【高考押题卷】2025年高考物理考前冲刺押题预测 交变电流（含解析）

高考物理考前冲刺押题预测 交变电流
一．选择题（共10小题）
1．（2025 武汉二模）点焊机内有一变压器（可视为理想变压器），通过降低电压，获得大电流。大电流通过一根环状铜导线，使焊点产生局域高温，熔化焊接料而密接工件。若利用变压器将电压从220V降到10V，输出电流为20A，则该变压器（　　）
A．工作的基础是自感现象
B．输入功率为200W
C．原、副线圈匝数比为1：22
D．输入电流为11A
2．（2025 浙江模拟）电能远距离输送时需要使用变压器进行升压和降压，图为远距离输电的电路示意图。升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器，T1原线圈上接有电压有效值恒定的交变电源，R为输电线的电阻，T2的副线圈并联多个用电器，下列说法正确的是（　　）
A．T1的输出电压等于R两端的电压
B．T1的输出功率等于T2的输入功率
C．若T2的副线圈并联的用电器增多，R消耗的功率增大
D．若T2的副线圈并联的用电器增多，T2输出电压不变
3．（2025 郫都区三模）如图，R0＝2Ω为定值电阻，其余电阻均不计，左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上，其表达式为，经如图所示四个理想二极管后，求出经过R0电流的有效值为（　　）
A． B．3A C． D．
4．（2025 东湖区校级一模）如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有阻值R0＝24Ω和R1＝5Ω、R2＝4Ω的定值电阻，原线圈左侧接一正弦交流电源，开关闭合前后副线圈的输出功率不变，则原、副线圈的匝数的比值为（　　）
A．2 B．4 C．6 D．8
5．（2025 雁塔区校级模拟）如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2，副线圈连接一额定电压6V、额定功率1.8W的白炽灯泡，原线圈与一5Ω的固定电阻串联后接交流电源。若灯泡正常发光，则（　　）
A．交流电源输出电压的有效值为4.5V
B．交流电源的输出功率为3.6W
C．流过原线圈的电流强度为0.5A
D．若交流电源输出电压的有效值减半，流过灯泡的电流也一定减半
6．（2025 和平区模拟）工厂和工地经常需要用到大功率高压电动机。因此需要自备变压器提供较高电压。某工厂现通过一台理想变压器向“6000V、120kW”的大型电动机供电，电路如图所示。已知变压器原副线圈匝数比为5：1。则当电动机正常工作时（　　）
A．原线圈所接的交流电源电压最大值为30000V
B．电动机线圈电阻为300Ω
C．电流表A的读数为4A
D．若电动机故障导致电路断开，则电压表读数变为0
7．（2025 江苏模拟）一同学设计了一个稳压的电路如图所示，理想变压器的原线圈通过输电导线与电压为U0的正弦式交流电源相连，输电导线有一定阻值r，在副线圈上并联了用电器R0、滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑片。通过调节滑片P模拟电网负载变化，副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头Q调节，根据负载的变化调节Q改变副线圈接入电路的匝数，实现用电器的电压稳定，电源电压有效值不变。当只将负载滑动变阻器的滑片P向上移动时，下列说法正确的是（　　）
A．电压表V示数变大
B．输电线路输送的效率减小
C．变压器铁芯中磁通量变化的频率变大
D．为保证用电器R0两端电压不变，可以将副线圈上的触头Q下移
8．（2025 天河区模拟）如图为某风力发电机简易模型图。在风力作用下，风叶通过转轴带动条型磁铁转动，在线圈L中产生感应电动势的瞬时表达式为e＝22sin2πt（V），将线圈L与一定值电阻R相连，则（　　）
A．磁铁转到图示位置时，线圈L中的磁通量最小
B．线圈L中感应电动势的有效值为44V
C．风叶每转动一圈，电阻R中电流方向改变一次
D．若风叶的转速变大，则定值电阻R消耗的功率一定增大
9．（2025 西城区校级模拟）如图所示，P为理想自耦变压器滑动端，原线圈匝数为4000，原线圈两端的瞬时电压为220sin50πt（V），电阻R1＝200Ω，R2＝300Ω，D为理想二极管，电容器的电容为2000μF，则下列说法中正确的是（　　）
A．穿过线圈的磁通量的变化率最大为0.22Wb/s
B．滑动端P从b向a滑动的过程中，电容器两端的电压逐渐降低
C．滑动端P从a向b滑动的过程中，副线圈两端电压升高
D．当滑动端P移动到ab的中点时，R2的电功率与R1的电功率之比为2：3
10．（2025 南通模拟）如图所示，矩形线圈在磁极间的匀强磁场中匀速转动，外接交流电压表和定值电阻，图示位置线圈平面与磁感线平行。此时（　　）
A．穿过线圈的磁通量最大
B．通过线圈的电流最大
C．电压表的示数为零
D．流经电阻的电流方向改变
二．多选题（共5小题）
（多选）11．（2025 岳麓区校级模拟）如图所示，M、N端连接一个稳压交流电源，理想变压器的原线圈上接有定值电阻R0，副线圈上接有最大阻值为4R0的滑动变阻器R，原、副线圈匝数之比，电流表、电压表均为理想电表。初始时，滑动变阻器R的滑片处于正中间位置，电流表、电压表示数分别为I、U，滑片移动过程中，电流表、电压表变化量的绝对值分别为ΔI、ΔU，下列说法正确的是（　　）
A．若滑片下移，电压表、电流表示数均增大
B．若滑片上移，滑动变阻器R消耗的功率先减小后增大
C．滑片移动过程中，
D．若滑片上移，电源输出功率减小
（多选）12．（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
（多选）13．（2025 十堰一模）某地突发停电后，一小区启动柴油发电机通过如图所示的理想变压器为业主供电，已知发电机的输出电压不变，图中电表均为理想交流电表，当开关S1、S2均断开时，两电流表的示数均为0，电压表V1的示数为380V，电压表V2的示数为220V，下列说法正确的是（　　）
A．当开关S1闭合、S2断开时，两电流表示数的比值
B．当开关S1断开、S2闭合时，两电压表示数的比值
C．当开关S1、S2均闭合时，两电流表示数的比值
D．当开关S1、S2均闭合时，两电压表示数的比值
（多选）14．（2025 重庆校级模拟）图（a）所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为4：1，RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表．原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图（b）所示．下列说法正确的是（　　）
A．变压器输入、输出功率之比为4：1
B．变压器原、副线圈中的电流强度之比为1：4
C．u随t变化的规律为u＝51sin（50πt）（国际单位制）
D．当电阻的温度降低时电流表读数变小电压表的读数不变
（多选）15．（2025 宁波校级一模）如图为高铁供电流程的简化图。牵引变电所的理想变压器将高压U1降压；动力车厢内的理想变压器再将较高的电压降至U4后为动力车厢内的动力系统供电；某段时间，发电厂输出电流为I1，动力系统电流为I4。已知两个理想变压器的匝数n2＜n3，则（　　）
A．U1：U4＝n1：n4 B．U1：U4＞n1：n4
C．I1：I4＞n4：n1 D．I1：I4＜n4：n1
三．解答题（共5小题）
16．（2025 洛龙区校级模拟）电能的应用遍及于生产和生活的各个方面，为了获得和利用电能，人们制造了发电机并通过传输线路将电能传输到工厂、学校、家庭…。如图，发电机的输出功率P＝100kW，电压U1＝250V，经理想变压器升压后向用户输电，输电线总电阻R＝8Ω，在输电线上损失的功率P0＝5kW，在用户端再利用理想变压器将电压降为U2＝220V，求：
（1）输电线路中的电流I；
（2）两个变压器的匝数比？？
17．（2025 南通模拟）电动汽车刹车时利用储能装置储蓄能量，其原理如图所示，矩形金属框部分处于匀强磁场中，磁场方向垂直金属框平面向里，磁感应强度大小为B，金属框的电阻为r，ab边长为L。刹车过程中ab边垂直切割磁感线，某时刻ab边相对磁场的速度大小为v，金属框中的电流为I。此时刻：
（1）判断ab边中电流的方向，并求出感应电动势大小E；
（2）求储能装置两端的电压U和金属框的输出电功率P。
18．（2025 重庆一模）一输出功率为180W的太阳能板输出的直流电，经转换后变成如图所示交流电。将该交流电接入一理想变压器原线圈，与副线圈相连的一额定电压为220V的用电器正常工作。求：
（1）该理想变压器原、副线圈匝数之比；
（2）通过该用电器的最大电流和1s时间内电流方向变化的次数。
19．（2025 奉贤区一模）交变电流技术的发展使远距离输电成为现实，从而推动了人类社会的进步和发展。
（1）远距离输电要用到变压器。
①变压器的基本结构如图1所示，在变压器中，铁芯的主要作用是 　 　；理想变压器的输入功率和输出功率的比值 　 　（选填：A．大于1、B．等于1、C．小于1）。
②变压器的铁芯由相互绝缘的多层硅钢片叠加组成，并使硅钢片平面与磁感应强度的方向 　 　（选填：A．平行、B．垂直）。
（2）图2是某交变电路的简化示意图。理想变压器的原、副线圈匝数之比为1000：1，从零时刻起，原线圈输入电压的瞬时值可表示为u＝220000sin（100πt）V，理想交流电流表的示数为6.5A，灯泡的电阻为440Ω，电动机的线圈内阻为10Ω。求：
①理想交流电压表的示数；
②经过灯泡的交流电频率；
③电动机的最大输出机械功率（忽略电动机线圈的自感效应）。
20．（2024 黄浦区）情境三：线圈
线圈在电磁领域功能多样。由金属导线绕制而成的线圈有电阻；通电线圈周围存在磁场；线圈中还能产生感应电动势，又被称为电感器。
（1）如图1，电阻箱中的线圈采用双线绕法制作，能避免回路中产生自感电动势，其原因是 　 　。
（2）若家庭电路的交流电压如图2所示。某小区的降压变压器视为理想变压器，原、副线圈的匝数比为10：1，则原线圈输入电压的有效值为 　 　V，频率为 　 　Hz。
（3）实际变压器的损耗主要有 　 　和 　 　。
（4）图3中的LC振荡电路可用于发射电磁波，电流i随时间t的变化关系如图4所示，取图3中所示电流方向为正。
①每秒内电流i的方向改变 　 　次。
②某时刻电路中有正方向电流，且电容器上极板带正电，则该时刻所在的时间段是 　 　。
A．0 0.5×10﹣3s
B．0.5×10﹣3s 1.0×10﹣3s
C．1.0×10﹣3s 1.5×10﹣3s
D．1.5×10﹣3s 2.0×10﹣3s
高考物理考前冲刺押题预测 交变电流
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．（2025 武汉二模）点焊机内有一变压器（可视为理想变压器），通过降低电压，获得大电流。大电流通过一根环状铜导线，使焊点产生局域高温，熔化焊接料而密接工件。若利用变压器将电压从220V降到10V，输出电流为20A，则该变压器（　　）
A．工作的基础是自感现象
B．输入功率为200W
C．原、副线圈匝数比为1：22
D．输入电流为11A
【考点】理想变压器两端的功率关系；变压器的构造与原理；理想变压器两端的电压、电流与匝数的关系．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】由变压器的工作原理，可知其与自感现象的区别；由变压器的匝数比与原副线圈的电压的关系，可计算匝数比；由匝数比与原副线圈的电流关系，可计算原线圈的输入电流；由原线圈的电压、电流关系，可计算输入功率。
【解答】解：A、变压器工作原理为法拉第电磁感应定律，将高电压小电流，转变为低电压大电流，利用的是互感现象，故A错误；
C、由变压器的匝数比与原副线圈的电压的关系：n1：n2＝U1：U2，可得匝数比为：22：1，故C错误；
D、由匝数比与原副线圈的电流关系：n1：n2＝I2：I1，可得原线圈的输入电流为：，故D错误；
B、由原线圈的电压、电流，可知输入功率为：P＝U1I1，解得输入功率为200W，故B正确。
故选：B。
【点评】本题考查理想变压器的计算，关键是掌握匝数比与原副线圈电压、电流比的关系。
2．（2025 浙江模拟）电能远距离输送时需要使用变压器进行升压和降压，图为远距离输电的电路示意图。升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器，T1原线圈上接有电压有效值恒定的交变电源，R为输电线的电阻，T2的副线圈并联多个用电器，下列说法正确的是（　　）
A．T1的输出电压等于R两端的电压
B．T1的输出功率等于T2的输入功率
C．若T2的副线圈并联的用电器增多，R消耗的功率增大
D．若T2的副线圈并联的用电器增多，T2输出电压不变
【考点】远距离输电的相关计算．
【专题】应用题；定量思想；推理法；交流电专题；分析综合能力．
【答案】C
【分析】根据理想变压器的电压关系，T1的输出电压等于R两端的电压与T2的输入电压之和；根据理想变压器的功率关系，升压变压器与降压变压的功率与损失的功率的关系；利用T2的等效电阻，若T2的副线圈并联的用电器增多，则副线圈的电阻R次减小，根据欧姆定律判断R消耗的功率及T2输出电压的变化情况。
【解答】解：A、输电线电阻R两端电压是输电线损失的电压，T1的输出电压等于R两端电压与T2的输入电压之和，则T1的输出电压大于R两端电压，故A错误；
B、T1的输出功率等于R消的耗的功率与T2的输入功率之和，则T1的输出功率大于T2的输入功率，故B错误；
C、T2的副线圈并联的验电器越多，T2的副线圈电阻越小，T2的电流增大，输电线上的输电电流增大，则R消耗的功率增大，故C正确；
D、T2的副线圈并联的验电器越多，T2的副线圈电阻越小，T2的电流增大，输电线上的输电电流增大，输电线电阻R损失的电压增大，T1的输出电压不变，则T2的输入电压减小，故D错误。
故选：C。
【点评】关键要理清每个变压器的两个电压，两个电流，两个功率的关系以及两个变压器的电流，电压，与输电线的电流，输电线上损失的电压关系。
3．（2025 郫都区三模）如图，R0＝2Ω为定值电阻，其余电阻均不计，左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上，其表达式为，经如图所示四个理想二极管后，求出经过R0电流的有效值为（　　）
A． B．3A C． D．
【考点】正弦式交变电流的有效值．
【专题】定量思想；归纳法；交流电专题；理解能力．
【答案】B
【分析】根据电压的有效值和欧姆定律计算即可。
【解答】解：根据电路图和二极管的单向导电性可知，交流电可以完全通过电阻R0，加在电阻两端的最大电压为6V，所以电压的有效值为U，所以通过R0电流的有效值为I，故B正确，ACD错误。
故选：B。
【点评】能够看懂电路的连接方式是解题的关键，掌握正弦交流电最大值和有效值的关系是解题的基础。
4．（2025 东湖区校级一模）如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有阻值R0＝24Ω和R1＝5Ω、R2＝4Ω的定值电阻，原线圈左侧接一正弦交流电源，开关闭合前后副线圈的输出功率不变，则原、副线圈的匝数的比值为（　　）
A．2 B．4 C．6 D．8
【考点】变压器的构造与原理．
【专题】定量思想；方程法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】A
【分析】设原、副线圈的匝数的比值为k，根据电源的输出功率等于三个电阻消耗的电功率之和列方程，再根据开关闭合前、后副线圈的输出功率不变列方程联立求解。
【解答】解：设原、副线圈的匝数的比值为k，原线圈左侧接一正弦交流电源的输出电压为U。
开关闭合时，R1短路，副线圈后面只有R2接入电路，设此时原线圈的电流为I1，根据电流之比等于匝数反比可得副线圈的电流为kI1；
根据功率关系可得：UI1R0+（kI1）2R2 ①
开关断开时，副线圈后面R1和R2串联接入电路，设此时原线圈的电流为I2，根据电流之比等于匝数反比可得副线圈的电流为kI2；
根据功率关系可得：UI2R0+（kI2）2（R1+R2） ②
开关闭合前后副线圈的输出功率不变，则有：（kI1）2R2＝（kI2）2（R1+R2） ③
根据③可得：2I1＝3I2
再根据①②可得：k＝2，故A正确、BCD错误。
故选：A。
【点评】本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等。
5．（2025 雁塔区校级模拟）如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2，副线圈连接一额定电压6V、额定功率1.8W的白炽灯泡，原线圈与一5Ω的固定电阻串联后接交流电源。若灯泡正常发光，则（　　）
A．交流电源输出电压的有效值为4.5V
B．交流电源的输出功率为3.6W
C．流过原线圈的电流强度为0.5A
D．若交流电源输出电压的有效值减半，流过灯泡的电流也一定减半
【考点】变压器的动态分析——原线圈有负载．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】根据灯泡正常发光，结合其额定功率、额定电压的关系，由原、副线圈的电压比等于匝数比，原、副线圈电流和匝数成反比，欧姆定律等分别列式，即可分析判断ABCD正误。
【解答】解：因为灯泡正常发光，所以副线圈的两端电压为：U2＝6V，
则由原、副线圈的电压比等于匝数比可知：U1：U2＝n1：n2＝1：2，
解得，原线圈的两端电压为：U1＝3V，
因为白炽灯泡的额定电压为6V、额定功率为1.8W，
所以副线圈的电流为：I2＝1.8W÷6V＝0.3A，
则由原、副线圈电流和匝数成反比可知：I1：I2＝n1：n1＝2：1，
解得，原线圈的电流为：I1＝0.6A，
则原线圈电阻R两端电压为：UR＝I1R＝0.6A×5Ω＝3V，
则交流电源输出电压的有效值为：U＝U1+UR＝3V+3V＝6V；
则交流电源的输出功率为：P＝UI1＝6V×0.6A＝3.6W；
结合前面分析可知，若交流电源输出电压的有效值减半，则原线圈的两端电压减半，则根据原、副线圈的电压比等于匝数比可知，副线圈的两端电压减半，则根据欧姆定律可知，若灯泡的电阻不发生变化，则流过灯泡的电流也减半；
则B正确，ACD错误；
故选：B。
【点评】本题主要考查变压器的动态分析，解题时需注意，分清不变量和变量，弄清理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制约关系，利用闭合电路欧姆定律，串、并联电路特点进行分析判定。
6．（2025 和平区模拟）工厂和工地经常需要用到大功率高压电动机。因此需要自备变压器提供较高电压。某工厂现通过一台理想变压器向“6000V、120kW”的大型电动机供电，电路如图所示。已知变压器原副线圈匝数比为5：1。则当电动机正常工作时（　　）
A．原线圈所接的交流电源电压最大值为30000V
B．电动机线圈电阻为300Ω
C．电流表A的读数为4A
D．若电动机故障导致电路断开，则电压表读数变为0
【考点】变压器的构造与原理；交变电流的u﹣t图像和i﹣t图像．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】先根据变压规律得到变压器的输入电压，然后根据最大值和有效值的关系计算；电动机不是纯电阻；根据输入功率等于输出功率，结合P＝UI计算；电压表测量的是副线圈的输出电压。
【解答】解：A、原线圈的输入电压为U1，所以原线圈所接的交流电源电压最大值为，故A错误；
B、因为电动机不是纯电阻，所以根据题给条件无法计算电动机线圈的电阻，故B错误；
C、根据P＝UI可得电流表A的示数为I，故C正确；
D、若电动机故障导致电路断开，则电压表读数仍等于变压器的输出电压为6000V，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了变压器的变压规律，以及输入功率和输出功率的关系，知道铭牌上所标注的电压以及电流表、电压表所测量的电流、电压都是指有效值。
7．（2025 江苏模拟）一同学设计了一个稳压的电路如图所示，理想变压器的原线圈通过输电导线与电压为U0的正弦式交流电源相连，输电导线有一定阻值r，在副线圈上并联了用电器R0、滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑片。通过调节滑片P模拟电网负载变化，副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头Q调节，根据负载的变化调节Q改变副线圈接入电路的匝数，实现用电器的电压稳定，电源电压有效值不变。当只将负载滑动变阻器的滑片P向上移动时，下列说法正确的是（　　）
A．电压表V示数变大
B．输电线路输送的效率减小
C．变压器铁芯中磁通量变化的频率变大
D．为保证用电器R0两端电压不变，可以将副线圈上的触头Q下移
【考点】变压器的动态分析——原线圈有负载．
【专题】定性思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】根据滑片向上移动时，滑动变阻器的变化情况，即可分析副线圈总电阻变化，由原线圈电压与输入电压的关系、原副线圈电压电流关系，可分析电压表示数变化；由输送效率表达式，即可根据电压表示数变化，分析效率变化；由原副线圈的磁通量变化率特点，可知原副线圈磁通量变化率的特点；由电压表示数表达式，可知原线圈电压变化情况，若保持负载电压不变，根据匝数比与电压比的关系，可知副线圈匝数应如何变化。
【解答】解：A、由图可知，滑片向上移动时，滑动变阻器R变小，副线圈总电阻R并变小；
由原线圈的电压与输入电压的关系：U0＝U1+I1r，结合由原副线圈的电压电流关系：，
可得电压表示数为：，电压表示数变小，故A错误；
B、由输送效率表达式，由A选项分析可知，电压表示数变小，故效率变小，故B正确；
C、由原副线圈的磁通量变化率相等，可知原副线圈磁通量变化率不变，仍相等，故C错误；
D、由电压表示数表达式，可知原线圈电压变小，根据匝数比与电压比的关系：，若保持负载电压U2不变，可知副线圈匝数n2应变大，即触头Q应上移，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查变压器的动态分析，在分析原副线圈的电压、电流变化情况时，注意原线圈电压与输入电压的区别。
8．（2025 天河区模拟）如图为某风力发电机简易模型图。在风力作用下，风叶通过转轴带动条型磁铁转动，在线圈L中产生感应电动势的瞬时表达式为e＝22sin2πt（V），将线圈L与一定值电阻R相连，则（　　）
A．磁铁转到图示位置时，线圈L中的磁通量最小
B．线圈L中感应电动势的有效值为44V
C．风叶每转动一圈，电阻R中电流方向改变一次
D．若风叶的转速变大，则定值电阻R消耗的功率一定增大
【考点】用有效值计算交流电路的电功、电功率和焦耳热；交流发电机及其产生交变电流的原理．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】A.根据图中位置结合磁铁的磁场判断磁通量的大小；
B.根据正弦交流电的有效值和最大值关系列式解答；
C.根据线圈转动频率和电流方向变化频率关系进行判断；
D.根据电动势的最大值和有效值随转速的变化关系判断功率变化情况。
【解答】解：A．磁铁转到图示位置时，线圈L中的磁通量最大，故A错误；
B．线圈L中感应电动势的有效值为EV＝22V，故B错误；
C．风叶每转动一圈，电阻R中电流方向改变两次，故C错误；
D．若风叶的转速变大，则电源的电动势的最大值和有效值都会增加，则定值电阻R消耗的功率一定增大，故D正确。
故选：D。
【点评】考查交流电的功率和最大值、有效值以及磁通量的问题，会根据题意进行准确分析解答。
9．（2025 西城区校级模拟）如图所示，P为理想自耦变压器滑动端，原线圈匝数为4000，原线圈两端的瞬时电压为220sin50πt（V），电阻R1＝200Ω，R2＝300Ω，D为理想二极管，电容器的电容为2000μF，则下列说法中正确的是（　　）
A．穿过线圈的磁通量的变化率最大为0.22Wb/s
B．滑动端P从b向a滑动的过程中，电容器两端的电压逐渐降低
C．滑动端P从a向b滑动的过程中，副线圈两端电压升高
D．当滑动端P移动到ab的中点时，R2的电功率与R1的电功率之比为2：3
【考点】自耦变压器；电容的概念、单位与物理意义．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】根据磁通量的变化率结合电压的瞬时值的表达式作答；根据理想变压器电压与变比的关系结合二极管的单向导电性作答；根据理想变压器电压与变比的关系作答；根据二极管的单向导电性结合功率公式作答。
【解答】解：A.根据原线圈两端的瞬时电压的表达式可知U＝n
所以最大磁通量的变化率Wb/s≈0.078Wb/s
故A错误；
B.根据理想变压器电压与变比的关系，得副线圈两端电压U2U1；滑动端P从b向a滑动的过程中，副线圈匝数n2减小，而n1和U1不变，因此副线圈两端电压U2减小，二极管上端电势降低，二极管截止；由于二极管的单向导电性，电容器不能放电，电容器的电荷量不变，两端电压不变，故B错误；
C.根据理想变压器电压与变比的关系，得副线圈两端电压U2U1；滑动端P从a向b滑动的过程中，副线圈匝数n2增大，而n1和U1不变，因此副线圈两端电压U2增大，故C正确；
D.由于电容器支路充电后处于断路状态，因此通过电阻R1、R2的电流相等，根据功率公式P＝I2R可知，3：2，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了自耦变压器的动态分析；抓住二极管的单向导电性是解题的关键。
10．（2025 南通模拟）如图所示，矩形线圈在磁极间的匀强磁场中匀速转动，外接交流电压表和定值电阻，图示位置线圈平面与磁感线平行。此时（　　）
A．穿过线圈的磁通量最大
B．通过线圈的电流最大
C．电压表的示数为零
D．流经电阻的电流方向改变
【考点】交流发电机及其产生交变电流的原理．
【专题】定性思想；归纳法；交流电专题；理解能力．
【答案】B
【分析】在线圈平面与磁感线平行的位置，穿过线圈的磁通量最小为零，磁通量的变化率最大，产生的感应电流最大；电压表测量的是有效值；线圈经过中性面位置时电流的方向改变。
【解答】解：A、在线圈平面与磁感线平行的位置，此时通过线圈的磁通量最小为零，故A错误；
B、在线圈平面与磁感线平行位置，磁通量的变化率最大，则此时线圈产生的感应电动势最大，即通过线圈的电流最大，故B正确；
C、电压表测量的是有效值，电压表示数是指电路中路端电压的有效值，所以电压表示数不为零，故C错误；
D、线圈通过中性面前后的感应电动势的方向相反，故感应电流方向相反，故D错误。
故选：B。
【点评】掌握中性面的特点和在线圈平面与磁感线平行的位置的特点是解题的基础，知道电压表测量的是有效值。
二．多选题（共5小题）
（多选）11．（2025 岳麓区校级模拟）如图所示，M、N端连接一个稳压交流电源，理想变压器的原线圈上接有定值电阻R0，副线圈上接有最大阻值为4R0的滑动变阻器R，原、副线圈匝数之比，电流表、电压表均为理想电表。初始时，滑动变阻器R的滑片处于正中间位置，电流表、电压表示数分别为I、U，滑片移动过程中，电流表、电压表变化量的绝对值分别为ΔI、ΔU，下列说法正确的是（　　）
A．若滑片下移，电压表、电流表示数均增大
B．若滑片上移，滑动变阻器R消耗的功率先减小后增大
C．滑片移动过程中，
D．若滑片上移，电源输出功率减小
【考点】变压器的动态分析——原线圈有负载；变压器的构造与原理．
【专题】应用题；定量思想；推理法；气体的状态参量和实验定律专题；分析综合能力．
【答案】CD
【分析】先得到变阻器接入原线圈电路的等效电阻，画出对应的等效电路图，根据变阻器接入电路的电阻变化分析电压表和电流表示数的变化；根据电源的内电阻和外电阻相等时电源的输出功率最大分析变阻器消耗的功率；写出电压表和电流表示数的关系式，进而可得变化量比值的大小；根据等效电路图结合P＝UI分析。
【解答】解：把变阻器接入到原线圈的电路中和电阻R0串联，其等效电阻为R'RRR，等效电路图如下图所示
A、若滑片下移，则变阻器接入电路的电阻减小，即R'减小，则通过电阻R0、R'的电流增大，加在R'两端的电压U'＝U﹣IR0，则U'减小，所以电压表和电流表的示数均减小，故A错误；
B、把电阻R0看作电源内阻的一部分，当电源内阻和外电阻相等时，电源的输出功率最大，所以当R'＝R0时，滑动变阻器消耗的功率最大，因为滑动变阻器的最大阻值为4R0，所以R′的最大阻值为R0，即滑片滑倒最上端时变阻器消耗的功率最大，所以若滑片上移，滑动变阻器消耗的功率一直增大，故B错误；
C、设原线圈的电压和电流分别为U1和I1，电压表和电流表是示数分别为U'和I，根据理想变压器圆、副线圈电压、电流规律得U′（U﹣I1R0），I1I，解得U′U，因为U不变，则，故C正确；
D、若滑片上移，则变阻器接入电路的电阻变大，相应的等效电阻R'也增大，则原线圈中的电流减小，根据P＝UI可知，电源的输出功率减小，故D正确。
故选：CD。
【点评】知道副线圈的电阻接入到原线圈中的等效电阻是解题的关键，掌握变压器的变压和变流规律是解题的基础。
（多选）12．（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
【考点】正弦式交变电流的函数表达式及推导；利用电阻定律求电阻；电功和电功率的计算；磁通量的计算；法拉第电磁感应定律的基本计算．
【专题】定量思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理论证能力．
【答案】AC
【分析】由法拉第电磁感应定律，可计算感应电动势的瞬时值、有效值；由电阻决定式，结合感应电动势的有效值，可知感应电流，从而计算发热功率；由电流定义式的推导式、法拉第电磁感应定律，可知一个周期内，通过硅钢薄片的电荷量。
【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。
【点评】本题考查感应电动势的分析，在分析发热功率时，注意用电动势的有效值计算。
（多选）13．（2025 十堰一模）某地突发停电后，一小区启动柴油发电机通过如图所示的理想变压器为业主供电，已知发电机的输出电压不变，图中电表均为理想交流电表，当开关S1、S2均断开时，两电流表的示数均为0，电压表V1的示数为380V，电压表V2的示数为220V，下列说法正确的是（　　）
A．当开关S1闭合、S2断开时，两电流表示数的比值
B．当开关S1断开、S2闭合时，两电压表示数的比值
C．当开关S1、S2均闭合时，两电流表示数的比值
D．当开关S1、S2均闭合时，两电压表示数的比值
【考点】变压器的构造与原理．
【专题】定量思想；归纳法；交流电专题；理解能力．
【答案】AD
【分析】根据变压器的变压比和变流比计算即可。
【解答】解：设理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，根据已知条件可知，原、副线圈的电压之比，电流之比，故AD正确，BC错误。
故选：AD。
【点评】本题考查理想变压器，目的是考查学生的理解能力。
（多选）14．（2025 重庆校级模拟）图（a）所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为4：1，RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表．原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图（b）所示．下列说法正确的是（　　）
A．变压器输入、输出功率之比为4：1
B．变压器原、副线圈中的电流强度之比为1：4
C．u随t变化的规律为u＝51sin（50πt）（国际单位制）
D．当电阻的温度降低时电流表读数变小电压表的读数不变
【考点】变压器的构造与原理；交变电流的u﹣t图像和i﹣t图像．
【专题】定性思想；推理法；交流电专题．
【答案】BD
【分析】变压器原副线圈的输入功率和输出功率相等，根据电流之比等于匝数之反比求出原副线圈的电流比．根据交变电压的u﹣t图线得出峰值和周期，从而求出角速度，得出u﹣t的表达式．抓住输入电压不变，得出输出电压不变，结合副线圈负载电阻的变化得出电流的变化．
【解答】解：A、原副线圈输入功率和输出功率相等，故A错误。
B、根据得，原副线圈的电流之比为1：4，故B正确。
C、交变电压的峰值为51V，周期T＝0.02s，则角速度，则u随t的变化规律为u＝51sin（100πt），故C错误。
D、若热敏电阻RT的温度升高，则热敏电阻的阻值减小，由于原线圈的电压不变，则副线圈的电压不变，副线圈中的电流变大，故D正确。
故选：BD。
【点评】根据图象准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电流比与匝数比的关系，是解决本题的关键．
（多选）15．（2025 宁波校级一模）如图为高铁供电流程的简化图。牵引变电所的理想变压器将高压U1降压；动力车厢内的理想变压器再将较高的电压降至U4后为动力车厢内的动力系统供电；某段时间，发电厂输出电流为I1，动力系统电流为I4。已知两个理想变压器的匝数n2＜n3，则（　　）
A．U1：U4＝n1：n4 B．U1：U4＞n1：n4
C．I1：I4＞n4：n1 D．I1：I4＜n4：n1
【考点】理想变压器两端的电压、电流与匝数的关系．
【专题】信息给予题；定性思想；推理法；单摆问题；理解能力．
【答案】BD
【分析】AB．根据理想变压器电压与匝数比的关系，分别对牵引变电所的变压器和受电弓部分的变压器的电压关系，结合输电线上的电压损失分析作答；
CD.根据理想变压器电流与匝数比的关系，分别对牵引变电所的变压器和受电弓部分的变压器的电流关系分析作答。
【解答】解：AB．根据理想变压器电压与匝数比的关系，对牵引变电所的变压器，有
对于受电弓部分的变压器，有
由于输电线上有电压降，因此则有U2＞U3，又有n2＜n3，可得U1：U4＞n1：n4
故A错误，B正确；
CD．根据理想变压器电流与匝数比的关系，对牵引变电所的变压器，有
对于受电弓部分的变压器，有得
由于I2＝I3，n2＜n3，可得I1：I4＜n4：n1
故C错误，D正确。
故选：BD。
【点评】本题主要考查了理想变压器电压与匝数比、电流与匝数比的关系，要知道在这个输电线路中因为输电线上有电阻，所以升压变压器的输出电压不等于降压变压器的输入电压。
三．解答题（共5小题）
16．（2025 洛龙区校级模拟）电能的应用遍及于生产和生活的各个方面，为了获得和利用电能，人们制造了发电机并通过传输线路将电能传输到工厂、学校、家庭…。如图，发电机的输出功率P＝100kW，电压U1＝250V，经理想变压器升压后向用户输电，输电线总电阻R＝8Ω，在输电线上损失的功率P0＝5kW，在用户端再利用理想变压器将电压降为U2＝220V，求：
（1）输电线路中的电流I；
（2）两个变压器的匝数比？？
【考点】远距离输电的相关计算．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】（1）输电线路中的电流I为25A；
（2）两个变压器的匝数比，。
【分析】（1）根据P＝I2R计算输电线路中的电流；
（2）根据P＝UI计算升压变压器中的输入电流，然后根据电流比计算升压变压器的匝数比；先计算出升压变压器的输出电压，然后根据电路中电压的特点计算降压变压器的输入电压，然后根据变压比计算降压变压器的匝数比。
【解答】解：（1）根据可得输电线路中的电流为
I
（2）发电机的输出电流为
所以
升压变压器的输出电压为
降压变压器的输入电压为U'1＝U'2﹣IR＝4000V﹣25×8V＝3800V
所以
答：（1）输电线路中的电流I为25A；
（2）两个变压器的匝数比，。
【点评】知道在输电线路中的电压、电路和电功率的关系是解题的基础。
17．（2025 南通模拟）电动汽车刹车时利用储能装置储蓄能量，其原理如图所示，矩形金属框部分处于匀强磁场中，磁场方向垂直金属框平面向里，磁感应强度大小为B，金属框的电阻为r，ab边长为L。刹车过程中ab边垂直切割磁感线，某时刻ab边相对磁场的速度大小为v，金属框中的电流为I。此时刻：
（1）判断ab边中电流的方向，并求出感应电动势大小E；
（2）求储能装置两端的电压U和金属框的输出电功率P。
【考点】理想变压器两端的功率关系；根据B﹣t或者φ﹣t图像计算感应电动势；交变电流的周期、频率、相位．
【专题】定量思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理论证能力．
【答案】（1）ab边中电流的方向为b→a，感应电动势大小E为BLv；
（2）储能装置两端的电压U为BLv﹣Ir，金属框的输出电功率P为BILv﹣I2r。
【分析】（1）根据右手定则结合导体棒切割磁感线产生感应电动势公式列式解答；
（2）根据闭合电路的欧姆定律结合电功率公式推导。
【解答】解：（1）由右手定则得ab中的电流方向b→a，根据导体棒切割磁感线产生感应电动势公式有E＝BLv；
（2）由闭合电路欧姆定律U＝E﹣Ir，解得U＝BLv﹣Ir，输出电功率P＝UI，解得P＝BILv﹣I2r。
答：（1）ab边中电流的方向为b→a，感应电动势大小E为BLv；
（2）储能装置两端的电压U为BLv﹣Ir，金属框的输出电功率P为BILv﹣I2r。
【点评】考查导体棒切割磁感线产生感应电动势问题和电功率的计算，会根据题意进行准确分析解答。
18．（2025 重庆一模）一输出功率为180W的太阳能板输出的直流电，经转换后变成如图所示交流电。将该交流电接入一理想变压器原线圈，与副线圈相连的一额定电压为220V的用电器正常工作。求：
（1）该理想变压器原、副线圈匝数之比；
（2）通过该用电器的最大电流和1s时间内电流方向变化的次数。
【考点】理想变压器两端的频率关系；变压器的构造与原理．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】（1）该理想变压器原、副线圈匝数之比为1：10；
（2）通过该用电器的最大电流为A，1s时间内电流方向变化的次数为100次。
【分析】（1）根据变压规律计算；
（2）先计算出通过原线圈的电流，然后根据变流规律和最大值与有效值的关系计算最大电流；根据在一个周期内电流方向改变2次计算。
【解答】解：（1）由题可知，原线圈两端的电压为U1＝22V
则原、副线圈的匝数之比为
（2）通过原线圈的电流有效值为
则通过用电器的最大电流为
由图可知该交流电的周期T＝0.02s，则t＝1s内电流方向变化的次数为
n（次）＝100次
答：（1）该理想变压器原、副线圈匝数之比为1：10；
（2）通过该用电器的最大电流为A，1s时间内电流方向变化的次数为100次。
【点评】掌握变压器的变压规律和变流规律是解题的基础。
19．（2025 奉贤区一模）交变电流技术的发展使远距离输电成为现实，从而推动了人类社会的进步和发展。
（1）远距离输电要用到变压器。
①变压器的基本结构如图1所示，在变压器中，铁芯的主要作用是 　减小磁场的损失　；理想变压器的输入功率和输出功率的比值 　B　（选填：A．大于1、B．等于1、C．小于1）。
②变压器的铁芯由相互绝缘的多层硅钢片叠加组成，并使硅钢片平面与磁感应强度的方向 　A　（选填：A．平行、B．垂直）。
（2）图2是某交变电路的简化示意图。理想变压器的原、副线圈匝数之比为1000：1，从零时刻起，原线圈输入电压的瞬时值可表示为u＝220000sin（100πt）V，理想交流电流表的示数为6.5A，灯泡的电阻为440Ω，电动机的线圈内阻为10Ω。求：
①理想交流电压表的示数；
②经过灯泡的交流电频率；
③电动机的最大输出机械功率（忽略电动机线圈的自感效应）。
【考点】变压器的动态分析——原线圈无负载；理想变压器两端的频率关系．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】（1）①减小磁场的损失；B；②A；（2）①理想交流电压表的示数为220V；②经过灯泡的交流电频率为50Hz；③电动机的最大输出机械功率为960W。
【分析】（1）根据变压器原理及构造解答；
（2）根据变压器电压与线圈匝数的关系结合电动机的能量守恒分析解答。
【解答】解：（1）①在理想变压器中铁芯的作用是减小磁场的损失；理想变压器没有能量损失，所以输入功率和输出功率之比为1：1；
②变压器的铁芯由相互绝缘的多层硅钢片叠加而成，并使硅钢片平面与磁感应强度的方向平行，这是为了提高硅钢片的磁导率，使其在电磁场中具有更好的性能。
（2）①由原线圈输入电压的瞬时值u＝220000sin（100πt）V
可知原线圈输入电压的最大值U1m＝220000V、有效值U1220000 V
理想交流电压表的示数为副线圈输出电压的有效值U2
U1、U2与原、副线圈的匝数满足关系式：
可解得 U2＝220V
（2）由原线圈输入电压的瞬时值u＝220000sin（100πt）V
可知原线圈输入交流电的角频率ω＝100πrad/s
即原线圈输入交流电的频率f50Hz
而原、副线圈交流电的频率相等，即经过灯泡的交流电频率为f＝50Hz
（3）已知灯泡的电阻RL＝440Ω，电动机的线圈内阻RM＝10Ω，则
通过灯泡的电流ILA＝0.5A
通过电动机的电流IM＝I﹣IL＝（6.5﹣0.5）A＝6A
电动机最大输出机械功率PM出＝U2IMRM＝（220×6﹣62×10）W＝960W
故答案为：（1）①减小磁场的损失；B；②A；（2）①理想交流电压表的示数为220V；②经过灯泡的交流电频率为50Hz；③电动机的最大输出机械功率为960W。
【点评】解题时要抓住理想变压器的功率关系、电压和电流特点；由于电动机是非纯电阻电路，则输出功率等于总功率减热功率。
20．（2024 黄浦区）情境三：线圈
线圈在电磁领域功能多样。由金属导线绕制而成的线圈有电阻；通电线圈周围存在磁场；线圈中还能产生感应电动势，又被称为电感器。
（1）如图1，电阻箱中的线圈采用双线绕法制作，能避免回路中产生自感电动势，其原因是 　采用双线绕法可以使磁场相互抵消　。
（2）若家庭电路的交流电压如图2所示。某小区的降压变压器视为理想变压器，原、副线圈的匝数比为10：1，则原线圈输入电压的有效值为 　2200　V，频率为 　50　Hz。
（3）实际变压器的损耗主要有 　铜损　和 　铁损　。
（4）图3中的LC振荡电路可用于发射电磁波，电流i随时间t的变化关系如图4所示，取图3中所示电流方向为正。
①每秒内电流i的方向改变 　1000　次。
②某时刻电路中有正方向电流，且电容器上极板带正电，则该时刻所在的时间段是 　B　。
A．0 0.5×10﹣3s
B．0.5×10﹣3s 1.0×10﹣3s
C．1.0×10﹣3s 1.5×10﹣3s
D．1.5×10﹣3s 2.0×10﹣3s
【考点】结合图像解决变压器问题；电磁振荡及过程分析；交变电流的u﹣t图像和i﹣t图像；计算特定位置处交变电流的瞬时值；理想变压器两端的电压、电流与匝数的关系．
【专题】定量思想；推理法；图析法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】（1）采用双线绕法可以使磁场相互抵消；（2）2200；50；（3）铜损；铁损；（4）1000；B。
【分析】（1）利用安培定则可分析得出采用双线绕法可以使磁场相互抵消；
（2）根据变压器电压关系可求出有效值以及频率；
（3）根据实际变压器的损耗进行回答；
（4）根据周期可求出频率，即1s内变化次数；通过读图发现电流流向电容器正极，说明正在充电，从而得到时间段。
【解答】解：（1）由题意可知，由于两个线圈的绕向相同，但电流方向相反，由安培定则可知，电流产生的磁场方向相反；由于两导线电流相等，各自产生的磁感应强度大小相等，而磁场方向相反，相互抵消，所以螺线管内没有磁场，采用双线绕法可以使磁场相互抵消，避免回路中产生自感电动势；
（2）由图知，家庭电路的交流电压峰值为V，则有效值为，由于原、副线圈的匝数比为10：1，则原线圈输入电压的有效值为；由图知，周期T＝0.02s，则频率；
（3）实际变压器的损耗主要有铜损和铁损；
（4）一个周期2×10﹣3s内电流方向改变两次，则1s内电流改变1000次；根据题图电流正流向电容器正极，电容器正在充电，电流在减小，应为0.5×10﹣3s至1×10﹣3s的时间段，故选：B。
故答案为：（1）采用双线绕法可以使磁场相互抵消；（2）2200；50；（3）铜损；铁损；（4）1000；B。
【点评】本题综合性较强，学生在解答本题时，应注意对变压器以及交变电流的内容有比较全面的了解。
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