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专题13 直流电路和交流电路
一、理清直流电路知识体系
二、正弦交变电流“四值”的理解与应用
三、理想变压器和远距离输电
1.明确变压器各物理量间的制约关系
2.明辨远距离输电过程的3个问题
(1)输电线上的电流：I＝＝。
(2)电压损耗：输电线路上I2＝IR＝I3，总电阻R导致的电压损耗UR＝U2－U3＝IRR。输送电压一定时，用电器增多，则降压变压器的输出电流变大，输电线上的电流增大，电压损耗增大。
(3)输电线上损失的功率：P损＝I2R线＝2R线＝＝U损I＝P2－P3。输电线上的损失功率必须与输电线上的电流和损失的电压相对应，不要把输电线上的输电电压U和输电导线上损失的电压ΔU相混淆，不能用公式P＝计算输电线上损失的功率。
直流电路动态分析的常用方法
1.程序法：基本思路为“部分→整体→部分”。
2.极限法：因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，使电阻最大或电阻为零去讨论。
题型1 直流电路的分析与计算
1.闭合电路的欧姆定律的三个公式
(1)E＝U外＋U内(任意电路)；
(2)E＝U外＋Ir(任意电路)；
(3)E＝I(R＋r)(纯电阻电路)。
2.动态电路分析的三种方法
(1)程序法：部分电路阻值变化→电路总电阻R总变化→干路电流I变化→路端电压U变化→各支路电流、电压变化，即R局→R总→I总→U端→。
(2)串反并同法：所谓“串反”，即某一电阻阻值增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都减小(增大)。所谓“并同”，即某一电阻阻值增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都增大(减小)。
(3)极限法：因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，使滑动变阻器接入电路的电阻最大或电阻为零去讨论。
3.电容器的特点
(1)只有当电容器充、放电时，电容器所在支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器所在的支路相当于断路。
(2)电路稳定时，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。
（2024 成都模拟）图示为一种自动测定油箱内油面高度的装置，装置中金属杠杆的一端接浮标（浮标与杠杆绝缘），另一端的触点P接滑动变阻器R，油量表由电流表改装而成。当汽车加油时，油箱内油面上升过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电路中电流减小
B．R1两端电压减小
C．整个电路消耗的功率增大
D．电源输出功率一定增大
（2024 香坊区校级四模）在如图所示的电路中，D是一只理想二极管，平行板电容器AB内部有一带电小球Q处于静止状态。闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P滑动时，四个理想电表的示数都发生变化。电流表A、电压表V1、电压表V2、电压表V3的示数分别用I、U1、U2和U3表示，它们的示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。闭合开关S，下列说法正确的是（ ）
A．当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，I变小、U2变大，U3变小、带电小球Q向下运动
B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，不变，减小
C．若滑动变阻器的滑动触头P不动时，当两极板A和B稍错开一些（两极板仍平行），Q仍静止不动
D．若滑动变阻器的滑动触头P不动时，当两极板A和B的间距稍增大一些（两极板仍平行），Q仍静止不动
（多选）（2024 淄博一模）如图所示是小齐同学设计的一个能够测量电流的装置，其上部是一根粗细均匀横截面积为S的竖直细管，下部是一截面为正方形（边长为L）的容器。该容器左右两壁为导体，其他各面是绝缘的，其底部与大气相通。容器内有一个正方形的金属活塞，其边长也为L，可在容器内无摩擦滑动。活塞下面有一轻质弹簧支撑着，已知弹簧的劲度系数为k，活塞上部充有密度为ρ的绝缘油（测量过程中细管内始终有绝缘油）。容器的左右两壁与一电路连接，整个装置放在水平向里、磁感应强度为B的匀强磁场中。电键K闭合前，活塞处于静止状态，重力加速度为g，弹簧始终处于弹性限度内，则（ ）
A．闭合电键K后，竖直细管中油柱的上表面会向上移动
B．闭合电键K后，竖直细管中油柱的上表面会向下移动
C．若油柱稳定后上表面变化的高度为x，则回路中的电流为
D．若油柱稳定后上表面变化的高度为x，则回路中的电流为
（多选）（2024 枣强县校级模拟）图甲为交警正在用气体酒精浓度测试仪查酒驾的情景，图乙为气体酒精浓度测试仪的原理图，R1为气敏电阻，其阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，R0为报警器的电阻（阻值不变），R0大于电源内阻，当报警器两端的电压达到一定值时，报警器报警。测试仪使用前应先调零，即当气体中酒精浓度为0时，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表示数为U0，调零后R2的滑片位置保持不变。测试时，当气体酒精浓度达到酒驾指定浓度时，电压表示数增大为U，报警器报警。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法正确的是（ ）
A．当R1两端的电压减小U﹣U0时，报警器开始报警
B．电源的输出功率增大
C．移去电压表，报警时气体酒精浓度比指定的浓度小
D．若不小心将R2的滑片向下移了一些，报警时气体酒精浓度比指定的浓度大
题型2 交变电流的产生和描述
1.线圈通过中性面时的特点
(1)穿过线圈的磁通量最大。
(2)线圈中的感应电动势为零。
(3)线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次。
2.有效值的计算
(1)正弦式交变电流：E＝，I＝，U＝。
(2)非正弦式交变电流：计算有效值时，要根据电流的热效应，即“一个周期”内“相同电阻”上产生“相同热量”，然后分段求和列式，求得有效值。
3.正弦式交流电“四值”的应用
表达式 应用
最大值 Em＝nBSω 计算电容器的耐压值
瞬时值 e＝Emsin ωt 计算某时刻所受安培力
有效值 E＝ 电表的读数及计算电热、电功及保险丝的熔断电流
平均值 ＝ 计算通过导体的电荷量
（多选）（2025 新郑市校级一模）某兴趣小组为了研究圆柱体铁芯的涡流热功率，构建了如图所示的分析模型，用电阻率为ρ的硅钢薄片绕成一个内径为r、厚度为d、高度为h的圆柱面，其中d r。沿平行于圆柱面轴线方向存在磁感应强度B（t）＝Bmsinωt的磁场。则此硅钢薄片中（ ）
A．感应电动势的有效值为
B．瞬时感应电动势的表达式为e＝πr2Bmsinωt
C．发热功率为
D．磁场变化的一个周期内通过此硅钢薄片的电荷量一定不为零
（2024 江汉区模拟）图甲为某种桥式整流器的电路图，它是利用二极管单向导通性进行整流的常用电路。已知交流电源的输出电压如图乙所示，灯泡L的额定电压为10V，假设四个二极管正向电阻为0，反向电阻无穷大，电压表V为理想电压表，下列说法正确的是（ ）
A．t＝0.01s时，电压表示数为0
B．电压表的示数始终为5V
C．每个周期内通过灯泡的电流方向变化两次
D．每个周期内通过灯泡的电流方向始终不变
（2024 仓山区校级模拟）三峡大坝是目前世界上最大的水力发电站，装机容量达2250万千瓦，年发电量1000亿千瓦时。发电机发电的原理可作如图简化：KLMN是一个放在匀强磁场中的矩形导线框，线框绕垂直于磁场的固定轴以角速度ω沿逆时针方向（俯视）匀速转动。当MN边与磁场方向的夹角为30°时开始计时（图示位置），此时导线框中产生的电动势为E。下列说法正确的是（ ）
A．t＝0时刻，电流沿KLMNK方向
B．时刻，穿过线框的磁通量变化率最大
C．该交流电动势的有效值为
D．该交流电动势瞬时值表达式为
（2024 滨海新区校级三模）风力发电将成为福建沿海实现“双碳”目标的重要途径之一。如图甲，风力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部匝数为N的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中，以角速度ω绕垂直于磁场的水平转轴OO′顺时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为Em。则（ ）
A．当线圈转到图示位置时产生的感应电流方向为DCBA
B．当线圈转到竖直位置时电流表的示数为零
C．当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最大
D．穿过线圈的最大磁通量为
题型3 变压器和远距离输电
1.三个关系搞清变压器问题
(1)变与不变的关系：不变的是功率关系、磁通量的变化率和周期、频率。理想变压器工作不损失能量，即输入功率等于输出功率；原、副线圈交变电流频率相同；在没有漏磁时，原、副线圈磁通量的变化率相同。
(2)高与低，大与小，多与少，粗与细的关系：电压高的线圈电流小，匝数多，导线细；电压低的线圈电流大，匝数少，导线粗。
(3)正比与反比的关系：原、副线圈的电压与匝数成正比，单一副线圈的变压器电流与匝数成反比。
2.远距离输电问题
(1)理清三个回路
(2)抓住两个联系
①理想的升压变压器中线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各个量间的关系是＝，＝，P1＝P2。
②理想的降压变压器中线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各个量间的关系是＝，＝，P3＝P4。
(3)掌握一个守恒：能量守恒关系式P1＝P损＋P3。
3.输电线路功率损失的计算
(1)输送功率P、用户得到的功率P′与线路损失功率P损的关系：P损＝P－P′。
(2)P损＝IR线＝＝ΔU·I线，I线为输电线路上的电流，ΔU为输电线路上损失的电压，R线为输电线路的电阻。
（2024 连山区校级模拟）如图所示，交流发电机通过理想变压器向灯泡L和电风扇M供电，二者均正常工作。已知电源电动势，定值电阻R＝50Ω，灯泡L标有“60W，20V”的字样，电风扇M内阻为2Ω，理想电流表A的示数为4A，电路中其余电阻不计。下列判断正确的是（ ）
A．电风扇输出的机械功率是16W
B．变压器原、副线圈的匝数比为5：1
C．若电风扇所在支路发生断路故障，此时灯泡L仍然发光，则灯泡L的功率变大
D．副线圈中的电流方向每秒钟改变200次
（2024 宛城区校级模拟）如图所示的电路中变压器是理想变压器，变压器原、副线圈匝数比为2：1。电流表为理想电表，二极管为理想二极管，两个定值电阻的阻值均为R，a，b两端电压输入有效值为U的正弦交流电压，则下列判断正确的是（ ）
A．电流表的示数为
B．电流表的示数为
C．R1、R2消耗的功率之比为2：1
D．R1、R2消耗的功率之比为
（2024 运城二模）如图所示为远距离输电的原理图，已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2，降压变压器原、副线圈的匝数分别为n3和n4，输电线上的电阻为R，变压器均为理想变压器，若保持发电厂的输出电压U1不变，当输电线上电流I2减少ΔI时，则用户端的电压增加（ ）
A． B．
C． D．
（2024 浙江二模）在匀强磁场中有一不计电阻的矩形线圈，绕垂直磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦交流电，把该交流电接在图乙中理想变压器的A、B两端，电压表和电流表均为理想电表，Rt为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R为定值电阻．下列说法正确的是（ ）
A．在t＝0.01s，穿过该矩形线圈的磁通量为零
B．变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝36sin50πt（V）
C．Rt处温度升高时，电压表V1、V2示数的比值不变
D．Rt处温度升高时，电流表的示数变大，变压器输入功率变大
（2024 蜀山区校级模拟）如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，C为电容器（中间有一带电液滴），R1和R2为定值电阻，R3为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），A为理想电流表，G为灵敏电流计。当开关S闭合且电路稳定后，电容器中间的带电液滴恰好静止，现逐渐增大对R3的光照强度，下列说法正确的是（ ）
A．A的示数变大
B．G中有从a至b的电流
C．带电液滴向上运动
D．电源的输出功率一定变大
（2024 吉林二模）2023年10月，华为发布全液冷超级充电桩，可实现“一秒一公里”充电速度，比特斯拉超级充电站快了两倍以上。若该充电桩工作电压为1000V，最大输出功率为600kW，现给某新能源汽车上的超级电容进行充电，则在充电过程中（ ）
A．最大电流为600A
B．电容器电容逐渐增大
C．电容器两极板间的电压不变
D．充电电流一直保持不变
（2024 历城区校级模拟）如图甲所示，是某型号电压力锅简化的工作电路图。R0是阻值为484Ω的保温电阻，R1是规格为“220V，800W”的主加热电阻，R2是副加热电阻。电压力锅煮饭分为“加热升压→保压→保温”三个阶段，通过如图乙所示的锅内工作压强与时间“（P﹣t）”关系图象可了解其工作过程：接通电源，启动智能控制开关S，S自动接到a，同时S1自动闭合，电压力锅进入加热升压状态；当锅内工作压强达80kPa时，S1自动断开，进入保压状态，当锅内工作压强降至60kPa时，S1又会自动闭合；当保压状态结束，饭就熟了，S自动接到b，减压进入保温状态。电压力锅煮饭时，在正常加热升压和保压状态共耗电0.25kW h，下列说法正确的是（ ）
A．电压力锅煮饭时，锅内气压增大液体沸点降低
B．当锅内工作压强为40kPa时，电压力锅一定处于升压状态
C．电压力锅煮饭时，在正常加热升压和保压状态R1的工作时间是18min
D．电压力锅正常工作时的最大电流是5A
（2024 历城区校级模拟）两个电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示，由图可知（ ）
A．R1的电阻R1＝tan45°Ω＝1Ω
B．R2的电阻随电压的增大而减小
C．当U＝1V时，R2的电阻等于R1的电阻
D．R1的电阻随电压的增大而增大
（2024 济南校级模拟）在如图所示电路中，电源电动势E＝12V，内阻r＝8Ω，定值电阻R1＝2Ω，R2＝10Ω，R3＝20Ω，滑动变阻器R4的取值范围为0 30Ω，所有电表均为理想电表。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电压表V1、电压表V2、电流表A示数的变化量分别为ΔU1、ΔU2、ΔI。下列说法正确的是（ ）
A．V1读数变小，V2读数变大，|ΔU1|大于|ΔU2|
B．，
C．R4的功率先增大后减小，最大值为0.36W
D．电源的输出功率先增大后减小，最大值为4.5W
（2024 朝阳区校级三模）如图所示，当ab两端接入100V电压时，cd两端电压为20V；当cd两端接入100V电压时，ab两端电压为50V。则R1：R2：R3为（ ）
A．2：1：1 B．3：2：1
C．4：1：2 D．以上都不对
（2024 南京二模）把带铁芯的线圈L（电阻忽略不计）、电容器、小灯泡、开关、直流恒压电源DC和交流电源AC（直流恒压电源的电压与交流电源电压的有效值相等），分别组成如下电路，其中小灯泡最亮的是（ ）
A． B．
C． D．
（2024 内江模拟）目前市面上流行一种手摇手机充电器。当人摇动手柄给手机充电时，其内部线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．当线圈转到图示位置时，电流方向将发生改变
B．当线圈转到图示位置时，穿过线圈磁通量的变化率最大
C．若从图示位置开始计时，线圈中的电流瞬时值表达式为i＝Imsinωt
D．图示位置在中性面，穿过线圈磁通量为最大
（2024 温州一模）如图为手动发电式手电筒的原理图，固定在圆盘边缘处的小圆柱随圆盘绕轴心O，按顺时针方向匀速转动，小圆柱通过竖槽带动T形绝缘支架运动，从而驱动导体棒在光滑的水平导轨上运动。已知导体棒运动的速度随时间变化的关系为v＝0.2sin2t（m/s），导轨间距L＝0.2m，导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B＝2T，定值电阻R1＝R2＝1Ω。导体棒与轨道接触良好，且不计导体棒和轨道的电阻，电压表为理想交流电表，D为理想二极管，则（ ）
A．圆盘转动的转速为2r/s
B．电压表的示数为0.08V
C．小圆柱圆周运动的半径为0.2m
D．电阻R1和R2的总功率为4.8×10﹣3W
（2024 浙江二模）低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压。若将“10V 40W”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220V的交流电后能正常工作，则（ ）
A．卤素灯两端电压的有效值为
B．流过卤素灯的电流为
C．卤素灯的瞬时功率最大值为80W
D．变压器原、副线圈交流电的频率比为22：1
（2024 天心区校级模拟）如图所示为某发电站输电示意图，发电机输出电压恒定，变压器均为理想变压器，在输电线路的起始端接入甲、乙两个理想互感器，甲、乙两互感器原副线圈的匝数比分别为200：1和1：20，降压变压器原副线圈匝数比为200：1，电压表的示数为220V，电流表的示数为5A，输电线路总电阻r＝20Ω。则下列说法正确的是（ ）
A．互感器甲中圈内接入电流表，互感器乙圈内接入电压表
B．输电线路上损耗的功半约占输电总功率的6%
C．用户端的电压U4为200V
D．用电高峰相对平时用电时，用户端的电压偏小
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专题13 直流电路和交流电路
一、理清直流电路知识体系
二、正弦交变电流“四值”的理解与应用
三、理想变压器和远距离输电
1.明确变压器各物理量间的制约关系
2.明辨远距离输电过程的3个问题
(1)输电线上的电流：I＝＝。
(2)电压损耗：输电线路上I2＝IR＝I3，总电阻R导致的电压损耗UR＝U2－U3＝IRR。输送电压一定时，用电器增多，则降压变压器的输出电流变大，输电线上的电流增大，电压损耗增大。
(3)输电线上损失的功率：P损＝I2R线＝2R线＝＝U损I＝P2－P3。输电线上的损失功率必须与输电线上的电流和损失的电压相对应，不要把输电线上的输电电压U和输电导线上损失的电压ΔU相混淆，不能用公式P＝计算输电线上损失的功率。
直流电路动态分析的常用方法
1.程序法：基本思路为“部分→整体→部分”。
2.极限法：因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，使电阻最大或电阻为零去讨论。
题型1 直流电路的分析与计算
1.闭合电路的欧姆定律的三个公式
(1)E＝U外＋U内(任意电路)；
(2)E＝U外＋Ir(任意电路)；
(3)E＝I(R＋r)(纯电阻电路)。
2.动态电路分析的三种方法
(1)程序法：部分电路阻值变化→电路总电阻R总变化→干路电流I变化→路端电压U变化→各支路电流、电压变化，即R局→R总→I总→U端→。
(2)串反并同法：所谓“串反”，即某一电阻阻值增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都减小(增大)。所谓“并同”，即某一电阻阻值增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都增大(减小)。
(3)极限法：因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，使滑动变阻器接入电路的电阻最大或电阻为零去讨论。
3.电容器的特点
(1)只有当电容器充、放电时，电容器所在支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器所在的支路相当于断路。
(2)电路稳定时，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。
（2024 成都模拟）图示为一种自动测定油箱内油面高度的装置，装置中金属杠杆的一端接浮标（浮标与杠杆绝缘），另一端的触点P接滑动变阻器R，油量表由电流表改装而成。当汽车加油时，油箱内油面上升过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电路中电流减小
B．R1两端电压减小
C．整个电路消耗的功率增大
D．电源输出功率一定增大
【解答】解：A．当汽车加油时油箱内油面上升时，通过浮球和杠杆使触点P向下滑动，滑动变阻器R接入电路的电阻变小，整个电路的总电阻变小，电路中的电流变大，故A错误；
B．根据欧姆定律，R1两端电压满足
U1＝IR1
由于电路中的电流变大，所以R1两端电压升高，故B错误；
C．根据功率表达式，整个电路消耗的功率
P＝EI
由于电路中的电流变大，所以整个电路消耗的功率增大，故C正确；
D．根据电源输出功率表达式
当R外＝r时，电源输出功率最大，因不知道电路中各个电阻的大小关系，所以无法判断电源输出功率的变化，故D错误。
故选：C。
（2024 香坊区校级四模）在如图所示的电路中，D是一只理想二极管，平行板电容器AB内部有一带电小球Q处于静止状态。闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P滑动时，四个理想电表的示数都发生变化。电流表A、电压表V1、电压表V2、电压表V3的示数分别用I、U1、U2和U3表示，它们的示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。闭合开关S，下列说法正确的是（ ）
A．当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，I变小、U2变大，U3变小、带电小球Q向下运动
B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，不变，减小
C．若滑动变阻器的滑动触头P不动时，当两极板A和B稍错开一些（两极板仍平行），Q仍静止不动
D．若滑动变阻器的滑动触头P不动时，当两极板A和B的间距稍增大一些（两极板仍平行），Q仍静止不动
【解答】解：A、当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，其接入电路的电阻变大，外电路总电阻变大，则I变小，U1变小。
由闭合电路欧姆定律得
U2＝E﹣I（R1+r）
U3＝E﹣Ir
可知U2变大，U3变大。
U1变小，电容器板间电压减小，电容器要放电，但由于A板带正电，B板带负电，二极管具有单向导电性，所以电容器不能放电，则电容器的带电量不变，板间场强不变，带电小球Q受到的电场力不变，则Q仍静止不动，故A错误；
B、当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1，不变
由闭合电路欧姆定律得
U2＝E﹣I（R1+r）
可得R1+r，不变，故B错误；
C、若滑动变阻器的滑动触头P不动时，当两极板A和B稍错开一些，两极板正对面积减小，电容器的电容C减小，而电容器的电压不变，由Q＝CU知，电容器的带电量将要减小，但由于二极管单向导电性，所以电容器不能放电，带电量Q不变。根据C、C、E可得电容器板间场强E，可知，电容器板间场强增大，所以Q受到的电场力增大，Q将向上加速运动，故C错误；
D、若滑动变阻器的滑动触头P不动时，当两极板A和B的间距稍增大一些，电容器的电容C减小，而电容器的电压不变，由Q＝CU知，电容器的带电量将要减小，但由于二极管单向导电性，所以电容器不能放电，带电量Q不变。根据E可知，电容器板间场强不变，Q所受的电场力不变，仍静止不动，故D正确。
故选：D。
（多选）（2024 淄博一模）如图所示是小齐同学设计的一个能够测量电流的装置，其上部是一根粗细均匀横截面积为S的竖直细管，下部是一截面为正方形（边长为L）的容器。该容器左右两壁为导体，其他各面是绝缘的，其底部与大气相通。容器内有一个正方形的金属活塞，其边长也为L，可在容器内无摩擦滑动。活塞下面有一轻质弹簧支撑着，已知弹簧的劲度系数为k，活塞上部充有密度为ρ的绝缘油（测量过程中细管内始终有绝缘油）。容器的左右两壁与一电路连接，整个装置放在水平向里、磁感应强度为B的匀强磁场中。电键K闭合前，活塞处于静止状态，重力加速度为g，弹簧始终处于弹性限度内，则（ ）
A．闭合电键K后，竖直细管中油柱的上表面会向上移动
B．闭合电键K后，竖直细管中油柱的上表面会向下移动
C．若油柱稳定后上表面变化的高度为x，则回路中的电流为
D．若油柱稳定后上表面变化的高度为x，则回路中的电流为
【解答】解：AB、闭合电键K前，活塞受到重力、弹簧的弹力和液体的压强产生的压力，设这时液体的高度为h0，弹簧的弹力为F0，由受力平衡得：mg+ρgh0L2＝F0
闭合电键K后，根据左手定则可以判定油受到安培力的方向向下，此时的受力平衡：
mg+ρghL2+BIL＝F
故活塞会向下运动，即液体的高度要减小，油柱的上表面要下降，故A错误，B正确；
CD、若油柱上表面下降x，则进入容器的液体的体积：ΔV＝S x
故活塞下降的高度：
液体的高度：
开关闪闭合前后弹簧的弹力变化：
再结合AB选项中的结论联立解得：，故C正确，D错误。
故选：BC。
（多选）（2024 枣强县校级模拟）图甲为交警正在用气体酒精浓度测试仪查酒驾的情景，图乙为气体酒精浓度测试仪的原理图，R1为气敏电阻，其阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，R0为报警器的电阻（阻值不变），R0大于电源内阻，当报警器两端的电压达到一定值时，报警器报警。测试仪使用前应先调零，即当气体中酒精浓度为0时，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表示数为U0，调零后R2的滑片位置保持不变。测试时，当气体酒精浓度达到酒驾指定浓度时，电压表示数增大为U，报警器报警。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法正确的是（ ）
A．当R1两端的电压减小U﹣U0时，报警器开始报警
B．电源的输出功率增大
C．移去电压表，报警时气体酒精浓度比指定的浓度小
D．若不小心将R2的滑片向下移了一些，报警时气体酒精浓度比指定的浓度大
【解答】解：A.根据题意可知R1、R2及电源内阻总的电压减小U﹣U0时，报警器才开始报警，故A错误；
B.当外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，R1变小，由于R0大于电源内阻，因此外电阻减小，电源的输出功率变大，故B正确；
C.移去电压表，报警器部分的电阻变大，两端要达到报警时的电压，传感器的电阻必须更大，因此报警时气体酒精浓度比指定的浓度小，故C正确；
D.若不小心将R2的滑片向下移了一些，滑动变阻器的电阻减小，则报警时传感器的电阻比正常设计报警时的电阻大，报警时气体酒精浓度比指定的浓度小，故D错误。
故选：BC。
题型2 交变电流的产生和描述
1.线圈通过中性面时的特点
(1)穿过线圈的磁通量最大。
(2)线圈中的感应电动势为零。
(3)线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次。
2.有效值的计算
(1)正弦式交变电流：E＝，I＝，U＝。
(2)非正弦式交变电流：计算有效值时，要根据电流的热效应，即“一个周期”内“相同电阻”上产生“相同热量”，然后分段求和列式，求得有效值。
3.正弦式交流电“四值”的应用
表达式 应用
最大值 Em＝nBSω 计算电容器的耐压值
瞬时值 e＝Emsin ωt 计算某时刻所受安培力
有效值 E＝ 电表的读数及计算电热、电功及保险丝的熔断电流
平均值 ＝ 计算通过导体的电荷量
（多选）（2025 新郑市校级一模）某兴趣小组为了研究圆柱体铁芯的涡流热功率，构建了如图所示的分析模型，用电阻率为ρ的硅钢薄片绕成一个内径为r、厚度为d、高度为h的圆柱面，其中d r。沿平行于圆柱面轴线方向存在磁感应强度B（t）＝Bmsinωt的磁场。则此硅钢薄片中（ ）
A．感应电动势的有效值为
B．瞬时感应电动势的表达式为e＝πr2Bmsinωt
C．发热功率为
D．磁场变化的一个周期内通过此硅钢薄片的电荷量一定不为零
【解答】解：AB．由于d r，可认为通过硅钢薄片的磁通量表达式为Φ＝BS＝πr2Bmsinωt，根据法拉第电磁感应定律，可知瞬时感应电动势的表达式为e＝ωπr2Bmcosωt，
则感应电动势的最大值为，有效值为，故A正确，B错误；
C．根据电阻决定式，可知硅钢薄片的电阻为，硅钢薄片的发热功率为，故C正确；
D．根据正弦式交变电流规律可知，磁场变化的一个周期内通过此硅钢薄片的电荷量为，，，解得：，故一个周期内，通过硅钢薄片的电荷量一定为零，故D错误。
故选：AC。
（2024 江汉区模拟）图甲为某种桥式整流器的电路图，它是利用二极管单向导通性进行整流的常用电路。已知交流电源的输出电压如图乙所示，灯泡L的额定电压为10V，假设四个二极管正向电阻为0，反向电阻无穷大，电压表V为理想电压表，下列说法正确的是（ ）
A．t＝0.01s时，电压表示数为0
B．电压表的示数始终为5V
C．每个周期内通过灯泡的电流方向变化两次
D．每个周期内通过灯泡的电流方向始终不变
【解答】解：CD、根据题目中的电路图可知，电流从整流电路上端流入经右上二极管、灯泡、左下二极管形成回路，电流从整流电路下端流入经右下二极管、灯泡、左上二极管形成回路，所以每个周期内通过灯泡的电流方向始终不变，故C错误；D正确；
AB、由CD选项分析可知，经整流电路后，流经灯泡的电流方向不再改变，但是电流大小仍按正弦规律变化，
所以电压表示数即交流电源的输出电压有效值为，
代入数据解得：U＝10A
故AB错误。
故选：D。
（2024 仓山区校级模拟）三峡大坝是目前世界上最大的水力发电站，装机容量达2250万千瓦，年发电量1000亿千瓦时。发电机发电的原理可作如图简化：KLMN是一个放在匀强磁场中的矩形导线框，线框绕垂直于磁场的固定轴以角速度ω沿逆时针方向（俯视）匀速转动。当MN边与磁场方向的夹角为30°时开始计时（图示位置），此时导线框中产生的电动势为E。下列说法正确的是（ ）
A．t＝0时刻，电流沿KLMNK方向
B．时刻，穿过线框的磁通量变化率最大
C．该交流电动势的有效值为
D．该交流电动势瞬时值表达式为
【解答】解：A、由右手定则可知t＝0时刻电流方向为KNMLK，故A错误；
B、当时刻，导线框不与磁场的方向平行，则感应电流不是最大，穿过线框的磁通量也不是最大，故B错误；
C、MN边与磁场方向成30°时，感应电动势为e＝Emcosωt＝BSωcos30°E
则：
该交流电动势的有效值为：，故C错误；
D、MN边与磁场方向的夹角为30°时开始计时，则初相位：
该交流电动势瞬时值表达式为e＝Emcos（ωt+φ），故D正确。
故选：D。
（2024 滨海新区校级三模）风力发电将成为福建沿海实现“双碳”目标的重要途径之一。如图甲，风力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部匝数为N的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中，以角速度ω绕垂直于磁场的水平转轴OO′顺时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为Em。则（ ）
A．当线圈转到图示位置时产生的感应电流方向为DCBA
B．当线圈转到竖直位置时电流表的示数为零
C．当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最大
D．穿过线圈的最大磁通量为
【解答】解：A、当线圈转到图示位置时，根据右手定则判断可知产生的感应电流方向为ABCDA，故A错误；
B、当线圈转到竖直位置时，线圈与磁场垂直，感应电流的瞬时值为零，但电流表测量的是有效值，示数不为零，故B错误；
C、当线圈转到图示位置时，线圈与磁场平行，即线圈与中性面垂直，感应电动势最大，磁通量的变化率最大，故C正确；
D、由Em＝NBSω得，穿过线圈的最大磁通量为，故D错误。
故选：C。
题型3 变压器和远距离输电
1.三个关系搞清变压器问题
(1)变与不变的关系：不变的是功率关系、磁通量的变化率和周期、频率。理想变压器工作不损失能量，即输入功率等于输出功率；原、副线圈交变电流频率相同；在没有漏磁时，原、副线圈磁通量的变化率相同。
(2)高与低，大与小，多与少，粗与细的关系：电压高的线圈电流小，匝数多，导线细；电压低的线圈电流大，匝数少，导线粗。
(3)正比与反比的关系：原、副线圈的电压与匝数成正比，单一副线圈的变压器电流与匝数成反比。
2.远距离输电问题
(1)理清三个回路
(2)抓住两个联系
①理想的升压变压器中线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各个量间的关系是＝，＝，P1＝P2。
②理想的降压变压器中线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各个量间的关系是＝，＝，P3＝P4。
(3)掌握一个守恒：能量守恒关系式P1＝P损＋P3。
3.输电线路功率损失的计算
(1)输送功率P、用户得到的功率P′与线路损失功率P损的关系：P损＝P－P′。
(2)P损＝IR线＝＝ΔU·I线，I线为输电线路上的电流，ΔU为输电线路上损失的电压，R线为输电线路的电阻。
（2024 连山区校级模拟）如图所示，交流发电机通过理想变压器向灯泡L和电风扇M供电，二者均正常工作。已知电源电动势，定值电阻R＝50Ω，灯泡L标有“60W，20V”的字样，电风扇M内阻为2Ω，理想电流表A的示数为4A，电路中其余电阻不计。下列判断正确的是（ ）
A．电风扇输出的机械功率是16W
B．变压器原、副线圈的匝数比为5：1
C．若电风扇所在支路发生断路故障，此时灯泡L仍然发光，则灯泡L的功率变大
D．副线圈中的电流方向每秒钟改变200次
【解答】解：A、电流表A的示数 I2＝4A，灯泡L中的电流ILA＝3A，电风扇所在支路的电流IM＝1A，电风扇的输出功率P出 ＝U2IMrM，代入数据解得P出＝18W，故A错误；
B、发电机电压的有效值为U＝220V，原、副线圈的电压比等于匝数比，有，原、副线圈的电流之比，解得10，故B错误；
C、将副线圈中的负载等效至原线圈中，当风扇断路后，灯泡L与风扇部分的电阻变大，由串联分压知，灯泡L分得的电压变大，功率变大，故C正确；
D、由ω＝2πn，可得n＝50r/s，因变压器不改变频率，则电流方向每秒钟改变100次，故D错误；
故选：C。
（2024 宛城区校级模拟）如图所示的电路中变压器是理想变压器，变压器原、副线圈匝数比为2：1。电流表为理想电表，二极管为理想二极管，两个定值电阻的阻值均为R，a，b两端电压输入有效值为U的正弦交流电压，则下列判断正确的是（ ）
A．电流表的示数为
B．电流表的示数为
C．R1、R2消耗的功率之比为2：1
D．R1、R2消耗的功率之比为
【解答】解：AB、由原副线圈匝数比，可得副线圈两端的电压为，则通过R1的电流为：；
而由电路图可知，R2两端的电压有效值满足：，解得：，通过R2的电流为，
而两电阻阻值均为R，电流表示数为：I＝I1+I2，可知，故AB错误；
CD、由电功率公式可知，两电阻的电功率之比为：，故C正确，D错误。
故选：C。
（2024 运城二模）如图所示为远距离输电的原理图，已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2，降压变压器原、副线圈的匝数分别为n3和n4，输电线上的电阻为R，变压器均为理想变压器，若保持发电厂的输出电压U1不变，当输电线上电流I2减少ΔI时，则用户端的电压增加（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：由升压变压器的原副线圈的匝数比与电压的关系，可得升压变压器的副线圈电压为；
U1一定，则U2一定，当输电线上电流I2减少ΔI，由欧姆定律，可知输电线上电压减少ΔIR，
由串联电路电压特点，可知降压变压器原线圈两端的电压增加ΔU3＝ΔIR，
根据降压变压器的匝数比可知，
用户端电压增大。故ACD错误，B正确。
故选：B。
（2024 浙江二模）在匀强磁场中有一不计电阻的矩形线圈，绕垂直磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦交流电，把该交流电接在图乙中理想变压器的A、B两端，电压表和电流表均为理想电表，Rt为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R为定值电阻．下列说法正确的是（ ）
A．在t＝0.01s，穿过该矩形线圈的磁通量为零
B．变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝36sin50πt（V）
C．Rt处温度升高时，电压表V1、V2示数的比值不变
D．Rt处温度升高时，电流表的示数变大，变压器输入功率变大
【解答】解：AB、原线圈接的图乙所示的正弦交流电，由图知最大电压36V，周期0.02s，故角速度是ω＝100π，u＝36 sin100πt（V），当t＝0.01s时，u＝0，此时穿过该线圈的磁通量最大，故AB错误；
C、R1处温度升高时，原副线圈电压比不变，但是V2不是测量副线圈电压，R1温度升高时，阻值减小，电流增大，则R2电压增大，所以V2示数减小，则电压表V1、V2示数的比值增大，故C错误；
D、R1温度升高时，阻值减小，电流增大，而输出电压不变，所以变压器输出功率增大，而输入功率等于输出功率，所以输入功率增大，故D正确；
故选：D。
（2024 蜀山区校级模拟）如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，C为电容器（中间有一带电液滴），R1和R2为定值电阻，R3为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），A为理想电流表，G为灵敏电流计。当开关S闭合且电路稳定后，电容器中间的带电液滴恰好静止，现逐渐增大对R3的光照强度，下列说法正确的是（ ）
A．A的示数变大
B．G中有从a至b的电流
C．带电液滴向上运动
D．电源的输出功率一定变大
【解答】解：A、逐渐增大对R3的光照强度，则光敏电阻R3的阻值减小，电路中的总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律可知电路中的电流增大，即A的示数变大，故A正确；
B、电路结构是电阻R2和R3并联，然后和电阻R1串联，根据闭合电路的欧姆定律知R2两端电压等于并联部分电压，即U2＝E﹣I（R1+r），由上面的分析可知电流I变大，则U2减小，即电容器两板间的电压减小，根据Q＝CU可知，电容器放电，因为电容器上极板和电源正极相连，所以上极板带正电，则电容器放电时G中由从b到a的电流，故B错误；
C、根据上面B的分析可知电容器两极板间电压减小，可知电容器极板间电场强度减小，所以带电液滴受电场力减小，小于重力，将向下运动，故C错误；
D、当电源内阻和外电阻相等时，电源的输出功率最大，因为不知道电源内阻r和外电阻之间的关系，所以电源的输出功率怎样变化不能确定，故D错误。
故选：A。
（2024 吉林二模）2023年10月，华为发布全液冷超级充电桩，可实现“一秒一公里”充电速度，比特斯拉超级充电站快了两倍以上。若该充电桩工作电压为1000V，最大输出功率为600kW，现给某新能源汽车上的超级电容进行充电，则在充电过程中（ ）
A．最大电流为600A
B．电容器电容逐渐增大
C．电容器两极板间的电压不变
D．充电电流一直保持不变
【解答】解：A、已知该充电桩工作电压为U＝1000V，最大输出功率为Pm＝600kW＝6×105W，根据Pm＝UIm可得最大电流为ImA＝600A，故A正确；
B、电容器电容由自身因素决定，与带电量和电压无关，在充电过程中，电容器电容不变，故B错误；
C、根据电容的定义式可知，电容不变，电荷量越大，电压越大，故C错误；
D、充电刚开始时，由于电源电极与电容器极板之间存在较大的电势差，此时充电电流较大，随着电容器两极板的电压逐渐增大，这种电势差减小，充电电流减小，故D错误。
故选：A。
（2024 历城区校级模拟）如图甲所示，是某型号电压力锅简化的工作电路图。R0是阻值为484Ω的保温电阻，R1是规格为“220V，800W”的主加热电阻，R2是副加热电阻。电压力锅煮饭分为“加热升压→保压→保温”三个阶段，通过如图乙所示的锅内工作压强与时间“（P﹣t）”关系图象可了解其工作过程：接通电源，启动智能控制开关S，S自动接到a，同时S1自动闭合，电压力锅进入加热升压状态；当锅内工作压强达80kPa时，S1自动断开，进入保压状态，当锅内工作压强降至60kPa时，S1又会自动闭合；当保压状态结束，饭就熟了，S自动接到b，减压进入保温状态。电压力锅煮饭时，在正常加热升压和保压状态共耗电0.25kW h，下列说法正确的是（ ）
A．电压力锅煮饭时，锅内气压增大液体沸点降低
B．当锅内工作压强为40kPa时，电压力锅一定处于升压状态
C．电压力锅煮饭时，在正常加热升压和保压状态R1的工作时间是18min
D．电压力锅正常工作时的最大电流是5A
【解答】解：A．液体的沸点随气压的增大而升高，所以在电压力锅煮饭时，锅内气压增大液体沸点升高，故A错误；
B．由图乙可知，当锅内工作压强为40kPa时，电压力锅可能处于升压状态，也可能处于保温状态，故B错误；
C．由图乙可知，在正常加热升压和保压状态R1的工作时间分别为0 6min，9 12min，15 18min；
因此R1的工作时间为t1＝（6﹣0）min+（12﹣9）min+（18﹣15）min＝12min＝0.2h，故C错误；
D．正常工作的总时间为t2＝18min，因此R2的工作时间t2＝18min＝0.3h，R1工作的时间为t1＝0.2h
电阻R1、电阻R2消耗的电能分别为
W1＝P1t1＝0.8kW×0.2h＝0.16kW h
W2＝W﹣W1＝0.25kW h﹣0.16kW h＝0.09kW h
根据功率公式W2＝P2t2
代入数据解得P2＝0.3kW＝300W
两加热电阻同时工作时根据电路特点可知电路中电阻最小，则电路电流最大，则总功率P＝P1+P2＝800W+300W＝1100W
则电路中最大电流为，故D正确。
故选：D。
（2024 历城区校级模拟）两个电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示，由图可知（ ）
A．R1的电阻R1＝tan45°Ω＝1Ω
B．R2的电阻随电压的增大而减小
C．当U＝1V时，R2的电阻等于R1的电阻
D．R1的电阻随电压的增大而增大
【解答】解：A、根据电阻的定义式，可得R1的电阻为：，故A错误；
B、根据I﹣U图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，由题图可知R2的电阻随电压的增大而增大，故B错误；
C、由伏安特性曲线可知，当U＝1V时，I﹣U图像上的点与坐标原点连线的斜率相等，故R2的电阻等于R1的电阻，都为2Ω，故C正确；
D、由伏安特性曲线可知，R1图像上的点与坐标原点连线的斜率不变，故R1的电阻随电压的增大而保持不变，故D错误。
故选：C。
（2024 济南校级模拟）在如图所示电路中，电源电动势E＝12V，内阻r＝8Ω，定值电阻R1＝2Ω，R2＝10Ω，R3＝20Ω，滑动变阻器R4的取值范围为0 30Ω，所有电表均为理想电表。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电压表V1、电压表V2、电流表A示数的变化量分别为ΔU1、ΔU2、ΔI。下列说法正确的是（ ）
A．V1读数变小，V2读数变大，|ΔU1|大于|ΔU2|
B．，
C．R4的功率先增大后减小，最大值为0.36W
D．电源的输出功率先增大后减小，最大值为4.5W
【解答】解：A．将R1和R2等效为电源内阻，则等效电源的电动势，代入数据解得：E1＝6V
等效内阻，代入数据解得：r1＝5Ω
等效电路，如图所示：
A．当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，R4变大，总电阻变大，总电流减小，内电压减小，路端电压变大，V1读数变小，则V2读数变大，因U＝U1+U2，可知|ΔU1|小于|ΔU2|，故A错误；
B．根据欧姆定律U1＝IR3，则
根据闭合电路的欧姆定律得：E1＝U2+I（R3+r1），解得：丨丨＝R3+r1＝20Ω+5Ω＝25Ω，故B错误；
C．将R3等效为新电源的内阻，内阻为r2＝r1+R3＝5Ω+20Ω＝25Ω
当外电路电阻等于电源内阻时输出功率最大，则当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电阻从0增加到30Ω，可知的功率先增大后减小，当R4＝25Ω时功率最大，最大值为，故C正确；
D．当滑动变阻器的滑片在a端时，电源E的外电阻为，代入数据解得：
当滑动变阻器的滑片在b端时，电源E的外电阻为，代入数据解得：
电源E的内阻r＝8Ω，则滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电源的输出功率一直减小，故D错误。
故选：C。
（2024 朝阳区校级三模）如图所示，当ab两端接入100V电压时，cd两端电压为20V；当cd两端接入100V电压时，ab两端电压为50V。则R1：R2：R3为（ ）
A．2：1：1 B．3：2：1
C．4：1：2 D．以上都不对
【解答】解：当ab两端接入100V电压时，cd两端电压为20V，有20100；
解得：2R3＝R1；
当cd两端接入100V电压时，ab两端电压为50V，有50100；
解得：R3＝2R2；
则R1：R2：R3＝4：1：故ABD错误，C正确。
故选：C。
（2024 南京二模）把带铁芯的线圈L（电阻忽略不计）、电容器、小灯泡、开关、直流恒压电源DC和交流电源AC（直流恒压电源的电压与交流电源电压的有效值相等），分别组成如下电路，其中小灯泡最亮的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：线圈具有阻交流，通直流的特点，且线圈L电阻忽略不计，所以与线圈串联的灯泡接直流电时，灯泡电压等于电源电压，接交流电时由于线圈对交流电的阻碍作用，灯泡两端电压小于电源电压；
电容器具有阻直流，通交流的特点，所以接入的电容器的电路通直流电时断路，灯泡不亮，接交流电时由于电容器的阻碍作用，灯泡两端的电压小于电源电压，
综上所述，由P可知与线圈串联，接直流电的灯泡功率最大，最亮，故A正确，BCD错误。
故选：A。
（2024 内江模拟）目前市面上流行一种手摇手机充电器。当人摇动手柄给手机充电时，其内部线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．当线圈转到图示位置时，电流方向将发生改变
B．当线圈转到图示位置时，穿过线圈磁通量的变化率最大
C．若从图示位置开始计时，线圈中的电流瞬时值表达式为i＝Imsinωt
D．图示位置在中性面，穿过线圈磁通量为最大
【解答】解：ABD．图示位置磁场与线圈平行，穿过线圈磁通量为0，穿过线圈磁通量的变化率最大，电流方向应该在中性面的位置发生改变，在此时不发生改变，故AD错误，B正确；
C．若从图示位置开始计时，穿过线圈磁通量的变化率最大，此时电流的瞬时值为最大值，线圈中的电流瞬时值表达式为i＝Imcosωt，故C错误；
故选：B。
（2024 温州一模）如图为手动发电式手电筒的原理图，固定在圆盘边缘处的小圆柱随圆盘绕轴心O，按顺时针方向匀速转动，小圆柱通过竖槽带动T形绝缘支架运动，从而驱动导体棒在光滑的水平导轨上运动。已知导体棒运动的速度随时间变化的关系为v＝0.2sin2t（m/s），导轨间距L＝0.2m，导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B＝2T，定值电阻R1＝R2＝1Ω。导体棒与轨道接触良好，且不计导体棒和轨道的电阻，电压表为理想交流电表，D为理想二极管，则（ ）
A．圆盘转动的转速为2r/s
B．电压表的示数为0.08V
C．小圆柱圆周运动的半径为0.2m
D．电阻R1和R2的总功率为4.8×10﹣3W
【解答】解：A．根据题中数据可得
ω＝2πn＝2rad/s
可得
故A错误；
B．导体棒切割磁感线，最大的电压为
Um＝BLvm＝2×0.2×0.2V＝0.08V
电压表的电压为交流电的有效值，则电压表的示数为
0.04V
故B错误；
C．根据题意可知转盘的线速度为0.2m/s，角速度为2rad/s，则小圆柱圆周运动的半径
0.1m
故C错误；
D．根据功率的定义式
代入数据解得：P＝4.8×10﹣3W
故D正确。
故选：D。
（2024 浙江二模）低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压。若将“10V 40W”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220V的交流电后能正常工作，则（ ）
A．卤素灯两端电压的有效值为
B．流过卤素灯的电流为
C．卤素灯的瞬时功率最大值为80W
D．变压器原、副线圈交流电的频率比为22：1
【解答】解：A.由题意可知，卤素灯的额定电压为10V，即为卤素灯正常工作时两端电压的有效值为10V，故A错误；
B.流过卤素灯的电流为：，故B错误；
C.卤素灯的两端电压的最大值为：
此时流过卤素灯的电流也最大，则为：
卤素灯的瞬时功率最大值为：P＝UmIm，故C正确；
D．变压器不改变交流电的频率，故变压器原、副线圈交流电的频率比为1：1，故D错误。
故选：C。
（2024 天心区校级模拟）如图所示为某发电站输电示意图，发电机输出电压恒定，变压器均为理想变压器，在输电线路的起始端接入甲、乙两个理想互感器，甲、乙两互感器原副线圈的匝数比分别为200：1和1：20，降压变压器原副线圈匝数比为200：1，电压表的示数为220V，电流表的示数为5A，输电线路总电阻r＝20Ω。则下列说法正确的是（ ）
A．互感器甲中圈内接入电流表，互感器乙圈内接入电压表
B．输电线路上损耗的功半约占输电总功率的6%
C．用户端的电压U4为200V
D．用电高峰相对平时用电时，用户端的电压偏小
【解答】解：A.互感器甲并联在电路中，因此甲是电压互感器，故A错误；
BC.根据理想变压器电压与匝数比的关系，互感器原线圈两端电压
根据理想变压器电流与匝数比的关系，互感器原线圈中的电流
根据理想变压器的功率关系，输电功率
输电线上的损失功率
输电线路上损耗的功率约占输电总功率
输电线上的电压损失ΔU＝I2r＝100×20V＝2000V
降压变压器原线圈两端电压U3＝U2﹣ΔU＝44000V﹣2000V＝42000V
根据理想变压器电压与匝数比的关系，用户端电压
综上分析，故BC错误；
D.用电高峰期，用户增多，负载总电阻变小，通过降压变压器副线圈的电流变大；
根据理想变压器电路与匝数比的关系可知，通过降压变压器原线圈的电流变大，输电线上的电压损失变大，因此用户端的电压变小，故D正确。
故选：D。
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