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专题26 交变电流
考点01：交变电流的产生
1．（2020 高二下·贵州·学业考试）某电学元件，交流电和直流电都能通过，但对交流电有一定的阻碍作用，
对直流电几乎没有阻碍作用，该电学元件是（ ）
A．电感器
B．电容器
C．电阻器
D．保险管
【答案】A
【详解】A．电感器对交流电有阻碍作用，但对直流电没有阻碍作用，A 正确；
B．电容器相当于直流中的断路，所以交流电对直流有阻碍作用，交流电周期性变化，导致电容器周期性
充放电，回路中有电流，所以串联着电容器的电路能通过交变电流，B 错误；
CD．电阻器和保险管对直流和交流都有阻碍作用，CD 错误。
故选A。
2．（2022 高二下·新疆·学业考试）正弦式电流在一个周期内电流方向改变的次数为（ ）
A．1 次
B．2 次
C．3 次
D．4 次
【答案】B
【详解】正弦式电流在一个周期内电流方向改变的次数为2 次。
故选B。
3．（2020 高二上·河北·学业考试）LED 灯上标有“220V，5W”字样，要使它正常发光，所使用的正弦式电
流的电压（ ）
A．峰值为220V
B．峰值为440V
1
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C．有效值为220V
D．有效值为311V
【答案】C
【详解】220V 表示灯泡在有效值为220V 电压下才能正常工作，其峰值为
故选C。
4．（2020 高二下·湖南·学业考试）如图所示是某正弦式交变电流的图象。下列说法正确的是（ ）
A．该交变电流的周期为0.01s
B．该交变电流的频率为100Hz
C．该交变电流电流的最大值为4
A
D．该交变电流电流的有效值为4
A
【答案】C
【详解】AB．由图象得，该交变电流的周期为0.02s，该交变电流的频率
故AB 错误；
CD．由图象得，该交变电流电流的最大值为
，该交变电流电流的有效值
故C 正确，D 错误。
故选C。
5．（2022 高二上·广西·学业考试）一个电热器上标有“
，
”，则它在正常工作时（ ）
A．两端电压的瞬时值是
B．两端电压的最大值是
C．功率的最大值是
D．额定功率是
【答案】D
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【详解】一个电热器上标有“
，
”，
指的是电热器正常工作时的电压有效值；
指
的是电热器正常工作时的额定功率。
故选D。
6．（2022 高三·河北·学业考试）如图甲所示，匝数为5 的矩形金属线框绕垂直于磁感线的轴在匀强磁场中
匀速转动，穿过金属线框的磁通量随时间变化的关系如图乙所示，金属线框的总电阻为10Ω，下列说法正
确的是（ ）
A．
时，金属线框处于中性面位置，产生的感应电动势最大
B．金属线框中产生的感应电动势的最大值为50V
C．金属线框中产生的感应电流的有效值为5A
D．0.05～0.15s 时间内，通过金属线框某横截面的电荷量为
【答案】B
【详解】A．
时，穿过金属线框的磁通量最大，所以金属线框处于中性面位置，产生的感应电动势
为零，A 错误；
B．金属线框中产生的感应电动势的最大值
而
所以
B 正确；
C．根据闭合电路欧姆定律得
3
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C 错误；
D．
时间内，通过金属线框某横截面的电荷量
D 错误。
故选B。
7．（2020 高二·安徽合肥·学业考试）如图甲所示，甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产
生的电动势随时间变化的正弦规律如图乙所示，发电机线圈内阻为
，外接灯泡的电阻为
恒定不变，
则下列说法中正确的为（ ）
A．电压表的示数为6V
B．通过电阻的电流方向1 秒钟改变50 次
C．线圈在磁场中匀速转动的角速度
D．在0.01s 时刻，穿过线圈的磁通量最大
【答案】D
【详解】A．感应电动势的有效值
电压表测量的是小灯泡两端的电压
故A 错误；
B．交变电流的周期
T=0.02s
一个周期电流方向改变2 次，1s 内电流方向改变100 次，故B 错误；
C．产生该交变电流的线圈在磁场中匀速转动的角速度为
4
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故C 错误；
D．在0.01s 时刻，感应电动势为0，线圈处于中性面，穿过线圈的磁通量最大，故D 正确。
故选D。
8．（2020 高二·湖南·学业考试）通过某用电器的交流电。电压随时间变化的表达式为u=220
sin100πt
（V）。则该电压的有效值为（ ）
A．220V
B．220
V
C．110V
D．110
V
【答案】A
【详解】由图表达式可知交流电的最大值为
因此其有效值为
A 正确，BCD 错误。
故选A。
9．（2023 高二下·全国·学业考试）如图所示，将电容器和灯泡串联接入a，b 两接线柱，以下结论正确的
是（ ）
A．a，b 若接直流电，灯泡发光，电容器中有电荷通过
B．a，b 若接直流电，灯泡发光，电容器中无电荷通过
C．a，b 若接交流电，灯泡发光，电容器中有电荷通过
D．a，b 若接交流电，灯泡发光，电容器中无电荷通过
【答案】D
【详解】AB．a，b 若接直流电，因电容器“隔直流”，则灯泡不发光，电容器中无电荷通过，选项AB 错
误；
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CD．a，b 若接交流电，则电容器因不断地充电放电，则回路中有电流，则灯泡发光，但是电容器中无电荷
通过，选项C 错误，D 正确。
故选D。
10．（2022 高三·辽宁·学业考试）如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形单匝线圈的转轴
垂直于磁
场方向且在线圈所在的平面内，线圈电阻为2Ω。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，当线圈转过45°
时回路中的感应电流为1A，则外力在一个周期内做功的平均功率为（ ）
A．1W
B．
W
C．2W
D．2
W
【答案】C
【详解】线圈从垂直中性面开始转动，所以有
由题意当线圈转过45°时，即
此时
解得
所以有效电流为
根据能量守恒定律知，外力做功的平均功率等于整个电路消耗的热功率，所以外力做功的平均功率为
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P=I2r=2W
故选C。
11．（2020 高三·浙江·学业考试）奥克斯电风扇，规格为“220V，60W”，如图所示，某挡位工作时电动机
的线圈电阻为40
。则当电风扇正常工作时（ ）
A．60W 指的是电风扇的输出功率
B．电流的大小为5.5A
C．发热功率约为3W
D．输出功率计算式为
【答案】C
【详解】A. 60W 指的是电风扇的额定功率，故选项A 错误；
B.由于电风扇是非纯电阻用电器，根据公式
可得
解得电流为0.27A，所以选项B 错误；
C.根据焦耳定律可知
解得
所以选项C 正确；
D.由于电风扇是非纯电阻用电器，因此输出功率等于总功率减去热功率即
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解得
故选项D 错误。
故选C。
12．（2019 高二下·江苏苏州·学业考试）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，
如图1 所示，产生交变电动势的图象如图2 所示.则
A．线框产生的电动势有效值为
B．线框中的电流频率为
C．
时线框中的电流最大
D．
时线框平面与磁感线平行
【答案】C
【详解】A.由图2 可知 T=0.02s，Em=311V；根据正弦式交变电流有效值和峰值的关系可得，该交变电流的
有效值为：
；故A 错误.
B.据周期和频率的关系可得，该交变电流的频率为：
；故B 正确.
C.t=0.005s 时，感应电动势最大，由全电路的欧姆定律可知，瞬时电流也最大；故C 正确.
D.由图2 可知t=0.01s 时，e=0，说明此时线圈正经过中性面，则线圈平面和磁感线垂直；故D 错误.
13．（多选）（2023 高二上·河北·学业考试）如图所示为一交流电动机的铭牌，当该电动机正常工作时，
使用的交流电（ ）
A．电压的峰值为220V
B．电压的有效值为220V
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C．周期为0.02s
D．周期为0.01s
【答案】BC
【详解】AB．当该电动机正常工作时，由图可知电压的有效值为220V，则电压的峰值大于220V，故A 错
误，B 正确；
CD．由于频率为
则周期为
故C 正确，D 错误。
故选BC。
14．（多选）（2024 高三下·海南省直辖县级单位·学业考试）一单匝闭合线圈处在变化的磁场中，通过线
圈的磁通量随时间周期性变化的规律如图所示，其中的曲线部分是正弦图像的一部分，则下列判断正确的
是（ ）
A．
时刻，感应电流方向发生改变
B．
内和
内，通过线圈截面的电量大小相等
C．
内和
内，线圈中产生的焦耳热相等
D．
时刻，线圈的电动势瞬时值为
【答案】BD
【详解】A．根据楞次定律可知，
时刻，感应电流方向不发生改变，故A 错误；
B．由
故
内和
内，通过线圈截面的电量大小相等，故B 正确；
C．
内和
内，电动势的有效值不同，因此线圈中产生的焦耳热不相等，故C 错误；
D．
时刻，线圈的电动势为
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故D 正确。
故选BD。
15．（多选）（2023 高三·重庆·学业考试）如图所示，范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为
，边长为
，匝数为
匝的正方形线圈电阻值为
，两阻值均为
的定值
电阻并联后连在线框两端，现使线圈以恒定的角速度
绕中心轴线转动，将图示位置作为计时
起点，忽略导线的电阻，电表为理想电压表则下列说法正确的是（ ）
A．线圈中产生的感应电动势的瞬时值为
B．电压表的示数为
C．线圈转动一周的过程中外电路产生的热量为
D．线圈由图示位置转过90°的过程中流过每个定值电阻的电量为
【答案】AD
【详解】A．由题意，线圈从峰值面开始计时，则产生余弦交流电，交流电的峰值为
则线圈中产生的感应电动势的瞬时值为
故A 正确；
B．电压表的示数为有效值，根据闭合电路欧姆定律可得电压表读数为
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代入相关数据求得
故B 错误；
C．线圈转动一周的过程中外电路产生的热量为
代入相关数据求得
故C 错误；
D．线圈由图示位置转过90°的过程中流过干路的总电荷量为
联立代入相关数据求得
则流经每个定值电阻的电量为
故D 正确。
故选AD。
16．（多选）（2023 高三·河北·学业考试）如图所示，一半径为r、质量为m、电阻为R 的n 匝圆形细线圈
在足够长的磁铁产生的径向辐射状磁场中由静止开始下落，线圈下落高度h 时速度达到最大值
。已知线
圈下落过程中环面始终水平且所经过位置的磁感应强度大小都相同，重力加速度大小为g，不计空气阻力，
则（ ）
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A．线圈下落高度h 的过程中产生的总焦耳热为
B．线圈下落过程中所经过位置的磁感应强度大小为
C．线圈下落高度h 的过程中通过线圈某横截面的电荷量为
D．线圈下落高度h 所经历的时间为
【答案】ACD
【详解】A．根据能量守恒定律可知，线圈下落高度h 的过程中产生的总焦耳热为
A 正确；
B．由右手定则判断知线圈下落过程中，线圈中感应电流（俯视）沿顺时针方向，根据左手定则判断知安
培力方向竖直向上，当安培力与重力大小相等时，线圈的速度最大，有
根据欧姆定律得
解得
B 错误；
C．根据法拉第电磁感应定律有
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又
电荷量
得
解得
C 正确；
D．由动量定理有
解得
D 正确。
故选ACD。
17．（多选）（2022 高三·辽宁·学业考试）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
绕垂直磁场的
轴转动，阻值为R 的电阻两端的电压随时间
的变化规律如图乙所示，其他电阻不计。则在金属框转动一周的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．金属框内电流的方向不变
B．通过电阻的电流为直流电
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C．流过电阻截面的电荷量
D．电阻产生的焦耳热
【答案】BC
【分析】本题以发电机为背景，结合电压变化图像，考查发电机原理及电流的热效应。
【详解】A．当金属框转动时，框内电流方向每经过中性面一次都要变化一次，A 项错误；
B．由图乙可知，流经电阻的电流方向没有改变，即为直流电，B 项正确；
C．金属框从中性面位置开始转过半周，流过电阻截面的电荷量
则金属框转过一周，流过电阻截面的电荷量
C 项正确；
D．感应电动势最大值
有效值
根据焦耳定律，可知金属框转过一周，电阻产生的焦耳热
D 项错误。
故选BC。
18．（多选）（2020 高二上·辽宁·学业考试）如图所示，若在磁体的两磁极上装有极靴，可使线圈转动时，
无论转到什么位置，线圈平面始终与磁场平行。现用导线将A、B 两线框连接成闭合回路，一同学轻轻拨
动线框A，使线框A 沿顺时针方向转动，转动过程中某一时刻A、B 两线框恰处于图中所示的位置，则（
）
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A．此时线框B 在顺时针转动
B．此时线框B 在逆时针转动
C．线框A 可视为发电机，线框B 可视为电动机
D．线框B 可视为发电机，线框A 可视为电动机
【答案】BC
【详解】AB．分析线框A，顺时针转动时，根据右手定则可知，此时从上向下看，电流为顺时针方向，故
线框B 中的电流方向也为顺时针方向。对于B 线框根据左手定则可知，靠近N 极的导线受到向下的安培力，
靠近S 极的导线受到向上的安培力，B 线框逆时针转动，故A 错误，B 正确；
CD．线框B 是在安培力作用下运动，属于通电导线在磁场中的受力，属于电动机的工作原理；而线框A 是
电磁感应产生感应电流，是发电机的工作原理，故C 正确，D 错误。
故选BC。
19．（2021 高二上·云南·学业考试）我国大陆地区家庭照明电路使用的是交变电流，其大小和 随
时间做周期性变化，周期是
，电压的有效值是
，峰值是
。
【答案】 方向 0.02
【详解】[1]家庭照明用电是正弦（余弦）交流电，其大小和方向随时间做周期性变化。
[2]频率为50Hz，周期为0.02s。
[3]峰值Um为
20．（2021 高二下·新疆·学业考试）一正弦式电流的电压随时间变化的关系如图所示，则该正弦式电流的
周期为 s，电压的最大值为 V。
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【答案】 2 10
【详解】[1]由图可知，该正弦式电流的周期为2s
[2]由图可知，电压的最大值为10V。
21．（2022 高二下·广东中山·学业考试）如图所示，一个面积为0.1m2，匝数n = 100 匝的圆形线圈，在匀
强磁场中绕通过圆心且垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动，转动角速度
，匀强磁场的磁感应强
度B = 0.01T，线圈的总电阻r = 0.1Ω。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接
在一起，并通过电刷与阻值R = 0.9Ω 的定值电阻连接。已知t = 0 时刻线圈平面与磁场方向平行，电路中
其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。
（1）穿过线圈的磁通量最大值Φm为多大？
（2）写出感应电动势e 随时间变化的表达式；
（3）从t = 0 时刻线圈转过30°，通过电阻R 的电荷量q 为多大？
（4）线圈转动过程中电阻R 的电功率为多大？
【答案】（1）1.0 × 10 - 3Wb；（2）
；（3）0.05C；（4）22.5W
【详解】（1）当线圈转至与磁感线垂直时，磁通量有最大值
Φm= BS = 0.01 × 0.1Wb = 1 × 10 - 3Wb
（2）线圈与磁感线平行时，感应电动势有最大值
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感应电动势e 随时间变化的表达式
（3）通过电阻R 的电荷量q 为
解得
q = 0.05C
（4）通过电阻R 的电流有效值
线圈转动过程中电阻R 的发热功率
PR = I2R = 22.5W
考点02：变压器的原理与应用
1．（2023 高二上·江苏扬州·学业考试）下列物理仪器中不是利用电磁感应制造的是（ ）
A．电磁炉
B．电流表
C．变压器
D．发电机
【答案】B
【详解】A．电磁炉是利用电磁感应原理在金属中产生涡旋电流，涡旋电流产生热效应加热食物的，故A
不符合题意；
B．电流表是利用通电导体在磁场中受到力的作用来实现指针偏转的，不是利用电磁感应制造的，故B 符
合题意；
C．变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，故C 不符合题意；
D．发电机利用导线切割磁力线感应出电势的电磁感应原理，将原动机的机械能变为电能输出，故D 不符
合题意。
故选B。
2．（22-23 高三上·甘肃白银·开学考试）某电动剃须刀的充电装置中装有变压器。用正弦交流电源给电动
剃须刀充电时，测得变压器原线圈两端的电压为
，副线圈两端的电压为
，通过原线圈的电流为
。若将该变压器视为理想变压器，则通过副线圈的电流为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】理想变压器的输入、输出功率相等，有
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解得
故选A。
3．（2019 高二上·湖南长沙·学业考试）一个理想变压器的原、副线圈匝数之比为3 1∶，将原线圈接在6V 电
池组上，则副线圈两端电压为（ ）
A．18V
B．2V
C．0
D．6V
【答案】C
【详解】根据题意可知，原线圈接直流电，变压器不能工作，所以副线圈的输出电压为0。
故选C。
4．（2021 高二下·贵州·学业考试）远距离输送电能通常采用高压输电，用来改变输电电压的设备是
（ ）
A．电阻箱
B．变压器
C．电动机
D．电容器
【答案】B
【详解】远距离输送电能通常采用高压输电，用来改变输电电压的设备是变压器，ACD 错误，B 正确。
故选B。
5．（2019 高二下·广东·学业考试）如图所示为变压器原理图，其原线圈和副线圈的匝数分别为n1、n2，若
输出电压小于输入电压，下列说法正确的是
A．输入的是直流电，且n1>n2
B．输入的是直流电，且n1<n2
C．输入的是交流电，且n1>n2
D．输入的是交流电，且n1<n2
【答案】C
【详解】根据变压器原理可知输入的是交流电，若输入的是直流电，变压器不起作用，根据变压器的电压
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与匝数关系
可得
，故选项C 正确，A、B、D 错误．
6．（2024 高三·河北·学业考试）图所示电路中，变压器为理想变压器，电表均为理想电表，电阻
，
，
，A，B 端接电阻不计、电动势不变的交流电源，在滑动变阻器R，的滑片
从最左端向最右端滑动过程中（ ）
A．电压表
示数增大、
示数减小
B．电流表
的示数先减小后增大
C．电流表
的示数先增大后减小
D．
、
端的输入功率一直减小
【答案】D
【详解】D．将变压器及其右侧电路等效为一个电阻
，有
在滑动变阻器
的滑片从最左端向最右端移动过程中，
一直增大，在最右端时并联电路的总阻值最大，
可知等效电阻
的阻值一直增大，则总电流减小，即电流表
的示数减小，
两端的电压变小，则变压
器的输入电压增大，电压表
的示数增大，
端间的输入电压不变，电流减小，则输入功率减小，D
正确；
ABC．因变压器匝数比不变，则输出电压增大，输出电流变小，又并联支路右侧的电阻减小，根据欧姆定
律可知该支路的电流增大，则R4两端的电压增大，电压表V2示数增大，根据以上分析可知左侧并联支路的
电流减小，电流表A2示数减小，ABC 错误；
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故选D。
7．（2022 高三·广东·学业考试）街头变压器给用户供电的示意图如图。变压器的输入电压是市电网的电压，
非常稳定，输出电压通过输电线输送给用户。输电线的电阻用R0表示，滑动变阻器R 表示用户用电器的总
电阻，当滑动变阻器的滑片P 向下移动时，下列说法正确的是（ ）
A．V1表的示数减小
B．A1表的示数减小
C．A2表的示数增大
D．V2表的示数增大
【答案】C
【详解】AD．理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，虽然滑动变阻器R 的滑片P 向下移动，
可输入电压与匝数不变，所以副线圈的输出电压也不变，因此V1和V2表的示数均不变，AD 错误；
BC．当滑动变阻器R 的滑片
向下移动时，用户用电器的总电阻减小，即副线圈电路的总电阻减小，由欧
姆定律可知，A2表的示数增大，由于变压器的输入功率和输出功率相等，输出功率增大，原线圈的输入功
率增大，因输入电压不变，所以输入电流增大，A1表的示数增大，B 错误，C 正确。
故选C。
8．（2024 高三下·甘肃·学业考试）某一火警报警系统原理图如图所示，报警器未画出，理想变压器原线圈
连理想交流电流表，副线圈连接定值电阻R 和热敏电阻Rt及理想交流电压表。原线圈接有电流有效值恒定
的交流电源，当RT的电阻值随温度升高而减小时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数将减小
B．电流表的示数将增大
C．电压表的示数将减小
D．电路消耗的功率将减小
【答案】CD
【详解】AB．原线圈接有电流有效值恒定的交流电源，所以电流表的示数不变，故AB 错误；
C．因为变压器的电流和匝数比不变，则副线圈的电流不变，当RT的电阻值随温度升高而减小时，副线圈
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的总电阻减小，根据
副线圈的电压减小，即电压表的示数减小，故C 正确；
D．当RT的电阻值随温度升高而减小时，由C 可知，副线圈的电压减小，则原线圈的电压减小，电流不变，
则输入电功率减小，即电路消耗的功率将减小，故D 正确。
故选CD。
9．（2020 高三·天津东丽·学业考试）如图所示，R 是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小，理
想变压器原、副线圈的匝数比为10 1∶，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加
上交变电压，其瞬时值表达式为
（V），则（ ）
A．电压表的示数为
V
B．在天逐渐变黑的过程中，电流表A2的示数变大
C．在天逐渐变黑的过程中，电流表A1的示数变大
D．在天逐渐变黑的过程中，理想变压器的输入功率变小
【答案】D
【详解】A．根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为220
V，根据电压之比等于线圈匝
数之比可知，副线圈的电压的最大值为22
V，电压表的示数为电压的有效值，所以示数为
故A 错误；
BC．在天变黑的过程中，光照变弱，R 阻值增大；电路的总电阻减大，由于电压是由变压器决定的，输出
的电压不变，所以电流变小，电流表A2的示数变小，根据原、副线圈中的电流之比等于匝数比，则电流表
21
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A1的示数变小，故BC 错误；
D．由于变压器的输入和输出的功率是相等的，副线圈的电流减小，电压不变，所以由P=UI 可知，输出的
功率要减小，故输入的功率也要减小，故D 正确。
故选D。
10．（2019 高三上·浙江·学业考试）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交
变电压为
，氖泡只有在两端电压大于或等于100V 时发光，电流表为理想交流电表，下
列说法中正确的有（ ）
A．电容器两端的最大电压为100V
B．氖泡的发光频率为100Hz
C．变阻器触片向上移动时，电流表的示数变小
D．变阻器触片向上移动时，小灯泡会变暗
【答案】B
【分析】原线圈电压决定副线圈电压，副线圈电流决定原线圈电流，原副线圈的电压之比等于匝数之比。
根据变压器的基本规律，当滑动变阻器的阻值发生变化时，可推导出电流，电压的变化。
【详解】A．由于原、副线圈匝数比为1：5，根据
原线圈电压的最大值为
，则副线圈电压最大值为
，A 错误；
B．由于交流电的频率为50Hz，而氖泡每个周期发光两次，因此发光频率为100Hz，B 正确；
C．副线的电流决定原线圈的电流，变阻器触片向上移动时，回路的电阻减小，副线圈的电流强度增大，
从而原线圈的电流强度增大，电流表示数变大，C 错误；
D．由于原线圈的电压决定副线圈电压，变阻器触片向上移动时，原线圈电压不变，因此副线圈电压不变，
小灯泡亮度不变，D 错误。
故选B。
11．（2020 高三·浙江·学业考试）图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变
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化，下列说法正确的是（ ）
A．图甲表示交流电，图乙表示直流电
B．两种电压的有效值都是220V
C．图甲所示电压的瞬时值表达式为
（V）
D．图甲所示电压经原、副线圈匝数比为10：1 的理想变压器变压后，功率比为1：1
【答案】D
【详解】A．由于两图中表示的电流方向都随时间变化，因此都为交流电，故A 错误；
B．由于对应相同时刻，图甲电压比图乙电压大，根据有效值的定义可知，图甲有效值要比图乙有效值大，
图甲是正弦式交流电，所以有效值
，乙小于220V，故B 错误；
C．图甲所示电压的最大值为311V，周期为0.02s，故角速度为100π；因此其电压的瞬时值表达式为
u=311sin100πt V，故C 错误；
D．理想变压器输入功率等于输出功率，故D 正确。
故选D。
12．（2021 高二·河北·学业考试）在如图所示的电路中，变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为
，
与
的阻值相等，电流表为理想电表，闭合开关S，在
、
端加有效值为20V 的正弦交流电，此时电
流表的示数为1A，则（ ）
A．电阻
的阻值为20Ω
B．电阻
消耗的功率为10W
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C．断开开关S 后，电流表的示数为1A
D．断开开关S 后，
、
端输入的功率为10W
【答案】B
【详解】AB．闭合开关S 时，由
，得
电阻
两端的电压为10V，电流表示数为1A，则电阻
电阻
消耗的功率为
故A 错误，B 正确；
C．断开开关S 后，流过副线圈电路的电流为
=0.5A
因此电流表的示数为0.5A，故C 错误；
D．断开开关S 后，
、
端输入的功率
故D 错误。
故选B。
13．（2022 高三·河北·学业考试）在如图所示的电路中，理想变压器原线圈的匝数大于副线圈的匝数，该
电路输入端接在有效值为U 的交流电源上。当滑动变阻器
的滑片向下滑动时，变压器输出端的功率与电
源输入端的功率之比的变化情况是（ ）
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A．变小
B．不变
C．变大
D．不确定
【答案】A
【详解】设原线圈中的电流为I，电源输入端的功率
由于理想变压器的输入功率等于输出功率，则变压器输出端的功率
则
当滑动变阻器
的滑片向下滑动时，其接入电路部分的阻值变小，副线圈中的电流变大，则原线圈中的电
流I 变大，所以
减小。
故选A。
14．（2022 高三·广东·学业考试）如图所示，理想变压器原线圈接电压为
的正弦交流电，开关
接1
时，原、副线圈的匝数之比为
，滑动变阻器接入电路的阻值为
，电压表和电流表均为理想交流电
表。下列说法中正确的有（ ）
A．变压器输入功率与输出功率之比为
B．
内滑动变阻器上产生的热量为
C．仅将
从1 拨到2，电流表示数减小
D．仅将滑动变阻器的滑片向下滑动，两电表示数均减小
【答案】B
【详解】A．根据理想变压器的特点可知，变压器的输入功率与输出功率相等，故A 错误；
B．根据原、副线圈的电压与匝数的关系有
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代入数据可得
内滑动变阻器上产生的热量为
故B 正确；
C．若只将
从1 拨到2，则
减小，根据原、副线圈的电压与匝数的关系可知，副线圈的电压增大，副线
圈中的电流增大，原线圈中的电流增大，即电流表示数变大，故C 错误；
D．仅将滑动变阻器的滑片向下滑动，原、副线圈的匝数比不变，原线圈输入电压不变，则副线圈的输出
电压不变，即电压表示数不变，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，电流表的示数变小，故D 错误。
故选B。
15．（2022 高三·广东·学业考试）如图所示，原、副线圈匝数之比为
的理想变压器，原线圈与
的正弦交流电源相连，副线圈串联一个晶体二极管
（正向电阻为零，反向电阻无
穷大）和定值电阻
，则电阻
上消耗的功率为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】原线圈电压的有效值为
根据
可得，理想变压器的副线圈两端交流电的有效值为
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副线圈与二极管、电阻
串联，因二极管具有单向导电性，根据
可得电阻
两端电压的有效值为
所以电阻
上消耗的功率为
故选A。
16．（2019 高三下·甘肃酒泉·学业考试）如图所示，一个匝数为
匝的线圈以固定角速度
在匀强磁场中旋转，其产生的交流电通过一匝数比为
的变压器给阻值
的电阻供电，已
知交流电压表的示数为10V，从图示位置开始计时，则下列说法正确的是（ ）
A．电阻R 消耗的电功率为10W
B．
时刻穿过线圈平面的磁通量为
C．
时刻流过线圈的电流最大
D．穿过线圈平面的最大磁通量为
【答案】B
【详解】A．电阻R 消耗的电功率为
故A 错误；
B．由
可得，线圈内产生的电动势有效值为
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线圈产生的电动势峰值为
可得
线圈的磁通量为
时
故B 正确；
C．线圈内产生的电动势的瞬时值为
时，线圈内电动势为
可知
时流过线圈的电流为零，故C 错误；
D．穿过线圈平面的最大磁通量为
故D 错误；
故选B。
17．（2023 高三·河北·学业考试）如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为
，两小灯泡
、
的额定功率分别为
、
，
为内阻为
的电动机，若在
、
间加如图乙所示的正弦
式交流电压，理想电流表的示数为2A，且所有用电器均正常工作。则（ ）
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A．电动机的额定电压为
B．灯泡
、
的额定电压之比为
C．电路消耗的总功率为
D．电动机的效率为70%
【答案】D
【详解】AB．由于电流表的示数
，由
可得变压器原线圈中的电流
即流过
的电流为0.4A，
的额定电压为
所以变压器原线圈的输入电压为
由
得
则电动机和灯泡
的额定电压为
，灯泡
、
的额定电压之比为
，故A、B 错误；
D．流过灯泡
的电流为
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流过电动机的电流为
电动机的输入功率为
电动机内阻消耗的功率为
电动机的效率为
故D 正确；
C．电路消耗的总功率为
故C 错误。
故选D。
18．（2023 高三·河北·学业考试）某学习小组利用手摇发电机研究远距离输电，如图1 所示是手摇发电机
原理示意图，手摇发电机产生正弦交流电，通过电阻为的长导线到达用户，经过理想降压变压器降压后
为灯泡供电，如图2 所示是输电线路简图，灯泡A、B 电阻相同且保持不变，不计其他电阻。则（ ）
A．保持手摇转速不变，闭合
，灯泡A 变亮
B．保持手摇转速不变，闭合
，摇动发电机更省力
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C．手摇转速加倍的同时闭合
，灯泡A 消耗功率增大
D．手摇转速加倍，则灯泡A 闪烁频率减半
【答案】C
【详解】AB．设变压器原副线圈匝数分别为
、
，两端电压分别为
、
，通过电流分别为
、
，
负载总电阻为
对理想变压器有
，
把变压器和负载电阻等效为电阻
，有
发电机转速不变，电动势
不变，闭合开关
，负载总电阻减小，等效电阻
减小，等效电阻分压减小，
即
减小，可知
减小，灯泡A 变暗；电源总功率为
电源总功率变大，所以保持转速不变时摇动发电机的力量变大，故AB 错误；
CD．发电机产生电动势的瞬时值为
若手摇转速加倍，电动势的最大值和有效值加倍，交流电的频率加倍，灯泡A 闪烁频率加倍；
手摇转速未加倍且未闭合
时，原线圈两端电压为
手摇转速加倍的同时闭合
，原线圈两端电压为
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则有
可得原线圈两端电压增大，则副线圈两端电压增大，灯泡A 消耗功率变大，故C 正确，D 错误。
故选C。
19．（2023 高三·河北·学业考试）如图所示的理想变压器的原、副线圈中接有定值电阻
、
、
，其中
、
、
，已知电源电压有效值为
，通过
的电流随时间变化的关系为
，电表均为理想电表，则下列说法可能正确的是（ ）
A．原线圈交流电的频率为100 Hz
B．原、副线圈的匝数比
C．
、
、
消耗的功率之比为18：10：5
D．电压表和和电流表的读数分别为120V 和2A
【答案】C
【详解】A．原、副线圈回路中电流频率一样，由通过
的电流随时间变化的关系可知
，
解得
32
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故A 错误；
BC．由题意知通过
的电流有效值为
两端电压
由并联电路规律可知
两端的电压为
可得通过
的电流为
则副线圈电流为
副线圈两端电压
则原线圈电流为
由串联电路特点可知
可得
或
或
则可知
消耗的功率为
或
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消耗的功率为
消耗的功率为
、
、
消耗的功率之比为
或
故B 错误，C 正确；
D．电流表读数为电流的有效值为
电压表读数为
或
故D 错误。
故选C。
20．（2024 高三·河北·学业考试）如图（a）所示的电路，变压器为理想变压器，电压表为理想交流电表，
定值电阻阻值为
，原线圈左侧所接电源的电压变化规律如图（b）所示（正弦函
数图像的一部分），当电路稳定时，电压表的示数为
。则（ ）
A．变压器原、副线圈的匝数比为
B．定值电阻
消耗的电功率为
C．若仅
短路，则电压表的示数为
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D．若仅
短路，则电源的总功率减小
【答案】C
【详解】A．设变压器原线圈两端电压的有效值为
，则有
解得
、
串联后与
并联的总电阻为
又
则副线圈的输出电压为
由变压器的工作原理有
解得
故A 错误；
B．定值电阻
消耗的电功率为
解得
故B 错误；
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C．若仅
短路，则
与
并联的总电阻为
则电压表的示数为
解得
故C 正确；
D．若仅
短路，副线圈所接负载电阻值减小，副线圈的输出电压不变，总电流增大，则负载消耗的电功
率增大，理想变压器的输出功率等于输入功率，则变压器的输入功率增大，即电源的总功率增大，故D 错
误。
故选C。
21．（2024 高三·河北·学业考试）如图所示，理想变压器有两个接有不同电阻的副线圈甲和乙，其匝数分
别为
和
。已知流过甲的电流为
、甲线圈两端的电压为
，若接在甲和乙两线圈上的电阻消耗的功率
相同，则下列判断正确的是（ ）
A．乙所接电阻的阻值是甲所接电阻阻值的
倍
B．流过乙线圈的电流为
，原线圈上消耗的功率为
C．若原线圈两端所加电压为
，则原线圈的匝数为
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D．若原线圈的匝数为
，则流过原线圈的电流为
【答案】C
【详解】A．理想变压器通过每匝线圈的磁通量变化率相同，乙线圈两端的电压为
，两电阻消耗的功
率相同，根据
可知乙所接电阻的阻值是甲所接电阻阻值的
倍，故A 错误；
B．根据
可知，流过乙线圈的电流为
，原线圈上消耗的功率为
故B 错误；
C．若原线圈两端所加电压为
，根据
可知原线圈的匝数为
，故C 正确；
D．若原线圈的匝数为
，则原线圈两端的电压为
，根据
可知
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故D 错误。
故选C。
22．（2024 高三·河北·学业考试）如图所示，理想变压器原、副线圈均与阻值为R 的定值电阻连接，原线
圈总匝数为
，接入电路的
，匝数可通过移动滑动端P 改变，副线圈匝数为
，电表均为理想交流电表，
输入端接输出电压有效
，值不变的正弦式交流电。滑动端P 从最高点向下移动过程中，电压表示数先增
大后减小，则（ ）
A．
一定大于
B．
可能小于
C．电流表示数先增大后减小
D．原线圈两端电压先增大后减小
【答案】A
【详解】AB．设交流电源输出电压有效值为U，原线圈两端电压为U1，通过原线圈的电流为
，副线圈两
端电压为
，通过副线圈的电流为
，变压器及其右侧电路的等效电阻为
，结合理想变压器的原理有
则原线圈中的电流
则电压表的示数
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由数学知识可知当
时电压表示数最大，结合题述可得
一定大于
，故A 正确，B 错误；
C．P 向下滑动过程，
减小，结合上述分析可知，原线圈中的电流增大，故C 错误；
D．原线圈中电流增大，与原线圈相接的定值电阻两端的电压增大，则原线圈两端的电压减小，故D 错误。
故选A。
23．（2024 高三·河北·学业考试）某中学物理实验室有一个标有“220V 6V”的变压器，如图（a）所示，这
个变压器上有a、b、c、d 四个引出线头，且a、d 引线比b、c 引线粗。把该变压器接入如图（b）所示电
路中，变压器原线圈接有效值为220V 的正弦式交流电，副线圈接有电阻R1、理想二极管D 和电阻R2。变
压器可看成理想变压器，则（ ）
A．ad 两端电压为220V，bc 两端电压为6V
B．理想变压器原、副线圈匝数比为3:110
C．仅降低交流电频率，R1的功率减小
D．R2两端电压的有效值为
【答案】D
【详解】A．理想变压器输入功率等于输出功率，且采用的是降压变压器，根据
可知，副线圈中的电流更大，引线要粗，故ad 端接6V，bc 端接220V，故A 错误；
B．理想变压器原、副线圈匝数比为
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故B 错误；
C．交流电电压的有效值与频率无关，故仅降低交流电频率，R1的功率不变，故C 错误；
D．二极管具有单向导电性，根据电流的热效应有
解得R2两端电压的有效值为
故D 正确。
故选D。
24．（多选）（2022 高三下·湖南·学业考试）某同学在实验室设计了如图所示的理想变压器电路，原、副
线圈匝数比
，原线圈通过定值电阻
连接在电压
的交变电源上，变压
器副线圈上接总阻值为20Ω 的滑动变阻器
，各个电表均为理想电表，则（ ）
A．当变阻器的电阻
，电压表V1的读数为24V
B．当滑动变阻器
的滑片P 从最上端向下滑动的过程中，电阻
消耗的功率减小
C．当滑动变阻器
的滑片P 从最上端向下滑动的过程中，当
，
乘积取最大值
D．当滑动变阻器
的滑片P 从最上端向下滑动的过程中，
【答案】AD
【详解】根据题意可知，原副线圈中电流之比为
40
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由于原线圈的功率等于副线圈的功率，设原线圈的等效电阻为
，则有
则
A．当变阻器的电阻
时，原线圈的等效电阻为
交变电源的有效值为
根据闭合回路欧姆定律可知，电压表V1的读数为
故A 正确；
B．当滑动变阻器
的滑片P 从最上端向下滑动的过程中，
逐渐减小，则原线圈的等效电阻
减小，原
线圈中的电流增大，根据
可知，电阻
消耗的功率增大，故B 错误；
C．当滑动变阻器
的滑片P 从最上端向下滑动的过程中，当
时，原线圈的输入功率最大，即当
电阻
的功率最大，即
乘积取最大值，故C 错误；
D．根据题意可知
则
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根据闭合回路欧姆定律可知
可得
故D 正确。
故选AD。
25．（多选）（2024 高二·重庆·学业考试）如图所示，理想变压器的原线圈接在输出电压有效值为U 的正
弦式交变电流两端，副线圈所接的两个灯泡
的额定功率分别为
，额定电压均为
，且
两灯泡均正常发光。由此可知（ ）
A．流经灯泡
的电流之比为
B．灯泡
两端的最大电压为
C．该理想变压器的原、副线圈匝数之比为
D．该理想变压器的原、副线圈电流之比为
【答案】BD
【详解】A．根据
，因为两灯泡额定功率之比为2:1，而额定电压相同，则额定电流之比为2:1，两
灯泡均正常发光则电流之比为2:1，故A 错误；
B．灯泡都正常发光，可知灯泡两端的电压有效值为2U，则灯泡L2 两端的最大电压为
，故B 正确
C．根据变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系可得
可得
42
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故C 错误；
D．根据变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系
可得该理想变压器的原、副线圈电流之比为2:1，故D 正确。
故选BD。
26．（多选）（2019 高二下·广东·学业考试）如图是家庭漏电保护开关主要部分的原理图，P 是变压器铁
芯，入户的火线和零线采用双线绕法，绕在铁芯的一侧作为原线圈，然后再接入用电器，接在副线圈M、
N 两端之间的是一个脱扣开关的控制器Q．脱扣开关本身没有画出，它的作用是同时接通或切断火线和零
线，M 与N 之间没有电压时，Q 使脱扣开关闭合；M 与N 之间有电压时，Q 使脱扣开关立即断开．下列说
法正确的有
A．该漏电保护开关应用了电磁感应原理
B．用户正常用电时，M 与N 间没有电压
C．漏电时，M 与N 间有电压，Q 使脱扣开关断开
D．漏电时，M 与N 间没有电压，Q 使脱扣开关闭合
【答案】ABC
【详解】AB、该漏电保护开关应用了电磁感应原理，用户正常用电时，
与
间没有电压，是因为双线
绕成的初级线圈的两根导线中的电流总是大小相等、方向相反，穿过铁芯的磁通量总为零，副线圈中不会
产生感应电动势，故选项A、B 正确；
CD、漏电时，电流通过火线流向大地，不通过零线，这样变压器的铁芯中就会有磁通量的变化，从而在副
线圈中产生感应电动势，即
与
间有电压，脱扣开关就会断开，故选项C 正确，D 错误．
27．（多选）（2022 高三·山东·学业考试）如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比为k，且k > 1，电源
输出电压U 保持恒定，定值电阻的阻值分别为R1、R2，电流表、电压表均为理想电表。开始时，滑动变阻
器的触头位于某一位置，电流表、电压表的示数分别用I1和U1表示；现将变阻器的触头向b 端移动后，电
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流表、电压表的示数分别用I2和U2表示，电流表、电压表示数变化分别用
和
表示。下列表达式正确
的是（ ）
A．
=
B．
C．
= k2R1
D．
=
【答案】BD
【详解】AB．根据欧姆定律
将变阻器的触头向b 端移动后，R 增大，则
A 错误，B 正确；
CD．根据变压器的原理可得
则有
U1= kU2
在原线圈电路中有
U0= I1R1 + U1
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即
整理可得
则有
C 错误，D 正确。
故选BD。
28．（多选）（2022 高三·河北唐山·学业考试）如图所示含有理想变压器的电路中，电阻R1、R2的阻值分
别为2Ω、3Ω，电流表A1、A2和电压表V1、V2均为理想交流电表，U 为正弦交流电压源，输出电压的有效
值恒定。此时，电流表A1、A2的示数之比为1：2，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V1、V2示数之比为2：1
B．电压表V1、V2示数之比为7：3
C．电阻R1、R2电功率之比为1：3
D．电阻R1、R2电功率之比为1：6
【答案】BD
【详解】AB．电流表A1、A2的示数之比为1：2，可知原副线圈的电流之比为
原副线圈的电压之比为
电压表V1、V2示数之比为
选项A 错误，B 正确；
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CD．电阻R1、R2电功率之比为
选项C 错误，D 正确。
故选BD。
29．（2022 高二·四川·学业考试）根据变压器理论及实验研究可知：在理想情况下，变压器原、副线圈两
端电压
、
，与其匝数
、
成 （选填“正比”或“反比”）。若
，则
，这
种变压器称为 （选填“升压”或“降压”）变压器。
【答案】 正比 升压
【详解】[1]理想变压器原副线圈两端电压满足
可知原副线圈两端电压与其对应的匝数成正比。
[2]如果副线圈匝数大于原线圈匝数，则原线圈电压小于副线圈电压，这种变压器称为升压变压器。
30．（2019 高三·浙江台州·学业考试）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，已有下列
图中器材及开关和导线若干．
A、
B、
C、
D、
(1)上述仪器中不需要的是 （填字母），还需要的是 （填名称）；
(2)用匝数na＝100 匝和nb＝200 匝的变压器，当副线圈处于空载状态（没有接负载）时测量原、副线圈的
电压，实验测量数据如下表：
U1/V
1.80
2.80
3.80
4.90
U2/V
4.00
6.01
8.02
9.98
根据测量数据可判断原线圈是 （填“na”或“nb”）；
(3)保持原线圈匝数和交流电压均不变，给副线圈接上小灯泡，实验发现，随着副线圈的匝数增加，小灯泡
得到的电压反而减小，亮度减弱，可能的原因是 ．
【答案】 BC 低压交流电源 nb 副线圈匝数越多，线圈电阻越大，线圈内电压越大，输
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出电压降低
【详解】(1)“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，需要器材是学生电源，提供低压交流电，
同时还需要交流电压表来测量电压及可拆变压器和导线，结合题目给定的器材，图A 是变压器，D 是多用
表用来测量是否有电流产生，B 是直流电源，C 是条形磁铁，结合器材需求和题干，故选BC，还需要打压
交流电源；
(2)表格中每组数据都可以看出匝数之比近似等于电压之比，na＝100 匝和nb＝00 匝，
，该变压器
为非理想变压器，考虑到变压器由漏磁、铁芯发热、导线发热等影响判断出U2 为原线圈上电压大小，则
判断出原线圈是nb；
(3)根据电磁感应基本原理可知，当匝数增多时，线圈内阻增加，线圈上损耗的电压增多，输出电压会变小，
所以灯泡会变暗；
考点03：远距离输电
1．（2022 高二下·贵州·学业考试）为了减少电能在输电线路中的损耗，在输送电功率一定时，远距离输送
电能通常采用（ ）
A．高电压输电
B．低电压输电
C．增大输电电流
D．增大输电线电阻
【答案】A
【详解】为了减小输电线的损耗，当输送功率一定时，根据
增大输送电压
，可以减小流过线路的电流
，则线路损耗
所以线路损耗也会减小，A 正确，BCD 错误。
故选A。
2．（2019 高二上·湖南长沙·学业考试）一台发电机，输出的功率为1000kW，所用输电导线的电阻是
10Ω。当发电机接到输电线路的电压为50kV 时，则导线上的电流和在导线上损失的热功率分别为（ ）
A．2A，40W
B．20A，4kW
C．200A，400kW
D．20A，40kW
【答案】B
【详解】由
可得，导线上的电流为
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导线上损失的热功率为
故选B。
3．（2019 高二下·河北·学业考试）一直流输电线路，输电线的总电阻为1.0Ω，输电电流为100A，输电线
损耗的电功率为（ ）
A．1.0×102W
B．1.0×104W
C．1.0×106W
D．1.0×108W
【答案】B
【详解】输电线损耗的电功率
故选B。
4．（2023 高三上·江苏南通·学业考试）“西电东送”是我国西部大开发的标志性工程之一。如图所示为远
距离输电的原理图，假设发电厂的输出电压U1恒定不变，输电线的总电阻保持不变，两个变压器均为理想
变压器。下列说法正确的是（ ）
A．当用户负载增多，通过用户用电器的电流频率会增大
B．当用户负载增多，升压变压器的输出电压U2增大
C．若输送总功率不变，当输送电压U2增大时，输电线路损失的热功率增大
D．在用电高峰期，用户电压U4降低，输电线路损失的热功率增大
【答案】D
【详解】A．当用户负载增多，通过用户用电器的电流频率不会变化，故A 错误；
B．由于发电厂输出电压恒定不变，根据
可知升压变压器的输出电压U2不变，故B 错误；
C．若输送总功率不变，当输送电压
增大时，输电线路中电流变小，由
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可知输电线路损失的热功率变小，故C 错误；
D．在用电高峰期，用户电压
降低，电路中电流变大，由
可知输电线路中电流变大，输电线路损失的热功率增大，故D 正确。
故选D。
5．（2024 高三·河北·学业考试）在图（a）所示的远距离输电线路中，a、b 两端接图（b）所示的正弦交流
电，熔断丝的熔断电流为10A，电阻为2
，升压理想变压器原、副线圈匝数比为1：10，输电线总电阻为
400
，降压理想变压器原、副线圈匝数比为10：1，电阻R 两端并联理想交流电压表。电路可以长时间工
作，下列说法正确的是（ ）
A．
时，电压表的示数为零
B．输电线上的热功率可能为600W
C．升压变压器输出电压有效值可能为1900V
D．R 的阻值可能为20
【答案】D
【详解】A．电压表显示的是电压有效值，不是瞬时值，因此
时，电压表的示数为220V，故A 错
误；
B．熔断丝中电流为10A 时输电线的热功率最大，由理想变压器原理可知
则此时输电线中的电流为1A，输电线最大热功率为
故B 错误；
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C．由题图（b）可得a、b 间所接交流电压的有效值
又熔断丝两端电压的最大值
则升压变压器原线圈两端电压的最小值
当升压变压器原线圈回路中的电流小于10A 时，原线圈两端的电压大于200V，根据原副线圈匝数比与电压
之间的关系
可知，副线圈输出电压最小值为
故C 错误；
D．根据以上分析可知，降压变压器原线圈两端电压最小值
则根据匝数比与电压之间的关系可得
两端电压最小值
此时通过
的电流为10A，则其阻值最小为
，故D 正确。
故选D。
6．（2020 高三·浙江·学业考试）2019 年7 月1 日，被誉为“疆电东送”高速通道的±1100 千伏“新疆准东
一安徽皖南”特高压直流工程正式投运，它是目前世界上电压等级最高、送电距离最远的特高压直流输电
工程。在输送功率不变的情况下，和试投运电压±550 千伏相比的优点是（ ）
A．可节省输电线的材料
B．可根据需要调节交流电的频率
C．输电速度是试投运时速度的2 倍
D．因输电线上的电阻而损失的电功率减少到试投运的25%
【答案】D
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【详解】A．高压输电不能节省输电线的材料，选项A 错误；
B．特高压直流输电不可以调节交流电的频率，选项B 错误；
C．特高压直流输电不会改变输电速度，选项C 错误；
D．根据P=UI 得，全压输电电压升为试压电压的2 倍时，输电电流变为原来的
倍，根据P 损=I2R 输电线
上的功率损失将变为试压功率损失的
，故D 正确。
故选D。
7．（2019 高三下·甘肃酒泉·学业考试）玉门有充沛的风力资源。风力发电是最环保的发电方式之一。远距
离输电是实现风电产业健康快速发展的必要因素之一。某同学模拟“远距离输电”，将实验室提供的器材
连接成如图所示电路，A、B 为理想变压器，灯L1、L2相同且阻值不变。保持A 的输入电压不变，开关S 断
开时，灯L1正常发光。则（ ）
A．仅闭合S，L1变亮
B．仅闭合S，A 的输入功率变小
C．仅将滑片P 上移，L1变亮
D．仅将滑片P 上移，A 的输入功率变小
【答案】D
【详解】AB．仅闭合S，用户端用电器增多，消耗的功率增大，对于理想变压器输入功率等于输出功率，
则A 端输入功率增大，由于A 的输入电压不变，则电流增大，输电线电阻R 两端的电压增大，理想变压器
B 原副线圈的电压减小，即L1两端电压减小，电流减小，L1变暗，故AB 错误；
CD．仅将滑片上移，A 的副线圈匝数减小，根据原副线圈电压与匝数的关系
n2减小，U2减小，则B 的输入电压和输出电压都减小，即L1两端电压减小，电流减小，L1变暗，电路中总
电流减小，A 的原线圈中的电流减小，输入电压不变，所以输入功率变小，故C 错误，D 正确。
故选D。
8．（多选）（2019 高二下·河北·学业考试）如图所示为某水电站的输电原理图。升压变压器原、副线圈匝
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数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4，则（ ）
A．n1<n2
B．n1>n2
C．n3>n4
D．n3<n4
【答案】AC
【详解】AB．根据
解得
n1<n2
A 正确，B 错误；
CD．根据
解得
n4<n3
C 正确，D 错误。
故选AC。
9．（多选）（2023 高三·河北·学业考试）2023 年2 月16 日国家电网有限公司金上—湖北±800 千伏特高压
直流输电工程、通山抽水蓄能电站开工建设。如图是特高压输电过程的示意图，发电站输出电压稳定，经
升压后被整流成800kV 的直流电，经输电线后，被逆变成交流电，再被降压后供用户使用，假设电压在整
流和逆变前后有效值不变。则下列说法正确的是（ ）
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A．将发电站输出的电压整流后仍能利用升压变压器升压
B．采用高压直流输电时，可减小输电线路上电感的影响
C．用户越多，输电线上损耗的功率越大
D．保持输电功率不变，若电压经升压和整流后为400kV，输电线上损耗的功率加倍
【答案】BC
【详解】A．将发电站输出的电压直接整流，则输入升压变压器原线圈的为直流电，升压变压器的副线圈
将不会输出电压，故A 错误；
B．长距离输电时，线路上的电容、电感对交变电流的影响不能忽略，有时它们引起的电能损失甚至大于
导线电阻引起的电能损失，为了减少感抗和容抗，在输电环节可以使用直流电，故B 正确；
C．用户增多，降压变压器副线圈中的电流增大，降压变压器原线圈中的电流增大，输电线上的电流增大，
则由公式
可知，输电线上损耗的功率增大，故C 正确；
D．保持输电功率不变，由公式
可知，若电压经升压和整流后为400kV，输电线中的电流变为原来的
2 倍，由
可知输电线上损耗的功率变为原来的4 倍，故D 错误。
故选BC。
10．（多选）（2022 高二下·广东中山·学业考试）高压\特高压输电是减小电能损失的有效方法，我国在这
方面已经走到了世界前列。如图所示为远距离输电的示意图，图中变压器均为理想变压器，输电线总电阻
。用户可等效为图中的滑动变阻器。已知u=200√2sin(100 πt )V，
，用户额定电压
为
，正常情况下用户消耗的总功率为
。下列说法正确的是（ ）
A．变压器
的输入功率为
B．滑动变阻器的阻值
C．升压变压器匝数比
D．当滑动变阻器触头向上滑动时，输电线损失的功率变小
【答案】BD
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【详解】A．当用户端正常工作消耗的总功率为
时，降压变压器副线圈中的电流为
由理想变压器的工作原理可知
得
输电线上的损失功率为
则变压器
的输入功率为
故A 错误；
B．根据公式
得滑动变阻器得阻值为
故B 正确；
C．由
u=200√2sin(100 πt )V
得，升压变压器原线圈两端电压为
则升压变压器中的电流为
则升压变压器原副线圈的匝数之比
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故C 错误；
D．输电线损失的功率为
当滑动变阻器触头向上滑动时，R 增大，输出电流减小，
减小，则输电线损失的功率减小，故D 正确。
故选BD。
11．（2022 高二·四川·学业考试）根据变压器理论及实验研究可知：在理想情况下，变压器原、副线圈两
端电压
、
，与其匝数
、
成 （选填“正比”或“反比”）。若
，则
，这
种变压器称为 （选填“升压”或“降压”）变压器。
【答案】 正比 升压
【详解】[1]理想变压器原副线圈两端电压满足
可知原副线圈两端电压与其对应的匝数成正比。
[2]如果副线圈匝数大于原线圈匝数，则原线圈电压小于副线圈电压，这种变压器称为升压变压器。
12．（2023 高二上·四川·学业考试）电能的广泛使用给我们的生活带来了极大的方便。我国居民用电使用
220V （选填“交流”或“直流”）电。在远距离输电过程中，我们为了减少线路上电能的损耗，通
常采用 （选填“低压”或“高压”）输电。
【答案】 交流 高压
【详解】[1]电能的广泛使用给我们的生活带来了极大的方便。我国居民用电使用220V 交流电。
[2]在远距离输电过程中，我们为了减少线路上电能的损耗，通常采用高压输电。
13．（2020 高二上·云南·学业考试）我国大陆地区居民用电的电压是220V，频率是 Hz；变压器根
据电磁感应原理工作，所以变压器只能改变 （选填“交变电流”或“恒定电流”）的电压；远距
离输电中，可采用 （选填“提高”或“降低”）输送电压的方式来减少电能输送时的损失。
【答案】 50 交变电流 提高
【详解】[1]居民所用的交流电的周期均为0.02s，频率为50Hz；
[2]变压器利用是的电磁感应中的互感现象，变压器利用原副线圈的匝数不同来变压，变压器只能改变交变
电流的电压；
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[3]远距离输电时，由于输电线上的电阻导致电压损失和功率损失，为了降低损失，可以降低输电电流，在
保证总功率不变的前提下，可以采用提高输送电压的方式减小损失。
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