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２ ００ 5年高考3年模拟 B版 物理（教师用书）
二、正弦式交变电流的变化规律（线圈从中性面位置开 例1 （多选）如图所示 边长为Ｌ的正方形线圈ａｂｃｄ的匝数为
，
始计时） ｎ 总电阻为ｒ 外电路的电阻为Ｒ ａｂ的中点和ｃｄ的中点的连线
， ， ，
ＯＯ′恰好位于匀强磁场的边界线上 磁场的磁感应强度为Ｂ 若
函数表达式 图像 ， 。
线圈从图示位置开始 以角速度ω绕ＯＯ′匀速转动 则以下判断
， ，
磁
中正确的是 ＢＣＤ
（ ）
通 Φ Φ ωｔ ＢＳ ωｔ
＝ ｍ ｃｏｓ ＝ ｃｏｓ
量
电
动 ｅ Ｅ ωｔ ｎＢＳω ωｔ
＝ ｍ ｓｉｎ ＝ ｓｉｎ
势
电
ｕ Ｕ ωｔ
ＲＥ
ｍ ωｔ Ａ．
闭合电路中感应电动势瞬时值的表达式为ｅ
＝
ｎＢＬ２ω
ｓｉｎ
ωｔ
压 ＝ ｍ ｓｉｎ ＝Ｒ ｒ ｓｉｎ
＋
在ｔ π时刻 磁场穿过线圈的磁通量为零 但此时磁通量随
Ｂ． ＝ ω ， ，
２
时间变化最快
电 Ｅ
ｉ Ｉ ωｔ ｍ ωｔ 从ｔ 到ｔ π时间内 电阻Ｒ上产生的热量Ｑ
ｎ２Ｂ２Ｌ４
π
ωＲ
流 ＝ ｍ ｓｉｎ ＝Ｒ ＋ ｒ ｓｉｎ Ｃ． ＝０ ＝ ２ ω ， ＝ １６（ Ｒ ＋ ｒ ） ２
ｎＢＬ２
从ｔ 到ｔ π时间内 通过Ｒ的电荷量ｑ
Ｄ． ＝０ ＝ ω ， ＝ Ｒ ｒ
三、交变电流的“四值” ２ ２（ ＋ ）
Ｌ２
解析 感应电动势的最大值Ｅ ｎＢＳω ｎＢ· ω，故闭合电
物理量 重要关系 适用情况及说明 ｍ＝ ＝
２
ｅ Ｅ ωｔ 计算线圈某时刻的受
瞬时值 ＝ ｍ ｓｉｎ 路中感应电动势瞬时值的表达式为ｅ １ ｎＢＬ２ω ωｔ， 错误。
＝ ｓｉｎ Ａ
ｉ Ｉ ωｔ 力情况 ２
＝ ｍ ｓｉｎ
Ｅ ｎＢＳω 由题可知ｔ π时刻，线圈转了 °，此时穿过线圈的磁通量为
ｍ＝ 讨论电容器的击穿 ＝ ω ９０
２
峰值 Ｅ
Ｉ ｍ＝Ｒ ｍ ｒ 电压 ０ ，感应电动势最大，故此时磁通量随时间变化最快， Ｂ 正确。 从
＋ Ｅ
Ｅ Ｕ Ｉ 计算与电流的热效应
ｔ
＝０
到ｔ
＝
π
ω
时间内，该交变电压的有效值Ｅ
＝
ｍ，由闭合电路欧
有效值 Ｅ ＝ ｍ ， Ｕ ＝ ｍ ， Ｉ ＝ ｍ 有关的物理量 例如电 ２ ２
２ ２ ２ （ Ｅ
适用于正弦式交变电流 功 电功率 电热等
姆定律有 Ｉ
＝Ｒ ｒ
，电阻 Ｒ 上产生的热量 Ｑ
＝
Ｉ２Ｒｔ，可得 Ｑ
＝
（ ） 、 、 ） ＋
平均值 Ｅ ＝ ＢＬｖ ， Ｅ ＝ ｎΔ Δ Φ ｔ， Ｉ ＝Ｒ Ｅ ＋ ｒ 的 计 电 算 荷 通 量 过导体横截面 ｎ １ ２ ６ Ｂ （ ２ Ｒ Ｌ４ ＋ π ｒ） ω ２ Ｒ ， Ｃ 正确。 根据电流的定义式有ｑ ＝ Ｉ Δ ｔ，根据闭合电
Ｅ ｎ Φ
路欧姆定律有Ｉ ，根据法拉第电磁感应定律有Ｅ Δ ，其
方法提升 计算交变电流有效值的方法 ＝Ｒ ｒ ＝ ｔ
＋ Δ
计算有效值时要根据电流的热效应，抓住“三同”：相同
ｎＢＬ２
电阻在相同时间内产生相同热量，列式求解。
中
Δ
Φ
＝
１ ＢＬ２，联立解得ｑ
＝ （Ｒ ｒ）
，
Ｄ
正确。
２ ２ ＋
（ ）分段计算电热，得出一个周期内交变电流所产生的总热
１ 考点 2 变压器 远距离输电
量Ｑ 。
总
一、实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
Ｕ２
（
２
）利用两个公式Ｑ
总＝
Ｉ２ＲＴ和Ｑ
总＝ Ｒ
Ｔ可分别求得电流有
1.实验原理
效值和电压有效值。 利用如图所示电路图 采用控制变量法
， 。
（ ）拓展：若图像中含正弦式交变电流的 １ 个波形（要求是
３
４
在 和峰值之间）或任意 １ 个波形，则此部分可直接用正弦
０ ｎ Ｕ 一定 研究ｎ 和Ｕ 的关系
２ （１） １、 １ ， ２ ２ 。
Ｉ Ｕ ｎ Ｕ 一定 研究ｎ 和Ｕ 的关系
式交变电流有效值与峰值间的关系Ｉ ｍ、Ｕ ｍ求解。 （２） ２、 １ ， １ ２ 。
＝ ＝
2.操作要领及注意事项
２ ２
研究副线圈匝数ｎ 对副线圈两端电压Ｕ 的影响 保持原
（１） ２ ２ ：
专题十三 交变电流 ２ ０１
线圈的匝数ｎ 和原线圈两端电压 Ｕ 不变 改变副线圈的
１ １ ，
匝数ｎ
２。
估计被测电压的大致范围 选择多用电表交流电压挡的适当
① ，
量程 若不知道被测电压的大致范围 则应先选择交流电压 电流表的示数为
。 ， Ａ． ３ Ａ
挡的最大量程进行测量 通过电阻Ｒ 的电流为 ．
。 Ｂ． １ １５ Ａ
组装可拆变压器 把两个线圈穿在闭合铁芯上 用交流电压 定值电阻Ｒ 的阻值为
② ： ， Ｃ． １ ２００ Ω
挡测量输入 输出电压 在改变学生电源的电压 学生电源 电源消耗的电功率为
、 。 （ Ｄ． １８００ Ｗ
的电压不能超过 线圈的匝数前均要先断开电源开关
１２ Ｖ）、 ， 解析 由ｕ ｔ（ ）可知，变压器原线圈的输入
＝１００ ２ ｓｉｎ１００π Ｖ
再进行操作
。
研究原线圈的匝数ｎ 对副线圈两端电压Ｕ 的影响 保持 电压有效值 Ｕ １００ ２ ，则副线圈的输出电压 Ｕ
（２） １ ２ ： １＝ Ｖ＝１００ Ｖ ２＝
２
副线圈的匝数ｎ 和原线圈两端电压 Ｕ 不变 改变原线圈
２ １ ， ｎ Ｕ
的匝数ｎ １。 ｎ ２Ｕ １＝３００ Ｖ ，电流表的示数 Ｉ Ｒ ２＝Ｒ ２ ＝３ Ａ ， Ａ 正确。 设通过电
１ ２
3.数据处理
：
分析变压器原
、
副线圈两端电压Ｕ
１、
Ｕ
２
之比与原
、
阻Ｒ 的电流为Ｉ
Ｒ
，由题意可知定值电阻Ｒ 消耗的电功率与定
１ １ １
副线圈的匝数ｎ ｎ 之比的关系
１、 ２ 。 值电阻Ｒ 消耗的电功率之比为 ，则有Ｕ Ｉ １ Ｕ Ｉ ，解得
4.误差分析 ２ １ ∶ ２ １ Ｒ １＝ ２ Ｒ ２
２
由于漏磁 通过原 副线圈的每一匝的磁通量不严格相等造 Ｕ Ｉ Ｕ
（１） ， 、 Ｉ ２ Ｒ ２ ． ，定值电阻Ｒ １ ２００ ， 、 错误。 电源消
成误差
；
原
、
副线圈有电阻
，
原
、
副线圈中的焦耳热损耗
（
铜 Ｒ １＝
２
Ｕ
１
＝４５ Ａ １＝Ｉ
Ｒ １
＝
９
Ω Ｂ Ｃ
损 造成误差 铁芯中由于磁场的变化 形成涡流和磁滞损 Ｕ２ Ｕ２ Ｕ２
） ； ， 耗的电功率Ｐ Ｐ Ｐ Ｐ １ ２ ２ ， 错误。
ｎ Ｕ
电＝ Ｒ １＋ Ｒ ２＋ Ｒ ３＝Ｒ ＋Ｒ ＋Ｒ ＝２２５０ Ｗ Ｄ
耗 铁损 产生误差 以上情况造成的误差 使得 １ １ １ ２ ３
（ ） 。 ， ｎ ＜Ｕ 。 三、远距离输电
２ ２
多用电表的读数存在误差
（２） 。
二、理想变压器的基本关系
电路
没有能量损失 铜损 铁损 磁通量无损失
构成
理想变压器 （ 、 ），
磁感线约束在铁芯中
（ ）
功率关系 Ｐ Ｐ
入＝ 出
Ｕ ｎ Ｉ ｎ
１ １ Ｐ Ｐ １ ２
电压关系
Ｕ
Ｕ １ ＝
ｎ
ｎ １
各个量 Ｕ
２
＝ｎ
２
， １＝ ２，Ｉ
２
＝ｎ
１
２ ２ 之间的 Ｕ ｎ Ｉ ｎ
３ ３ Ｐ Ｐ ３ ４
基 Ｉ ｎ 联系 Ｕ ＝ｎ ， ３＝ ４，Ｉ ＝ｎ
本 （１） 只有一个副线圈时 ：Ｉ １ ＝ｎ ２ ４ ４ ４ ３
关 系 电流关系 Ｉ （２ Ｕ ） 有 Ｉ 多 Ｕ 个副线 Ｉ 圈 Ｕ 时 或 ： 由 Ｉ ２ ｎ Ｐ 入 Ｉ １ ＝ ｎ Ｐ 出 Ｉ 得 ｎ Ｉ １ Ｕ １ ＝ 能量关系 Ｉ Ｐ ２ １ ＝ ＝ Ｉ Ｐ ３＝ 损 Ｉ ＋ 线 Ｐ ４
２ ２＋ ３ ３＋…＋ ｎ ｎ １ １＝ ２ ２＋ ３ ３＋…＋ 电压损失 Ｕ Ｕ Ｕ Ｉ Ｒ
Ｉ ｎ Δ ＝ ２－ ３＝ ２
ｎ ｎ
频率关系 ｆ １＝ ｆ ２（ 变压器不改变交变电流的频率 ） 输电线 功率 损 失 Ｐ 损 ＝ Ｐ ２ － Ｐ ３ ＝ Ｉ２ ２ Ｒ ＝ æ è ç Ｕ Ｐ ２ ö ø ÷ ２ Ｒ ＝
路损耗 ２
副线圈电压Ｕ 由原线圈电压 Ｕ 和原 副线
电压 ２ １ 、 Ｉ Ｕ （Δ Ｕ ） ２
圈匝数比决定 ２Δ ＝ Ｒ
制
约
原线圈的输入功率Ｐ
入
由副线圈的输出功率
知识拓展 减小输电线上电能损耗的方法
功率
关
Ｐ 决定 ｌ
系 出 （ ）减小输电线的电阻。 由Ｒ ρ 知，可加大输电线的横截
１ ＝ Ｓ
原线圈电流Ｉ 由副线圈电流Ｉ 和原 副线圈
电流 １ ２ 、 面积、采用电阻率小的材料做输电线。
匝数比决定 只有一个副线圈时
（ ） （ ）减小输电线中的电流。 在输电功率一定的情况下，根据
２
例2 如图所示 理想变压器原 副线圈的匝数比为 ｍ ｎ Ｐ Ｕ Ｉ 知，要减小电流，必须提高输电电压。 当输电功率
， 、 １ ∶ ３， 、 ２＝ ２ 线
两点间所加电压ｕ ｔ 定值电阻Ｒ 消耗的 æＰ ö２
电功率与定值电阻 ＝ Ｒ １００ 消 ２ 耗 ｓ 的 ｉｎ 电 １００ 功 π 率 （Ｖ 之 ） 比 ， 为 定 １ 值电阻 及输电线的电阻一定时，由Ｐ 损＝è ç Ｕ ２ ø ÷ Ｒ 线 知，输电电压增大
２ １ ∶ ２， ２
Ｒ 与Ｒ 的阻值均为 电流表为理想电表 下列说法正确
２ ３ １００Ω， 。 到原来的ｎ倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的 １ 。
的是 Ａ ｎ２
（ ）
２ ０２ 5年高考3年模拟 B版 物理（教师用书）
学生用书P324
题型 22 含变压器电路的动态分析 可以将变压器和负载电阻整体看成大小为ｋ２Ｒ的等效负载电阻
直接连在原线圈一侧
一、典型情境分析 。
典例 （多选）如图为模拟远距离输电的部分测试电路 ａ ｂ端
。 、
典型原理图 分析流程
接电压稳定的正弦式交流电源 定值电阻阻值分别为Ｒ Ｒ 且
， １、 ２，
ｎ Ｕ ｎ Ｒ Ｒ 理想变压器的原 副线圈匝数比为ｋ且ｋ 电流表 电
Ｕ １ 均不变时 根据 １ １ 输入 １＜ ２， 、 ＜１， 、
１、ｎ ， Ｕ ＝ ｎ ， 压表均为理想电表 其示数分别用Ｉ和Ｕ表示 当向下调节滑
２ ２ ２ ， 。
电压Ｕ 决定输出电压Ｕ 不论负载 动变阻器Ｒ 的滑片Ｐ时 电流表 电压表示数变化分别用 Ｉ和
１ ２， ３ ， 、 Δ
电阻Ｒ如何变化 Ｕ 不变 Ｕ表示 以下说法正确的是 ＡＢＣ
， ２ Δ 。 （ ）
当负载电阻 Ｒ 变化时 Ｕ 不变 Ｉ 变
， ２ ， ２
化 Ｐ 变化 Ｐ Ｐ 则 Ｐ 变化
， ２ ， １ ＝ ２， １ ，
Ｕ 不变 Ｉ 变化
１ ， １
Ｕ Ｕ
Δ 不变 变大
Ｉ 变化引起Ｐ 变化 Ｐ Ｐ 故Ｐ 发 Ａ． Ｉ Ｂ． Ｉ
２ ２ ， １＝ ２， １ Δ
生变化 电源的输出功率减小 电压表示数减小
Ｃ． Ｄ．
审题指导 （ ）分析解读试题：由于变压器的原线圈与定值
１
ｎ
Ｕ 不变 １发生变化 则Ｕ 变化
电阻Ｒ 串联，所以ａ、ｂ端所接正弦式交流电源的电压并不等于
１ ，ｎ ， ２ １
２ 变压器原线圈两端的电压，要注意原线圈回路中的电压关系。
（ ）选用解题方法：分析此类变压器原线圈与定值电阻串联类
Ｒ不变 Ｕ 变化 故Ｉ 发生变化 ２
， ２ ， ２ 问题时，可以采用程序法逐步分析，也可以采用等效电阻法快
速分析。
根据 Ｐ
Ｕ２
２ Ｐ 发生变化 再根据 解析 解法一 程序法 设变压器的输入电压为 Ｕ ，输入
２ ＝ Ｒ， ２ ， １
电流为Ｉ ，由题意可知，变压器原、副线圈匝数之比为ｋ，则变压
Ｐ Ｐ 故Ｐ 变化 又Ｐ Ｕ Ｉ Ｕ 不 １
１＝ ２， １ ， １＝ １ １， １ 器的输入电压
变 故Ｉ 发生变化
， １ Ｕ ｋＵ
１＝ ①
变压器的输入电流
二、等效电阻模型
Ｉ
在只有一个副线圈的理想变压器电路中 设原线圈 副线 Ｉ
， 、 １＝ ｋ ②
ｎ 对副线圈电路分析有
圈的匝数之比 １ ｋ 负载电阻为Ｒ 则变压器和负载电阻整体
ｎ ＝ ， ，
２ Ｕ Ｉ（Ｒ Ｒ ）
＝ ２＋ ３ ③
可以等效为一个新电阻 ， 其阻值Ｒ′ ＝ ｋ２Ｒ 。 对原线圈电路分析有
ｕ Ｉ Ｒ Ｕ
＝ １ １＋ １ ④
ｕ ｕ（Ｒ Ｒ ）
联立各式解得Ｉ ，Ｕ ２＋ ３
＝ Ｒ ＝ Ｒ
１ ｋ（Ｒ Ｒ ） １ ｋ（Ｒ Ｒ ）
ｋ ＋ ２＋ ３ ｋ ＋ ２＋ ３
Ｕ
可见，当滑片Ｐ向下调节时Ｒ 增大，则Ｉ与Ｉ 减小，Ｕ增大，
３ １ Ｉ
变大，电源的输出功率Ｐ ｕＩ 减小， 、 均正确， 错误。 根据
＝ １ Ｂ Ｃ Ｄ
Ｕ Ｕ
两式可知， Δ １ Δ １ ，将Ｒ 视为交流电源的内阻，
证明 如图甲所示 设原线圈两端的电压为Ｕ 通过它的电 ①② Ｉ ＝ｋ２ Ｉ １
： ， １， Δ Δ １
流为Ｉ 副线圈两端的电压为Ｕ 通过它的电流为Ｉ 副线圈负 Ｕ Ｕ Ｒ Ｕ
１， ２， ２， 有 Δ １ Ｒ ，故 Δ １， Δ 为定值， 正确。
载电阻为Ｒ ， 变压器原 、 副线圈匝数分别为ｎ １、 ｎ ２。 设原线圈 、 副 Δ Ｉ １ ＝ １ Δ Ｉ ＝ｋ２ Δ Ｉ Ａ
解法二 等效电阻法 将变压器和负载电阻整体视为等效电
ｎ Ｕ ｎ Ｉ
线圈的匝数之比 １ ｋ 根据变压器规律可知 １ １ ｋ ２
ｎ ＝ ， Ｕ ＝ｎ ＝ ，Ｉ ＝ 阻，画出等效电路图，如图所示。 Ｒ 增大即Ｒ 增大，导致原线
副
２ ２ ２ １ ３
ｎ Ｕ Ｕ 圈的输入电流减小，电源的输出功率减小，Ｒ 两端电压减小，原
１ ｋ 由欧姆定律可知 ２ Ｒ 联立解得 １ ｋ２Ｒ 如图乙所示 １
ｎ ＝ ， Ｉ ＝ ， Ｉ ＝ ， ， 线圈输入电压增大，由于原、副线圈匝数之比ｋ不变，根据变压
２ ２ １
专题十三 交变电流 ２ ０３
器规律可知副线圈的输出电流减小，输出电压增大，故电压表 Ｕ Ｒ Ｕ
Δ １， Δ 不变， 正确。
Ｕ Ｉ ＝ｋ２ Ｉ Ａ
示数增大， 增大，因此 、 均正确， 错误。 设原线圈的输入 Δ Δ
Ｉ Ｂ Ｃ Ｄ
Ｕ
电压为 Ｕ ，输入电流为 Ｉ ，根据变压器规律可知 Δ
１ １ Ｉ ＝
Δ
Ｕ Ｕ
１ Δ １ ，将 Ｒ 视为交流电源的内阻，有 Δ １ Ｒ ，故
ｋ２ Ｉ １ Ｉ ＝ １
Δ １ Δ １
２ ０４ 5年高考3年模拟 B版 物理（教师用书）
考点 1 正弦式交变电流的产生与描述 带不打滑 半径之比为 小轮与线圈固定在同一转轴
）， ４ ∶ １，
上 线圈是由漆包线绕制而成的边长为Ｌ的正方形 共ｎ匝
学生用书P174 。 ， ，
总阻值为Ｒ 磁体间磁场可视为磁感应强度大小为Ｂ的匀强
１． （ 河北， ， 分）Ｒ Ｒ 为两个完全相同的定值电阻 。
２０２４ ４ ４ １、 ２ ， 磁场 大轮以角速度ω匀速转动 带动小轮及线圈绕转轴转
Ｒ 两端的电压随时间周期性变化的规律如图 所示 三角形 。 ，
１ １ （ 动 转轴与磁场方向垂直 线圈通过导线 滑环和电刷连接一
脉冲交流电压的峰值是有效值的 倍 Ｒ 两端的电压随时 ， 。 、
３ ）， ２ 个阻值恒为Ｒ的灯泡 假设发电时灯泡能发光且工作在额定
间按正弦规律变化如图 所示 则两电阻在一个周期Ｔ内产 。
２ ， 电压以内 下列说法正确的是 ＡＣ
生的热量之比Ｑ Ｑ 为 Ｂ ， （ ）
１ ∶ ２ （ ）
V7 V7
6 6
5 5 UT 5 5 UT
6 6
图 图 线圈转动的角速度为 ω
１ ２ Ａ． ４
灯泡两端电压有效值为 ｎＢＬ２ω
Ａ．２ ∶ ３ Ｂ．４ ∶ ３ Ｃ．２ ∶ ３ Ｄ．５ ∶ ４ Ｂ． ３ ２
２． （ 新课标， ， 分）（多选）电动汽车制动时可利用车 若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为Ｌ
２０２４ ２０ ６ Ｃ．
轮转动将其动能转换成电能储存起来
。
车轮转动时带动磁极
的多匝正方形线圈 则灯泡两端电压有效值为４ ２
ｎＢＬ２ω
绕固定的线圈旋转 在线圈中产生电流 磁极匀速转动的某 ，
， 。 ３
瞬间 磁场方向恰与线圈平面垂直 如图所示 将两磁极间的 若仅将小轮半径变为原来的两倍 则灯泡变得更亮
， ， 。 Ｄ． ，
磁场视为匀强磁场 则磁极再转过 °时 线圈中 ＢＤ
， ９０ ， （ ） 考点 2 变压器 远距离输电 学生用书P175
2
1 考向1 变压器的原理及应用
/ 4 １． （ 广东， ， 分）用一台理想变压器对电动汽车充电
２０２３ ６ ４ 。
D
该变压器原 副线圈的匝数比为 输出功率为 ． 原
、 １ ∶ ２， ８ ８ ｋＷ，
9*24
线圈的输入电压ｕ ｔ 关于副线圈输出
＝２２０ ２ ｓｉｎ （１００π ） Ｖ。
电流最小
Ａ． 电流的有效值和频率正确的是 Ａ
（ ）
电流最大
Ｂ．
Ａ．２０ Ａ，５０ Ｈｚ Ｂ．２０ ２ Ａ，５０ Ｈｚ
电流方向由Ｐ指向Ｑ
Ｃ．
电流方向由Ｑ指向Ｐ Ｃ．２０ Ａ，１００ Ｈｚ Ｄ．２０ ２ Ａ，１００ Ｈｚ
Ｄ． ２． （ 山东， ， 分）如图所示的变压器 输入电压为
３． （ 浙江 月， ， 分）（多选）发电机的示意图如图甲 ２０２２ ４ ３ ，
２０２１ １ １６ ２ 可输出 电压 匝数为ｎ 的原线圈中电
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 ２２０ Ｖ， １２Ｖ、１８Ｖ、３０Ｖ ， １
， ， 压随时间变化为ｕ Ｕ ｔ 单匝线圈绕过铁芯连接
场中以恒定角速度绕ＯＯ′轴转动 阻值为Ｒ的电阻两端的电 ＝ ｍ ｃｏｓ（１００π）。
， 交流电压表 电压表的示数为 ． 将阻值为 的电阻Ｒ
压如图乙所示 其他电阻不计 图乙中的Ｕ 为已知量 则金 ， ０１Ｖ。 １２ Ω
。 ， ｍ 。 接在ＢＣ两端时 功率为 下列说法正确的是 Ｄ
属框转动一周 ＢＤ ， １２ Ｗ。 （ ）
（ ）
ｎ 为 Ｕ 为
Ａ． １ １１００， ｍ ２２０ Ｖ
ＢＣ间线圈匝数为 流过Ｒ的电流为 ．
框内电流方向不变 Ｂ． １２０， １４ Ａ
Ａ．
若将Ｒ接在ＡＢ两端 Ｒ两端的电压为 频率为
电动势的最大值为Ｕ Ｃ． ， １８ Ｖ， １００ Ｈｚ
Ｂ． ｍ
若将Ｒ接在ＡＣ两端 流过Ｒ的电流为 ． 周期为 ．
ＢＬ２ Ｄ． ， ２５ Ａ， ００２ ｓ
流过电阻的电荷量ｑ ２
Ｃ． ＝ Ｒ ３． （ 北京， ， 分）自制一个原 副线圈匝数分别为
２０２３ ７ ３ 、
电阻产生的焦耳热Ｑ π
Ｕ
ｍ
ＢＬ２
６００
匝和
１９０
匝的变压器
，
原线圈接
１２ Ｖ
的正弦交流电源
，
副
Ｄ． ＝ Ｒ 线圈接额定电压为 ． 的小灯泡 实际测得小灯泡两端电
３８ Ｖ 。
４． （模块融合）（ 湖南， ， 分）（多选）某同学自制了一 压为 ． 下列措施有可能使小灯泡正常发光的是 Ｂ
２０２３ ９ ５ ２５ Ｖ。 （ ）
个手摇交流发电机 如图所示 大轮与小轮通过皮带传动 皮 仅增加原线圈匝数
， 。 （ Ａ．
专题十三 交变电流 ２ ０５
仅增加副线圈匝数 考向2 含变压器电路的动态分析
Ｂ．
Ｃ． 将原 、 副线圈匝数都增为原来的两倍 ７． （ 天津， ， 分）（多选）如图所示 两理想变压器间接
２０２２ ８ ５ ，
将两个 ． 小灯泡并联起来接入副线圈 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
Ｄ． ３８ Ｖ
， ， 、
４． （ 河北， ， 分）除颤仪是用于突发心室纤颤等心脏 的正弦交流电源 闭合开关 后 ＢＣ
２０２３ ５ ４ 。 Ｓ （ ）
疾病的急救医疗设备 某型除颤仪电路原理如图 某次调试
， 。
时交流电压表示数为 电容器充电完毕 开关由 掷向
２０ Ｖ， ， “１”
放电电流平均值为 ． 放电时间约为 －２ 已知电容
“２”， ２８Ａ， １０ ｓ，
器电容为 ２ ． ０×１０ －５ Ｆ。 则升压变压器原副线圈的匝数比约为 Ｒ的发热功率不变
Ａ．
Ｂ
电压表的示数不变
（ ）
Ｂ．
电流表 的示数变大
Ｃ． Ａ１
电流表 的示数变小
7_
7 ８．
Ｄ．
（
Ａ
全
２
国甲， ， 分）（多选）如图 理想变压器的副线
２０２４ １９ ６ ，
圈接入电路的匝数可通过滑动触头Ｔ调节 副线圈回路接有
，
滑动变阻器Ｒ 定值电阻Ｒ 和Ｒ 开关 处于闭合状态
Ａ．１ ∶ ２５ Ｂ．１ ∶ ５０ Ｃ．１ ∶ ７０ Ｄ．１ ∶ １００ 、 ０ １、 Ｓ。 Ｓ ，
５． （ 湖北， ， 分）（多选）近年来 基于变压器原理的无 在原线圈电压Ｕ 不变的情况下 为提高Ｒ 的热功率 可以
２０２２ ９ ４ ， ０ ， １ ，
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 ＡＣ
， 。 （ ）
发射线圈的输入电压为 匝数为 匝 接收线圈的 B 3
２２０ Ｖ、 １ １００ 。
6 _ F
匝数为 ５０ 匝 。 若工作状态下 ， 穿过接收线圈的磁通量约为发 5 3 G 3
射线圈的 ％ 忽略其他损耗 下列说法正确的是 ＡＣ C 4
８０ ， ， （ ）
保持Ｔ不动 滑动变阻器Ｒ的滑片向ｆ端滑动
Ａ． ，
将Ｔ向ｂ端移动 滑动变阻器Ｒ的滑片位置不变
Ｂ． ，
将Ｔ向ａ端移动 滑动变阻器Ｒ的滑片向ｆ端滑动
Ｃ． ，
将Ｔ向ｂ端移动 滑动变阻器Ｒ的滑片向ｅ端滑动
Ｄ． ，
９． （ 湖北， ， 分）如图所示 理想变压器原线圈接入电
２０２１ ６ ４ ，
接收线圈的输出电压约为 压恒定的正弦交流电 副线圈接入最大阻值为 Ｒ的滑动变阻
Ａ． ８ Ｖ ， ２
接收线圈与发射线圈中电流之比约为 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
Ｂ． ２２ ∶ １ ，
发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同 移动的过程中 Ａ
Ｃ． （ ）
穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同
Ｄ．
６． （模块融合）（ 河北， ， 分）（多选）如图 发电机的
２０２１ ８ ６ ，
矩形线圈长为 Ｌ 宽为Ｌ 匝数为Ｎ 放置在磁感应强度大小
２ 、 ， ，
为Ｂ的匀强磁场中 理想变压器的原 副线圈匝数分别为ｎ
。 、 ０、 电流表 示数减小
ｎ 和ｎ 两个副线圈分别接有电阻Ｒ 和Ｒ 当发电机线圈 Ａ． Ａ１
１ ２， １ ２。 电流表 示数增大
以角速度ω匀速转动时 理想电流表读数为 Ｉ 不计线圈电 Ｂ． Ａ２
， 。 原线圈输入功率先增大后减小
阻 下列说法正确的是 ＢＣ Ｃ．
， （ ） 定值电阻Ｒ消耗的功率先减小后增大
Ｄ．
１０． （ 湖南， ， 分）如图 理想变压器原 副线圈总匝数
２０２２ ６ ４ ， 、
相同 滑动触头Ｐ 初始位置在副线圈正中间 输入端接入电
， １ ，
压有效值恒定的交变电源 定值电阻 Ｒ 的阻值为 Ｒ 滑动
。 １ ，
变阻器Ｒ 的最大阻值为 Ｒ 滑片 Ｐ 初始位置在最右端
２ ９ ， ２ 。
理想电压表 的示数为Ｕ 理想电流表 的示数为Ｉ 下列
ｎ Ｉ ， 。
通过电阻Ｒ 的电流为 １ 说法正确的是 Ｂ
Ａ． ２ ｎ （ ）
２
ｎ ＩＲ
电阻Ｒ 两端的电压为 ２ １
Ｂ． ２ ｎ
１
ＮＢＬ２ω
ｎ 与ｎ 的比值为 ２
Ｃ． ０ １ ＩＲ
１
ＮＢＬ２ωＩ ｎ ｎ 保持Ｐ 位置不变 Ｐ 向左缓慢滑动的过程中 Ｉ 减小 Ｕ
发电机的功率为 ２ （ １＋ ２） Ａ． １ ， ２ ， ，
Ｄ． ｎ 不变
０
２ ０６ 5年高考3年模拟 B版 物理（教师用书）
保持Ｐ 位置不变 Ｐ 向左缓慢滑动的过程中 Ｒ 消耗的 发电机的输出电流为
Ｂ． １ ， ２ ， １ Ａ． ３６８ Ａ
功率增大 输电线上损失的功率为 ．
Ｂ． ４８ ｋＷ
保持 Ｐ 位置不变 Ｐ 向下缓慢滑动的过程中 Ｉ 减小 Ｕ 输送给储能站的功率为
Ｃ． ２ ， １ ， ， Ｃ． ４０８ ｋＷ
增大 升压变压器的匝数比ｎ ｎ
Ｄ． １ ∶ ２＝１ ∶ ４４
保持Ｐ 位置不变 Ｐ 向下缓慢滑动的过程中 Ｒ 消耗的 考向4 电磁振荡 电磁波 传感器
Ｄ． ２ ， １ ， １
功率减小
１３． （ 浙江 月， ， 分）理想变压器的原线圈通过ａ或ｂ
２０２４ ６ ７ ３
考向3 远距离输电
与频率为ｆ 电压为 ｕ 的交流电源连接 副线圈接有三个支
、 ，
１１． （ 湖南， ， 分）根据国家能源局统计 截止到 路 如图所示 当 接ａ时 三个灯泡均发光 若 Ａ
２０２４ ６ ４ ， ， 。 Ｓ ， ， （ ）
年 月 我国风电装机 亿千瓦 连续 年居世界第一 B
２０２３ ９ ， ４ ， １３ 4
位 湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位 某实验小
组模 ， 拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示 。 已知发 C $ - 3 ( * K
。 V - - -
电机转子以角速度ω匀速转动 升 降压变压器均为理想变
， 、
压器
，
输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻 Ｒ
０。
当
Ａ
．电容Ｃ增大
，Ｌ１
灯泡变亮
用户端接一个定值电阻Ｒ时
，
Ｒ
０
上消耗的功率为Ｐ
。
不计其
Ｂ
．频率ｆ增大
，Ｌ２
灯泡变亮
余电阻 下列说法正确的是 Ａ
， （ ） ．Ｒ 上光照增强 灯泡变暗
Ｃ Ｇ ，Ｌ３
K ． 接到ｂ时 三个灯泡均变暗
ω ＤＳ ，
4 4 3 １４． （ ２０２１ 福建， ５ ， ６ 分）（多选）以声波作为信息载体的水声
/ 3
通信是水下长距离通信的主要手段 年 月 日 中
。 ２０２０ １１ １０ ，
国载人潜水器 奋斗者 号创造了 米深潜纪录 此次
风速增加 若转子角速度增加一倍 则 Ｒ 上消耗的功率 “ ” １０ ９０９ 。
Ａ． ， ， ０
深潜作业利用了水声通信和电磁通信等多种通信方式进行
为 Ｐ
４
指令传输或数据交换 如图所示 下列说法正确的是 ＢＤ
输电线路距离增加 若Ｒ 阻值增加一倍 则Ｒ 上消耗的 ， 。 （ ）
Ｂ． ， ０ ， ０
功率为 Ｐ
４
若升压变压器的副线圈匝数增加一倍 则Ｒ 上消耗的功
Ｃ． ， ０
率为 Ｐ
８
若在用户端再并联一个完全相同的电阻Ｒ 则Ｒ 上消耗
Ｄ． ， ０
的功率为 Ｐ
６
１２． （ 山东， ， 分）某节能储能输电网络如图所示 发
２０２３ ７ ３ ，
电机的输出电压Ｕ 输出功率 降压变压器
１＝２５０ Ｖ， ５００ ｋＷ。
奋斗者 号与 探索一号 通信的信息载体属于横波
的匝数比ｎ ｎ 输电线总电阻Ｒ ． 其余线路 Ａ．“ ” “ ”
３ ∶ ４＝５０ ∶ １， ＝６２５ Ω， 奋斗者 号与 沧海 号通信的信息载体属于横波
电阻不计 用户端电压Ｕ 功率 所有变压器 Ｂ．“ ” “ ”
， ４＝２２０ Ｖ， ８８ ｋＷ，
探索一号 与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现
均为理想变压器 下列说法正确的是 Ｃ Ｃ．“ ”
。 （ ）
探索一号 与 探索二号 的通信过程也是能量传播的
Ｄ．“ ” “ ”
过程
题型 22 含变压器电路的动态分析 学生用书P178
_
１． （ 辽宁名校联盟联考）如图甲所示 理想变压器的原线
２０２４ ， O "
圈匝数为ｎ 连接一个理想交流电流表 副线圈接入电路的匝
3
１， ，
O
数ｎ 可以通过滑动触头Ｐ调节 副线圈接有定值电阻Ｒ 和 1
２ ， ０
压敏电阻Ｒ 压敏电阻的阻值Ｒ与所受压力大小Ｆ的对应关 3 3
， '
系如图乙所示 物块置于压敏电阻上 保持原线圈输入的交 3
。 ，
甲 乙
流电压不变 下列说法正确的是 Ｄ
。 （ ）
专题十三 交变电流 ２ ０７
只减小物块对Ｒ的压力 电流表的示数减小 为Ｐ 电阻Ｒ的阻值为 导线的电阻不计 Ａ
Ａ． ， 。 （ ） （ ）
只增大物块对Ｒ的压力 Ｒ 两端的电压增大 3
Ｂ． ， ０ B
只将滑动触头Ｐ向左滑动 电流表的示数增大
Ｃ． ，
只将滑动触头Ｐ向右滑动 Ｒ 两端的电压增大 O O 3 3
Ｄ． ， ０ 4 4
２． （ 浙江台州教学质量评估）如图所示 一理想变压器可 C
２０２４ ，
通过移动触头Ｐ的位置改变原线圈接入电路的匝数 ｂ为原 ．
， Ａ．１ Ω Ｂ．２ Ω Ｃ．４５ Ω Ｄ．９ Ω
线圈的中点 当Ｐ接端点ａ时 原 副线圈匝数之比为 ４． （ 湖南九校联盟二模）（多选）如图所示为远距离输
， ， 、 １０ ∶ １， ２０２４
原线圈接ｕ ωｔ 的交流电源 下列说法正确的 电模拟原理图 变压器均为理想变压器 其中降压变压器原
＝１１０ ２ ｃｏｓ （Ｖ） 。 ， ， 、
是 Ｃ 副线圈匝数的比值为 ｎ 发电机输出电压不变 两变压器间
（ ） 。 ，
输电线的总电阻为Ｒ 降压变压器所接负载等效为滑动变阻
B ，
1 器 其余导线电阻不计 当滑动变阻器接入电路的阻值变化
， 。
_ C $ 3 时 理想电压表 的示数变化量为 Ｕ 理想电流表 的示数
， Ｖ Δ ， Ａ
- 变化量为 Ｉ 下列说法正确的是 ＢＤ
Δ 。 （ ）
"
增大电源的频率 灯泡 变暗 3
Ａ． ， Ｌ * 7
当Ｐ接ａ时 通过原 副线圈的磁通量之比为
Ｂ． ， 、 １０ ∶ １
当Ｐ接ｂ时 滑动变阻器Ｒ两端的电压为 当滑动变阻器的滑片向下滑动时 输电线上的损耗功率
Ｃ． ， ２２ Ｖ Ａ． ，
当滑动变阻器的滑片向下滑动时 变压器的输入功率变小 变小
Ｄ． ，
３． （ 湖南邵阳一模）如图所示 理想变压器原 副线圈的 当滑动变阻器的滑片向下滑动时 电压表的示数变小
２０２４ ， 、 Ｂ． ，
匝数比ｎ ｎ ａ ｂ接在电压有效值恒定的交流电源 当滑动变阻器的滑片向上滑动时 输电效率降低
１ ∶ ２＝１ ∶ ３， 、 Ｃ． ，
上 已知电阻Ｒ Ｒ 当开关 接通 断开时 Ｕ
， １＝１８ Ω， ２＝６ Ω。 Ｓ１ 、Ｓ２ ， Δ １ Ｒ
Ｒ 的功率为Ｐ 当开关 均接通时 Ｒ Ｒ 的功率之和也 Ｄ． Ｉ ＝ｎ２
１ ； Ｓ１、Ｓ２ ， １、 ２ Δ
忽略不计 保持线圈ａｂｃｄ以恒定角速度ω转动 则 Ｄ
25分钟 学生用书P179 。 ， （ ）
0 ω
１． （ 湘豫名校联考）某同学为了研究长方体铁芯的涡流
２０２４ B C
#
热功率 制作了如图所示的模型 长方体铁芯用电阻率为ρ的
， ， E D O O
硅钢薄片围成 底面是边长为Ｌ的正方形 硅钢薄片的厚度为
， ， 0 7 7 3 1
ｄ 高度为ｈ 其中ｄ Ｌ 沿平行于长方体轴线方向存在磁感
， ， ≪ 。
应强度Ｂ ｔ Ｂ ωｔ的磁场 下列说法正确的是 Ｂ 从图示位置开始计时 线圈产生感应电动势瞬时值的表达
（ ）＝ ｍ ｓｉｎ 。 （ ） Ａ． ，
# U 式为ｅ ＮＢＬ２ω ωｔ
＝ ｓｉｎ
E
通过变压器原 副线圈的电流之比为ｎ ｎ
Ｂ． 、 １ ∶ ２
- ｎ ＮＢωＬ２
电压表 的示数为 ２
Ｃ． Ｖ２ ｎ
I １
若考虑线圈ａｂｃｄ的内阻 当滑动变阻器Ｒ的滑片Ｐ向下滑
Ｄ． ，
硅钢薄片中瞬时感应电动势的表达式为ｅ Ｂ Ｌ２ ωｔ 动时 电压表 的示数变小
Ａ． ＝ ｍ ｓｉｎ ， Ｖ１
Ｂ Ｌ２ω ３． （ 湖北八市联考）（多选）尽管无线充电有一定的便利
硅钢薄片中感应电动势的有效值Ｅ ２ ｍ ２０２４
Ｂ． ＝ 性 但目前还面临来自效率 散热以及应用场景等方面的挑
２ ， 、
Ｂ Ｌｄｈω 战 一是充电效率不高 无线充电的转化效率大多在 ％上
硅钢薄片中电流最大值Ｉ ｍ ： ， ６０
Ｃ． ＝ ρ 下 二是将手机拿开一定距离就无法充电 手机无线充电的
８
； 。
磁场变化的一个周期内通过此硅钢薄片的电荷量一定不 原理如图所示 下列说法正确的是 ＡＣ
Ｄ． ， （ ）
为 *3
０
２． （ 湖北十一校联考）如图所示 边长为Ｌ 匝数为Ｎ的
２０２４ ， 、
正方形线圈ａｂｃｄ 在磁感应强度大小为Ｂ的匀强磁场中绕转
，
"
轴ＯＯ′转动 转轴ＯＯ′垂直于磁感线 线圈通过滑环和电刷
（ ）， *
#
连接一个含有理想变压器的电路 变压器原 副线圈的匝数分 E*3
， 、
别为ｎ 和ｎ 电压表可视为理想电表 线圈ａｂｃｄ及导线电阻 无线充电能量转化率不高的主要原因是漏磁严重
１ ２， ， Ａ．
２ ０８ 5年高考3年模拟 B版 物理（教师用书）
虽然漏磁严重 但送电线圈和受电线圈两端的电压比仍等 其阻值随温度的升高而减小 为报警装置 可视为阻值恒定
Ｂ． ， ；Ｓ （
于匝数比 的电阻 其两端电压超过设定值时发出警报 现欲使 在温
）， 。 Ｓ
充电时将手机拿离充电基座 受电线圈的电压大幅降低 造 度更低时报警 下列做法一定可行的是 Ａ
Ｃ． ， ， ， （ ）
成无法充电 3 1
充电时将手机拿离充电基座 通过受电线圈的电流频率过 3
Ｄ． ， _6 1 3 5
低 造成无法充电
， 4
４． （ 江西重点中学联盟二模）（多选）图甲为某品牌家
２０２４ 仅将滑片Ｐ 左移
用燃气灶点火装置的电路原理图 转换器左侧电路电源为一 Ａ． １
， 仅将滑片Ｐ 右移
节新的干电池时 转换器把直流电压按比例转换为图乙所示 Ｂ． １
， 将滑片Ｐ 左移 同时将滑片Ｐ 下移
的正弦式交流电压并加在理想变压器的原线圈上 设变压器 Ｃ． １ ， ２
， 将滑片Ｐ 右移 同时将滑片Ｐ 上移
原 副线圈的匝数分别为ｎ ｎ 当两点火针间电压瞬时值大 Ｄ． １ ， ２
、 １、 ２。 ７． （ 湖北 联考）风力发电是一种绿色环保 清洁无污
于 就会产生电火花进而点燃燃气 闭合 下列说法 ２０２４ Ｔ８ 、
５０００ Ｖ 。 Ｓ， 染的发电方式 如图所示 风力发电装置有三个叶片 风垂直
正确的是 ＡＤ ， ， ，
（ ） 吹向叶片驱动风轮机转动 风轮机带动内部线圈在匀强磁场
，
& D %%I 中绕垂直于磁场的轴匀速转动产生交流电 已知叶片转动时
7 。
4
可形成半径为 的圆面 某日平均风速为 风能向电
６０ ｍ ， ６ ｍ／ｓ，
甲 能转化的效率为 ％ 发电机组输出电压为 经过变电
３０ 。 ６９０Ｖ，
V7
站理想变压器将电压升为 远距离输送 空气密度为
１０ ｋＶ 。
． ３ 下列说法正确的是 Ｂ
U fT １３ ｋｇ／ｍ 。 （ ）
乙
ｎ
当 ２ 时 才能点燃燃气
Ａ． ｎ ＞１００ ，
１
理想变压器的原 副线圈匝数比约为
在正常点燃燃气的情况下 两点火针间电压的有效值一定 Ａ． 、 ６９ ∶ １００００
Ｂ． ，
该风力发电机的输出功率约为
大于 Ｂ． ４７６ ｋＷ
５０００ Ｖ
电压表的示数为 Ｃ． 该风力发电机的日发电量约为 ３ ． ８×１０ ４ ｋＷ·ｈ
Ｃ． ２５ Ｖ
若远距离输电线上损耗的功率不能超过 ％ 则输电线的电
当燃气灶中的干电池使用太久 输出电压变小 可能会使燃 Ｄ． ５ ，
Ｄ． ， ，
阻不能超过
气灶打不着火 １５ Ω
５． （ 山东泰安一模）如图所示为某发电站输电示意图 ８． （ ２０２４ 安徽部分学校期末）（多选）如图为远距离输电线
２０２４ ，
路示意图 由发电机 理想升压变压器 理想降压变压器 用户
发电机输出电压恒定 变压器均为理想变压器 在输电线路的 ， 、 、 、
， ，
等组成 发电机矩形线圈的面积为Ｓ 匝数为ｎ 线圈总电阻
起始端接入甲 乙两个理想互感器 甲 乙两互感器原副线圈 。 ， ，
、 ， 、
为ｒ 很小 在磁感应强度大小为Ｂ的匀强磁场中绕ＯＯ′轴以
的匝数比分别为 和 降压变压器原副线圈匝数 （ ），
２００ ∶ １ １ ∶ ２０，
角速度ω匀速转动 升压变压器原 副线圈匝数的比值为ｋ
比为
２００ ∶ １，
电压表的示数为
２２０ Ｖ，
电流表的示数为
５ Ａ，
输 。 、 １，
降压变压器原 副线圈匝数的比值为ｋ 已知升压变压器和
电线路总电阻ｒ
＝２０ Ω。
下列说法正确的是
（
Ｄ
）
、 ２。
降压变压器之间的输电线总电阻为Ｒ 用户总电阻为Ｒ 电
S １， ２，
*
6 6 6 6 流表为理想电表 初始时开关 闭合 下列说法正确的是
， Ｓ 。
ＡＣ
K （ ）
*
"
3
* 0 0 4 *
3
互感器甲中圈内接入电流表 互感器乙中圈内接入电压表
Ａ． ， * ) )K
输电线路上损耗的功率约占输电总功率的 ％
Ｂ． ６
用户端的电压Ｕ ｎＢＳω
Ｃ． ４＝２００ Ｖ 电流表的示数Ｉ
用电高峰相对平时用电时 用户端的电压偏小 Ａ． ＝ ｒ ｋ２ Ｒ ｋ２Ｒ
Ｄ． ， ２［ ＋ １（ １＋ ２ ２）］
６． （ 湖北武汉调研）如图是某同学设计的温控报警系 电阻Ｒ Ｒ 消耗的功率之比为Ｒ ｋ Ｒ
２０２４ Ｂ． １、 ２ １ ∶ ２ ２
统
：
交流电源输入有效值恒定的电压
，
变压器可视为理想变压
Ｃ．
电阻Ｒ
１、
Ｒ
２
消耗的功率之比为Ｒ
１ ∶
ｋ２
２
Ｒ
２
器 Ｒ 和Ｒ 分别为定值电阻和滑动变阻器 Ｒ 为热敏电阻 若用户数量增加 则升压变压器的输入功率一定减小
， ０ １ ， Ｔ ， Ｄ． ，
