.（2024年上海卷考题）14.利用理想变压器将发电机输出电压变压后对标有“24V，6W”的灯泡供电，使灯泡正常发光，变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=1:2，该变压器原线圈两端的电压为V。【答案】12【解析】根据变压器电压与匝数关系有解得U2=12V10.（2024年上海卷考题）15.在水平路面骑行时，假设骑车人对自行车做的功仅用于克服空气阻力和发电机阻力。已知空气阻力与车速成正比，忽略发电机内阻。（1）在自行车匀加速行驶过程中，发电机输出电压u随时间t变化的关系可能为B.D.（2）无风时自行车以某一速度匀速行驶，克服空气阻力的功率Pf=30W，车灯的功率为PL=4W。为使车灯的功率增大到PL’=6W，骑车人的功率P应为【答案】①.C②.51W【解析】（1）[1]在自行车匀加速行驶过程中，发电机的转速越来越大，则周期越来越小，感应电动势的最大值越来越大，综上所述，只有C符合题意。故选C。（2）[2]根据题意，由可得U’2:U2==1.5:1所以v’2:v2=U’2:U2=1.5:1又有Pf=fv=kv211.(2024年辽宁卷考题)13.如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2=5：1，原线圈接在电压峰值为Um的正弦交变电源上，副线圈的回路中接有阻值为R的电热丝，电热丝密封在绝热容器内，容器内封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热，加热前气体温度为T0。（1）求变压器的输出功率P；（2）已知该容器内的气体吸收的热量Q与其温度变化量ΔT成正比，即Q=CΔT，其中C已知。若电热丝产生的热量全部被气体吸收，要使容器内的气体压强达到加热前的2倍，求电热丝的通电时间t。【解析】（1）由原线圈正弦交流电的峰值可知变压器输入电压有效值为设变压器副线圈的输出电压为U2，根据理想变压器的电压与匝数之间的关系有联立解得理想变压器的输出功率等于R的热功率，即P=（2）设加热前容器内气体的压强为p0，则加热后气体的压强为2p0，温度为T2，容器内的气体做等容变化，则有由Q=CΔT知气体吸收的热量Q=C(2根据热力学第一定律ΔU=W+Q，气体的体积不变，所以W=0，容器是绝热容器，则ΔU=Q电热丝产生的热量全部被气体吸收Q=Pt联立整理得50CTR解得一、单选题12024·山东烟台·三模）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1，输入端A、B接入电压有效值恒定的交变电源。滑动变阻器R1最大阻值为40Ω,其滑片P1初始位置在最左端；滑动变阻器R2最大阻值为5Ω,其滑片P2初始位置在正中间。理想电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，理想电压表V1、V2示数为U1、U2，下列说法中正确的是()A．P2保持不动，P1向右滑动，则U1增大，U2不变B．P1保持不动，P2向下滑动，则I1减小，I2减小C．P2保持不动，P1向右滑动，则R1消耗的功率一直增大D．P2保持不动，P1向右滑动，则R1消耗的功率先增大后减小【答案】D【解析】A．设原副线圈的匝数比为k，根据理想变压器电压与匝数比的关系U初=kU次电流与匝数比的关系副线圈负载电阻原线圈的等效电阻R等效==k2R2设输入电压为U0，对于原线圈电路，根据欧姆定律保持不动，即R2不变，P1向右滑动，则R1变大，则I初减小，次级电流减小，初级电压减小，则U2减小，U1增大，故A错误；I2n1B．P1保持不动，P2向下滑动，R2减小，则I初增大，即I1增大，匝数不变，由可知I2I2n1错误；CD．P2保持不动，原线圈的等效电阻R等效=k2R2=22×5Ω=20Ω将此电阻看做是电源U0的内阻，将R1看做是电源的外电阻，则当P1向右滑动时，电阻增加，当R1=20Ω时即滑片滑到中央位置R1消耗的功率最大，然后随R1阻值继续增加，R1消耗的功率逐渐减小，即R1消耗的功率先增加后减小，故C错误，D正确。故选D。22024·青海·模拟预测）一面积为S的单匝矩形线框的电阻为R，垂直通过线框的磁感应强度B与时间t的关系图像如图所示，下列说法正确的是()A．交流电的周期为2t0B．磁通量绝对值的最大值为C．t0时刻线框的感应电流为0D．该线框中交变电流的有效值为【答案】D【解析】A．根据图像可知，磁感应强度的变化周期为3t0，根据法律的电磁感应定律可知，交流电的周期为3t0，故A错误；B．磁感应强度的最大值为B0，可知，磁通量绝对值的最大值为B0S，故B错误；C．根据图像可知，t0时刻磁感应强度的变化率最大，则该时刻的感应电动势达到最大，即t0时刻线框的感应电流达到最大，故C错误；D．根据法拉第的电磁感应定律有，可知，在0~2t0内，感应电动势随时间也呈现正弦式变化，在2t0~3t0时间内，磁感应强度不变，穿过线框的磁通量不变，没有产生电磁感应现象，感应电动势为0，在0~2t0内，磁感应强度的函数方程为B=-B0sint=-B0sin对上述函数求导，得到B'=-该段时间内的感应电动势的瞬时值为感应电动势的周期为3t0，令其有效值为则有.3故选D。32024·北京大兴·三模）如图甲所示，为一小型交流发电机示意图。匝数为20的线圈总电阻为2Ω,当线圈匀速转动时与外电路R=18Ω的电阻构成闭合回路。从图甲所示位置开始计时，通过电阻R的交变电流如图乙所示，则下列判断正确的是()B．图甲所示时刻，穿过线圈的磁通量变化最快D．线圈的最大磁通量为Wb【答案】C【解析】A．由图乙可知，t=0．01s时，电流为0，则穿过线圈平面的磁通量最大，即线圈平面与磁场方向垂直，故A错误；B．图甲所示时刻，线圈平面与磁场垂直，穿过线圈平面的磁通量最大，穿过线圈的磁通量变化最慢，过B错误；C．由图乙可知，通过电阻的电流的有效值为2=20A电阻R的功率为P=i2R=7.2×103W，故C正确；D．感应电动势的最大值为Em=im(R+r)=故选C。42024·北京海淀·二模）类比是研究问题的常用方法。与电路类比就可以得到关于“磁路”（磁感线的通路）的一些基本概念和公式。在电路中可以靠电动势来维持电流，在磁路中靠“磁动势”来维持铁芯中的磁场，如图1所示，磁动势Em=NI，其中N为线圈的匝数，I为通过线圈中的电流。类比闭合电路的欧姆定律，磁路也存在闭合磁路的欧姆定律Em=ΦRm，其中Φ为磁通量，Rm被称为磁阻，磁阻所满足的磁阻 定律与电阻定律具有相同的形式，磁阻率可类比电阻率，磁路的串、并联规律可类比电路的串、并联规律。结合以上关于磁路的信息以及你所学过的知识，下列说法不正确的是()A．变压器铁芯的磁阻率远小于空气的磁阻率B．在国际单位制中，磁阻的单位可以表示为C．不考虑漏磁，图2所示的串联磁路满足Em=Φ(Rm1+Rm2)D．不考虑漏磁，在图3所示的并联磁路中，磁阻小的支路中磁感应强度一定大【答案】D【解析】A．变压器铁芯的磁阻率远小于空气的磁阻率，故A正确；B．根据磁阻定律Rm=Pm磁阻的单位为；根据磁感应强度与磁通量的关系有磁感应强度B的单位为T，电流I的单位为A，时间t的单位为s，质量m的单位为kg，长度l的单位为m，面积S的单位为m2，根据磁动势Em=NI，磁阻的单位可以表示为，故B正确；C．不考虑漏磁，图2所示的串联磁路满足磁路欧姆定律Em=Φ(Rm1+Rm2)，故C正确；D．不考虑漏磁，在图3所示的并联电路中，磁阻小的支路中磁通量大，但磁感应强度不一定大，因为磁感应强度与磁通量和面积S的比值有关，故D错误。本题选不正确的，故选D。52024·山东聊城·三模）如图甲所示，发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕中心转轴匀速转动，产生的感应电动势如图乙所示，发电机输出端接理想变压器，理想变压器原、副线圈匝数比n0:n1:n2=4:1:2，副线圈1接额定电压为4V的小灯泡，副线圈2连接定值电阻R。开关S断开时，小灯泡正常发光，理想电流表的示数为1A。开关S闭合后，调整矩形线圈的转速为原来的1.2倍，小灯泡仍正常发光。下列说法正A．t＝0时，线圈平面与磁场方向夹角为30°B．矩形线圈的电阻为20ΩC．图乙中瞬时感应电动势e随时间t的变化关系为e=202sinD．开关S闭合后发电机的总功率为开关S闭合前发电机总功率的1.2倍【答案】C【解析】AC．由图乙可知线圈转动的周期为0.02s，图乙中瞬时感应电动势e随时间t的变化关系为当t=0时，e=10V，代入解得则t＝0时，线圈平面与磁场方向夹角为=60。，故A错误，C正确；B．开关S断开时，小灯泡正常发光，由变压器规律在原线圈由闭合电路欧姆定律得E有效=U0+I0r解得矩形线圈的电阻为r=4Ω,故B错误；D.开关S闭合，调整矩形线圈的转速为原来的1.2倍，则E=1.2Em=24V因为小灯泡仍然正常发光，则U0=16V，由闭合电路欧姆定律得E有/效=U0+Ir解得理想电流表的示数为I0,=2A开关S闭合后发电机的总功率为P,=E有,效I0,=48W开关S闭合前发电机总功率为P=E有效I0=20W，则，故D错误。故选C。62024·山东济宁·三模）除颤仪是用于突发心室纤颤等心脏疾病的急救医疗设备，某型号除颤仪电路原理如图所示。某次调试时，除颤仪接在220V交流电源上，交流电压表示数为20V，电容器充电完毕，开关由“1”掷向“2”，放电电流平均值为2.8A，放电时间约为10-2s，已知电容器电容为2.0×10-5F。下列说法正确的是()A．自耦变压器的原副线圈匝数之比为10:1B．充电完毕后电容器两端的电压为2800VC．升压变压器原副线圈的匝数比约为1:50D．若去掉二极管该除颤仪依然可正常工作【答案】C【解析】A．自耦变压器的原副线圈匝数之比为，故A错误；BC．充电完毕后电容器储存的电荷量为Q=It=2.8×10-2C则充电完毕后电容器两端的电压为V=1400V则升压变压器副线圈电压的最大值为1400V，升压变压器原线圈电压的最大值为2U2=20则升压变压器原副线圈的匝数比为，故B错误，C正确；D．若去掉二极管，电容器两端接交流的，电容器一直进行充放电，则该除颤仪依然不能正常工作，故D错误。故选C。72024·陕西·三模）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1:n2，输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终均为2R0。滑动变阻器R的最大阻值为R0。现将滑动变阻器的滑片由变阻器的中点分别向a、b两端滑动，滑动过程中两个灯泡始终发光且未超出安全电压，下列说法正A．滑片向a端滑动时，L1一直变暗，L2一直变亮B．滑片向a端滑动时，L1一直变亮，L2一直变亮C．滑片向b端滑动时，L1一直变暗，L2一直变亮D．滑片向b端滑动时，L1一直变亮，L2一直变亮【答案】C【解析】当并联电路两支路电阻相等时，并联电阻最大，所以根据并联电路电阻的特点可知，滑动变阻器的滑片从中点向a端或b端的过程中，负载端并联总电阻一直增大，设电源输出电压有效值为U，通过原线圈的电流为I1，通过副线圈的电流为I2，负载端并联电路的总电阻为R，令n1:n2=n，则由能量守恒定律及理想变压器规律有UI1=I.2R0+I.R并，整理得其中U、n、R0不变，并联电阻一直增大，故I1一直变小，故灯泡L1一直变暗，原线圈两端的电压为U1=U-2I1R0则原线圈两端的电压一直变大，原副线圈匝数比不变，根据理想变压器规律可知，副线圈两端电压U2一直变大，则流过灯泡L2的电流为滑动变阻器的滑片滑动到b端的过程，Rb一直减小，故流过灯泡L2两端电流一直变大，即灯泡L2一直变亮。故选C。82024·四川成都·模拟预测）在匀强磁场中有一电阻忽略不计的矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的正弦交流电的感应电动势e随时间t的变化如图甲所示，把该交流电输入到图乙中理想变压器的A、B两端。已知R，为热敏电阻（其电阻随温度升高而减小R为定值电阻，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是()A．变压器A、B两端电压的瞬时值表达式为u=100sin50πt（V）B．图甲中t=2×10-2s时，穿过线圈的磁通量最大C．Rt处温度升高后，电压表V1与V2示数的比值不变D．Rt处温度升高后，变压器的输入功率减小【答案】B【解析】A．根据图甲可知=100V，T=0.02s，则①==100πrad/s故变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=100sin100πt（V故A错误；B．图甲中t=2×10-2s时，线圈平面与磁场垂直，穿过线圈的磁通量最大，故B正确；C．理想变压器匝数不变，输入电压不变，则电压表V1示数不变，副线圈两端的电压U2不变，Rt处温度升高时，Rt的阻值减小，根据闭合电路欧姆定律可知，副线圈回路中的电流I2增大，电压表V2测量Rt两端的电压，根据串并联电路规律及欧姆定律有Ut=U2-I2R则电压表V2示数减小，电压表V1示数与V2示数的比值变大，故C错误；D．理想变压器匝数不变，输入电压不变，副线圈两端的电压U2不变，Rt处温度升高时，Rt的阻值变小，变压器的输出功率输出功率变大，理想变压器输入功率等于输出功率，故变压器的输入功率变大，故D错误。故选B。92024·贵州·三模）如图所示，两个线圈绕在一个不闭合的铁芯上，原线圈接电压按 u=220·2sin100πt(V)规律变化的交流电，副线圈接规格为“220V，100W”的用电器P，该用电器电阻恒定，原、副线圈匝数比为则用电器P的功率可能为()A．100WB．25WC．25WD．15W【答案】D【解析】若该变压器为理想变压器，由可知用电器两端的电压将为U2=110V由P=UI=可知用电器的功率应为25W，但因此变压器不是理想变压器，因此用电器P的功率一定小于25W，故ABC错误，D正确。故选D。102024·福建·模拟预测）如图，矩形线框切割磁感线产生交流电压e=25·sin100兀t(V)，它的匝数N=5、电阻r=1Ω,将其接在理想变压器的原线圈上。“220V22W”的灯泡L正常发光，内阻为10Ω的电风扇M正常工作，电流表A的示数为0.3A。导线电阻不计，电压表和电流表均为理想电表，不计灯泡电阻的变化，矩形线框最大电流不能超过20A。以下描述正确的是()A．矩形线框转动过程中磁通量的变化率最大值为25·VB．电风扇输出的机械效率约为99.1%C．原、副线圈的匝数比n1:n2=10:1D．若将电风扇去掉，则小灯泡变亮，电流表的示数变大【答案】B【解析】A．根据法拉第电磁感应定律，有Em=NB．副线圈电路中，灯泡与电风扇并联，灯泡L正常发光，则电风扇M的电压为UM=220V电风扇所在支路电流为IM=I2-=0.2A电风扇输出的机械效率约为≈99.1%，故B正确；C．原、副线圈的匝数比为，n1=I2n2U2n2I1由闭合电路欧姆定律，可得U1=E-I1r联立解得，故C错误；D．若将电风扇去掉，副线圈电阻增大，电流表示数减小，导致原线圈电流减小，原线圈的端电压增大，副线圈电压随之增大，则小灯泡变亮，故D错误。故选B。112024·辽宁丹东·二模）图甲为交流发电机示意图，图中两磁极之间的磁场可近似为匀强磁场，A为理想电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO/沿逆时针方向匀速转动。从图示位置开始计时，电刷E、F之间的电压随时间变化的图像如图乙所示。已知R=10Ω,下列说法正确的是()A．t=0.01s时，穿过线圈平面的磁通量最大B．t=0时，线圈中感应电流的方向为DCBADC．E、F之间电压的瞬时值表达式为u=10sinπtVD．当线圈从图示位置转过60°时，电流表的示数为0.5A【答案】B【解析】A．t=0.01s时，电动势有最大值，根据E=可知穿过线圈平面的磁通量最小，故A错误；B．t=0时，根据楞次定律可知线圈中感应电流的方向为DCBAD，故B正确；C．E、F之间电压的瞬时值表达式为u=10cos100πtV，故C错误；D．电流表所读为有效值，所以I=2A，故D错误。故选B。122024·广西·一模）在图甲中，理想变压器的原、副线圈匝数之比n1:n2=1:3，滑片P置于副线圈的中点．在图乙中，滑动变阻器最大阻值R0=6Ω,滑动触头P置于R0的中央。两电路的输入端都接交流u=20sin100πt(V)的正弦交流电，输出端各接一个阻值R=6Ω的定值电阻和理想交流电压表。两电压表【答案】A对甲电路，根据电压表等于匝数比可得，解得U1=30V对乙电路，有R并=Ω=2Ω故选A。二、多选题132024·湖北·模拟预测）如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，原线圈输入的交流电压瞬时值的表达式为u=220sin100πt(V)，定值电阻R1的阻值为10Ω,电阻箱R2的初始阻值为20A．原线圈中的电流方向每秒钟改变50次B．原副线圈磁通量变化率之比为2:1C．电流表示数为4.4AD．当R2=副线圈功率达到最大【答案】CD【解析】A．由题意可知，交表电流的周期为=0.02s每个周期交变电流方向改变2次。所以每秒钟改变100次，故A项错误；B．理想变压器，其原副线圈磁通量变化率之比相等，即为1:1，故B项错误；C．设副线圈电压为U2，原线圈电压为U1，R1两端电压为U，则U=U+U1又因为理想变压器，所以有设灯泡电流为I，灯泡电阻与电阻箱的阻值相同，电阻箱的电流也为I，则U2=IR2=电流关系有由欧姆定律有U=I1R1联立解得I=4.4A，即电流表的示数为4.4A，故C项正确；D．把负载等效成一个电阻串联在原线圈中，其等效阻值设为R，则U1=I1R又因为U2=I2理想变压器有，联立解得R的功率为可知，当R=R1时，R的功率最大，即副线圈功率达最大。则R=4故选CD。142024·湖北·三模）如图所示为理想变压器，已知n1=100匝，n2=30匝。电阻R=0.36Ω,R3=2.56Ω。电源为理想交流电源。开关S1闭合S2断开时R2的电功率和开关S2闭合S1断开时R3的电功率相等。则线圈n3的匝数可能为()A．20B．40C．60D．80【答案】BD【解析】把定值电阻R1和理想交流电源可等效为一个内阻为R1的电源。R2和R3可分别与变压器等效为定值电阻。有两种情况下R2和R3消耗的功率相等。一种是R2和R3等效电阻相等，有可求得n3=80匝第二种情况是R2和R3等效电阻的乘积等于等效内阻R1的平方，有R3=R12可求得n3=40匝，故选BD。【点睛】本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比。1523-24高三上·全国·开学考试）2022年12月20日，世界在建规模最大、技术难度最高的水电工程——白鹤滩水电站（图甲所示）全部机组投产发电，它的建成投产对减少碳排放具有重要意义。如图乙所示，采用高压输电可减少输电线上电能的损耗，发电机组发出电压有效值一定的交流电，经理想变压器升压后向外输电，再经理想变压器降压后接入电网。假设输电线总电阻r保持不变，下列说法正确的是 A．输电电压U一定时，发电功率P加倍，则输电线损耗功率变为原来的4倍B．输电电压U一定时，发电功率P加倍，则入网功率也加倍C．发电功率P一定时，输电电压U加倍，则输电线中的电流减半D．发电功率P一定时，输电电压U加倍，则输电线损耗功率减半【答案】AC【解析】A．由P=UI可知输电线电流输电线损耗功率=I2r=输电电压U一定时，发电功率P加倍，输电线损耗功率变为原来的4倍，A正确；B．入网功率发电功率P加倍时，入网功率没有加倍，B错误；C．由I=可知，发电功率P一定时，输电电压U加倍，则输电线中的电流减半，C正确；r可知，发电功率P一定时，输电电压U加倍，输电线损耗功率变为原来的，D错误。故选AC。162024·黑龙江·三模）如图所示，质量m=kg，长1m、（电阻Ra=1Ω的水平导体棒ab，其两个端点分别搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆环上，两圆环半径均为电阻不计。阻值为R=1Ω的定值电阻用导线与圆环相连接，整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B=T的匀强磁场中。导体棒ab在外力F作用下以速率v=2m/s绕两圆环的中心轴OO'匀速转动，ab在圆环最低点时记为t=0时刻，重力加速度g取10m/s²,电流表为理想交流表，其他电阻不计。下列说法正确的是()A．电流表的示数为1AB．定值电阻两端的电压为uR=22cosC．从t=0到0.5s的过程中，通过导体棒ab的电量为0.5CD．从t=0到0.5s的过程中，外力F做的功为3J【答案】AD【解析】A．导体棒ab在圆环最低点时，速度v与磁感线垂直，有效切割速度最大，经过时间t导体棒速度与磁感线夹角为t=πt导体棒的有效切割速度为v/=vcosθ=2cosπt(m/s)则感应电动势随时间的变化规律为u=Emcosθ=2cosπt(V)电动势最大值为Em=2感应电流最大值为电流表示数为电流有效值，故电流表示数为2=1A，A正确；B．导体棒ab两端的电压为2cosπt，B错误；C．导体棒ab做圆周运动的周期为因0.5s=，故在0:0.5s时间内，通过导体棒ab的电量为2C，C错误；D．从t=0到0.5s的过程中，由能量守恒有W=I2(R+Rab)t+mgr=3J，D正确。故选AD。172024·湖北武汉·二模）分析推理、类比归纳是重要的科学研究方法。如图甲所示，矩形线圈abcd绕轴OO/匀速转动产生的交流电i-t图像如图乙所示，电流最大值为Im，周期为T。如图丙所示，一劲度系数为k的轻质弹簧一端固定，另一端与小球相连，静置于光滑水平面上，现将小球向右缓慢移动一段距离A（不超过弹簧的弹性限度小球被无初速释放后，其运动的v-t图像如图丁所示，速度最大值为vm，周期为T。已知图乙和图丁分别为余弦和正弦函数图线，下列说法正确的是()A．0~时间内，通过线圈横截面积的电量B．0~时间内，通过线圈横截面积的电量q=2TC．类比图乙和图丁，小球运动过程中的速度最大值D．类比图乙和图丁，小球运动过程中的速度最大值【答案】ADTTEE=BS【解析】AB．0-4时间内，通过线圈横截面积的电量为q=I.4I=RT4而最大电流为联立可得，故A正确，B错误；CD．类比图乙和图丁，i-t图像的面积为电量q，而v-t图像的面积为位移，在0-时间内的位移为振幅A，有A=可得小球运动过程中的速度最大值为，故C错误，D正确。故选AD。182024·山东东营·二模）某节能环保风力发电演示系统由风力发电机、升压变压器和用户三部分构成，简易示意图如下。t=0时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈以恒定的转速n转动，已知发电机线圈面积匝数为N=100匝，内阻不计；匀强磁兀场的磁感应强度为理想变压器原、副线圈的匝数比为n1:n2=1:4。在用户部分电路中电表均为理想电表，D为理想二极管，定值电阻R1=4Ω、R2=4Ω,若电压表的示数为u2=40V，则()A．发电机线圈的转速n=100r/sB．原线圈输入的功率为600WC．电阻R1、R2上消耗的电功率之比为1:2D．电流表的示数为5A【答案】BC【解析】A．根据理想变压器原副线圈两端的电压与匝数之比满足，所以u1=10V则发电机产生的最大电动势为Em=NBS①=NBS2u1=102V所以n=50r/s故A错误；D．因为二极管为理想二极管，电流表的示数也为有效值，所以有=I2R2T2C．电阻R1的功率为=400W电阻R2的功率为P2=I2R2=200W所以电阻R1、R2上消耗的电功率之比为1:2，故C正确；B．原线圈输入的功率等于副线圈消耗的功率，即P=P1+P2=600W，故B错正确。故选BC。1923-24高三下·河北·阶段练习）交变电路示意图如图所示，图中变压器为理想变压器，已知三个灯泡完全相同，其阻值可视为定值，a、b接入有效值为U的交变电流。初始时滑动变阻器滑片置于最左端时，三个灯泡亮度相同，现让滑片向右滑动，I1、I2、I3、U1、U2、U3的变化量大小分别为ΔI1、ΔI2、ΔI3、ΔU1、ΔU2、ΔU3，下列说法正确的是():1:1B．滑片向右滑动时，I2增大C．2ΔI1=ΔI2-ΔI3D．增大【答案】AC【解析】A．滑动变阻器置于最左端时，灯泡正常发光，则此时U2=U3=UL，I1=I2=I3=IL由功率关系U1I1=U2I2+U3I3联立知U1=2U2=2U3B．将除L2、RP外的所有电路看作等效电源，当RP增大时，路端电压U2增大，则等效电源电流I2减小，故B错误；:1:1，可知2I1=I2+I3、2I1'=I2'+I3'又因为U2增大，导致U1、U3增大，从而有UL减小、I3增大，则I1减小，可知ΔI1=I1-I1'、ΔI2=I2-I2'、ΔI3=I3'-I3解得2ΔI1=ΔI2-ΔI3，故C正确D．根据欧姆定律有=RL，则比值不变，故D错误。故选AC。202024·河北保定·三模）一座小型水电站通过理想升压变压器和理想降压变压器向较远处的用户输送电能，如图所示。已知发电机的输出电压为U，输出功率为P；用户处的电压为U用，消耗的功率为P用，两变压器间线路的总电阻为R，其余线路电阻不计，由此可计算出()A．输电效率B．两变压器间的距离C．升压变压器的原、副线圈匝数比D．降压变压器的原、副线圈匝数比【答案】ACD【解析】A．输电效率为故可计算出输电效率，故A符合题意；B．由于不知道单位长度输电线的电阻，故无法计算出两变压器间的距离，故B不符合题意；C．输电线上损失的功率P-P用=IR，升压变压器副线圈电压为升压变压器的原、副线圈匝数比为故可计算出升压变压器的原、副线圈匝数比，故C符合题意；D．降压变压器原线圈电压为U3=U2-I2R降压变压器的原、副线圈匝数比为故可计算出降压变压器的原、副线圈匝数比，故D符合题意。故选ACD。212024·山西太原·三模）如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO/匀速转动，磁感应强度为B，线圈面积为S，转动的角速度为①,匝数为n，线圈电阻不计，右侧接降压变压器。定值电阻R1=R2，电容器电容为C，电表均为理想电表，下列说法正确的是()A．增大线圈转动的角速度①,灯泡亮度不变B．增大线圈转动的角速度①,电压表示数变大C．线圈转动的角速度①一定，开关S由1调至2时，电流表示数变大D．线圈转动的角速度①一定，开关S由2调至1时，R1消耗的功率变大【答案】BC【解析】AB．由线圈转动产生的最大感应电动势为Em=nBS①则有电动势的有效值为可知增大线圈转动的角速度①,则最大感应电动势增大，电动势的有效值增大，灯泡亮度变大，电压表示数变大，A错误，B正确；C．线圈转动的角速度①一定，则产生电动势的有效值一定，开关S由1调至2时，降压变压器的副线圈匝数增大，由变压器原、副线圈的电压比等于匝数比可知，副线圈的输出电压升高，由于变压器是降压变压器，由变压器原、副线圈的电流比与匝数比成反比，可知原线圈的电流小于副线圈的电流，又R1=R2，可知电阻R2上的电压增加量，要大于因原线圈的电流增大，R1上的电压降引起副线圈输出电压的减小量，因此电流表示数变大，C正确；D．线圈转动的角速度①一定，则产生电动势的有效值一定，开关S由2调至1时，变压器副线圈的输出电压降低，副线圈回路中的电流I2减小，则原线圈中电流I1减小，由功率公式可得ΔP=I12R1可知R1消耗的功率变小，D错误。故选BC。222024·山东烟台·二模）某实验小组利用如图所示的电路模拟研究远距离输电。图中交流电源电压为U=6V，定值电阻为R=20Ω,小灯泡L的规格为“6V3.6W”，接通电路调节两个变压器，使小灯泡始终以额定功率工作，此时理想变压器T1原副线圈的匝数