2025年高考物理压轴训练卷15（含解析）

2025年高考物理压轴训练15

一.选择题（共10小题）

1.（2024•兴庆区校级三模）如图所示为高压输电电路图，发电站输送的电压为〃=U,"sin50R,变压器为

理想变压器。将两个相同的电压互感器甲和乙分别接入远距离输电线路的前后端，电流互感器接入远距离

输电线路。电压互感器的原、副线圈匝数比为4:1,电流互感器的原、副线圈匝数比为1%,且左＞100。

高压输电线路正常工作时，电压互感器甲、乙的示数分别为〃、U2,电流互感器的示数为则（）

A.用户使用的电流是频率为50Hz的交流电

B.该远距离输电线路上的电阻为左曲二虫

I

c.该远距离输电线路上损耗的功率为严

D.该远距离输电线路上的电流为‘

k

2.（2024♦道里区校级四模）如图所示，理想变压器左侧原线圈通过输电线与理想交流电流表A和发电机

连接，其中发电机部分由长为L、电阻不计的导体棒以及两个半径也为乙的电阻不计的金属圆环组成。使

导体棒的两个端点分别位于金属圆环的同一水平面上，导体棒以角速度。在竖直面内绕圆环中心轴匀速转

动，整个空间存在方向竖直向下、与金属圆环平行、磁感应强度为5的匀强磁场。变压器右侧副线圈中接

有阻值为火的定值电阻和变阻箱以及理想交流电压表X、匕、匕和理想交流电流表4，初始时调节

电阻箱阻值使其大小等于R,此时电路能正常工作，之后再次调节电阻箱使其阻值等于2R,已知

%:%=1：2,上述过程中，下列说法正确的是（）

A.电流表A的示数减小，电流表4的示数增加

B.电压表乂的示数不变，电压表匕的示数增加

C.电压表匕的示数为0瓦加

D.电阻箱消耗的电功率增大

3.（2024•福建模拟）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4:1,电阻R=55。，电流表、电压

表均为理想电表。原线圈A,3端接入如图乙所示的正弦交变电压，则（）

u/V

0.CM/).020.0\

一220”

甲乙

A.电流表的示数为4.0A

B.t=0.005s时，电压表示数为550V

C.副线圈中的电流方向每秒改变50次

D.原线圈的电流最大值为交A

4

4.（2024•开福区校级模拟）如图所示，理想变压器为自耦变压器，原线圈接交流电源的两端，理想电压

表匕的读数恒为副线圈接阻值为4的定值电阻和滑动变阻器R。调节自耦变压器以及滑动变阻器的

滑片，当理想电压表匕的读数为S时，电源的输入功率为P,则滑动变阻器R消耗的功率为（）

5.（2024•滨海新区校级三模）风力发电将成为福建沿海实现“双碳”目标的重要途径之一。如图甲，风

力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部匝数为N的矩形铜质线圈在水平

匀强磁场中，以角速度。绕垂直于磁场的水平转轴顺时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。

已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为纥,。则（）

A.当线圈转到图示位置时产生的感应电流方向为DCR4

B.当线圈转到竖直位置时电流表的示数为零

C.当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最大

D.穿过线圈的最大磁通量为三

6.（2024•下城区校级模拟）如图所示，甲、乙、丙、丁所示是四种常见的磁场，下列分析正确的是（

A.矩形线圈在甲图两异名磁极间匀速转动，可产生正弦式交流电

B.矩形线框放置在乙图中异名磁极间所制成的磁电式电表，表盘刻度均匀

C.图丙中相距很近的两个同名磁极之间的磁场，除边缘外，可认为是匀强磁场

D.图丁中相距一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场可认为是匀强磁场

7.（2024•青岛模拟）如图所示为某小型输电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功

率恒为22左W。升压变压器原、副线圈的匝数比为1:10,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1:10,电流表的示数为1A,输电线的总电阻q=100。下列说法正确的是（）

A.升压变压器的原线圈输入电压q=22001

B.电流互感器是一种降压变压器

C.将滑动触头P下移，用户获得的电压将增大

D.用户获得的功率为2UW

8.（2024•梅州一模）某电学研究小组根据电工技术中“钳形电流测量仪”工作原理，自制了一个50法的

钳形电流表，如图所示，铁芯左侧绕有匝数为“=100的线圈，并与电流表A组成闭合电路。某次进行测量

时，钳口打开，把被测的通电导线放在钳口中间，通过电流表A,可以间接测出通电导线中的电流。不考

虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，则下列说法正确的是（）

A.该测量仪属于升压变压器

B.该测量仪工作原理是利用自感现象

C.若导线中通过的是10A直流电，电流表中通过的电流是

D.电流表的示数随铁芯左侧线圈的匝数增加而变大

9.（2024•北京）如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压a随时间f变化的图像

如图乙所示，副线圈接规格为“6V,3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（）

A.原线圈两端电压的有效值为245

B.副线圈中电流的有效值为0.5A

C.原、副线圈匝数之比为1:4

D.原线圈的输入功率为12W

10.（2024•茂名二模）某兴趣小组在校园内进行科学小实验，实验场地所处的磁场可视为方向竖直向下,

大小8=5夜xl（T5T的匀强磁场，兴趣小组使长为3m、宽为加、匝数为100的金属线框以角速度

o=10md/s匀速转动，再利用原、副线圈匝数比为1:100的理想变压器使“12V,9W”电风扇正常工作，

线框及电线电阻不计，如图所示。下列说法正确的是（）

A.当线框平面与地面平行时产生的电动势最大

B.电风扇的内阻为160

C.为了使电风扇能正常工作，需把电风扇与一个阻值R=4。的电阻串联

D.金属线框感应电动势的峰值为0.15V

二.多选题（共7小题）

11.（2024•宁河区校级模拟）某种感温式火灾报警器的简化工作电路如图所示。变压器原线圈接电压有效

值恒定的交流电源。副线圈连接报警系统，其中号为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，凡为滑动

变阻器，用为定值电阻。当警戒范围内发生火灾，环境温度升高达到预设值时，报警装置（图中未画出）

通过检测用的电流触发报警。下列说法正确的是（）

A.警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压减小

B.警戒范围内出现火情时，原线圈输入功率变大

C.通过定值电阻飞的电流过大时，报警装置就会报警

D.若要调高预设的报警温度，可减小滑动变阻器&的阻值

12.（2024•麦积区二模）实验室中手摇发电机的原理如图所示，两磁体间的磁场视为匀强磁场，磁感应强

度大小为B,发电机的正方形线圈ABCD绕轴以转速〃匀速转动。已知线圈的边长为L,匝数为N,

总电阻为r,外接小灯泡的电阻为其余电阻不计，下列说法正确的是（）

A.回路中感应电动势的峰值为412〃2人石02

小灯泡两端的电压为胃警

B.

通过小灯泡的电流为笠*

C.

D.小灯泡的功率为

(R+r)2

13.（2024•新课标）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.电流方向由尸指向。D.电流方向由。指向尸

14.（2024•衡水模拟）如图所示，理想变压器原线圈接e=100忘sin（100R）V的交流电，原、副线圈匝数

比"i：%=2:5,已知定值电阻r=16O、4=250,R是滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表,

A.R=75。时，理想变压器的输出功率最大

B.理想变压器的最大输出功率为匕=165.25W

C.理想变压器的输出功率最大时，电流表的示数为L4

D.R=125。时，滑动变阻器消耗的功率最大

15.（2024•清江浦区模拟）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为左:1,。、6接入电压有效值

恒定的交变电源，其中此为滑动变阻器，鸟、.为定值电阻，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变

阻器&的滑片向下移动后，电流表及两个电压表示数变化量的绝对值分别用l/X/l、1△U|和|△61表示，

下列判断正确的是（）

：居

16.（2024•桃城区校级模拟）交变电路示意图如图所示，图中变压器为理想变压器，己知三个灯泡完全相

同，其阻值可视为定值，。、6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，6、乙、4、〃、。2、4的变化量大小分别为△/?、△人、

△q、△/、△&，下列说法正确的是（）

ai

~U

b?

A.々：〃2：%=2:1:1B.滑片向右滑动时，4增大

C.2Z\/i=AZ2-A/3

17.（2024•郸都区校级模拟）如图甲所示，导线框ABCD绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，产生的交变电

动势的图像如图乙所示。线框通过可变电阻耳与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接入一额定电压为

40V的电灯泡，当可变电阻凡=40时，电灯泡恰好正常发光且电流表的示数为2A,导线框A3CD的电阻

不计，电灯泡的电阻不变，电流表为理想电流表，则下列说法正确的是（）

A.图甲中导线框ABCD所处位置的磁通量变化率最小

B.由图乙知，r=5xl（T3s时，导线框垂直于中性面

C.变压器原线圈的输入电压的表达式为5=280^11100^（1）

D.变压器原、副线圈的匝数比为1:2

三.填空题（共3小题）

18.（2024•泉州模拟）如图甲所示的电路中，理想变压器的原、副线圈的匝数比为2:1,输入的交变电压

如图乙所示，乙、乙是完全相同的灯泡，设灯丝电阻保持不变。若灯泡4能正常发光，则灯泡右—（选

填“能”或“不能”）正常发光，灯泡4的额定电压为—V,交变电压瞬时值表达式为"=—Vo

19.（2023•丰台区一模）实验室有一种可拆变压器，原线圈为800匝，副线圈有400匝、300匝、200匝

三种规格，但标记不清，某同学选用一组副线圈，把原线圈连接学生电源，测量原线圈的输入电压5和副

线圈输出电压得到的数据如表:

UJV2.404.406.408.8010.40

0.991.852.723.764.48

u2/v

根据测量数据，可判断副线圈的匝数为

A.400匝

B.300匝

C.200匝

请说明你的判断依据:

20.（2022•台江区校级模拟）2022年年初福建北电南送特高压交流输变电工程（福州一厦门）核准批复,

落实“碳达峰、碳中和”行动方案。如图所示为电能输送示意图，理想升压变压器7；的原、副线圈匝数比

为片，降压变压器5的原、副线圈匝数比为心,则左——（选填“大于”、“小于”或“等于"）：若

心

输电线的总电阻为用户电阻为其他导线电阻不计，用户获得的功率为尸，则输电线路中消耗的热

功率为=

四.解答题（共5小题）

21.（2024•天津）电动汽车制动过程中可以控制电机转为发电模式，在产生制动效果的同时，将汽车的部

分机械能转换为电能，储存在储能装置中，实现能量回收、降低能耗。如图1所示，发电机可简化为处于

匀强磁场中的单匝正方形线框ABCD,线框边长为L,电阻忽略不计，磁场磁感应强度大小为3,线框转

轴00与磁场垂直，且与脑、CD距离相等。线框与储能装置连接。

（1）线框转动方向如图1所示，试判断图示位置4?中的电流方向；

（2）若线框以角速度。匀速转动，线框平面与中性面垂直瞬间开始计时，线框在r时刻位置如图2所示,

求此时AB产生的感应电动势；

（3）讨论电动汽车在某次制动储存电能时，为方便计算，做两点假定：①将储能装置替换为阻值为R的

电阻，电阻消耗的电能等于储能装置储存的电能;②线框转动第一周的角速度为软，第二周的角速度为野，

第三周的角速度为2,依次减半，直到线框停止转动。若该制动过程中汽车在水平路面上做匀减速直线

4

运动，汽车质量为加，加速度大小为°,储存的电能为初动能的50%,求制动过程中汽车行驶的最大距离

XO

电动机的线圈会充当“发电机”角色，由车轮带动

来回收能量。为研究方便，发电机可抽象为如图1所示模型：两磁极间匀强磁场的磁感应强度大小为3、

长方形线圈面积为C,重数为“，整个线圈都处于磁场中，可绕转轴0（7自由转动，线圈外接有阻值为A

的纯电阻负载，忽略线圈的电阻。电动汽车的质量为加。

（1）若电动汽车刹车时受到的地面摩擦等阻力与发电机线圈转动提供的刹车制动力相比可以忽略，即该

模型中，刹车时汽车受到的阻力完全由线圈转动导致，汽车失去的动能全部用来发电。

设在汽车刹车过程中某一时刻，线圈平面和磁场恰好平行，己知此时线圈转动角速度为电，汽车在水平路

面上的瞬时速度为匕，求此时:

0发电机工作回路中电功率的大小；

A汽车线圈提供的制动力的大小。

（2）若电动汽车受到地面摩擦阻力恒为了,线圈提供的制动力与线圈转动的角速度成正比，比例系数为储

经过时间%,汽车的速度由％减为0。

〃在图2中定性作出汽车刹车过程中速度随时间的变化图线;

b.求汽车减速过程中发电机线圈转过的圈数No

图1图2

23.（2024•光明区校级模拟）如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，它的结构是一个套

在辐向形永久磁铁槽中的直径为4=02”、匝数N=50的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其

右视图如图乙所示），线圈所在位置的磁感应强度大小均为8=变7,线圈内阻为厂=K1,它的引出线接

7t

有火=9。的小灯泡L,外力推动线圈框架的尸端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过小灯泡L,从

f=0时刻开始计时，线圈运动的速度v随时间f变化的规律如图丙所示，摩擦等损耗不计，求：

（2）f=0.1s时外力尸的大小。

24.（2024•南通一模）如图所示，一个小型交流发电机输出端连接理想变压器，原、副线圈匝数分别为％、

n2,副线圈连接电阻尺。交流发电机的线圈匝数为N,电动势瞬时值的表达式为e=E,"sin血，发电机线

圈电阻不计。求:

(1)通过发电机线圈磁通量的最大值①，”

(2)变压器原线圈中电流的有效值

9

25.(2024•四川一模)电动晒衣杆方便实用，在日常生活中得到广泛应用。如图所示，一理想变压器，原、

副线圈的匝数比为4:%,原线圈两端接入正弦交流电源，电压为a=a,cosl00RV,副线圈接有一个交流

电流表和一个电动机。当开关S接通后，电动机带动质量为机的晾衣杆以速度v匀速上升，此时电流表读

数为/,重力加速度为g。求：

(1)电动机的输入功率；

(2)电动机线圈电阻R。

2025年高考物理压轴训练15

参考答案与试题解析

一.选择题（共10小题）

1.（2024•兴庆区校级三模）如图所示为高压输电电路图，发电站输送的电压为"=a"sin50m,变压器为

理想变压器。将两个相同的电压互感器甲和乙分别接入远距离输电线路的前后端，电流互感器接入远距离

输电线路。电压互感器的原、副线圈匝数比为h1,电流互感器的原、副线圈匝数比为1%,且左＞100。

高压输电线路正常工作时，电压互感器甲、乙的示数分别为〃、U,,电流互感器的示数为贝1（）

升压变压器远距禺输电线路降压变压器一

发

前

电

端

站11匚1

电压互感器甲电流互感器电压互感器乙

A.用户使用的电流是频率为50压的交流电

B.该远距离输电线路上的电阻为左（q-s）

c.该远距离输电线路上损耗的功率为标/（4-。2）

D.该远距离输电线路上的电流为,

k

【答案】C

【解答】A、根据a=U,”sin507rt可知0=5。万rarf/s,贝！J用户使用的电流是频率为了=色=胆压=25压，

2%2万

故A错误；

BD、对于电压互感器甲，可知远距离输电线路前端电压满足：*=+即。前=左5

对于电压互感器乙，可知远距离输电线路后端电压满足：§=彳，即〃后=初2

对于电流互感器，可知远距离输电线路中的电流满足：）=；，则该远距离输电线路上的电流为：I线=kl

则该远距离输电线路上的电阻为一「=生产二号,故即错误;

C、该远距离输电线路上损耗的功率为"二城一伏/广幺^^二^/他-心），故C正确。

故选：Co

2.（2024•道里区校级四模）如图所示，理想变压器左侧原线圈通过输电线与理想交流电流表A和发电机

连接，其中发电机部分由长为L、电阻不计的导体棒以及两个半径也为L的电阻不计的金属圆环组成。使

导体棒的两个端点分别位于金属圆环的同一水平面上，导体棒以角速度。在竖直面内绕圆环中心轴匀速转

动，整个空间存在方向竖直向下、与金属圆环平行、磁感应强度为6的匀强磁场。变压器右侧副线圈中接

有阻值为H的定值电阻和变阻箱氏尸，以及理想交流电压表X、匕、匕和理想交流电流表4，初始时调节

电阻箱阻值使其大小等于R,此时电路能正常工作，之后再次调节电阻箱使其阻值等于2R,己知

%:%=1:2,上述过程中，下列说法正确的是（）

A.电流表A的示数减小，电流表4的示数增加

B.电压表K的示数不变，电压表匕的示数增加

C.电压表匕的示数为&3/2。

D.电阻箱消耗的电功率增大

【答案】C

【解答】A设导体棒此时的速度与竖直方向夹角为0,则导体棒切割磁感线产生的感应电动势为：

E=BLOLCOS6=BE（DCOS9,电阻箱的阻值变大，故副线圈的总电阻变大，副线圈的总电流变小，则原线

圈的电流变小，故电流表A的示数减小，电流表4的示数也减小，故A错误；

员由于导体棒转速不变，故原线圈的电压不变，则电压表匕示数不变，电阻箱的阻值变大，故副线圈的总

电阻变大，副线圈的总电流变小，由于R和七是串联关系，则R的电压变小，故乂变小，由于副线圈的

总电压不变，故号的电压变大，即电压表匕的示数增加，故3错误;

C.原线圈电压有效值4=，=华，根据变压器变压特点：5=劣，可得U,=垃BL%,故C正确;

0aU2n2

2<2

O.初始时电阻箱消耗的电功率为：2=生=工—=运，调节电阻箱使其阻值等于2R后，电功率为：

RpR4R

4.

p=qj=2=丝金，故消耗电功率应减小，故。错误。

Rp'2R18R

故选：C。

3.（2024•福建模拟）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4:1,电阻R=55。，电流表、电压

表均为理想电表。原线圈A,3端接入如图乙所示的正弦交变电压，贝!］（）

A.电流表的示数为4.0A

B.f=0.005s时，电压表示数为55同

C.副线圈中的电流方向每秒改变50次

D.原线圈的电流最大值为变A

4

【答案】D

【解答】AB.分析图乙可知，原线圈的电压最大值为220同，所以原线圈的电压的有效值为

C4,=22072y=220v）再根据5=区可知，副线圈的电压的有效值为0,=551,即为电压表的读

亚亚U2n2

数，根据闭合电路欧姆定律可知，电流/=幺=至4=14,故他错误。

R55

C、变压器不会改变电流的频率，电流的周期为T=0.02s,交变电流一个周期电流方向改变2次，则电流

方向每秒改变100次，故C错误。

根据=区可知，则最大值为/'=故。正确。

D、4/I=1A,

Ixn2444

故选：Do

4.（2024•开福区校级模拟）如图所示，理想变压器为自耦变压器，原线圈接交流电源的两端，理想电压

表乂的读数恒为副线圈接阻值为4的定值电阻和滑动变阻器R。调节自耦变压器以及滑动变阻器的

滑片，当理想电压表匕的读数为S时，电源的输入功率为P，则滑动变阻器R消耗的功率为（）

A.P(l-B.P(l-

D仆”

C唳3

【答案】D

【解答】当初级电压为q时，电压表匕的读数为Uz，可知此时&和H两端的电压之和为a-。2；

根据理想变压器的功率关系p=p

根据功率公式p'=I(UX-%)

P

此时次级电流为1=

5-力

变阻器H消耗的功率为4=尸一尸飞=p一(­L-)2&=P口-/

综上分析，故ABC错误，。正确。

故选：Do

5.(2024•滨海新区校级三模)风力发电将成为福建沿海实现“双碳”目标的重要途径之一。如图甲，风

力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部匝数为N的矩形铜质线圈在水平

匀强磁场中，以角速度。绕垂直于磁场的水平转轴顺时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。

已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为纥,。则()

甲乙

A.当线圈转到图示位置时产生的感应电流方向为。C&4

B.当线圈转到竖直位置时电流表的示数为零

C.当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最大

D.穿过线圈的最大磁通量为冬

a)

【答案】C

【解答】A、当线圈转到图示位置时，根据右手定则判断可知产生的感应电流方向为ABCD4,故A错误；

B,当线圈转到竖直位置时，线圈与磁场垂直，感应电流的瞬时值为零，但电流表测量的是有效值，示数

不为零，故3错误；

C、当线圈转到图示位置时，线圈与磁场平行，即线圈与中性面垂直，感应电动势最大，磁通量的变化率

最大,故C正确；

F

D、由&得，穿过线圈的最大磁通量为①,"=2S=—"，故。错误。

No

故选：C。

6.（2024•下城区校级模拟）如图所示，甲、乙、丙、丁所示是四种常见的磁场，下列分析正确的是（

）

A.矩形线圈在甲图两异名磁极间匀速转动，可产生正弦式交流电

B.矩形线框放置在乙图中异名磁极间所制成的磁电式电表，表盘刻度均匀

C.图丙中相距很近的两个同名磁极之间的磁场，除边缘外，可认为是匀强磁场

D.图丁中相距一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场可认为是匀强磁场

【答案】D

【解答】A甲图中的电场是辐向磁场，线圈匀速转动时无法产生正弦式交流电，故A错误；

B.磁电式电表内部磁极做成弧形，线圈绕在铁芯上，能产生均匀辐射分布的磁场磁场，但本题是直接把矩

形线圈放入异名磁极间，不会产生均匀辐射分布的磁场，表盘刻度未知，故3错误；

C.相距很近的异名磁极之间的磁场，除边缘外，是匀强磁场，但图中是同名磁极，相互排斥，磁感线是“势

不两立”的曲线，故C错误；

。.图丁中相距一定距离的两个平行放置的线圈通同向电流，其中间区域的磁场可认为是匀强磁场，故。正

确。

故选：Do

7.（2024•青岛模拟）如图所示为某小型输电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功

率恒为22左W。升压变压器原、副线圈的匝数比为1:10,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1:10,电流表的示数为L4,输电线的总电阻q=10。。下列说法正确的是（）

降压变压器

A.升压变压器的原线圈输入电压Ui=22007

B.电流互感器是一种降压变压器

C.将滑动触头尸下移，用户获得的电压将增大

D.用户获得的功率为21AW

【答案】D

【解答】A.电流互感器原线圈中的电流

r

2=W/=WxL4=10A

211

升压变压器的输出电压

6=/"=22.

12

升压变压器原、副线圈的匝数比为1:10,则

U210

则

U,=—C/=—X2200V=220V

110210

故A错误;

B.根据线圈匝数关系可知电流互惑器是一种升压变压器，故3错误;

C.将活动触头P下移，增大了内，降压变压器用户获得的电压

n3

可知的增大时，力减小，故C错误;

D.输电线上损失的功率

△P=//=102x10W=1000W

用户获得的功率

舄=与=尸-△P=22kW-lkW^21kW

故。正确。

故选：Do

8.（2024•梅州一模）某电学研究小组根据电工技术中“钳形电流测量仪”工作原理，自制了一个50Hz的

钳形电流表，如图所示，铁芯左侧绕有匝数为〃=100的线圈，并与电流表A组成闭合电路。某次进行测量

时，钳口打开，把被测的通电导线放在钳口中间，通过电流表A,可以间接测出通电导线中的电流。不考

虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，则下列说法正确的是（）

A.该测量仪属于升压变压器

B.该测量仪工作原理是利用自感现象

C.若导线中通过的是10A直流电，电流表中通过的电流是107海

D.电流表的示数随铁芯左侧线圈的匝数增加而变大

【答案】A

【解答】A、根据题意可知，原线圈匝数为1,副线圈匝数为100,由2=5可知该测量仪属于升压变压

n2U2

器，故A正确；

B,该测量仪工作原理是利用互感现象，故3错误；

C、则该测量仪属于升压变压器，若导线中通过的是10A直流电，变压器不工作，电流表无示数，故C错

误；

D,根据公式电流与匝数的关系

%A

铁芯左侧多绕几圈导线，即%增大，而6和4不变，故人应减小，故电流表示数减小，故D错误。

故选：Ao

9.（2024•北京）如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压a随时间f变化的图像

如图乙所示，副线圈接规格为“6V,3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（）

A.原线圈两端电压的有效值为24回

B.副线圈中电流的有效值为Q5A

C.原、副线圈匝数之比为1:4

D.原线圈的输入功率为12W

【答案】B

【解答】A由图乙知，原线圈电压最大值为4=24后，根据正弦交流电最大值和有效值的关系，则有

效值为=e=^^1=24丫，故A错误；

B.灯泡正常发光，由尸=”得，副线圈中电流有效值为/=二=迎=0.54,故3正确；

U26V

C由理想变压器电压与匝数关系可知2=竺=2=3,故C错误；

巧。261

D理想变压器没有能量损失，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，则原线圈的输入功率＜=8=3皿，

故。错误。

故选：B。

10.（2024•茂名二模）某兴趣小组在校园内进行科学小实验，实验场地所处的磁场可视为方向竖直向下，

大小B=5&X10-5T的匀强磁场，兴趣小组使长为3m、宽为加、匝数为100的金属线框以角速度

o=10md/s匀速转动，再利用原、副线圈匝数比为1:100的理想变压器使“12V,9W”电风扇正常工作,

线框及电线电阻不计，如图所示。下列说法正确的是（）

A.当线框平面与地面平行时产生的电动势最大

B.电风扇的内阻为160

C.为了使电风扇能正常工作，需把电风扇与一个阻值R=4C的电阻串联

D.金属线框感应电动势的峰值为0.15V

【答案】C

【解答】A.当线框平面与地面平行时，此时穿过线框的磁通量最大，但磁通量变化率为0,产生的电动

势为0,故A错误；

B.电风扇正常工作，电风扇的内阻为r,则有

P>I2r

又尸=”

其中尸=9W,C/=12V

联立解得：厂<16。

故3错误；

CD.金属线框感应电动势的峰值为：

Em=NBSco

其中N=100,S=3mxIm=3m2

代入数据得：

E,“=0.1507

则变压器原线圈的输入电压有效值为:

5=号

72

解得：Ux=0.15V

变压器副线圈的输出电压有效值为:

其中3=J—

%100

代入数据得：U2=15V

为了使电风扇能正常工作，副线圈电流为

/,二

2U

代入数据得：/2=0.75A

根据欧姆定律可知，与电风扇串联的电阻阻值为:

2

解得：R=4Q

故C正确，D错误。

故选：C。

二.多选题（共7小题）

H.（2024•宁河区校级模拟）某种感温式火灾报警器的简化工作电路如图所示。变压器原线圈接电压有效

值恒定的交流电源。副线圈连接报警系统，其中号为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，凡为滑动

变阻器，居为定值电阻。当警戒范围内发生火灾，环境温度升高达到预设值时，报警装置（图中未画出）

通过检测用的电流触发报警。下列说法正确的是（）

A.警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压减小

B.警戒范围内出现火情时，原线圈输入功率变大

C.通过定值电阻飞的电流过大时，报警装置就会报警

D.若要调高预设的报警温度，可减小滑动变阻器&的阻值

【答案】BC

【解答】A、变压器中副线圈两端电压取决于原线圈电压与匝数比，由于原线圈两端电压与匝数比不变，

则警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压不变，故A错误；

B,警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压不变，而副线圈中总电阻减小，副线圈中电流增大，则原线

圈中电流增大，由「="可知，由于原线圈两端电压不变，所以原线圈输入功率变大，故8正确；

C、警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压不变，而副线圈中总电阻减小，副线圈中电流增大，即通过

定值电阻用的电流达到某一值时，报警装置就会报警，即通过定值电阻用的电流过大时，报警装置就会报

警，故C正确；

D.若要调高预设的报警温度，即热敏电阻的阻值较小时不报警，要保持流过用的电流不变，则可增大滑

动变阻器&的阻值，故。错误。

故选：BC。

12.（2024•麦积区二模）实验室中手摇发电机的原理如图所示，两磁体间的磁场视为匀强磁场，磁感应强

度大小为3,发电机的正方形线圈ABCD绕轴以转速〃匀速转动。已知线圈的边长为L,匝数为N,

总电阻为r,外接小灯泡的电阻为R,其余电阻不计，下列说法正确的是（）

A.回路中感应电动势的峰值为4万z/NBL2

B.小灯泡两端的电压为巴变竺乙

R+r

C.通过小灯泡的电流为叵吵竺t

R+r

D.小灯泡的功率为至芷绘出

（R+厅

【答案】CD

【解答】A、感应电动势的峰值为E,“=NBS0=2乃

故A错误；

B、电动势有效值为石=七E竺二缶r-应7双？

夜

小灯泡两端的电压为U=—2—E=&■ENRB*

R+rR+r

故3错误；

c、通过小灯泡的电流为/=—='NB"

R+rR+r

故C正确；

。、小灯泡的功率为尸=尸尺

解得用”生*

故。正确。

故选：CD。

13.（2024•新课标）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（）

Q

A.电流最小B.电流最大

C.电流方向由尸指向QD.电流方向由。指向P

【答案】BD

【解答】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,感应电动势

最大，则感应电流最大；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。指向P,故比）正确，AC错误。

故选：BDo

14.（2024•衡水模拟）如图所示，理想变压器原线圈接e=100应sin（100行）V的交流电，原、副线圈匝数

比％:%=2:5,已知定值电阻r=16。、5=250,A是滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表,

以下说法正确的是（）

A.R=75C时，理想变压器的输出功率最大

B.理想变压器的最大输出功率为4=165.25W

C.理想变压器的输出功率最大时，电流表的示数为1A

D.7?=125。时，滑动变阻器消耗的功率最大

【答案】AD

【解答】AB.根据交流电瞬时电动势表达式可知，电源电动势有效值为100V,如图所示，假设原线圈中

的电压为〃，电流为人，可认为虚线框中为等效电阻

又根据理想变压器电压、电流与线圈匝数的关系有

G一_4,A_一n2

U2n212々

又乎…R

A

可得

~=驾（几+尺）①

n2

则电路可看成是由r和R组成的电路，若使变压器输出功率最大，则R的功率最大，根据

2

pm，=上;R,=E

r+Rf

—+R+2升

R

根据基本不等式，当R=r=16O时，R的输出功率最大，此时由①式可得

R=75Q

输出的最大功率

产1f）f）2

P=P.=I；R'=——=------W=156.25W

R'4r4x16

故A正确，B错误;

C.理想变压器的输出功率等于负载电阻总功率，根据电功率公式有

4=/；（4+©

可得

12=1.25A

故C错误；

D.要使滑动变阻器上的功率最大，把/•按照上述规则等效到副线圈中，有

求得

厂'=100。

如图所示:

把虚线框看成是电源，内阻

r'=100C

当，+4=R时，滑动变阻器输出功率最大，此时

/?=125Q

故。正确。

故选：ADo

15.（2024•清江浦区模拟）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为左:1,a、6接入电压有效值

恒定的交变电源，其中此为滑动变阻器，鸟、.为定值电阻，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变

阻器&的滑片向下移动后，电流表及两个电压表示数变化量的绝对值分别用］△/|、1△UI和］△qi表示，

IAU闵用

|_4D.1_

IA；|IA/I

【解答】AB、根据题意，由图可知，电压表匕测定值电阻&两端电压，流过&的电流等于电流表的读数,

则根据欧姆定律有：U3=I2R3

滑片向下移动后同理有：U3'=I2,R3

则两式相减有：齿

=R3,故A错误，3正确;

IA；|

CD、设交变电源电压的有效值为。，则有

u=q+1区

又根据变压器的规律有：%=k,1

U21k

可得表达式：U=kU+-IR

2k2t

滑片向下移动后同理有：U=kU'+-I'R

2k2l

两式相减有：0=k（U2_U2）+上区T，）R1

k

变形可得：工」故c错误，。正确。

2

A/I2-I2'k

故选：BDo

16.（2024•桃城区校级模拟）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，。、6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，小1[、4、%、%、4的变化量大小分别为△/r△/?、△4、

△〃、△&、△&，下列说法正确的是（）

A.々：4：%=2:1:1B.滑片向右滑动时，右增大

D.必增大

C.2/\人=A/2-A/3

【答案】AC

【解答】A.滑动变阻器置于最左端时,灯泡正常发光，根据题意可知则此时

U[=U3=UL，=12==【L

由理想变压器的功率关系有

UJH+U3I3

联立解得

U[=2U2=2U3

则

々:几2：%-2:1:1

故A正确;

3.将除右、0外的所有电路看作等效电源，根据闭合电路欧姆定律可知当（增大时，路端电压。2增大，

则等效电源电流减小，故3错误；

C.由A中结论

々：〃2:%=2:1:1

可知

2/]=4+4、2/了=/?+1弓

又因为4增大，导致4、。3增大，从而有减小、4增大，则4减小，可知

△/]=/]—/[,、△12I2—12,、△I3=ly-13

解得

2A/1=AZ2-AZ3

故C正确

D.根据欧姆定律有

❷=^LL=R

则比值不变，故D错误。

故选：ACo

17.（2024•郸都区校级模拟）如图甲所示，导线框ABCD绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电

动势的图像如图乙所示。线框通过可变电阻与与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接入一额定电压为

40V的电灯泡，当可变电阻尺=4。时，电灯泡恰好正常发光且电流表的示数为2A,导线框ABCD的电阻

不计，电灯泡的电阻不变，电流表为理想电流表，则下列说法正确的是（）

A.图甲中导线框A3CD所处位置的磁通量变化率最小

B.由图乙知，t=5x10-3$时，导线框垂直于中性面

C.变压器原线圈的输入电压的表达式为a=280^111006（7）

D.变压器原、副线圈的匝数比为1:2

【答案】CD

【解答】A、图甲中导线框所在位置正好是导线框平面与磁感线平行，此时穿过导线框的磁通量为零，磁

通量变化率最大，故A错误；

B、由图乙知，r=5xl（T3s时导线框产生的感应电动势的瞬时值为零，此时磁通量的变化率为零，导线框

处于中性面位置，故3错误；

C、由