专题12恒定电流与交变电流（练习）（解析版）_4.2025物理总复习_2024年新高考资料_2.2024二轮复习_2024年高考物理二轮复习讲练测（新教材新高考）

专题 12 恒定电流与交变电流 目录 01 恒定电流············································································································2 考向一 电路中的功率及效率··········································································································2 考向二 电路的动态分析及含电容器电路的分析··········································································2 02 交变电流············································································································8 考向一 交变电流的产生及描述······································································································8 考向二 理想变压关系的应用及动态分析 远距离输电······························································1501 恒定电流 考向一 电路中的功率及效率 1．（2023·广东梅州·统考一模）（多选）如图所示，某扫地机器人电池容量为 ，额定工作电压 为 ，额定功率为 ，则下列说法正确的是（ ） A．扫地机器人正常工作时的电流是 B．扫地机器人的电阻是 C．题中mA·h是能量的单位 D．扫地机器人充满电后能正常工作的时间约为 【答案】AD 【详解】A．扫地机器人正常工作时的电流是 ，故A正确；B．扫地机器人是非纯电阻 用电器，无法计算扫地机器人的电阻，故B错误；C．题中mA·h是电量的单位，故C错误；D．扫地机器 人充满电后能正常工作的时间 ，故D正确。 故选AD。 考向二 电路的动态分析及含电容器电路的分析 2．（2022·江苏·高考真题）如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为 ， ， ， ，电源电动势 ，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是（ ） A． B． C． D．【答案】A 【详解】由电路图可知R3与R4串联后与R2并联，再与R1串联。并联电路部分的等效电阻为 ，由闭合电路欧姆定律可知，干路电流即经过R1的电流为 ， 并联部分各支路电流大小与电阻成反比，则 ， ，四个灯泡的实际功率分 别为 ， ， ， ，故四个灯泡中功率最大的是 R1。 故选A。 3．（2024·四川成都·校考一模）如图所示，电源内阻等于灯泡的电阻，当开关闭合．滑动变阻器滑片位于 某位置时，水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态，灯泡L正常发光，现将滑动变阻器 滑片由该位置向a端滑动，则（ ） A．灯泡将变亮，R中有电流流过，方向竖直向上 B．液滴带正电，在滑片滑动过程中液滴将向下做匀加速运动 C．电源的路端电压增大，输出功率也增大 D．滑片滑动过程中，带电液滴电势能将减小 【答案】D 【详解】A．滑动变阻器滑片向a端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值增加，流过灯泡的电流减 小，灯泡变暗；电源内电压降低，灯泡两端的电压降低，滑动变阻器两端的电压升高，电容器与滑动变阻 器并联，加在电容器两端的电压升高，电容器继续充电，R中有电流流过，方向竖直向上，A错误； BD．液滴受电场力竖直向上，电容器下极板带正电，因此液滴带正电，由于电容器两端的电压升高，内部 电场强度增加，液滴加速向上运动，电场力做正功，电势能减小，B错误，D正确； C．由于外电阻大于内电阻，当外电阻增加时，电源的输出功率减小，C错误。 故选D。 4．（2024·海南·校联考一模）如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r恒定不变， 为定值电阻。闭合开关S后，滑动变阻器的滑片从右端逐渐向左端滑动的过程中，下列说法正确的是（ ） A．路端电压保持不变 B．电源的效率逐渐降低 C．电源的输出功率一定逐渐增大 D．滑动变阻器的功率定先增大后减小 【答案】B 【详解】A．闭合开关S后，滑动变阻器的滑片从右端逐渐向左端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的 电阻值逐渐减小，外电路中的总电阻值逐渐减小，由闭合电路的欧姆定律 可知，电路中总电流I 逐渐增大，由 ，可知路端电压U逐渐减小，A错误；B．由电源的效率公式 ，可知路端电 压U逐渐减小，电动势E不变，则有电源的效率逐渐降低，B正确；C．当外电路的电阻值与电源内阻值 相等时，电源输出功率最大，由于在初始时刻外电路的电阻值与电源内阻值的关系不清楚，因此电源的输 出功率不一定逐渐增大，也可能逐渐减小，C错误；D．滑动变阻器消耗的电功率 ，可知当 时，滑动变阻器消 耗的电功率最大，因R和R0的数值关系不确定，因此不能判定滑动变阻器功率的变化情况，D错误。 故选B。 5．（2024·贵州·统考一模）（多选）如图所示电路，电键S闭合后，电流表A、A 和电压表V同一时刻 1 2 读数分别记为I、I、U；滑动变阻器滑片向右滑动过程中，电流表A、A 和电压表V示数变化量的大小 1 2 1 2 分别为 、 、 ，电源有内阻，电表均看作理想电表，则（ ）A．I 增大 B．U增大 1 C． D． 不断增大 【答案】AC 【详解】A．滑片向右滑动，总电阻变小，总电流 变大，电压表 ，电压表示数变小，电 流表A1示数 ，其中U减小、I2增大，则电流表A1示数I1变大，故A正确；B．由A项可知， 电压表示数变小，故B错误；C．由 可知，公式两边求变化（求微分） ，其中 为正数， 为正数， 为负数，代入符号，则有 ，故C正确；D．由 可 知，公式两边求变化（求微分） ，则有 ， ，故D错 误。 故选AC。 6．（2023·河南新乡·统考一模）（多选）如图所示的电路中，电源的电动势和内阻恒定，电流表、电压表 均为理想电表，开关S闭合后，当滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中，下列说法正确的是（ ）A．电流表的示数变小 B．电压表的示数变小 C．定值电阻R 消耗的功率一定变大 D．滑动变阻器消耗的功率一定变小 3 【答案】AC 【详解】A．当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器接入电路的阻值增大，回路总电阻增大，根据闭合 电路欧姆定律可得，回路总电流减小，所以电流表示数减小，故A正确；C．回路总电流减小，内电压减 小，路端电压增大，即R3两端电压增大，其消耗的功率增大，故C正确；BD．R3两端电压增大，流过 R3的电流增大，流过R1和R2的电流减小，R1两端电压减小，滑动变阻器两端电压增大，所以电压表读 数增大，滑动变阻器消耗的功率不一定减小，故BD错误。 故选AC。 7．（2023·安徽·校联考二模）（多选）如图所示，电源电动势为E，内阻不计， 、 、 为阻值相同 的定值电阻， 为滑动变阻器，电表均为理想电表。现将 的滑片向右滑动，电压表V、V 的示数改变 1 2 量的绝对值分别为 、 ，电流表A的示数改变量的绝对值为 ，下列说法正确的是（ ） A．电流表A的示数变大 B． C． 变大 D． 不变 【答案】BD 【详解】A．变阻器滑片向右滑动，接入回路中的变阻器电阻变大，电路总电阻变大，根据闭合电路的欧 姆定律可知，干路电流减小，而电流表接在干路，则电流表示数减小，故A错误；BCD．设 ，可知 与 并联，则其等效电阻 ，而 ，由此可知 ，其比值大小不变，而由于电源内阻不计，则根据电路图可得 ，则可知 ，大小不变，由此也可得 ，故BD正确，C错误。故选BD。 8．（2023·黑龙江·校联考模拟预测）（多选）如图所示，在滑动变阻器的滑片P向下端滑动过程中，理想 电压表V、V 的示数变化量的绝对值分别为 、 ，理想电流表A、A、A 示数变化量的绝对值分 1 2 1 2 3 别为 、 、 ，下列说法正确的是（ ） A．电压表V 示数增大，电流表A 示数增大 1 1 B．电压表V 示数减小，电流表A 示数增大 2 3 C． D． 【答案】BC 【详解】AB．滑片P向下滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中总电阻减小，干路电流 增大，即电流表A1示数增大，路端电压减小，电压表V1示数减小，电阻R1分压增大，并联支路电压减 小，即电压表V2示数减小，通过电阻R2的电流减小，即电流表A2示数减小，总电流等于通过电流表 A2、A3的电流之和，所以电流表A3示数增大，A错误，B正确；C．由于电流表A1示数增大，A2示数 减小，A3示数增大，有 ，C正确；D．由闭合电路欧姆定律可得 ， ，则 有 ，D错误。 故选BC。 9．（2023·福建厦门·厦门一中校考三模）在如图所示电路中，电压表和电流表均视为理想电表，电源内阻 不可忽略。闭合电键S，将滑动变阻器滑片P缓慢向左移动过程中，灯泡的电阻恒定不变，电压表示数变 化量的绝对值为 ，电流表示数变化量的绝对值为 ，则下列判断正确的是（ ）A．灯泡变亮 B．电容器的带电量变大 C．电源的效率可能减小 D． 变大 【答案】B 【详解】A．滑片P左移，滑动变阻器的阻值变大，电路中总电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知 ， 即干路电流变小，灯泡位于干路上，通过的电流变小，则 ，小灯泡的功率变小，亮度变暗，故A 错误；B．电容器直接连在电源两端，电压等于路端电压，由闭合电路欧姆定律可知 ，即路端电 压变大，对电容器有 ，故电容器的带电量增大，故B正确；C．电源的效率与外电路电阻成正比， 滑动变阻器电阻变大，外电路总电阻变大，故电源效率提高，故C错误；D．由闭合电路欧姆定律可知， 变化前后分别满足 ， ，联立可知 ，即 的值不变， 故D错误。 故选B。02 交变电流 考向一 交变电流的产生及描述 1．（2022·河北·高考真题）张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其 发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为 的升速齿轮箱带动发 电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B， 时刻，线圈所在平 面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后。输出电压为U。忽略线圈电阻，下列 说法正确的是（ ） A．发电机输出的电压为 B．发电机输出交变电流的频率为 C．变压器原、副线圈的匝数比为 D．发电机产生的瞬时电动势 【答案】C 【详解】B．发电机线圈的转速为nz，输出交变电流的频率为 ，B错误；A．线圈绕垂直于磁 场的轴匀速转动，产生的为正弦交流电，最大值为 ，输出电压的有效值为 ，A错误；C．变压器原、副线圈的匝数比为 ，C正确；D．发电 机产生的瞬时电动势为 ，D错误。 故选C。 2．（2022·广东·高考真题）图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈，，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电 阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不计线 圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（ ） A．两线圈产生的电动势的有效值相等 B．两线圈产生的交变电流频率相等 C．两线圈产生的电动势同时达到最大值 D．两电阻消耗的电功率相等 【答案】B 【详解】AD．根据 可得两线圈中磁通量的变化率相等，但是匝数不等，则产生的感应电动势最 大值不相等，有效值也不相等；根据 可知，两电阻的电功率也不相等，选项AD错误；B．因两 线圈放在同一个旋转磁铁的旁边，则两线圈产生的交流电的频率相等，选项B正确；C．当磁铁的磁极到 达一线圈附近时，一个线圈的磁通量最大，感应电动势为0，另一个线圈通过的磁通量最小，感应电动势 最大，可知两线圈产生的感应电动势不可能同时达到最大值，选项C错误。 故选B。 3．（2022·浙江·高考真题）如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况，摇动手 柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动；乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况，皮带轮带动固定在 转轴两侧的两个线圈转动。下列说法正确的是（ ） A．甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场 B．乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场 C．甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电 D．乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电【答案】A 【详解】A．甲图中细短铁丝显示的磁场分布均匀，则线圈转动区域磁场可视为匀强磁场，故A正确； B．乙图中细短铁丝显示的磁场分布不均匀，则线圈转动区域磁场不能看成匀强磁场，故B错误；C．根据 发电机原理可知甲图中线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动时才能产生正弦交流电，故C错误； D．乙图中是非匀强磁场，则线圈匀速转动时不能产生正弦交流电，故D错误； 故选A。 4．（2022·湖北·高考真题）（多选）近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的 充电原理图如图所示。发射线圈的输入电压为220V、匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状 态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其它损耗，下列说法正确的是（ ） A．接收线圈的输出电压约为8 V B．接收线圈与发射线圈中电流之比约为22:1 C．发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同 D．穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同 【答案】AC 【详解】A．根据 ，可得接收线圈的输出电压约为U2=8V；B．由于存在磁漏现象，电流比不 再与匝数成反比，故B错误；C．变压器是不改变其交变电流的频率的，故C正确；D．由于穿过发射线 圈的磁通量与穿过接收线圈的磁通量大小不相同，所以穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的不 相同，故D错误。 故选AC。 5．（2021·辽宁·高考真题）如图所示，N匝正方形闭合金属线圈abcd边长为L，线圈处于磁感应强度大小 为B的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴OO′以角速度ω匀速转动，ab边距轴 。线圈中感 应电动势的有效值为（ ）A． B． C． D． 【答案】B 【详解】交流电的最大值和两条边到转轴的距离无关，为 ，因此有效值为 。 故选B。 6．（2021·天津·高考真题）如图所示，闭合开关后， 的电阻两端的交流电压为 ， 电压表和电流表均为理想交流电表，则（ ） A．该交流电周期为 B．电压表的读数为 C．电流表的读数为 D．电阻的电功率为 【答案】C 【详解】A．该交流电的周期 ，B．电压表的读数为交流电的有效值，即 ，选项B错误； C．电流表的读数为 ，选项C正确；D．电阻的电功 率为 ，选项D错误。 故选C。 7．（2021·北京·高考真题）一正弦式交变电流的i - t图像如图所示。下列说法正确的是（ ）A．在t 0.4 s时电流改变方向 B．该交变电流的周期为0.5 s C．该交变电流的表达式为 D．该交变电流的有效值为 【答案】C 【详解】A．由图可知t 0.4 s时电流为正方向最大，电流方向没有发生变化，故A错误；B．由图可知， 该交变电流的周期为T=0.4s，故B错误；C．由图可知，电流的最大值为 ，角速度为 ，故该交变电流的表达式为 ，故C正确；D．该交变电流的有效值 为 ， 故D错误。 故选C。 8．（2021·浙江·高考真题）如图所示，虚线是正弦交流电的图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期 T和最大值 相同，则实线所对应的交流电的有效值U满足（ ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】因虚线是正弦交流电的图像，则该交流电的有效值为 ，由图可知，在任意时 刻，实线所代表的交流电的瞬时值都不大于虚线表示的正弦交流电的瞬时值，则实线所代表的交流电的有 效值小于虚线表示的正弦交流电的有效值，则 。故选D。 故选AC。 9．（2021·浙江·高考真题）（多选）发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强 度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO’轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计， 图乙中的U 为已知量。则金属框转动一周（ ） m A．框内电流方向不变 B．电动势的最大值为U m C．流过电阻的电荷 D．电阻产生的焦耳热 【答案】BD 【详解】A．当线框转动时，框内电流方向每经过中性面一次都要变化一次，而线圈和外电路接点处通过 换向器，保证电流的方向不发生变化，从而使加在电阻两端的电压方向保持不变，A错误；B．由图乙可 知，电动势的最大值为Um ，B正确；C．线圈转过半周，则流过电阻的电荷量为 ，则金属框转过一周流过电阻的电荷量为 ，C错误；D．因为 ，则 ，金属框转过一周电阻产生的焦耳热 ，D正确。 故选BD。 10．（2021·江苏·高考真题）贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量高达4000 亿千瓦时。某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动， 已知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100、面积为 ，电阻为 ，若磁体转动的角速度为 ，线圈中产生的感应电流为 。求： （1）线圈中感应电动势的有效值E； （2）线圈的输出功率P。【答案】（1） ；（2） 【详解】（1）电动势的最大值 有效值 解得 带入数据得 （2）输出电压 输出功率 解得 代入数据得 11．（2023·浙江·校联考一模）如图甲所示同一线圈在磁感应强度不同的磁场中转动，产生图乙所示 三种周期相同，峰值不同的正弦式交流电，其中峰值 ，图丙为某理想变压器 原副线圈匝数之比为 ， ，则下列说法正确的是（ ） A．产生 和 交流电，线圈的角速度之比为 B．若将电感线圈接入输出端 时，线圈对 交流电的感抗最大 C．若该电源作为丙图电路的输入电源，则电阻 和 产生的热量之比为D．对交流电 ， 时刻，穿过线圈的磁通量最大 【答案】C 【详解】A．根据题意可知，周期相同，则由公式 可知，产生 和 交流电，线圈的角速度之比为 ，故A错误；B．根据公式 可知，由于交流电 周期相同，即频率相同，则线圈对三 种交流电的感抗相等，故B错误；C．根据题意，设原线圈中电流为 ，由电流与线圈匝数成反比可得， 副线圈中电流为 ，由公式 可知，由于 ，则电阻 和 产生的热量之比为 ，故C正确； D．由图可知， 时刻，交流电 感应电动势最大，此时线圈与中性面垂直，磁通量为零，故D错误。 故选C。 12．（2023·天津和平·统考二模）如图为交流发电机的示意图，N、S极间的磁场可视为水平方向的匀强磁 场，矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 逆时针匀速转动，发电机的电动势随时间的变化 规律为 ，电极间接有阻值为 的定值电阻，线圈电阻不计，下列说法正确的是（ ） A．此交流发电机的频率为100Hz B．电阻R消耗的功率为40W C．当线圈转到如图位置时产生的电流方向为ABCD D．当线圈转到如图位置时磁通量的变化率最大 【答案】D 【详解】A．根据题意可知此交流电的频率为 ，故A错误；B．此发电机电动势的有效值为 ，线圈电阻不计则电阻R消耗的功率为 ，故B错误； C．由右手定则可知，当线圈平面转到图示位置时产生的电流方向为DCBA，故C错误；D．当线圈平面转 到图示位置时磁通量为零，在中性面的垂面，磁通量的变化率最大，故D正确。 故选D。考向二 理想变压关系的应用及动态分析 远距离输电 13．（2023·广东·高考真题）用一台理想变压器对电动汽车充电，该变压器原、副线圈的匝数比为 ，输 出功率为 ，原线圈的输入电压 。关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的 是（ ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由题可知原线圈输入电压的有效值为 ，原线圈电流为 ，副线圈 输出电流的有效值为 ，变压器无法改变电流的频率，故 。 故选A。 14．（2023·北京·高考真题）自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接12V的 正弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8V的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为2.5V。下列措施有可能 使小灯泡正常发光的是（ ） A．仅增加原线圈匝数 B．仅增加副线圈匝数 C．将原、副线圈匝数都增为原来的两倍 D．将两个3.8V小灯泡并联起来接入副线圈 【答案】B 【详解】A．由 知，仅增加原线圈匝数，副线圈的输出电压U2减小，不能使小灯泡正常发光，故 A错误；B．由 知，仅增加副线圈匝数，副线圈的输出电压U2增大，有可能使小灯泡正常发光， 故B正确；C．由 知，将原、副线圈匝数都增为原来的两倍，但由于原线圈的电压不变，则副线圈 的输出电压U2不变，不能使小灯泡正常发光，故C错误；D．将两个3.8V小灯泡并联，但由于原线圈的 电压不变，则副线圈的输出电压U2不变，不能使小灯泡正常发光，故D错误。 故选B。 15．（2023·浙江·高考真题）我国1100kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流，用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是（ ） A．送电端先升压再整流 B．用户端先降压再变交流 C．1100kV是指交流电的最大值 D．输电功率由送电端电压决定 【答案】A 【详解】AB．升压和降压都需要在交流的时候才能进行，故送电端应该先升压再整流，用户端应该先变交 流再降压，故A正确，B错误；C．1100kV指的是交流电的有效值，故C错误；D．输电的功率是由用户 端负载的总功率来决定的，故D错误。 故选A。 16．（2022·重庆·高考真题）低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压。若将“ ”的交流 卤素灯直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为 的交流电后能正常工作，则（ ） A．卤素灯两端的电压有效值为 B．变压器原、副线圈的匝数比为55∶3 C．流过卤素灯的电流为 D．卤素灯的电阻为 【答案】B 【详解】A．卤素灯上标记的额定电压 即为卤素灯两端的电压有效值，A错误；B．根据理想变压器的 原理可知 ，B正确；C．流过卤素灯的电流为 ，C错误；D．卤素 灯是非线性元件，电阻随着电压不同而改变，D错误。 故选B。 17．（2022·北京·高考真题）某理想变压器的原线圈接在 的正弦交流电源上，副线圈输出电压为 ，输出电流为 。该变压器（ ） A．原、副线圈的匝数之比为100∶1 B．输入电流为 C．输入电流的最大值为 D．原、副线圈交流电的频率之比为1∶100 【答案】B 【详解】A．原、副线圈的匝数之比为 ，故A错误；B．根据 ，可得输入电 流为 ，故B正确；C．输入电流的最大值为 ，故C错误； D．变压器不会改变交流电的频率，故原、副线圈交流电的频率之比为1∶1，故D错误。 故选B。 18．（2022·湖南·高考真题）如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P 初始位置在副线圈正 1中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻R 的阻值为R，滑动变阻器R 的最大阻值为 1 2 9R，滑片P 初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是 2 （ ） A．保持P 位置不变，P 向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变 1 2 B．保持P 位置不变，P 向左缓慢滑动的过程中，R 消耗的功率增大 1 2 1 C．保持P 位置不变，P 向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大 2 1 D．保持P 位置不变，P 向下缓慢滑动的过程中，R 消耗的功率减小 2 1 1 【答案】B 【详解】AB．由题意可知，原副线圈的匝数比为 ，则副线圈的电流为 ，根据欧姆定律可得副线圈的 电压有效值为 ，则变压器原线圈的电压有效值为 ，设输入交流电的电压有效值为 ，则 ，可得 ，保持 位置不变， 向左缓慢滑动的过程中， 不断变大，根 据欧姆定律 ，可知变压器原线圈的电压有效值变大，输入电压有效值不变，则 两端的电压不断 变小，则电压表示数 变小，原线圈的电压电流都变大，则功率变大，根据原副线圈的功率相等，可知 消耗的功率增大，故B正确，A错误；CD．设原副线圈的匝数比为 ，同理可得 ，则 ，整理可得 ，保持 位置不变， 向下缓慢滑动的过程中， 不断变大，则 变小，对 由欧姆定律可知 ，可知 不断变小，根据原副线圈的功率相等可知 消耗的功率 ，整理可得 ，可知 时， 消耗的功率有最大值，可知 消耗的功率先增大，后减小，故CD错误。 故选B。 19．（2022·山东·高考真题）如图所示的变压器，输入电压为 ，可输出 、 、 电压，匝数 为 的原线圈中电压随时间变化为 ．单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数 为 。将阻值为 的电阻R接在 两端时，功率为 。下列说法正确的是（ ） A．n 为1100匝， 为 1 B． 间线圈匝数为120匝，流过R的电流为 C．若将R接在 两端，R两端的电压为 ，频率为 D．若将R接在 两端，流过R的电流为 ，周期为 【答案】D 【详解】A．变压器的输入电压为220V，原线圈的交流电的电压与时间成余弦函数关系，故输入交流电压 的最大值为 ，根据理想变压器原线圈与单匝线圈的匝数比为 ，解得原线圈为2200匝， A错误；B．根据图像可知，当原线圈输入220V时，BC间的电压应该为12V，故BC间的线圈匝数关系有 ，BC间的线圈匝数为120匝，流过R的电流为 ，B错误；C．若将 R接在AB端，根据图像可知，当原线圈输入220V时，AB间的电压应该为18V。根据交流电原线圈电压 的表达式可知，交流电的角速度为 ，故交流电的频率为 ，C错误；D．若将R接在 AC端，根据图像可知，当原线圈输入220V时，AC间的电压应该为30V，根据欧姆定律可知，流过电阻 R的电流为 ，交流电的周期为 ，D正确。 故选D。 20．（2022·天津·高考真题）（多选）如图所示，两理想变压器间接有电阻R，电表均为理想交流电表， a、b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后（ ）A．R的发热功率不变 B．电压表的示数不变 C．电流表 的示数变大 D．电流表 的示数变小 【答案】BC 【详解】AC．闭合开关S后，负载电阻减小，匝数为 的线圈输出功率变大，匝数为 的线圈输入功率 也变大，a、b两端电压有效值不变，由 ，可知电流表 的示数变大，根据 ，因 比值不 变， 变大， 变大，因此，R的发热功率变大，故A错误，C正确；B．根据理想变压器电压比等于匝 数比 ，可知输出电压 不变，电压表的示数不变，故B正确；D．根据理想变压器电流与匝数关 系可得 ， ，由于匝数均保持不变， 增大，所以 、 增大，故电流表 的示数变大，故 D错误。 故选BC。 21．（2022·福建·高考真题）（多选）某同学利用如图所示电路模拟远距离输电．图中交流电源电压为 ， 定值电阻 ，小灯泡 、 的规格均为“ ”，理想变压器 、 原副线圈的匝 数比分别为1∶3和3∶1．分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ，两电路都稳定工作时，（ ）A． 与 一样亮 B． 比 更亮 C． 上消耗的功率比 的大 D． 上消耗的功率比 的小 【答案】BC 【详解】若开关接cd端，则若电源电压为 ，理想变压器 、 的匝数比为 ，用户电阻为 ，输电线电阻为 ，由变压器工作原理和欧姆定律。升压变压器次级电压 ，降压变压器初 级电压 ，降压变压器次级电压 ， ， ， ，可得输电功率为 ，输电线上损耗的电功率为 ，用户得到的电 功率为 ，若开关接ab端，则负载得到的功率 ，输 电线上损耗的电功率为 ，将 ， ，k=3带入 可知可得 ，即 比 更亮； ， 上消耗的功率比 的大。 故选BC。 22．（2021·重庆·高考真题）某电动牙刷的充电装置含有变压器，用正弦交流电给此电动牙刷充电时，原 线圈两端的电压为 ，副线圈两端的电压为 ，副线圈的电流为 ，若将该变压器视为理想变压 器，则（ ） A．原、副线圈匝数之比为 B．原线圈的电流为 C．副线圈两端的电压最大值为 D．原、副线圈的功率之比为 【答案】B 【详解】A．由理想变压器的变压公式，可知原副线圈匝数之比为 ，A错误；B．由理想变压器的变流公式 ，解得原线圈电流 ，B正确；C．根据有效值与最大 值的关系可知，副线圈两端的电压最大值 ，C错误；D．根据理想变压器 输出功率大于输入功率可知，原副线圈的功率之比为 ，D错误。 故选B。 23．（2021·福建·高考真题）某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示，图中R为输电线的总 电阻。若变压器视为理想变压器，所有电表视为理想电表，不考虑变压器的输入电压随负载变化，则当住 户使用的用电器增加时，图中各电表的示数变化情况是（ ） A．A 增大，V 不变，V 增大 1 2 3 B．A 增大，V 减小，V 增大 1 2 3 C．A 增大，V 增大，V 减小 2 2 3 D．A 增大，V 不变，V 减小 2 2 3 【答案】D 【详解】不考虑变压器的输入电压随负载变化，即变压器原线圈的输入电压 不变，根据 ， 可知，变压器副线圈的输出电压 不变；当住户使用的用电器增加时，即用户的总电阻 变小，由 ，可知，副线圈的电流 变大，而由 ，可知V3减小；由理想变压器的原理 ，可知原线圈的电流 变大；故综合上述分析可知A1增大，A2增大，V2不变，V3减小； 故选D。 24．（2021·湖北·高考真题）如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大 阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（ ）A．电流表A 示数减小 B．电流表A 示数增大 1 2 C．原线圈输入功率先增大后减小 D．定值电阻R消耗的功率先减小后增大 【答案】A 【详解】AB．由于原线圈所接电压恒定，匝数比恒定，故变压器副线圈的输出电压恒定，变阻器的滑片从 a端向b端缓慢移动的过程中，由数学知识可知，变压器副线圈所接的电阻值逐渐增大，则由欧姆定律得 ，可知副线圈的电流逐渐减小，由 ，可知变压器原线圈的电流I1也逐渐减小，故A正确， B错误；C．原线圈的输入功率为 ，由于I1逐渐减小，则原线圈的输入功率逐渐减小，故C错误； D．由于副线圈的电流逐渐减小，则定值电阻与变阻器右半部分并联的总电流减小，又与定值电阻并联的 变阻器右半部分的电阻值减小，则由并联分流规律可知，流过定值电阻的电流逐渐减小，则由公式 可知，定值电阻R消耗的电功率逐渐减小，故D错误。 故选A。 25．（2021·广东·高考真题）某同学设计了一个充电装置，如图所示，假设永磁铁的往复运动在螺线管中 产生近似正弦式交流电，周期为0.2s，电压最大值为0.05V，理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电 电路，原、副线圈匝数比为1∶60，下列说法正确的是（ ） A．交流电的频率为10Hz B．副线圈两端电压最大值为3V C．变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关 D．充电电路的输入功率大于变压器的输入功率 【答案】B【详解】A．周期是T=0.2s，频率是 ，故A错误；B．由理想变压器原理可知 ，解得， 副线两端的最大电压为 ，故B正确；C．根据法拉第电磁感应定律可知，永磁铁磁场强， 线圈中产生的感应电动势越大，变压器的输入电压会越大，故C错误；D．由理想变压器原理可知，充电 电路的输入功率等于变压器的输入功率，故D错误。 故选B。 26．（2021·湖南·高考真题）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为 ，输入端 、 接入电压有效值 恒定的交变电源，灯泡L、L 的阻值始终与定值电阻 的阻值相同。在滑动变阻器 的滑片从 端滑动到 1 2 端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（ ） A．L 先变暗后变亮，L 一直变亮 1 2 B．L 先变亮后变暗，L 一直变亮 1 2 C．L 先变暗后变亮，L 先变亮后变暗 1 2 D．L 先变亮后变暗，L 先变亮后变暗 1 2 【答案】A 【详解】副线圈的总电阻为 ，解得 ， 则滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端过程中，副线圈的总电阻选增大后减小，根据等效电阻关系有 ，则等效电阻先增大后减小，由欧姆定律有 ， ， 先减小后增大， 先减小后增大，则 先变暗后变亮，根据 ， ，由于 先减小后增大，则副线圈的电压 先增大后减小，通过L2的电流为 ，则滑动变阻器R的滑片从a端 滑到b端过程中， 逐渐减小，副线圈的电压 增大过程中 增大；在副线圈的电压 减小过程中， 通过R0的电流为 ， 逐渐增大，则 越来越小，则 ，则 先变暗后变亮， 一直变亮； 故选A。 27．（2021·海南·高考真题）（多选）如图，理想变压器原线圈接在 的交流电源上，副 线圈匝数可通过滑片P来调节。当滑片P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比 ，为了使图中 “ ， ”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（ ） A．仅将滑片P向上滑动 B．仅将滑片P向下滑动 C．仅在副线圈电路中并联一个阻值为 的电阻 D．仅在副线圈电路中串联一个阻值为 的电阻 【答案】BD 【详解】原线圈电压有效值 ，则次级电压有效值 ， 则为了使图中“ ， ”的灯泡能够正常发光，则需要减小次级电压，即仅将滑片P向下滑动；或 者仅在副线圈电路中串联一个电阻，阻值为 。故选BD。 28．（2021·山东·高考真题）（多选）输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3， 输入电压为 的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为 。开关S接1 时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为 ；接2时，匝数比为1∶2，R上的功率为P。以 下判断正确的是（ ） A． B． C． D． 【答案】BD 【详解】当开关S接1时，左侧变压器次级电压U2=3×7.5V=22.5V，电阻R上的电压，即右侧变压器的次 级电压 ，电流 ，则右侧变压器初级电压 ，电流 ，则 ，当开关S接2时，设输电电流为I，则右侧变压器的次级电流为 0.5I；右侧变压两边电压关系可知 ，解得I=3A，则R上的功率 。 故选BD。 29．（2021·河北·高考真题）（多选）如图，发电机的矩形线圈长为 、宽为L，匝数为N，放置在磁感 应强度大小为B的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为 、 和 ，两个副线圈分别接有电 阻 和 ，当发电机线圈以角速度 匀速转动时，理想电流表读数为I，不计线圈电阻，下列说法正确的 是（ ）A．通过电阻 的电流为 B．电阻 两端的电压为 C． 与 的比值为 D．发电机的功率为 【答案】BC 【详解】AB．由题知理想电流表读数为I，则根据欧姆定律U1=IR1，根据变压器电压与匝数的关系有 ， ，代入数据有U0= ，U2= ，再由欧姆定律有U2=I2R2，可计算出I2= ，综上可知，A错误、B正确；C．由于矩形线圈产生的交变电流直接输入原线圈，则有Emax=NB2L2ω， U0= = NBL2ω，由选项AB知U0= ，则 ，C正确；D．由于变压器为理想变压 器则有P0=P1 + P2=U1I + U2I2=I2R1 + U2I2，代入选项ABC公式有P0= ，由于矩 形线圈产生的交变电流直接输入原线圈，则发电机的功率为P0，D错误。 故选BC。 30．（2024·浙江嘉兴·统考一模）在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁态的左右两 个臂上。为简化问题研究，假设当一个线圈通以交变电流时，该线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个 线圈，另一半通过中间臂。已知线圈1、2的匝数之比 ，若线圈电阻可不计，则当其中一个线圈 输入交流 电压时（ ）A．若线圈1为输入端，则空载的线圈2输出电压为0 B．若线圈1为输入端，则接有负载的线圈2输出电压为 C．若线圈2为输入端，则空载的线圈1输出电压为 D．若线圈2为输入端，则接有负载的线圈1输出电压为 【答案】D 【详解】AB．闭合铁芯中多了一个中间的臂，导致每个线圈中产生的交变磁通量，只有一半通过另一个线 圈，而另一半通过中间的臂，这就导致线圈中的感应电动势只有全部通过时的一半。设线圈1两端输入电 压为 时，线圈2输出电压为 ，根据法拉第电磁感应定律有 ， ，当线圈1输入 电压为220V时 ，即 ，可得 ，解得 ，与是否有负载 无关，故AB错误；CD当线圈2输入电压为220V时，同理 ， ，所以 ，与是否有负载无关，故D正确，C错误。 故选D。 31．（2024·浙江·校联考一模）图甲为一家用变压装置的原理图。将图乙所示的正弦式交流电压加在理想 变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数比 ，电表均为理想交流电表。已知变压器副线圈 侧的保险丝 的熔断电流为 ，阻值为 ，滑动变阻器 最大阻值为 ，现滑片 从 端缓慢移动至 端，则此过程中（ ）A．电流表的示数逐渐减小 B．当滑片 位于 中点时，电压表读数为 C．要求相同时间内滑动变阻器 产热量最多，应将滑片 置于 端 D．保险丝即将熔断时，原线圈消耗功率为 【答案】B 【详解】A．滑片 从 端缓慢移动至 端的过程，原副线圈两端电压不变，则副线圈电阻减小，所以副线 圈电流变大，根据原副线圈电流与匝数比的关系可知，电流表的示数逐渐增大，故A错误；B．由 ，可得副线圈电压 ，当滑片 位于 中点时，电压表读数始终为 ，故B正确；C．由 ，要求相同时间内滑动变阻 器 产热量最多，则要满足 ，所以应将滑片 置于a 中点，故C错误；D．由 ，可得保险 丝即将熔断时，原线圈中电流为 ，原线圈消耗功率为 ，故D错误。 故选B。 32．（2023·浙江绍兴·统考模拟预测）如图所示是火花塞点火的原理图。变压器原线圈与蓄电池、开关组 成闭合回路，开关由闭合变为断开的瞬间，副线圈感应出上万伏高压，火花塞产生电火花，则（ ）A．这个变压器为降压变压器 B．开关一直闭合时火花塞两端也有高压 C．开关断开，变压器铁芯中的磁通量减小 D．若开关接到副线圈回路，闭合开关瞬间火花塞也能产生电火花 【答案】C 【详解】A．根据题意可知，这个变压器将蓄电池的低电压转化为上万伏高压，是升压变压器，故A错误； B．开关一直闭合时通过变压器原线圈的电流不变，穿过铁芯的磁通量不变，无法在副线圈感应出感应电 动势，故B错误；C．开关断开，变压器原线圈的电流减小，则变压器铁芯中的磁通量减小，故C正确； D．若开关接到副线圈回路，穿过铁芯的磁通量不变，无法在副线圈感应出感应电动势，故D错误。 故选C。 33．（2023·河北沧州·校考模拟预测）如图所示为某同学模拟降压变压器工作中电路的动态变化电路图， 已知变压器为理想变压器，电表均为理想电表，R 为输电导线电阻，R 为滑动变阻器，电路接在恒压正弦 1 2 交流电源两端。当滑动变阻器的触头P向上移动时，下列说法正确的是（ ） A．电压表V 示数不变 B．电压表V 示数增大 1 2 C．电流表A 示数增大 D．电流表A 示数减小 1 2 【答案】C 【详解】CD．滑动变阻器的触头P向上移动，电阻减小，电流表A2示数增大，根据理想变压器原副线圈 匝数比和电流比的关系可知 ，电流表A1示数增大。故C正确，D错误；AB．根据 ，得电阻R1分压增大，所以电压表V1示数减小，根据理想变压器原副线圈的匝数比和电压比的关系 ， 可知电压表V2示数减小，故AB错误。 故选C。 34．（2023·河北保定·河北省唐县第一中学校考二模）理想变压器原、副线圈两端所接电路如图所示，图 中电表均为理想交流电表， 为电阻箱，定值电阻 ， 。原线圈两端接有 的交流电，已知理想变压器原、副线圈的匝数比为 。则下列说法正确的是 （ ） A．当电阻箱 的阻值逐渐增大时， 、 的示数均减小 B．当电阻箱 的阻值逐渐增大时， 、 示数的比值保持不变 C．电阻箱 的阻值为零时， 的示数为 D．电阻箱 的阻值为 时，变压器的输出功率为 【答案】D 【详解】B.原线圈的输入电压不变，由变压器的工作原理 ，可知，变压器副线圈的输出电压不变， 即 不变，当电阻箱 的阻值逐渐增大时，副线圈的总电阻增大，则副线圈的电流减小，即 的示数减 小，由 ，可知变压器原线圈的电流减小，即 的示数减小，所以 、 示数的比值增大，故B错 误；A.又由于定值电阻 分得的电压减小，则电压表 的示数增大，故A错误；C.当电阻箱 的阻值为 零时，定值电阻 被短路，电压表 示数为0，故C错误；D.电阻箱 的阻值为 时，负载电阻的阻值为 ，由于副线圈的输出电压为 ，则副线圈的电流为 ，由 ，得 ，则电源消耗的电功率为 ，则变压器的输入功率为 ，所以变压器的 输出功率为 ，故D正确。 故选D。 35．（2023·河北·校联考模拟预测）如图所示，理想变压器原线圈接正弦式交流电源，副线圈接有电阻R 和灯泡L，闭合开关S，滑片P处于图示位置时灯泡正常发光。将滑片P向下缓慢移动，下列说法正确的 是（ ） A．灯泡L变暗 B．副线圈中电流的频率变小 C．电阻R消耗的功率变大 D．理想变压器的副线圈输出电压变大 【答案】A 【详解】AD．将滑片P向下缓慢移动，副线圈匝数变小，根据电压和匝数成正比可知，副线圈电压变小， 则副线圈回路电流变小，灯泡变暗，故A正确D错误；B．变压器不改变交流电的频率，故B错误；C． 根据 ，可知，电阻R消耗的功率变小，故C错误。 故选A。 36．（2023·河南开封·校考模拟预测）如图为远距离输电电路图，升压变压器和降压变压器均为理想变压 器，发电厂的输出电压和输电线的电阻R均不变。若输电的功率增大，则（ ） A．升压变压器的输出电压增大 B．降压变压器的输出电压不变 C．输电线上损耗的功率增大 D．若发电厂输出电流增大1倍，则输电线上损耗增加为2倍 【答案】C 【详解】AB.输入功率变大，输入电压不变，则输入电流变大，输电线上电压变大，降压变压器输入和输出电压变小，升压变压器输出电压不变，故AB错误；CD. 增大为2倍，则 变为2倍，根据 ， 输电损耗变为4倍，故C正确，D错误。 故选C。 37．（2023·浙江·慈溪中学校联考模拟预测）在匀强磁场中有一不计电阻的矩形线圈，绕垂直磁场的轴匀 速转动，产生如图甲所示的正弦交流电，把该交流电接在图乙中理想变压器的A、B两端，电压表和电流 表均为理想电表， 为热敏电阻（温度升高，阻值减小），R为定值电阻。下列说法正确的是（ ） A．变压器原线圈两端电压的瞬时表达式为 B．在t=0.01s时，穿过该矩形线圈的磁通量为零 C．R处温度升高时，电压表V、V 的示数之比不变 t 1 2 D．R处温度升高时，电流表示数变大，变压器输入功率变大 t 【答案】D 【详解】A．矩形线圈绕垂直磁场的轴匀速转动的周期为 ，则角速度为 ，变压器原 线圈两端电压的瞬时表达式为 ，故A错误；B．在t=0.01s时，线圈内磁通 量变化率为零，穿过该矩形线圈的磁通量最大，不为零，故B错误；C．Rt处温度升高时，Rt阻值减小， 总电阻减小，变压器原副线圈匝数比不变，则副线圈两端电压不变，副线圈总电流增大，电阻 两端电压 增大，热敏电阻Rt两端的电压减小，电压表V2的示数减小，电压表V1为原线圈两端电压，保持不变， 则Rt处温度升高时，电压表V1、V2的示数之比增大，故C错误；D．Rt处温度升高时，Rt阻值减小，总 电阻减小，副线圈总电流增大，电流表示数变大，变压器输出功率变大，由于变压器输入功率等于输出功 率，则变压器输入功率变大，故D正确。 故选D。 38．（2023·江西鹰潭·校联考模拟预测）（多选）将电压有效值不变的交流电源接在如图所示电路两端， 电路由理想变压器、定值电阻 、 、 ，滑动变阻器 ，电流表、电压表组成， ， 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。将滑动变阻器滑片P从 端向 端滑动过程中（ ） A． 两端电压不变B．电流表示数减小 C．电压表示数增大 D． 消耗的电功率增大 【答案】CD 【详解】B．在滑片P从 端向 端滑动过程中， 接入电路的电阻减小，副线圈回路中的总电阻减小，回 路中的总电流I2增大，电流表示数增大， 错误；C．由 可知，通过 的电流I1增大，则 两 端的电压增大，电压表示数增大，C正确；A．输入理想变压器的电压 减小，由 可得 两端电 压减小，A错误；D． 两端电压减小，通过 的电流减小，由 可得 增大，则 消耗的电 功率增大，D正确。 故选CD。 39．（2024·安徽·校联考模拟预测）（多选）如图所示，理想变压器原线圈 、 端接入电压恒定的正弦交 流电， 为定值电阻， ，滑动变阻器 的最大阻值为 ，电流表和电压表均为理想电表.在变阻器 滑片从左端向右端缓慢移动的过程中，下列说法正确的是（ ） A．电流表A 示数减小 B．电流表A 示数增大 1 2C．电压表表V 示数增大 D．电压表V 示数减小 1 2 【答案】AC 【详解】A．设滑动变阻器右侧阻值为 ，则副线圈两端总电阻为 ，变 阻器滑片从左端向右端缓慢移动的过程中， 减小，即副线圈两端总电阻增大，由原线圈两端等效电阻 ，可知等效电阻也增大，由闭合电路欧姆定律知原线圈中电流 减小，故A正确；B．由于 ，则副线圈电流 也减小，故B错误；C．原线圈输入电压 ，则电压表V1示数增大， 故C正确；D．由于 ，可知电压表V2示数变大，故D错误。 故选AC。