交變電流 章末綜合檢測（提升卷）解析版-2024-2025學年高二物理（人教版選擇性必修第二冊）

交變電流章末綜合檢測（提升卷）

（考試時間：100分鐘試卷滿分：100分）

一、選擇題（本題共20小題，共45分。在每小題給出的四個選項中，第175題只有一項符合題目要

求，每小題2分；16~20題有多項符合題目要求，全部選對的得3分，選對但不全的得1分，有選錯的

得0分。）

1.（23-24高二下?四川綿陽?期中）“南鯉號”稱之為“海上充電寶”，是一個利用海浪發(fā)電的大型海上電站,

其發(fā)電原理是海浪帶動浪板上下擺動，從而驅動發(fā)電機轉子轉動，其中浪板和轉子的鏈接裝置使轉子只能

單方向轉動。若轉子帶動線圈如下圖逆時針轉動，并向外輸出電流，則下列說法正確的是（）

A.線圈轉動到如圖所示位置時穿過線圈的磁通量最大

B.線圈轉動到如圖所示位置時產(chǎn)生的電動勢為零

C.線圈轉動到如圖所示位置時其靠近N極的導線框受到的安培力方向向上

D,線圈轉動一周電流方向改變兩次，圖示位置正是電流變向的時刻

【答案】C

【解析】A.線圈轉動到如圖所示位置時穿過線圈的磁通量為零，最小，故A錯誤；

B.線圈轉動到如圖所示位置時，磁通量變化率最大，根據(jù)法拉第電磁感應定律，此時產(chǎn)生的電動勢最大,

不為零，故B錯誤；

C.根據(jù)右手定則可知，線圈轉動到如圖所示位置時a端電勢高于6端電勢，根據(jù)左手定則可知，線圈轉動

到如圖所示位置時其靠近N極的導線框受到的安培力方向向上，故C正確；

D.線圈轉動一周電流方向改變兩次，線圈經(jīng)過中性面一次電流方向改變，圖示位置是峰值面，故圖示位置

不是電流變向的時刻，故D錯誤。

故選C。

2.（23-24高二下?北京?期中）如圖（a）_（b）_（c）—（d）-（e）過程是交流發(fā)電機發(fā)電的示意圖。

線圈的湖邊連在金屬滑環(huán)K上，cd邊連在金屬滑環(huán)L上，用導體制成的兩個電刷分別壓在兩個滑環(huán)上,

線圈在轉動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路連接。下列說法正確的是（）

A.圖（a）中，線圈平面與磁感線垂直，磁通量變化率最大

B.從圖（b）開始計時，線圈中電流i隨時間t變化的關系是，=4^畝創(chuàng)

C.當線圈轉到圖（c）位置時，感應電流最小，且感應電流方向改變

D.當線圈轉到圖（d）位置時，感應電動勢最大，cd邊感應電流方向為c—d

【答案】C

【解析】A.圖（a）中，線圈在中性面位置，故穿過線圈的磁通量最大，磁通量變化率為0,故A錯誤;

B.從線圈在中性面位置開始計時的表達式才是；Osin。/,故B錯誤;

C.當線圈轉到圖（c）位置時，線圈在中性面位置，故穿過線圈的磁通量最大，產(chǎn)生的感應電流最小為零,

電流方向將改變，故C正確；

D.當線圈轉到圖（d）位置時，磁通量最小，磁通量的變化率最大，故感應電動勢最大，cd邊感應電流方

向為d-c,故D錯誤。

故選Co

3.（24-25高三上?天津南開?期末）電動汽車制動時可利用車輪轉動將其動能轉換成電能儲存起來。制動時

車輪轉動帶動磁極繞固定的線圈旋轉，在線圈中產(chǎn)生交變電流。若，=0時磁場方向恰與線圈平面垂直，磁

極位置如圖甲所示，磁極勻速轉動，線圈中的電動勢隨時間變化的關系如圖乙所示。將兩磁極間的磁場近

似視為勻強磁場，下列說法正確的是（）

A./=0時線圈中磁通量為0,磁通量變化率最大

B.1=%時線圈中電流方向由P指向0

2R

C.。?％過程，線圈中的平均感應電動勢大小為冬

71

2nt

D.線圈中的電動勢瞬時值表達式為e=&cos

【答案】C

【解析】A.，=0時線圈中磁通量最大，磁通量變化率為零，選項A錯誤;

B.根據(jù)右手定則，f=%時線圈中電流方向由。指向尸，選項B錯誤;

C.0?4過程，線圈中的平均感應電動勢大小為

△①BS2nBS(oIE,

E=n---=n

At_1_2^7171

4co

選項c正確;

D.線圈中的電動勢瞬時值表達式為

2兀

e=Emsin(旬=Emsin

選項D錯誤。

故選C。

4.（2023?江蘇南京?模擬預測）如圖所示，交流發(fā)電機的矩形線框共有N=100匝，總電阻，-nLOQ,

BC=AD=AB=DC=Q.lmo繞垂直于磁場方向的對稱軸。O'以o=400rad/s的轉速勻速轉動，給火=7.0。

的電阻供電。線框所在勻強磁場的磁感應強度8=01T,其處于中性面時開始計時，則（）

A.電阻R兩端的最大電壓為40V

JT

B.通過R的電流方向在0~葡『內改變1次

JT

C.在o內外力至少對系統(tǒng)做功TTJ

jr|

D.在0~W^s內通過線框導線橫截面的電荷量為

1200160

【答案】D

【解析】A.線圈產(chǎn)生感應電動勢的最大值為

=A^5^=100x0.1x0.1x0.1x400V=40V

根據(jù)閉合電路歐姆定律可知電阻R兩端的最大電壓為

*=￡幣3

故A錯誤;

B.交變電流的周期為

口200

jr

可知通過區(qū)的電流方向在0~^s內改變2次。故B錯誤;

C.線圈產(chǎn)生感應電動勢的有效值為

Fr-

E=-^=20V2V

V2

在0~^s內外力對系統(tǒng)做功的最小值為整個電路消耗的電能，即

W=-^—T=-i

R+r2

故C錯誤;

D.依題意，可得

71T

Z-T200S__6

jr

此時線圈平面與中性面夾角為60°,則在0~金$內通過線框導線橫截面的電荷量為

-E①/NBScos6001八

q=It=------1=N-------------=-------------=——C

R+rtR+r2（R+r）160

故D正確。

故選D。

5.如圖甲所示為一臺小型發(fā)電機的示意圖，單匝線圈逆時針轉動。若從中性面開始計時，產(chǎn)生的電動勢隨

時間的變化規(guī)律如圖乙所示。已知發(fā)電機線圈內阻不計，外接燈泡的電阻為尺=2Q,理想電壓表與燈泡并

聯(lián)。則下列判斷正確的是（）

圖甲圖乙

A.，=0.01s時，線圈位置與中性面重合

B.=0.005s時，電壓表讀數(shù)為6行V

C.燈泡的電功率為36W

D.e隨f變化的規(guī)律為0=6行5也504\)

【答案】A

【解析】A.，=0.01s時，感應電動勢為零，線圈位置與中性面重合，故A正確;

B.電壓表讀數(shù)為有效值，由圖乙知線圈電動勢為Em=6后，其有效值為

電路中的電流為

電壓表示數(shù)為

U=IR=6N

故B錯誤；

C.燈泡的電功率為

P=/2R=18W

故C錯誤；

D.e隨/變化的規(guī)律為

e=Emsin<ot（N）

其中

Em=672V,?=y,T=0.02s

帶入數(shù)據(jù)，得

e=6V2sinlOO7TZ（V）

故D錯誤;

故選擇：Ao

6.（24-25高三下?廣東?開學考試）某同學制作一個發(fā)電機裝置如圖甲所示。線圈在圓柱體磁極內上下往復

運動切割磁感線而產(chǎn)生感應電動勢，再將線圈與阻值為9。的小燈泡串聯(lián)，小燈泡恰好正常發(fā)光。線圈匝

數(shù)為50,線圈總電阻為1O,線圈半徑為二m,速度隨時間的變化如圖乙所示呈正弦波形變化，線圈所處

n

位置的磁感應強度大小為0.1T。下列說法正確的是（）

線圈

A.線圈中電流的周期為0.2sB.線圈中電動勢的峰值為收V

C.線圈中電流的有效值為0.2AD.燈泡的功率為0.72W

【答案】C

【解析】A.由圖乙可知，交流電的周期0.4s,故A錯誤;

B.線圈中電動勢的峰值為

Em=NBLvm=NB2nRvm=2近V

故B錯誤;

C.根據(jù)速度是正弦變化，故線圈中電動勢的有效值為

F

E有=-^=2V

V2

線圈中電流的有效值

金=^^=0.2A

有R+r

故C正確;

D.燈泡的功率為

P=I\R=636W

故D錯誤。

故選c。

7.（23-24高三上?江西贛州?月考）某型號電熱水杯的銘牌如圖所示，根據(jù)銘牌可知此型號電熱水杯正常工

作時的交變電流i隨時間，變化的圖像應為（）

【答案】D

【解析】根據(jù)銘牌可知額定電壓220V,額定功率440W,額定頻率為50Hz,則此型號電熱水杯正常工作時

交變電流的周期為

r=—=—s=0.02s

f50

此型號電熱水杯正常工作時交變電流的有效值為

,P440WC.

I=—=--------=2A

U220V

則此型號電熱水杯正常工作時交變電流的最大值為2&A。

故選D。

8.（2024?江蘇南京?二模）把帶鐵芯的線圈Z（電阻忽略不計）、電容器、小燈泡、開關、直流恒壓電源

DC和交流電源AC（直流恒壓電源的電壓與交流電源電壓的有效值相等），分別組成如下電路，其中小燈

泡最鳧的是（）

【答案】A

【解析】線圈具有阻交流、通直流的特點，電容器具有隔直流、通交流的特點，電容器對交流電具有容抗,

故直流電源接線圈時，對電流阻礙作用最小，小燈泡最亮。

故選Ao

9.（24-25高三上?北京通州?期末）手機無線充電技術越來越普及，如圖甲所示是某款手機無線充電裝置,

其工作原理如圖乙所示，其中送電線圈和受電線圈匝數(shù)比4：%送電線圈所接電阻4的阻值為40。。

當面間接上220V的正弦交變電源后，受電線圈中產(chǎn)生交變電流給手機充電，這時手機兩端的電壓為5V,

流經(jīng)手機的電流為5A。若把裝置線圈視為理想變壓器，下列說法正確的是（）

受電線圈

送電線圈

甲乙

A.受電線圈c"兩端電壓。2為22VB.送電線圈的電流為50A

C.而間輸入功率為1100wD.電阻&的阻值為3。

【答案】D

【解析】B.設通過送電線圈和受電線圈的電流分別為/八h，且4=5A,根據(jù)理想變壓器的電流關系

/[:Z2=M2:?j=1:10

解得

lx=0.5A

故B錯誤；

AD.根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)關系有

10

U2n21

解得

又

UH&,S=/24+5V

整理可得

220=10%+0.5%仇=5凡+5

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得

U2=20V,為=30

故A錯誤，D正確;

C.根據(jù)

P=UJ

ab間輸入功率為

尸=110W

故C錯誤。

故選D。

10.（24-25高二上?河南漠河?期末）我國在遠距離高壓輸電方面取得了巨大成就，下圖是遠距離高壓輸電

的原理圖，其中E為交流電源，電阻r為輸電線上的電阻，A為理想電流表，V為理想電壓表，R為滑動變

阻器，Li以及一系列燈泡L2至Ln為用電器，下列說法正確的是（）

A.增加接入電路的用電器數(shù)量，原有用電器的功率將會減小

B.減少接入電路的用電器數(shù)量，電壓表示數(shù)將減小

C.將滑動變阻器滑片向上移動，燈泡J變亮，其他燈泡都變暗

D.增加接入電路用的電器后電壓表示數(shù)變化量大小\U與電流表示數(shù)變化量大小AZ的比值減小

【答案】A

【解析】A.降壓變壓器的等效電阻為尺等=》

,21

增加接入電路的用電器數(shù)量，則R次減小，R避小，則因升壓變壓器次級電壓一定，可導致輸電線上電流

變大，輸電線上損失的電壓變大，降壓變壓器初級電壓減小，次級電壓也減小，則原有用電器兩端電壓減

小，則原有電器的功率將會減小，選項A正確；

B.減少接入電路的用電器數(shù)量，則R次變大，R等變大，則因升壓變壓器次級電壓一定，可導致輸電線上電

流變小，輸電線上損失的電壓變小，電壓表示數(shù)將增加，選項B錯誤；

C.將滑動變阻器滑片向上移動，R變大,則次級電阻R次變大，E等變大，可導致輸電線上電流變小，輸電

線上損失的電壓變小，降壓變壓器初級電壓變大，次級電壓也變大，其他燈泡都變亮，初級電流減小，則

次級電流變小，小燈泡Li變暗，選項C錯誤；

D.根據(jù)U=一/廠

升壓變壓器次級電壓U/2不變，則增加接入電路用的電器后電壓表示數(shù)變化量大小與電流表示數(shù)變化量

大小A7的比值之“不變,選項D錯誤。

故選Ao

11.（2025?山西臨汾?一模）如圖為一理想變壓器，其原線圈與一電壓有效值不變的交流電源相連，Q為滑

片。現(xiàn)令Q從均勻密繞的副線圈最下端開始，沿副線圈勻速上滑，用人表示通過原線圈的電流的有效值，P

表示定值電阻R的功率。下列各圖中，能夠正確反映相應物理量的變化規(guī)律的是（）

【答案】D

【解析】AB.設原線圈的匝數(shù)為%,副線圈的匝數(shù)為％,交流電源電壓的有效值為口，根據(jù)理想變壓器得

原理可知

U2n2

解得副線圈電壓的有效值

%

當。從均勻密繞的副線圈最下端開始，沿副線圈勻速上滑時，副線圈的匝數(shù)“均勻增大，由于-不變，故

4均勻增大，根據(jù)歐姆定律

可知，副線圈中電流的有效值4均勻增大，根據(jù)變壓器原副線圈電流關系

，2n\

解得

1I\=①172

由于名不變，%、4都是均勻增大，故人一不是正比關系，/「「應是正比關系，AB錯誤；

CD.定值電阻的功率

P=I1R

結合上述分析可知，A均勻增大，故成正比，即尸-「成正比，C錯誤，D正確。

故選D。

12.（2024?山東濟南?模擬預測）如圖乙所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖，圖甲為升壓變壓器輸入電壓

隨時間變化的圖像。在輸電線路起始端接入I、H兩個互感器，兩互感器原副線圈的匝數(shù)比分別為484:1和

1:100,電壓表的示數(shù)為100V,電流表的示數(shù)為1A,兩電表圖中未標出，輸電線路總電阻尸10。。用戶端

電壓為220V,所有變壓器及互感器均視為理想變壓器。下列說法正確的是（）

A.互感器I是電流互感器，互感器n是電壓互感器

B.降壓變壓器的匝數(shù)比220:1

C.輸電線上損耗的功率Ixlfpw

D.當用戶使用的用電設備增多時，電壓表的示數(shù)變大

【答案】c

【解析】A.互感器I并聯(lián)在零火線上，所以是電壓互感器，互感器串聯(lián)在電路中，是電流互感器，故A錯

誤；

B.電壓表的示數(shù)為100V,匝數(shù)比為484:1,所以輸送電壓為

U2=生。=48400V

?2

電流表的示數(shù)為1A,互感器原、副線圈的匝數(shù)比1:100,則線路上電流

/r=-^/=100A

?i

線路上損耗的電壓

u損=/,=1000W

降壓變壓器輸入電壓

=。2-4=47400W

故升壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比為

n3_U3_2370

故B錯誤；

C.線路上損耗的功率為

場=/）=lxl（）5w

故C正確；

D.用戶使用的用電設備增多，不影響升壓變壓器的輸出電壓，所以電壓表示數(shù)不變，故D錯誤。

故選C。

13.（23-24高二下?北京順義?月考）中國發(fā)布的“雙碳戰(zhàn)略”，計劃到2030年實現(xiàn)碳達峰、2060年實現(xiàn)碳

中和。電力作為遠程輸送能量的載體，特高壓遠距離輸送清潔電能是實現(xiàn)碳中和的重要途徑之一、若在輸

送電能總功率不變的情況下，僅將原來的500kV高壓輸電升級為1000kV的特高壓輸電，下列說法正確的

是（）

A.輸電電流會變?yōu)樵瓉淼?倍

B.若輸電線不變，則輸電線上損失的電壓變?yōu)樵瓉淼?

c.若輸電線不變，則輸電線上損失的功率變?yōu)樵瓉淼?

D.若輸電線損失功率不變，則使用相同材料、粗細的輸電線傳輸距離是原來的4倍

【答案】D

【解析】A.由公式

P=UI

可知，在輸電功率不變的情況下，電壓升高為原來的2倍，則輸送電流變?yōu)樵瓉淼纳?，故A錯誤；

BC.導線上損失的電壓，損失的功率分別為

\U=Ir

AP=I2r

若輸電線不變，則輸電線上損失的電壓變?yōu)樵瓉淼膿p失的功率變?yōu)樵瓉淼?，故BC錯誤；

D.由于輸送電流變?yōu)樵瓉淼纳?，要保持輸電線損失功率不變，輸電線的阻值應變?yōu)樵瓉淼?倍，由電阻定

律可得

R=p—

S

使用相同材料、粗細的輸電線傳輸距離是原來的4倍，故D正確。

故選D。

14.我國的特高壓輸電技術居世界第一，如圖所示，發(fā)電站輸出穩(wěn)定的電壓，經(jīng)升壓變壓器工升至特高壓

進行遠距離輸送，再經(jīng)過降壓變壓器匚降壓后供用戶端使用，用戶端電阻可分為持續(xù)用電用戶電阻（設為

定值電阻與）和靈活用電用戶電阻（設為可變電阻鳥）,輸電線電阻，?不可忽略，下列說法正確的是（）

A.用電高峰期時，相當于此變大

B.用電高峰期時，尺兩端電壓變大

C.在不改變輸送電能總功率的前提下，對比普通的高壓輸電，使用特高壓輸電可以使舄兩端電壓更大

D.在不改變輸送電能總功率的前提下，對比普通的高壓輸電，使用特高壓輸電會使輸電線上電能損耗

升高

【答案】c

【解析】A.因用電器都是并聯(lián)使用，因此在用電高峰時，用電器增加，相當于為變小，故A錯誤；

B.用電高峰期時，相當于此變小，降壓變壓器副線圈的電流增大，由變壓器原理可知，降壓變壓器原線圈

的電流增大，導致輸電線上的電壓降增大，發(fā)電站輸出電壓穩(wěn)定，則有降壓變壓器的原線圈兩端電壓減小,

副線圈輸出電壓減小，使4兩端電壓變小，故B錯誤：

CD.在不改變輸送電能總功率的前提下，由尸=S可知，使用特高壓輸電，輸電線上的電流大幅度減小,

輸電線上的電壓降AU="減小，則降壓變壓器原線圈兩端的電壓比普通的高壓輸電時高，則4兩端電壓更

大；輸電線上的電能損耗與=六，因輸電線上電流減小，可知輸電線上電能損耗降低，故C正確，D錯

誤。

故選C。

15.西藏那曲市色尼區(qū)歐瑪亭嘎風電廠是當前世界超高海拔地區(qū)單機容量最大、裝機規(guī)模最大的風電項目。

如圖是發(fā)電廠輸電網(wǎng)絡供電的原理圖。已知發(fā)電機轉子以角速度。勻速轉動，輸電線上的總電阻凡=60

。，輸電線上消耗的功率為3840W,升壓變壓器的匝數(shù)比為1：40,降壓變壓器的匝數(shù)比為50：1,用戶端獲

得220V的電壓。不計其余電阻，下列說法正確的是（）

A.輸電線上的電流為6A

B.發(fā)電機輸出電壓的最大值為287V

C.用戶獲得的功率為88kW

D.若轉子角速度。增加一倍，則%消耗的功率為7680W

【答案】C

【解析】A.根據(jù)輸電線上消耗的功率

AP=凰凡

可得

/線=8A

故A錯誤;

B.輸電線上損失的電壓

AU=/線與=480V

根據(jù)電壓比與匝數(shù)比的關系可知

U3_2

u4%

可得降壓變壓器的輸入電壓

U}=11000V

升壓變壓器的輸出電壓

t/2=J73+AC7=11480V

根據(jù)電壓比和匝數(shù)比的關系可知

幺=&

可得發(fā)電機輸出電壓的有效值

Ux=287V

則最大值為

Um==2870V

故B錯誤；

C.根據(jù)公式

，線="4

A%

解得

Z4=400A

所以用戶得到的功率

P=UJ*=88kW

故C正確；

D.轉子轉動產(chǎn)生的電動勢有效值

E=~NBSm

2

轉子角速度。增加一倍，變壓器、負載不變，則E變?yōu)樵瓉淼?倍，故通過島的電流變?yōu)樵瓉淼?倍，根

據(jù)

P=I2R

可知&上消耗的功率變?yōu)樵瓉淼?倍，大小為15360W,故D錯誤。

故選C。

16.（2025?河南鄭州?一模）如圖所示，半徑為『的絕緣筒處在輻射狀磁場中（左圖中未畫全），磁感應強

度大小為8,方向垂直于絕緣筒向內（如右圖）。在絕緣筒表面粘貼了一張長為。、寬為6的薄銅片。絕緣筒

右側通過兩根細金屬棒與電阻R相連。金屬棒相互平行且間距為d,左側與圓筒接觸良好。金屬棒和銅片的

電阻可忽略。絕緣筒在外力作用下以角速度。按圖示方向勻速轉動，則（）

A.轉動過程中，外力功率恒定

B.絕緣筒轉動一周克服安培力做功旦我心

R

C.銅片上下邊緣間的電勢差大小為反且下邊緣電勢高

D.若絕緣筒的角速度變成2。，則電阻R的熱功率變?yōu)樵瓉淼?倍

【答案】BC

【解析】A.金屬棒左側如果沒有接觸薄銅片時，回路中沒有感應電流，外力做功為零，如果接觸薄銅片,

回路中有感應電流，外力做功不為零，所以轉動過程中，外力功率不恒定，故A錯誤;

B.金屬棒左側接觸薄銅片時，回路中的感應電流為

Bdrm

R

絕緣筒轉動一周克服安培力做功為

B2d2brco

W=Blab=------------

R

故B正確;

C.根據(jù)法拉第電磁感應定律可得銅片上下邊緣間的電勢差大小為3〃。，根據(jù)右手定則可知下邊緣電勢高,

故C正確;

D.金屬棒左側接觸薄銅片過程中如果絕緣筒的角速度為。，電流有效值滿足

Bdrco

I晨淑打二IRx—xT

R2jrr

則電阻R的熱功率為

若絕緣筒的角速度變成2。，則電阻7?的熱功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故D錯誤。

故選BCo

17.(23-24高二下?四川綿陽?期中)如圖甲所示為一交變電壓隨時間變化的圖像，每個周期內，前二分之

一周期電壓按正弦規(guī)律變化，后二分之一周期電壓恒定。若將此交流電連接成如圖乙所示的電路，電阻火

阻值為50Q,電源內阻不計。貝|()

A.理想電壓表讀數(shù)為50V

B.理想電流表讀數(shù)為0.9A

C.該交流電的頻率為100Hz

D.電阻R在50秒內產(chǎn)生的熱量為2025J

【答案】BD

【解析】A.設交流電電壓有效值為。，根據(jù)有效值定義可得

(當2

T_60^]—仁

解得

U=45V

則理想電壓表讀數(shù)為45V；故A錯誤;

U45

B.根據(jù)歐姆定律可得理想電流表讀數(shù)為/=^=u;A=().9A,故B正確;

R50

C.該交流電的周期為T=0.02s,則交流電的頻率為50Hz,故C錯誤:

D.電阻R消耗的電功率為

P=I-R=0.92x50W=40.5W

電阻R在50秒內產(chǎn)生的熱量為

Q=I~Rt=0.92X50X50J=2025J

故D正確。

故選BDo

18.（24-25高三上?山東荷澤?期末）圖甲為小型發(fā)電機與理想變壓器變壓輸電過程的示意圖，圖乙為該發(fā)

電機產(chǎn)生的電動勢隨時間的變化規(guī)律。理想變壓器的匝數(shù)比4：%：%=4：2:1,電阻以阻值未知，電阻

%=5。，燈泡的額定電壓為10V,額定功率為5W。不計發(fā)電機線圈內阻及交流電表A的內阻。若燈泡正常

發(fā)光，下列說法正確的是（

X

甲

A./=0.01s時，通過發(fā)電機線圈的磁通量為0

B.電流表A的示數(shù)為1A

C.電阻必=4。

D.發(fā)電機的輸出功率為10W

【答案】BC

【解析】A.由乙圖可知，QO.Ols時，感應電動勢為0,磁通量的變化率為零，磁通量最大，故A錯誤;

BC.原線圈回路滿足

=￡_/內

原副線圈滿足

：。2：。3="1：=〃212+〃3,3

ER

又石=常，4T=#，U=IR

7zu2332

聯(lián)立解得

E=22V,L=20V,t/2=10V,q=5V,/]=0.5A,/2=0.5A,/3=1A,7?1=4Q

故BC正確；

D.發(fā)電機的輸出功率為

尸=，E=11W

故D錯誤。

故選BCo

19.（24-25高三上?內蒙古?開學考試）自耦變壓器在高鐵技術中被廣泛應用，如圖所示，一理想自耦變壓

器線圈繞在一個圓環(huán)形閉合鐵芯上，左端輸入正弦交流電壓，當滑動觸頭尸處于如圖所示的位置時，原

線圈與副線圈的匝數(shù)比為3:1,閉合開關Si、S2時，兩燈泡均正常發(fā)光。已知燈泡L2的電阻尺2=18。，定

值電阻&=36。，若Li、L2的額定電壓均為72V,則下列說法正確的是（）。

A.燈泡Li正常發(fā)光時的電流為3A

B.燈泡Li正常發(fā)光時的功率為144W

C.僅將觸頭尸沿逆時針方向轉動少許，Li一定變亮

D.左端輸入的正弦交流電壓的有效值為216V

【答案】BC

【解析】AB.副線圈的電流為

R2人

原線圈的電流為

A=1Z2=2A

燈泡Li正常發(fā)光時的電流為

Li4=2A

燈泡Li正常發(fā)光時的功率為

%=2Ax72V=144W

A錯誤，B正確;

C.僅將觸頭尸沿逆時針方向轉動少許，副線圈的匝數(shù)增加，副線圈兩端電壓增大，副線圈的電流增大，原

線圈的電流增大，Li一定變亮，C正確；

D.L2正常發(fā)光，副線圈兩端電壓是72V,則

UAB=3x72V=216V

左端輸入的正弦交流電壓的有效值為

C7=72V+216V=288V

D錯誤。

故選BCo

20.（2023?寧夏銀川?二模）如圖所示是發(fā)電廠通過升壓變壓器進行高壓輸電，接近用戶端時再通過降壓變

壓器降壓給用戶供電的示意圖（圖中變壓器均可視為理想變壓器，圖中電表均為理想交流電表）。設發(fā)電

廠輸出的電壓一定，兩條輸電線總電阻用&表示，變阻器R相當于用戶用電器的總電阻。當用電器增加時,

相當于R變小，則當用電進入高峰時，下列說法正確的是（）

A.電壓表Y、Y的讀數(shù)均不變，電流A?的讀數(shù)增大，電流表A1的讀數(shù)增大

B.電壓表V3、V,的讀數(shù)均減小，電流A?的讀數(shù)增大，電流表A3的讀數(shù)減小

C.電壓表V?、V3的讀數(shù)之差與電流表A2的讀數(shù)的比值不變

D,線路損耗功率不變

【答案】AC

【解析】A.發(fā)電廠輸出的電壓一定，升壓變壓器匝數(shù)比一定，根據(jù)變壓器匝數(shù)與電壓放入關系

2=竺

n2U2

可知電壓表Y、V?的讀數(shù)均不變，而當用電進入高峰時，電阻R減小，降壓變壓器副線圈回路中電流增大,

而降壓變壓器的匝數(shù)比一定，根據(jù)電流與匝數(shù)的關系

4=以

%

31

可知整個電路中電流都增大，因此電流表A1、&的讀數(shù)都變大，故A正確;

B.電路中電流增大，有

4=八=I線

可知輸電線上的電壓損失增大，因此電壓表V3、V,的讀數(shù)均減小，但電流表A2、Aj的讀數(shù)均是增大的,

故B錯誤；

C.根據(jù)電路中電壓的關系可知

U2-U3=AU

而

絲一夫

因此可知，電壓表丫2、V3的讀數(shù)之差與電流表A2的讀數(shù)的比值不變，為輸電線總電阻凡，故C正確；

D.線路損耗的功率

AP=仇

用電高峰時段整個電路中的電流增大，則可知線路損耗的功率增大，故D錯誤。

故選ACo

二、實驗題(本題共1小題，每空2分，共8分。)

21.(24-25高三上?山東淄博?期末)某物理小組欲探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關系，提供的實驗器

材有：學生電源、可拆變壓器、交流電壓表、若干導線。圖甲為變壓器實物圖，在原線圈兩端加上電壓，

用電壓表分別測量原、副線圈兩端的電壓，測量數(shù)據(jù)如下表：

實驗序原線圈匝數(shù)副線圈匝數(shù)原線圈兩端電壓U1副線圈兩端電壓5

號九2(V)(V)u2

18004008.03.722.2

28001008.00.988.9

32001008.03.622.2

414001008.0X14y

請回答下列問題：

（1）原線圈兩端應該分別與圖乙中的（填%、6”或％、（T）連接。

（2）表格中，缺失的兩個數(shù)據(jù)x,＞分別可能為。

A.1.0,8.0B.0.8,10.0C.0.5,16.0

（3）為了減小能量傳遞過程中的損失，鐵芯是由相互絕緣的硅鋼片平行疊成。作為橫擋的鐵芯的硅鋼片應

按照下列哪種方法設計

（4）根據(jù)上表數(shù)據(jù)得出的實驗結論是：在實驗誤差允許范圍內，變壓器原、副線圈兩端的電壓之比等

于。

【答案】（1）c、d（2）C（3）D（4）原、副線圈匝數(shù)之比

【解析】（1）在探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)關系的實驗中，原線圈兩端應接入交流電，故應與c,d

連接。

（2）根據(jù)理想變壓器的原理，有

1400

U2n2100

可得

U2~0.57V

實際變壓器有磁損、鐵損和銅損，實際輸出電壓要偏小，故有

4實=x~0.5V

則可得

故選C。

(3)根據(jù)楞次定律和安培定則，產(chǎn)生的渦旋電流的方向與左側面平行，為了減小渦旋電流在鐵芯中產(chǎn)生的

熱量，相互絕緣的硅鋼片應平行于前表面(后表面)。

故選D。

(4)根據(jù)題表中數(shù)據(jù)可得，在實驗誤差允許范圍內有

5_=以

U2n2

得出結論：在實驗誤差允許范圍內，變壓器原，副線圈的電壓之比等于兩個線圈的匝數(shù)之比。

三、計算題(本題共4小題，共47分。)

22.(24-25高二上?陜西渭南?期末)如圖所示，匝數(shù)N=50匝的矩形線圈，線圈總電阻r=l。，邊長為

ab=30cm,ad=20cm0外電路電阻火=9。，勻強磁場磁感應強度的大小2=0.4T。線圈繞垂直于磁感線

的。O,軸以角速度o=507trad/s勻速轉動。試求：

(1)線圈產(chǎn)生的感應電動勢的最大值；

(2)在時間Ulmin內電阻&消耗的電能(齊土10)；

(3)從此位置開始轉過T7T的過程中，通過電阻R的電荷量外

【答案】(1)號=60%V(2)W?97200J(3)^=0.12C

【解析】(1)感應電動勢的最大值為

紇=NBSrn=50x0.4x0.3x0.2x50"V=60%V

(2)感應電動勢的有效值為

E=%=306.兀V

V2

感應電流的有效值為

/="—=3而A

R+r

Imin內R上消耗的電能為

W=I2Rt=（3&7）2x9x60J~97200J

TT

（3）從此位置開始轉過￡的過程中，平均感應電動勢為

2

E=N——=N——

AtAt

平均電流

7=2

R+r

通過電阻R的電荷量

q=1M

聯(lián)立解得

04><03x02

q=N-^-=50x---c=012C

23.（23-24高二下?內蒙古赤峰?期末）一種振動發(fā)電裝置的示意圖如圖甲所示，半徑“0.10m、匝數(shù)N=100

匝的線圈套在永久磁鐵槽中，磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布，其右視圖如圖乙所示。線圈所在位置

的磁感應強度大小均為2=0.20T,線圈的電阻與=0.5。，它的引出線接有電阻凡=9.5。的燈泡八外力

推動線圈框架的P端，使線圈的速度v隨時間/變化的規(guī)律如圖丙所示。已知v取向右為正。求：

（1）線圈運動過程中產(chǎn)生的最大感應電動勢的大小耳?；

（2）線圈運動一個周期內，線圈中產(chǎn)生的熱量0。

【答案】（1）40V；（2）8J

【解析】（1）導線切割磁感線產(chǎn)生的電動勢

E=Blv

一匝線圈的有效切割長度

L=2jtr

當切割速度最大

10.

%=-m/s

71

時，感應電動勢最大，線圈運動產(chǎn)生的最大感應電動勢

Em=NBLL=40V

（2）由線圈運動的vT圖像知產(chǎn)生正弦交流電感應電動勢的有效值

E