2026年高考物理一轮复习 交变电流（含解析）
文档属性
| 名称 | 2026年高考物理一轮复习 交变电流（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-08-09 08:33:18 | ||
图片预览
文档简介
中小学教育资源及组卷应用平台
高考物理一轮复习 交变电流
一．选择题（共8小题）
1．（2025 沙坪坝区校级模拟）如图是降压器简化电路图，由原、副线圈匝数之比为k的理想变压器，定值电阻R1，电阻箱R2组成，a、b间接有效值恒定的交变电源。则当电阻箱消耗的电功率最大时，以下关系正确的是（ ）
A． B． C． D．
2．（2025 潍坊三模）如图所示，匝数为50匝的矩形线圈置于磁感应强度大小为0.5T、方向水平向右的匀强磁场中，线圈的面积为0.1m2、电阻为1Ω，与两金属圆环相连的电路中有一理想变压器，其原副线圈的匝数比n1：n2＝1：2，两定值电阻的阻值分别为R1＝3Ω、R2＝4Ω。现使线圈以120r/min的转速沿逆时针方向（从上向下看）绕竖直轴OO′匀速转动，则定值电阻R2消耗的电功率和图示时刻R1中的电流方向分别为（ ）
A．2π2（W），向右 B．2π2（W），向左
C．4π2（W），向右 D．4π2（W），向左
3．（2025 河北模拟）下列说法正确的是（ ）
A．一电器设备标有“220V 1000W”，则此电器内电阻值一定为48.4Ω
B．用交流电流表和电压表测得的数值是平均值
C．发电厂采用高压送电可减少输电过程的电能损耗
D．所有交变电流的最大值均是有效值的倍
4．（2025 四模拟）某小型交流发电机产生的交流电压u随时间t变化的图像如图所示，关于该交流电，下列说法正确的是（ ）
A．周期为0.01s
B．频率为50Hz
C．有效值为20V
D．1s内电流方向改变50次
5．（2025 湖北模拟）如图所示为一远距离输电示意图，图中①、②分别为理想升压、降压变压器，理想交流电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，理想交流电压表V1、V2的示数分别为U1、U2，交流发电机的内阻为r，输电导线的总电阻为R。当并入电路的用户数量增多时，下列说法正确的是（ ）
A．变压器①原线圈中的电流小于I1
B．输电导线上电阻R损耗的功率变小
C．电压表V2的示数增大
D．的值减小
6．（2025春 温州期末）如图为一种自耦调压器的结构示意图，线圈均匀绕在铁芯上，通过滑片P可调节副线圈匝数。A、B间输入电压为，副线圈上接有1个电动机M，E为线圈C、D的中点。电动机M的内阻r＝10Ω，额定电压U＝220V，额定功率P＝110W。则（ ）
A．当滑片P向上移动时，原线圈的电流将变小
B．当滑片P向上移动时，电动机的损耗功率将减小
C．当滑片P置于E处时，电动机两端的电压为220V
D．当滑片P置于C处时，电动机的输出功率为107.5W
7．（2025春 南宁校级期末）如图所示，通过接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果仅增加原线圈的匝数，其他条件不变，则（ ）
A．小灯泡变亮
B．小灯泡变暗
C．原、副线圈两端电压的比值不变
D．通过原、副线圈电流的比值变大
8．（2025 山东）如图为一种交流发电装置的示意图，长度为2L、间距为L的两平行金属电极固定在同一水平面内，两电极之间的区域Ⅰ和区域Ⅱ有竖直方向的磁场，磁感应强度大小均为B、方向相反，区域Ⅰ边界是边长为L的正方形，区域Ⅱ边界是长为L、宽为0.5L的矩形。传送带从两电极之间以速度v匀速通过，传送带上每隔2L固定一根垂直运动方向、长度为L的导体棒，导体棒通过磁场区域过程中与电极接触良好。该装置产生电动势的有效值为（ ）
A．BLv B． C． D．
二．多选题（共4小题）
（多选）9．（2025春 温州期末）如图所示，半径为L的金属圆环放置在光滑水平地面上，圆环上固定OA、OB、OC、OD四根长均为L，阻值均为r且夹角互为90°的金属棒，以圆环圆心O为原点建立直角坐标系，在第二象限圆环内部存在方向垂直水平面向下的磁场，沿半径OG各点磁感应强度B＝B0sinθ（θ为OG与x轴负方向夹角），圆心O与环面分别通过电刷E、F与阻值为r的电阻R相连，其它电阻均不计。在外力作用下，圆环以角速度ω绕O点沿顺时针方向匀速转动。以OA进入磁场开始计时，则下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻R的电流方向始终为N→M
B．当OA棒转动至θ＝45°时，感应电动势
C．圆环转动一周的过程中，感应电动势有效值为
D．圆环转动一周的过程中，外力做的功
（多选）10．（2025 湖南模拟）街头变压器通过降压给用户供电的示意图如图所示。变压器的输入电压是市区电网的正弦交流电压（有效值不变），通过理想变压器输送给用户，从变压器到用户间的输电线的总电阻为R0，滑动变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于滑动变阻器R接入电路的阻值减小。所有电流表和电压表均为理想交流电表。当用户的用电器增加时，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V1的示数减小 B．电压表V2的示数减小
C．电流表A1的示数不变 D．电流表A2的示数增大
（多选）11．（2025 龙岩二模）如图所示的电路中，交流电源的电动势为9V、内阻可忽略不计，定值电阻R1＝R2＝12Ω，小灯泡L1、L2的规格均为“6V 6W”，理想变压器T1、T2原副线圈的匝数比分别为1：2和2：1。分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ，两电路都稳定工作时，则（ ）
A．L2比L1更亮 B．L2与L1一样亮
C．R2的电功率比R1的小 D．R2的电功率与R1相等
（多选）12．（2025 长沙模拟）如图甲所示，某理想变压器原、副线圈的匝数比为11：3，电流表为理想电表。原线圈所接电源的电压按图乙所示规律变化，副线圈接有一灯泡，此时灯泡消耗的功率为60W。则下列判断正确的是（ ）
A．副线圈两端输出电压的有效值为60V
B．原线圈中电流表的示数约为1A
C．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝220sin50πt（V）
D．变压器的输入功率、输出功率之比为1：1
三．填空题（共4小题）
13．（2025 福建模拟）如图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO’匀速转动，产生的交变电流输入理想变压器的原线圈，副线、理想电流表A与标有“6V3W”字样的小灯泡L串联成闭合回路，灯泡L正常发光。已知变压器原、副线圈匝数比为5：3，矩形线圈的电阻为1.0Ω，则A的示数为 A，矩形线圈的电动势有效值为 V
14．（2024春 仙游县校级期末）当用万用表测量家庭电路的电压时，通常测的是家庭电压的 （填“有效值”或“最大值”），如图所示，该交变电流的有效值为 该交变电流的周期为 。
15．（2024春 虹口区校级期中）100匝矩形线圈在匀强磁场中绕其垂直于磁场的一边匀速转动，产生如图所示的电动势．可知线圈转动的角速度ω＝ rad/s．穿过线圈的磁通量最大值φmax＝ Wb，此时的电动势值e＝ V．
16．（2024春 仓山区校级期中）某交变电流的瞬时值表达式为u＝U1sinωt+U2cosωt，则该电压的有效值 ；氖灯接入频率f＝50Hz、电压为120V的交流电路中共10min，若氖灯点燃和熄灭电压u0＝120V，试求氖灯的发光时间。
四．解答题（共4小题）
17．（2025春 常州期末）某电源两端能产生按正弦规律变化的电压，用该电源给阻值为20Ω的电阻直接供电，一个周期内电阻产生的热量与1A的恒定电流在相同时间产生热量相同。现用该电源给额定电压是220V的交流用电器供电，为使用电器正常工作，在电源与用电器之间使用了升压变压器。求：
（1）该电源两端电压的有效值；
（2）升压变压器原副线圈的匝数之比。
18．（2025 海淀区校级三模）许多相似情境常常可以类比，这是研究问题的常用方法。
情境1：跳水运动员从高台跳下，入水后其受力情况可做如下简化：水对他的作用除了包括有与其自身重力相等的浮力外，还受到一个与运动方向相反、大小与速度成正比的水的阻力f＝kv（k为已知常量）的作用。运动员在水中向下运动的速率v随时间t的变化规律可用方程﹣kv＝m（ （1）式）描述，其中m为运动员的质量。
情境2：如图甲所示，电源电动势为 E、内阻为r，线圈自感系数为L、电阻可忽略，与电感线圈并联的电阻的阻值为R，其余部分的电阻均可忽略。闭合开关S，电流达到稳定后再把开关断开，发现流过电阻的电流I随时间t的变化规律与情境1中运动员的速率v随时间t的变化规律类似。
（1）类比①式，
a.写出电流I随时间t变化的方程（②式）；
b.在图乙中定性画出I﹣t图线。
（2）若入水时运动员的速度大小为v0，则运动员的动能可表示为Ek
a.写出刚把开关断开时线圈中的电流的表达式I0；
b.仿照动能的表达式，写出刚把开关断开时线圈中的磁场能的表达式EL。
（3）求解情境1中运动员入水后运动的距离x可按如下步骤进行：
将①式两边同乘以Δt可得﹣kvΔt＝mΔv注意到vΔt表示一小段时间内运动员的位移Δx，所以上式可表示为﹣kΔx＝mΔv将上式两边求和，并注意到运动员的初速度为v0，末速度为0，可得﹣kx＝﹣mv0由此可求出运动员入水后运动的距离x仿照上面的过程，从②式出发，求出情境2中把开关断开后流过电阻R的电量Q。
19．（2025春 徐汇区校级期末）事物往往具有两面性，人们利用电流的热效应获得内能，但在某些用电器中，电热却是一钟不需要的能量损耗。
（1）将一线圈内阻约为10Ω的小风扇与直流电源相连，改变电源电压的同时测量并记录风扇两端的电压U与流过风扇的电流I，所得数据记录如下：
工作状态 ① ②
U/V 0.3 0.9
I/A 0.03 0.04
Ⅰ.根据第①数据，可判断小风扇的状态为 （选填“不运转”或“正常运转”）。
Ⅱ.（论证）对上述Ⅰ中选择做出解释。
Ⅲ.根据第②组数据，可判断经过20s，小风扇获得的机械能为 J。
（2）如图甲为某小组同学模拟风力发电搭建的电路图，将扇叶固定在矩形线圈abcd上，线圈处于垂直电机轴线OO′方向的匀强磁场中，在p、q间接入定值电阻R，使扇叶在外力作用下匀速转动，电阻R上即可获得持续电热，已知abcd的匝数为100匝、面积S＝20cm2、总阻值r＝30Ω，磁感应测度B＝0.5T，R＝50Ω。
①（作图）将电压传感器并联在R两端，当扇叶转速为50转/秒时，传感器示数U随时间t变化如图乙所示，请在图乙中画出扇叶转速为25转/秒时的U﹣t图像。
②（计算）当扇叶转速恒定为50转/秒，求：
a.流过电阻R的电流的最大值Imax；
b.电阻R两端电压U随时间t变化的方程；
c.电阻R在1s时间内的平均发热功率PQ。
20．（2025春 虹口区校级期末）智能手机已经成为当代人们生活中最重要的一件科技产品，无论是微信、支付宝还是其他软件平台等等，智能手机都成为人类社会中不可缺少的一环。
（1）很多智能手机配备了智能皮套，如图甲所示，当智能皮套的磁体靠近霍尔元件时，霍尔传感器会检测到磁场的变化，从而使屏幕自动进入休眠状态；当用户打开皮套时，屏幕则会自动点亮。
图乙为一块长、宽、高分别为a、b、c的N型半导体（载流子为自由电子）霍尔元件，通以方向向右的电流，电子的定向移动速度为v。当合上皮套时，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，元件前、后表面间产生电压，当电压达到某一临界值时，屏幕自动熄灭。
①霍尔元件的前、后两表面， （选填“前”或“后”）表面电势高；
②若屏幕自动熄灭时临界电压为U，则此时的磁感应强度B＝ ；
③（多选）下列说法中正确的有 。
A.合屏过程中，元件前、后表面间的电压变大
B.开屏过程中，元件前、后表面间的电压变大
C.若磁场变强，可能出现闭合屏幕时无法自动熄屏
D.若磁场变弱，可能出现闭合屏幕时无法自动熄屏
（2）科技改变生活，如今手机无线充电已日趋流行。图甲是手机无线充电器的示意图，其工作原理如图乙所示，当送电线圈接上u1＝220sin100πt（V）的正弦交流电后，会产生一个变化的磁场从而使手机中的受电线圈中产生变化的电流，该电流经过整流装置转化为直流电给手机充电。送电线圈和受电线圈可看作理想变压器，整流装置和手机电池等效为一只二极管和一个电阻R。二极管正向导通时，阻值为零，负向截止时，阻值为无穷大。已知R＝5Ω，其充电的功率P＝10W。
①该正弦交流电的周期为T＝ s；
②电阻R两端电压的有效值为 V；
③在图丙中定性画出0～T时间内流经R的电流i随时间t变化的图像；（以流经R向下的电流为正）
④（计算题）送电线圈和受电线圈的匝数比n1：n2为多少？（视为理想变压器）
高考物理一轮复习 交变电流
参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题）
1．（2025 沙坪坝区校级模拟）如图是降压器简化电路图，由原、副线圈匝数之比为k的理想变压器，定值电阻R1，电阻箱R2组成，a、b间接有效值恒定的交变电源。则当电阻箱消耗的电功率最大时，以下关系正确的是（ ）
A． B． C． D．
【考点】理想变压器两端的电压、电流与匝数的关系；电功和电功率的计算．
【专题】定量思想；模型法；分析综合能力．
【答案】B
【分析】根据理想变压器原、副线圈两端的电压与匝数成正比，电流与匝数成反比分别列式，结合功率公式得到电阻箱消耗的电功率表达式，再根据数学知识分析解答。
【解答】解：设原、副线圈两端的电压分别为U1，U2，电源的输入电压为U，原、副线圈中的电流分别为I1，I2。
在原线圈回路中有U＝U1+I1R1
变压器原、副线圈两端的电压之比为
变压器原、副线圈电流之比为
在副线圈回路中，有U2＝I2R2
联立可得
则电阻箱R2消耗的电功率P
整理可得
根据数学知识可知，当时，P达到最大值，则得，故ACD错误，B正确。
故选：B。
【点评】解答本题时要掌握理想变压器的规律，结合功率公式进行分析，要有熟练运用数学知识解决物理问题的能力。
2．（2025 潍坊三模）如图所示，匝数为50匝的矩形线圈置于磁感应强度大小为0.5T、方向水平向右的匀强磁场中，线圈的面积为0.1m2、电阻为1Ω，与两金属圆环相连的电路中有一理想变压器，其原副线圈的匝数比n1：n2＝1：2，两定值电阻的阻值分别为R1＝3Ω、R2＝4Ω。现使线圈以120r/min的转速沿逆时针方向（从上向下看）绕竖直轴OO′匀速转动，则定值电阻R2消耗的电功率和图示时刻R1中的电流方向分别为（ ）
A．2π2（W），向右 B．2π2（W），向左
C．4π2（W），向右 D．4π2（W），向左
【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；方程法；交流电专题；理解能力．
【答案】A
【分析】根据给定的线圈参数和转速计算线圈产生的感应电动势的有效值。
利用变压器的变压比计算副线圈的电压，进而计算定值电阻R2消耗的电功率。
根据线圈转动的方向判断R1中的电流方向。
【解答】解：根据题意可知，矩形线圈匀速转动产生的感应电动势的峰值为
有效值为E有效
代入数据解得E有效＝5
根据理想变压器的输入功率等于输出功率有
又
联立解得，
定值电阻R2消耗的电功率为
根据右手定则可知，图示时刻矩形线圈内的电流方向为顺时针（从前往后看），故R1中的电流方向向右，故A正确，BCD错误；
故选：A。
【点评】本题的关键在于理解交流电的产生原理、变压器的工作机制以及电功率的计算方法。通过计算线圈产生的感应电动势的有效值，利用变压器的变压比计算副线圈的电压，进而计算定值电阻消耗的电功率。同时，根据线圈转动的方向判断电流的方向。需要注意的是，在计算电功率时，确保使用正确的电压值和电阻值。通过本题的解答，可以加深对交流电和变压器相关知识的理解和应用。
3．（2025 河北模拟）下列说法正确的是（ ）
A．一电器设备标有“220V 1000W”，则此电器内电阻值一定为48.4Ω
B．用交流电流表和电压表测得的数值是平均值
C．发电厂采用高压送电可减少输电过程的电能损耗
D．所有交变电流的最大值均是有效值的倍
【考点】高压输电的原理和优点；正弦式交变电流的有效值；交流电表的读数．
【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】要考虑用电器是纯电阻还是非纯电阻；交流电流表和电压表测得的数值是有效值；根据P＝UI和P损＝I2r分析；只有正弦交流电的最大值和有效值才满足倍的关系。
【解答】解：A、若电器是纯电阻，则阻值为，若用电器是非纯电阻则不为48.4Ω，故A错误；
B、用交流电流表和电压表测得的数值是有效值，故B错误；
C、根据P＝UI可知高压送电可减少输电线路中的电流，根据P损＝I2r可知可以减小输电过程中电能的损耗，故C正确；
D、只有正弦式交变电流的有效值和最大值之间存在和的关系，其他交流电不满足此关系，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了对交流电的认识和纯电阻和非纯电阻用电器电阻的计算。
4．（2025 四模拟）某小型交流发电机产生的交流电压u随时间t变化的图像如图所示，关于该交流电，下列说法正确的是（ ）
A．周期为0.01s
B．频率为50Hz
C．有效值为20V
D．1s内电流方向改变50次
【考点】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】B
【分析】根据正弦交流电有效值和最大值的关系式、图像信息进行分析解答。
【解答】解：AB．由u﹣t图像可知，周期为T＝0.02s，频率为fHz＝50Hz，故A错误，B正确；
C．最大值Um＝20，根据正弦式交流电有效值和最大值关系，则有效值为U＝20V，故C错误；
D．1s内电流方向改变100次，故D错误。
故选：B。
【点评】考查正弦交流电有效值和最大值的关系式、图像信息的应用，会根据题意进行准确分析解答。
5．（2025 湖北模拟）如图所示为一远距离输电示意图，图中①、②分别为理想升压、降压变压器，理想交流电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，理想交流电压表V1、V2的示数分别为U1、U2，交流发电机的内阻为r，输电导线的总电阻为R。当并入电路的用户数量增多时，下列说法正确的是（ ）
A．变压器①原线圈中的电流小于I1
B．输电导线上电阻R损耗的功率变小
C．电压表V2的示数增大
D．的值减小
【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；实验探究能力．
【答案】D
【分析】电源的输出功率等于电源的总功率与内电路发热功率之差；电源的输出功率即为理想升压变压器T1的输入功率，输电线损失的电功率P损＝I2U损；
输电线路的输电效率等于降压变压器T2的输入功率与升压变压器T1的输出功率之百分比；
当用户端消耗的电功率增大时，根据理想变压器的电流关系、电压关系以及欧姆定律来分析两电表示数的变化情况。
【解答】解：A、变压器①为升压变压器（n1＜n2），根据可知，变压器①原线圈中的电流I0大于副线圈电流I1，故A错误；
D、根据等效电阻原理可知：，其值减小，故D正确；
BC、当并入电路的用户增多时，用电器消耗功率增大，根据：、
可知，电流I1、I2均增大，输电线R损耗功率变大，发电机的电流也增大，变压器①原线圈两端电压降低，由变压规律可知，副线圈电压U1减小，输电线上的电压ΔU＝I2R增大，变压器②原线圈两端电压降低，V2的示数U2减小，故BC错误。
故选：D。
【点评】本题考查远距离输电。要知道理想变压器的输入功率等于输出功率，要搞清功率的分配规律，掌握理想变压器的电流关系、电压关系。
6．（2025春 温州期末）如图为一种自耦调压器的结构示意图，线圈均匀绕在铁芯上，通过滑片P可调节副线圈匝数。A、B间输入电压为，副线圈上接有1个电动机M，E为线圈C、D的中点。电动机M的内阻r＝10Ω，额定电压U＝220V，额定功率P＝110W。则（ ）
A．当滑片P向上移动时，原线圈的电流将变小
B．当滑片P向上移动时，电动机的损耗功率将减小
C．当滑片P置于E处时，电动机两端的电压为220V
D．当滑片P置于C处时，电动机的输出功率为107.5W
【考点】自耦变压器；闭合电路欧姆定律的内容和表达式；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】D
【分析】当滑片P向上移动时，副线圈匝数增加，根据变压比分析副线圈的输出电压，进而分析电动机的功率，根据输入功率和输出功率相等分析；根据匝数比计算；根据电动机的电功率、发热功率和输出功率的关系计算。
【解答】解：AB、当滑片P向上移动时，副线圈匝数增加，根据变压比可知副线圈的输出电压增大，即电动机两端电压增大，则电动机消耗的功率增大，变压器的输入功率增大，根据P＝UI可知，原线圈的输入电流增大，故AB错误；
C、当滑片P置于E处时，原副线圈的匝数比为2：1，输入电压的有效值，根据变压比可得电动机两端的电压为110V，故C错误；
D、当滑片P置于C处时，原副线圈的匝数比为1：1，所以副线圈的输出电压等于输入电压，即电动机两端的电压为220V，电动机恰好正常工作，所以电动机的输出功率为P出＝P110W107.5W，故D正确。
故选：D。
【点评】掌握变压器的变压比以及电动机的电功率、发热功率和输出功率的关系是解题的基础。
7．（2025春 南宁校级期末）如图所示，通过接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果仅增加原线圈的匝数，其他条件不变，则（ ）
A．小灯泡变亮
B．小灯泡变暗
C．原、副线圈两端电压的比值不变
D．通过原、副线圈电流的比值变大
【考点】变压器的动态分析——原线圈无负载．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；实验探究能力．
【答案】B
【分析】因变压器为降压变压器，原线圈匝数大于副线圈匝数；而当同时减小相同匝数时，匝数之比一定变大；再根据变压器原理进行分析即可。
【解答】解：AB、因是降压变压器，则n1＞n2，对理想变压器有，当增加原线圈的匝数n1时，U1不变，U2减小，小灯泡变暗，A错误，B正确；
D、对理想变压器的变流规律：，所以原、副线圈电流的比值变小，D错误；
C、对于理想变压器的变压规律：，所以原、副线圈两端电压的比值变大，C错误。
故选：B。
【点评】本题考查理想变压器的基本原理，要注意明确电压之比等于匝数之比；而电流之比等于匝数的反比；同时还要注意数学知识的正确应用。
8．（2025 山东）如图为一种交流发电装置的示意图，长度为2L、间距为L的两平行金属电极固定在同一水平面内，两电极之间的区域Ⅰ和区域Ⅱ有竖直方向的磁场，磁感应强度大小均为B、方向相反，区域Ⅰ边界是边长为L的正方形，区域Ⅱ边界是长为L、宽为0.5L的矩形。传送带从两电极之间以速度v匀速通过，传送带上每隔2L固定一根垂直运动方向、长度为L的导体棒，导体棒通过磁场区域过程中与电极接触良好。该装置产生电动势的有效值为（ ）
A．BLv B． C． D．
【考点】有效值的定义和一般交变电流的有效值；法拉第电磁感应定律的基本计算．
【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】根据题意分段计算感应电动势，再结合电动势有效值的定义列式求解。
【解答】解：由题意可知导体棒通过磁场区域过程需要的时间，即周期为，同一个导体棒先通过区域Ⅱ，后通过区域Ⅰ，导体棒通过区域Ⅰ时，根据导体棒切割磁感线产生感应电动势公式，产生的电动势大小为E1＝BLv，经过的时间为，同理，导体棒通过区域Ⅱ时，产生的电动势大小为E2＝B×0.5Lv，经过的时间为，根据有效值的定义有，代入数据可得，故D正确，ABC错误。
故选：D。
【点评】考查交变电流有效值的运算，会根据题意进行准确的分析解答。
二．多选题（共4小题）
（多选）9．（2025春 温州期末）如图所示，半径为L的金属圆环放置在光滑水平地面上，圆环上固定OA、OB、OC、OD四根长均为L，阻值均为r且夹角互为90°的金属棒，以圆环圆心O为原点建立直角坐标系，在第二象限圆环内部存在方向垂直水平面向下的磁场，沿半径OG各点磁感应强度B＝B0sinθ（θ为OG与x轴负方向夹角），圆心O与环面分别通过电刷E、F与阻值为r的电阻R相连，其它电阻均不计。在外力作用下，圆环以角速度ω绕O点沿顺时针方向匀速转动。以OA进入磁场开始计时，则下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻R的电流方向始终为N→M
B．当OA棒转动至θ＝45°时，感应电动势
C．圆环转动一周的过程中，感应电动势有效值为
D．圆环转动一周的过程中，外力做的功
【考点】有效值的定义和一般交变电流的有效值；右手定则；导体转动切割磁感线产生的感应电动势；电磁感应过程中的能量类问题．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】AD
【分析】根据右手定则，判断电流方向；
根据转动切割电动势公式，求当OA棒转动至θ＝45°时的电动势；
感应电动势有效值等于峰值除以根号二；
根据能量守恒，求外力做功。
【解答】解：A．根据右手定则，通过电阻R的电流方向始终为 N→M，故A正确；
B．根据转动切割电动势公式，导体棒产生的电动势
当OA棒转动至θ＝45°时，电动势
故B错误；
C．根据转动切割电动势公式，
圆环转动一周的过程中，感应电动势有效值
故C错误；
D．分析可知，整个电路总电阻为
圆环转动一周的过程中，根据能量守恒可知，外力做的功
解得
故D正确。
故选：AD。
【点评】本题解题关键是掌握右手定则、转动切割电动势，难度中等。
（多选）10．（2025 湖南模拟）街头变压器通过降压给用户供电的示意图如图所示。变压器的输入电压是市区电网的正弦交流电压（有效值不变），通过理想变压器输送给用户，从变压器到用户间的输电线的总电阻为R0，滑动变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于滑动变阻器R接入电路的阻值减小。所有电流表和电压表均为理想交流电表。当用户的用电器增加时，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V1的示数减小 B．电压表V2的示数减小
C．电流表A1的示数不变 D．电流表A2的示数增大
【考点】变压器的动态分析——原线圈无负载．
【专题】定性思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】BD
【分析】根据理想变压器的特点，闭合电路的欧姆定律等知识进行分析解答。
【解答】解：A.变压器的输入电压不变，电压表V1的示数不变，故A错误；
BCD.副线圈两端电压不变，由欧姆定律可知，电阻R的阻值减小，电流表A2的示数增大，电流表A1的示数增大，电阻R0两端的电压增大，电压表V2的示数减小，故C错误，BD正确。
故选：BD。
【点评】考查理想变压器的动态分析问题，会根据题意进行准确分析解答。
（多选）11．（2025 龙岩二模）如图所示的电路中，交流电源的电动势为9V、内阻可忽略不计，定值电阻R1＝R2＝12Ω，小灯泡L1、L2的规格均为“6V 6W”，理想变压器T1、T2原副线圈的匝数比分别为1：2和2：1。分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ，两电路都稳定工作时，则（ ）
A．L2比L1更亮 B．L2与L1一样亮
C．R2的电功率比R1的小 D．R2的电功率与R1相等
【考点】远距离输电的相关计算；理想变压器两端的电压、电流与匝数的关系；变压器的动态分析——原线圈有负载．
【专题】比较思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】AD
【分析】先计算出灯泡的电阻，然后根据欧姆定律计算通过灯泡L1的电流，再根据等效电阻法计算出通过灯泡L2的电流，根据功率公式比较两个灯泡功率的大小，以及比较两个电阻的功率大小。
【解答】解：AB、灯泡的电阻为，通过灯泡L1的电流大小为，灯泡L1的功率为，灯泡L2在变压器T2的原线圈电路中的等效电阻为，根据变压比可得变压器T1的输出电压为U1＝2E＝2×9V＝18V，所以通过R1的电流为，灯泡L2的电功率为P1，故A正确，B错误；
CD、由上面的分析可知，通过R1和R2的电流相等，所以R2的电功率与R1相等，故C错误，D正确。
故选：AD。
【点评】能够计算出灯泡L2在降压变压器的原线圈电路中的等效电阻是解题的关键。
（多选）12．（2025 长沙模拟）如图甲所示，某理想变压器原、副线圈的匝数比为11：3，电流表为理想电表。原线圈所接电源的电压按图乙所示规律变化，副线圈接有一灯泡，此时灯泡消耗的功率为60W。则下列判断正确的是（ ）
A．副线圈两端输出电压的有效值为60V
B．原线圈中电流表的示数约为1A
C．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝220sin50πt（V）
D．变压器的输入功率、输出功率之比为1：1
【考点】变压器的构造与原理；电功和电功率的计算；交变电流的u﹣t图像和i﹣t图像．
【专题】定量思想；方程法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】AD
【分析】根据图乙所示图象求出原线圈电压的有效值，根据变压器的变压比求出副线圈两端电压；理想变压器输入功率等于输出功率，已知副线圈输出功率，应用电功率公式可以求出原线圈电流，求出电流表示数；根据图乙求解交流电的角速度，再根据一般表达式进行解答。
【解答】解：A、由图乙所示图象可知，原线圈电压有效值：U1V＝220V，
由理想变压器的变压比得：，
代入数据解得，副线圈两端电压的有效值U2＝60V，故A正确；
BD、理想变压器的输入功率等于输出功率，变压器的输入功率、输出功率之比为1：1；
输入功率：I1U1＝P2，
代入数据解得，原线圈中电流表的示数：I1A≈0.273A，故B错误、D正确；
C、根据图乙可知交流电的周期为T＝0.02s，原线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝Umsin220sin100πt（V），故C错误。
故选：AD。
【点评】本题考查了变压比问题，分析清楚图乙所示图象是解题的前提，根据图象求出原线圈的输入电压，应用变压比的变压比与电功率公式即可解题。
三．填空题（共4小题）
13．（2025 福建模拟）如图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO’匀速转动，产生的交变电流输入理想变压器的原线圈，副线、理想电流表A与标有“6V3W”字样的小灯泡L串联成闭合回路，灯泡L正常发光。已知变压器原、副线圈匝数比为5：3，矩形线圈的电阻为1.0Ω，则A的示数为 0.5 A，矩形线圈的电动势有效值为 10.3 V
【考点】变压器的构造与原理；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】0.5，10.3。
【分析】灯泡正常发光，根据电功率公式求解电流表的示数；变压器原副线圈电压比等于匝数比，据此求解原线圈的电压，电流比等于匝数的反比，根据欧姆定律求解线圈电阻分担的电压，进而求解电源电动势。
【解答】解：灯泡正常发光，则副线圈回路中电流I2A＝0.5A
则电流表的示数为0.5A，变压器原副线圈电压比等于匝数比，则
代入数据解得，原线圈电压为U1＝10V
变压器原副线圈电流比等于匝数的反比，则
代入数据解得，原线圈电流为I1＝0.3A
线圈电阻分担的电压U＝I1r＝0.3×1.0V＝0.3V
矩形线圈的电动势有效值为E＝U+U1＝0.3V+10V＝10.3V
故答案为：0.5，10.3。
【点评】本题考查变压器的工作原理，解题关键是知道变压器原副线圈电压比等于匝数比，电流比等于匝数的反比，结合欧姆定律求解即可。
14．（2024春 仙游县校级期末）当用万用表测量家庭电路的电压时，通常测的是家庭电压的 有效值 （填“有效值”或“最大值”），如图所示，该交变电流的有效值为 该交变电流的周期为 。
【考点】用有效值计算交流电路的电功、电功率和焦耳热；交变电流的周期、频率、相位．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】有效值； ； 。
【分析】家庭电路中，用万用表测量电压，其测量值是能等效直流电做功效果的数值，对应交变电流的有效值；根据有效值定义，利用焦耳定律，让交变电流和恒定电流通过相同电阻，在一个周期T内产生热量相等，从而算出有效值；从图像横坐标可直接读取周期，图像完成一次完整变化对应的时间就是周期T。
【解答】解：当用万用表测量家庭电路的电压时，通常测的是家庭电压的有效值；
设图中交变电流的有效值为I，根据有效值定义可得
解得
由图可知该交变电流的周期为。
故答案为：有效值； ； 。
【点评】本题考查了交变电流的有效值、交变电流的周期，关键要掌握有效值计算方法。
15．（2024春 虹口区校级期中）100匝矩形线圈在匀强磁场中绕其垂直于磁场的一边匀速转动，产生如图所示的电动势．可知线圈转动的角速度ω＝ 100π rad/s．穿过线圈的磁通量最大值φmax＝ Wb Wb，此时的电动势值e＝ 0 V．
【考点】交流发电机及其产生交变电流的原理．
【专题】交流电专题．
【答案】见试题解答内容
【分析】由图像知交流电的周期可以求角速度ω，由电动势最大值可以求有效值，电动势最大时，磁通量最小．
【解答】解：由图像知交流电的周期为0.02s，所以角速度ω100πrad/s，电动势最大值Em＝NBSω，所以φmax＝BSWb，磁通量最大时电动势为0
故答案为：100π，，0
【点评】本题考查了正弦交流电的原理，要会从图像中获取有用的物理信息；明确周期和角速度之间的关系．
16．（2024春 仓山区校级期中）某交变电流的瞬时值表达式为u＝U1sinωt+U2cosωt，则该电压的有效值 ；氖灯接入频率f＝50Hz、电压为120V的交流电路中共10min，若氖灯点燃和熄灭电压u0＝120V，试求氖灯的发光时间。
【考点】正弦式交变电流的有效值；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】；5min
【分析】将电压的瞬时值表达式整理化简成正弦函数式，再由有效值与最大值的关系求解，根据电压大于120V时放电管发光，计算出一个周期内的发光次数，可进一步求出1分钟内的发光时间．
【解答】解：根据数学知识可知：u＝U1sinωt+U2cosωtsin（ωt+α），式中有 tanα
该交变电压的最大值为 Um
有效值为 U
氖灯发光时电压应为瞬时值，而接入交流电电压120V为有效值。所以要使氖灯发光，需使交流电电压瞬时值u≥u0。氖灯管两端电压瞬时值为
其中
如图所示，设在半个周期内氖灯发光时间τ，则有
τ＝t2﹣t1
灯点熄和熄灭时刻u＝u0＝120V，有
即
所以
则在时间内，有
，
所以
由于交流电周期性特点，在一个周期T内，氖灯发光时间
所以在10min时间内，氖灯发光时间应占通电时间的一半为5min。
故答案为：；5min
【点评】本题考查了交流电表达式的灵活应用，写出正弦式交流电的表达式，灵活应用数学知识即可正确解答．
四．解答题（共4小题）
17．（2025春 常州期末）某电源两端能产生按正弦规律变化的电压，用该电源给阻值为20Ω的电阻直接供电，一个周期内电阻产生的热量与1A的恒定电流在相同时间产生热量相同。现用该电源给额定电压是220V的交流用电器供电，为使用电器正常工作，在电源与用电器之间使用了升压变压器。求：
（1）该电源两端电压的有效值；
（2）升压变压器原副线圈的匝数之比。
【考点】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】（1）该电源两端电压的有效值是20V；
（2）升压变压器原副线圈的匝数之比是1：11。
【分析】（1）根据欧姆定律求出电源的有效值。
（2）根据理想变压器的变压比求解。
【解答】解：（1）电流的有效值为I＝1A
由欧姆定律得U1＝IR＝1×20V＝20V
（2）由理想变压器的变压比得
代入数据解得
答：（1）该电源两端电压的有效值是20V；
（2）升压变压器原副线圈的匝数之比是1：11。
【点评】掌握基础知识是解题的前提，应用欧姆定律与理想变压器的变压比即可解题。
18．（2025 海淀区校级三模）许多相似情境常常可以类比，这是研究问题的常用方法。
情境1：跳水运动员从高台跳下，入水后其受力情况可做如下简化：水对他的作用除了包括有与其自身重力相等的浮力外，还受到一个与运动方向相反、大小与速度成正比的水的阻力f＝kv（k为已知常量）的作用。运动员在水中向下运动的速率v随时间t的变化规律可用方程﹣kv＝m（ （1）式）描述，其中m为运动员的质量。
情境2：如图甲所示，电源电动势为 E、内阻为r，线圈自感系数为L、电阻可忽略，与电感线圈并联的电阻的阻值为R，其余部分的电阻均可忽略。闭合开关S，电流达到稳定后再把开关断开，发现流过电阻的电流I随时间t的变化规律与情境1中运动员的速率v随时间t的变化规律类似。
（1）类比①式，
a.写出电流I随时间t变化的方程（②式）；
b.在图乙中定性画出I﹣t图线。
（2）若入水时运动员的速度大小为v0，则运动员的动能可表示为Ek
a.写出刚把开关断开时线圈中的电流的表达式I0；
b.仿照动能的表达式，写出刚把开关断开时线圈中的磁场能的表达式EL。
（3）求解情境1中运动员入水后运动的距离x可按如下步骤进行：
将①式两边同乘以Δt可得﹣kvΔt＝mΔv注意到vΔt表示一小段时间内运动员的位移Δx，所以上式可表示为﹣kΔx＝mΔv将上式两边求和，并注意到运动员的初速度为v0，末速度为0，可得﹣kx＝﹣mv0由此可求出运动员入水后运动的距离x仿照上面的过程，从②式出发，求出情境2中把开关断开后流过电阻R的电量Q。
【考点】电容器或电感器及其对交变电流的作用；理想化模型法．
【专题】定性思想；推理法；电容器专题；推理论证能力．
【答案】（1）a、（②式）；
b、I﹣t图线如上图所示；
（2）a.刚把开关断开时线圈中的电流的表达式为；
b.刚把开关断开时线圈中的磁场能的表达式为。
（3）情境2中把开关断开后流过电阻R的电量为。
【分析】（1）a、根据类比的方法得出对应的方程；
b、根据电流的变化特点得出对应的I﹣t图像；
（2）a、根据上述的分析得出电流的表达式；
b、根据动能的表达式得出磁场能的表达式；
（3）根据欧姆定律和电流的定义式得出电荷量的表达式。
【解答】解：（1）a、类比①式，电流I随时间t变化的方程为
（②式）
b、I﹣t图像大致如下图所受：
（2）a、刚把开关断开时线圈中电流的表达式为
b、仿照动能的表达式，刚把开关断开时线圈中的磁场能的表达式为
（3）将②式两边同时乘以Δt可得：
﹣RIΔt＝LΔI
注意到IΔt表示一端时间内流过电阻的电量ΔQ，所以上式可表示为
﹣RΔQ＝LΔI
将上式两边求和，并注意到初始电流为I0，可得
由此可求出情景2中把开关断开后流过电阻R的电量为
Q
故答案：（1）a、（②式）；
b、I﹣t图线如上图所示；
（2）a.刚把开关断开时线圈中的电流的表达式为；
b.刚把开关断开时线圈中的磁场能的表达式为。
（3）情境2中把开关断开后流过电阻R的电量为。
【点评】本题主要考查了物理学方法的相关应用，理解类比法的应用，找出不同的物理学知识的共同点，对学生的理解能力有一定要求。
19．（2025春 徐汇区校级期末）事物往往具有两面性，人们利用电流的热效应获得内能，但在某些用电器中，电热却是一钟不需要的能量损耗。
（1）将一线圈内阻约为10Ω的小风扇与直流电源相连，改变电源电压的同时测量并记录风扇两端的电压U与流过风扇的电流I，所得数据记录如下：
工作状态 ① ②
U/V 0.3 0.9
I/A 0.03 0.04
Ⅰ.根据第①数据，可判断小风扇的状态为 不运转 （选填“不运转”或“正常运转”）。
Ⅱ.（论证）对上述Ⅰ中选择做出解释。
Ⅲ.根据第②组数据，可判断经过20s，小风扇获得的机械能为 0.40 J。
（2）如图甲为某小组同学模拟风力发电搭建的电路图，将扇叶固定在矩形线圈abcd上，线圈处于垂直电机轴线OO′方向的匀强磁场中，在p、q间接入定值电阻R，使扇叶在外力作用下匀速转动，电阻R上即可获得持续电热，已知abcd的匝数为100匝、面积S＝20cm2、总阻值r＝30Ω，磁感应测度B＝0.5T，R＝50Ω。
①（作图）将电压传感器并联在R两端，当扇叶转速为50转/秒时，传感器示数U随时间t变化如图乙所示，请在图乙中画出扇叶转速为25转/秒时的U﹣t图像。
②（计算）当扇叶转速恒定为50转/秒，求：
a.流过电阻R的电流的最大值Imax；
b.电阻R两端电压U随时间t变化的方程；
c.电阻R在1s时间内的平均发热功率PQ。
【考点】用有效值计算交流电路的电功、电功率和焦耳热；电动机中的能量转化与计算；交变电流的u﹣t图像和i﹣t图像；有效值的定义和一般交变电流的有效值．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；交流电专题；推理论证能力．
【答案】（1）Ⅰ不运转；Ⅱ见解析；Ⅲ0.40；（2）①见解析；②a.流过电阻R的电流的最大值Imax为A；b.电阻R两端电压U随时间t变化的方程为e；c.电阻R在1s时间内的平均发热功率PQ为W。
【分析】（1）Ⅰ、Ⅱ、根据欧姆定律分析；
Ⅲ、根据焦耳定律计算；
（2）①根据感应电动势最大值的变化和周期的变化分析；
②a.先计算出最大感应电动势，然后根据闭合电路的欧姆定律计算；
b.根据欧姆定律和电压随时间的变化规律分析；
c.根据功率公式计算。
【解答】解：（1）Ⅰ、根据第①数据，可判断小风扇的状态为不运转。
Ⅱ、小风扇运转的时候，有机械能输出，消耗的电能大于产生的热能，电功率大于热功率，即UI＞I2r，即I，当不运转时，没有机械能输出，消耗的电能全部转化为内能，即电功率等于热功率，即I，第①数据中电流等于电压和线圈电阻的比值，所以小风扇不运转。
Ⅲ、根据第②数据，经过20s，小风扇获得的机械能为W机＝U2I2t﹣I2rt＝0.9×0.04×20J﹣0.042×10×20J＝0.40J
（2）①扇叶转速为25转/秒时线圈产生的感应电动势大小为原来的一半，且周期为原来的，则对应的电阻两端的电压为原来的，对应的图线如下图虚线所示
②线圈转动的角速度大小为ω＝2π 50rad/s＝100πrad/s，线圈转动产生的感应电动势的最大值为Em＝NBSω＝100×0.5×20×10﹣4×100πV＝10πV
a.流过电阻R的电流的最大值Imax
b.电阻R两端电压U随时间t变化的方程为U＝ImaxRsinωt
c.电阻R在1s时间内的平均发热功率PQ
故答案为：（1）Ⅰ不运转；Ⅱ见解析；Ⅲ0.40；（2）①见解析；②a.流过电阻R的电流的最大值Imax为A；b.电阻R两端电压U随时间t变化的方程为e；c.电阻R在1s时间内的平均发热功率PQ为W。
【点评】本题考查了含义电动机电路中电压和电流的关系，以及电动机的输出功率和电功率、发热功率之间的关系；掌握线圈在磁场中转动产生感应电动势最大值的计算功率，以及欧姆定律在交变电流中的应用。
20．（2025春 虹口区校级期末）智能手机已经成为当代人们生活中最重要的一件科技产品，无论是微信、支付宝还是其他软件平台等等，智能手机都成为人类社会中不可缺少的一环。
（1）很多智能手机配备了智能皮套，如图甲所示，当智能皮套的磁体靠近霍尔元件时，霍尔传感器会检测到磁场的变化，从而使屏幕自动进入休眠状态；当用户打开皮套时，屏幕则会自动点亮。
图乙为一块长、宽、高分别为a、b、c的N型半导体（载流子为自由电子）霍尔元件，通以方向向右的电流，电子的定向移动速度为v。当合上皮套时，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，元件前、后表面间产生电压，当电压达到某一临界值时，屏幕自动熄灭。
①霍尔元件的前、后两表面， 前 （选填“前”或“后”）表面电势高；
②若屏幕自动熄灭时临界电压为U，则此时的磁感应强度B＝ ；
③（多选）下列说法中正确的有 AD 。
A.合屏过程中，元件前、后表面间的电压变大
B.开屏过程中，元件前、后表面间的电压变大
C.若磁场变强，可能出现闭合屏幕时无法自动熄屏
D.若磁场变弱，可能出现闭合屏幕时无法自动熄屏
（2）科技改变生活，如今手机无线充电已日趋流行。图甲是手机无线充电器的示意图，其工作原理如图乙所示，当送电线圈接上u1＝220sin100πt（V）的正弦交流电后，会产生一个变化的磁场从而使手机中的受电线圈中产生变化的电流，该电流经过整流装置转化为直流电给手机充电。送电线圈和受电线圈可看作理想变压器，整流装置和手机电池等效为一只二极管和一个电阻R。二极管正向导通时，阻值为零，负向截止时，阻值为无穷大。已知R＝5Ω，其充电的功率P＝10W。
①该正弦交流电的周期为T＝ 0.02 s；
②电阻R两端电压的有效值为 5 V；
③在图丙中定性画出0～T时间内流经R的电流i随时间t变化的图像；（以流经R向下的电流为正）
④（计算题）送电线圈和受电线圈的匝数比n1：n2为多少？（视为理想变压器）
【考点】用有效值计算交流电路的电功、电功率和焦耳热；洛伦兹力与安培力的关系；霍尔效应与霍尔元件；交变电流的u﹣t图像和i﹣t图像．
【专题】定量思想；推理法；带电粒子在复合场中的运动专题；交流电专题；推理论证能力．
【答案】（1）①前；②；③AD；（2）①0.02；②；③见解析；④送电线圈和受电线圈的匝数比n1：n2为22：1。
【分析】（1）①根据左手定则判断；
②根据电子受洛伦兹力和电场力平衡计算；
③根据霍尔电压的表达式分析；
（2）①根据周期和角速度的关系计算；
②根据功率公式计算；
③先计算出电流的有效值，然后根据电流的热效应计算出最大电流，然后作图即可；
④根据变压器的变压比计算。
【解答】解：（1）①根据左手定则可知电子受洛伦兹力的方向向后，所以后表面聚集电子，则前表面的电势高于后表面；
②当霍尔电压为U时，对自由电子来说，根据平衡条件有evB＝e，解得B
③AB、由上面的分析可得霍尔电压为U＝Bvb，在合屏过程中，元件所在位置的磁感应强度变大，则元件前、后表面的电压变大，同理可知在开屏过程过程中，元件前、后表面的电压变小，故A正确，B错误；
CD、由上面的分析可知，元件前、后表面的电压达到一定值才会自动熄屏，所以磁场变弱，则霍尔电压可能达不到临界电压，可能会出现闭合屏幕时无法自动熄屏，故C错误，D正确。
故选：AD。
（2）①该正弦交流电的周期为T
②设电阻R两端电压的有效值为U，则根据P可得，U
③通过电阻R的电流的有效值为I，设经过R的最大电流为Im，因为二极管的单向导电性，则有，解得，则0～T时间内流经R的电流i随时间t变化的图像如下图所示
④由上面的分析可得受电线圈两端电压的最大值为
根据理想变压器的变压规律可得
故答案为：（1）①前；②；③AD；（2）①0.02；②；③见解析；④送电线圈和受电线圈的匝数比n1：n2为22：1。
【点评】本题考查了对霍尔效应的认识和理解，以及对变压器和二极管的应用，知道二极管具有单向导电性，知道电阻R两端的电压与受电线圈的输出电压的关系是解题的关键。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
高考物理一轮复习 交变电流
一．选择题（共8小题）
1．（2025 沙坪坝区校级模拟）如图是降压器简化电路图，由原、副线圈匝数之比为k的理想变压器，定值电阻R1，电阻箱R2组成，a、b间接有效值恒定的交变电源。则当电阻箱消耗的电功率最大时，以下关系正确的是（ ）
A． B． C． D．
2．（2025 潍坊三模）如图所示，匝数为50匝的矩形线圈置于磁感应强度大小为0.5T、方向水平向右的匀强磁场中，线圈的面积为0.1m2、电阻为1Ω，与两金属圆环相连的电路中有一理想变压器，其原副线圈的匝数比n1：n2＝1：2，两定值电阻的阻值分别为R1＝3Ω、R2＝4Ω。现使线圈以120r/min的转速沿逆时针方向（从上向下看）绕竖直轴OO′匀速转动，则定值电阻R2消耗的电功率和图示时刻R1中的电流方向分别为（ ）
A．2π2（W），向右 B．2π2（W），向左
C．4π2（W），向右 D．4π2（W），向左
3．（2025 河北模拟）下列说法正确的是（ ）
A．一电器设备标有“220V 1000W”，则此电器内电阻值一定为48.4Ω
B．用交流电流表和电压表测得的数值是平均值
C．发电厂采用高压送电可减少输电过程的电能损耗
D．所有交变电流的最大值均是有效值的倍
4．（2025 四模拟）某小型交流发电机产生的交流电压u随时间t变化的图像如图所示，关于该交流电，下列说法正确的是（ ）
A．周期为0.01s
B．频率为50Hz
C．有效值为20V
D．1s内电流方向改变50次
5．（2025 湖北模拟）如图所示为一远距离输电示意图，图中①、②分别为理想升压、降压变压器，理想交流电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，理想交流电压表V1、V2的示数分别为U1、U2，交流发电机的内阻为r，输电导线的总电阻为R。当并入电路的用户数量增多时，下列说法正确的是（ ）
A．变压器①原线圈中的电流小于I1
B．输电导线上电阻R损耗的功率变小
C．电压表V2的示数增大
D．的值减小
6．（2025春 温州期末）如图为一种自耦调压器的结构示意图，线圈均匀绕在铁芯上，通过滑片P可调节副线圈匝数。A、B间输入电压为，副线圈上接有1个电动机M，E为线圈C、D的中点。电动机M的内阻r＝10Ω，额定电压U＝220V，额定功率P＝110W。则（ ）
A．当滑片P向上移动时，原线圈的电流将变小
B．当滑片P向上移动时，电动机的损耗功率将减小
C．当滑片P置于E处时，电动机两端的电压为220V
D．当滑片P置于C处时，电动机的输出功率为107.5W
7．（2025春 南宁校级期末）如图所示，通过接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果仅增加原线圈的匝数，其他条件不变，则（ ）
A．小灯泡变亮
B．小灯泡变暗
C．原、副线圈两端电压的比值不变
D．通过原、副线圈电流的比值变大
8．（2025 山东）如图为一种交流发电装置的示意图，长度为2L、间距为L的两平行金属电极固定在同一水平面内，两电极之间的区域Ⅰ和区域Ⅱ有竖直方向的磁场，磁感应强度大小均为B、方向相反，区域Ⅰ边界是边长为L的正方形，区域Ⅱ边界是长为L、宽为0.5L的矩形。传送带从两电极之间以速度v匀速通过，传送带上每隔2L固定一根垂直运动方向、长度为L的导体棒，导体棒通过磁场区域过程中与电极接触良好。该装置产生电动势的有效值为（ ）
A．BLv B． C． D．
二．多选题（共4小题）
（多选）9．（2025春 温州期末）如图所示，半径为L的金属圆环放置在光滑水平地面上，圆环上固定OA、OB、OC、OD四根长均为L，阻值均为r且夹角互为90°的金属棒，以圆环圆心O为原点建立直角坐标系，在第二象限圆环内部存在方向垂直水平面向下的磁场，沿半径OG各点磁感应强度B＝B0sinθ（θ为OG与x轴负方向夹角），圆心O与环面分别通过电刷E、F与阻值为r的电阻R相连，其它电阻均不计。在外力作用下，圆环以角速度ω绕O点沿顺时针方向匀速转动。以OA进入磁场开始计时，则下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻R的电流方向始终为N→M
B．当OA棒转动至θ＝45°时，感应电动势
C．圆环转动一周的过程中，感应电动势有效值为
D．圆环转动一周的过程中，外力做的功
（多选）10．（2025 湖南模拟）街头变压器通过降压给用户供电的示意图如图所示。变压器的输入电压是市区电网的正弦交流电压（有效值不变），通过理想变压器输送给用户，从变压器到用户间的输电线的总电阻为R0，滑动变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于滑动变阻器R接入电路的阻值减小。所有电流表和电压表均为理想交流电表。当用户的用电器增加时，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V1的示数减小 B．电压表V2的示数减小
C．电流表A1的示数不变 D．电流表A2的示数增大
（多选）11．（2025 龙岩二模）如图所示的电路中，交流电源的电动势为9V、内阻可忽略不计，定值电阻R1＝R2＝12Ω，小灯泡L1、L2的规格均为“6V 6W”，理想变压器T1、T2原副线圈的匝数比分别为1：2和2：1。分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ，两电路都稳定工作时，则（ ）
A．L2比L1更亮 B．L2与L1一样亮
C．R2的电功率比R1的小 D．R2的电功率与R1相等
（多选）12．（2025 长沙模拟）如图甲所示，某理想变压器原、副线圈的匝数比为11：3，电流表为理想电表。原线圈所接电源的电压按图乙所示规律变化，副线圈接有一灯泡，此时灯泡消耗的功率为60W。则下列判断正确的是（ ）
A．副线圈两端输出电压的有效值为60V
B．原线圈中电流表的示数约为1A
C．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝220sin50πt（V）
D．变压器的输入功率、输出功率之比为1：1
三．填空题（共4小题）
13．（2025 福建模拟）如图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO’匀速转动，产生的交变电流输入理想变压器的原线圈，副线、理想电流表A与标有“6V3W”字样的小灯泡L串联成闭合回路，灯泡L正常发光。已知变压器原、副线圈匝数比为5：3，矩形线圈的电阻为1.0Ω，则A的示数为 A，矩形线圈的电动势有效值为 V
14．（2024春 仙游县校级期末）当用万用表测量家庭电路的电压时，通常测的是家庭电压的 （填“有效值”或“最大值”），如图所示，该交变电流的有效值为 该交变电流的周期为 。
15．（2024春 虹口区校级期中）100匝矩形线圈在匀强磁场中绕其垂直于磁场的一边匀速转动，产生如图所示的电动势．可知线圈转动的角速度ω＝ rad/s．穿过线圈的磁通量最大值φmax＝ Wb，此时的电动势值e＝ V．
16．（2024春 仓山区校级期中）某交变电流的瞬时值表达式为u＝U1sinωt+U2cosωt，则该电压的有效值 ；氖灯接入频率f＝50Hz、电压为120V的交流电路中共10min，若氖灯点燃和熄灭电压u0＝120V，试求氖灯的发光时间。
四．解答题（共4小题）
17．（2025春 常州期末）某电源两端能产生按正弦规律变化的电压，用该电源给阻值为20Ω的电阻直接供电，一个周期内电阻产生的热量与1A的恒定电流在相同时间产生热量相同。现用该电源给额定电压是220V的交流用电器供电，为使用电器正常工作，在电源与用电器之间使用了升压变压器。求：
（1）该电源两端电压的有效值；
（2）升压变压器原副线圈的匝数之比。
18．（2025 海淀区校级三模）许多相似情境常常可以类比，这是研究问题的常用方法。
情境1：跳水运动员从高台跳下，入水后其受力情况可做如下简化：水对他的作用除了包括有与其自身重力相等的浮力外，还受到一个与运动方向相反、大小与速度成正比的水的阻力f＝kv（k为已知常量）的作用。运动员在水中向下运动的速率v随时间t的变化规律可用方程﹣kv＝m（ （1）式）描述，其中m为运动员的质量。
情境2：如图甲所示，电源电动势为 E、内阻为r，线圈自感系数为L、电阻可忽略，与电感线圈并联的电阻的阻值为R，其余部分的电阻均可忽略。闭合开关S，电流达到稳定后再把开关断开，发现流过电阻的电流I随时间t的变化规律与情境1中运动员的速率v随时间t的变化规律类似。
（1）类比①式，
a.写出电流I随时间t变化的方程（②式）；
b.在图乙中定性画出I﹣t图线。
（2）若入水时运动员的速度大小为v0，则运动员的动能可表示为Ek
a.写出刚把开关断开时线圈中的电流的表达式I0；
b.仿照动能的表达式，写出刚把开关断开时线圈中的磁场能的表达式EL。
（3）求解情境1中运动员入水后运动的距离x可按如下步骤进行：
将①式两边同乘以Δt可得﹣kvΔt＝mΔv注意到vΔt表示一小段时间内运动员的位移Δx，所以上式可表示为﹣kΔx＝mΔv将上式两边求和，并注意到运动员的初速度为v0，末速度为0，可得﹣kx＝﹣mv0由此可求出运动员入水后运动的距离x仿照上面的过程，从②式出发，求出情境2中把开关断开后流过电阻R的电量Q。
19．（2025春 徐汇区校级期末）事物往往具有两面性，人们利用电流的热效应获得内能，但在某些用电器中，电热却是一钟不需要的能量损耗。
（1）将一线圈内阻约为10Ω的小风扇与直流电源相连，改变电源电压的同时测量并记录风扇两端的电压U与流过风扇的电流I，所得数据记录如下：
工作状态 ① ②
U/V 0.3 0.9
I/A 0.03 0.04
Ⅰ.根据第①数据，可判断小风扇的状态为 （选填“不运转”或“正常运转”）。
Ⅱ.（论证）对上述Ⅰ中选择做出解释。
Ⅲ.根据第②组数据，可判断经过20s，小风扇获得的机械能为 J。
（2）如图甲为某小组同学模拟风力发电搭建的电路图，将扇叶固定在矩形线圈abcd上，线圈处于垂直电机轴线OO′方向的匀强磁场中，在p、q间接入定值电阻R，使扇叶在外力作用下匀速转动，电阻R上即可获得持续电热，已知abcd的匝数为100匝、面积S＝20cm2、总阻值r＝30Ω，磁感应测度B＝0.5T，R＝50Ω。
①（作图）将电压传感器并联在R两端，当扇叶转速为50转/秒时，传感器示数U随时间t变化如图乙所示，请在图乙中画出扇叶转速为25转/秒时的U﹣t图像。
②（计算）当扇叶转速恒定为50转/秒，求：
a.流过电阻R的电流的最大值Imax；
b.电阻R两端电压U随时间t变化的方程；
c.电阻R在1s时间内的平均发热功率PQ。
20．（2025春 虹口区校级期末）智能手机已经成为当代人们生活中最重要的一件科技产品，无论是微信、支付宝还是其他软件平台等等，智能手机都成为人类社会中不可缺少的一环。
（1）很多智能手机配备了智能皮套，如图甲所示，当智能皮套的磁体靠近霍尔元件时，霍尔传感器会检测到磁场的变化，从而使屏幕自动进入休眠状态；当用户打开皮套时，屏幕则会自动点亮。
图乙为一块长、宽、高分别为a、b、c的N型半导体（载流子为自由电子）霍尔元件，通以方向向右的电流，电子的定向移动速度为v。当合上皮套时，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，元件前、后表面间产生电压，当电压达到某一临界值时，屏幕自动熄灭。
①霍尔元件的前、后两表面， （选填“前”或“后”）表面电势高；
②若屏幕自动熄灭时临界电压为U，则此时的磁感应强度B＝ ；
③（多选）下列说法中正确的有 。
A.合屏过程中，元件前、后表面间的电压变大
B.开屏过程中，元件前、后表面间的电压变大
C.若磁场变强，可能出现闭合屏幕时无法自动熄屏
D.若磁场变弱，可能出现闭合屏幕时无法自动熄屏
（2）科技改变生活，如今手机无线充电已日趋流行。图甲是手机无线充电器的示意图，其工作原理如图乙所示，当送电线圈接上u1＝220sin100πt（V）的正弦交流电后，会产生一个变化的磁场从而使手机中的受电线圈中产生变化的电流，该电流经过整流装置转化为直流电给手机充电。送电线圈和受电线圈可看作理想变压器，整流装置和手机电池等效为一只二极管和一个电阻R。二极管正向导通时，阻值为零，负向截止时，阻值为无穷大。已知R＝5Ω，其充电的功率P＝10W。
①该正弦交流电的周期为T＝ s；
②电阻R两端电压的有效值为 V；
③在图丙中定性画出0～T时间内流经R的电流i随时间t变化的图像；（以流经R向下的电流为正）
④（计算题）送电线圈和受电线圈的匝数比n1：n2为多少？（视为理想变压器）
高考物理一轮复习 交变电流
参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题）
1．（2025 沙坪坝区校级模拟）如图是降压器简化电路图，由原、副线圈匝数之比为k的理想变压器，定值电阻R1，电阻箱R2组成，a、b间接有效值恒定的交变电源。则当电阻箱消耗的电功率最大时，以下关系正确的是（ ）
A． B． C． D．
【考点】理想变压器两端的电压、电流与匝数的关系；电功和电功率的计算．
【专题】定量思想；模型法；分析综合能力．
【答案】B
【分析】根据理想变压器原、副线圈两端的电压与匝数成正比，电流与匝数成反比分别列式，结合功率公式得到电阻箱消耗的电功率表达式，再根据数学知识分析解答。
【解答】解：设原、副线圈两端的电压分别为U1，U2，电源的输入电压为U，原、副线圈中的电流分别为I1，I2。
在原线圈回路中有U＝U1+I1R1
变压器原、副线圈两端的电压之比为
变压器原、副线圈电流之比为
在副线圈回路中，有U2＝I2R2
联立可得
则电阻箱R2消耗的电功率P
整理可得
根据数学知识可知，当时，P达到最大值，则得，故ACD错误，B正确。
故选：B。
【点评】解答本题时要掌握理想变压器的规律，结合功率公式进行分析，要有熟练运用数学知识解决物理问题的能力。
2．（2025 潍坊三模）如图所示，匝数为50匝的矩形线圈置于磁感应强度大小为0.5T、方向水平向右的匀强磁场中，线圈的面积为0.1m2、电阻为1Ω，与两金属圆环相连的电路中有一理想变压器，其原副线圈的匝数比n1：n2＝1：2，两定值电阻的阻值分别为R1＝3Ω、R2＝4Ω。现使线圈以120r/min的转速沿逆时针方向（从上向下看）绕竖直轴OO′匀速转动，则定值电阻R2消耗的电功率和图示时刻R1中的电流方向分别为（ ）
A．2π2（W），向右 B．2π2（W），向左
C．4π2（W），向右 D．4π2（W），向左
【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；方程法；交流电专题；理解能力．
【答案】A
【分析】根据给定的线圈参数和转速计算线圈产生的感应电动势的有效值。
利用变压器的变压比计算副线圈的电压，进而计算定值电阻R2消耗的电功率。
根据线圈转动的方向判断R1中的电流方向。
【解答】解：根据题意可知，矩形线圈匀速转动产生的感应电动势的峰值为
有效值为E有效
代入数据解得E有效＝5
根据理想变压器的输入功率等于输出功率有
又
联立解得，
定值电阻R2消耗的电功率为
根据右手定则可知，图示时刻矩形线圈内的电流方向为顺时针（从前往后看），故R1中的电流方向向右，故A正确，BCD错误；
故选：A。
【点评】本题的关键在于理解交流电的产生原理、变压器的工作机制以及电功率的计算方法。通过计算线圈产生的感应电动势的有效值，利用变压器的变压比计算副线圈的电压，进而计算定值电阻消耗的电功率。同时，根据线圈转动的方向判断电流的方向。需要注意的是，在计算电功率时，确保使用正确的电压值和电阻值。通过本题的解答，可以加深对交流电和变压器相关知识的理解和应用。
3．（2025 河北模拟）下列说法正确的是（ ）
A．一电器设备标有“220V 1000W”，则此电器内电阻值一定为48.4Ω
B．用交流电流表和电压表测得的数值是平均值
C．发电厂采用高压送电可减少输电过程的电能损耗
D．所有交变电流的最大值均是有效值的倍
【考点】高压输电的原理和优点；正弦式交变电流的有效值；交流电表的读数．
【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】要考虑用电器是纯电阻还是非纯电阻；交流电流表和电压表测得的数值是有效值；根据P＝UI和P损＝I2r分析；只有正弦交流电的最大值和有效值才满足倍的关系。
【解答】解：A、若电器是纯电阻，则阻值为，若用电器是非纯电阻则不为48.4Ω，故A错误；
B、用交流电流表和电压表测得的数值是有效值，故B错误；
C、根据P＝UI可知高压送电可减少输电线路中的电流，根据P损＝I2r可知可以减小输电过程中电能的损耗，故C正确；
D、只有正弦式交变电流的有效值和最大值之间存在和的关系，其他交流电不满足此关系，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了对交流电的认识和纯电阻和非纯电阻用电器电阻的计算。
4．（2025 四模拟）某小型交流发电机产生的交流电压u随时间t变化的图像如图所示，关于该交流电，下列说法正确的是（ ）
A．周期为0.01s
B．频率为50Hz
C．有效值为20V
D．1s内电流方向改变50次
【考点】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】B
【分析】根据正弦交流电有效值和最大值的关系式、图像信息进行分析解答。
【解答】解：AB．由u﹣t图像可知，周期为T＝0.02s，频率为fHz＝50Hz，故A错误，B正确；
C．最大值Um＝20，根据正弦式交流电有效值和最大值关系，则有效值为U＝20V，故C错误；
D．1s内电流方向改变100次，故D错误。
故选：B。
【点评】考查正弦交流电有效值和最大值的关系式、图像信息的应用，会根据题意进行准确分析解答。
5．（2025 湖北模拟）如图所示为一远距离输电示意图，图中①、②分别为理想升压、降压变压器，理想交流电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，理想交流电压表V1、V2的示数分别为U1、U2，交流发电机的内阻为r，输电导线的总电阻为R。当并入电路的用户数量增多时，下列说法正确的是（ ）
A．变压器①原线圈中的电流小于I1
B．输电导线上电阻R损耗的功率变小
C．电压表V2的示数增大
D．的值减小
【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；实验探究能力．
【答案】D
【分析】电源的输出功率等于电源的总功率与内电路发热功率之差；电源的输出功率即为理想升压变压器T1的输入功率，输电线损失的电功率P损＝I2U损；
输电线路的输电效率等于降压变压器T2的输入功率与升压变压器T1的输出功率之百分比；
当用户端消耗的电功率增大时，根据理想变压器的电流关系、电压关系以及欧姆定律来分析两电表示数的变化情况。
【解答】解：A、变压器①为升压变压器（n1＜n2），根据可知，变压器①原线圈中的电流I0大于副线圈电流I1，故A错误；
D、根据等效电阻原理可知：，其值减小，故D正确；
BC、当并入电路的用户增多时，用电器消耗功率增大，根据：、
可知，电流I1、I2均增大，输电线R损耗功率变大，发电机的电流也增大，变压器①原线圈两端电压降低，由变压规律可知，副线圈电压U1减小，输电线上的电压ΔU＝I2R增大，变压器②原线圈两端电压降低，V2的示数U2减小，故BC错误。
故选：D。
【点评】本题考查远距离输电。要知道理想变压器的输入功率等于输出功率，要搞清功率的分配规律，掌握理想变压器的电流关系、电压关系。
6．（2025春 温州期末）如图为一种自耦调压器的结构示意图，线圈均匀绕在铁芯上，通过滑片P可调节副线圈匝数。A、B间输入电压为，副线圈上接有1个电动机M，E为线圈C、D的中点。电动机M的内阻r＝10Ω，额定电压U＝220V，额定功率P＝110W。则（ ）
A．当滑片P向上移动时，原线圈的电流将变小
B．当滑片P向上移动时，电动机的损耗功率将减小
C．当滑片P置于E处时，电动机两端的电压为220V
D．当滑片P置于C处时，电动机的输出功率为107.5W
【考点】自耦变压器；闭合电路欧姆定律的内容和表达式；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】D
【分析】当滑片P向上移动时，副线圈匝数增加，根据变压比分析副线圈的输出电压，进而分析电动机的功率，根据输入功率和输出功率相等分析；根据匝数比计算；根据电动机的电功率、发热功率和输出功率的关系计算。
【解答】解：AB、当滑片P向上移动时，副线圈匝数增加，根据变压比可知副线圈的输出电压增大，即电动机两端电压增大，则电动机消耗的功率增大，变压器的输入功率增大，根据P＝UI可知，原线圈的输入电流增大，故AB错误；
C、当滑片P置于E处时，原副线圈的匝数比为2：1，输入电压的有效值，根据变压比可得电动机两端的电压为110V，故C错误；
D、当滑片P置于C处时，原副线圈的匝数比为1：1，所以副线圈的输出电压等于输入电压，即电动机两端的电压为220V，电动机恰好正常工作，所以电动机的输出功率为P出＝P110W107.5W，故D正确。
故选：D。
【点评】掌握变压器的变压比以及电动机的电功率、发热功率和输出功率的关系是解题的基础。
7．（2025春 南宁校级期末）如图所示，通过接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果仅增加原线圈的匝数，其他条件不变，则（ ）
A．小灯泡变亮
B．小灯泡变暗
C．原、副线圈两端电压的比值不变
D．通过原、副线圈电流的比值变大
【考点】变压器的动态分析——原线圈无负载．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；实验探究能力．
【答案】B
【分析】因变压器为降压变压器，原线圈匝数大于副线圈匝数；而当同时减小相同匝数时，匝数之比一定变大；再根据变压器原理进行分析即可。
【解答】解：AB、因是降压变压器，则n1＞n2，对理想变压器有，当增加原线圈的匝数n1时，U1不变，U2减小，小灯泡变暗，A错误，B正确；
D、对理想变压器的变流规律：，所以原、副线圈电流的比值变小，D错误；
C、对于理想变压器的变压规律：，所以原、副线圈两端电压的比值变大，C错误。
故选：B。
【点评】本题考查理想变压器的基本原理，要注意明确电压之比等于匝数之比；而电流之比等于匝数的反比；同时还要注意数学知识的正确应用。
8．（2025 山东）如图为一种交流发电装置的示意图，长度为2L、间距为L的两平行金属电极固定在同一水平面内，两电极之间的区域Ⅰ和区域Ⅱ有竖直方向的磁场，磁感应强度大小均为B、方向相反，区域Ⅰ边界是边长为L的正方形，区域Ⅱ边界是长为L、宽为0.5L的矩形。传送带从两电极之间以速度v匀速通过，传送带上每隔2L固定一根垂直运动方向、长度为L的导体棒，导体棒通过磁场区域过程中与电极接触良好。该装置产生电动势的有效值为（ ）
A．BLv B． C． D．
【考点】有效值的定义和一般交变电流的有效值；法拉第电磁感应定律的基本计算．
【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】根据题意分段计算感应电动势，再结合电动势有效值的定义列式求解。
【解答】解：由题意可知导体棒通过磁场区域过程需要的时间，即周期为，同一个导体棒先通过区域Ⅱ，后通过区域Ⅰ，导体棒通过区域Ⅰ时，根据导体棒切割磁感线产生感应电动势公式，产生的电动势大小为E1＝BLv，经过的时间为，同理，导体棒通过区域Ⅱ时，产生的电动势大小为E2＝B×0.5Lv，经过的时间为，根据有效值的定义有，代入数据可得，故D正确，ABC错误。
故选：D。
【点评】考查交变电流有效值的运算，会根据题意进行准确的分析解答。
二．多选题（共4小题）
（多选）9．（2025春 温州期末）如图所示，半径为L的金属圆环放置在光滑水平地面上，圆环上固定OA、OB、OC、OD四根长均为L，阻值均为r且夹角互为90°的金属棒，以圆环圆心O为原点建立直角坐标系，在第二象限圆环内部存在方向垂直水平面向下的磁场，沿半径OG各点磁感应强度B＝B0sinθ（θ为OG与x轴负方向夹角），圆心O与环面分别通过电刷E、F与阻值为r的电阻R相连，其它电阻均不计。在外力作用下，圆环以角速度ω绕O点沿顺时针方向匀速转动。以OA进入磁场开始计时，则下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻R的电流方向始终为N→M
B．当OA棒转动至θ＝45°时，感应电动势
C．圆环转动一周的过程中，感应电动势有效值为
D．圆环转动一周的过程中，外力做的功
【考点】有效值的定义和一般交变电流的有效值；右手定则；导体转动切割磁感线产生的感应电动势；电磁感应过程中的能量类问题．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】AD
【分析】根据右手定则，判断电流方向；
根据转动切割电动势公式，求当OA棒转动至θ＝45°时的电动势；
感应电动势有效值等于峰值除以根号二；
根据能量守恒，求外力做功。
【解答】解：A．根据右手定则，通过电阻R的电流方向始终为 N→M，故A正确；
B．根据转动切割电动势公式，导体棒产生的电动势
当OA棒转动至θ＝45°时，电动势
故B错误；
C．根据转动切割电动势公式，
圆环转动一周的过程中，感应电动势有效值
故C错误；
D．分析可知，整个电路总电阻为
圆环转动一周的过程中，根据能量守恒可知，外力做的功
解得
故D正确。
故选：AD。
【点评】本题解题关键是掌握右手定则、转动切割电动势，难度中等。
（多选）10．（2025 湖南模拟）街头变压器通过降压给用户供电的示意图如图所示。变压器的输入电压是市区电网的正弦交流电压（有效值不变），通过理想变压器输送给用户，从变压器到用户间的输电线的总电阻为R0，滑动变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于滑动变阻器R接入电路的阻值减小。所有电流表和电压表均为理想交流电表。当用户的用电器增加时，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V1的示数减小 B．电压表V2的示数减小
C．电流表A1的示数不变 D．电流表A2的示数增大
【考点】变压器的动态分析——原线圈无负载．
【专题】定性思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】BD
【分析】根据理想变压器的特点，闭合电路的欧姆定律等知识进行分析解答。
【解答】解：A.变压器的输入电压不变，电压表V1的示数不变，故A错误；
BCD.副线圈两端电压不变，由欧姆定律可知，电阻R的阻值减小，电流表A2的示数增大，电流表A1的示数增大，电阻R0两端的电压增大，电压表V2的示数减小，故C错误，BD正确。
故选：BD。
【点评】考查理想变压器的动态分析问题，会根据题意进行准确分析解答。
（多选）11．（2025 龙岩二模）如图所示的电路中，交流电源的电动势为9V、内阻可忽略不计，定值电阻R1＝R2＝12Ω，小灯泡L1、L2的规格均为“6V 6W”，理想变压器T1、T2原副线圈的匝数比分别为1：2和2：1。分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ，两电路都稳定工作时，则（ ）
A．L2比L1更亮 B．L2与L1一样亮
C．R2的电功率比R1的小 D．R2的电功率与R1相等
【考点】远距离输电的相关计算；理想变压器两端的电压、电流与匝数的关系；变压器的动态分析——原线圈有负载．
【专题】比较思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】AD
【分析】先计算出灯泡的电阻，然后根据欧姆定律计算通过灯泡L1的电流，再根据等效电阻法计算出通过灯泡L2的电流，根据功率公式比较两个灯泡功率的大小，以及比较两个电阻的功率大小。
【解答】解：AB、灯泡的电阻为，通过灯泡L1的电流大小为，灯泡L1的功率为，灯泡L2在变压器T2的原线圈电路中的等效电阻为，根据变压比可得变压器T1的输出电压为U1＝2E＝2×9V＝18V，所以通过R1的电流为，灯泡L2的电功率为P1，故A正确，B错误；
CD、由上面的分析可知，通过R1和R2的电流相等，所以R2的电功率与R1相等，故C错误，D正确。
故选：AD。
【点评】能够计算出灯泡L2在降压变压器的原线圈电路中的等效电阻是解题的关键。
（多选）12．（2025 长沙模拟）如图甲所示，某理想变压器原、副线圈的匝数比为11：3，电流表为理想电表。原线圈所接电源的电压按图乙所示规律变化，副线圈接有一灯泡，此时灯泡消耗的功率为60W。则下列判断正确的是（ ）
A．副线圈两端输出电压的有效值为60V
B．原线圈中电流表的示数约为1A
C．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝220sin50πt（V）
D．变压器的输入功率、输出功率之比为1：1
【考点】变压器的构造与原理；电功和电功率的计算；交变电流的u﹣t图像和i﹣t图像．
【专题】定量思想；方程法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】AD
【分析】根据图乙所示图象求出原线圈电压的有效值，根据变压器的变压比求出副线圈两端电压；理想变压器输入功率等于输出功率，已知副线圈输出功率，应用电功率公式可以求出原线圈电流，求出电流表示数；根据图乙求解交流电的角速度，再根据一般表达式进行解答。
【解答】解：A、由图乙所示图象可知，原线圈电压有效值：U1V＝220V，
由理想变压器的变压比得：，
代入数据解得，副线圈两端电压的有效值U2＝60V，故A正确；
BD、理想变压器的输入功率等于输出功率，变压器的输入功率、输出功率之比为1：1；
输入功率：I1U1＝P2，
代入数据解得，原线圈中电流表的示数：I1A≈0.273A，故B错误、D正确；
C、根据图乙可知交流电的周期为T＝0.02s，原线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝Umsin220sin100πt（V），故C错误。
故选：AD。
【点评】本题考查了变压比问题，分析清楚图乙所示图象是解题的前提，根据图象求出原线圈的输入电压，应用变压比的变压比与电功率公式即可解题。
三．填空题（共4小题）
13．（2025 福建模拟）如图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO’匀速转动，产生的交变电流输入理想变压器的原线圈，副线、理想电流表A与标有“6V3W”字样的小灯泡L串联成闭合回路，灯泡L正常发光。已知变压器原、副线圈匝数比为5：3，矩形线圈的电阻为1.0Ω，则A的示数为 0.5 A，矩形线圈的电动势有效值为 10.3 V
【考点】变压器的构造与原理；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】0.5，10.3。
【分析】灯泡正常发光，根据电功率公式求解电流表的示数；变压器原副线圈电压比等于匝数比，据此求解原线圈的电压，电流比等于匝数的反比，根据欧姆定律求解线圈电阻分担的电压，进而求解电源电动势。
【解答】解：灯泡正常发光，则副线圈回路中电流I2A＝0.5A
则电流表的示数为0.5A，变压器原副线圈电压比等于匝数比，则
代入数据解得，原线圈电压为U1＝10V
变压器原副线圈电流比等于匝数的反比，则
代入数据解得，原线圈电流为I1＝0.3A
线圈电阻分担的电压U＝I1r＝0.3×1.0V＝0.3V
矩形线圈的电动势有效值为E＝U+U1＝0.3V+10V＝10.3V
故答案为：0.5，10.3。
【点评】本题考查变压器的工作原理，解题关键是知道变压器原副线圈电压比等于匝数比，电流比等于匝数的反比，结合欧姆定律求解即可。
14．（2024春 仙游县校级期末）当用万用表测量家庭电路的电压时，通常测的是家庭电压的 有效值 （填“有效值”或“最大值”），如图所示，该交变电流的有效值为 该交变电流的周期为 。
【考点】用有效值计算交流电路的电功、电功率和焦耳热；交变电流的周期、频率、相位．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】有效值； ； 。
【分析】家庭电路中，用万用表测量电压，其测量值是能等效直流电做功效果的数值，对应交变电流的有效值；根据有效值定义，利用焦耳定律，让交变电流和恒定电流通过相同电阻，在一个周期T内产生热量相等，从而算出有效值；从图像横坐标可直接读取周期，图像完成一次完整变化对应的时间就是周期T。
【解答】解：当用万用表测量家庭电路的电压时，通常测的是家庭电压的有效值；
设图中交变电流的有效值为I，根据有效值定义可得
解得
由图可知该交变电流的周期为。
故答案为：有效值； ； 。
【点评】本题考查了交变电流的有效值、交变电流的周期，关键要掌握有效值计算方法。
15．（2024春 虹口区校级期中）100匝矩形线圈在匀强磁场中绕其垂直于磁场的一边匀速转动，产生如图所示的电动势．可知线圈转动的角速度ω＝ 100π rad/s．穿过线圈的磁通量最大值φmax＝ Wb Wb，此时的电动势值e＝ 0 V．
【考点】交流发电机及其产生交变电流的原理．
【专题】交流电专题．
【答案】见试题解答内容
【分析】由图像知交流电的周期可以求角速度ω，由电动势最大值可以求有效值，电动势最大时，磁通量最小．
【解答】解：由图像知交流电的周期为0.02s，所以角速度ω100πrad/s，电动势最大值Em＝NBSω，所以φmax＝BSWb，磁通量最大时电动势为0
故答案为：100π，，0
【点评】本题考查了正弦交流电的原理，要会从图像中获取有用的物理信息；明确周期和角速度之间的关系．
16．（2024春 仓山区校级期中）某交变电流的瞬时值表达式为u＝U1sinωt+U2cosωt，则该电压的有效值 ；氖灯接入频率f＝50Hz、电压为120V的交流电路中共10min，若氖灯点燃和熄灭电压u0＝120V，试求氖灯的发光时间。
【考点】正弦式交变电流的有效值；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】；5min
【分析】将电压的瞬时值表达式整理化简成正弦函数式，再由有效值与最大值的关系求解，根据电压大于120V时放电管发光，计算出一个周期内的发光次数，可进一步求出1分钟内的发光时间．
【解答】解：根据数学知识可知：u＝U1sinωt+U2cosωtsin（ωt+α），式中有 tanα
该交变电压的最大值为 Um
有效值为 U
氖灯发光时电压应为瞬时值，而接入交流电电压120V为有效值。所以要使氖灯发光，需使交流电电压瞬时值u≥u0。氖灯管两端电压瞬时值为
其中
如图所示，设在半个周期内氖灯发光时间τ，则有
τ＝t2﹣t1
灯点熄和熄灭时刻u＝u0＝120V，有
即
所以
则在时间内，有
，
所以
由于交流电周期性特点，在一个周期T内，氖灯发光时间
所以在10min时间内，氖灯发光时间应占通电时间的一半为5min。
故答案为：；5min
【点评】本题考查了交流电表达式的灵活应用，写出正弦式交流电的表达式，灵活应用数学知识即可正确解答．
四．解答题（共4小题）
17．（2025春 常州期末）某电源两端能产生按正弦规律变化的电压，用该电源给阻值为20Ω的电阻直接供电，一个周期内电阻产生的热量与1A的恒定电流在相同时间产生热量相同。现用该电源给额定电压是220V的交流用电器供电，为使用电器正常工作，在电源与用电器之间使用了升压变压器。求：
（1）该电源两端电压的有效值；
（2）升压变压器原副线圈的匝数之比。
【考点】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】（1）该电源两端电压的有效值是20V；
（2）升压变压器原副线圈的匝数之比是1：11。
【分析】（1）根据欧姆定律求出电源的有效值。
（2）根据理想变压器的变压比求解。
【解答】解：（1）电流的有效值为I＝1A
由欧姆定律得U1＝IR＝1×20V＝20V
（2）由理想变压器的变压比得
代入数据解得
答：（1）该电源两端电压的有效值是20V；
（2）升压变压器原副线圈的匝数之比是1：11。
【点评】掌握基础知识是解题的前提，应用欧姆定律与理想变压器的变压比即可解题。
18．（2025 海淀区校级三模）许多相似情境常常可以类比，这是研究问题的常用方法。
情境1：跳水运动员从高台跳下，入水后其受力情况可做如下简化：水对他的作用除了包括有与其自身重力相等的浮力外，还受到一个与运动方向相反、大小与速度成正比的水的阻力f＝kv（k为已知常量）的作用。运动员在水中向下运动的速率v随时间t的变化规律可用方程﹣kv＝m（ （1）式）描述，其中m为运动员的质量。
情境2：如图甲所示，电源电动势为 E、内阻为r，线圈自感系数为L、电阻可忽略，与电感线圈并联的电阻的阻值为R，其余部分的电阻均可忽略。闭合开关S，电流达到稳定后再把开关断开，发现流过电阻的电流I随时间t的变化规律与情境1中运动员的速率v随时间t的变化规律类似。
（1）类比①式，
a.写出电流I随时间t变化的方程（②式）；
b.在图乙中定性画出I﹣t图线。
（2）若入水时运动员的速度大小为v0，则运动员的动能可表示为Ek
a.写出刚把开关断开时线圈中的电流的表达式I0；
b.仿照动能的表达式，写出刚把开关断开时线圈中的磁场能的表达式EL。
（3）求解情境1中运动员入水后运动的距离x可按如下步骤进行：
将①式两边同乘以Δt可得﹣kvΔt＝mΔv注意到vΔt表示一小段时间内运动员的位移Δx，所以上式可表示为﹣kΔx＝mΔv将上式两边求和，并注意到运动员的初速度为v0，末速度为0，可得﹣kx＝﹣mv0由此可求出运动员入水后运动的距离x仿照上面的过程，从②式出发，求出情境2中把开关断开后流过电阻R的电量Q。
【考点】电容器或电感器及其对交变电流的作用；理想化模型法．
【专题】定性思想；推理法；电容器专题；推理论证能力．
【答案】（1）a、（②式）；
b、I﹣t图线如上图所示；
（2）a.刚把开关断开时线圈中的电流的表达式为；
b.刚把开关断开时线圈中的磁场能的表达式为。
（3）情境2中把开关断开后流过电阻R的电量为。
【分析】（1）a、根据类比的方法得出对应的方程；
b、根据电流的变化特点得出对应的I﹣t图像；
（2）a、根据上述的分析得出电流的表达式；
b、根据动能的表达式得出磁场能的表达式；
（3）根据欧姆定律和电流的定义式得出电荷量的表达式。
【解答】解：（1）a、类比①式，电流I随时间t变化的方程为
（②式）
b、I﹣t图像大致如下图所受：
（2）a、刚把开关断开时线圈中电流的表达式为
b、仿照动能的表达式，刚把开关断开时线圈中的磁场能的表达式为
（3）将②式两边同时乘以Δt可得：
﹣RIΔt＝LΔI
注意到IΔt表示一端时间内流过电阻的电量ΔQ，所以上式可表示为
﹣RΔQ＝LΔI
将上式两边求和，并注意到初始电流为I0，可得
由此可求出情景2中把开关断开后流过电阻R的电量为
Q
故答案：（1）a、（②式）；
b、I﹣t图线如上图所示；
（2）a.刚把开关断开时线圈中的电流的表达式为；
b.刚把开关断开时线圈中的磁场能的表达式为。
（3）情境2中把开关断开后流过电阻R的电量为。
【点评】本题主要考查了物理学方法的相关应用，理解类比法的应用，找出不同的物理学知识的共同点，对学生的理解能力有一定要求。
19．（2025春 徐汇区校级期末）事物往往具有两面性，人们利用电流的热效应获得内能，但在某些用电器中，电热却是一钟不需要的能量损耗。
（1）将一线圈内阻约为10Ω的小风扇与直流电源相连，改变电源电压的同时测量并记录风扇两端的电压U与流过风扇的电流I，所得数据记录如下：
工作状态 ① ②
U/V 0.3 0.9
I/A 0.03 0.04
Ⅰ.根据第①数据，可判断小风扇的状态为 不运转 （选填“不运转”或“正常运转”）。
Ⅱ.（论证）对上述Ⅰ中选择做出解释。
Ⅲ.根据第②组数据，可判断经过20s，小风扇获得的机械能为 0.40 J。
（2）如图甲为某小组同学模拟风力发电搭建的电路图，将扇叶固定在矩形线圈abcd上，线圈处于垂直电机轴线OO′方向的匀强磁场中，在p、q间接入定值电阻R，使扇叶在外力作用下匀速转动，电阻R上即可获得持续电热，已知abcd的匝数为100匝、面积S＝20cm2、总阻值r＝30Ω，磁感应测度B＝0.5T，R＝50Ω。
①（作图）将电压传感器并联在R两端，当扇叶转速为50转/秒时，传感器示数U随时间t变化如图乙所示，请在图乙中画出扇叶转速为25转/秒时的U﹣t图像。
②（计算）当扇叶转速恒定为50转/秒，求：
a.流过电阻R的电流的最大值Imax；
b.电阻R两端电压U随时间t变化的方程；
c.电阻R在1s时间内的平均发热功率PQ。
【考点】用有效值计算交流电路的电功、电功率和焦耳热；电动机中的能量转化与计算；交变电流的u﹣t图像和i﹣t图像；有效值的定义和一般交变电流的有效值．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；交流电专题；推理论证能力．
【答案】（1）Ⅰ不运转；Ⅱ见解析；Ⅲ0.40；（2）①见解析；②a.流过电阻R的电流的最大值Imax为A；b.电阻R两端电压U随时间t变化的方程为e；c.电阻R在1s时间内的平均发热功率PQ为W。
【分析】（1）Ⅰ、Ⅱ、根据欧姆定律分析；
Ⅲ、根据焦耳定律计算；
（2）①根据感应电动势最大值的变化和周期的变化分析；
②a.先计算出最大感应电动势，然后根据闭合电路的欧姆定律计算；
b.根据欧姆定律和电压随时间的变化规律分析；
c.根据功率公式计算。
【解答】解：（1）Ⅰ、根据第①数据，可判断小风扇的状态为不运转。
Ⅱ、小风扇运转的时候，有机械能输出，消耗的电能大于产生的热能，电功率大于热功率，即UI＞I2r，即I，当不运转时，没有机械能输出，消耗的电能全部转化为内能，即电功率等于热功率，即I，第①数据中电流等于电压和线圈电阻的比值，所以小风扇不运转。
Ⅲ、根据第②数据，经过20s，小风扇获得的机械能为W机＝U2I2t﹣I2rt＝0.9×0.04×20J﹣0.042×10×20J＝0.40J
（2）①扇叶转速为25转/秒时线圈产生的感应电动势大小为原来的一半，且周期为原来的，则对应的电阻两端的电压为原来的，对应的图线如下图虚线所示
②线圈转动的角速度大小为ω＝2π 50rad/s＝100πrad/s，线圈转动产生的感应电动势的最大值为Em＝NBSω＝100×0.5×20×10﹣4×100πV＝10πV
a.流过电阻R的电流的最大值Imax
b.电阻R两端电压U随时间t变化的方程为U＝ImaxRsinωt
c.电阻R在1s时间内的平均发热功率PQ
故答案为：（1）Ⅰ不运转；Ⅱ见解析；Ⅲ0.40；（2）①见解析；②a.流过电阻R的电流的最大值Imax为A；b.电阻R两端电压U随时间t变化的方程为e；c.电阻R在1s时间内的平均发热功率PQ为W。
【点评】本题考查了含义电动机电路中电压和电流的关系，以及电动机的输出功率和电功率、发热功率之间的关系；掌握线圈在磁场中转动产生感应电动势最大值的计算功率，以及欧姆定律在交变电流中的应用。
20．（2025春 虹口区校级期末）智能手机已经成为当代人们生活中最重要的一件科技产品，无论是微信、支付宝还是其他软件平台等等，智能手机都成为人类社会中不可缺少的一环。
（1）很多智能手机配备了智能皮套，如图甲所示，当智能皮套的磁体靠近霍尔元件时，霍尔传感器会检测到磁场的变化，从而使屏幕自动进入休眠状态；当用户打开皮套时，屏幕则会自动点亮。
图乙为一块长、宽、高分别为a、b、c的N型半导体（载流子为自由电子）霍尔元件，通以方向向右的电流，电子的定向移动速度为v。当合上皮套时，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，元件前、后表面间产生电压，当电压达到某一临界值时，屏幕自动熄灭。
①霍尔元件的前、后两表面， 前 （选填“前”或“后”）表面电势高；
②若屏幕自动熄灭时临界电压为U，则此时的磁感应强度B＝ ；
③（多选）下列说法中正确的有 AD 。
A.合屏过程中，元件前、后表面间的电压变大
B.开屏过程中，元件前、后表面间的电压变大
C.若磁场变强，可能出现闭合屏幕时无法自动熄屏
D.若磁场变弱，可能出现闭合屏幕时无法自动熄屏
（2）科技改变生活，如今手机无线充电已日趋流行。图甲是手机无线充电器的示意图，其工作原理如图乙所示，当送电线圈接上u1＝220sin100πt（V）的正弦交流电后，会产生一个变化的磁场从而使手机中的受电线圈中产生变化的电流，该电流经过整流装置转化为直流电给手机充电。送电线圈和受电线圈可看作理想变压器，整流装置和手机电池等效为一只二极管和一个电阻R。二极管正向导通时，阻值为零，负向截止时，阻值为无穷大。已知R＝5Ω，其充电的功率P＝10W。
①该正弦交流电的周期为T＝ 0.02 s；
②电阻R两端电压的有效值为 5 V；
③在图丙中定性画出0～T时间内流经R的电流i随时间t变化的图像；（以流经R向下的电流为正）
④（计算题）送电线圈和受电线圈的匝数比n1：n2为多少？（视为理想变压器）
【考点】用有效值计算交流电路的电功、电功率和焦耳热；洛伦兹力与安培力的关系；霍尔效应与霍尔元件；交变电流的u﹣t图像和i﹣t图像．
【专题】定量思想；推理法；带电粒子在复合场中的运动专题；交流电专题；推理论证能力．
【答案】（1）①前；②；③AD；（2）①0.02；②；③见解析；④送电线圈和受电线圈的匝数比n1：n2为22：1。
【分析】（1）①根据左手定则判断；
②根据电子受洛伦兹力和电场力平衡计算；
③根据霍尔电压的表达式分析；
（2）①根据周期和角速度的关系计算；
②根据功率公式计算；
③先计算出电流的有效值，然后根据电流的热效应计算出最大电流，然后作图即可；
④根据变压器的变压比计算。
【解答】解：（1）①根据左手定则可知电子受洛伦兹力的方向向后，所以后表面聚集电子，则前表面的电势高于后表面；
②当霍尔电压为U时，对自由电子来说，根据平衡条件有evB＝e，解得B
③AB、由上面的分析可得霍尔电压为U＝Bvb，在合屏过程中，元件所在位置的磁感应强度变大，则元件前、后表面的电压变大，同理可知在开屏过程过程中，元件前、后表面的电压变小，故A正确，B错误；
CD、由上面的分析可知，元件前、后表面的电压达到一定值才会自动熄屏，所以磁场变弱，则霍尔电压可能达不到临界电压，可能会出现闭合屏幕时无法自动熄屏，故C错误，D正确。
故选：AD。
（2）①该正弦交流电的周期为T
②设电阻R两端电压的有效值为U，则根据P可得，U
③通过电阻R的电流的有效值为I，设经过R的最大电流为Im，因为二极管的单向导电性，则有，解得，则0～T时间内流经R的电流i随时间t变化的图像如下图所示
④由上面的分析可得受电线圈两端电压的最大值为
根据理想变压器的变压规律可得
故答案为：（1）①前；②；③AD；（2）①0.02；②；③见解析；④送电线圈和受电线圈的匝数比n1：n2为22：1。
【点评】本题考查了对霍尔效应的认识和理解，以及对变压器和二极管的应用，知道二极管具有单向导电性，知道电阻R两端的电压与受电线圈的输出电压的关系是解题的关键。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
同课章节目录