2019-2023年物理高考真题分类练--专题十三 交变电流 电磁振荡与电磁波（有解析）
文档属性
| 名称 | 2019-2023年物理高考真题分类练--专题十三 交变电流 电磁振荡与电磁波（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-04-27 13:26:20 | ||
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2019-2023年物理高考真题分类
专题十三 交变电流 电磁振荡与电磁波
题组一
一、选择题
1. [2023海南，4分，多选]如图是工厂利用 的交流电给 照明灯供电的电路，理想变压器原线圈匝数为 ，下列说法正确的是( )
A. 电源电压有效值为 B. 交变电流的周期为
C. 副线圈匝数为180 D. 副线圈匝数为240
2. [2022重庆，4分]低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压.若将“ ”的交流卤素灯直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为 的交流电后能正常工作，则( )
A. 卤素灯两端的电压有效值为 B. 变压器原、副线圈的匝数比为
C. 流过卤素灯的电流为 D. 卤素灯的电阻为
3. [2022山东，3分]如图所示的变压器，输入电压为 ，可输出 、 、 电压，匝数为 的原线圈中电压随时间变化为 .单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为 .将阻值为 的电阻 接在 两端时，功率为 .下列说法正确的是( )
A. 为1 100匝， 为
B. 间线圈匝数为120匝，流过 的电流为
C. 若将 接在 两端， 两端的电压为 ，频率为
D. 若将 接在 两端，流过 的电流为 ，周期为
4. [2021北京，3分]一正弦式交变电流的 图像如图所示.下列说法正确的是( )
A. 在 时电流改变方向 B. 该交变电流的周期为
C. 该交变电流的表达式为 D. 该交变电流的有效值为
5. [2021湖南，4分]如图，理想变压器原、副线圈匝数比为 ，输入端 、 接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡 、 的阻值始终与定值电阻 的阻值相同.在滑动变阻器 的滑片从 端滑动到 端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是( )
A. 先变暗后变亮， 一直变亮 B. 先变亮后变暗， 一直变亮
C. 先变暗后变亮， 先变亮后变暗 D. 先变亮后变暗， 先变亮后变暗
6. [2021广东，4分]某同学设计了一个充电装置，如图所示.假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为 ,电压最大值为 .理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为 .下列说法正确的是( )
A. 交流电的频率为
B. 副线圈两端电压最大值为
C. 变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关
D. 充电电路的输入功率大于变压器的输入功率
7. （2020全国Ⅲ，6分，多选）在图（a）所示的交流电路中,电源电压的有效值为 ，理想变压器原、副线圈的匝数比为 ， 、 、 均为固定电阻， ， ，各电表均为理想电表.已知电阻 中电流 随时间 变化的正弦曲线如图（b）所示.下列说法正确的是( )
图(a)
图(b)
A. 所用交流电的频率为 B. 电压表的示数为
C. 电流表的示数为 D. 变压器传输的电功率为
二、非选择题
8. [2021江苏，8分]贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量超过4 000亿千瓦时.某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为 ，线圈的匝数为100、面积为 、电阻为 ，若磁体转动的角速度为 ，线圈中产生的感应电流为 .求：
（1）线圈中感应电动势的有效值 ；
（2）线圈的输出功率 .
题组二
1. [2023浙江6月选考，3分]我国 特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流,用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流.下列说法正确的是( )
A. 送电端先升压再整流 B. 用户端先降压再变交流
C. 是指交流电的最大值 D. 输电功率由送电端电压决定
2. [2022河北，4分]张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一,其发电、输电简易模型如图所示.已知风轮机叶片转速为每秒 转，通过转速比为 的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动,发电机线圈面积为 ，匝数为 ,匀强磁场的磁感应强度为 时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直.发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为 .忽略线圈电阻,下列说法正确的是( )
A. 发电机输出的电压为
B. 发电机输出交变电流的频率为
C. 变压器原、副线圈的匝数比为
D. 发电机产生的瞬时电动势
3. [2022湖北，4分，多选]近年来，基于变压器原理的无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.发射线圈的输入电压为 、匝数为1 100匝，接收线圈的匝数为50匝.若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的 ，忽略其他损耗，下列说法正确的是( )
A. 接收线圈的输出电压约为
B. 接收线圈与发射线圈中电流之比约为
C. 发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同
D. 穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同
4. [2021山东，4分，多选]输电能耗演示电路如图所示.左侧变压器原、副线圈匝数比为 ，输入电压有效值为 的正弦交流电.连接两理想变压器的导线总电阻为 ，负载 的阻值为 .开关 接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为 ， 上的功率为 ；接2时，匝数比为 ， 上的功率为 .以下判断正确的是( )
A. B. C. D.
5. [2021海南，4分，多选]如图，理想变压器原线圈接在 的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片 来调节.当滑片 处于图示位置时，原、副线圈的匝数比 ，为了使图中“ ， ”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是( )
A. 仅将滑片 向上滑动
B. 仅将滑片 向下滑动
C. 仅在副线圈电路中并联一个阻值为 的电阻
D. 仅在副线圈电路中串联一个阻值为 的电阻
6. [2021福建，4分]某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示，图中 为输电线的总电阻.若变压器视为理想变压器，所有电表视为理想电表，不考虑变压器的输入电压随负载的变化，则当住户使用的用电器增加时，图中各电表的示数变化情况是( )
A. 增大， 不变， 增大 B. 增大， 减小， 增大
C. 增大， 增大， 减小 D. 增大， 不变， 减小
7. [2021湖北，4分]如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为 的滑动变阻器和阻值为 的定值电阻.在变阻器滑片从 端向 端缓慢移动的过程中( )
A. 电流表 示数减小 B. 电流表 示数增大
C. 原线圈输入功率先增大后减小 D. 定值电阻 消耗的功率先减小后增大
8. [2020江苏，4分，多选]电磁波广泛应用在现代医疗中.下列属于电磁波应用的医用器械有( )
A. 杀菌用的紫外灯 B. 拍胸片的 光机
C. 治疗咽喉炎的超声波雾化器 D. 检查血流情况的“彩超”机
9. （2020全国Ⅱ，6分，多选）特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低.我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术.假设从 处采用 的超高压向 处输电，输电线上损耗的电功率为 ,到达 处时电压下降了 .在保持 处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用 特高压输电，输电线上损耗的电功率变为 ，到达 处时电压下降了 .不考虑其他因素的影响，则( )
A. B. C. D.
10. [2020浙江7月选考，3分]如图所示，某小型水电站发电机的输出功率 ，发电机的电压 ,经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻 ，在用户端用降压变压器把电压降为 .已知输电线上损失的功率 ，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是( )
A. 发电机输出的电流
B. 输电线上的电流
C. 降压变压器的匝数比
D. 用户得到的电流
题组三
1. [2023湖南，5分，多选]某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示.大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为 ,小轮与线圈固定在同一转轴上.线圈是由漆包线绕制而成的边长为 的正方形，共 匝，总阻值为 .磁体间磁场可视为磁感应强度大小为 的匀强磁场.大轮以角速度 匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直.线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为 的灯泡.假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是( )
A. 线圈转动的角速度为
B. 灯泡两端电压有效值为
C. 若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为 的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效值为
D. 若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮
2. [2022北京，3分]某理想变压器的原线圈接在 的正弦交流电源上，副线圈输出电压为 ，输出电流为 .该变压器( )
A. 原、副线圈的匝数之比为
B. 输入电流为
C. 输入电流的最大值为
D. 原、副线圈交流电的频率之比为
3. [2022湖南，4分]如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头 初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源.定值电阻 的阻值为 ，滑动变阻器 的最大阻值为 ，滑片 初始位置在最右端.理想电压表的示数为 ，理想电流表的示数为 .下列说法正确的是( )
A. 保持 位置不变， 向左缓慢滑动的过程中， 减小， 不变
B. 保持 位置不变， 向左缓慢滑动的过程中， 消耗的功率增大
C. 保持 位置不变， 向下缓慢滑动的过程中， 减小， 增大
D. 保持 位置不变， 向下缓慢滑动的过程中， 消耗的功率减小
4. [2021天津，5分]如图所示，闭合开关后， 的电阻两端的交流电压为 ，电压表和电流表均为理想交流电表，则( )
A. 该交流电周期为 B. 电压表的读数为
C. 电流表的读数为 D. 电阻的电功率为
5. [2021福建，6分，多选]以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段.2020年11月10日，中国载人潜水器奋斗者号创造了10 909米深潜纪录.此次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指令传输或数据交换，如图所示.下列说法正确的是( )
A. 奋斗者号与探索一号通信的信息载体属于横波
B. 奋斗者号与沧海号通信的信息载体属于横波
C. 探索一号与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现
D. 探索一号与探索二号的通信过程也是能量传播的过程
6. [2021河北，6分，多选]如图，发电机的矩形线圈长为 、宽为 ，匝数为 ，放置在磁感应强度大小为 的匀强磁场中.理想变压器的原、副线圈匝数分别为 、 和 ，两个副线圈分别接有电阻 和 .当发电机线圈以角速度 匀速转动时，理想电流表读数为 .不计线圈电阻，下列说法正确的是( )
A. 通过电阻 的电流为 B. 电阻 两端的电压为
C. 与 的比值为 D. 发电机的功率为
7. [2020山东，3分]图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比 ，输入端 、 所接电压 随时间 的变化关系如图乙所示.灯泡 的电阻恒为 ，额定电压为 .定值电阻 、 ，滑动变阻器 的最大阻值为 .为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为( )
图甲
图乙
A. B. C. D.
8. [2020江苏，3分]电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示.其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上.则电流互感器( )
A. 是一种降压变压器 B. 能测量直流电路的电流
C. 原、副线圈电流的频率不同 D. 副线圈的电流小于原线圈的电流
9. [2019江苏，3分]某理想变压器原、副线圈的匝数之比为 ，当输入电压增加 时，输出电压( )
A. 降低 B. 增加 C. 降低 D. 增加
10. [2019天津，6分，多选]单匝闭合矩形线框电阻为 ,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动,穿过线框的磁通量 与时间 的关系图像如图所示.下列说法正确的是( )
A. 时刻线框平面与中性面垂直
B. 线框的感应电动势有效值为
C. 线框转一周外力所做的功为
D. 从 到 过程中线框的平均感应电动势为
专题十三 交变电流 电磁振荡与电磁波
题组一
一、选择题
1. [2023海南，4分，多选]如图是工厂利用 的交流电给 照明灯供电的电路，理想变压器原线圈匝数为 ，下列说法正确的是( BC )
A. 电源电压有效值为 B. 交变电流的周期为
C. 副线圈匝数为180 D. 副线圈匝数为240
[解析] 由交流电的表达式可知，该交流电有效值为 ， 错；交流电的周期 ， 对；根据理想变压器的变压规律有 ，代入数据得 ， 对， 错.
2. [2022重庆，4分]低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压.若将“ ”的交流卤素灯直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为 的交流电后能正常工作，则( B )
A. 卤素灯两端的电压有效值为 B. 变压器原、副线圈的匝数比为
C. 流过卤素灯的电流为 D. 卤素灯的电阻为
[解析]
3. [2022山东，3分]如图所示的变压器，输入电压为 ，可输出 、 、 电压，匝数为 的原线圈中电压随时间变化为 .单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为 .将阻值为 的电阻 接在 两端时，功率为 .下列说法正确的是( D )
A. 为1 100匝， 为
B. 间线圈匝数为120匝，流过 的电流为
C. 若将 接在 两端， 两端的电压为 ，频率为
D. 若将 接在 两端，流过 的电流为 ，周期为
[解析] 根据理想变压器的变压规律有 ，代入 得 ， ， 错误；由功率与电压的关系得 ，根据理想变压器的变压规律有 ，代入数据解得 ，由欧姆定律得 ， 错误；由以上分析结合题意可知 ， ，变压器不改变交流电的频率，故 ， 错误；由欧姆定律得 ，周期 ， 正确.
4. [2021北京，3分]一正弦式交变电流的 图像如图所示.下列说法正确的是( C )
A. 在 时电流改变方向 B. 该交变电流的周期为
C. 该交变电流的表达式为 D. 该交变电流的有效值为
[解析] 在 时电流最大，电流方向不变， 错误；该交变电流的周期为 ， 错误； ，故该交变电流的表达式为 ， 正确；该交变电流的有效值为 ， 错误.
5. [2021湖南，4分]如图，理想变压器原、副线圈匝数比为 ，输入端 、 接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡 、 的阻值始终与定值电阻 的阻值相同.在滑动变阻器 的滑片从 端滑动到 端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是( A )
A. 先变暗后变亮， 一直变亮 B. 先变亮后变暗， 一直变亮
C. 先变暗后变亮， 先变亮后变暗 D. 先变亮后变暗， 先变亮后变暗
[解析] 滑动变阻器的滑片从 端滑动到 端的过程中，根据并联电路的知识可知，副线圈所连电路两个支路的电阻相等时并联电路的电阻最大，即副线圈回路中的总电阻先增大后减小，即副线圈回路中的总电流先减小后增大，由 可得,原线圈回路中的电流先减小后增大，灯 先变暗后变亮， 的分压先减小后增大，对应原线圈两端的电压先增大后减小，副线圈电压先增大后减小， 所在支路电阻逐渐减小，故副线圈电压增大的过程中， 中电流逐渐增大， 灯变亮，副线圈电压减小的过程，对应 的电流增大，则副线圈总电流增大，又 所在支路电阻逐渐增大，则 支路电流逐渐减小，则 中电流仍逐渐增大， 灯变亮 正确， 、 、 错误.
6. [2021广东，4分]某同学设计了一个充电装置，如图所示.假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为 ,电压最大值为 .理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为 .下列说法正确的是( B )
A. 交流电的频率为
B. 副线圈两端电压最大值为
C. 变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关
D. 充电电路的输入功率大于变压器的输入功率
[解析] 由永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电的周期为 可知，交流电的频率为 ，选项 错误；由理想变压器的变压原理可知，原、副线圈两端的电压最大值 、 和原、副线圈匝数 、 的关系满足 ，解得副线圈两端电压的最大值 ，选项 正确；由法拉第电磁感应定律可知，变压器输入电压为 ，变压器输入电压与永磁铁磁场强弱（磁感应强度 ）有关，选项 错误；由于变压器为理想变压器，故充电电路的输入功率等于变压器的输入功率，选项 错误.
7. （2020全国Ⅲ，6分，多选）在图（a）所示的交流电路中,电源电压的有效值为 ，理想变压器原、副线圈的匝数比为 ， 、 、 均为固定电阻， ， ，各电表均为理想电表.已知电阻 中电流 随时间 变化的正弦曲线如图（b）所示.下列说法正确的是( AD )
图(a)
图(b)
A. 所用交流电的频率为 B. 电压表的示数为
C. 电流表的示数为 D. 变压器传输的电功率为
[解析] 由变压器不会使交流电的周期改变和图（b）可知所用交流电的周期为 ，可求得所用交流电的频率为 ，选项 正确；由图（b）可知通过 的电流的有效值为 ，由串、并联电路特点可知通过 的电流（即通过电流表的电流）为 ，故流过副线圈的电流为 ，由欧姆定律可得副线圈两端的电压 ，由变压器原、副线圈两端电压比与原、副线圈匝数比的关系可得，原线圈两端的电压 ，再根据原线圈电路的串联关系可得 两端的电压为 ，选项 、 均错误；根据变压器原理可得变压器传输的电功率为 ，选项 正确.
【关键点拨】 本题解题的关键是根据图（b）判断电流的有效值，进而求得副线圈的电流，再根据变压器原、副线圈匝数比与电流的关系，结合欧姆定律来求解 两端的电压.
二、非选择题
8. [2021江苏，8分]贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量超过4 000亿千瓦时.某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为 ，线圈的匝数为100、面积为 、电阻为 ，若磁体转动的角速度为 ，线圈中产生的感应电流为 .求：
（1）线圈中感应电动势的有效值 ；
[答案] 线圈中产生的感应电动势的最大值为
（2分）
又线圈中产生的感应电动势按正弦规律变化，则线圈中产生的感应电动势的有效值
（1分）
代入数据得 （1分）
（2）线圈的输出功率 .
[答案] 线圈内阻消耗的功率为
（2分）
线圈的总功率为
（1分）
线圈的输出功率为
（1分）
题组二
1. [2023浙江6月选考，3分]我国 特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流,用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流.下列说法正确的是( A )
A. 送电端先升压再整流 B. 用户端先降压再变交流
C. 是指交流电的最大值 D. 输电功率由送电端电压决定
[解析] 由于变压器的工作原理是电磁感应现象，因此升压变压器和降压变压器原线圈两端的电压均为交流电压，所以送电端先升压再整流，用户端先变交流再降压， 正确， 错误； 指的是交流电的有效值， 错误；由远距离输电的原理可知，输电功率由用户端决定， 错误.
2. [2022河北，4分]张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一,其发电、输电简易模型如图所示.已知风轮机叶片转速为每秒 转，通过转速比为 的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动,发电机线圈面积为 ，匝数为 ,匀强磁场的磁感应强度为 时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直.发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为 .忽略线圈电阻,下列说法正确的是( C )
A. 发电机输出的电压为
B. 发电机输出交变电流的频率为
C. 变压器原、副线圈的匝数比为
D. 发电机产生的瞬时电动势
[解析] 风轮机转速为 ，通过升速齿轮箱带动发电机，则发电机线圈转动的转速为 ，所以线圈转动产生的感应电动势最大值为 ，有效值为 ， 项错；线圈产生交变电流的频率 ， 项错；由理想变压器变压规律可知 ， 项正确.
3. [2022湖北，4分，多选]近年来，基于变压器原理的无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.发射线圈的输入电压为 、匝数为1 100匝，接收线圈的匝数为50匝.若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的 ，忽略其他损耗，下列说法正确的是( AC )
A. 接收线圈的输出电压约为
B. 接收线圈与发射线圈中电流之比约为
C. 发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同
D. 穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同
[解析] 设通过发射线圈的磁通量为 ，通过接收线圈的磁通量为 ，则根据法拉第电磁感应定律有 ， ，依题意有 ，所以有 ，解得 ,选项 正确；因为在传输过程中有磁通量损耗，故 ,选项 错误；因为发射线圈与接收线圈磁通量的变化频率相同，所以发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同，选项 正确；因为 ，所以穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的不相同，选项 错误.
【易错警示】 求解本题时不少考生没有理解“若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的 ”的含意，套用理想变压器的变流比公式而错选B项.
4. [2021山东，4分，多选]输电能耗演示电路如图所示.左侧变压器原、副线圈匝数比为 ，输入电压有效值为 的正弦交流电.连接两理想变压器的导线总电阻为 ，负载 的阻值为 .开关 接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为 ， 上的功率为 ；接2时，匝数比为 ， 上的功率为 .以下判断正确的是( BD )
A. B. C. D.
[解析] 左侧变压器副线圈上的电压 ，当开关 接1时，电阻 上的电压，即右侧变压器的副线圈上的电压 ，电流 ，则右侧变压器原线圈上的电压 ，电流 ，则 ， 项正确；当开关 接2时，设导线上的输电电流为 ，则右侧变压器副线圈上的电流为 ，由右侧变压器原、副线圈上的电压关系可知 ，解得 ，则 上的功率 ， 项正确.
5. [2021海南，4分，多选]如图，理想变压器原线圈接在 的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片 来调节.当滑片 处于图示位置时，原、副线圈的匝数比 ，为了使图中“ ， ”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是( BD )
A. 仅将滑片 向上滑动
B. 仅将滑片 向下滑动
C. 仅在副线圈电路中并联一个阻值为 的电阻
D. 仅在副线圈电路中串联一个阻值为 的电阻
[解析] 原线圈两端电压有效值为 ，由变压规律 可知，理想变压器输出电压有效值为 ，为使灯泡正常发光，则输出电压应减小，故滑片 应下移， 项错， 项正确；仅在副线圈电路中并联电阻，不能改变灯泡两端电压， 项错；小灯泡电阻为 ，由串联分压规律可知，在副线圈电路中串联 电阻，灯泡即可正常发光， 项正确.
6. [2021福建，4分]某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示，图中 为输电线的总电阻.若变压器视为理想变压器，所有电表视为理想电表，不考虑变压器的输入电压随负载的变化，则当住户使用的用电器增加时，图中各电表的示数变化情况是( D )
A. 增大， 不变， 增大 B. 增大， 减小， 增大
C. 增大， 增大， 减小 D. 增大， 不变， 减小
[解析] 当住户使用的用电器增加时，变压器副线圈的输出电流增大，即 增大，根据理想变压器的变压规律知 不变，故 减小，根据变压器输入功率等于输出功率可知， 增大，选项 正确.
7. [2021湖北，4分]如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为 的滑动变阻器和阻值为 的定值电阻.在变阻器滑片从 端向 端缓慢移动的过程中( A )
A. 电流表 示数减小 B. 电流表 示数增大
C. 原线圈输入功率先增大后减小 D. 定值电阻 消耗的功率先减小后增大
[解析] 由于原线圈所接电压恒定，匝数比恒定，故变压器副线圈的输出电压恒定，变阻器的滑片从 端向 端缓慢移动的过程中，由数学知识可知，变压器副线圈所接的电阻值逐渐增大，则由欧姆定律得 ，可知副线圈的电流逐渐减小，由 可知变压器原线圈的电流 也逐渐减小， 正确， 错误；原线圈的输入功率为 ，由于 逐渐减小，因此原线圈的输入功率逐渐减小， 错误；由于副线圈的电流逐渐减小，则定值电阻与变阻器右半部分并联的总电流减小，又与定值电阻并联的变阻器右半部分的电阻值减小，则由并联分流规律可知，流过定值电阻的电流逐渐减小，则由公式 可知，定值电阻 消耗的电功率逐渐减小， 错误.
【一题多解】 本题的D选项还可以用以下方法求解：定值电阻与变阻器的右半部分并联，然后与变阻器的左半部分串联，由于右半部分电阻值减小，则由“串反并同”可知，与其并联的定值电阻两端的电压逐渐减小，由公式 可知，定值电阻消耗的电功率逐渐减小，D错误.
8. [2020江苏，4分，多选]电磁波广泛应用在现代医疗中.下列属于电磁波应用的医用器械有( AB )
A. 杀菌用的紫外灯 B. 拍胸片的 光机
C. 治疗咽喉炎的超声波雾化器 D. 检查血流情况的“彩超”机
[解析] 紫外线和 光从本质上说是电磁波， 、 项正确；治疗咽喉炎的超声波雾化器和检查血流情况的“彩超”机用的都是超声波，超声波属于机械波， 、 项错误.
9. （2020全国Ⅱ，6分，多选）特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低.我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术.假设从 处采用 的超高压向 处输电，输电线上损耗的电功率为 ,到达 处时电压下降了 .在保持 处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用 特高压输电，输电线上损耗的电功率变为 ，到达 处时电压下降了 .不考虑其他因素的影响，则( AD )
A. B. C. D.
[解析] 若采用 的超高压输电，输电线上的功率损耗 ，输电线路损失的电压 ,若改用 的特高压输电，同理有 ， ，可得 , ,故 、 项错误, 、 项正确.
10. [2020浙江7月选考，3分]如图所示，某小型水电站发电机的输出功率 ，发电机的电压 ,经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻 ，在用户端用降压变压器把电压降为 .已知输电线上损失的功率 ，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是( C )
A. 发电机输出的电流
B. 输电线上的电流
C. 降压变压器的匝数比
D. 用户得到的电流
[解析] 发电机输出的电流 ，选项 错误.输电线上的电流 ，选项 错误.升压变压器的副线圈输出电压 ，输电线损耗电压 ，降压变压器的原线圈电压 ，故降压变压器的匝数比 ，选项 正确.降压变压器的副线圈的输出功率 ，故用户得到的电流 ，选项 错误.
题组三
1. [2023湖南，5分，多选]某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示.大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为 ,小轮与线圈固定在同一转轴上.线圈是由漆包线绕制而成的边长为 的正方形，共 匝，总阻值为 .磁体间磁场可视为磁感应强度大小为 的匀强磁场.大轮以角速度 匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直.线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为 的灯泡.假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是( AC )
A. 线圈转动的角速度为
B. 灯泡两端电压有效值为
C. 若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为 的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效值为
D. 若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮
[解析] 大轮和小轮通过皮带传动，线速度 相同，小轮和线圈同轴转动，角速度相同，根据 并结合大轮与小轮半径之比为 可知小轮和线圈转动的角速度为 ， 对；由题意可知，线圈围成的面积 ，产生的感应电动势的最大值为 ，产生的感应电动势的有效值为 ，根据串联分压规律可知灯泡两端电压的有效值为 ， 错；若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为 的多匝正方形线圈，则线圈的匝数变为原来的2倍，线圈产生感应电动势的最大值变为 ，有效值变为 ，结合电阻定律 可知线圈电阻变为原来的2倍，即为 ，根据串联电路分压规律可得灯泡两端电压的有效值为 ， 对；若仅将小轮半径变为原来的两倍，则小轮和线圈转动的角速度变小，线圈产生的感应电动势有效值变小，灯泡两端电压变小，灯泡变暗， 错.
2. [2022北京，3分]某理想变压器的原线圈接在 的正弦交流电源上，副线圈输出电压为 ，输出电流为 .该变压器( B )
A. 原、副线圈的匝数之比为
B. 输入电流为
C. 输入电流的最大值为
D. 原、副线圈交流电的频率之比为
[解析]
3. [2022湖南，4分]如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头 初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源.定值电阻 的阻值为 ，滑动变阻器 的最大阻值为 ，滑片 初始位置在最右端.理想电压表的示数为 ，理想电流表的示数为 .下列说法正确的是( B )
A. 保持 位置不变， 向左缓慢滑动的过程中， 减小， 不变
B. 保持 位置不变， 向左缓慢滑动的过程中， 消耗的功率增大
C. 保持 位置不变， 向下缓慢滑动的过程中， 减小， 增大
D. 保持 位置不变， 向下缓慢滑动的过程中， 消耗的功率减小
[解析] 设原线圈两端电压为 ，副线圈两端电压为 ，通过原线圈的电流为 ，通过副线圈的电流为 ，由理想变压器变压规律和变流规律可得，原、副线圈及定值电阻 的等效电阻为 ；保持 位置不变，将原、副线圈及电阻 等效为一定值电阻， 向左缓慢滑动过程中， 接入电路的电阻减小，则整个电路的总电阻减小，由欧姆定律可知，回路中电流 增大，原线圈两端电压增大，又电源电压不变，故电压表示数 减小， 项错误；由于原线圈两端电压增大，由理想变压器变压规律可知，副线圈两端电压增大，故 消耗的功率增大， 项正确；当 位置不变， 向下滑动时， 减小，等效电阻 增大，由欧姆定律可知，回路中电流减小， 两端电压减小， 项错误；由于 两端电压减小，则原线圈两端电压增大，由变压规律可知，副线圈两端电压增大， 的功率增大， 项错误.
4. [2021天津，5分]如图所示，闭合开关后， 的电阻两端的交流电压为 ，电压表和电流表均为理想交流电表，则( C )
A. 该交流电周期为 B. 电压表的读数为
C. 电流表的读数为 D. 电阻的电功率为
[解析] 由题中交流电压的表达式，可知该交流电的周期 ，选项 错误.电压表的读数为交流电压的有效值，即 ，选项 错误.由欧姆定律可知，电流表的读数为 ，选项 正确.电阻的电功率为 ，选项 错误.
5. [2021福建，6分，多选]以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段.2020年11月10日，中国载人潜水器奋斗者号创造了10 909米深潜纪录.此次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指令传输或数据交换，如图所示.下列说法正确的是( BD )
A. 奋斗者号与探索一号通信的信息载体属于横波
B. 奋斗者号与沧海号通信的信息载体属于横波
C. 探索一号与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现
D. 探索一号与探索二号的通信过程也是能量传播的过程
[解析] 根据题述，奋斗者号与探索一号的通信方式是以声波作为信息载体的水声通信，而声波在水中传播时属于纵波，选项 错误；奋斗者号与沧海号的通信方式是以无线蓝绿光作为信息载体的电磁通信，而电磁波属于横波，选项 正确；由于探索一号与太空中的通信卫星相距很远，声波不能在真空中传播，所以探索一号与通信卫星的实时通信只能通过电磁波实现，选项 错误；探索一号与探索二号间利用的是水面无线通信，其通信过程也是能量传播的过程，选项 正确.
6. [2021河北，6分，多选]如图，发电机的矩形线圈长为 、宽为 ，匝数为 ，放置在磁感应强度大小为 的匀强磁场中.理想变压器的原、副线圈匝数分别为 、 和 ，两个副线圈分别接有电阻 和 .当发电机线圈以角速度 匀速转动时，理想电流表读数为 .不计线圈电阻，下列说法正确的是( BC )
A. 通过电阻 的电流为 B. 电阻 两端的电压为
C. 与 的比值为 D. 发电机的功率为
[解析] 设通过电阻 的电流为 ,原线圈两端电压为 ,则可得 ,且 ,解得 ， 错误；电阻 两端电压为 , 正确；矩形线圈转动产生的交流电电动势最大值 ，则原线圈两端电压有效值 ，根据变压器原理有 ，结合 解得 ，选项 正确；若发电机的功率为 ，根据变压器原副线圈两端的电压比等于匝数比，可得 ，又 ，可得 ，由 项分析可知通过电阻 的电流不是 ，故选项 错误.
7. [2020山东，3分]图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比 ，输入端 、 所接电压 随时间 的变化关系如图乙所示.灯泡 的电阻恒为 ，额定电压为 .定值电阻 、 ，滑动变阻器 的最大阻值为 .为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为( A )
图甲
图乙
A. B. C. D.
[解析] 由图乙可知理想变压器输入电压 ，应用理想变压器变压公式 ，可得副线圈输出电压 .灯泡正常工作时，灯泡两端电压为 ，电流 .设 两端电压为 ，由 ，可得 .由 ，解得 ，选项 正确.
8. [2020江苏，3分]电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示.其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上.则电流互感器( D )
A. 是一种降压变压器 B. 能测量直流电路的电流
C. 原、副线圈电流的频率不同 D. 副线圈的电流小于原线圈的电流
[解析] 变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，不能改变交变电流的频率， 、 项均错误；根据变压器匝数与电压的关系 可得副线圈的电压 ，由于原线圈匝数少而副线圈的匝数多，即 ，因此有 ，电流互感器是一种升压变压器， 项错误；根据变压器匝数与电流的关系 可得副线圈的电流 ，由于 ，因此有 ， 项正确.
9. [2019江苏，3分]某理想变压器原、副线圈的匝数之比为 ，当输入电压增加 时，输出电压( D )
A. 降低 B. 增加 C. 降低 D. 增加
[解析] 假设理想变压器原线圈的输入电压为 ，则由变压器的工作原理可知 ，变压器副线圈的输出电压为 ；当输入电压增加 时，即输入电压为 ，则变压器的输出电压为 ，则输出电压的变化量为 ，即输出电压增加 ， 、 、 错误， 正确.
10. [2019天津，6分，多选]单匝闭合矩形线框电阻为 ,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动,穿过线框的磁通量 与时间 的关系图像如图所示.下列说法正确的是( BC )
A. 时刻线框平面与中性面垂直
B. 线框的感应电动势有效值为
C. 线框转一周外力所做的功为
D. 从 到 过程中线框的平均感应电动势为
[解析] 由 图像可知， 时穿过线框的磁通量最大，则线框位于中性面， 错误；线框中产生的感应电动势的最大值应为 ，又 ， , ，则整理得 ，因此感应电动势的有效值为 ， 正确；由功能关系可知线框转动一周外力所做的功等于线框中产生的焦耳热，有 ， 正确； 的过程中，线框中产生的平均感应电动势为 ， 错误.
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2019-2023年物理高考真题分类
专题十三 交变电流 电磁振荡与电磁波
题组一
一、选择题
1. [2023海南，4分，多选]如图是工厂利用 的交流电给 照明灯供电的电路，理想变压器原线圈匝数为 ，下列说法正确的是( )
A. 电源电压有效值为 B. 交变电流的周期为
C. 副线圈匝数为180 D. 副线圈匝数为240
2. [2022重庆，4分]低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压.若将“ ”的交流卤素灯直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为 的交流电后能正常工作，则( )
A. 卤素灯两端的电压有效值为 B. 变压器原、副线圈的匝数比为
C. 流过卤素灯的电流为 D. 卤素灯的电阻为
3. [2022山东，3分]如图所示的变压器，输入电压为 ，可输出 、 、 电压，匝数为 的原线圈中电压随时间变化为 .单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为 .将阻值为 的电阻 接在 两端时，功率为 .下列说法正确的是( )
A. 为1 100匝， 为
B. 间线圈匝数为120匝，流过 的电流为
C. 若将 接在 两端， 两端的电压为 ，频率为
D. 若将 接在 两端，流过 的电流为 ，周期为
4. [2021北京，3分]一正弦式交变电流的 图像如图所示.下列说法正确的是( )
A. 在 时电流改变方向 B. 该交变电流的周期为
C. 该交变电流的表达式为 D. 该交变电流的有效值为
5. [2021湖南，4分]如图，理想变压器原、副线圈匝数比为 ，输入端 、 接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡 、 的阻值始终与定值电阻 的阻值相同.在滑动变阻器 的滑片从 端滑动到 端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是( )
A. 先变暗后变亮， 一直变亮 B. 先变亮后变暗， 一直变亮
C. 先变暗后变亮， 先变亮后变暗 D. 先变亮后变暗， 先变亮后变暗
6. [2021广东，4分]某同学设计了一个充电装置，如图所示.假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为 ,电压最大值为 .理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为 .下列说法正确的是( )
A. 交流电的频率为
B. 副线圈两端电压最大值为
C. 变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关
D. 充电电路的输入功率大于变压器的输入功率
7. （2020全国Ⅲ，6分，多选）在图（a）所示的交流电路中,电源电压的有效值为 ，理想变压器原、副线圈的匝数比为 ， 、 、 均为固定电阻， ， ，各电表均为理想电表.已知电阻 中电流 随时间 变化的正弦曲线如图（b）所示.下列说法正确的是( )
图(a)
图(b)
A. 所用交流电的频率为 B. 电压表的示数为
C. 电流表的示数为 D. 变压器传输的电功率为
二、非选择题
8. [2021江苏，8分]贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量超过4 000亿千瓦时.某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为 ，线圈的匝数为100、面积为 、电阻为 ，若磁体转动的角速度为 ，线圈中产生的感应电流为 .求：
（1）线圈中感应电动势的有效值 ；
（2）线圈的输出功率 .
题组二
1. [2023浙江6月选考，3分]我国 特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流,用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流.下列说法正确的是( )
A. 送电端先升压再整流 B. 用户端先降压再变交流
C. 是指交流电的最大值 D. 输电功率由送电端电压决定
2. [2022河北，4分]张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一,其发电、输电简易模型如图所示.已知风轮机叶片转速为每秒 转，通过转速比为 的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动,发电机线圈面积为 ，匝数为 ,匀强磁场的磁感应强度为 时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直.发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为 .忽略线圈电阻,下列说法正确的是( )
A. 发电机输出的电压为
B. 发电机输出交变电流的频率为
C. 变压器原、副线圈的匝数比为
D. 发电机产生的瞬时电动势
3. [2022湖北，4分，多选]近年来，基于变压器原理的无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.发射线圈的输入电压为 、匝数为1 100匝，接收线圈的匝数为50匝.若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的 ，忽略其他损耗，下列说法正确的是( )
A. 接收线圈的输出电压约为
B. 接收线圈与发射线圈中电流之比约为
C. 发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同
D. 穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同
4. [2021山东，4分，多选]输电能耗演示电路如图所示.左侧变压器原、副线圈匝数比为 ，输入电压有效值为 的正弦交流电.连接两理想变压器的导线总电阻为 ，负载 的阻值为 .开关 接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为 ， 上的功率为 ；接2时，匝数比为 ， 上的功率为 .以下判断正确的是( )
A. B. C. D.
5. [2021海南，4分，多选]如图，理想变压器原线圈接在 的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片 来调节.当滑片 处于图示位置时，原、副线圈的匝数比 ，为了使图中“ ， ”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是( )
A. 仅将滑片 向上滑动
B. 仅将滑片 向下滑动
C. 仅在副线圈电路中并联一个阻值为 的电阻
D. 仅在副线圈电路中串联一个阻值为 的电阻
6. [2021福建，4分]某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示，图中 为输电线的总电阻.若变压器视为理想变压器，所有电表视为理想电表，不考虑变压器的输入电压随负载的变化，则当住户使用的用电器增加时，图中各电表的示数变化情况是( )
A. 增大， 不变， 增大 B. 增大， 减小， 增大
C. 增大， 增大， 减小 D. 增大， 不变， 减小
7. [2021湖北，4分]如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为 的滑动变阻器和阻值为 的定值电阻.在变阻器滑片从 端向 端缓慢移动的过程中( )
A. 电流表 示数减小 B. 电流表 示数增大
C. 原线圈输入功率先增大后减小 D. 定值电阻 消耗的功率先减小后增大
8. [2020江苏，4分，多选]电磁波广泛应用在现代医疗中.下列属于电磁波应用的医用器械有( )
A. 杀菌用的紫外灯 B. 拍胸片的 光机
C. 治疗咽喉炎的超声波雾化器 D. 检查血流情况的“彩超”机
9. （2020全国Ⅱ，6分，多选）特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低.我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术.假设从 处采用 的超高压向 处输电，输电线上损耗的电功率为 ,到达 处时电压下降了 .在保持 处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用 特高压输电，输电线上损耗的电功率变为 ，到达 处时电压下降了 .不考虑其他因素的影响，则( )
A. B. C. D.
10. [2020浙江7月选考，3分]如图所示，某小型水电站发电机的输出功率 ，发电机的电压 ,经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻 ，在用户端用降压变压器把电压降为 .已知输电线上损失的功率 ，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是( )
A. 发电机输出的电流
B. 输电线上的电流
C. 降压变压器的匝数比
D. 用户得到的电流
题组三
1. [2023湖南，5分，多选]某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示.大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为 ,小轮与线圈固定在同一转轴上.线圈是由漆包线绕制而成的边长为 的正方形，共 匝，总阻值为 .磁体间磁场可视为磁感应强度大小为 的匀强磁场.大轮以角速度 匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直.线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为 的灯泡.假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是( )
A. 线圈转动的角速度为
B. 灯泡两端电压有效值为
C. 若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为 的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效值为
D. 若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮
2. [2022北京，3分]某理想变压器的原线圈接在 的正弦交流电源上，副线圈输出电压为 ，输出电流为 .该变压器( )
A. 原、副线圈的匝数之比为
B. 输入电流为
C. 输入电流的最大值为
D. 原、副线圈交流电的频率之比为
3. [2022湖南，4分]如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头 初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源.定值电阻 的阻值为 ，滑动变阻器 的最大阻值为 ，滑片 初始位置在最右端.理想电压表的示数为 ，理想电流表的示数为 .下列说法正确的是( )
A. 保持 位置不变， 向左缓慢滑动的过程中， 减小， 不变
B. 保持 位置不变， 向左缓慢滑动的过程中， 消耗的功率增大
C. 保持 位置不变， 向下缓慢滑动的过程中， 减小， 增大
D. 保持 位置不变， 向下缓慢滑动的过程中， 消耗的功率减小
4. [2021天津，5分]如图所示，闭合开关后， 的电阻两端的交流电压为 ，电压表和电流表均为理想交流电表，则( )
A. 该交流电周期为 B. 电压表的读数为
C. 电流表的读数为 D. 电阻的电功率为
5. [2021福建，6分，多选]以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段.2020年11月10日，中国载人潜水器奋斗者号创造了10 909米深潜纪录.此次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指令传输或数据交换，如图所示.下列说法正确的是( )
A. 奋斗者号与探索一号通信的信息载体属于横波
B. 奋斗者号与沧海号通信的信息载体属于横波
C. 探索一号与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现
D. 探索一号与探索二号的通信过程也是能量传播的过程
6. [2021河北，6分，多选]如图，发电机的矩形线圈长为 、宽为 ，匝数为 ，放置在磁感应强度大小为 的匀强磁场中.理想变压器的原、副线圈匝数分别为 、 和 ，两个副线圈分别接有电阻 和 .当发电机线圈以角速度 匀速转动时，理想电流表读数为 .不计线圈电阻，下列说法正确的是( )
A. 通过电阻 的电流为 B. 电阻 两端的电压为
C. 与 的比值为 D. 发电机的功率为
7. [2020山东，3分]图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比 ，输入端 、 所接电压 随时间 的变化关系如图乙所示.灯泡 的电阻恒为 ，额定电压为 .定值电阻 、 ，滑动变阻器 的最大阻值为 .为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为( )
图甲
图乙
A. B. C. D.
8. [2020江苏，3分]电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示.其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上.则电流互感器( )
A. 是一种降压变压器 B. 能测量直流电路的电流
C. 原、副线圈电流的频率不同 D. 副线圈的电流小于原线圈的电流
9. [2019江苏，3分]某理想变压器原、副线圈的匝数之比为 ，当输入电压增加 时，输出电压( )
A. 降低 B. 增加 C. 降低 D. 增加
10. [2019天津，6分，多选]单匝闭合矩形线框电阻为 ,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动,穿过线框的磁通量 与时间 的关系图像如图所示.下列说法正确的是( )
A. 时刻线框平面与中性面垂直
B. 线框的感应电动势有效值为
C. 线框转一周外力所做的功为
D. 从 到 过程中线框的平均感应电动势为
专题十三 交变电流 电磁振荡与电磁波
题组一
一、选择题
1. [2023海南，4分，多选]如图是工厂利用 的交流电给 照明灯供电的电路，理想变压器原线圈匝数为 ，下列说法正确的是( BC )
A. 电源电压有效值为 B. 交变电流的周期为
C. 副线圈匝数为180 D. 副线圈匝数为240
[解析] 由交流电的表达式可知，该交流电有效值为 ， 错；交流电的周期 ， 对；根据理想变压器的变压规律有 ，代入数据得 ， 对， 错.
2. [2022重庆，4分]低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压.若将“ ”的交流卤素灯直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为 的交流电后能正常工作，则( B )
A. 卤素灯两端的电压有效值为 B. 变压器原、副线圈的匝数比为
C. 流过卤素灯的电流为 D. 卤素灯的电阻为
[解析]
3. [2022山东，3分]如图所示的变压器，输入电压为 ，可输出 、 、 电压，匝数为 的原线圈中电压随时间变化为 .单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为 .将阻值为 的电阻 接在 两端时，功率为 .下列说法正确的是( D )
A. 为1 100匝， 为
B. 间线圈匝数为120匝，流过 的电流为
C. 若将 接在 两端， 两端的电压为 ，频率为
D. 若将 接在 两端，流过 的电流为 ，周期为
[解析] 根据理想变压器的变压规律有 ，代入 得 ， ， 错误；由功率与电压的关系得 ，根据理想变压器的变压规律有 ，代入数据解得 ，由欧姆定律得 ， 错误；由以上分析结合题意可知 ， ，变压器不改变交流电的频率，故 ， 错误；由欧姆定律得 ，周期 ， 正确.
4. [2021北京，3分]一正弦式交变电流的 图像如图所示.下列说法正确的是( C )
A. 在 时电流改变方向 B. 该交变电流的周期为
C. 该交变电流的表达式为 D. 该交变电流的有效值为
[解析] 在 时电流最大，电流方向不变， 错误；该交变电流的周期为 ， 错误； ，故该交变电流的表达式为 ， 正确；该交变电流的有效值为 ， 错误.
5. [2021湖南，4分]如图，理想变压器原、副线圈匝数比为 ，输入端 、 接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡 、 的阻值始终与定值电阻 的阻值相同.在滑动变阻器 的滑片从 端滑动到 端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是( A )
A. 先变暗后变亮， 一直变亮 B. 先变亮后变暗， 一直变亮
C. 先变暗后变亮， 先变亮后变暗 D. 先变亮后变暗， 先变亮后变暗
[解析] 滑动变阻器的滑片从 端滑动到 端的过程中，根据并联电路的知识可知，副线圈所连电路两个支路的电阻相等时并联电路的电阻最大，即副线圈回路中的总电阻先增大后减小，即副线圈回路中的总电流先减小后增大，由 可得,原线圈回路中的电流先减小后增大，灯 先变暗后变亮， 的分压先减小后增大，对应原线圈两端的电压先增大后减小，副线圈电压先增大后减小， 所在支路电阻逐渐减小，故副线圈电压增大的过程中， 中电流逐渐增大， 灯变亮，副线圈电压减小的过程，对应 的电流增大，则副线圈总电流增大，又 所在支路电阻逐渐增大，则 支路电流逐渐减小，则 中电流仍逐渐增大， 灯变亮 正确， 、 、 错误.
6. [2021广东，4分]某同学设计了一个充电装置，如图所示.假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为 ,电压最大值为 .理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为 .下列说法正确的是( B )
A. 交流电的频率为
B. 副线圈两端电压最大值为
C. 变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关
D. 充电电路的输入功率大于变压器的输入功率
[解析] 由永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电的周期为 可知，交流电的频率为 ，选项 错误；由理想变压器的变压原理可知，原、副线圈两端的电压最大值 、 和原、副线圈匝数 、 的关系满足 ，解得副线圈两端电压的最大值 ，选项 正确；由法拉第电磁感应定律可知，变压器输入电压为 ，变压器输入电压与永磁铁磁场强弱（磁感应强度 ）有关，选项 错误；由于变压器为理想变压器，故充电电路的输入功率等于变压器的输入功率，选项 错误.
7. （2020全国Ⅲ，6分，多选）在图（a）所示的交流电路中,电源电压的有效值为 ，理想变压器原、副线圈的匝数比为 ， 、 、 均为固定电阻， ， ，各电表均为理想电表.已知电阻 中电流 随时间 变化的正弦曲线如图（b）所示.下列说法正确的是( AD )
图(a)
图(b)
A. 所用交流电的频率为 B. 电压表的示数为
C. 电流表的示数为 D. 变压器传输的电功率为
[解析] 由变压器不会使交流电的周期改变和图（b）可知所用交流电的周期为 ，可求得所用交流电的频率为 ，选项 正确；由图（b）可知通过 的电流的有效值为 ，由串、并联电路特点可知通过 的电流（即通过电流表的电流）为 ，故流过副线圈的电流为 ，由欧姆定律可得副线圈两端的电压 ，由变压器原、副线圈两端电压比与原、副线圈匝数比的关系可得，原线圈两端的电压 ，再根据原线圈电路的串联关系可得 两端的电压为 ，选项 、 均错误；根据变压器原理可得变压器传输的电功率为 ，选项 正确.
【关键点拨】 本题解题的关键是根据图（b）判断电流的有效值，进而求得副线圈的电流，再根据变压器原、副线圈匝数比与电流的关系，结合欧姆定律来求解 两端的电压.
二、非选择题
8. [2021江苏，8分]贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量超过4 000亿千瓦时.某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为 ，线圈的匝数为100、面积为 、电阻为 ，若磁体转动的角速度为 ，线圈中产生的感应电流为 .求：
（1）线圈中感应电动势的有效值 ；
[答案] 线圈中产生的感应电动势的最大值为
（2分）
又线圈中产生的感应电动势按正弦规律变化，则线圈中产生的感应电动势的有效值
（1分）
代入数据得 （1分）
（2）线圈的输出功率 .
[答案] 线圈内阻消耗的功率为
（2分）
线圈的总功率为
（1分）
线圈的输出功率为
（1分）
题组二
1. [2023浙江6月选考，3分]我国 特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流,用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流.下列说法正确的是( A )
A. 送电端先升压再整流 B. 用户端先降压再变交流
C. 是指交流电的最大值 D. 输电功率由送电端电压决定
[解析] 由于变压器的工作原理是电磁感应现象，因此升压变压器和降压变压器原线圈两端的电压均为交流电压，所以送电端先升压再整流，用户端先变交流再降压， 正确， 错误； 指的是交流电的有效值， 错误；由远距离输电的原理可知，输电功率由用户端决定， 错误.
2. [2022河北，4分]张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一,其发电、输电简易模型如图所示.已知风轮机叶片转速为每秒 转，通过转速比为 的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动,发电机线圈面积为 ，匝数为 ,匀强磁场的磁感应强度为 时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直.发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为 .忽略线圈电阻,下列说法正确的是( C )
A. 发电机输出的电压为
B. 发电机输出交变电流的频率为
C. 变压器原、副线圈的匝数比为
D. 发电机产生的瞬时电动势
[解析] 风轮机转速为 ，通过升速齿轮箱带动发电机，则发电机线圈转动的转速为 ，所以线圈转动产生的感应电动势最大值为 ，有效值为 ， 项错；线圈产生交变电流的频率 ， 项错；由理想变压器变压规律可知 ， 项正确.
3. [2022湖北，4分，多选]近年来，基于变压器原理的无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.发射线圈的输入电压为 、匝数为1 100匝，接收线圈的匝数为50匝.若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的 ，忽略其他损耗，下列说法正确的是( AC )
A. 接收线圈的输出电压约为
B. 接收线圈与发射线圈中电流之比约为
C. 发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同
D. 穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同
[解析] 设通过发射线圈的磁通量为 ，通过接收线圈的磁通量为 ，则根据法拉第电磁感应定律有 ， ，依题意有 ，所以有 ，解得 ,选项 正确；因为在传输过程中有磁通量损耗，故 ,选项 错误；因为发射线圈与接收线圈磁通量的变化频率相同，所以发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同，选项 正确；因为 ，所以穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的不相同，选项 错误.
【易错警示】 求解本题时不少考生没有理解“若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的 ”的含意，套用理想变压器的变流比公式而错选B项.
4. [2021山东，4分，多选]输电能耗演示电路如图所示.左侧变压器原、副线圈匝数比为 ，输入电压有效值为 的正弦交流电.连接两理想变压器的导线总电阻为 ，负载 的阻值为 .开关 接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为 ， 上的功率为 ；接2时，匝数比为 ， 上的功率为 .以下判断正确的是( BD )
A. B. C. D.
[解析] 左侧变压器副线圈上的电压 ，当开关 接1时，电阻 上的电压，即右侧变压器的副线圈上的电压 ，电流 ，则右侧变压器原线圈上的电压 ，电流 ，则 ， 项正确；当开关 接2时，设导线上的输电电流为 ，则右侧变压器副线圈上的电流为 ，由右侧变压器原、副线圈上的电压关系可知 ，解得 ，则 上的功率 ， 项正确.
5. [2021海南，4分，多选]如图，理想变压器原线圈接在 的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片 来调节.当滑片 处于图示位置时，原、副线圈的匝数比 ，为了使图中“ ， ”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是( BD )
A. 仅将滑片 向上滑动
B. 仅将滑片 向下滑动
C. 仅在副线圈电路中并联一个阻值为 的电阻
D. 仅在副线圈电路中串联一个阻值为 的电阻
[解析] 原线圈两端电压有效值为 ，由变压规律 可知，理想变压器输出电压有效值为 ，为使灯泡正常发光，则输出电压应减小，故滑片 应下移， 项错， 项正确；仅在副线圈电路中并联电阻，不能改变灯泡两端电压， 项错；小灯泡电阻为 ，由串联分压规律可知，在副线圈电路中串联 电阻，灯泡即可正常发光， 项正确.
6. [2021福建，4分]某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示，图中 为输电线的总电阻.若变压器视为理想变压器，所有电表视为理想电表，不考虑变压器的输入电压随负载的变化，则当住户使用的用电器增加时，图中各电表的示数变化情况是( D )
A. 增大， 不变， 增大 B. 增大， 减小， 增大
C. 增大， 增大， 减小 D. 增大， 不变， 减小
[解析] 当住户使用的用电器增加时，变压器副线圈的输出电流增大，即 增大，根据理想变压器的变压规律知 不变，故 减小，根据变压器输入功率等于输出功率可知， 增大，选项 正确.
7. [2021湖北，4分]如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为 的滑动变阻器和阻值为 的定值电阻.在变阻器滑片从 端向 端缓慢移动的过程中( A )
A. 电流表 示数减小 B. 电流表 示数增大
C. 原线圈输入功率先增大后减小 D. 定值电阻 消耗的功率先减小后增大
[解析] 由于原线圈所接电压恒定，匝数比恒定，故变压器副线圈的输出电压恒定，变阻器的滑片从 端向 端缓慢移动的过程中，由数学知识可知，变压器副线圈所接的电阻值逐渐增大，则由欧姆定律得 ，可知副线圈的电流逐渐减小，由 可知变压器原线圈的电流 也逐渐减小， 正确， 错误；原线圈的输入功率为 ，由于 逐渐减小，因此原线圈的输入功率逐渐减小， 错误；由于副线圈的电流逐渐减小，则定值电阻与变阻器右半部分并联的总电流减小，又与定值电阻并联的变阻器右半部分的电阻值减小，则由并联分流规律可知，流过定值电阻的电流逐渐减小，则由公式 可知，定值电阻 消耗的电功率逐渐减小， 错误.
【一题多解】 本题的D选项还可以用以下方法求解：定值电阻与变阻器的右半部分并联，然后与变阻器的左半部分串联，由于右半部分电阻值减小，则由“串反并同”可知，与其并联的定值电阻两端的电压逐渐减小，由公式 可知，定值电阻消耗的电功率逐渐减小，D错误.
8. [2020江苏，4分，多选]电磁波广泛应用在现代医疗中.下列属于电磁波应用的医用器械有( AB )
A. 杀菌用的紫外灯 B. 拍胸片的 光机
C. 治疗咽喉炎的超声波雾化器 D. 检查血流情况的“彩超”机
[解析] 紫外线和 光从本质上说是电磁波， 、 项正确；治疗咽喉炎的超声波雾化器和检查血流情况的“彩超”机用的都是超声波，超声波属于机械波， 、 项错误.
9. （2020全国Ⅱ，6分，多选）特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低.我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术.假设从 处采用 的超高压向 处输电，输电线上损耗的电功率为 ,到达 处时电压下降了 .在保持 处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用 特高压输电，输电线上损耗的电功率变为 ，到达 处时电压下降了 .不考虑其他因素的影响，则( AD )
A. B. C. D.
[解析] 若采用 的超高压输电，输电线上的功率损耗 ，输电线路损失的电压 ,若改用 的特高压输电，同理有 ， ，可得 , ,故 、 项错误, 、 项正确.
10. [2020浙江7月选考，3分]如图所示，某小型水电站发电机的输出功率 ，发电机的电压 ,经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻 ，在用户端用降压变压器把电压降为 .已知输电线上损失的功率 ，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是( C )
A. 发电机输出的电流
B. 输电线上的电流
C. 降压变压器的匝数比
D. 用户得到的电流
[解析] 发电机输出的电流 ，选项 错误.输电线上的电流 ，选项 错误.升压变压器的副线圈输出电压 ，输电线损耗电压 ，降压变压器的原线圈电压 ，故降压变压器的匝数比 ，选项 正确.降压变压器的副线圈的输出功率 ，故用户得到的电流 ，选项 错误.
题组三
1. [2023湖南，5分，多选]某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示.大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为 ,小轮与线圈固定在同一转轴上.线圈是由漆包线绕制而成的边长为 的正方形，共 匝，总阻值为 .磁体间磁场可视为磁感应强度大小为 的匀强磁场.大轮以角速度 匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直.线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为 的灯泡.假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是( AC )
A. 线圈转动的角速度为
B. 灯泡两端电压有效值为
C. 若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为 的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效值为
D. 若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮
[解析] 大轮和小轮通过皮带传动，线速度 相同，小轮和线圈同轴转动，角速度相同，根据 并结合大轮与小轮半径之比为 可知小轮和线圈转动的角速度为 ， 对；由题意可知，线圈围成的面积 ，产生的感应电动势的最大值为 ，产生的感应电动势的有效值为 ，根据串联分压规律可知灯泡两端电压的有效值为 ， 错；若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为 的多匝正方形线圈，则线圈的匝数变为原来的2倍，线圈产生感应电动势的最大值变为 ，有效值变为 ，结合电阻定律 可知线圈电阻变为原来的2倍，即为 ，根据串联电路分压规律可得灯泡两端电压的有效值为 ， 对；若仅将小轮半径变为原来的两倍，则小轮和线圈转动的角速度变小，线圈产生的感应电动势有效值变小，灯泡两端电压变小，灯泡变暗， 错.
2. [2022北京，3分]某理想变压器的原线圈接在 的正弦交流电源上，副线圈输出电压为 ，输出电流为 .该变压器( B )
A. 原、副线圈的匝数之比为
B. 输入电流为
C. 输入电流的最大值为
D. 原、副线圈交流电的频率之比为
[解析]
3. [2022湖南，4分]如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头 初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源.定值电阻 的阻值为 ，滑动变阻器 的最大阻值为 ，滑片 初始位置在最右端.理想电压表的示数为 ，理想电流表的示数为 .下列说法正确的是( B )
A. 保持 位置不变， 向左缓慢滑动的过程中， 减小， 不变
B. 保持 位置不变， 向左缓慢滑动的过程中， 消耗的功率增大
C. 保持 位置不变， 向下缓慢滑动的过程中， 减小， 增大
D. 保持 位置不变， 向下缓慢滑动的过程中， 消耗的功率减小
[解析] 设原线圈两端电压为 ，副线圈两端电压为 ，通过原线圈的电流为 ，通过副线圈的电流为 ，由理想变压器变压规律和变流规律可得，原、副线圈及定值电阻 的等效电阻为 ；保持 位置不变，将原、副线圈及电阻 等效为一定值电阻， 向左缓慢滑动过程中， 接入电路的电阻减小，则整个电路的总电阻减小，由欧姆定律可知，回路中电流 增大，原线圈两端电压增大，又电源电压不变，故电压表示数 减小， 项错误；由于原线圈两端电压增大，由理想变压器变压规律可知，副线圈两端电压增大，故 消耗的功率增大， 项正确；当 位置不变， 向下滑动时， 减小，等效电阻 增大，由欧姆定律可知，回路中电流减小， 两端电压减小， 项错误；由于 两端电压减小，则原线圈两端电压增大，由变压规律可知，副线圈两端电压增大， 的功率增大， 项错误.
4. [2021天津，5分]如图所示，闭合开关后， 的电阻两端的交流电压为 ，电压表和电流表均为理想交流电表，则( C )
A. 该交流电周期为 B. 电压表的读数为
C. 电流表的读数为 D. 电阻的电功率为
[解析] 由题中交流电压的表达式，可知该交流电的周期 ，选项 错误.电压表的读数为交流电压的有效值，即 ，选项 错误.由欧姆定律可知，电流表的读数为 ，选项 正确.电阻的电功率为 ，选项 错误.
5. [2021福建，6分，多选]以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段.2020年11月10日，中国载人潜水器奋斗者号创造了10 909米深潜纪录.此次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指令传输或数据交换，如图所示.下列说法正确的是( BD )
A. 奋斗者号与探索一号通信的信息载体属于横波
B. 奋斗者号与沧海号通信的信息载体属于横波
C. 探索一号与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现
D. 探索一号与探索二号的通信过程也是能量传播的过程
[解析] 根据题述，奋斗者号与探索一号的通信方式是以声波作为信息载体的水声通信，而声波在水中传播时属于纵波，选项 错误；奋斗者号与沧海号的通信方式是以无线蓝绿光作为信息载体的电磁通信，而电磁波属于横波，选项 正确；由于探索一号与太空中的通信卫星相距很远，声波不能在真空中传播，所以探索一号与通信卫星的实时通信只能通过电磁波实现，选项 错误；探索一号与探索二号间利用的是水面无线通信，其通信过程也是能量传播的过程，选项 正确.
6. [2021河北，6分，多选]如图，发电机的矩形线圈长为 、宽为 ，匝数为 ，放置在磁感应强度大小为 的匀强磁场中.理想变压器的原、副线圈匝数分别为 、 和 ，两个副线圈分别接有电阻 和 .当发电机线圈以角速度 匀速转动时，理想电流表读数为 .不计线圈电阻，下列说法正确的是( BC )
A. 通过电阻 的电流为 B. 电阻 两端的电压为
C. 与 的比值为 D. 发电机的功率为
[解析] 设通过电阻 的电流为 ,原线圈两端电压为 ,则可得 ,且 ,解得 ， 错误；电阻 两端电压为 , 正确；矩形线圈转动产生的交流电电动势最大值 ，则原线圈两端电压有效值 ，根据变压器原理有 ，结合 解得 ，选项 正确；若发电机的功率为 ，根据变压器原副线圈两端的电压比等于匝数比，可得 ，又 ，可得 ，由 项分析可知通过电阻 的电流不是 ，故选项 错误.
7. [2020山东，3分]图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比 ，输入端 、 所接电压 随时间 的变化关系如图乙所示.灯泡 的电阻恒为 ，额定电压为 .定值电阻 、 ，滑动变阻器 的最大阻值为 .为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为( A )
图甲
图乙
A. B. C. D.
[解析] 由图乙可知理想变压器输入电压 ，应用理想变压器变压公式 ，可得副线圈输出电压 .灯泡正常工作时，灯泡两端电压为 ，电流 .设 两端电压为 ，由 ，可得 .由 ，解得 ，选项 正确.
8. [2020江苏，3分]电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示.其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上.则电流互感器( D )
A. 是一种降压变压器 B. 能测量直流电路的电流
C. 原、副线圈电流的频率不同 D. 副线圈的电流小于原线圈的电流
[解析] 变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，不能改变交变电流的频率， 、 项均错误；根据变压器匝数与电压的关系 可得副线圈的电压 ，由于原线圈匝数少而副线圈的匝数多，即 ，因此有 ，电流互感器是一种升压变压器， 项错误；根据变压器匝数与电流的关系 可得副线圈的电流 ，由于 ，因此有 ， 项正确.
9. [2019江苏，3分]某理想变压器原、副线圈的匝数之比为 ，当输入电压增加 时，输出电压( D )
A. 降低 B. 增加 C. 降低 D. 增加
[解析] 假设理想变压器原线圈的输入电压为 ，则由变压器的工作原理可知 ，变压器副线圈的输出电压为 ；当输入电压增加 时，即输入电压为 ，则变压器的输出电压为 ，则输出电压的变化量为 ，即输出电压增加 ， 、 、 错误， 正确.
10. [2019天津，6分，多选]单匝闭合矩形线框电阻为 ,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动,穿过线框的磁通量 与时间 的关系图像如图所示.下列说法正确的是( BC )
A. 时刻线框平面与中性面垂直
B. 线框的感应电动势有效值为
C. 线框转一周外力所做的功为
D. 从 到 过程中线框的平均感应电动势为
[解析] 由 图像可知， 时穿过线框的磁通量最大，则线框位于中性面， 错误；线框中产生的感应电动势的最大值应为 ，又 ， , ，则整理得 ，因此感应电动势的有效值为 ， 正确；由功能关系可知线框转动一周外力所做的功等于线框中产生的焦耳热，有 ， 正确； 的过程中，线框中产生的平均感应电动势为 ， 错误.
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