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专题12 恒定电流与交变电流
目录
.................................................................................................................................2
题型一：直流电路的分析与计算..............................................................................2
题型二：交流电流的四值和变压器的分析与计算..................................................8
题型三：远距离输电................................................................................................15
...............................................................................................................................21
1
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题型一：直流电路的分析与计算
1．（2024·内蒙古赤峰·一模）太阳能电池板在光照时将光能转化为电能即为光伏发电。太阳能电池板作为
电源，其路端电压与干路电流的关系如图中的曲线所示，太阳能电池板负载的U-I 图线为图中倾斜直线。
当太阳能电池板给负载供电时，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能电池板的效率约为50%
B．太阳能电池板的输出功率约为
C．太阳能电池板的内阻约为1kΩ
D．太阳能电池板的内阻消耗的功率约为1.8W
【答案】B
【详解】A．由图可知，太阳能电池板的电动势为2.80V，交点为负载工作时的电压和电流，则太阳能电池
板负载两端电压为1.80V，则太阳能电池板的效率约为
故A 错误；
B．由图可知，太阳能电池板负载两端电压为1.80V，电路中电流为1.80mA。则太阳能电池板的输出功率
约为
故B 正确；
CD．由图可知路端电压与干路电流的关系图线为曲线，则太阳能电池板负载的内阻是变化的。故无法计算
太阳能电池板的内阻和内阻消耗的功率，故CD 错误。故选B。
2．（2023·海南·模拟预测）闭合电路内、外电阻的功率随外电路电阻变化的两条曲线如图所示，曲线A 表
示内电阻的功率随外电阻变化的关系图线，曲线B 表示外电阻的功率随外电阻变化的关系图线。下列说法
2
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正确的是（ ）
A．电源的电动势为3 V
B．电源的内阻为2.5 Ω
C．内电阻的最大功率为7.2 W
D．外电阻取2.5 Ω 时外电阻的功率是外电阻取10 Ω 时外电阻的功率的
【答案】C
【详解】AB．设电源的电动势为E，内阻为r，由闭合电路的欧姆定律得，电路中电流为
则闭合
电路中内电阻的功率为
外电阻的功率为
由图像可知，当外电阻
，
代入数据联立解得E＝6 V，r＝5 Ω，AB 错误；
C．当外电阻
电路中电流最大，内电阻功率最大，最大功率为
，C 正确；
D．由图像可知，当外电阻
外电阻的功率为
外电阻的功率为
，
，D 错误。故选C。
3．（2024·湖北·二模）如图所示，光敏电阻A、B 与恒压源（输出电压U 不变）串联，光敏电阻的阻值随
光照强度增大而减小，初始时A、B 的光照强度E 相同，阻值相等。现保持A 的光照强度不变，改变B 的
光照强度
，则B 消耗的电功率P 变化情况为（ ）
3
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A．无论
增大还是减小，P 均变小
B．无论
增大还是减小，P 均变大
C．
增大时，P 变大，
减小时，P 变小
D．
增大时，P 变小，
减小时，P 变大
【答案】A
【详解】B 消耗的电功率为
可知当
时，即
时，B 消耗的电
功率最大，故无论
增大还是减小，P 均变小。故选A。
4．（2024·辽宁朝阳·三模）在如图所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r，
是定值电阻，
是滑动
变阻器
，闭合开关S，不同规格的灯泡
和
均正常发光，现将滑动变阻器的滑动片P 向上移动
一定的距离，理想电流表、电压表的示数均会发生一定变化，其变化量分别用
和
表示，则下
列分析判断可能正确的是（ ）
4
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A．电压表V 示数变大，电流表
示数变大
B．电流表
示数可能变为零
C．灯泡
变暗，灯泡
变暗
D．电源的内阻
【答案】B
【详解】A．当滑动变阻器的滑动片P 向上移动时，电阻
接入电路中的电阻变大，外电路由于局部电阻
增大导致整个外电路电阻增大，电压表示数U 变大，
与
并联部分电压增多，则其他部分电压减小，
则
与
并联部分电压也减小，故电流表
示数
变小，故A 错误；
B．根据桥式电路特征，当
，则电路中M、N 两点间的电势差为零，电流表
示数
变为零，B
正确；
C．根据当
可知，灯泡
的功率减小，灯泡变暗，灯泡
与
并联，故灯泡
两端的电压和流
过灯泡
的电流均变大，所以灯泡
变亮，故C 正确；
D．对两灯泡中间结点，有
，则
，而电源内阻应为
（
为干路电流变化
量），而
不一定等于干路上的电流变化，故内阻r 不一定等于
，D 错误。
故选B。
5．（2024·湖南长沙·三模）在如图所示的四个电路中，当分别闭合开关S，移动滑动变阻器触头从左端至
右端时，一定使其中一个灯由暗变亮同时，另一个灯由亮变暗，则符合要求的电路是（ ）
5
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A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】A．采用极限值法，滑片P 置于最左端时，
被短路，不发光，而
两端电压最大，亮度最大，
滑片P 置于最右端时，
两端电压最大，亮度最大，而
被短路，不发光，可知，该电路符合题目要求，
故A 正确；
B．滑动变阻器的滑片从左端至右端时，变阻器干路部分电阻变小，支路部分电阻变大，根据并联与串联
电阻的关系可知，总电阻减小，干路电流增大，即对灯泡
变亮，当滑片在变阻器最左端时，灯泡
短路，
不发光，滑片右移时，灯泡
变亮，不符合要求，故B 错误；
C．利用特殊值法，若两灯泡额定功率相同，取
、
的阻值均为
，变阻器总阻值也为
，电源电
动势为6V，内阻不计，当滑片P 置于最左端时，两灯泡亮度相同，当滑片P 置于最右端时，两灯泡两端电
压均增大，两灯均变亮，不符合要求，故C 错误；
D．灯
一直被短路，不发光，不合要求，故D 错误。
故选A。
6．（2024·广东·三模）在如图甲所示的电路中，定值电阻。R1=4Ω、R2=5Ω，电容器的电容C=3μF，电源
路端电压U 随总电流I 的变化关系如图乙所示。现闭合开关S，则电路稳定后（ ）
6
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A．电源的内阻为2Ω
B．电源的效率为75%
C．电容器所带电荷量为1.5×10-5C
D．若增大电容器两极板间的距离，电容器内部的场强不变
【答案】C
【详解】A．由电源路端电压U 随总电流I 的变化关系有
则可得
，
故A 错误；
B．电源的效率为
故B 错误；
C．电容器在电路中为断路，则电路中的电流为
电容器所带电荷量为
故C 正确；
D．电容器并联在
两端，则其电压不变，若增大电容器两极板间的距离，电容器内部的场强为
，
可知场强变小，故D 错误。故选C。
7．（2024·海南儋州·模拟预测）如图所示电路，当滑动变阻器R3的滑片向右移动一小段距离后，电压表
V1和电压表V2的示数的变化量分别为ΔU1和ΔU2（均取绝对值）。下列说法中正确的是（ ）
7
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A．电压表V1的示数变大，电压表V2的示数变小，且有ΔU1>ΔU2
B．电压表V1的示数变小，电压表V2的示数增大，且有ΔU1>ΔU2
C．电容器的左极板带正电，且两极板间电场强度减小
D．电源的输出功率比R3的滑片移动前大
【答案】B
【详解】C．滑动变阻器R3的滑片向右移动一小段距离后，R3接入电路的电阻减小，电路外电阻减小，总
电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得，电源输出电流增大，R2中电流增大，R2两端电压增大，电压表V2
的示数增大，与其并联的电容器C 两端电压增大，根据电容的定义式可知，极板带电荷量增大，根据匀强
电场电场强度与电势差的关系可得，两极板之间的电场强度增大，故C 错误；
D．电源输出电流增大，电源内阻电压增大，导致电源路端电压减小，电源输出功率不一定增大，D 错误；
AB．根据闭合电路欧姆定律
电源输出电流I 增大，则U1+U2减小，电压表V2的示数增大，则
电压表V1的示数减小，且有
即
故B 正确，A 错误。故选B。
8．（2024·江苏镇江·一模）如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中的R2、R3分别为总阻值一定的
滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）。当开关S 闭合时，电容器
中一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法中正确的是（ ）
A．若断开开关S，带电微粒向上运动
B．只逐渐减小对R1的光照强度时，电压表示数变大，电阻R0消耗电功率变大
C．只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时，电压表示数不变，带电微粒向上运动
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D．只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，电源消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流
【答案】C
【详解】A．带电微粒受向下的重力和向上的电场力，当断开开关S，电容将对所处的回路放电，即带电
微粒所受电场力减小，所以带电微粒将向下运动，故A 错误；
B．当减小对R1的光照强度时，R1的阻值增大，电路中的总电阻增大，总电流减小，则电路的内压减小，
路端电压增大，所以电压表示数增大。根据热功率的公式
可知电阻R0消耗的电功率减小，故B
错误；
C．分析电路可知，电容器的电压与R2上半部分电阻的电压相等，只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时，
电路中的总电流不变，但是R2上端电阻增大，电压增大，即电容器两端电压增大，根据公式
可知电
场的场强增大，带电微粒所受电场力将增大，所以带电微粒向上运动，故C 正确；
D．由电路结构可知，电路稳定时，R3没有电流通过，所以当只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，不
会影响电路中的电流，即电路中的电流不变，电源消耗的电功率不变。电阻R3中也没有电流通过，故D 错
误。故选C。
题型二：交流电流的四值和变压器的分析与计算
9．（2024·江西鹰潭·模拟预测）一台小型发电机与交流电压表、小灯泡按图甲所示连接，发电机产生的电
动势随时间变化的规律如图乙所示，发电机内阻不可忽略，交流电压表视为理想电压表。则（ ）
A．发电机产生的交变电流的电动势的最大值为440V
B．交流电压表V 的示数为220V
C．发电机产生的交变电流的电动势表达式为
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D．任意时刻穿过线圈的磁通量为
【答案】C
【详解】A．由图乙知，线圈是从中性面开始计时的，由图像知电动势的最大值
故A 错误；
B．有效值
发电机线圈有电阻，灯泡两端电压应小于220V，故B 错误；
C．电动势的最大值为
而
则电动势表达式为
故C 正确；
D．由图像知从中性面开始计时，t 时间内转过的角度为
，则线圈平面与磁场方向夹角为
，因此
有任意时刻
根据
可得
所以任意时刻的磁通量
因线圈匝数N 未知，故D 错误。故选C。
10．（2024·山东泰安·模拟预测）如图所示，矩形线圈切割磁感线产生的交流电压
，将其
接在理想变压器原线圈上，导线上接入阻值
的电阻，原、副线圈匝数之比
，副线圈上的
滑动变阻器的最大阻值为
，且其滑动触头可上下安全调节，其余电阻不计，电路中电表均为理想
交流电表，下列说法正确的是（ ）
A．
时刻，矩形线圈垂直于中性面
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B．滑动变阻器的阻值为
时，其消耗的功率最大
C．若将滑动触头从最下端滑到最上端，R 消耗的功率先增大后减小再增大
D．若维持滑动变阻器消耗功率最大的电路状态，则1min 内r 产生的焦耳热为270J
【答案】D
【详解】A．t=0 时刻电动势为零，线圈磁通量最大，矩形线圈位于中性面，故A 错误；
BC．滑动变阻器滑动触头从最下端逐渐向上移动，阻值R 减小，设流经r 的电流为
因为
，
则
原线圈电压
副线圈电压
R 消耗的功率
当
时滑动变阻器的功率最大，最大功率为
此时
其中
解得
所以从最下端滑到最上端的过程中，R 消耗的功率先增大
后减小，故BC 错误；
D．滑动变阻器消耗功率最大的电路状态，原线圈电流
，则1min 内r 产生的焦耳热为
故D 正确。故选D。
11．（2024·重庆合川·模拟预测）如图（a）所示，单匝矩形线圈的左半部分位于具有理想边界（图中虚
线）的匀强磁场中，绕中轴线
按图示方向匀速转动产生交流电，
与磁场边界重合。图（b）中
端接入的电压和图（a）中线圈产生的感应电动势相同，理想变压器原、副线圈接入电路的匝数可分
别通过滑动触头
调节。图（b）中L 是小灯泡，
均为滑动变阻器。下列说法正确的是（ ）
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A．将
上移，同时将
下移可使灯泡L 的亮度减小
B．图（a）线圈中一半时间有电流，一半时间无电流
C．仅将
右移可使灯泡L 的亮度减小
D．仅将
右移可使灯泡L 的亮度减小
【答案】A
【详解】A．将
上移，同时将
下移，会使变压器输出电压变小，灯泡L 亮度减小，故A 正确；
B．线圈绕
轴转动，始终有一半处于磁场中，线圈中一直有电流，故B 错误；
C．仅将
右移，副线圈电路总电阻变小，电流变大，L 中电流变大，灯泡亮度增大，故C 错误；
D．仅将
右移，副线圈电路总电阻变大，电流变小，
两端的电压变小，灯泡两端的电压变大，灯泡亮
度增大，故D 错误。故选A。
12．（2024·四川遂宁·模拟预测）如图所示的“日”字形理想变压器，铁芯的上下左右结构均对称，中间
线圈的匝数为4，左、右线圈的匝数分别为4 和2，左、右线圈所接的电阻均为
，不计线圈的电阻，在中
间线圈两端加上正弦交流电压
，下列说法正确的是（ ）
A．左、右两个线圈的输出电压之比为
B．中间线圈的端电压与左线圈的端电压之比为
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C．左、右两个线圈的输出电流之比为
D．流过中间线圈、左线圈的电流之比为
【答案】D
【详解】AC．左、右两个线圈的输出电压之比为
，由欧姆定律可得电流之比也为
，故A
错
误；
B．由于字形理想变压器铁芯的上下左右结构均对称，则通过中间铁芯磁感线的条数是左右铁芯磁感线条
数的两倍，结合变压器的原理可得
，
故B 错误；
D．左、右线圈两端的电压分别为
，电流分别为
由能量守恒定律可得
则有
比较可得
故D 正确。故选D。
13．（2024·浙江·一模）如图a 是液化气炉的电子点火装置。一节1.5V 的干电池通过晶体管电路控制，产
生脉动的电压加在变压器初级线圈
的两端，并在磁芯中激发磁场，其
图象如图b 所示（磁场方向逆
时针，大小为正值）。磁芯的横截面积为
。次级线圈
一端连接燃气炉的金属外壳
，另一端
通过二极管与钢针
连接，调整
与
的间距，使
与
间的电压达10kV 以上时，
与
间就会引发电
火花而点燃燃气。下列说法正确的是（ ）
A．当
与
的间距减小时，所需的最小打火电压
增大
B．当
大于2500 匝时，
间可以激发电火花
C．
匝数越多，打火越容易
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D．若将钢针
替换为金属板，打火更容易
【答案】B
【详解】A．当A 与
的间距减小时，尖端放电更容易发生，故最小打火电压
减小，故A 错误；
B．二极管具有单向导电性，当磁感强度为逆时针方向，副线圈电压达到10000V 时有
变形得
匝故当
大于2500 匝时，
与
间的电压达10kV 以上，
间可以激发电火花，故B 正确；
C．根据变压器电压与匝数的关系有
变形得
可知
匝数越多，
越小，打火越困难，故
C 错误；
D．若将电极A 改为金属板，则不容易尖端放电产生高压，所以更不容易引发电火花，故D 错误。故选
B。
14．（2024·湖南长沙·模拟预测）如图所示，M、N 端连接一个稳压交流电源，其有效值为6V，理想变压
器的原线圈上接有定值电阻
，副线圈上接有最大阻值为
的滑动变阻器R，原、副线圈匝数之比
，电流表、电压表均为理想电表。初始时，滑动变阻器R 的滑片处于正中间位置，电流表、电压表
示数分别为I、U，现将滑片逐步上移至最上端，电流表、电压表变化量的绝对值分别为
、
，下列说
法正确的是（）
A．滑片上移过程中电压表、电流表示数均增大
B．
C．滑动变阻器R 的滑片处于正中间位置时，电流表示数为lA
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D．当滑动变阻器接入电路的阻值为9Ω 时，变压器输出功率最大且为9W
【答案】D
【详解】A．由于理想变压器原线圈电路上含有电阻，则可把理想变压器和副线圈上的电阻等效为一个电
阻，则电路变为简单的串联电路，如图所示
滑片逐步上移，使R 阻值增大，即
增大，则总电阻增大，根据
可知总
电流减小，即通过
的电流减小，根据
可知，通过电流表的电流减小。根据
可知
增大。根据
可知电压表示数增大。故A 错误；
B．根据理想变压器的变压、变流规律及闭合电路欧姆定律有
则
故B 错误；
C．对副线圈
原线圈有
又
联立解得
故C 错误；
D．分析可知变压器的输出功率为等效电路的功率，则
可知，当
时变压器输出功率最大，结合
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解得
带入
得
故D 正确。故选D。
15．（2024·陕西榆林·模拟预测）如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出的交流电压
，经原、副线圈匝数分别为n1和n2的理想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。下列说法正确的是（ ）
A．用电压表测原线圈两端电压，示数为5V
B．
C．
D．如果没有转换器，变压器副线圈输出的电压仍为5V
【答案】B
【详解】A．原线圈两端电压的有效值为
故A 错误；
BC．根据理想变压器电压之比等于匝数之比可得
，
，
联立可得
故
B 正确，C 错误；
D．如果没有转换器，直流电加在变压器的初级，则变压器副线圈输出的电压为0，故D 错误。
故选B。
16．（2024·浙江杭州·模拟预测）如图甲所示，一电阻不计的单匝线圈处于变化的磁场中，图乙是穿过线
圈磁通量
随时间t 按正弦变化的图像（规定磁感应强度垂直纸面向里时为
正）。线圈右边与理想变压
器的原线圈连接，已知理想变压器原、副线圈的匝数比
，电阻
、
，D 为理想
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二极管，取
，下列说法正确的是（ ）
A．
时，圆形线圈中电流为零
B．
时，圆形线圈中有最大电流
C．
内，流过
的电荷量可能为0.005C
D．原线圈的输入功率为75W
【答案】C
【详解】A．由
图像可知，其图像的斜率为感应电动势，由图像可知，
时线圈中的感应电动
势最大，则由电路图有
由于此时感应电动势最大，所以线圈中的电流也是最大，故A 项错误；
B．由题图可知，其周期为0.02s，所以0.005s 为四分之一周期，结合图像可知，此时图像的斜率为零，即
线圈的感应电动势为零，由之前的分析可知线圈内感应电流也为零，故B 项错误；
C．
时间的平均电动势为
该时间内的磁通量变化量为
由于理想变
压器，所以副线圈的平均电动势为
，有
通过电阻
的平均电流为
又因为
整理有
故C 项正确；
D．角频率为
线圈产生的感应电动势的最大值为
有效值为
因为理想变
压器，所以有
电阻
的功率为
电阻
两端电压有效值为
，有
则其功
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率为
副线圈的总功率为
由于理想变压器，所以
故D 项错误。故选
C。
题型三：远距离输电
17．（2024·宁夏吴忠·二模）如图所示为高压输电电路图，发电站输送的电压为
，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
，电流互感器的原副线圈匝数比为
，且
。高压
输电线路正常工作时，电压互感器甲、乙的示数分别为
、
，电流互感器的示数为I。则（ ）
A．用户使用的电流是频率为
的交流电
B．该远距离输电线路上的电阻为
C．该远距离输电线路上损耗的功率为
D．该远距离输电线路上的电流为
【答案】C
【详解】A．用户使用的电流是频率为
故A 错误；
BD．远距离输电线路前端电压满足
远距离输电线路后端电压满足
远距离输电线路中的电
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流满足
该远距离输电线路上的电流为
则
故BD 错误；
C．远距离输电线路上损耗的功率为
故C 正确。故选C。
18．（2024·江苏·模拟预测）某实验小组模拟远距离输电的原理图如图所示，A、B 为理想变压器，R 为输
电线的电阻，灯
、
规格相同。保持变压器A 的输入电压不变，开关S 断开时，灯
正常发光，则
（ ）
A．仅将滑片P 上移，A 的输入功率变大
B．仅将滑片P 上移，
亮度不变
C．仅闭合S，
、
均正常发光
D．仅闭合S，输电线路输送效率减小
【答案】D
【详解】AB．仅将滑片P 上移，则升压变压器的副线圈匝数变小，所以输出电压变小，相应的B 变压器的
输入电压降低，输出电压也降低，所以L1两端电压变小，L1的功率变小，则B 变压器的输出功率变小，则
A 变压器的输入功率也变小，故AB 错误；
CD．仅闭合S，则B 变压器的负载电阻变小，输出总电流变大，相应的输电线上的电流变大，输电线上损
失的电压变大，B 变压器的输入电压变小，输出电压也变小，即灯泡两端的电压变小，灯泡不能正常发光，
设A 变压器的输出电压为
，B 变压器的输入电压为
，则输电线路输送效率为
其中
输电线电流增大，则输电线路输送效率减小，故C 错误，D 正确。
故选D。
19．（2024·河北·模拟预测）为全面推进乡村振兴，某地兴建的小型水电站如图所示。该水电站交流发电
19
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机的输出功图为P＝1000kW、发电机的输出电压
，经变压器升压后向远处输电。输电线总电阻
为
在用户处的降压变压器输出电压
。在输电过程中，要求输电线上损耗的功率为发电
机输出功率的4％。假设升压变压器、降压变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．发电机输出的电流
B．输电线上的电流
C．用户得到的电流
D．降压变压器的匝数比
【答案】C
【详解】A．由
可得
，A 错误；
B．由题意，输电线上损失的功率为
又
联立可得
，B
错误；
C．用户得到的功率为
又
联立可得
，C 正确；
D．由匝数与电流成反比可知
，D 错误。故选C。
20．（2024·云南昆明·三模）白鹤滩水电站是“西电东送”的国家重大工程。2021 年5 月白鹤滩水电站入
选世界前十二大水电站，2021 年6 月28 日白鹤滩水电站正式投产发电。如图为某水电站远距离输电的原
理图，发电厂的输出功率为P，发电厂输出的电压为U。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输送电
压为kU，输电线的总电阻为R，在用户端用降压变压器把电压降为U。下列说法正确的是（ ）
20
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A．输电线上的电流为
B．输电线上损失电压为
C．降压变压器的输出功率为
D．降压变压器原、副线圈的匝数比为
【答案】D
【详解】AB．根据题意，由公式
可得，输电线上的电流为
输电线上损失电压为
故AB 错误；
C．降压变压器的输出功率为
故C 错误；
D．降压变压器原、副线圈的匝数比为
故D 正确。故选D。
21．（2024·贵州·模拟预测）特高压输电具有输电容量大、送电距离长、线路损耗少、占地面积少等优点，
是目前世界上最先进的输电方式。我国已经掌握世界上最先进的高压输电技术，并在西电东输工程上效果
显著。某发电厂从发电一运输一用户的输电全过程可简化为如图所示，在发电过程中，发电厂产生交流电
通过升压变压器后，经远距离传输，再通过降压变压器供用户使用，假定在输电过程中，发电厂输出功率
保持不变，输电线路电阻不变，变压器为理想变压器，用户接入电路均为纯电阻。下列说法正确的是
（ ）
21
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A．若只增大发电厂的输出电压，电流表
的示数增大
B．若只增大发电厂的输出电压，输电线上损耗的功率增大
C．接入电路的用户越多，输电线上损耗的功率越大
D．接入电路的用户增多，输电线上电压表与电流表示数变化量之比不变
【答案】C
【详解】AB．如图
若只增大发电厂的输出电压
，根据
可得
减小，根据
可得输电线上的电流
减小，由
，
可知电流表
的示数减小，根据
可知输电线上损耗的功率减小，故AB 错误；
CD．由于用户电功率增多，降压变压器输出的功率
变大，故高压输电线上的电流变大，根据
可知输电线上损耗的功率变大，由于电压表不是测量输电线的损失电压，所以
输电线上电压表与
电流表示数变化量之比会变化，故C 正确，D 错误。故选C。
22．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）（多选）如图所示，一台交流发电机
通过理想升压变压器
和理
想降压变压器
向远处的用户供电，输电线的总电阻为
；
的输入电压和输入功率分别为
和
，它的
输出电压和输出功率分别为
和
；
的输入电压和输入功率分别为
和
，它的输出电压和输出功率
分别为
和
。下列判断正确的是（ ）
22
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A．
B．流过用户端的总电流为
C．
D．流过
的电流为
【答案】AB
【详解】A．输电线的电流
则在输电导线上损耗的电压为
故A 正确；
B．
的输出电压和输出功率分别为
和
，则流过用户端的总电流为
故B 正确；
C．输电导线上损耗的功率为
故C 错误；
D．流过
的电流为
故D 错误。故选AB。
23．（2024·浙江·三模）（多选）如图所示，一输出电压稳定的电源通过远距离输电给用户供电，输电线
路的总电阻为R。在用户端有一理想降压变压器，原副线圈的匝数比为10 1∶，假设用户的用电都用于照明，
且每个灯的电阻均为nR，当用户有n 盏灯接通时，这些灯刚好以额定功率工作，此时电源的输出电流为
I。设灯的电阻不随工作电压的变化而变化，不计变压器输出端到用户之间线路的电阻，则关于该输电线路
下列说法正确的是（ ）
A．有n 盏灯在工作时，该输电线路的输电效率为50%
23
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B．当2n 盏灯在工作时，则电源的输出电流为
C．当2n 盏灯在工作时，每盏灯的功率约为额定功率的98%
D．当4n 盏灯在工作时，电户的电压比额定电压降低约8%
【答案】BC
【详解】A．
盏灯的并联电阻为
，变压器的输出电流为
，所以输电电压为
，则输入电压为
，输电线上损失电压为
，电源电压为
，所以输电效率为
故A 错误；
B．当
盏灯的总电阻为
，设电源输出电流为
，则变压器输出电流为
，即输出电压为
，变压
器输入电压为
，有
所以
故B 正确；
C．每盏灯的电流减小为原来的
，功率变为原来的
，故C 正确；
D．当
盏灯在工作时电灯的总电阻为
，令此时原线圈的电流为
，则副线圈的电流为
，副线圈的
总电压为
，则有原副线圈的关系可得
，
电源的输出电流为
，
每盏灯的电源减为原来的
，即电压也变为原来的
，故D 错误。故选BC。
24．（2024·山东日照·二模）（多选）我国能源分布很不均匀，远距离大容量输电有着特别重要的意义。
远距离高压交流输电的示意图如图所示，升压变压器、降压变压器均为理想变压器，降压变压器原、副线
圈的匝数比为n，输电线的总电阻为r。U、I 分别表示电压表V、电流表A 的示数，输入电压
保持不变。
下列说法正确的是（ ）
A．若仅闭合开关S，则U 减小
B．若仅闭合开关S，则U 增大
24
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C．仅增大
，则U 减小
D．仅增大
，若V 的示数变化为
，A 的示数变化为
，则
【答案】AD
【详解】AB．若仅闭合开关S，降压变压器副线圈电阻减小，则电流增大；由
，可知原线圈中电
流增大，输电线的电压降
增大，则降压变压器原线圈电压减小，副线圈两端电压减小，所以U 减
小，故A 正确，B 错误；
C．仅增大
，降压变压器副线圈电阻增大，则电流减小；由
，可知原线圈中电流减小，输电线
的电压降
减小，则降压变压器原线圈电压增大，副线圈两端电压增大，所以U 增大，故C 减小；
D．设降压变压器原线圈上的电压变化为
，对降压变压器
则
设原线圈的电流变化为
，则对降压变压器
则
由欧姆定律可得
则
故D 正确。故选
AD。
25．（2023·福建福州·模拟预测）如图“复兴号”高铁的供电流程是将电网高压
经过牵引变电所进行变
压（可视作理想变压器）降至
，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触完成受电，机车最终获
得
的电压使高铁机车运行，牵引变电所到机车之间线路的电阻不可忽略。根据上述信息可知（ ）
25
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A．牵引变电所变压器的原、副线圈匝数比
B．机车获得的电压
与牵引变电所输出的电压
相等
C．如果高铁机车功率为
，则牵引变电所到机车之间线路的等效电阻为
D．如果高铁机车功率为
，牵引变电所到机车之间线路损耗的电功率为
【答案】D
【详解】A．若电网的电压为
，根据
可得
故A 错误；
B．由于牵引变电所到机车之间线路有电阻，故电压由损失，则机车获得的电压
与牵引变电所输出的电
压
不相等，故B 错误；
CD．如果高铁机车功率为P，根据
则
牵引变电所到机车之间线路的等效电阻为
牵引变电所到机车之间线路损耗的电功率为
故C 错误，D
正确。故D。
26．（2024·黑龙江省哈尔滨·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
和
26
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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B 的匀强磁场。变压器右侧副线
圈中接有阻值为R 的定值电阻和变阻箱
，以及理想交流电压表
、
、
和理想交流电流表
，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
，上述过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电流表
的示数减小，电流表
的示数增加
B．电压表
的示数不变，电压表
的示数增加
C．电压表
的示数为
D．电阻箱消耗的电功率增大
【答案】C
【详解】A．由于定值电阻
与滑动变阻器串联，当滑动变阻器的阻值增大时，电路中的电流减小，即电
流表
的示数减小，又因为变压器的原、副线圈的电流之比
故
的示数减小，A 错误；
B．电压表
测量定值电阻
两端的电压，根据欧姆定律
可知，当滑动变阻器接入电路中的阻值增
大时，电路中的电流减小，故电压表
的示数减小，电压表
的示数增大，B 错误；
C．根据动生电动势公式
可知，原线圈两端的电压
所以副线圈两端电压的
27
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最大值
所以电压表
的示数
，C 正确；
D．由于原线圈两端的电压不变，电流减小，故变压器原线圈的总功率变小，理想变压器的原、副线圈的
功率相等，故副线圈的功率减小，D 错误。故选C。
27．（2024·湖北武汉·二模）（多选）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
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
，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
，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．
时间内，通过线圈横截面积的电量
B．
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
【答案】AD
【详解】AB．
时间内，通过线圈横截面积的电量为
，
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，
图像的面积为电量
，而
图像的面积为位移，在
时间内的位移为振
28
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幅
，有
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。
28．（2024·福建宁德·三模）（多选）如图甲所示，是某手动发电手电筒中发电机的两个截面示意图。推
动手柄使线圈a 沿轴线做简谐运动，并通过一匝数比为
的理想变压器给额定电流为0.5A 的小灯泡供电，
小灯泡恰能正常发光。已知变压器输入电压随时间变化规律如图乙所示，线圈a 的电阻为0.2Ω。下列说法
正确的是（ ）
A．手柄振动频率为2.5Hz
B．变压器输出电压有效值为2V
C．小灯泡额定功率约为0.7W
D．线圈a 中电动势最大值为1.1V
【答案】AC
【详解】A．由题图可知，线圈a 中产生的感应电动势的周期为0.4s，所以变压器输出电流的频率为
解得
故A 项正确；
B．由题图可知，感应电动势最大值为1V，则其有效值为
由于是理想变压器，所以有
解得
故B 项错误；
C．小灯泡的额定功率为
故C 项正确；
D．变压器原线圈的有效值电流为
，有
解得
由于是正弦式交流电，所以有
结合闭
29
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合电路欧姆定律有，其最大值为
故D 项错误。故选AC。
29．（2022·河北石家庄·模拟预测）（多选）如图所示，理想正弦式交变电源E，电动势恒定，内阻不计。
变压器为理想变压器。其中原线圈中电流为I1 ，首先将电阻箱调至最大值
，闭合开关S，以下说法正确
的是（ ）
A．如果
小于
，
减小时（但是不能减为零），理想变压器的输出功率先增大后减小
B．如果
小于
，
减小时（但是不能减为零），理想变压器的输出功率先减小后增大
C．如果
大于
，逐渐减小理想变压器的副线圈
匝数，变压器的输出功率先增大后减小
D．如果
大于
，逐渐减小理想变压器的副线圈
匝数，变压器的输出功率先减小后增大
【答案】AC
【详解】将变压器和电阻箱
看成一个等效电阻
，则有
可得
则理想变
压器的输出功率为
根据数学知识可知，当
变压器的输
出功率最大。
AB．如果
小于
，
减小时（但是不能减为零），则
减小，当
等于
时，输
30
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出功率最大，则理想变压器的输出功率先增大后减小，故A 正确，B 错误；
CD．如果
大于
，逐渐减小理想变压器的副线圈
匝数，则
增大，当
等于
时，输出功率最大，则理想变压器的输出功率先增大后减小，故C 正确，D 错误。故选AC。
30．（2024·山西太原·三模）（多选）如图所示，矩形线圈
在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴
匀速
转动，磁感应强度为
，线圈面积为，转动的角速度为
，匝数为
，线圈电阻不计，右侧接降压变压
器。定值电阻
，电容器电容为
，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
，灯泡亮度不变
B．增大线圈转动的角速度
，电压表示数变大
C．线圈转动的角速度
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
一定，开关S 由2 调至1 时，
消耗的功率变大
【答案】BC
【详解】AB．由线圈转动产生的最大感应电动势为
则有电动势的有效值为
可知增大线圈
转动的角速度
，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
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
，可
知电阻
上的电压增加量，要大于因原线圈的电流增大，
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
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
31
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电压降低，副线圈回路中的电流
减小，则原线圈中电流
减小，由功率公式可得
可知
消耗的
功率变小，D 错误。故选BC。
32
