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考点50 交变电流的产生 变压器
1. 高考真题考点分布
题型
考点考查
考题统计
选择题
变压器
2024 年重庆卷、浙江卷、北京卷
选择题
交变电流基本规律
2024 年广东卷
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】高考对交变电流的产生和描述的单独考查不是特别的频繁，大多与变压器类的高考题相结合，
一并考查，难度上不是太大。
【备考策略】
1.理解和掌握交变电流的产生规律。
2.理解和掌握交变电流的四值问题。
3.理解和掌握变压器的原理，能够利用变压器的原理处理有关动态分析问题。
4.理解和掌握远距离输电的基本规律。
【命题预测】重点关注变压器的动态分析问题。
一、交变电流
1．交变电流
大小和方向都随时间做周期性变化的电流。
2．正弦式交变电流的产生条件和图像
(1)产生条件：在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。
(2)两个特殊位置的特点
①线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ 最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变。
②线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变。
(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流
的方向一个周期改变两次。
(4)图像：线圈从中性面位置开始计时，电动势e、电压u 和电流i 随时间变化的图像分别如图甲、乙、丙所
示。
1
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二、描述正弦式交变电流的物理量
1．周期和频率
(1)周期(T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T＝。
(2)频率(f)：交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数，单位是赫兹(Hz)。
(3)周期和频率的关系：T＝。
2．交变电流的“四值”
(1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数，如e＝Emsin ωt。
(2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的最大值。
(3)有效值：让交变电流和恒定电流分别通过相同阻值的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热
量相等，就把这一恒定电流的数值叫作这一交变电流的有效值。
[注意] 正(余)弦交流电的有效值和峰值的关系：E＝，U＝，I＝。
(4)平均值：交变电流图像中波形与t 轴所围面积跟时间的比值。由E＝算出的是平均值。
三、理想变压器
1．构造：如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。
(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。
(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。
2．原理：线圈的互感现象。
3．理想变压器的基本关系
(1)电压关系：＝。
(2)电流关系：＝。
(3)功率关系：P 入＝
P 出。
四、电能的输送
1．输电损耗：如图所示，若发电站输出电功率为P，输电电压为U，用户得到的电功率为P′，用户的电压
为U′，输电线总电阻为R。
2
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输电电流
电压损失
功率损失
I＝＝＝
ΔU＝U－U′＝
IR
ΔP＝P－P′＝I 2 R ＝
()2R
2．减少输电线上电能损失的方法
(1)减小输电线的电阻R。由R＝ρ 知，可加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线。
(2)减小输电线中的电流。在输电功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小电流，必须提高输电电压。
考点一 交变电流的产生规律
考向
1 有关
两个
面的问题
正弦式交变电流的产生
(1)线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。
(2)两个特殊位置的特点：
①线圈平面与中性面重合时，S B
⊥，Φ 最大，磁通量变化率为零，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变。
②线圈平面与中性面垂直时，S B
∥，Φ＝0，磁通量变化率最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变。
(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流
的方向改变两次。
(4)交变电动势的最大值Em＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关。
1．如图所示，在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈ABCD，AB 边与磁场垂直，MN 边始终与环K 相连，PQ
边始终与金属滑环L 相连。金属滑环L、交流电流表A、定值电阻R、金属滑环K 通过导线串联。现使矩形
线圈以恒定角速度绕过BC、AD 中点的轴从与磁感线平行的位置开始旋转，下列说法中正确的是（ ）
A．线圈位于图中所示的位置时，穿过线圈的磁通量为0，磁通量的变化率也为0
B．线圈位于图中所示的位置时，穿过线圈的磁通量为0，但磁通量的变化率最大
C．线圈从图中所示的位置转过90°时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率也最大
D．线圈从图中所示的位置转过90°的过程中，流经定值电阻R 的电流平均值等于有效值
3
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2．交流发电机模型如图所示。矩形线圈ABCD 在匀强磁场中绕其中心轴
匀速转动，其角速度
。线圈转动过程中，某时刻线圈平面与磁场垂直，取此时刻为计时起点，下列说法正确的是（
）
A．
时，穿过线圈的磁通量最大，产生的电流也最大
B．
时，穿过线圈的磁通量为零，产生的电流最小
C．图中交流电流表在
与
两个时刻示数相同
D．
时，AB 与CD 边所受安培力相同
考向
2 交变电流的图像问题
交变电流瞬时值表达式
(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图像读出或由公式Em＝nBSω 求出相应峰值。
(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。如：
①线圈在中性面位置开始计时，则i-t 图像为正弦函数图像，函数表达式为i＝Imsin ωt。
②线圈在垂直于中性面的位置开始计时，则i-t 图像为余弦函数图像，函数表达式为i＝Imcos ωt。
3．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁场垂直的轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势随时间
变化的规律如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．t=0.01s 时穿过线框的磁通量最小
B．t=0.01s 时穿过线框的磁通量变化率最大
C．该线框匀速转动的角速度大小为50πrad/s
D．感应电动势瞬时值为22V 时，线框平面与中性面的夹角为45°
4．一单匝闭合矩形线圈
以角速度
绕垂直于磁感线的固定轴
匀速转动，线圈平面位于如图甲所
4
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示的匀强磁场中，线圈电阻为
。通过线圈的磁通量
随时间的变化规律如图乙所示。下列说法不正确
的是（ ）
A．
时刻线圈中感应电流方向改变，线圈平面与磁场方向垂直
B．
时刻通过线圈平面的磁通量变化率最大，线圈中感应电动势最大
C．从
到
的过程，通过线圈某一截面的电荷量为
D．线框转动一周产生的焦耳热为
考点二 交变电流“四值”的理解和应用
一、求解有效值的两个关键点
1．计算有效值的根据是电流的热效应，抓住“三同”：“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热
量”列式求解。
2．利用公式Q＝I2Rt 和Q＝t 可分别求得电流有效值和电压有效值。
二、几种典型交变电流的有效值
电流图像
有效值
正弦式
交变电流
I＝
正弦半波
电流
I＝
矩形脉冲
电流
I＝ Im
非对称性
交变电流
I＝
5
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三、交变电流“四值”的比较
物理含义
重要关系
适用情况
瞬时值
交变电流某一时刻的值
e＝Emsin ωt
e＝Emcos ωt
正弦形式，从中性面开始
余弦形式，从垂直中性面开始
峰值
交变电流最大的瞬时值
Em＝nBSω
Im＝
确定用电器的耐压值、电容器的击穿
电压
有效值
跟交变电流的热效应等效
的恒定电流值
E＝
U＝
(1)计算与电流热效应相关的量(如功
率、热量)
(2)交流电表的测量值
(3)电器设备的额定电压、额定电流
(4)保险丝的熔断电流
平均值
it 图像中图线与时间轴所围
面积与时间的比值
＝n
＝
计算通过电路某截面的电荷量
考向
1 交变电流的最大值
5．如图所示，空间中分布着磁感应强度大小为B 的匀强有界磁场，EF 是其左边界，一面积为S 的n 匝圆
形金属线框垂直于磁场放置，圆形线圈的圆心O 在EF 上，线圈电阻为R，若线框以角速度ω 绕EF 匀速转
动，并从图示位置开始计时，则（ ）
A．通过金属线框的磁通量最大值为
B．
时，线框中的感应电流最大
C．0 到
时间内，通过线框的电量为
6
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D．线框中产生的交变电动势的最大值为
6．如图所示，边长为L 的单匝正方形金属线框abcd 一半处于磁感应强度为B 的有界匀强磁场中（图竖直
固定转轴
的左侧有垂直于纸面向里的磁场），线框绕转轴
以角速度
匀速转动。线框转动过程中
在ab、cd 边的中点P、Q 连接右侧电路将电流输送给小灯泡。灯泡和线框的电阻均为R，不计P、Q 的接
触电阻及导线电阻。从图示位置开始计时，则（ ）
A．在图示位置，线框磁通量变化率为零
B．线框转过
时电流方向发生改变
C．线框产生的电动势最大值为
D．图中理想电压表的示数为
考向
2 交变电流的瞬时值
7．如图所示为交流发电机的简化模型。ABCD 是一个矩形导线框（电阻不计）。全部处于磁感应强度大小
为B 的沿水平方向的匀强磁场中，导线框面积为S，绕水平轴
以角速度
匀速转动，交流电压表示数
为U，下列说法正确的是（ ）
A．图示位置时流过线框的电流方向为ADCB
B．交流电源的电动势峰值为2U
C．线框匝数为
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D．从图示位置开始计时，
时感应电动势瞬时值为
8．2023 年中国首个深海浮式风力发电平台“海油观澜”号投产发电，假设旋转磁极式风力发电机原理如
图所示，风吹动风叶，带动磁极旋转，使得水平放置线圈的磁通量发生变化，产生感应电流。磁铁下方的
线圈与电压传感器相连并通过电脑（未画出）显示数据。已知发电机的转速与风速成正比，线圈的电阻不
计。在风速为
时，电脑显示电压传感器两端的电压如图乙所示。如果风速增大到
，则下列说
法正确的是（ ）
A．电脑端显示电压示数的最大值为
B．电压传感器两端的电压表达式为
C．磁铁的转速为
D．如果风速保持为
，增加线圈的匝数，电压传感器两端电压不变
考向
3 交变电流的有效值
9．如图为一交变电流的
图像，图中曲线是正弦曲线的一部分，该交变电流电动势的有效值为（ ）
A．
B．
C．
D．
8
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10．某种发电机的原理如图所示，矩形线圈处于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直
的固定轴
匀速转动，转速为n 转/秒。已知线圈的匝数为N，ab 边长为
，bc 边长为
，线圈总电阻
为r，线圈与阻值为R 的外电路连接，交流电压表为理想电表，则（ ）
A．图示位置穿过线圈的磁通量最大，为
B．图示位置线框中无电流，电压表示数为0
C．从图示位置转过
的过程中，通过电阻
的电荷量为
D．从图示位置转过
的过程中，
产生的热量为
考向
4 交变电流的平均值
11．如图所示，交流发电机的矩形线框共有
匝，总电阻
，
。绕
垂直于磁场方向的对称轴
以
的转速匀速转动，给
的电阻供电。线框所在匀强磁
场的磁感应强度
，其处于中性面时开始计时，则（ ）
A．电阻R 两端的最大电压为40V
B．通过R 的电流方向在
内改变1 次
9
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C．在
内外力至少对系统做功πJ
D．在
内通过线框导线横截面的电荷量为
12．如图所示，正方形单匝线框
的边长为L，每边电阻均为r，线框在磁感应强度为B 的匀强磁场中
以角速度
绕
轴从如图所示位置开始匀速转动，转轴与磁感线垂直，一理想电压表用电刷接在线框的
c、d 两点上。下列说法中正确的是（ ）
A．电压表读数为
B．电压表读数为
C．从如图所示位置开始计时，流过线框电流的瞬时值表达式为
D．线框从如图所示位置转过
的过程中，流过
边的电荷量为
考点三 理想变压器原理与基本关系
10
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考
向
1 理想变压器工作原理
13．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比
，定值电阻R 的阻值为
，电表均为理想
交流电表，电源两端输出的交流电压
，则（ ）
A．电流表示数为4A
B．电压表示数为
C．R 的功率为352W
D．变压器的输入功率为1408W
14．电动汽车充电站变压器如图所示，输入电压为10kV，输出电压为220V，每个充电桩输入电流16A，设
原副线圈匝数分别为
、
，输入正弦交流的频率为50Hz，则下列说法正确的是（ ）
理想变压器
没有能量损失(铜损、铁损)，没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)
基本关系
功率关系
原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，P 入＝P 出
电压关系
原、副线圈的电压比等于匝数比，U1∶U2＝n1∶n2，与负载的多少无关
电流关系
只有一个副线圈时，I1∶I2＝n2∶n1；有多个副线圈时，由P 入＝P 出即I1U1＝I2U2＋
I3U3＋…＋InUn得I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn
频率关系
f1＝f2(变压器不改变交流电的频率)
处理技巧
等效电阻
11
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A．交流电的周期为50s
B．原副线圈匝数比
C．输出的最大电压为220V
D．若10 台充电桩同时使用，输入功率为160kW
考向
2 原线圈中
串
并联电阻
15．如图示电路，电源为交流电源，输出电压的有效值
恒定，理想变压器的原、副线圈匝数比为2:1，
三个定值电阻
、
、
的阻值相同，开关断开时
消耗的功率为
；开关闭合时
消耗的功率为
，
则
为（ ）
A．1:4
B．25:81
C．9:17
D．5:9
16．如图所示，理想变压器原线圈接在
的交流电源上，阻值
的电阻与变压器
原线圈并联。副线圈与阻值为
的电阻组成闭合回路，电流表为理想电流表。已知电阻
消耗的电
功率是
消耗的电功率4 倍，则下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数为2A
B．电阻
消耗的电功率为10W
C．电源输出的功率为40W
D．变压器原、副线圈的匝数之比为
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考点四 理想变压器的动态分析
匝数比不变的情况
负载电阻不变的情况
(1)U1不变，根据＝，输入电压U1决定输出电压U2，
可以得出不论负载电阻R 如何变化，U2不变。
(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，根据输出电流I2
决定输入电流I1，可以判断I1的变化。
(3)I2变化引起P2变化，根据P1＝P2，可以判断P1的变
化。
(1)U1不变，发生变化，U2变化。
(2)R 不变，U2变化，I2发生变化。
(3)根据P2＝和P1＝P2，可以判断P2变化时，
P1发生变化，U1不变时，I1发生变化。
考向
1 匝数比不变，负载发生变化
17．如图，理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，原线圈接
的正弦交流电源，副线
圈接有电阻
和两个小灯泡，开关
保持闭合状态，电流表和电压表均可视为理想电表。下列选项正确的
是（ ）
A．副线圈中交流电的频率为
B．电流表
的示数之比为
C．电压表
的示数之比为
D．开关
断开后电压表
的示数增大
18．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比
，原线圈一侧接入的交流电压的瞬时值表达式
为
，定值电阻
，电阻箱
初始阻值为
，灯泡
阻值恒为
。不计电
流表内阻，下列说法正确的是（ ）
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A．电流表的示数为
B．逐渐增大
的阻值，
两端电压变大
C．当
时，变压器的输出功率最大
D．若将
换为理想二极管，则灯泡
两端电压的有效值为
考向
2 匝数比变化，负载不变
19．如图甲的理想变压器原线圈接在一正弦交流电源上，电源电压如图乙所示，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
，此时一额定功率为44W，额定电压
为220V 的灯泡，发现其亮度低于正常亮度。灯泡电阻恒定，下列说法正确的是（ ）
A．该交流电源的频率为100Hz
B．此时通过灯泡电流的有效值为0.2A
C．灯泡两端电压表达式为
D．将滑片P 向下滑动，灯泡变亮
20．如图所示，理想变压器a、b 两端接入一内阻不计的稳压电源，电阻
，
，电压表、电流
表均为理想电表，原线圈匝数
匝，副线圈匝数
通过滑动触头P 可调。当P 向上滑动时，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
，下列说法正确的是（ ）
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A．电流表示数减小
B．
变大
C．电阻R 上消耗的功率一定变大
D．当
匝时，变压器的输出功率最大
考点五 远距离输电
考向
1 远距离输电原理及电压功率损失
一、三个回路
理清三个回路
二、两个联系
(1)理想的升压变压器联系着回路1 和回路2，由变压器原理可得：线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中
各个量间的关系是＝，＝，P1＝P2。
(2)理想的降压变压器联系着回路2 和回路3，由变压器原理可得：线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n4)中
各个量间的关系是＝，＝，P3＝P4。
三、一个守恒：能量守恒关系式P1＝P 损＋P4。
四、电压损失和功率损失计算
（1）电压损失：输电线路上I2＝I 线＝I3，总电阻R 线导致的电压损失ΔU＝U2－U3＝I 线R 线。
（2）功率损失：
①P 损＝P1－P4
②P 损＝I 线·ΔU＝IR 线＝
注意：(1)当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n 倍，输电线上损耗的功率减小到原来的。
(2)不要把输电线上的输电电压U2和输电线上损失的电压ΔU 相混淆。
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21．远距离输电示意图如图所示，两变压器均为理想变压器，升压变压器
的原、副线圈匝数比
，在
的原线圈两端接入一正弦交流电，其电压变化规律满足
，若
原线圈的输入电功率
，输电线总电阻为
。不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电
功率为（ ）
A．1kW
B．2kW
C．10kW
D．20kW
22．“西电东送”的国家重大工程。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（ ）
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
考向
2 远距离输电的动态分析问题
23．2020 年9 月，中国发布“双碳战略”，计划到2030 年实现碳达峰、2060 年实现碳中和。碳排放问题
的治本之策是转变能源发展方式，加快推进清洁替代和电能替代，一座小型水电站向山下村镇供电的示意
图如图所示，升压变压器
与降压变压器
都是理想变压器。已知发电机输出电压
V，两个变压
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器的匝数比
，
，输电线电阻
，发电机输出功率
。则下列说
法正确的（ ）
A．输电线上损失的电压为25000V
B．用户得到的电压为200V
C．输电线上损失的功率为32kW
D．深夜，用户的用电器减少时输电线上损失的功率将变大
24．“西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证，如图为模拟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U1和U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分划为U3和
U4。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20 1∶和1：20，各互感
器和电表均为理想状态，则下列说法不正确的是（ ）
A．电压互感嚣起降压作用，电流互感器起减小电流作用
B．若电压表的示数为200V，电流表的示数为5A，则线路输送电功率为100kW
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．发电机输出电压
一定，增加用户数，为维持用户电压
不变，可将滑片P 上移
考点六 探究变压器电压与匝数关系
考向 探究变压器电压与匝数关系
1．实验电路图
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2．实验方法：采用控制变量法。
(1)n1一定，研究n2和U2的关系。
(2)n2一定，研究n1和U2的关系。
2.实验步骤
（1）保持原线圈的匝数n1和电压U1不变，改变副线圈的匝数n2，研究n2对副线圈电压U2的影响。
（2）保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响。
3.误差分析
（1）由于漏磁，通过原、副线圈的每一匝的磁通量不严格相等造成误差。
（2）原、副线圈有电阻，原、副线圈中的焦耳热损耗(铜损)，造成误差。
（3）铁芯中有磁损耗，产生涡流，造成误差。
25．在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，两个学习小组采用了如图甲所示的可拆式变
压器进行研究，原、副线圈的电压由电压传感器获得。
（1）下列说法正确的是 。
A．变压器工作时，通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈
B．变压器工作时在原线圈上将电能转化为磁场能，在副线圈上将磁场能转化为电能
C．理想变压器的输入功率等于输出功率，没有能量损失
D．变压器副线圈上不接负载时，原线圈两端电压为零
（2）第一组同学将变压器正确组装好，如图乙所示。连接到图乙中的电源，闭合电源开关，发现原线圈
两端电压传感器有示数，但无论如何调节电源的电压旋钮，副线圈两端电压传感器均无示数，经检查导线
和各连接处均无断路，则最可能的原因是 。
A．接入的电源电压不够大
B．连接了电源ab 间的直流电
C．副线圈匝数太少
（3）第二组同学正确组装变压器后，记录数据如下：
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原线圈
（匝）
100
100
400
400
副线圈
（匝）
200
800
200
800
原线圈电压
（伏）
1.96
1.50
4.06
2.80
副线圈电压
（伏）
3.90
11.8
2.00
5.48
（4）第二组同学继续探究实验，把2.0V 的学生电源cd 接到原线圈“0”“100”接线柱，副线圈接到
“200”“800”接线柱，则接在副线圈两端的传感器示数最有可能是 。
A．1.0V B．2.0V C．11.5V D．15.8V
26．在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图甲所示的可拆式变压器进
行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。
(1)本实验中，实验室有下列器材：
A．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）
B．条形磁铁 C．直流电源
D．多用电表 E.开关、导线若干
上述器材在本实验中需要的有 （填器材序号），本实验中还需要用到的器材有 。
(2)对于实验过程，下列说法正确的有_________。
A．变压器的原线圈接低压交变电流，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡”
B．为便于探究，应该采用控制变量法
C．因为实验所用电压较低，通电时可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路
D．使用多用电表测电压时，先用最大量程试测，再选用适当的挡位进行测量
(3)实验中，电源接变压器原线圈“0”“8”接线柱，副线圈接“0”“4”接线柱，副线圈所接电表的示数为
5.0V，若变压器是理想变压器，则原线圈的电压应为_________。
A．18.0V
B．5.0V
C．10.0V
D．2.5V
(4)组装变压器时，该同学没有将铁芯闭合，如图所示，原线圈接12.0V 的学生电源，原、副线圈的匝数比
为8：1，副线圈两端接交流电压表，则交流电压表的实际读数可能是_________。
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A．0.65V
B．96.0V
C．1.5V
D．0
27．如图，在磁感应强度大小为
的匀强磁场中，有一面积为
的矩形单匝闭合导线框
ABCD，AB 边与磁场方向垂直，线框电阻不计。理想变压器原副线圈匝数比
，电阻
。
使线框以恒定角速度
绕过AD、BC 中点的轴旋转。下列说法正确的是（ ）
A．副线圈中的电流表A 示数为
B．线框ABCD 中感应电动势的最大值
C．线框平面与磁场方向平行时，流经线框的电流最小
D．副线圈电流的频率为100Hz
28．如图甲为旋转电枢式交流发电机的原理图，单匝矩形线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁
场方向的固定轴
匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与可变电阻R 连接，与R 并联的交流电压表为
理想电表，当
时电压表示数是10V，线圈内阻不计。图乙是矩形线圈磁通量
随时间t 变化的图像。
则（ ）
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A．可变电阻R 消耗的电功率为20W
B．1s 内电流方向变化50 次
C．图甲所示位置的电流瞬时值为
D．磁通量的最大值为
29．如图所示，面积为0.02m2，内阻不计的100 匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴
匀速转动，转
动的角速度为50rad/s，匀强磁场的磁感应强度为
。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，理想变压
器原、副线圈的匝数之比为1 4∶，R 为滑动变阻器（0~200Ω），定值电阻R0=5Ω，电流表、电压表均为理想
交流电表示数分别为I、U。变化量的绝对值分别为
、
，下列判断正确的是（ ）
A．由图示位置转过30°角的过程产生的平均感应电动势为
V
B．当滑动变阻器的滑片向下滑动的过程中，电压表示数变大
C．当滑动变阻器的滑片向下滑动的过程中，
D．当
时副线圈的输出功率最大
30．如图甲、乙所示的交流电分别加在两定值电阻R1、R2两端，已知R1=2R2，若两图中的横、纵坐标均为
已知量，图甲为正弦曲线。则下列说法正确的是（ ）
A．甲图中交流电压的有效值为
B．乙图中交流电压的有效值为
C．0~
时间内两定值电阻R1、R2上产生的热量之比为1:16
D．0~T 时间内两定值电阻R1、R2上产生的热量之比为1:5
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31．如图所示的电路中变压器是理想变压器，变压器原、副线圈匝数比为2 1∶。电流表为理想电表，二极管
为理想二极管，两个定值电阻的阻值均为R，a，b 两端电压输入有效值为U 的正弦交流电压，则下列判断
正确的是（ ）
A．电流表的示数为
B．电流表的示数为
C．R1、R2消耗的功率之比为2 1∶
D．R1、R2消耗的功率之比为
32．如图所示，一个理想自耦变压器原线圈上加有电动势为E，内阻为r 的交流电源，副线圈连有电阻R，
且R>r，A1、A2为理想交流电流表。当移动滑片使负载电阻R 上获得最大功率时，下列选项中正确的是（
）
A．原线圈中的电流
B．电阻R 上获得最大功率
C．变压器原、副线圈的匝数比为
D．若滑片继续下移，A1的示数变大，A2的示数变大
33．如图所示，面积为S、匝数为N、内阻不计的矩形线圈处在磁感应强度为
的匀强磁场中，从图示位
置开始计时，绕水平轴
以角速度
匀速转动。矩形线圈通过滑环连接理想变压器。理想变压器原线圈
上的滑动触头P 上下移动可改变副线圈的输出电压，副线圈接有可变电阻
，电表均为理想交流电表，电
容器均能正常工作。下列判断正确的是（ ）
A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为
B．当P 位置不变，
阻值不变，增大矩形线圈转动角速度
时，电压表示数变大，电流表示数变小
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C．当P 位置不变，线圈转动角速度
不变，向上移动
的滑片，灯泡变亮
D．当线圈转动角速度
不变，
阻值不变，若向上移动原线圈的P，电容器所能储存的最大电荷量增
加
34．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2 1∶，输入端A、B 接入电压有效值恒定的交变电源。滑动
变阻器R1最大阻值为40Ω，其滑片P1初始位置在最左端；滑动变阻器R2最大阻值为5Ω，其滑片P2初始位
置在正中间。理想电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，理想电压表V1、V2示数为U1、U2，下列说法中正确
的是（ ）
A．P2保持不动，P1向右滑动，则U1增大，U2不变
B．P1保持不动，P2向下滑动，则I1减小，I2减小
C．P2保持不动，P1向右滑动，则R1消耗的功率一直增大
D．P2保持不动，P1向右滑动，则R1消耗的功率先增大后减小
35．如图甲所示，单匝矩形线框在匀强磁场B 中，绕与磁场B 垂直的轴OO'匀速转动。已知线框电阻R，
转动周期T，穿过线框的磁通量
与时间t 的关系图，如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A．
时刻，线框平面与中性面垂直
B．感应电流的有效值为
C．
到
过程中，线框中平均感应电动势为零
D．线框转动一周，线框中产生的热量为
36．如图所示，交流发电机的矩形线圈面积为S，匝数为N，电阻不计，放置在磁感应强度大小为B 的匀
强磁场中。发电机与接有定值电阻R 的理想变压器相连接，理想变压器的副线圈匝数可通过触头P 进行调
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节。忽略输电线的电阻，当发电机线圈以角速度
绕轴
匀速转动时，下列说法正确的是（ ）
A．理想变压器原线圈输入电压的有效值为
B．当线圈转至图示位置时，变压器原线圈中电流最小
C．向上移动触头P，R 消耗的功率增大
D．向下移动触头P，发电机发电的功率增大
37．如图所示，两条相同的半圆弧形光滑金属导轨固定在绝缘水平桌面上，半圆弧的直径为d，间距为
L，两半圆弧面竖直且平行，导轨最高点到水平桌面的距离等于半径，最低点O、
的连线与导轨所在竖
直面垂直，整个空间存在着磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场，导轨左端连接一阻值为R 的
电阻。现使一电阻为r 的金属棒
从导轨左端最高点，以恒定的速率
沿导轨运动到右端最高点，运动
过程中金属棒始终与
平行且与两导轨接触良好，则在金属棒
从左端最高点运动到右端最高点的过
程中，下列说法正确的是（ ）
A．金属棒
中电流方向始终由N 到M
B．金属棒
中电流大小始终不变
C．金属棒
所受安培力始终做负功
D．回路中产生的焦耳热为
38．如图所示，理想变压器的原线圈匝数
，原线圈与电压表V1并联，并通过一电流表A1接正弦交
流电源；一个二极管和阻值为
的负载电阻串联后接到匝数
的副线圈两端，电压表V2与电阻
并
联；阻值为
的负载电阻串联电流表A2后接到匝数
的副线圈两端。已知
，二极管的正
向电阻为零，反向电阻为无穷大，电表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
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A．电压表V1和V2的示数之比为5：1
B．减小负载电阻阻值，电流表A1示数变大
C．电流表A1和A2的示数之比为2:5
D．如果将二极管短路，电流表A1和A2的示数之比为2：5
39．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为20 1∶，b 是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理
想电表，原线圈c、d 两端加上交变电压，其瞬时值表达式为
，则（ ）
A．单刀双掷开关与a 连接时，电压表的示数为11V
B．单刀双掷开关与a 连接，
时，电压表的示数为
C．单刀双掷开关由a 扳向b，电压表和电流表的示数均变大
D．单刀双掷开关与a 连接，在滑动变阻器触头P 向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小
40．自从进入电力时代，变压器在我们的生活中就无处不在。某带有照明系统的电动装置电路如图所示，
理想变压器原线圈的匝数为
，副线圈匝数分别为
、
，原线圈两端接电压有效值为
220V 的交流电源，两副线圈分别连接电动机M 和灯泡L，电动机线圈的电阻为
，灯泡的电阻恒为
。
开关S 闭合时，电动机和灯泡都正常工作，理想电流表的示数为1A。下列说法正确的是（ ）
A．开关S 闭合时，灯泡中的电流为2A
B．开关S 闭合时，电动机中的电流为20A
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C．开关S 断开后，电动机的电功率为108W
D．开关S 断开后，电流表的示数减小
41．我国水力资源居世界首位，西部地区水力发电潜力巨大。水力发电的基本原理就是将水流的机械能
（主要指重力势能）转化为电能。如图所示，某小型水力发电站水流量
（流量是指流体在单位
时间内流过某一横截面的体积），落差h＝12.5m，发电机（内阻不计）的输出电压
，输电线总
电阻
，为了减小损耗采用了高压输电。在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器，
其中
，用户获得的电压
，用户消耗的功率
，变压器均视为理想变压器，
已知水的密度
，取重力加速度
。下列说法正确的是（ ）
A．输电线损失的电压为180V
B．输电线损失的电功率为25kW
C．升压变压器原副线圈的匝数比
D．机械能转化为电能的效率为80%
42．如图1 所示为远距离输电示意图，实际用电因季节不同，电力需求量差异很大，用电高峰和低谷之间
存在一个较大的差值，因此有必要在远距离输电时再建立一个节能储能输电网。如图2 所示，这样的电网
可以在用电低谷时段把电能储存起来，高峰时段输出，填补用电缺口。已知发电机的输出电压
，
输出功率为
，U 2=5000 V，输电线总电阻
。其余线路电阻不计，用户端电压
，
，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ）
A．发电机的输出电流为32A
B．降压变压器的匝数比
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C．输送给储能站的功率为30kW
D．输电线上损失的功率为6kW
43．（2024·浙江·高考真题）理想变压器的原线圈通过a 或b 与频率为f、电压为u 的交流电源连接，副线
圈接有三个支路，如图所示（光敏电阻的阻值随着光照增加而减少）。当S 接a 时，三个灯泡均发光。若
（ ）
A．电容C 增大，L1灯泡变亮
B．频率f 增大，L2灯泡变亮
C．RG上光照增强，L3灯泡变暗
D．S 接到b 时，三个泡均变暗
44．（2024·重庆·高考真题）小明设计了台灯的两种调光方案，电路图分别如图甲，乙所示，图中额定电
压为6V 灯泡的电阻恒定，R 为滑动变阻器，理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2。原线圈两端接电压
为220V 的交流电，滑片P 可调节灯泡L 的亮度，P 在R 最左端时，甲、乙图中灯泡L 均在额定功率下工作，
则（ ）
A．n1：n2 = 110：3
B．当P 滑到R 中点时，图甲中L 功率比图乙中的小
C．当P 滑到R 最左端时，图甲所示电路比图乙更节能
D．图甲中L 两端电压的可调范围比图乙中的大
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