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2025 高考物理一轮复习能力提升专题复习（22）交变电流
（一）等效电阻法在变压器两端电路动态分析中的应用
1．【例题1】（多选）如图所示，某理想变压器原、副线圈的
匝数之比为2:1，原线圈与定值电阻
串联后接在交流电源两
端，副线圈电路中接有理想电流表和最大阻值为
的滑动变阻
器R，图中a 位置上、下滑动变阻器电阻丝长度之比为3:1.开始
时，滑片P 位于滑动变阻器的中间位置。则在将滑片P 向下滑
至a 点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数减小
B．变压器的输出功率先增大后减小
C．定值电阻
的电功率减小
D．变压器的输出电压减小
【答案】AC【详解】AD．等效电路如图所示当滑片P 向下移动时，导致滑动变阻器接入电
路中阻值变大，则等效电阻阻值变大，则等效电阻分压增大，原线圈两端电压增大，定值电
阻
两端电压减小，原线圈电流减小，副线圈电流减小，电流表示数减小，故A 正确，D
错误；B．等效电阻阻值为
当
时，变压器的输出功率最大，在将
滑片P 向下滑至a 点的过程中，滑动变阻器接入电路中阻值变大，等效电阻比
越来越大，变压器的输
出功率不断减小，故B 错误；C．在将滑片P 向下滑至a 点的过程中，滑动变阻器接入电路中阻值变大，
等效电阻不断增大，原线圈电流减小，定值电阻
的电功率减小，故C 正确。故选AC。
2．【例题2】（多选）在图甲所示的交流电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为
，电阻
，
为滑动变阻器。电源电压u 随时间t 按正弦规律变化如图乙所示，电流表为理想电表，则
下列说法正确的是（ ）
A．滑片P 向下移动时，电流表示数减小B．滑片P 向上移动时，电阻
的电流增大
C．当
时，理想变压器的输出功率最大且为36WD．当
时，电流表的示数为2A
【答案】ACD【详解】A．等效电路如图所示当滑片P 向下移动时，导致滑动变阻器阻值
减小，则等效电阻阻值减小，则等效电阻分压减小，根据变压器原理可知，副线圈两端电
压减小，即电阻
两端电压减小，根据欧姆定律可知，电流表示数减小，故A 正确；
B．滑片P 向上移动时，导致滑动变阻器阻值增大，则等效电阻阻值增大，原线圈输入电
流减小，则流过电阻
的电流减小，故B 错误；C．理想变压器的输出功率等于等效电阻的功率，则有
可知当
解得
理想变压器的输出
功率最大，则有
故C 正确；D．当
时，等效电阻阻值为
电源电压有效值为
因此原线圈两端电压为
根据变
压器原理可知，副线圈电压为
因此电流表示数
故D 正确。故选ACD。
1
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3（单选）．如图理想变压器的原、副线圈的匝数比为1：2，
AB 两端接在
的电源上．定值电阻
，电压表和电流表均为理想交流电表，不计电源内
阻．当滑动变阻器电阻调到
时，下列说法正确的是（
）
A.变压器副线圈中电流的频率为100Hz
B.电流表的读数为2A
C．电压表的读数为4V D．若将滑动变阻器电阻调小，其消耗的功率一定变大
【答案】C【详解】A．变压器不改变交流电的频率，故副线圈电流的频率为50Hz，故A 错；B．设电流
为I，根据理想变压器原副线圈电流比为匝数的反比可知，原线圈电流为2I，再根据电压比，等于匝数之
比得
得
，故B 错误；C．根据
得
，故C 正确；D．滑到变
阻器和变压器的等效电阻
得
，根据电源输出功率和外电阻关系得，此时电源输出功
率最大，即滑动变阻器电阻的功率最大，滑动变阻器电阻变小，其功率减小，故D 错误。故选C。
4．【例题3】（多选）如图甲所示，ab 两点间接入电压如图乙变化的交流电源，电阻R1=5Ω，R2为滑动
变阻器，理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，则（ ）
A．滑动变阻器滑片从左向右移动的过程中，电压表的示数增大
B．若滑动变阻器R2=5Ω 时，电流表示数为10A
C．若改变滑动变阻器R2阻值，使R2的功率最大时，此时R2=5Ω
D．变压器的最大输出功率为3125W
【答案】AD【详解】AB．根据正弦式交流电的特点可知，输入的交流电源的有效值为
设电流表的示数为I2，根据电流与匝数比的关系可知原线圈的电流为：
副线
圈的电压为
则原线圈的电压为
则
联立可得
；
根据闭合电路欧姆定律可得
可知若滑动变阻器滑片向右移动时，I1变
小，则U2最大，电压表的示数增大，故A 正确，B 错误；C．根据等效电阻的知识可知，副线圈对应的
原线圈位置的等效电阻为4R2，根据电路结构可知，原线圈消耗功率为
根据数学的不
等式知识可知，当4 R2= R1时，R2的功率最大，解得R2=1.25
变压器的最大输出功率为
故C 错误，D 正确。故选AD。
5．（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A1示数减小 B．电流表A2示数增大
C．电压表表V1示数增大 D．电压表V2示数减小
【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
2
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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。
6．（单选）如图甲所示，一小型发电
机的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角
速度绕垂直于磁场的固定轴转动，矩形
线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，
副线圈接有固定电阻
和滑动变阻器
R，矩形线圈内阻为
，其他电
阻都不计，从图示位置开始计时，且当
滑动变阻器为R，其中线圈匝数
，穿过线圈的磁通量随时间按正弦规律变化，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为
B．矩形线圈从图示位置转过
的时间内，通过电流表
的电荷量为0.1C
C．滑动变阻器的滑片向上移动过程中，电流表
示数不变，
示数变小
D．滑动变阻器的滑片向上移动过程中，电压表
示数不变，
和
示数都变小
【答案】A【详解】A．因为
矩形线圈产生的感应电动势的最大值
瞬时值表达式为
选项A 正确；CD．因
可得
（其中
）滑动变阻器的滑片向上移动
过程中，R＇阻值变大，则次级电流I2减小，
示数变小，初级电流I1减小，电流表
示数变小；由于
R＇阻值变大，U2变大，
示数变大，则
示数变大，电阻R0上电压减小，可知
示数变大，选项CD 错误。B．由上述表达式可知
即初级回路的等效电阻为
矩形线圈从图示位置转过
的时间内，平均电动势
则通过电流表
的电荷量
由
可知
选项B 错误。故选
A。
（二）交变电流四值（最大值.有效值.瞬时值.平均值）的分析
7.【例题4】（多选）如图所示，矩形线圈
的面积为，匝数为
，线圈总电阻为，在磁
感应强度为
的匀强磁场中绕
轴以角速度
匀速转动，通过两电刷为一理想变压器供电；变
压器原、副线圈匝数比为
，副线圈中接有一阻
值为
的电阻。下列选项正确的是（ ）
3
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A．副线圈电阻
两端的电压
B．矩形线圈电阻与电阻
消耗的功率之比
C．线圈从图中位置转过
的过程中，通过矩形线圈电阻的电荷量
D．线圈从图中位置转过
的过程中，矩形线圈电阻产生的热量
【答案】BCD【详解】A．从图中位置开始，矩形线圈产生正弦式交流电
其有效值
设原线圈电流为
，则副线圈电流为
，由原副线圈功率相等得
解
得
联立解得
故A 错误；B．矩形线圈与电阻
消耗的功率之比
故B 正确；C．由法拉第电磁感应定律
通过的平均电流
则通过矩
形线框电阻的电荷
线圈从图中位置转过
的过程中
故C 正确；D．线圈转
过
所用时间
电路中电流的有效值
由焦耳定
故D 正确。故选BCD。
8．【例题5】（多选）如图所示，矩形线圈
在匀强磁场
中绕垂直磁场方向的
轴匀速转动。线圈
的匝数为
，电阻不计，理想变压器原、副线圈的匝数之比为
，定值
电阻
与
的阻值均为
，所用电表均为理想交流电表。当
线圈
转动的角速度大小为
时，电压表的示数为
，则
（ ）
A．此时电流表的示数为
B．从图示位置（线圈
与磁场方向平行）开始计时，线圈
中产生的电动势的瞬时表达式为
C．在线圈
转动的过程中，穿过线圈的磁通量的最大值为
D．当线圈
转动的角速度大小为
时，电压表的示数为
【答案】CD【详解】A．流过副线圈的电流
根据
可知,电流表的示数
故A 错误；
B．变压器中原线圈的电压为U1，根据
可知
电阻R 分得的电压
故线圈abcd
产生的感应电动势的有效值为
最大值
故从图示位置开始计时，线
圈abcd 中产生的感应电动势的瞬时表达式为
故B 错误；C．根据
可知
故C 正确；D．根据
可知，转动角速度加倍，产生的感应电动势加倍,
故电压表的示数为2U，故D 正确；故选CD。
9．【例题6】（多选）图示为一台教学用手摇式交流发电机。当缓慢摇动大
皮带轮手柄时，连接在发电机上的小灯泡就会一闪一闪的发光。若已知大皮带
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轮半径为
，小皮带轮半径为
，摇动手柄的角速度为
，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为
r，灯泡电阻为R（假设恒定不变），线圈在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中转动，产生正弦式交变电
流。摇动过程中皮带不打滑。则下列说法中正确的是（ ）
A．小灯泡闪烁的频率为
B．提高摇动手柄的角速度
，可以提高小灯泡的闪烁频率及亮度
C．线圈由中性面开始转过
的过程中，小灯泡上产生的焦耳热为
D．线圈由中性面开始转过
的过程中，通过小灯泡的电荷量为
【答案】BD【详解】AB．皮带不打滑，两轮边缘的线速度相等，则
线圈转动的角速度即小皮带轮转轮的角速度
交流电的频率有
小灯泡闪烁的频率
感应电动势的峰值
感应电动势的有效值为
由闭
合电路的欧姆定律得
小灯泡的功率
提高摇动手柄的角速度
，则
变
大，灯泡的实际功率P 增大，小灯泡的闪烁频率及亮度增大。故A 错误，B 正确；C．线圈由中性面开始
转过
的过程中，小灯泡上产生的焦耳热
解得
故C 项错误；D．线圈由
中性面开始转过
，由法拉第感应定律得
由闭合电路的欧姆定律得
通过灯泡
的电荷量
解得
故D 项正确。故选BD。
10.【例题7】．（多选）如图所示，一个半径为r 的半圆形线圈，以直径ab 为
轴匀速转动，转速为n，ab 的左侧有垂直于纸面向里（与ab 垂直）的匀强磁
场，磁感应强度为B。M 和N 是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连
接导线的电阻不计，若图示位置为初始时刻，则（ ）
A．感应电动势的最大值是
B．从图示位置转过
转的时间内，负载电阻R 上产生的热量
C．从图示位置起转过
转的时间内通过负载电阻R 的电荷量为
D．电流表的示数为
【答案】BCD【详解】A．感应电动势的最大值为
所以A 错误；B．从
图示位置转过
转的时间内，负载电阻R 上产生的热量为
所
以B 正确；C．根据
联立解得
则从图示位置起转过
转的时间内通过负载
电阻R 的电荷量为
所以C 正确；D．因线圈只在半个周期内有电流，因此线圈的电压有效值
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根据定义可得
感应电动势的有效值为
则电流表的示数为
所以D 正确；故选BCD。
11．（多选）图甲所示的装置是斯特林发电
机，其工作原理图可以简化为图乙。已知矩
形导线框的匝数为N，面积为S，处在磁感
应强度大小为B 的匀强磁场中，矩形导线
框以角速度
绕垂直磁场方向的轴
匀
速转动，线框与理想变压器原线圈相连。理
想变压器原、副线圈的匝数比为
，图示
时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计
时起点，
为定值电阻，R 为滑动变阻器，
交流电压表V1、V2均视为理想电表，不计线框的电阻。下列说法正确的是（ ）
A．线框从图示位置开始转过180°的过程中，产生的平均电动势为
B．滑动变阻器的滑片向c 端滑动的过程中，
的发热功率减小
C．滑动变阻器的滑片向d 端滑动的过程中，电压表V2的示数始终为
D．线框从图示位置开始转过90°时，电压表V1的示数为
【答案】BD【详解】A．线框从题中图示位置开始转过180°的过程中，磁通量的变化量
而产生的平均电动势
解
故A 错误CD．矩
形线框在转动过程中产生的感应电动势的最大值
则原线圈的电压即电压表V1的示数
再根据原、副线圈电压比与匝数比的关系有
，则副线圈的电压即电压表V2的示数
故只要
不变则
不变，故C 错误、D 正确；B．根据以上分析知，原线圈的电压没有发
生改变，则副线圈的电压
也不会改变，在滑动变阻器的滑片向c 端滑动的过程中，接入电路中的电阻
增大，副线圈回路的电流
减小，
的发热功率减小，故B 正确。故选BD。
12．（多选）如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，匝数
匝，电阻为
的矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场方
向的固定轴
匀速转动，线圈两端经集流环和电刷与电路连接，定
值电阻
，
，其他电阻不计，线圈匀速转动的周期
。从线框与磁场方向平行位置开始计时，线圈转动的过程中，
线圈产生电动势的有效值为
。下列说法中正确的是（ ）
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A．电阻
上的电功率为
B．
时，理想电压表的示数为零
C．从开始计时到
通过电阻
的电荷量为
D．若线圈转速增大为原来的2 倍，线圈中产生的电动势随时间变化规律为
【答案】AD【详解】A．线圈两端所接电路的总电阻
，根据闭合电路欧姆定律可知线圈外电路电
压有效值
电阻
上的电功率为
A 正确；B．线圈匀速转
动的周期
，
时，正好转到了与磁场方向垂直位置，此时线圈产生的感应电动势为零，电
阻
两端的电压瞬时值为零，但电压表读数表示的是交流电压的有效值，不为零，故B 错误；
C．线圈产生电动势的最大值
有
故
故
从开始计时到
，磁通量的变化
故通过电阻
的
电荷量为
C 错误；D．转速增大2 倍，线圈产生的感应电动势
变为原来的2 倍，故最大值为
可知，线圈中产生的电动势随时间变化规律为
故D 正确。故选AD。
(三）远距离输电相关题型
13.【例题8】（多选）如图所示为远距离输电
的原理图，升压变压器
，降压变压器
；
均为理想变压器。
、
的原、副线圈匝数
比分别为
、
，用户端负载为可变电阻R，
a、b 端输入电压保持不变，当负载电阻R 变
小，理想电压表V 的示数变化的绝对值为
时，理想电流表A 的示数变化的绝对值为
，则此过程中（ ）
A．电压表的示数变大，电流表的示数变小B．电压表的示数变小，电流表的示数变大
C．输电线的电阻大小为
D．输电线的电阻大小为
【答案】BC【详解】AB．负载电阻R 减小，表明用户增多，a、b 端输入功率增大，
输出电流增大，
输电线上的电压损失变大，则
原、副线圈两端的电压都减小，电压表的示数变小，
输出电流变大，
则
输出电流变大，电流表示数变大，A 错误，B 正确；
CD．理想电压表V 的示数减小
时，
原线圈两端电压减小
，则
两端的电压增大
，电流
表示数增大
，则
原线圈中电流增大
。因此输电线的电阻大小
C 正确，D 错
误。故选BC。
14.【例题9】（多选）．随着经济发展，加之寒冬来临，用电需求增加，当火力发电供应紧张时，通过
远距离调度方式，会及时将其他地区的风力发电、太阳能发电并入电网保障电力供应。如图是远距离输
电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，两个变压器均为理想变压器。当用户用电器增加（假设所
有用电器均可视为纯电阻），电网中数据发生变化，下列说法正确的是（ ）
7
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A．降压变压器的输出电流
减小 B．输电线上损失的功率减小
C．升压变压器的输出电压
不变 D．发电厂输出的总功率增大
【答案】CD【详解】C．根据原、副线圈电压比等于匝数比可得
可得升压变压器的输出电压为
由于匝数不变，发电厂输出电压恒定不变，可知升压变压器的输
出电压
不变，故C 正确；A．设输电线电阻为
，用户端总电阻为
，在高压传输电路上，有
又
，
，
联立可得
当用户用电器增加，可知
减
小，则降压变压器的输出电流
增大，故A 错误；B．根据
由于
增大，可知
增大，输电线上
损失的功率为
可知输电线上损失的功率增大，故B 错误；D．根据
由于
增大，可知
增大，发电厂输出的总功率为
可知发电厂输出的总功率增大，故D 正确。故选CD。
15.【例题10】（多选）如图，是远距离输电的线路图，电
压表
、
、
、
的示数分别为
、
、
、
，
电流表
的示数为I，其中
为远距离输电线的等效电
阻，线路图中的所有的电表均为理想电表，变压器是理想变
压器，下列说法正确的是（ ）
A．远距离输电线路上等效电阻消耗的功率为
B．电压
、
、
满足
C．电流表
的示数为
D．用电高峰期，电流表
、
、
的示数均增大
【答案】AD【详解】A．由
，可得远距离输电线路中的电流
等效电阻消耗的功率
故A 正确；B．等效电阻两端的电压
把
代入，可得
故B 错误；C．由
，可得电流表
的示数为
故C 错误；D．用电高
峰，降压变压器用户端用电的功率变大，可知升压变压器输入的功率变大，而输入电压不变，所以电流
表
的示数增大，变压器的原副线圈的匝数比都是定值，因而电流表
的示数均增大，故D 正
确。故选AD。
16.【例题11】（多选）如图为远距离输电的示意图，
某电工师傅为了测定输送电路的电流大小，在电路中接
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2A，输电线的总电阻为20Ω，发电机的输
8
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送功率为100kW。下列说法正确的是（ ）
A．用户得到的功率为92kW
B．输电线上损失的电压为40V
C．升压变压器的输出电压为U2=5000V
D．用电高峰期，为了让用户能够正常用电，可将P 向上滑
【答案】ACD【详解】B．在电流互感器中，根据
可得输电线上的电流
因此输电线上损
失的电压
B 错误；A．输电线上损失的功率
因此用户得到的功率
A 正确；C．根据
可得升压变压器的输出电压
C
正确；D．用电高峰期，用户消耗的电流增大，线路上损耗的电压增加，导致降压变压器原线圈电压
降低，可将P 向上滑，使降压变压器原线圈匝数
减小，根据
可使用户能够得到的电压正常，D
正确。故选ACD。
（四）变压器中的含电容，含电感，含二极管，含电动机电路
17.【例题12】（多选）如图所示，理想变压器
原、副线圈的匝数比
，原线圈EF 两端
与宽度
m 的光滑平行金属轨道连接，轨道平
面水平，磁感应强度
T 的匀强磁场垂直于轨
道平面向下。一根阻值不计的金属杆以
的速度在轨道上往复运动，
并始终与导轨保持良好接触。副线圈GH 两端连接的电路如图，三个灯泡的电阻均为4Ω，L 是直流电阻
不计的理想线圈，C 是电容器。下列说法正确的是（ ）
A．三个灯泡中
最亮，
最暗 B．副线圈中电流的频率为5Hz
C．灯泡
的功率为36WD．若导体棒的运动周期变为0.05s，则灯泡
变亮，
变暗
【答案】BC【详解】A．变压器中产生交变电流，线圈
和电容
对交变电流均有一定的阻碍作用，所
以三个灯泡亮度不同，
亮度最大，A 错误；B．根据角速度与频率的关系
可知
B 正确；C．原线圈产生的电动势
原线圈电压的有效值
根据
理想变压器的电压规律
解得
两端的电压为
则
的功率为
C 正确；D．导体棒的运动周期为
，根据周期与频率的关系
可知交
变电流的频率变为
频率变大，线圈对交变电流的阻碍作用增大，则
变
暗，电容对交变电流的阻碍作用减小，则
变亮，D 错误。故选BC。
9
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18.【例题13】（多选）如图，理想变压器原线圈
与定值电阻
、一只理想二极管和电流表
串联后接在
的交流电源上，理
想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P0初
始位置在副线圈正中间，原、副线圈匝数比为n。
定值电阻
，滑动变阻器R 的最大阻值为
30Ω，滑片P1初始位置在
处。电流表、电
压表均为理想交流电表，电源内阻不计，下列说法正确的是（ ）
A．初始时，电压表示数为9V，电流表示数为1A
B．若保持P1位置不变，P0向下滑动，则电压表示数先变大后变小，电流表示数变小
C．若保持P0位置不变，P1向上滑动，当
时，理想变压器的输出功率有最大值9W
D．若保持P1位置不变，P0向下滑动时，理想变压器输出功率的最大值为8.1W
【答案】BD【详解】A．交变电流流过二极管后其电压有效值为18V，变压器变压比为2：1，因为变压
器输入端串联了电阻R0，故变压器输出端电压不可能为9V，故A 错误；B．变压器原、副线圈电压、电
流与匝数的关系有
可得原线圈的等效电阻为
其中
，电流表示数为
若保持P1位置不变，P0向下滑动时，n2减小，则等效电阻R'增
大，电流表示数变小。电压表示数为
可知，当
时U2取得最大值，
由于滑动触头P0初始位置在副线圈正中间，即开始时
，所以P0向下滑动时，电压表示数先变大后变
小，故B 正确；CD．当等效电阻
时，变压器的输出功率最大。因为有理想二极管，所以交
流电的有效值为
若保持P0位置不变，P1向上滑动，当
时，可得等效电阻为
，此时理想变压器的输出功率有最大值；若保持P1位置不变，P0向下滑动，当
时，U2取
得最大值，则理想变压器的输出功率有最大值，此时，
，可得输出功率最大值为
故C 错误，D 正确。故选BD。
19.【例题14】（多选）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数
之比为
，输入电压
，标有“30V，15W”
的灯泡L 恰好正常发光。额定功率为20W 的电动机M 正常工
作，内阻
。定值电阻
，以下说法正确的是
（ ）
A．交流电的频率为50Hz
B．
C．电动机M 的输出功率为19.75W
D．变压器的输入功率为44W
【答案】BC【详解】A．由输入电压
，可知
解得交流电的频率为
故A 错误；C．标有“30V，15W”的灯泡L 恰正常发光，通过灯泡的电流
电阻
两端的电压为
电动机M 正常工作时两端电压为
通过电动机的电流
电动机的热功率
电动机
M 的输出功率为
故C 正确；D．电阻
的功率为
理想变
压器的输入功率为
故D 错误；B．变压器的输出电压
理想变压
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器原、副线圈匝数之比为
，则
解得变压器的输入电压
由输入电压
，可知输入电压的最大值为
所以输入电压的有效值为
则
两端的电压为
通过
的电流
则
故B 正确。故选
BC。
20.【例题15】（单选）如图所示，交流发电机矩形线圈在磁感
应强度大小为
的匀强磁场中以角速度
匀
速转动。线圈的匝数N＝10，面积
。理想变压器原、
副线圈的匝数比是
，副线圈电路中有一只理想二极管和一个
阻值
的电阻，已知电压表和电流表均为理想交流电表，
线圈和导线的电阻不计，以图示时刻为t＝0 开始计时，则下列
说法正确的是（ ）
A．电流表的示数为1A B．电压表的示数为80V
C．t＝0.01s 时，发电机的矩形导线框与图示位置垂直
D．增大电阻的阻值，电压表和电流表的示数之比不变
【答案】A【详解】C．以图示时刻为t＝0 开始计时线圈匀速转动发电，即从中性面开始，其周期为
则t＝0.01s 时转动180°，发电机的矩形导线框与图示位置重合，故C 错误；B．发电机的
线圈从中性面开始转动，瞬时电动势的表达式为
则电动势的有效值为
电压表所测的是发电机两端的电压
的有效值，则示数为
，故B 错误；B．变压器通过理想变压器4:1 的匝数比变压后，副线圈的电流
最大值为
因二极管具有单向导电性，则一个周期内只有一半的时间有电流流过电阻，则根据有效
值的定义有
解得
电流表测量的是电流的有效值，则示数为1A，故A 正确；
D．增大电阻的阻值，变压器原线圈的电压由发电机决定，则电压表的示数不变，由闭合电路的欧姆定律
可知，副线圈的电流变小，则电流表的示数变小故电压表和电流表的示数之比变大，故D 错误。故选
A。
（五）计算题型
21．【例题16】如图所示，两根等高光滑的
圆弧轨道，半径为r、间距为
L，轨道电阻不计。轨道上PP′分别与竖直方向成
角，在轨道顶端连有一阻
值为R 的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。现
有一根长度稍大于L、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd 开始，在拉力作
用下以速度
向右沿轨道做匀速圆周运动至ab 处过程中，求：
（1）通过cd 时的电流方向及金属棒产生的电动势的最大值；
（2）流过R 的电荷量；
（3）电路中电动势有效值及R 上产生的热量。
【答案】（1）电流方向为：c→d，
；（2）
；（3）
，
【详解】（1）由右手定则可知，电流方向为：c→d，金属棒产生的最大电动势为
（2）由电磁感应定律可得
由闭合电路欧姆定律可得
流过R 的电荷量为
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（3）导体棒的电动势瞬时值为
则电动势有效值为
由焦耳定律可得
有
解得
22．【例题17】磁悬浮铁路是利用电磁系统产
生的吸引力或排斥力将车辆托起，使整个列车悬
浮在导轨上，利用电磁力进行导向，利用直流电
机将电能直接转换成推动列车前进的动能，它清
除了轮轨之间的接触，无摩擦阻力，线路垂直负
荷小，时速高，无污染，安全，可靠，舒适。其
应用具有广泛前景，采用直流电机模式获得驱动
力的列车可简化为如下情境：固定在列车下端的
矩形金属框随车平移，金属框与轨道平行的一边
长为d，轨道区域内存在垂直于金属框平面磁
场，如图乙所示，磁感应强度随到
边界的距
离大小而按图丙所呈现的正弦规律变化，其最大
值为
。磁场以速度
、列车以速度
沿相同
的方向匀速行驶，且
，从而产生感应电
流，金属线框受到的安培力即为列车行驶的驱动力。设金属框电阻为R，轨道宽为l，求：
（1）线框在运动过程中所受安培力的最大值；
（2）如图丙所示，
时刻线框左右两边恰好和磁场Ⅰ两边界重合，写出线框中感应电流随时间变化的
表达式；
（3）从
时刻起列车匀速行驶s 距离的过程中，矩形金属线框产生的焦耳热。
【答案】（1）
；（2）
；（3）
【详解】（1）金属框中产生的电动势最大值为
感应电流最大为
安培力最大为
解得
（2）由题意可知
得
电流的瞬时值为
联立可得
（3）该电流为正弦式交变电流，其有效值为
即
列车匀速行驶s 距离经历时间为
故矩形金属线框产生的焦耳热为
将上述各式代入，得
23【例题18】2020 年属于不平凡的一年，原本属于全国人民的新春佳节却被一场突如其来的疫情打破
了，如今新冠病毒在全国白衣天使和所有工作人员的共同努力下得到了有效的遏制，根据中共中央应对
新冠肺炎疫情工作领导小组印发《意见》在有效防控疫情的同时积极有序推进复工复产。为了防止复工
复产期间停电事故的发生，某工厂购买了一台应急备用发电机及升压变压器及降压变压器各一台。如
图，发电机内阻为1
，升压变压器匝数比为1：10，降压变压器匝数比9：1，输电线总电阻R=5
。工
厂共36 个车间，每个车间有“220V，22W”灯10 盏，若保证全部电灯正常发光，则：
（1）发电机输出功率多大？（2）发电机电动势多大？（3）输电的效率是多少？
【答案】（1）8000W；（2）240V；（3）99%
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【详解】（1）根据题意，所有灯都正常工作的总功率为
用电器都正常工作时的总电流为
两个变压器之间输电线上的电流为
故输电线上损耗的电功率
升压变压器的输出功率为
而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率
（2）降压变压器上的输入电压
输电线上的电压损失为
因此升压变压器
的输出电压为
升压变压器的输入电压为
升压变压器的输入电流为
发电机的电动势
（3）输电的效率
（六）巩固练习
24．（多选）如图所示，理想变压器原线圈所在电路输入有效
值
交变电流，测得完全相同的灯泡a、b 两端的电压
均为55V，已知
为随温度升高阻值减小的热敏电阻，变压
器为理想变压器，两灯泡阻值不变且始终未烧坏，下列说法正
确的是（ ）
A．原、副线圈的匝数之比为
B．流经灯泡a 的电流与热敏电阻的电流之比为
C．若热敏电阻
温度降低，灯泡a 变亮、b 变亮
D．若热敏电阻
温度降低，灯泡a 变暗、b 变亮
【答案】AD【详解】A．由于灯泡a 两端的电压为55V，因此加在原线圈两端的电压为165V，根据
可知原、副线圈的匝数之比
故A 正确；B．根据
原、副线圈电流之比
而两相同灯泡的电压相等，则流过的电流也相等，故流过热敏电阻的电流占
中的两份，则因此流经灯
泡
的电流与热敏电阻的电流之比为
，故B 错误；CD．若热敏电阻
温度降低，电阻增大，副线圈
的总电阻增大，总电流减小，导致原线圈的电流减小，加在灯泡a 两端的电压降低，灯泡a 变暗，原线圈
分得的电压升高，从而副线圈电压升高，灯泡b 变亮，故C 错误，D 正确。故选AD。
25．（多选）如图，理想变压器原线圈与定值电阻
、电流表
串联后接在
的交流电源上，副线圈接电压表和滑动变阻器
，原、副线圈匝数比为
，已知
的最大阻值为
，电流表、电压表均为理想交流电表，下列说法正确的是
（ ）
A．若将
的滑片P 向上滑动，则电压表示数不变，电流表示数
变大
B．若将
的滑片P 向下滑动，则电压表示数变小，电流表示数变大
C．当
时，理想变压器的输出功率最大
D．当
时，理想变压器的输出功率最大
【答案】BC【详解】AB．对原、副线圈回路，有
所以
由此可知，当滑片P 向上滑动时，R 阻值增大，U 保持不变，
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则I1减小，U2增大，所以电压表示数变大，电流表示数变小，同理，可知若将
的滑片P 向下滑动，则
电压表示数变小，电流表示数变大，故A 错误，B 正确；CD．对于理想变压器，其输入功率等于输出功
率
根据二次函数知识可知，功率最大时
所
以
故C 正确，D 错误故选BC。
26．（多选）如图所示，有一原副线圈匝数比为
的理想变压器，原线圈连接有一光滑无限长
水平轨道，两轨道之间距离为
，轨道内有磁感应
强度为
的磁场，磁场方向垂直轨道所在平面向
里。一电阻为
的金属棒垂直导轨在水平方向上运
动，且金属棒始终与导体棒良好接触，金属棒的运动速度
。变压器副线圈并联有两相同电阻，
。不计导轨和连接导线的电阻，
下列说法正确的是（ ）
A．金属棒感应电动势的最大值为200V B．原线圈的电流20A
C．金属棒上产生的热功率1000W
D．
上产生的热功率1000W
【答案】BD【详解】A．由金属棒的运动速度
，可知金属棒运动的最大速度
金属棒感应电动势的最大值为
故A 错误；B．金属棒
感应电动势的有效值为
设变压器原线圈电压为
，变压器副线圈电压为
，原线圈的电
流为
副线圈的电流为
，则
解得
，
，
故B 正确；C．金属棒上产生的热功率
故C 错误；D．
上产生的
热功率
故D 正确。故选BD。
27．（多选）如图所示，理想变压器原线圈a、b 端接入电
压恒定的正弦交流电，理想电流表与定值电阻R1串联，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，理想电压表并联在副线圈两端。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
C．定值电阻R 消耗的功率先增大后减小
D．定值电阻R 消耗的功率一直减小
【答案】AD【详解】AB．设滑动变阻器右侧阻值为
，则副线圈总电阻为
变阻器滑片从左端向右端缓慢移动的过程中，
减小，即副线圈总电
阻增大，副线圈电流减小，原线圈电流与副线圈电流成正比，故电流表示数减小，A 正确，B 错误；
CD．滑片移动过程中，副线圈电流减小，并联部分电阻减小，则并联部分的电压减小，根据
定
值电阻R 消耗的功率一直减小，C 错误，D 正确。故选AD。
28（多选）．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，线圈的电阻为R，线圈共N 匝，理想变压器
原、副线圈的匝数比为1：2，定值电阻R1= R，当线圈的转动的转
速为n 时，电压表的示数为U，则（ ）
A．电流表的示数为
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B．从线圈转动到图示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时表达式为
C．线圈在转动过程中通过线圈磁通量的最大值为
D．当线圈转动的转速为2n 时，电压表的示数为2U
【答案】CD【详解】A．依题意可得
所以
A 错误；B．根据欧姆定
律，发电机产生的感应电动势的最大值为Em，则有
从线圈转动到图示位
置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时表达式为
B 错误；C．线圈在
转动过程中通过线圈的磁通量最大值为
，则有
解得
C 正确；D．当线圈
转动的转速为2n 时，线圈中产生的电动势的最大值为
因为
所以
其有效值为5U，假定电压表示数为
，则有
解得
D 正确。故选CD。
29．（多选）理想变压器原线圈a 的匝数
匝，副线圈b 的
匝数
匝，原线圈接在
的交流电源
上，副线圈中“
”的灯泡L 恰好正常发光，电阻
，电压表V 为理想电表。则下列推断正确的是
（ ）
A．交变电流的频率为
B．原线圈的输入电压为
C．电压表V 的示数为
D．
消耗的功率与
相等
【答案】CD【详解】A．由电源的瞬时表达式可知
故A 错误；B．灯泡正常发光，故
电阻R2两端的电压
副线圈两端电
原线圈两端电压为
故B 错误；C．电压表的示
故C 正确；D．电阻R2的功率为
通过电阻R1的电
电源电压的有效值为
电阻R1的功率为
故D 正确。故选CD。
30．（多选）如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电流
表和电压表为理想电表，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。
在a、b 两端接入正弦交流电，将滑动变阻器的滑片向下移
动，电流表的示数为I，电流表的示数变化量的绝对值为ΔI，
电压表的示数为U，电压表的示数变化量的绝对值为ΔU，则
在滑动变阻器滑片向下移动的过程中（ ）
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A．U 变小B．I 变小
C．
不变
D．
不变
【答案】BD【详解】C．根据欧姆定律有
在滑片向下移时，
变大，则
变大，选项C 错误；
B．设原线圈中的电流为
，电压为
，匝数为
，副线圈匝数为
，则有
，
且
a、b 两端电压
由于
不变，可知，
增大，
减小，则
减小，电流表
示数变小，选项B 正确；A．
减小，则
两端的电压减小，变压器原线圈输入电压增大，输出电压增
大，电压表示数U 变大，选项A 错误；D．由于
因此
由于
因此
因此有
所以
不变，选项D 正确。故选BD。
31．（单选）如图为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁
场，矩形线圈绕垂直于磁场的水平轴
沿逆时针方向以角速度ω 匀速
转动，线圈内阻为r，外电阻为R，电流表为理想电表。已知线圈由图示
位置转过30°过程中，通过电阻R 的电荷量为q。下列判断正确的是（
）
A．图示位置线圈的磁通量变化率最小
B．电流表的示数为
C．每经过图示位置1 次，电流方向改变1 次
D．线圈由图示位置转过90°过程中，通过电阻R 的电荷量为3q
【答案】B【详解】A．线圈位于题中图示位置时，穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，故A
错误；B．线圈由图示位置转过30°过程中，通过电阻R 的电荷量为q，该过程的平均电流
两式联立
解得
所以
故B 正确；C．线圈每经过中性面1 次，电流方向改变1 次，图示位置与中性面垂
面，C 错误；D．根据法拉第电磁感应定律
个式子联立
可知电量q 是
正比于磁通量的变化量的，而图示位置转过30°过程中
而由图示位置转过90°过程
中
则
故D 错误。故选B。
32（单选）如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确
的说法是（ ）
A．图示位置为中性面，线圆中无感应电流
B．图示位置ab 边的感应电流方向为b→a
C．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零
D．线圈每转动一周，指针左右摆动一次
【答案】D【详解】AC．线圈平面与磁场方向平行时，ab、cd 边垂直切
割磁感线，线圈产生的电动势最大，也可以这样认为，线圈平面与磁场方
向平行时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，AC 错误；B．线圈处于图示位置时，ab 边向右运动，
由右手定则，ab 边的感应电流方向为a→b，B 错误；D．线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生呈周
期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方
向改变两次，指针左右摆动一次，D 正确。故选D。
33．（单选）一理想变压器的原、副线圈的匝数比为
，在原、
副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为
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220V 的正弦交流电源上，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．原线圈的输入电压为66V
B．副线圈的输出电压为66V
C．原线圈的输入电流与副线圈的输出电流之比为
D．变压器左右两个回路中电阻的功率之比为
【答案】B【详解】ABC．由题意得，副线圈电压为
根据理想变压器的规律有
又因
为
所以原线圈电阻的电压为
又有
由以上各式整理得
故AC 错误，B 正确；D．根据公式有
故D 错误。选B。
34．（单选）绿色环保低碳出行已经成为一种时
尚，新能源汽车越来越受市民的喜爱，正在加速“驶
入”百姓家，某家用交流充电桩的供电电路如图所
示。已知总电源的输出电压为U1=250V，输电线的总
电阻r=20Ω，变压器视为理想变压器，其中升压变
压器原副线圈的匝数比为n1：n2=1：8，汽车充电桩
的额定电压为U4=220V，额定功率为9.5kW。当汽车
以额定电压充电时，下列说法中正确的是（ ）
A．通过输电线的电流为5A B．电源的输出功率为10.5kW
C．输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%
D．降压变压器原、副线圈的匝数之比为100：11
【答案】A【详解】D．总电源的输出电压为U1=250V 又
得
当汽车以额定电压充
电时，充电电流
又
得
又
得
联立得
解得
故D 错误；A． 由
得
通过输电线的电流
故A 正确；B．电源的输出功率为
故B 错误；C．输电线因发热而损失的功率为输送功率
故C 错误。故选A。
35．（单选）图（a）是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程“白鹤滩水电站”，是我国
实施“西电东送”的大国重器，其发电量位居全世界第二，仅次于三峡水电站。白鹤滩水电站远距离输
电电路示意图如图（b）所示，如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，
表示输电线电阻，则当用户功率增大时（ ）
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A．
示数增大，
示数减小B．
示数不变、
示数减小
C．输电线上的功率损失减小D．
、
示数的乘积等于
、
示数的乘积
【答案】B【详解】A．由于发电机输出电压
恒定，在升压变压器位置，根据
可知，升压变压器副线圈两端电压不变，即
示数
不变，用户功率增大，即并联用户数量增多，令用
户的等效电阻为R0，则等效电阻R0减小，将降压变压器与用户看为一个整体，令整体的等效电阻为
，
降压变压器原副线圈两端电压分别为
、
，电流表
、
示数分别为
、
，则有
用户的等效电阻为R0减小，则
减小，
示数
可
知，
示数
增大，降压变压器位置，根据
可知，
示数
也增大，A 错误；B．由于
根据上述可知，
示数
不变，
示数
增大，降压变压器原线圈两端电压
减小，根据
可知，降压变压器副线圈两端电压
减小，即
示数不变、
示数减小，B 正确；C．输电线
上损耗的功率
根据上述，
示数
增大，则输电线上的功率损失增大，C 错误；D．由于输电
线上存在功率损耗，则
、
示数的乘积等于
、
示数的乘积与输电线上损耗的功率之和，D 错
误。故选B。
36．（单选）如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压
输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的
示意图；图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为
理想交流电表；设发电厂输出的电压不变，两条输电线总
电阻用
表示，变阻器R 相当于用户用电器的总电阻，
当用电器增加时，相当于R 变小，则当用电进入高峰
时，下列说法正确的是（ ）
A．输电线电阻
消耗功率增加，电流表
、
、
示
数均变大
B．降压变压器原线圈导线要比副线圈导线更粗一些
C．电压表
、
的读数之差与电流表
的读数的比值变大
D．若降压变压器原副线圈的匝数为
、
，则当
时，用户的功率达到最大值
【答案】A【详解】A．当用电进入高峰时，相当于R 变小，则
示数均变大，根据理想变压器电流与匝
数关系可知
匝数不变时，电流表
示数变大，则输电线电阻
消耗功率增加，又由于
匝数不变时，电流表
示数变大，所以输电线电阻
消耗功率增加，电流表
、
、
示数均变大，则
A 正确；B．降压变压器副线圈导线要比原线圈导线更粗一些，因为副线圈的匝数少，电流大，所以B 错
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误；C．电压表
、
的读数之差与电流表
的读数的比值为
所以电压表
、
的读数之差
与电流表
的读数的比值不变，则C 错误；D．降压变压器的等效电阻为
根据
闭合电路欧姆定律可知，
时，输出功率最大，即当
时，用户的功率达到最大值，所以D
错误；故选A。
37．（单选）如图所示为理想变压器，其原、副
线圈匝数比为k，所接电源为有效值恒定的正弦
交流电压，且不计电源内阻。原线圈接有定值电
阻
，副线圈接有定值电阻
、
，以及滑动
变阻器
，四个理想交流电表的连接如图所
示。现将
的滑动触头向下滑动少许，电表的
示数变化量的绝对值分别为
、
、
、
，则下列说法正确的是（ ）
A．电压表
的示数减小，电流表
的示数减小B．电压表
的示数增大，电流表
的示数增大
C．
D．
【答案】D【详解】AB．滑动变阻器的触头向下滑动，则副线圈电路电阻
值增大，作出该变压器的等效电路如图所示，可知等效电阻
增大，则电
流表
示数减小，从而
示数也减小，又因为
分压减小，
示数增
大，由变压比可知
示数增大，AB 两项错误；C．由原副线圈电压比与匝
数比的关系可得
可知
由原副线圈电流比与匝数比的关系
可得
可知
则有
则
C 选项错误；D．由以上分
析可知
则有
D 选项正确。故选D。
38．（单选）如图所示，理想变压器
的原、副线圈的匝数比为5：1，在
原、副线圈的回路中分别接有阻值均
为
的电阻，原线圈一侧接在电
压如图（b）的正弦交流电源上，电
流表可视为理想电表。下列说法正确
的是（ ）
A．电流表的示数约为
B．副线圈的功率约为
C．副线圈的交流电频率
D．电源输出功率约为
【答案】D【详解】A．由图可知，电源电压的有效值为220V，理想变压器的原、副线圈的匝数比为5：
1，原副线圈的电流比为
副线圈的并联电阻为
，原副线圈的电压比为
可得
所
以电流表示数为
故A 错误；B．副线圈的功率约为
故B 错误；C．由
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图可知，原线圈交流电的周期为0.02s，由
可得频率为
而变压器不改变交流电的频率，所
以副线圈交流电的频率也是50Hz，故C 错误；D．电源输出功率约为
故D 正确。故选D。
39．（单选）如图所示，电阻为r、匝数为N、面积为S 的矩形线圈在磁感应
强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以某一角速度
匀速转动，变阻器
接入电路中的阻值为R。
时，线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流
电表，则（ ）
A．
时，线圈中的感应电动势
B．电压表的示数为
C．滑片P 向下滑动时，电流表的读数变大
D．线圈匀速转动的角速度
变大时，电流表的读数变大
【答案】D【详解】A．由图知，
时，线圈的磁通量最大，磁通量的变化
率为零，所以感应电动势为零，故A 错误；
B．线圈感应电动势的最大值为
有效值为
电流表的示数等于电路中电流的有效值，为
电压表的示数等于R 两端电压的有效
值，为
故B 错误；C．滑片P 向下滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值R 增大，根
据
所以，电流表的读数变小，故C 错误；D．根据
线圈匀速转动的角
速度
变大时，电流表的读数变大，故D 正确。故选D。
40．（单选）如图所示，在光滑绝缘水平桌面上建立一个直角
坐
标系，在坐标系的第一、四象限的两块区域内分别存在垂直桌面
向
下、向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为1.0T，磁场边界线
的
方程为
。在水平桌面上静置一个长
1m、宽0.5m 的矩形单匝导线框abcd，其电阻
，ab，dc 边
与
x 轴平行，在拉力F 的作用下，线框从图示位置开始沿x 轴正方
向
以大小为1m/s 的速度匀速穿过整个磁场区域，下列说法正确的
是
（ ）
A．bc 边到达x = 0.25m 时，线框中的感应电流最大 B．拉力F
的
最大功率为0.5W
C．整个过程中拉力F 所做的功为
D．整个过程中线框产生的焦耳热为
【答案】D【详解】A．线框向右匀速运动过程中，当线框的bc 边到达x =
0.75m 处时，前后两边都切割磁感应线，产生的感应电动势最大、感应电流
最大，此时感应电流大小为
A 错误；B．由选项A 知，当bc
边到达x = 0.75m 处时，感应电流最大、导体棒受到的安培力最大，由于
线框做匀速运动，则有
F = F 安 = 2BIml= 1N，P = Fv = 1WB 错误；CD．线框向右匀速运动过程中，回路中产生的感应电流
随时间变化的图象如图所示（规定逆时针方向为正）
在0 ~ 0.5s 和1 ~ 1.5s 的过程中感应电流有效值为
在0.5s ~ 1s 的过程中感应电流的有
效值为
由于导体线框做匀速直线运动，则整个过程中拉力F 所做的功，即整个过程
中线框产生的焦耳热
C 错误、D 正
确。故选D。
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41．（单选）如图甲、乙所示为某家庭应急式手动发电机的两个截面示意图。使用时只需推动手柄使线
圈a 沿轴线往复运动，线圈a 中就可以产生感应电动势，其随时间变化的规律是正弦图像，如图丙所示。
线圈a 连接一原、副线圈匝数比为2:1 的理想变压器，输出端给两个完全相同的灯泡供电，灯泡的额定电
流为0.5A，两灯泡均正常发光，线圈a 及导线电阻不计，则下列说法正确的是（ ）
A．变压器输出电流的频率为5Hz
B．灯泡的电阻为2Ω
C．线圈a 中的电流为0.5A
D．发电机的输出功率为
W
【答案】C【详解】A．变压器不改变频率，由图丙可知变压器输入电压的周期为0.4s，则频率为
可知变压器输入电流及输出电流的频率均为2.5Hz，故A 错误；B．由图可知变压器输入电
压的峰值为4V，则有效值为
根据原、副线圈的电压与匝数成正比的关系有
解
得副线圈输出电压的有效值
一个灯泡的额定电流为0.5A，根据欧姆定律可求出灯泡的电阻为
故B 错误；C．副线圈中的电流为灯泡额定电流的两倍，根据原、副线圈电流与匝数的关
系有
解得线圈a 中的电流为0.5A，故C 正确；
D．理想变压器不消耗功率，副线圈电路中两个灯泡并联，副线圈电路的总电流为1A，可知发电机的输
出功率为
故D 错误。故选C。
42．（单选）如图所示为发电站远距离高压输
电示意图。已知升压变压器原、副线圈两端的电
压分别为
和
，降压变压器原、副线圈两端
的电压分别为
和
。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10:1 和1:10，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，电流互感器起增大电流作用
B．若电压表的示数为200 V，电流表的示数为5 A，则线路输送电功率为200 kW
C．若保持发电机输出电压
和用户数不变，仅将滑片Q 下移，则输电线损耗功率增大
D．若发电机输出电压
一定，仅增加用户数，为维持用户电压
不变，可将滑片P 下移
【答案】C【详解】A．电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流作用，A 错误；B．电压互感器
原线圈两端电压
电流互感器原线圈中的电流
对于
理想变压器，线路输送电
B 错误；C．仅将滑片Q 下移，
相当于增加了升压变压器副线圈的匝数
，根据理想变压器的规律
升压变压器副线圈两端的电
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压增大；降压变压器原线圈两端电压
增大，副线圈两端电压
增大，通过负载的电流
又用户
数不变，即负载总电阻R 不变，则
增大，降压变压器原线圈中的电流
匝数比不变，
增大，
根据
则输电线上损耗功率增大，C 正确；D．仅增加用户数，即负载总电阻R 减小，若降压变压
器副线圈两端电压
不变，则通过副线圈的电流
增大，降压变压器原线圈中的电流增大，输电线
上的电压损失
增大；原线圈两端电压
减小，根据
知，当
减小时，减小
可以使
不变，所以要将降压变压器的滑片P 上移，D 错误。故选C。
43．（单选）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比
，原线圈电路中接入正弦交流电压
，电流表为理想交流电表。已知
，
，开关S 闭合前、后电流表示数之比为
2 3∶。下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻R2=5Ω
B．开关S 闭合时，副线圈两端的电压为110V
C．开关S 断开时，电流表的示数为11A
D．开关S 闭合时，电路中消耗的总功率为2420W
【答案】D【详解】A．由题可知，设
，当开关
断开时，副线圈的负载
电阻为
；当开关
闭合时，副线圈的负载电阻为
；将理想变压器的原、副线圈
和负载电阻等效为一个电阻，画出电路的等效电路图，如图所示。根据理想变压器电
阻等效法，得
因此当开关断开时
当开关闭合时
根据闭合电路欧姆定律，可知等效电路中电流表示数
故
解得
A 错误；B．开关闭合时，电流表的示数
根
据原、副线圈电流与匝数的关系
可知流过
的电流
副线圈两端的电压
B 错误；C．开关断开时，电流表的示数
故C 错误；D．开关
闭合时，电
路中消耗的总功率为
D 正确。故选D。
44．（单选）如图所示，矩形单匝线圈
放置在磁感应强度大小为
的
匀强磁场中，绕
轴匀速转动，转动的周期为
的中点和
的中
点
的连线
恰好位于匀强磁场的边界线上，转轴
垂直于磁场方向，
线
圈电阻阻值为
，外电阻的阻值也为
，从图示位置开始计时，线圈转过
时的瞬时感应电流为
。则，以下判断正确的是（ ）
A．线圈的面积为
B．线圈消耗的电功率为
C．时刻穿过线圈的磁通量为
D．时刻线圈中的感应电动势为e
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【答案】C【详解】A．线圈转动的角速度为
，线圈有一半的面积始终在磁场中转动产生感应电动
势，故产生的感应电动势的最大值为
形成的感应电流的最大值为
故形成
的感应电流的瞬时值为
当线圈转过
时的瞬时感应电流为I，则有
解得
故A 错误；B．线圈产生的感应电动势的有效值为
故形成的
电流有效值为
故线圈消耗的电功率为
故B 错误；C．线圈的有效面积为
所以有
故C 正确；D．最大电动势为
所以电
动势的表达式为
故D 错误。故选C。
45．（单选）如图，理想变压器原、副线圈
匝数比
，
、
是两个完全相
同的灯泡。当开关
闭合、
断开时，输
入端电压有效值为
、功率为
，
的功
率为
，两灯泡均正常发光；当开关
闭
合、
断开时，输入端电压有效值为
、
功率为
，
的功率为
，两灯泡均正常发光。下列关系式正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B【详解】A．当开关
闭合、
断开时，变压器原副线圈电压比为
灯泡
正常发光有
当开关
闭合、
断开时，变压器原副线圈电压比为
灯泡
正常发光有
可
即
故A 错误；B．
两种情况下流过灯泡
的电流为额定电流，根据
可得
故B 正确；C．根据
可得
故C 错误；D．当开关
闭合、
断开时，变压器原
副线圈电流比为
灯泡
正常发光有
可得
当开关
闭合、
断开时，变压器原副线圈电流比为
灯泡
正常发光有
可得
可
得
根据
可
故D 错误。故选B。
46．（单选）如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为
，电路中的5 个灯泡完全相同，
当A、B 端输入如图乙所示的正弦交变电压时，每个灯泡消耗的电功率均为18W，下列说法正确的是（
）
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A．每个灯泡两端的电压为24V
B．通过每个灯泡的电流为0.5A
C．定值电阻R 的阻值为150Ω
D．定值电阻R 的电功率为45W
【答案】C【详解】A．根据
可得
由于每个灯泡消耗的电功率，即加在原线圈前端的灯
泡两端的电压也等于U2，因此
而A、B 端输入电压的有效值
解得每个灯泡两端
的电压
A 错误；B．根据P=UI 可得通过每个灯泡的电流
B 错误；C．流过
副线圈的电流
流过原线圈的电流
流过定值电阻的电流
因此
定值电阻R 的阻值
C 正确；D．定值电阻R 的电功
D 错误。故选C。
47．（单选）如图所示，交流发电机中的矩形线框的匝数为
N，面积为S，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度
大小为B，线框从图示位置开始绕轴
以恒定的角速度
沿逆时针方向转动，线框通过电刷和外电路连接．理想变压
器原、副线圈的匝数比为
，定值电阻
的阻值均为
R，忽略线框以及导线的电阻．下列说法正确的是（ ）
A．图示位置时，电流表的示数为0B．矩形线框的输出功率为
C．从图示位置开始到线框转
的过程中，通过线圈导线截面的电量为
D．1 秒钟内流过电阻
的电流方向改变
【答案】B【详解】A．电流表的示数为电流的有效值，电流的有效值不为零，故A 错误；B．矩形线框
转动时产生的感应电动势的最大值
则有效值
定值电阻
两端的电压等于理想变压器
的输入电压，即
消耗的功率为
由理想变压器的工作原理
可知
定值电阻
消耗的功率为
矩形线框的输出功率为
故B 正确；C．等效电路如图 等效电阻阻值为
从图示位置开始转
线框转
的过程中，通过线圈的电荷量的电量为
故C 错误；D．交流电在一
个周期内方向改变两次，所以1 秒钟内流过电阻
的电流方向改变
次，故D 错误。故选B。
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48．（多选）一个理想自耦变压器左端接交变电流，
电压随时间变化的关系为
，
右端接入如图所示电路，电压表和电流表均为理想
表，灯泡L 的额定电压为50V，Ro为定值电阻，R 为
滑动变阻器，不计导线电阻。当开关S 断开时，灯泡
正常工作。以下说法正确的是（ ）
A．此时变压器原、副线圈电流之比为5：22
B．当自耦变压器的可动端Q 向下移动时，Ro消耗的
功率减小
C．闭合开关S 后，向下移动滑片P，电压表V 和电流表A1的示数都要增大
D．闭合开关S 后，向下移动滑片P，电流表A1和电流表A2的示数都要减小
【答案】BD【详解】A．根据
可知原线圈中电压的有效值
在副线圈回路中，开关S 断开，灯泡正常发光，此时灯泡和电阻
串联，副
线圈两端的电压
故原副线圈的匝数之比为
电流之比
故A 错误；
B．当自耦变压器的可动端Q 向下移动时，
减小，根据
可得，
减小，由于副线圈回路中的电
阻不变，根据闭合电路的欧姆定律可得
消耗的功率减小，B 正确；CD．闭合开关S 后，向下移动滑片P,R 的电阻增.大，回路中总电阻R 增大，
根据
可得，副线圈两端的电压不变，副线圈回路中的电流
将减小，则
、
示数减小，
定值电阻
分得的电压
减小，故电压表的示数
将增大，故C 错误，D 正确。故选
BD。
49．（单选）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比
，原线圈接电压随时间变化规律为
（V）的交流
电源，定值电阻
，二极管为理想二极管，则以下说法
正确的是（ ）
A．电流表A 的示数为
B．电流表A 的示数为
2A
C．电压表V 的示数为
D．电阻
、
消耗的焦耳热之比为4:1
【答案】A【详解】C．原线圈电压的有效值为
根据理想变压器工作原理
可
知
C 错误；AB．由于二极管的单向导电性，根据电流的热效应
解得通过电阻
的电流为
A 正确，B 错误；D．电阻
工作的电流为
消耗的焦耳热为
电阻
、
消耗的焦耳热之比
D 错误。故选A。
50．矩形线圈n 匝，ab=l1，bc=l2，在磁感强度为B 的匀强磁场中以OOʹ 为
转
轴匀速转动，角速度为ω。线圈的电阻为r，外接电阻R。从图所示位置开
始
计时。
（1）推导电动势的最大值；（2）写出电流的瞬时值表达式；
（3）求电动势、电流、路端电压有效值；
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（4）如果线圈转速提高1 倍，写出感应电动势随时间变化表达式；
（5）当线圈从图示位置转过90º 的过程中，求：
a.通过电阻R 的电量q；b.电阻R 产生的焦耳热Q。
【答案】（1）nBl1l2ω；（2）；（3），，；（4）；（5）①，②【详解】（1）线圈转动到与图示位置
垂直时，电动势最大，ab、cd 两边切割磁感线产生的感应电动势的大小均为所以电动势的最大值（2）从
图示位置计时，感应电动势的瞬时表达式为则电流的瞬时值表达式为（3）根据正弦交流电有效值和最大
值的关系可知电动势的有效值为则电流的有效值为路端电压有效值（4）如果线圈转速提高1 倍，则感应
电动势随时间变化表达式（5）①当线圈从图示位置转过90º 的过程中，通过电阻R 的电②电阻R 产生的
焦耳
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