2024-2025學(xué)年下學(xué)期高二物理人教版期末必刷?？碱}之交變電

流

一.選擇題（共7小題）

1.（2025?廣州模擬）某學(xué)生繞制了兩個線圈，將其套于可拆變壓器的鐵芯上，用于探究變壓器的兩個線

圈的電壓關(guān)系。如圖所示，線圈a作為原線圈連接到學(xué)生電源的交流輸出端，線圈b接小燈泡。當(dāng)閉合

電源開關(guān)時，他發(fā)現(xiàn)電源過載（電流過大，超過學(xué)生電源允許的最大值）。若線圈電阻可忽略不計，為

解決電源過載問題，下列措施中可行的是（）

A.增大電源電壓

B.適當(dāng)增加原線圈a的匝數(shù)

C.適當(dāng)增加副線圈b的匝數(shù)

D.換一個電阻更小的燈泡

2.（2025?綿陽模擬）如圖所示，理想變壓器原線圈串聯(lián)最大阻值為R的滑動變阻器，接入有效值不變的

正弦交流電，副線圈接入阻值也為R的定值電阻。在滑動變阻器滑片從a端向b端緩慢移動的過程中，

C.先增大后減小D.先減小后增大

3.（2025?山東模擬）如圖所示，面積為S、阻值為r的矩形金屬線框繞中軸線00,以角速度（0勻速轉(zhuǎn)動，

OO,左側(cè)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，線框通過電刷與阻值為R的電

阻和交流電流表相連。下列說法正確的是（）

A.電流表的示數(shù)為

2(R+r)

BSu

B.電流表的示數(shù)為'一-

2(R+r)

V3

C.線框從圖示位置轉(zhuǎn)過60。時，瞬時電動勢為

/o

D.線框從圖示位置轉(zhuǎn)過60°時，瞬時電動勢為匚BSa

4

4.(2025?馬鞍山二模)如圖所示，理想變壓器原、副線圈的總匝數(shù)之比為20：1,原線圈匝數(shù)可調(diào)，電壓

表和電流表均為理想電表。從某時刻開始，在a、b兩端力口上ui=220&sinlOOE(V)的交流電壓。則

b6---1------

A.當(dāng)原線圈觸頭在最上端時，電壓表的示數(shù)為22V

B.當(dāng)1=卷s時，a、b間電壓的瞬時值為110V

C.只將滑動變阻器觸頭P向上移動的過程中，電流表的示數(shù)變小

D.只將原線圈觸頭向下移動，電壓表的示數(shù)變小

5.(2025?廣州模擬)2022年11月23日由三峽集團(tuán)研制的單機(jī)容量16兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組成功下線，該機(jī)

組是目前全球單機(jī)容量最大、葉輪直徑最大的風(fēng)電機(jī)組，風(fēng)力發(fā)電機(jī)簡易模型如甲圖所示，某興趣小組

自制了一臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)，試驗中葉輪帶動線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交流電電流隨時間變化的圖像

如圖乙中所示，則下列說法中正確的是()

A.甲圖線圈在磁場中位置時產(chǎn)生的電流最大

B.電流的有效值為10A

C.電流的頻率為5Hz

D.電流的瞬時值表達(dá)式為i=10cos0.2m（A）

6.（2025春?南京校級月考）發(fā)電機(jī)的示意圖如圖甲所示，邊長為L的正方形金屬框，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B

的勻強(qiáng)磁場中以恒定角速度繞OO'軸轉(zhuǎn)動，阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示。其它電阻不計,

1

B.電動勢的有效值為］U7n

2D72

C.流過電阻的電荷量7-

D.電阻產(chǎn)生的焦耳熱型喂人

7.（2025春?重慶月考）如圖所示，某理想變壓器的原副線圈分別接有三個阻值相同的定值電阻Ri、R2

和R3。正弦交流電源的輸出電壓有效值恒為U,當(dāng)開關(guān)S閉合時，兩理想交流電壓表的讀數(shù)均為Uo。

則下列說法正確的是（）

A.U=2Uo

B.原副線圈匝數(shù)之比ni：n2=l：2

C.若斷開開關(guān)S,則Ri、R2消耗的電功率之比為4：1

D.若斷開開關(guān)S,則流過Ri、R2的電流之比為1：2

二.多選題（共3小題）

（多選）8.（2025春?臺江區(qū)期中）風(fēng)力發(fā)電綠色環(huán)保、低碳，通過變壓器和遠(yuǎn)距離輸電線給用戶供電，

工作原理如圖所示。發(fā)電機(jī)線圈面積S=0.5m2、匝數(shù)N=100匝、電阻不計，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B

的勻強(qiáng)磁場中，線圈繞垂直磁場的水平軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速n=25r/s,其輸出端與升壓變壓器的原線圈相

連，輸出電壓Ui=250V,升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比ni：n2=5：48,輸出功率為12kW,降壓變

壓器的副線圈連接用戶，兩變壓器間的輸電線總電阻R=40C,變壓器均為理想變壓器。用戶端工作電

壓為220V。下列說法正確的是（）

用電戶

A.磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8=需7

B.用戶獲得的功率為llkW

C.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比n3：n4=10：1

D.若輸出電壓U1不變，輸電線電流變大，則用戶端電壓變大

（多選）9.（2025?南開區(qū)二模）綠色環(huán)保、低碳出行已經(jīng)成為一種時尚，新能源汽車越來越受市民的喜

愛，正在加速“駛?cè)搿卑傩占?。某品牌電動汽車安裝充電樁的電路圖如下，已知總電源的輸出電壓Ui

=220V,輸出功率PI=3.3X1（）5W,輸電線的總電阻r=12。，變壓器視為理想變壓器，其中升壓變壓

器的匝數(shù)比ni：n2=l：15,汽車充電樁的額定電壓為50V。下列說法正確的是（）

%

_ni充

U電

總面源|q4

樁

升壓變壓器降壓變壓器

A.輸出功率Pi不變時，輸電電壓U2越高，輸電線上損失的功率越小

B.輸電線上的電流為100A

C.用戶獲得的功率為1.2X1（）5W

D.降壓變壓器的匝數(shù)比n3：n4=42：1

（多選）10.（2025?南充模擬）如圖所示，為某小型交流發(fā)電機(jī)通過理想變壓器給負(fù)載供電的原理圖。矩

V2

形金屬線圈繞垂直勻強(qiáng)磁場的軸OO'勻速轉(zhuǎn)動，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為一T,已知發(fā)電機(jī)線圈匝數(shù)為100

207r

匝、電阻為1。、面積為0.02m2、轉(zhuǎn)動角速度為100nrad/s,變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n可調(diào)，定值電

阻R=16C。下列說法正確的是（）

B.線圈處于圖示位置時瞬時電動勢為10位V

C.當(dāng)n=0.5時，理想交流電壓表示數(shù)為10V

D.當(dāng)n=0.25時，定值電阻R有最大功率25W

三.填空題（共3小題）

11.（2025春?泉州期中）家用電子調(diào)光燈的調(diào)光原理是用電子線路將輸入的正弦式交流電壓的波形截去一

部分來實現(xiàn)調(diào)節(jié)電壓，從而調(diào)節(jié)燈光的亮度。某電子調(diào)光燈經(jīng)調(diào)整后的電壓波形如圖所示，則電壓有效

值為V。若將此電壓加在阻值R=121O的電熱絲兩端，功率為Wo

12.（2025春?泉州期中）如圖所示，邊長為L、繞線N匝、總電阻為r的正方形線圈abed處于磁感應(yīng)強(qiáng)

度為B、水平向右的勻強(qiáng)磁場中，線圈以角速度3繞軸00'勻速轉(zhuǎn)動，外接電阻值為R,則圖示位置

線圈處于的位置（選填“中性面”或“與中性面垂直”），在線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過60°

角的過程中，通過電阻R的電荷量q=。

o

13.（2025春?臺江區(qū)校級期中）如圖甲，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10：1,電表為理想交流電表，

在原線圈兩端接入如圖乙所示的電壓，電壓表的讀數(shù)為Vo若滑片P從a端向b

端滑動，電流表讀數(shù)將（選填“增大”、“不變”或“減小”），電壓表讀數(shù)將（選

填“增大”、“不變”或“減小”）。

四.解答題（共2小題）

14.（2025春?廣州期中）某節(jié)能儲能輸電網(wǎng)絡(luò)圖如圖甲所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓Ui=210V,輸出功率Pi

=500kW,降壓變壓器的匝數(shù)比n3：n4=40：1,輸電線總電阻R=80C,其余線路電阻不計。電力負(fù)荷

低谷期時，用戶端電壓U4=220V,功率P4=22kW,一般這時抽水儲能站通過蓄能機(jī)帶動水泵，如圖

乙所示，把水抽至上庫，在電力負(fù)荷高峰期再放水至下庫發(fā)電，填補用電缺口。抽水儲能站上庫的最大

容量是固定的，抽水儲能的效率n抽=80%,儲能站將水的勢能轉(zhuǎn)化為電能的效率n發(fā)=90%。所有變壓

器均為理想變壓器。求：

(1)輸電線上損失的功率P損以及升壓變壓器的匝數(shù)比ni：n2;

(2)發(fā)電機(jī)輸送給儲能站的功率P儲；

(3)若開始時儲能站上庫處于干涸狀態(tài)，在電力負(fù)荷低谷時抽水儲能站給上水庫蓄滿水需要累積用時

t=lX106s,請問在用電高峰期，把儲能站上庫蓄的水全部用來發(fā)電，能發(fā)出多少焦耳的電能？(計算

結(jié)果保留一位有效數(shù)字)

15.(2025春?順義區(qū)校級期中)如圖所示，一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)有n=100匝矩形線圈，線圈面積S=0.10m2,

線圈電阻可忽略不計。在外力作用下矩形線圈在B=0.10T勻強(qiáng)磁場中，以恒定的角速度3=100Ttrad/s

繞垂直于磁場方向的固定軸00,勻速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)線圈兩端與R=100。的電阻構(gòu)成閉合回路。求：

(1)從線圈經(jīng)過圖示位置開始計時，寫出線圈內(nèi)的電流隨時間變化的函數(shù)關(guān)系式；

(2)求閉合回路的發(fā)熱功率;

(3)從線圈經(jīng)過圖示位置開始計時，求經(jīng)過二分之一周期時間通過線圈導(dǎo)線某截面的電荷量。

R

0

2024-2025學(xué)年下學(xué)期高二物理人教版（2019）期末必刷?？碱}之交變電

流

參考答案與試題解析

一.選擇題（共7小題）

題號1234567

答案BADCCDD

二.多選題（共3小題）

題號8910

答案BCABDAD

一.選擇題（共7小題）

1.（2025?廣州模擬）某學(xué)生繞制了兩個線圈，將其套于可拆變壓器的鐵芯上，用于探究變壓器的兩個線

圈的電壓關(guān)系。如圖所示，線圈a作為原線圈連接到學(xué)生電源的交流輸出端，線圈b接小燈泡。當(dāng)閉合

電源開關(guān)時，他發(fā)現(xiàn)電源過載（電流過大，超過學(xué)生電源允許的最大值）。若線圈電阻可忽略不計，為

解決電源過載問題，下列措施中可行的是（）

A.增大電源電壓

B.適當(dāng)增加原線圈a的匝數(shù)

C.適當(dāng)增加副線圈b的匝數(shù)

D.換一個電阻更小的燈泡

【考點】變壓器的構(gòu)造與原理；理想變壓器兩端的電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】B

［分析］根據(jù)變壓器的電壓比和用電器的電阻對功率的影響進(jìn)行分析解答。

【解答】解：ABC.根據(jù)9=幺，為了減小電源的輸出功率，可以減小電源電壓，適當(dāng)增加原線圈a

n2U2

的匝數(shù)，適當(dāng)減小副線圈b的匝數(shù)，故B正確，AC錯誤；

D.應(yīng)該換一個電阻更大的燈泡，故D錯誤。

故選：Bo

【點評】考查變壓器的電壓比和用電器的電阻對功率的影響，會根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析解答。

2.（2025?綿陽模擬）如圖所示，理想變壓器原線圈串聯(lián)最大阻值為R的滑動變阻器，接入有效值不變的

正弦交流電，副線圈接入阻值也為R的定值電阻。在滑動變阻器滑片從a端向b端緩慢移動的過程中，

C.先增大后減小D.先減小后增大

【考點】變壓器的動態(tài)分析一一原線圈有負(fù)載.

【專題】定性思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】A

【分析】將滑動變阻器看成等效內(nèi)阻，原線圈看成等效外電路電阻，結(jié)合閉合回路歐姆定律分析。

【解答】解：變阻器滑片從左端向右端緩慢移動的過程中，滑動變阻器電阻阻值減小，將原線圈看成一

個等效電阻，結(jié)合閉合回路歐姆定律，則原線圈電壓將逐漸變大，副線圈電壓也會變大，電流表示數(shù)逐

漸變大，故A正確，BCD錯誤。

故選：Ao

【點評】電路的動態(tài)變化的分析，總的原則就是由部分電路的變化確定總電路的變化的情況，再確定其

他的電路的變化的情況，即先部分后整體再部分的方法。

3.（2025?山東模擬）如圖所示，面積為S、阻值為r的矩形金屬線框繞中軸線OO'以角速度3勻速轉(zhuǎn)動，

00,左側(cè)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，線框通過電刷與阻值為R的電

阻和交流電流表相連。下列說法正確的是（）

ypZBScD

A.電流表的示數(shù)為1------

2(R+丁)

BSu

B.電流表的示數(shù)為

2(H+r)

V3

C.線框從圖示位置轉(zhuǎn)過60°時，瞬時電動勢為yBS3

D.線框從圖示位置轉(zhuǎn)過60°時，瞬時電動勢為

4

【考點】交變電流峰值的計算和影響因素；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式；計算特定位置處交變電

流的瞬時值.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】D

【分析】求出從圖示計時，電動勢的瞬時值表達(dá)式，求出電動勢有效值，結(jié)合歐姆定律得到電流有效值

即電流表示數(shù)。

22

【解答】解：從圖示計時，電動勢的瞬時值表達(dá)式為e=^NBLcosina)t,em=^NBLco,有效值e效=察，

1=淖，解得1=黑冷當(dāng)3t=60°時e=苧忡?3，故ABC錯誤，D正確。

故選：D。

【點評】本題的關(guān)鍵在于理解交流電的產(chǎn)生原理，即線框在勻強(qiáng)磁場中旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時

表達(dá)式。

4.(2025?馬鞍山二模)如圖所示，理想變壓器原、副線圈的總匝數(shù)之比為20：1,原線圈匝數(shù)可調(diào)，電壓

表和電流表均為理想電表。從某時刻開始，在a、b兩端加上ui=220匹sinlOOE(V)的交流電壓。則

A.當(dāng)原線圈觸頭在最上端時，電壓表的示數(shù)為22V

B.當(dāng)t=^s時，a、b間電壓的瞬時值為110V

C.只將滑動變阻器觸頭P向上移動的過程中，電流表的示數(shù)變小

D.只將原線圈觸頭向下移動，電壓表的示數(shù)變小

【考點】變壓器的構(gòu)造與原理；交變電流的u-t圖像和i-t圖像.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】C

【分析】根據(jù)變壓器的變壓比和瞬時值表達(dá)式，結(jié)合閉合電路的歐姆定律進(jìn)行分析解答。

【解答】解：A.當(dāng)原線圈觸頭在最上端時’根據(jù)最=￡’代入數(shù)據(jù)解得電壓表的示數(shù)為UV,故A

錯誤；

B.當(dāng)t=^s時，代入數(shù)據(jù)解得a、b間電壓的瞬時值為220V,故B錯誤；

C.只將滑動變阻器觸頭P向上移動的過程中，接入副線圈電路的電阻R增大，根據(jù)閉合電路的歐姆

定律，可知電流表的示數(shù)變小，故C正確；

D.根據(jù)以=二，只將原線圈觸頭向下移動，則ni減小，電壓表的示數(shù)U2增大，故D錯誤。

n2U2

故選：C?

【點評】考查變壓器的變壓比和瞬時值表達(dá)式，結(jié)合閉合電路的歐姆定律，會根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析解

答。

5.（2025?廣州模擬）2022年11月23日由三峽集團(tuán)研制的單機(jī)容量16兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組成功下線，該機(jī)

組是目前全球單機(jī)容量最大、葉輪直徑最大的風(fēng)電機(jī)組，風(fēng)力發(fā)電機(jī)簡易模型如甲圖所示，某興趣小組

自制了一臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)，試驗中葉輪帶動線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交流電電流隨時間變化的圖像

如圖乙中所示，則下列說法中正確的是（）

A.甲圖線圈在磁場中位置時產(chǎn)生的電流最大

B.電流的有效值為10A

C.電流的頻率為5Hz

D.電流的瞬時值表達(dá)式為i=10cos0.2nt（A）

【考點】正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式及推導(dǎo)；中性面及其性質(zhì)；交變電流的u-t圖像和i-t圖像.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】C

【分析】根據(jù)圖像可得到電流的峰值和周期，根據(jù)正弦式交變電流規(guī)律求解頻率和有效值；穿過線框的

磁通量最大時，感應(yīng)電流為零；根據(jù)正弦式交變電流規(guī)律求解電流的瞬時值表達(dá)式。

【解答】解：A.圖示位置恰好為中性面，磁通量最大，但是磁通量變化率為零，感應(yīng)電流為零，故A

錯誤;

B.電流的有效值為

T，解得l=

故B錯誤;

C.由于周期為0.2s,因此頻率為5Hz,故C正確;

D.由圖可得電流的瞬時值表達(dá)式為

i=10cosl0-nt(A)

故D錯誤。

故選：Co

【點評】本題考查正弦式交變電流，解題關(guān)鍵是會求解正弦式交變電流的有效值和瞬時值。

6.（2025春?南京校級月考）發(fā)電機(jī)的示意圖如圖甲所示，邊長為L的正方形金屬框，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B

的勻強(qiáng)磁場中以恒定角速度繞00,軸轉(zhuǎn)動，阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示。其它電阻不計,

圖乙中的Um已知量。則金屬框轉(zhuǎn)動一周（）

電動勢的有效值為］u

B.m

2BL2

C.流過電阻的電荷量

nUBL2

D.電阻產(chǎn)生的焦耳熱m

R

【考點】計算線圈轉(zhuǎn)動過程中的電荷量；交變電流的u-t圖像和i-t圖像；用有效值計算交流電路的

電功、電功率和焦耳熱.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】D

【分析】電流方向每經(jīng)過中性面一次都要變化一次；由圖乙判斷電動勢最大值以及有效值；根據(jù)電流定

義式、閉合電路歐姆定律和法拉第電磁感應(yīng)定律求解流過電阻的電荷量；根據(jù)焦耳定律求得金屬框轉(zhuǎn)過

一周電阻產(chǎn)生的焦耳熱。

【解答】解：A.當(dāng)線框轉(zhuǎn)動時，框內(nèi)電流方向每經(jīng)過中性面一次都要變化一次，故A錯誤;

B.由圖乙可知，電動勢的最大值為Um,其有效值與正弦交流電相同為ju4故B錯誤;

C.線圈轉(zhuǎn)過半周，根據(jù)電流定義式可知流過電阻的電荷量為

7,,厄2402BL1

q—//t==-區(qū)―

則金屬框轉(zhuǎn)過一周流過電阻的電荷量為

/__4BZ,2

q—29q——國—

故c錯誤;

D.根據(jù)正弦式交變電流最大值表達(dá)式可知

2

Um=BML

則

3=瑪

BL乙

金屬框轉(zhuǎn)過一周電阻產(chǎn)生的焦耳熱

Z7C^TYIXz7

CUT（直）27rnUmBL

Q=-RT=-R-~U=R

故D正確。

故選：D。

【點評】本題考查正弦式交變電流，會根據(jù)圖象求解交流電的最大值，知道求電荷量時用交流電的平均

值，求產(chǎn)生的熱量時用交流電的有效值。

7.（2025春?重慶月考）如圖所示，某理想變壓器的原副線圈分別接有三個阻值相同的定值電阻Ri、R2

和R3。正弦交流電源的輸出電壓有效值恒為U,當(dāng)開關(guān)S閉合時，兩理想交流電壓表的讀數(shù)均為Uo。

B.原副線圈匝數(shù)之比ni：n2=l：2

C.若斷開開關(guān)S,則Ri、R2消耗的電功率之比為4：1

D.若斷開開關(guān)S,則流過Ri、R2的電流之比為1：2

【考點】理想變壓器兩端的功率關(guān)系；理想變壓器兩端的電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】D

【分析】根據(jù)歐姆定律求解電流之比，從而求解原副線圈匝數(shù)之比；根據(jù)匝數(shù)比得到原線圈電壓，從而

得到電源電壓；斷開開關(guān)S后，流過Ri、R2的電流之比等于匝數(shù)反比，結(jié)合電功率公式分析。

【解答】解：B.設(shè)RI=R2=R3=R

開關(guān)S閉合時，通過原線圈的電流人

通過副線圈的電流為=的

可知原副線圈匝數(shù)之比9=-，解得也=2

?2hn2

故B錯誤；

A.原線圈兩端電壓U]=Uo

因此交流電源的輸出電壓有效值U=UO+UI,解得U=3Uo

故A錯誤;

D.斷開開關(guān)S后，流過Ri、R2的電流之比心解得=一

故D正確；

C.Ri、R2消耗的電功率之比詈=概，解*=[

故C錯誤。

故選：D。

【點評】本題考查了變壓器的動態(tài)分析問題，掌握變壓器的結(jié)構(gòu)、變壓比與變流比是解題的前提；分析

清楚圖示電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用歐姆定律、變壓器的變壓比與變流比、電功率公式即可解題。

多選題（共3小題）

（多選）8.（2025春?臺江區(qū)期中）風(fēng)力發(fā)電綠色環(huán)保、低碳，通過變壓器和遠(yuǎn)距離輸電線給用戶供電，

工作原理如圖所示。發(fā)電機(jī)線圈面積S=0.5m2、匝數(shù)N=100匝、電阻不計，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B

的勻強(qiáng)磁場中，線圈繞垂直磁場的水平軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速n=25r/s,其輸出端與升壓變壓器的原線圈相

連，輸出電壓Ui=250V,升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比ni：n2=5：48,輸出功率為12kW,降壓變

壓器的副線圈連接用戶，兩變壓器間的輸電線總電阻R=40Q,變壓器均為理想變壓器。用戶端工作電

壓為220V。下列說法正確的是（）

1

A.磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=擊T

B.用戶獲得的功率為UkW

C.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比n3：n4=10：1

D.若輸出電壓Ui不變，輸電線電流變大，則用戶端電壓變大

【考點】遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計算.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】BC

【分析】根據(jù)交流電最大值與有效值的關(guān)系即可求出；根據(jù)變壓比及功率關(guān)系可求出；根據(jù)變壓器動態(tài)

分析可判斷。

【解答】解：A.發(fā)電線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢表達(dá)式為Em=NBSs,3=2Tm,Ui=置=電等，代入數(shù)

據(jù)解得B=蓋，故A錯誤；

B.升壓變壓器副線圈的電壓為5=最5=等x250V=2400V,升壓變壓器副線圈的電流為匕=市=

糕罌4=54,則U3=U2-l2R=2400V-5X40V=2200V,用戶獲得的功率為P=U3l2=2200X5W=

llkW,故B正確；

C.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n3：n4=U3：U4=10：1,故C正確；

D.若輸出電壓Ui不變，則U2不變，輸電線電流變大，則U3減小，則U4減小，故D錯誤。

故選：BCo

【點評】本題主要考查變壓器相關(guān)知識，解題關(guān)鍵是知道變壓器原副線圈變壓比及功率關(guān)系，再根據(jù)變

壓器動態(tài)分析即可求出。

（多選）9.（2025?南開區(qū)二模）綠色環(huán)保、低碳出行已經(jīng)成為一種時尚，新能源汽車越來越受市民的喜

愛，正在加速“駛?cè)搿卑傩占?。某品牌電動汽車安裝充電樁的電路圖如下，已知總電源的輸出電壓Ui

=220V,輸出功率PI=3.3X1（）5W,輸電線的總電阻r=12Q,變壓器視為理想變壓器，其中升壓變壓

器的匝數(shù)比ni：n2=l：15,汽車充電樁的額定電壓為50V。下列說法正確的是（）

%

r充

nz大

U電

總電源|q4

5樁

升壓變壓器降壓變壓器

A.輸出功率Pi不變時，輸電電壓U2越高，輸電線上損失的功率越小

B.輸電線上的電流為100A

C.用戶獲得的功率為1.2X1（）5W

D.降壓變壓器的匝數(shù)比n3：IM=42：1

【考點】遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計算；電功和電功率的計算；變壓器的構(gòu)造與原理.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】ABD

【分析】理想變壓器的輸出功率等于輸入功率，根據(jù)電功率計算公式分析輸電線上損失的功率情況；確

定升壓變壓器的原線圈中的電流，根據(jù)理想變壓器原副線圈的電流比與匝數(shù)比的關(guān)系求得輸電線上的電

流；根據(jù)電功率計算公式求得輸電線上損失的功率，由能量守恒可得用戶獲得的功率；確定降壓變壓器

的副線圈中的電流，同理解得降壓變壓器的匝數(shù)比。

【解答】解：A、理想變壓器的輸出功率等于輸入功率，故電源輸出功率Pi不變時，升壓變壓器的輸

出功率P2不變，根據(jù)：P2=U2l2,輸電電壓U2越高，輸電線上的電流12越小，輸電線上損失的功率為

P損=/分，可得輸電線上損失的功率越小，故A正確；

B、根據(jù)：Pi=UiIi,可得升壓變壓器的原線圈中的電流為：11=祟=賺%4=1500A

根據(jù)理想變壓器原副線圈的電流比與匝數(shù)比的關(guān)系可得輸電線上的電流為：12=用=隸'

n215

1500X=100A,故B正確；

C、輸電線上損失的功率為Pig=r=1002X12W=1.2X105W

由能量守恒可得用戶獲得的功率為：P用=P1-P損=3.3X105W-L2X105W=2.1X1（）5W,故C錯誤；

P5

D、降壓變壓器的副線圈中的電流14=*=紅渭a=4200A

降壓變壓器的匝數(shù)比n3：n4=l4：12=4200：100=42：1,故D正確。

故選：ABDo

【點評】本題考查了遠(yuǎn)程輸電問題，考查了理想變壓器的工作原理，掌握理想變壓器原副線圈的電壓比、

電流比與匝數(shù)比的關(guān)系，掌握遠(yuǎn)程輸電問題中的功率關(guān)系。

（多選）10.（2025?南充模擬）如圖所示，為某小型交流發(fā)電機(jī)通過理想變壓器給負(fù)載供電的原理圖。矩

形金屬線圈繞垂直勻強(qiáng)磁場的軸00'勻速轉(zhuǎn)動，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為正T,已知發(fā)電機(jī)線圈匝數(shù)為100

2071

匝、電阻為1。、面積為0.02m2、轉(zhuǎn)動角速度為100nrad/s,變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n可調(diào)，定值電

阻R=16。。下列說法正確的是（）

'O'

A.交流電的周期為0.02s

B.線圈處于圖示位置時瞬時電動勢為10迎V

C.當(dāng)n=0.5時，理想交流電壓表示數(shù)為10V

D.當(dāng)n=0.25時，定值電阻R有最大功率25W

【考點】理想變壓器兩端的功率關(guān)系；正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式及推導(dǎo)；交流電表的讀數(shù)；變壓器

的構(gòu)造與原理.

【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力.

【答案】AD

【分析】根據(jù)周期和角速度的關(guān)系計算；在中性面位置磁通量的變化率最小為零；交流電壓表測量的是

電壓的有效值，不知道匝數(shù)比，無法計算；先計算定值電阻在原線圈電路中的等效電阻，當(dāng)線圈電阻和

定值電阻的有效值相等時消耗的功率最大。

【解答】解：A、交流電的周期為T=1J=襦s=0.02s,故A正確；

B、線圈處于圖示位置是中性面位置，此時磁通量的變化率最小為零，所以此時的順勢電動勢為零，故

B錯誤；

C、線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為Em=NBS3=100x奈x0.02xlOOnV=10&V,電動勢的

有效值為E=^=臂V=10V,電壓表的示數(shù)等于變壓器的輸入電壓，因為不知道匝數(shù)關(guān)系所以電壓

表的示數(shù)無法計算，故C錯誤。

D、當(dāng)n=0.25時，定值電阻在原線圈的電路中的等效電阻為R』n2R=0.252xi6C=lQ,和線圈的內(nèi)

22

阻相等，所以電源的輸出功率最大，即定值電阻消耗的功率最大，為%=窘=捺勿=25勿，故D

正確。

故選：ADo

【點評】知道定值電阻的等效電阻和線圈電阻相等時，定值電阻的功率最大是解題的關(guān)鍵。

三.填空題（共3小題）

11.（2025春?泉州期中）家用電子調(diào)光燈的調(diào)光原理是用電子線路將輸入的正弦式交流電壓的波形截去一

部分來實現(xiàn)調(diào)節(jié)電壓，從而調(diào)節(jié)燈光的亮度。某電子調(diào)光燈經(jīng)調(diào)整后的電壓波形如圖所示，則電壓有效

值為110Vo若將此電壓加在阻值R=121。的電熱絲兩端，功率為100W?

【考點】正弦式交變電流的有效值；歐姆定律的簡單應(yīng)用；電功和電功率的計算.

【專題】定量思想；歸納法；交流電專題；理解能力.

【答案】110,100。

[j2

【分析】根據(jù)電流的熱效應(yīng)計算電壓的有效值，根據(jù)P=與計算電熱絲的功率。

K

?202

U92（方）T

【解答】解：設(shè)電壓的有效值為U,根據(jù)焦耳定律有一7==Jx-+0,解得U=110V。電熱絲

RR2

"211

的功率為P=萬=-r^rW=100W

K±Z1

故答案為：110,100o

【點評】掌握交流電有效值的計算方法是解題的基礎(chǔ)。

12.（2025春?泉州期中）如圖所示，邊長為L、繞線N匝、總電阻為r的正方形線圈abed處于磁感應(yīng)強(qiáng)

度為B、水平向右的勻強(qiáng)磁場中，線圈以角速度3繞軸OO'勻速轉(zhuǎn)動，外接電阻值為R,則圖示位置

線圈處于與中性面垂直的位置（選填“中性面”或“與中性面垂直”），在線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過60°

V3NBL2

角的過程中，通過電阻R的電荷量4=

2(7?+r)

【考點】計算線圈轉(zhuǎn)動過程中的電荷量；交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

J3NBL2

【答案】與中性面垂直；

【分析】根據(jù)中性面和與中性面垂直的位置處磁通量的區(qū)別，結(jié)合圖像，即可區(qū)分圖示位置是哪種位置；

由電流定義式、法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律，即可計算通過電阻的電荷量。

【解答】解：由中性面處，磁通量為最大值；與中性面垂直的位置處，磁通量為0,結(jié)合圖示位置，可

知圖示位置為與中性面垂直的位置；

2—

由電流定義式：7=養(yǎng)，法拉第電磁感應(yīng)定律：E=NBL^60°,閉合電路歐姆定律：7=黑，解得

V3NBL2

通過電阻的電荷量為:

2(R+r)

V3NBL2

故答案為：與中性面垂直;

2(R+r)

【點評】本題考查交流電的相關(guān)計算，關(guān)鍵是掌握電流平均值的應(yīng)用，結(jié)合電流定義式、閉合電路歐姆

定律，即可得到電荷量。

13.（2025春?臺江區(qū)校級期中）如圖甲，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10：1,電表為理想交流電表,

在原線圈兩端接入如圖乙所示的電壓，電壓表的讀數(shù)為10膜Vo若滑片P從a端向b端滑動，電

流表讀數(shù)將增大（選填“增大”、“不變”或“減小”），電壓表讀數(shù)將不變（選填“增大”、

“不變”或“減小”）。

甲

【考點】變壓器的動態(tài)分析一一原線圈無負(fù)載.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】10/；增大；不變

【分析】由電壓有效值定義求解電壓表示數(shù)，若滑片P從a端向b端滑動，滑動變阻器接入電路的電阻

增大，根據(jù)“串反并同”分析電流表示數(shù)的變化。

【解答】解：假設(shè)原線圈電壓有效值為Ui,由電壓有效值定義可得

U?(2001/)21

—T=-------------X-

RR2

解得

U1=100回

副線圈電壓為

g=也小解得》=10V27

nl

所以電壓表的讀數(shù)為10/V。

副線圈電壓值U2不變，所以電壓表的示數(shù)不變，滑片P從a端向b端滑動時接入電路的阻值變大，Ri

與R2的并聯(lián)阻值變大，由串聯(lián)電路電壓分配原理可知，電阻R1的電壓變大，所以電流表的示數(shù)增大。

故答案為：10V2；增大；不變

【點評】本題主要是考查了變壓器的知識;解答本題的關(guān)鍵是知道理想變壓器的電壓之比等于匝數(shù)之比,

掌握變壓器動態(tài)分析的方法。

四.解答題（共2小題）

14.（2025春?廣州期中）某節(jié)能儲能輸電網(wǎng)絡(luò)圖如圖甲所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓Ui=210V,輸出功率Pi

=500kW,降壓變壓器的匝數(shù)比n3：iu=40：1,輸電線總電阻R=80Q,其余線路電阻不計。電力負(fù)荷

低谷期時，用戶端電壓U4=220V,功率P4=22kW,一般這時抽水儲能站通過蓄能機(jī)帶動水泵，如圖

乙所示，把水抽至上庫，在電力負(fù)荷高峰期再放水至下庫發(fā)電，填補用電缺口。抽水儲能站上庫的最大

容量是固定的，抽水儲能的效率T］抽=80%,儲能站將水的勢能轉(zhuǎn)化為電能的效率1］發(fā)=90%。所有變壓

器均為理想變壓器。求：

上五游上、下水流

管道

蓄能機(jī)

h

I下庫

下游

甲乙

（1）輸電線上損失的功率P損以及升壓變壓器的匝數(shù)比ni：n2；

（2）發(fā)電機(jī)輸送給儲能站的功率P儲；

（3）若開始時儲能站上庫處于干涸狀態(tài)，在電力負(fù)荷低谷時抽水儲能站給上水庫蓄滿水需要累積用時

t=lX106s,請問在用電高峰期，把儲能站上庫蓄的水全部用來發(fā)電，能發(fā)出多少焦耳的電能？（計算

結(jié)果保留一位有效數(shù)字）

【考點】遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計算；變壓器的構(gòu)造與原理.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

7

【答案】（1）輸電線上損失的功率為500W,升壓變壓器的匝數(shù)比為一；

300

（2）發(fā)電機(jī)輸送給儲能站的功率為477.5kW；

（3）在用電高峰期，把儲能站上庫蓄的水全部用來發(fā)電，能發(fā)出4義IO1】J的電能。

【分析】（1）首先計算用戶端電流，根據(jù)降壓變壓器匝數(shù)比得到輸電線電流，結(jié)合輸電線電阻求出電壓

損失。根據(jù)降壓變壓器原副線圈電壓關(guān)系得到原線圈電壓，加上電壓損失得到升壓變壓器副線圈電壓,

最后利用匝數(shù)比與電壓比的關(guān)系求出升壓變壓器匝數(shù)比。通過輸電線電流和電阻計算輸電線上損失的功

率；

(2)發(fā)電機(jī)總輸出功率減去用戶端功率和線路損失功率即為輸送給儲能站的功率；

(3)①儲能站功率乘以時間再乘以抽水效率等于水的重力勢能變化，水的重力勢能乘以發(fā)電效率即為

可發(fā)電量。

【解答】解：(1)用戶電流14=需

解得：14=100A

輸電線電流13=*/4

n3

解得13=2.5A

輸電線上損失的電壓AU=l3R

解得AU=200V

降壓變壓器原線圈電壓U3=—U4

九4

解得U3=8800V

升壓變壓器副線圈電壓U2=U3+AU=8800V+200V=9000V

升壓變壓器的匝數(shù)比n..==U—^=2——10=—7

n2U29000300

輸電線上損失的功率為△P=ZjR

解得P報=500W

(2)理想變壓器無功率損失，輸送給儲能電站的功率為PfgnPi-P4-AP=500kW-22kW-500W=

477.5kW

(3)由題意知，輸送給儲能電站的能量全部用來抽水，抽水耗能與抽水儲能的關(guān)系為w儲=n抽P儲t

且轉(zhuǎn)化為水的重力勢能存儲起來，即n抽p?st=pVgh

放水發(fā)的電為發(fā)pvgh

代入數(shù)據(jù)得w發(fā)-

7

解：(1)輸電線上損失的功率為500W,升壓變壓器的匝數(shù)比為一；

300

(2)發(fā)電機(jī)輸送給儲能站的功率為477.5kW；

(3)在用電高峰期，把儲能站上庫蓄的水全部用來發(fā)電，能發(fā)出4X10UJ的電能。

【點評】本題綜合考查變壓器、輸電線路損耗、能量轉(zhuǎn)化與守恒等電學(xué)和力學(xué)知識，計算量較為繁瑣但

步驟清晰。題目通過抽水儲能電站的實際情境，將電功率計算與機(jī)械能轉(zhuǎn)化巧妙結(jié)合，既檢驗了理想變

壓器和輸電損耗的基礎(chǔ)公式應(yīng)用，又需要學(xué)生建立能量轉(zhuǎn)化效率的物理模型。第三問通過水庫儲能問題,

將電學(xué)與重力勢能計算有機(jī)銜接，體現(xiàn)了物理知識的實際應(yīng)用價值。解題時需注意區(qū)分不同環(huán)節(jié)的效率

計算，避免混淆輸入輸出功率關(guān)系。

15.(2025春?順義區(qū)校級期中)如圖所示，一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)有n=100匝矩形線圈，線圈面積S=0.10m2,

線圈電阻可忽略不計。在外力作用下矩形線圈在B=0.10T勻強(qiáng)磁場中，以恒定的角速度3=100Ttrad/s

繞垂直于磁場方向的固定軸00,勻速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)線圈兩端與R=100。的電阻構(gòu)成閉合回路。求：

(1)從線圈經(jīng)過圖示位置開始計時，寫出線圈內(nèi)的電流隨時間變化的函數(shù)關(guān)系式；

(2)求閉合回路的發(fā)熱功率；

(3)從線圈經(jīng)過圖示位置開始計時，求經(jīng)過二分之一周期時間通過線圈導(dǎo)線某截面的電荷量。

0

【考點】計算線圈轉(zhuǎn)動過程中的電荷量；計算從不同位置開始計時交變電流的表達(dá)式；用有效值計算交

流電路的電功、電功率和焦耳熱.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】(1)線圈內(nèi)的電流隨時間變化的函數(shù)關(guān)系式為i=nsinl00m(A)；

(2)閉合回路的發(fā)熱功率為50n2w；

(3)經(jīng)過二分之一周期時間通過線圈導(dǎo)線某截面的電荷量為0.02C。

【分析】(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律，可得到感應(yīng)電動勢的表達(dá)式，結(jié)合閉合電路歐姆定律，即可得到

電流隨時間變化的函數(shù)關(guān)系式；

(2)由有效值與峰值的關(guān)系，可得到感應(yīng)電流的有效值；由發(fā)熱功率的表達(dá)式，即可得到閉合回路的

發(fā)熱功率；

(3)由電流定義式、閉合電路歐姆定律、法拉第電磁感應(yīng)定律，結(jié)合圖示位置，可知經(jīng)過二分之一周

期時間內(nèi)，通過線圈導(dǎo)線某截面的電荷量。

【解答】解：(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律，可得到感應(yīng)電動勢的表達(dá)式：Em=nBSa),結(jié)合閉合電路歐

姆定律：包=爭，可得到感應(yīng)電流的峰值為：Im=7T(A),

結(jié)合圖示位置，可得到電流隨時間變化的函數(shù)關(guān)系式：i=irsinl00m(A)；

(2)由有效值與峰值的關(guān)系：/=號，可得到感應(yīng)電流的有效值：l=(A)；

由發(fā)熱功率的表達(dá)式：P=FR,即可得到閉合回路的發(fā)熱功率為P=50TT2W；

(3)由電流定義式：7=養(yǎng)閉合電路歐姆定律：7=后法拉第電磁感應(yīng)定律：E=n羿，其中：4=%,

結(jié)合圖示位置，可知經(jīng)過二分之一周期時間內(nèi)，通過線圈導(dǎo)線某截面的磁通量變化量為：△①=2BS,

解得電荷量：q=0.02C。

答：(1)線圈內(nèi)的電流隨時間變化的函數(shù)關(guān)系式為i=TrsinlOOm(A)；

(2)閉合回路的發(fā)熱功率為50Tt2W；

(3)經(jīng)過二分之一周期時間通過線圈導(dǎo)線某截面的電荷量為0.02C。

【點評】本題考查交流電的相關(guān)計算，關(guān)鍵是掌握峰值、有效值、平均值的關(guān)系及適用條件。

考點卡片

1.歐姆定律的簡單應(yīng)用

【知識點的認(rèn)識】

歐姆定律

1.內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟它的電阻R成反比.

2.表達(dá)式：1=/；

3.適用條件：適用于金屬和電解液導(dǎo)電，氣體導(dǎo)電和半導(dǎo)體元件不適用.

4.導(dǎo)體的伏安特性曲線：用橫軸表示電壓U,縱軸表示電流I,畫出的I-U關(guān)系圖線.

(1)線性元件：伏安特性曲線是直線的電學(xué)元件,適用于歐姆定律.

(2)非線性元件：伏安特性曲線為曲線的電學(xué)元件，即非線性元件的電流與電壓不成正比.

【命題方向】

(1)第一類常考題型是考查歐姆定律不同表達(dá)式的物理意義：

對于歐姆定律的理解，下列說法中錯誤的是()

A.由1=稱，通過電阻的電流強(qiáng)度跟它兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比

B.由U=IR,對一定的導(dǎo)體，通過它的電流強(qiáng)度越大，它兩端的電壓也越大

C.由R=S，導(dǎo)體的電阻跟它兩端的電壓成正比，跟通過它的電流強(qiáng)度成反比

D.對一定的導(dǎo)體，它兩端的電壓與通過它的電流強(qiáng)度的比值保持不變

分析：根據(jù)歐姆定律的內(nèi)容可知，通過電阻的電流強(qiáng)度跟它兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比，電阻

的大小是由導(dǎo)體本身決定的，與電壓的大小無關(guān).

解：A、根據(jù)歐姆定律可知，通過電阻的電流強(qiáng)度跟它兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比，所