专题05 交变电流
一、单选题
1．（22-23高二下·北京丰台·期中）在如图所示的理想变压器供电线路中，原线圈接在有效值恒定的交流电源上，副线圈接有两个灯泡，电流表、电压表均为理想电表。开关S原来是闭合的，现将开关S断开，下列说法正确的是（ ）
A．的示数减小，的示数减小
B．的示数不变，的示数减小
C．的示数减小，的示数减小
D．的示数增大，的示数减小
【答案】C
【详解】AB．将开关S断开，副线圈的总电阻变大。由于原、副线圈匝数比不变，根据；可得知的示数不变，的示数不变，故A、B错误；
CD．副线圈的总电阻增大，根据欧姆定律可知，副线圈的输出电流减小；由；原线圈输入电流减小，则的示数减小，的示数减小，故C正确，D错误。
故选C。
2．（22-23高二下·北京西城·期中）如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C分别串联一个灯泡后，并联接在交流电源的两端，三盏灯亮度相同。要使灯泡变亮、灯泡变暗，下列措施中可行的是（ ）
A．只减小交流电的电压 B．只增大交流电的电压u
C．只减小交流电的频率 D．只增大交流电的频率
【答案】C
【详解】根据感抗公式，要使灯泡变亮，应减小f或L，或同时减小f或L；
根据容抗公式，要使灯泡变暗，应减小f或C，或同时减小f和C；
增大或减小交流电的电压不能使灯泡变亮、灯泡变暗。
故选C。
3．（2023高二下·北京一0一中学·期中）交流发电机的示意图如图所示，矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴逆时针匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为。下列说法正确的是（ ）
A．此交流电的频率为100Hz
B．此发电机电动势的有效值为20V
C．当线圈平面转到图示位置时产生的电流为0
D．当线圈平面转到图示位置时磁通量的变化率最大
【答案】D
【详解】A．根据；解得；故A错误；
B．根据；解得；故B错误；
CD．当线圈平面转到图示位置时处于与中性面垂直的位置，易知磁通量的变化率最大，产生的电流最大。
故C错误；D正确。
故选D。
4．（22-23高二下·北京育英中学·期中）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A 为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是（ ）
A．电流表的示数为
B．线圈转动的角速度为50π rad/s
C．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行
D．0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左
【答案】C
【详解】A．由乙图可知，交流电的最大值；有效值为；故A错误；
B．周期；角速度；故B错误；
C．0.01s 时线圈产生的感应电动势最大，说明线框与磁场平行，故C正确。
D．据题知0.02s时线框中感应电流沿逆时针方向，电阻R中电流的方向自左向右，故D错误。
故选C。
5．（2023高二下·北京四中·期中）某交变电动势瞬时值表达式V，则（ ）
A．交变电流的频率为2Hz
B．交变电流的周期为0.25秒
C．交变电流的有效值为
D．当t＝0.25秒时，感应电动势为
【答案】D
【详解】AB．交变电动势瞬时值表达式V可知；则交变电流的周期；频率为选项AB错误；
C．交变电动势瞬时值表达式V可知交变电流的最大值为10V，则有效值为；选项C错误；
D．当t＝0.25秒时，感应电动势为；选项D正确。
故选D。
6．（22-23高二下·北京四中顺义分校·期中）两个完全相同的电热器分别通以如图甲、乙所示的交变电流，在相同时间内两电热器产生的热量之比Q甲：Q乙为（ ）
A．2：1 B．：1 C．1：1 D．1：2
【答案】A
【详解】甲图电流的有效值为，根据有效值的定义则有；解得；电热器产生的热量；乙图电流的有效值为，则有；电热器产生的热量
故选A。
7．（22-23高二下·北京四中顺义分校·期中）如图所示，P是电压互感器，Q是电流互感器，如果两个互感器的变压比和变流比都是50，电压表的示数为220 V，电流表的示数为3 A，则输电线路中的电压和电流分别是（ ）
A．11000 V，150 A B．1100 V，15 A
C．4.4 V，16.7 A D．4.4 V，0.06 A
【答案】A
【详解】由两个互感器的变压比和变流比可知输电线路中的电压为；电流为
故选A。
8．（22-23高二下·北京东城·期中）如图所示，一理想变压器原线圈匝数匝，副线圈匝数，匝，交流电源的电压，电阻，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法错误的是（ ）
A．交流电的频率为50Hz B．电流表的示数为0.2A
C．电流表的示数约为1.4A D．电压表的示数为44V
【答案】C
【详解】A．交流电源的频率为；故A正确；
BCD．原线圈两端电压为副线圈两端的电压（即电压表的示数）为
电流表A2的示数为
电流表A1的示数为；故BD正确，C错误。
此题选择错误选项，故选C。
二、多选题
9．（22-23高二下·北京海淀·期中）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示。产生的交变电动势的图像如图乙所示，则（ ）
A．时线框的磁通量变化率最大
B．时线框中电流方向发生改变
C．线框产生的交变电动势有效值为311V
D．线框产生的交变电动势频率为50Hz
【答案】ABD
【详解】A．由图乙可知，时刻，感应电动势最大，由法拉第电磁感应感应定律可知，穿过线框的磁通量变化率最大，故A正确；
B．时感应电动势为零，线圈平面与磁场方向垂直，即线框平面位于中性面，线框中电流方向发生改变，故B正确；
C．线框产生的交变电动势最大值为311V，有效值为220V，故C错误；
D．线框产生的交变电动势周期为0.02s，则频率为50Hz，故D正确。
故选ABD。
10．（22-23高二下·北京丰台·期中）如图所示，匀强磁场的磁感应强度B = 0.5T，边长为L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈总电阻r =1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO 匀速转动，角速度ω = 6 rad/s，外电路电阻R = 4Ω，求：
（1）转动过程中感应电动势的最大值；
（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）开始计时，写出电动势的瞬时值表达式；
（3）电阻R所消耗的电功率。
【答案】（1）3V；（2）e=3cos6t（V）；（3）0.72W
【详解】（1）最大值Em=nBL2ω=100×0.5×0.12×6V=3V
（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）开始计时，瞬时值表达式 e=3cos6t（V）
（3）根据；；电功率P=I2R；联立上式可得电功率P=0.72W
11．（22-23高二下·北京八十中·期中）如图所示，理想变压器的原线圈上接有理想电流表，副线圈上接有“36V，9W”的灯泡L1和“36V，12W”的灯泡L2，开关S断开时，L1正常发光，电流表的读数为1A。求：
（1）S断开时，通过副线圈的电流；
（2）原副线圈的匝数比；
（3）S闭合后变压器的输入功率和电流表的读数。
【答案】（1）0.25A；（2）1：4；（3）21W；
【详解】（1）开关S断开时，L1正常发光，电流为
（2）关S断开时，L1正常发光，电流表的读数为1A．根据电流与匝数成反比知原副线圈的匝数比n1：n2=0.25：1=1：4。
（3）S闭合后副线圈两端的电压不变，仍然为36V，两个灯泡都正常发光，输入功率等于输出功率为
P=9+12=21W
副线圈电流为
所以电流表的示数为
12．（22-23高二下·北京西城·期中）如图甲，一小型发电机内有匝矩形线圈，线圈面积，线圈电阻。在外力作用下矩形线圈在匀强磁场中，以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴逆时针匀速转动，发电机线圈两端与的电阻、交流电流表A构成闭合回路。从甲图所示位置开始计时：（取）
（1）在乙图中画出时刻从装置正前方向后看的线圈示意图，并标明电流方向；
（2）从图示位置开始计时，推导线圈产生的感应电动势瞬时值表达式；
（3）电流表A的示数；
（4）线圈转过过程中通过的电量；
【答案】（1）见解析；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）根据题意，由右手定则可知，线圈中电流方向为，则装置前视图如图所示
（2）根据题意可知，线圈由图甲位置开始转到，则线圈产生的感应电动势
感应电动势的最大值为
则感应电动势瞬时值表达式为
（3）电流表显示的为有效值，则
（4）线圈转动过程中产生的电量
13．（22-23高二下·北京·期中）如图所示，在水平方向的匀强磁场中，矩形线圈绕竖直轴匀速转动，线圈通过滑环和电刷与一个电阻R和一个理想交流电压表相连接。已知电阻R=4 ，磁场的磁感应强度B=0.1T，线圈匝数n=100匝，长L1=0.2m，宽L2=0.1m，线圈电阻r=2 ，线圈转动的角速度ω=30rad/s，求：
（1）线圈转到图示位置时，线圈中的电动势Em；
（2）写出从图示位置开始计时，线圈中电动势的瞬时值表达式；
（3）交流电压表的示数（保留一位小数）。
【答案】（1）6V；（2）；（3）2.8V
【详解】（1）线圈转到图示位置时，线圈中的电动势为
（2）从图示位置开始计时，线圈中电动势的瞬时值表达式为
（3）交流电压表的示数为
14．（22-23高二下·北京对外经济贸易大学附属中学·期中）如图所示，理想变压器的原线圈接在正弦交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为，交流电压表的示数为，电流表、电压表均可看作理想电表。求：
（1）变压器的输出功率；
（2）原线圈的输入电压；
（3）电流表的示数。
【答案】（1）10W；（2）20V；（3）0.5A
【详解】（1）变压器的输出功率
（2）因为；所以
（3）电流表的示数；又因为；所以
一、单选题
1．（22-23高二下·北京大学附属中学·期中）小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器T1升压，然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器T2，经降低电压后再输送至各用户．设T1、T2都是理想变压器，那么在用电高峰期，随用电器电功率的增加将导致（ ）
A．升压变压器初级线圈中的电流变小
B．升压变压器次级线圈两端的电压变小
C．高压输电线路的电压损失变大
D．降压变压器次级线圈两端的电压变大
【答案】C
【详解】A．由于升压变压器的输入电压不变，随用电器总功率的增加，则输入功率也增加，所以升压变压器初级线圈中的电流变大，故A错误；
B．升压变压器的目的是提高电线上的电压从而降低电线上消耗，由于升压变压器的输入电压不变，原副线圈匝数不变，则副线圈的电压不变，故B错误；
C．当用户用电处于高峰期时，降压变压器的输出功率会增大，从而导致降压变压器的输入电流变大，所以输电线路的损失的电压变大，故C正确；
D．当用户用电处于高峰期时，降压变压器的输出功率会增大，从而导致降压变压器的输入电流变大，所以输电线路的电压变大，最终使得降压变压器的次级线圈上的电压变小，故D错误。
故选C。
2．（2023高二下·北京一0一中学·期中）如图所示，理想变压器输入电压保持不变。若将滑动变阻器的滑动触头向下移动，下列说法正确的是（ ）
A．电表A1、A2的示数都增大
B．电表V1、V2的示数都不变
C．原线圈输入功率减小
D．电阻R0消耗的电功率减小
【答案】A
【详解】A．变压器输入电压不变，匝数比不变，输出电压就不变。滑动变阻器滑片向下移动，其接入电路的阻值变小，副线圈中的电流就增大，原线圈中的电流也增大，所以A1示数增大，A2示数增大，选项A正确；
B．变压器输入电压不变，V1示数不变；由于副线圈中的电流增大，则R0两端的电压增大，而变压器输出电压不变，则滑动变阻器的电压减小，即V2示数减小，选项B错误；
C．输入电压不变，输入电流增大，由；可知，则输入功率增大，选项C错误；
D．副线圈中的电流增大，由；可知，R0消耗的电功率增大，选项D错误。
故选A。
3．（2023·北京日坛中学·高二期中）如图是某交流发电机的示意图。当线圈abcd绕垂直于匀强磁场方向的转轴OO＇匀速转动时，电路中产生电流的最大值为，外电路的电阻为R。图示位置线圈平面与磁场方向垂直。已知线圈转动的周期为T。下列说法正确的是（ ）
A．在图示位置，穿过线圈的磁通量的变化率为零
B．在图示位置，线圈中的电流方向为a→b→c→d
C．在一个周期内，外电路产生的焦耳热为
D．从图示位置开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为
【答案】A
【详解】AB．图示位置为中性面，磁通量最大，磁通量的变化率最小且为零，电流最小也为零，故A正确，B错误；
C．电路中电流的有效值为；在一个周期内，外电路产生的焦耳热为；故C错误；
D．从图示位置计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为；故D错误。
故选A。
4．（2023·北京日坛中学·高二期中）如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈接有两个灯泡和一个定值电阻R，电流表、电压表均为理想电表。开关S原来是断开的，现将开关S闭合，则（ ）
A．电流表的示数减小 B．电压表的示数增大
C．原线圈输入功率减小 D．电阻R消耗的电功率增大
【答案】D
【详解】B．根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比，可得；由于理想变压器输入电压保持不变，可知副线圈输出电压不变，则电压表示数不变，故B错误；
ACD．将开关S闭合，副线圈总电阻减小，根据；可知副线圈总电流增大，根据；可知电阻R消耗的电功率增大；根据；可知原线圈输入功率增大，原线圈输入电流增大，即电流表的示数增大，故AC错误，D正确。
故选D。
5．（2023·北京师范大学第二附属中学·高二下期中）如图甲所示的理想变压器，其原线圈接在输出电压如图乙所示的正弦式交流电源上，副线圈接有阻值为88Ω的负载电阻R，原、副线圈匝数之比为5∶1。电流表、电压表均为理想交流电表。下列说法中正确的是（ ）
A．电流表的示数为2.5A
B．电压表的示数约为62V
C．原线圈的输入功率为22W
D．若负载电阻R的阻值变大，则原线圈的输入功率也变大
【答案】C
【详解】B．由乙图知，原线圈电压的的效值为220V，根据；可得副线圈两端电压
因此电压表的示数为44V，B错误；
A．根据闭合电路欧姆定律，副线圈电流；而原副线圈电流之比与匝数比的关系为；代入数据，原线圈电流为0.1A，A错误；
C．副线圈的输出功率；由于变压器为理想变压器，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，C正确；
D．若负载电阻R的阻值变大，副线圈的电流减小，输出功率减小，因此原线圈的输入功率也变小，D错误。
故选C。
二、多选题
6．（22-23高二下·北京师范大学附属中学·期中）如图所示为一理想变压器，保持加在原线圈两端的电压不变，为原线圈中的电流，为副线圈中的电流。当滑动变阻器的滑片向上滑动时（ ）
A．将变大 B．将变小 C．将变大 D．原线圈的功率变小
【答案】BD
【详解】ABC．根据公式；匝数比不变，原线圈两端的电压不变，所以不变,当滑动变阻器的滑片向上滑动时，接入电路的电阻变大，根据欧姆定律；可知，不变，接入电路的电阻变大，所以将变小，又根据电流关系；匝数比不变，副线圈的电流变小，所以原线圈电流变小，故AC错误，B正确；
D．原线圈的功率；原线圈两端的电压不变，原线圈电流变小，原线圈的功率变小，故D正确。
故选BD。
7．（22-23高二下·北京海淀·期中）如图所示为高压输电的原理图，由于输电距离长，输电线上必然产生电能损耗。相比传统输电的钢芯铝绞线，新型的碳纤维软铝导线除了具有重量轻、强度大、耐腐蚀等优势外，还能有效减小传输电阻。图中两个变压器均视为理想变压器。在发电厂输出功率和输出电压都不改变的条件下，若将输电线由传统导线更换成电阻更小的新型碳纤维软铝导线，下列叙述正确的是（ ）
A．因为输电线的电阻减小，用户端的电压一定变大
B．因为输电线的电阻减小，输电线左端电压一定减小
C．因为输电线的电阻减小，用户端消耗的电功率一定增大
D．因为输电线的电阻减小，输电线上的电流一定变大
【答案】AC
【详解】B．由于发电厂的输出电压U1不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的AD．输出电压U2不变，即两输电线左端电压U2不变，故B错误；
AD．输电功率P与输电电压U2都不变，由P=UI可知输电线上的输电电流I不变，输电线的电阻R减小，输电线上损失的电压U损=I线R；减小，降压变压器的输入电压U3=U2-U损；增大，因为降压变压器
两端匝数比不变，则一定变大，故A正确D错误；
C．发电厂输出功率不变，损失功率；减小，所以用户端消耗的电功率一定增大，故C正确。
故选AC。
8．（22-23高二下·北京海淀·期中）如图所示为一交流发电机的原理示意图，装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场，发电机的矩形线圈abcd在磁场中，图中abcd分别为矩形线圈的四个顶点，其中的c点被磁铁遮挡而未画出。线圈可绕过bc边和ad边中点且垂直于磁场方向的水平轴匀速转动。线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上；用导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动过程中可以通过滑环和电刷保持其两端与外电路的定值电阻R连接。
已知矩形线圈ab边和cd边的长度L1，bc边和ad边的长度L2，匝数n匝，线圈的总电阻r，线圈转动的角速度ω，外电路的定值电阻R，匀强磁场的磁感应强度B。电流表和电压表均为理想的交流电表，滑环与电刷之间的摩擦及空气阻力均可忽略不计。
（1）请推导出线圈在匀速转动过程中感应电动势最大值的表达式；
（2）求电流表的示数I；
（3）从图示线圈平面平行于磁感线位置开始计时，求线圈转过90°过程中通过电流表的电荷量Q。
【答案】（1）见解析；（2）；（3）
【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，当线框转动到垂直中性面位置时，线速度与磁感线垂直，切割速度最大，此时电动势最大；ab边（或cd）边一根导线切割磁感线所产生的电动势
对于n匝线圈，ab边与cd边构成的电源串联一起切割磁感线，则有
（2）线圈匀速转动过程中，电流表的示数为有效值，则有；
则可得，电流表的示数为
（3）线圈转过90°所需时间为周期，平均感应电动势
所以
所以通过电流表的电荷量Q；
9．（22-23高二下·北京海淀·期中）图（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数、电阻，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻。在时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图（乙）所示正弦规律变化。求：
（1）交流发电机产生的电动势的最大值；
（2）电阻R在1分钟内产生的热量；
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）交流发电机产生电动势的最大值Em=nBSω
又；
由图乙可知；
联立解得
（2）电动势的有效值
由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值为
电阻R在1分钟内产生的热量
10．（22-23高二下·北京东城·期中）有匝的矩形线圈，每匝都是长60cm，宽20cm，线圈总电阻10Ω，在的匀强磁场中以角速度旋转。线圈与的外电阻连接，图中的电流表、电压表的接入不影响原电路。求：
（1）流过电阻电流的瞬时表达式（从中性面开始计时）；
（2）电流表、电压表的读数；
（3）电路中1min内产生的热量；
（4）从图示位置开始计时转过90度的过程中流过安培表的电量。
【答案】（1）；（2），；（3）；（4）
【详解】（1）感应电动势的最大值
感应电流的最大值
从中性面开始计时电流的瞬时表达式为
（2）电流表的读数为流过R电流的有效值
电压表的读数为电阻R两端电压的有效值
（3）电路中1min内产生的热量
（4）从图示位置开始计时转过的过程中流过安培表的电量
11．（22-23高二下·北京理工大学附属中学·期中）如图所示，位于竖直平面内的矩形金属线圈，边长L1= 0.40m、L2= 0.25m，其匝数n = 1000匝，总电阻r = 1.0Ω，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和R = 3.0Ω的定值电阻相连接。线圈所在空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度B = 1.0T，在外力驱动下线圈绕竖直固定中心轴O1O2匀速转动，角速度ω = 2.0rad/s。求：
（1）电阻R两端电压的最大值；
（2）从线圈通过中性面（即线圈平面与磁场方向垂直的位置）开始计时，经过周期通过电阻R的电荷量；
（3）在线圈转动一周的过程中，整个电路产生的焦耳热。
【答案】（1）150V；（2）25C；（3）1.57 × 104J
【详解】（1）线圈中感应电动势的最大值为Em = nBSω；又有S = L1L2
联立解得Em = 200V
线圈中感应电流的最大值
电阻R两端电压的最大值URm = ImR = 50 × 3.0V = 150V
（2）由电磁感应定律可得
则有周期内流经电阻R的电荷量
（3）线圈中电流的有效值为
线圈转动的周期为
由焦耳定律可得，在线圈转动一周的过程中，整个电路产生的焦耳热2023-2024学年高二物理下学期期中复习专题-交变电流（人教版选择性必修1）
一、单选题
1．（22-23高二下·北京丰台·期中）在如图所示的理想变压器供电线路中，原线圈接在有效值恒定的交流电源上，副线圈接有两个灯泡，电流表、电压表均为理想电表。开关S原来是闭合的，现将开关S断开，下列说法正确的是（ ）
A．的示数减小，的示数减小
B．的示数不变，的示数减小
C．的示数减小，的示数减小
D．的示数增大，的示数减小
2．（22-23高二下·北京西城·期中）如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C分别串联一个灯泡后，并联接在交流电源的两端，三盏灯亮度相同。要使灯泡变亮、灯泡变暗，下列措施中可行的是（ ）
A．只减小交流电的电压 B．只增大交流电的电压u
C．只减小交流电的频率 D．只增大交流电的频率
3．（2023高二下·北京一0一中学·期中）交流发电机的示意图如图所示，矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴逆时针匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为。下列说法正确的是（ ）
A．此交流电的频率为100Hz
B．此发电机电动势的有效值为20V
C．当线圈平面转到图示位置时产生的电流为0
D．当线圈平面转到图示位置时磁通量的变化率最大
4．（22-23高二下·北京育英中学·期中）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A 为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是（ ）
A．电流表的示数为
B．线圈转动的角速度为50π rad/s
C．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行
D．0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左
5．（2023高二下·北京四中·期中）某交变电动势瞬时值表达式V，则（ ）
A．交变电流的频率为2Hz
B．交变电流的周期为0.25秒
C．交变电流的有效值为
D．当t＝0.25秒时，感应电动势为
6．（22-23高二下·北京四中顺义分校·期中）两个完全相同的电热器分别通以如图甲、乙所示的交变电流，
在相同时间内两电热器产生的热量之比Q甲：Q乙为（ ）
A．2：1 B．：1 C．1：1 D．1：2
7．（22-23高二下·北京四中顺义分校·期中）如图所示，P是电压互感器，Q是电流互感器，如果两个互感器的变压比和变流比都是50，电压表的示数为220 V，电流表的示数为3 A，则输电线路中的电压和电流分别是（ ）
A．11000 V，150 A B．1100 V，15 A
C．4.4 V，16.7 A D．4.4 V，0.06 A
8．（22-23高二下·北京东城·期中）如图所示，一理想变压器原线圈匝数匝，副线圈匝数，匝，交流电源的电压，电阻，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法错误的是（ ）
A．交流电的频率为50Hz B．电流表的示数为0.2A
C．电流表的示数约为1.4A D．电压表的示数为44V
二、多选题
9．（22-23高二下·北京海淀·期中）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图
甲所示。产生的交变电动势的图像如图乙所示，则（ ）
A．时线框的磁通量变化率最大
B．时线框中电流方向发生改变
C．线框产生的交变电动势有效值为311V
D．线框产生的交变电动势频率为50Hz
10．（22-23高二下·北京丰台·期中）如图所示，匀强磁场的磁感应强度B = 0.5T，边长为L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈总电阻r =1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO 匀速转动，角速度ω = 6 rad/s，外电路电阻R = 4Ω，求：
（1）转动过程中感应电动势的最大值；
（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）开始计时，写出电动势的瞬时值表达式；
（3）电阻R所消耗的电功率。
11．（22-23高二下·北京八十中·期中）如图所示，理想变压器的原线圈上接有理想电流表，副线圈上接有“36V，9W”的灯泡L1和“36V，12W”的灯泡L2，开关S断开时，L1正常发光，电流表的读数为1A。求：
（1）S断开时，通过副线圈的电流；
（2）原副线圈的匝数比；
（3）S闭合后变压器的输入功率和电流表的读数。
12．（22-23高二下·北京西城·期中）如图甲，一小型发电机内有匝矩形线圈，线圈面积，线圈电阻。在外力作用下矩形线圈在匀强磁场中，以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴逆时针匀速转动，发电机线圈两端与的电阻、交流电流表A构成闭合回路。从甲图所示位置开始计时：（取）
（1）在乙图中画出时刻从装置正前方向后看的线圈示意图，并标明电流方向；
（2）从图示位置开始计时，推导线圈产生的感应电动势瞬时值表达式；
（3）电流表A的示数；
（4）线圈转过过程中通过的电量；
13．（22-23高二下·北京·期中）如图所示，在水平方向的匀强磁场中，矩形线圈绕竖直轴匀速转动，线圈通过滑环和电刷与一个电阻R和一个理想交流电压表相连接。已知电阻R=4 ，磁场的磁感应强度B=0.1T，线圈匝数n=100匝，长L1=0.2m，宽L2=0.1m，线圈电阻r=2 ，线圈转动的角速度ω=30rad/s，求：
（1）线圈转到图示位置时，线圈中的电动势Em；
（2）写出从图示位置开始计时，线圈中电动势的瞬时值表达式；
（3）交流电压表的示数（保留一位小数）。
14．（22-23高二下·北京对外经济贸易大学附属中学·期中）如图所示，理想变压器的原线圈接在正弦交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为，交流电压表的示数为，电流表、电压表均可看作理想电表。求：
（1）变压器的输出功率；
（2）原线圈的输入电压；
（3）电流表的示数。
一、单选题
1．（22-23高二下·北京大学附属中学·期中）小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器T1升压，然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器T2，经降低电压后再输送至各用户．设T1、T2都是理想变压器，那么在用电高峰期，随用电器电功率的增加将导致（ ）
A．升压变压器初级线圈中的电流变小
B．升压变压器次级线圈两端的电压变小
C．高压输电线路的电压损失变大
D．降压变压器次级线圈两端的电压变大
2．（2023高二下·北京一0一中学·期中）如图所示，理想变压器输入电压保持不变。若将滑动变阻器的滑动触头向下移动，下列说法正确的是（ ）
A．电表A1、A2的示数都增大
B．电表V1、V2的示数都不变
C．原线圈输入功率减小
D．电阻R0消耗的电功率减小
3．（2023·北京日坛中学·高二期中）如图是某交流发电机的示意图。当线圈abcd绕垂直于匀强磁场方向的转轴OO＇匀速转动时，电路中产生电流的最大值为，外电路的电阻为R。图示位置线圈平面与磁场方向垂直。已知线圈转动的周期为T。下列说法正确的是（ ）
A．在图示位置，穿过线圈的磁通量的变化率为零
B．在图示位置，线圈中的电流方向为a→b→c→d
C．在一个周期内，外电路产生的焦耳热为
D．从图示位置开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为
4．（2023·北京日坛中学·高二期中）如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈接有两个灯泡和一个定值电阻R，电流表、电压表均为理想电表。开关S原来是断开的，现将开关S闭合，则（ ）
A．电流表的示数减小 B．电压表的示数增大
C．原线圈输入功率减小 D．电阻R消耗的电功率增大
5．（2023·北京师范大学第二附属中学·高二下期中）如图甲所示的理想变压器，其原线圈接在输出电压如图乙所示的正弦式交流电源上，副线圈接有阻值为88Ω的负载电阻R，原、副线圈匝数之比为5∶1。电流表、电压表均为理想交流电表。下列说法中正确的是（ ）
A．电流表的示数为2.5A
B．电压表的示数约为62V
C．原线圈的输入功率为22W
D．若负载电阻R的阻值变大，则原线圈的输入功率也变大
二、多选题
6．（22-23高二下·北京师范大学附属中学·期中）如图所示为一理想变压器，保持加在原线圈两端的电压不变，为原线圈中的电流，为副线圈中的电流。当滑动变阻器的滑片向上滑动时（ ）
A．将变大 B．将变小 C．将变大 D．原线圈的功率变小
7．（22-23高二下·北京海淀·期中）如图所示为高压输电的原理图，由于输电距离长，输电线上必然产生电能损耗。相比传统输电的钢芯铝绞线，新型的碳纤维软铝导线除了具有重量轻、强度大、耐腐蚀等优势外，还能有效减小传输电阻。图中两个变压器均视为理想变压器。在发电厂输出功率和输出电压都不改变的条件下，若将输电线由传统导线更换成电阻更小的新型碳纤维软铝导线，下列叙述正确的是（ ）
A．因为输电线的电阻减小，用户端的电压一定变大
B．因为输电线的电阻减小，输电线左端电压一定减小
C．因为输电线的电阻减小，用户端消耗的电功率一定增大
D．因为输电线的电阻减小，输电线上的电流一定变大
8．（22-23高二下·北京海淀·期中）如图所示为一交流发电机的原理示意图，装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场，发电机的矩形线圈abcd在磁场中，图中abcd分别为矩形线圈的四个顶点，其中的c点被磁铁遮挡而未画出。线圈可绕过bc边和ad边中点且垂直于磁场方向的水平轴匀速转动。线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上；用导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动过程中可以通过滑环和电刷保持其两端与外电路的定值电阻R连接。
已知矩形线圈ab边和cd边的长度L1，bc边和ad边的长度L2，匝数n匝，线圈的总电阻r，线圈转动的角速度ω，外电路的定值电阻R，匀强磁场的磁感应强度B。电流表和电压表均为理想的交流电表，滑环与电刷之间的摩擦及空气阻力均可忽略不计。
（1）请推导出线圈在匀速转动过程中感应电动势最大值的表达式；
（2）求电流表的示数I；
（3）从图示线圈平面平行于磁感线位置开始计时，求线圈转过90°过程中通过电流表的电荷量Q。
9．（22-23高二下·北京海淀·期中）图（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数、电阻，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻。在时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图（乙）所示正弦规律变化。求：
（1）交流发电机产生的电动势的最大值；
（2）电阻R在1分钟内产生的热量；
10．（22-23高二下·北京东城·期中）有匝的矩形线圈，每匝都是长60cm，宽20cm，线圈总电阻10Ω，在的匀强磁场中以角速度旋转。线圈与的外电阻连接，图中的电流表、电压表的接入不影响原电路。求：
（1）流过电阻电流的瞬时表达式（从中性面开始计时）；
（2）电流表、电压表的读数；
（3）电路中1min内产生的热量；
（4）从图示位置开始计时转过90度的过程中流过安培表的电量。
11．（22-23高二下·北京理工大学附属中学·期中）如图所示，位于竖直平面内的矩形金属线圈，边长L1= 0.40m、L2= 0.25m，其匝数n = 1000匝，总电阻r = 1.0Ω，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和R = 3.0Ω的定值电阻相连接。线圈所在空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度B = 1.0T，在外力驱动下线圈绕竖直固定中心轴O1O2匀速转动，角速度ω = 2.0rad/s。求：
（1）电阻R两端电压的最大值；
（2）从线圈通过中性面（即线圈平面与磁场方向垂直的位置）开始计时，经过周期通过电阻R的电荷量；
（3）在线圈转动一周的过程中，整个电路产生的焦耳热。
