2027版53B版新高考版物理总复习专题十三　交变电流

专题十三交变电流目录考点1正弦式交变电流的产生与描述考点2变压器远距离输电实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系题型44含变压器电路的动态分析五年高考·考点练三年模拟·限时练一年创新·风向练一年创新·风向练考点1正弦式交变电流的产生与描述五年高考·考点练1.★(2026广东,3,4分)如图是某种自由式活塞内燃发电机输出电压U随时间t变化的图

像。下列说法正确的是

()A.电压的有效值为200

VB.电压的最大值为400V

C

C.电压的频率为50HzD.电压的周期为0.01s

解析由题图知,电压的有效值小于200V,电压的最大值为200V,A、B错误;由题图2

知,电压的变化周期T=0.02s,频率f=

=50Hz,C正确,D错误。2.★★(2025北京,4,3分)如图所示,交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动,

产生的电动势随时间变化的规律为e=10sin(100πt)V。下列说法正确的是

()

A.该交流电的频率为100HzB.线圈转到图示位置时,产生的电动势为0C.线圈转到图示位置时,AB边受到的安培力方向向上

C

D.仅线圈转速加倍,电动势的最大值变为10

V

解析该交流电的频率为f=

=50Hz,A错误。图示位置为垂直于中性面的位置,穿过线圈的磁通量为零,但磁通量变化率最大,产生的感应电动势最大,B错误。由右手定则

可知,线圈转到图示位置时,电流由B→A;由左手定则可知,AB边此时受到的安培力方向

向上,C正确。由于Em=NBSω,仅线圈转速n加倍,即ω加倍,可得电动势的最大值变为原来

的2倍,即Em=20V,D错误。

D

3.★★★(2026山东,7,3分)图甲是某交流发电机的原理图,在Oxy坐标系中,以O为圆心的

上、下两个半圆区域内分别充满垂直Oxy面向外和向里的匀强磁场,磁感应强度大小

均为B1=B0。金属棒一端始终位于O点,绕O点在Oxy面内以恒定角速度ω转动,产生有效

值为E甲、周期为T甲的交变电动势。如图乙所示,现将一、四象限磁场方向分别变为垂

直Oxy面向里和向外,整个圆形区域磁感应强度大小变为B2=4B0,且金属棒转动角速度

变为2ω,产生有效值为E乙、周期为T乙的交变电动势。则

()

A.E乙=4E甲,T乙=

T甲B.E乙=8E甲,T乙=

T甲C.E乙=4E甲,T乙=

T甲D.E乙=8E甲,T乙=

T甲

解题导引“金属棒转动切割磁感线”可利用右手定则判断感应电动势的方向,利用

金属棒上各点速度的平均值计算感应电动势的大小;画出感应电动势随时间变化的图

像,得到感应电动势的周期,根据有效值的定义计算感应电动势的有效值。

解析设金属棒与x轴负方向的夹角为θ,将θ=0°作为计时起点。题图甲中0~

时间内,E甲1=B0L

,方向沿棒指向圆心;

~

时间内,E甲2=B0L·

,方向沿棒背离圆心,感应电动势e甲随时间t变化图像如图1可知T甲=

×

+

×

=

×

可得E甲=

同理可得题图乙中感应电动势e乙随时间t变化图像如图2

T乙=

·

+

·

=

×

可得E乙=4B0L2ω故T乙=

T甲,E乙=8E甲,D正确。

易错警示图乙中,金属棒由初态转动180°,已完成感应电动势变化的一个周期,并不是

转动360°,故T乙=

≠

。4.★★★(多选)(2021浙江1月,16,2分)发电机的示意图如图甲所示,边长为L的正方形金

属框,在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO'轴转动,阻值为R的电阻两端

的电压如图乙所示。其他电阻不计,图乙中的Um为已知量。则金属框转动一周(

)

BD

A.框内电流方向不变B.电动势的最大值为UmC.流过电阻的电荷量q=

D.电阻产生的焦耳热Q=

解析根据右手定则可知金属框内产生交变电流,转动一周过程中其电流方向要发生

改变,A错误;由于其他电阻不计,所以金属框电动势的最大值为电阻R两端的电压最大

值Um,B正确;金属框每转动90°对应的磁通量变化量的绝对值均为|ΔΦ|=BL2,则流过电阻

的电荷量q=

=

,C错误;根据Um=BL2ω=BL2

,则T=

,所以Q=

T=

T=

,D正确。考点2变压器远距离输电实验:探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系考向1变压器的原理及应用1.★★(2026河南,4,4分)为确定一变压器副线圈cd的匝数,某同学在变压器铁芯上缠绕1

0匝线圈ef,如图所示。原线圈ab接入一正弦交流电源,c、d两端电压为10V;若将d、e

两端连接,ab接入的电源不变,c、f两端电压为11V,变压器视为理想变压器,则副线圈

cd的匝数为

()A.200

B.190

C.110

D.100

D

解析设原线圈匝数为n1,副线圈cd匝数为n2。d、e两端连接前,有

=

;d、e两端连接后,有

=

(点拨:将d、e两端连接,c、f间的匝数为副线圈cd与副线圈ef的匝数之和);联立可得

=

,解得n2=100,D正确。2.★★(2024北京,5,3分)如图甲所示,理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上,输入电

压u随时间t变化的图像如图乙所示,副线圈接规格为“6V,3W”的灯泡。若灯泡正常

发光,下列说法正确的是

()

A.原线圈两端电压的有效值为24

VB.副线圈中电流的有效值为0.5AC.原、副线圈匝数之比为1∶4D.原线圈的输入功率为12W

B

解析原线圈两端电压的有效值U1=

=

V=24V,A错误。灯泡正常发光,所以副线圈中电流的有效值I2=

=0.5A,B正确。原、副线圈匝数之比n1∶n2=U1∶U2=4∶1,C错误。原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,所以原线圈的输入功率为3W,D错

误。

B

3.(日常生活·变压器在燃气灶点火装置中的运用)(2024浙江1月,5,3分)如图为某燃气灶

点火装置的原理图。直流电经转换器输出u=5sin100πtV的交流电,经原、副线圈匝数

分别为n1和n2的变压器升压至峰值大于10kV,就会在打火针和金属板间引发电火花,实

现点火。下列正确的是

()A.

<

B.

<

C.用电压表测原线圈两端电压,示数为5VD.副线圈输出交流电压的频率是100Hz

解析根据题意,输出的交流电,电压的有效值为U1=

V,频率为50Hz,所以用电压表测量原线圈两端电压,示数小于5V,C错误;根据上述分析,副线圈输出的交流电频率

为50Hz,D错误;根据

=

结合题意可知,

<

=

,B正确,A错误。4.★★★(2022山东,4,3分)如图所示的变压器,输入电压为220V,可输出12V、18V、3

0V电压,匝数为n1的原线圈中电压随时间变化为u=Umcos(100πt)。单匝线圈绕过铁芯

连接交流电压表,电压表的示数为0.1V。将阻值为12Ω的电阻R接在BC两端时,功率

为12W。下列说法正确的是

()

D

A.n1为1100,Um为220VB.BC间线圈匝数为120,流过R的电流为1.4AC.若将R接在AB两端,R两端的电压为18V,频率为100HzD.若将R接在AC两端,流过R的电流为2.5A,周期为0.02s

解析由单匝线圈所接电压表的读数有

=

,则n1=2200,另外Um=220

V,A错误。由P=

和

=

代入数据解得,UBC=12V,nBC=120,则I=

=1A,B错误。由ω=2πf=100πrad/s,得f=50Hz,T=

=0.02s,C错误。R接在AC两端时,I'=

=

A=2.5A,D正确。5.★★★(多选)(2022湖北,9,4分)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220V、匝数为1100

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8

0%,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8VB.接收线圈与发射线圈中电流之比约为22∶1C.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

解析因穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%,故在相等时间内穿过接收线圈

的磁通量变化量约为发射线圈的80%,故穿过接收线圈的磁通量变化率约为发射线圈

的80%,D错误。由法拉第电磁感应定律,E=n

,可得

=0.8

,故U2=0.8

U1=8V,A正确。非理想变压器的原、副线圈的电流比不等于匝数的反比,B错误。原、副线圈中

磁通量仍是在相同时间内各自完成一个周期性的变化,故线圈中交变电流的频率相同,

C正确。6.★★(2026贵州,5,4分)如图,某发电站输出电压U1=13.8kV的交流电,经两个变压器先

后将电压升至U2=220kV和U3=500kV,再并入电网。输电线电阻R1=12Ω,R2=8Ω。设

所用变压器均为理想变压器,若发电站输出功率P1=690kW,则R1和R2上损失的总功率为

()

B

考向2远距离输电的基本应用A.30.118kW

B.30.072kWC.30.024kW

D.30kW

解析发电站输出电流I1=

=50A,则ΔP1=

R1=30kW,P2=P1-ΔP1=660kW,流过R2的电流I2=

=3A,则ΔP2=

R2=0.072kW,所以ΔP=ΔP1+ΔP2=30.072kW,B正确,A、C、D错误。

总结归纳远距离输电的三个回路(如图)

(1)在电源回路中,P发电机=U1I1=P1。(2)在输送回路中,I2=I线=I3,U2=ΔU+U3,ΔU=I2R线,ΔP=

R线。(3)在用户回路中,P4=U4I4=P用户。7.★★★(多选)(2025重庆,9,6分)2025年1月“疆电入渝”工程重庆段全线贯通,助力重

庆形成特高压输电新格局。该工程计划将输电站提供的1.6×106V直流电由新疆输送

至重庆,多次转换后变为1.0×104V的交流电,再经配电房中的变压器(视为理想变压器)

降为220

sin(100πt)V的家用交流电。若输电站输送功率为8.0×109W,且直流输电过程中导线电阻产生的电功率损耗不超过输送功率的5%,则

()A.直流输电导线中的电流为250AB.直流输电导线总电阻不超过16ΩC.家用交流电的电压最大值为220V,频率为50HzD.配电房中变压器原、副线圈中的电流比为11∶500

BD

解析根据题意可知直流输电电压U=1.6×106V,可得直流输电导线中的电流I=

=

A=5000A,A错误。因为直流输电过程中导线电阻产生的电功率损耗不超过输送功率的5%,故导线允许的最大损耗功率P损=5%P=4×108W,则直流输电导线最大总

阻值Rmax=

=

Ω=16Ω,B正确。家用交流电的电压U3=220

sin(100πt)V,故其电压最大值为220

V,频率f=

=50Hz,C错误。配电房中的变压器,其原线圈两端电压U1=1.0×104V,副线圈两端电压U2=220V,变压器匝数之比

=

=

,根据理想变压器电流与匝数的关系可知

=

=

,D正确。8.★★★(2023山东,7,3分)某节能储能输电网络如图所示,发电机的输出电压U1=250V,

输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3∶n4=50∶1,输电线总电阻R=62.5Ω,其余线

路电阻不计,用户端电压U4=220V,功率88kW,所有变压器均为理想变压器。下列说法

正确的是

()

C

A.发电机的输出电流为368AB.输电线上损失的功率为4.8kWC.输送给储能站的功率为408kWD.升压变压器的匝数比n1∶n2=1∶44

解析由题意知发电机输出电流I1=

=

=2000A,A错误。用户端电流I4=

=400A,

=

,得U3=11000V,再由功率相等有P3=P4,即U3I3=U4I4,得输电线上电流I3=8A,损失功率ΔP=

R=4kW,B错误。由能量守恒得储能站功率P5=P1-P3-ΔP=(500-88-4)kW=408kW,C正确。输电线上电压损失ΔU=I3R=8×62.5V=500V,所以U2=U3+ΔU=11500

V,由理想变压器电压之比与匝数之比的关系有

=

=

=1∶46,D错误。9.★★(2024浙江6月,7,3分)理想变压器的原线圈通过a或b与频率为f、电压为u的交流

电源连接,副线圈接有三个支路,如图所示。当S接a时,三个灯泡均发光,若

()A.电容C增大,L1灯泡变亮B.频率f增大,L2灯泡变亮

A

考向3含变压器电路的动态分析C.RG上光照增强,L3灯泡变暗D.S接到b时,三个灯泡均变暗

解析电容C增大,容抗减小,L1灯泡变亮,A正确;频率增大,电感线圈感抗增大,L2灯泡变

暗,B错误;光照增强,光敏电阻RG阻值减小,L3灯泡变亮,C错误;S接到b时,原线圈匝数减

小,副线圈匝数不变,副线圈输出电压变大,三个灯泡均变亮,D错误。10.★★★(多选)(2024重庆,9,5分)小明设计了台灯的两种调光方案,电路图分别如图

甲、乙所示,图中额定电压为6V的灯泡电阻恒定,R为滑动变阻器,理想变压器原、副线

圈匝数分别为n1、n2。原线圈两端接电压为220V的交流电,滑片P可调节灯泡L的亮度,

P在R最左端时,甲、乙图中灯泡L均在额定功率下工作,则

()A.n1∶n2=110∶3B.当P滑到R中点时,图甲中L功率比图乙中的小

AC

C.当P滑到R最左端时,图甲所示电路比图乙更节能D.图甲中L两端电压的可调范围比图乙中的大

解题导引甲、乙两电路图中的滑动变阻器分别采用限流接法和分压接法,前者节能

但是调节范围小,后者可实现流过灯泡的电流从0开始连续变化,但是滑动变阻器和灯

泡上均有能耗,不够节能。

解析滑片P在最左端时,图甲、乙中变压器输出电压均等于灯泡的额定电压6V,因此

=

=

=

,A正确;当P滑到R中点时,图甲中P左侧电阻与灯泡电阻串联,图乙中灯泡电阻与P右侧的电阻并联后再与P左侧电阻串联,由于并联电阻小于灯泡电阻,则图

甲中灯泡两端电压大于图乙中灯泡两端电压,则图甲中灯泡功率比图乙中灯泡功率大,

B错误;当P滑到R最左端时,图甲中只有灯泡连入电路,图乙中R的全部电阻与灯泡并联,

则图乙中电路的总电阻更小,变压器输出功率更大,图甲比图乙更节能,C正确;图乙中的

灯泡两端电压在0V到6V间变化,图甲中灯泡两端电压最高为6V,最低达不到0V,则图

乙中灯泡两端电压的可调范围更大,D错误。

B

11.★★★(2025安徽,8,4分)某理想变压器的实验电路如图所示,原、副线圈总匝数之比

n1∶n2=1∶3,

为理想交流电流表。初始时,输入端a、b间接入电压u=12

sin(100πt)V的正弦式交流电,变压器的滑动触头P位于副线圈的正中间,电阻箱R的阻值调为6

Ω。要使电流表的示数变为2.0A,下列操作正确的是

()A.电阻箱R的阻值调为18ΩB.副线圈接入电路的匝数调为其总匝数的

C.输入端电压调为u=12

sin(50πt)VD.输入端电压调为u=6

sin(100πt)V

解析变压器原线圈输入电压的有效值为U1=

=12V,理想变压器的滑动触头P位于副线圈的正中间时,

=

,则副线圈两端的输出电压U2=18V,要使电流表的示数为2.0A,则电阻箱R的阻值应为R=

=9Ω,A错误。若副线圈接入电路的匝数调为其总匝数的

,则原、副线圈匝数相等,副线圈两端的电压U'2=U1=12V,由题意可知R'=6Ω,则电流表的示数I'2=

=

=2.0A,B正确。只改变输入电压的频率,电流表示数不变,C错误。输入电压调为u=6

·sin(100πt)V,则副线圈两端的电压U″2=9V,则电流表的示数I″2=

=

=1.5A,D错误。

B

12.★★★(2025湖南,6,4分)如图,某小组设计了灯泡亮度可调的电路,a、b、c为固定的

三个触点,理想变压器原、副线圈匝数比为k,灯泡L和三个电阻的阻值均恒为R,交变电

源输出电压的有效值恒为U。开关S与不同触点相连,下列说法正确的是

()A.S与a相连,灯泡的电功率最大B.S与a相连,灯泡两端的电压为

C.S与b相连,流过灯泡的电流为

D.S与c相连,灯泡的电功率为

解析

S接a,电源与原线圈和三个电阻相连,U=I1(3R+k2R),原线圈两端电压U1=U-I1·3R,

灯泡两端电压等于副线圈两端电压,即U2=

=

,灯泡的电功率PL=

,此时灯泡电功率最小,A错误,B正确。S与b相连,U=I'1(2R+k2R),且

=

,得IL=

,C错误。S与c相连,I'L=

,PL=IL'2·R,得PL=

,D错误。13.★★★(多选)(2025湖北,8,4分)在如图所示的输电线路中,交流发电机的输出电压一

定,两变压器均为理想变压器,左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2,两变压

器间输电线路电阻为r。下列说法正确的是

()A.仅增加用户数,r消耗的功率增大B.仅增加用户数,用户端的电压增大

AC

C.仅适当增加n2,用户端的电压增大D.仅适当增加n2,整个电路消耗的电功率减小关键条件分析要点交流发电机的输出电压一定升压变压器原线圈两端电压U1不变两变压器均为理想变压器满足电压与匝数关系

=

,无能量损耗输电线路电阻为r功率损耗P损=

r,电压损耗ΔU=I2r

解题导引

解析设升压变压器输入、输出电压分别为U1、U2,降压变压器输入、输出电压分别

为U3、U4,通过降压变压器原线圈的电流为I3,降压变压器及用户的等效电阻为R等,R等=

R用。仅增加用户数,R用减小,则R等减少,U1不变,U2=

U1=I3(r+R等)不变,则I3增大,r消耗的功率P损=

r增大,A正确。仅增加用户数,输电线路上的电压损耗增大,用户端的电压U4=

U3=

(U2-I3r)降低,B错误。仅适当增加n2,由

=

可知,输出电压U2增大,U2=Ur+U3,由串联分压可知r和R等两端电压均增大,整个电路消耗的功率P=

增大,U4=

U3也增大,C正确,D错误。14.★★★(2024湖南,6,4分)根据国家能源局统计,截止到2023年9月,我国风电装机4亿

千瓦,连续13年居世界第一位,湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小

组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度ω匀速转

动,升、降压变压器均为理想变压器,输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻R0。

当用户端接一个定值电阻R时,R0上消耗的功率为P。不计其余电阻,下列说法正确的是

()

A

A.风速增加,若转子角速度增加一倍,则R0上消耗的功率为4PB.输电线路距离增加,若R0阻值增加一倍,则R0上消耗的功率为4PC.若升压变压器的副线圈匝数增加一倍,则R0上消耗的功率为8PD.若在用户端再并联一个完全相同的电阻R,则R0上消耗的功率为6P

解析风速增加,若转子角速度增加一倍,根据U有效=

,可知输电电压变为原来的2倍,而整个电路的电阻不变,输电电流变为原来的2倍,根据P=I2R0可知,R0上消耗的功率

为4P,A正确;若R0阻值增加一倍,则输电电流减小,R0上消耗的功率小于2P,B错误;若升

压变压器的副线圈匝数增加一倍,则输电电压变为原来的2倍,而整个电路的电阻不变,

输电电流变为原来的2倍,R0上消耗的功率为4P,C错误;若在用户端再并联一个完全相

同的电阻R,等效电路如图所示,k=

,PR01=

R0,PR02=

R0,

=

=

<4,即R0上消耗的功率小于4P,D错误。15.★★(2025浙江1月,7,3分)有关下列四幅图的描述,正确的是

()

C

考向4电磁振荡A.图1中,U1∶U2=n2∶n1B.图2中,匀速转动的线圈电动势正在增大C.图3中,电容器中电场的能量正在增大D.图4中,增大电容C,调谐频率增大

解析根据理想变压器原、副线圈的电压与匝数的关系可知U1∶U2=n1∶n2,A错误;由

题图2中线圈的转动方向可知,穿过线圈的磁通量越来越大,磁通量的变化率越来越小,

故线圈的感应电动势正在减小,B错误;由电容器内电场方向可知,电容器下极板带正电,

如果在放电,根据安培定则判断线圈中的磁感线方向向下,与题图3不符,因此电容器在

充电,磁场能转化为电场能,电场能逐渐增加,C正确;根据LC振荡电路周期公式T=2π

可知,增大电容C,则振荡周期T变大,频率变小,D错误。

易错警示在题图2中,线圈切割磁感线时,速度方向与B的夹角越来越小,产生的感应

电动势越来越小,通过线圈的磁通量越来越大。16.★★(2025江苏,5,4分)如图所示,将开关S由a拨到b,使电容器C与线圈L构成回路。以

电容器C开始放电取作0时刻,能正确反映电路中电流i随时间t变化关系的图像是(

)

A

解析电容器开始放电,电场能减少,磁场能增加,故电路中的电流增大,当电容器两极

板的电荷量为零时,电路中的电流最大,电流随时间呈现正弦规律变化,随着能量的衰

减,电流趋于0,A正确。17.(2025江苏,2,4分)用图示可拆变压器进行探究实验,当变压器左侧的输入电压为2V

时,若右侧接线柱选取“0”和“4”,右侧获得4V输出电压,则左侧接线柱选取的是

()A.“0”和“2”

B.“2”和“8”C.“2”和“14”

D.“8”和“14”

A

考向5实验:探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系

解析根据理想变压器电压与匝数的关系

=

,可得左侧接线柱应选取“0”和“2”,A正确。18.(2023重庆,12节选)一兴趣小组拟研究某变压器的输入和输出电压之比,以及交流电

频率对输出电压的影响。如图甲为实验电路图,其中L1和L2为变压器的原、副线圈,S1

和S2为开关,P为滑动变阻器RP的滑片,R为电阻箱,E为正弦式交流电源(能输出电压峰值

不变、频率可调的交流电)。

(1)闭合S1,用多用电表交流电压挡测量线圈L1两端的电压。滑片P向右滑动后,与滑动

前相比,电表的示数_________(填“变大”“不变”“变小”)。(2)保持S2断开状态,调整E输出的交流电频率为50Hz,滑动滑片P,用多用电表交流电压

挡测得线圈L1两端的电压为2500mV时,用示波器测得线圈L2两端电压u随时间t的变化

曲线如图乙所示,则线圈L1两端与L2两端的电压比值为______________(保留3位有效数

字)。

12.6

变大

解析

(1)当滑片P右移时,滑动变阻器左侧分压增大,线圈L1与滑动变阻器左侧并联,电

压相同,则电表的示数变大。(2)根据题图乙可知,L2两端电压的峰值为280mV,则其有效值为

mV,故L1两端与L2两端的电压比值为

≈12.6(点拨:交流电压表和交流电流表测得的均是有效值)。题型44含变压器电路的动态分析三年模拟·限时练基础强化练1.(2026山东淄博一模)如图所示是某台灯的内部电路示意图,自耦变压器的滑动触头P

与M、N间的线圈匝数分别为n1和n2,且3n1=n2。已知交流稳压电源的电压有效值为U,灯

泡电阻恒为R,电压表和电流表可视为理想交流电表,自耦变压器可视为理想变压器。

则

()

C

A.电压表示数为

B.电流表示数为

C.电源输出功率为

D.若滑动触头P下移,灯泡消耗的功率增大

解析电压表接在交流电源两端,示数为U,A错误。自耦变压器原线圈匝数为n1+n2,副

线圈匝数为n2,根据理想变压器电压与匝数的关系有

=

=

,解得U2=

U,根据欧姆定律,副线圈中的电流为I2=

=

,由

=

=

得I1=

I2=

,则电流表示数为

,B错误。电源输出功率为P=UI1=

,C正确。滑动触头P下移,副线圈匝数减小,原线圈匝数不变,由于原线圈两端电压不变,则副线圈两端电压变小,灯泡消耗的功率P灯=

,所以灯泡消耗的功率减小,D错误。2.(2026江西九江一模)如图,理想变压器原、副线圈匝数之比为n1∶n2,输入端C、D接入

电压有效值恒定的交流电源,电流表为理想电表,灯泡L的阻值始终与定值电阻R0的阻

值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中,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.L先变亮后变暗B.电流表的示数先变大后变小

C

C.R0的功率一直减小D.电源的输出功率一直减小

解析由题意可知,灯泡L与滑动变阻器的右侧电阻串联,电阻R0与滑动变阻器的左侧

电阻串联,然后再并联,在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中,滑动变阻器的

右侧电阻一直减小,根据

=

可知,副线圈两端的电压不变,所以通过灯泡L的电流一直增大,即灯泡L一直变亮,A错误。设副线圈所接的总电阻为R2,则R2=

=

,滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端过程中,副线圈所接的总电阻先增大后减小,所以副线圈中的电流先减小后增大,根据

=

可知,原线圈中的电流也先减小后增大,即电流表的示数先减小后增大,B错误。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中,滑动变阻器的左侧电阻一直增大,所以通过R0的电流

一直减小,即R0的功率一直减小,C正确。原线圈中的电流先减小后增大,根据P=U1I1可

知,电源的输出功率先减小后增大,D错误。

AC

综合提升练3.(多选)(2026云南昭通三校联考)如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数之比为k∶1,

原线圈串联一个可变电阻R1接在正弦式交流电源上,电源内阻忽略不计。副线圈回路

中接有定值电阻R2与滑动变阻器R3,电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的

是

()A.仅将R1减小,电压表和电流表的示数均增大B.仅将滑片P上移,电压表示数的变化量绝对值ΔU与电流表示数变化量绝对值ΔI比值变大C.电压表与电流表示数的比值

=k(R2+R3)D.仅将滑片P下移,电源的输出功率增大,副线圈的输出功率减小

解析将原、副线圈及负载等效为一个电阻R'1,则有

=

,又

=

=k,可得R'1=k2(R2+R3),仅将R1减小,则R'1不变,设交流电源电压有效值为U0,根据I=

可知电流表示数增大,根据U1=IR'1可知原线圈两端的电压U1增大,则电压表的示数U增大,A正确。在

原线圈回路有U0=IR1+kU,即U=-

I+

,则

=

,故

为定值,B错误。由

=

=

得I=

,则电压表与电流表示数的比值

=

=k

=k(R2+R3),C正确。仅将滑片P下移,则R3减小,则R'1减小,电流表示数增大,电源的输出功率P0=U0I,故电源的输出功率增大;当R'1=

R1时,原线圈的输入功率,即副线圈的输出功率最大,但R'1与R1的大小关系不确定,所以R'1减小时副线圈的输出功率不一定减小,D错误。4.(2026河南南阳二模)如图所示为远距离输电原理图,升压变压器和降压变压器均为理

想变压器,降压变压器的副线圈匝数可调,R0为输电线上的电阻,R1、R2为负载电阻。开

始时开关K断开,在升压变压器原线圈ab两端输入最大电压一定的正弦交流电,则下列

说法正确的是

()A.仅将开关K闭合,R0消耗的功率变小B.仅将开关K闭合,R1消耗的功率变小

B

C.仅将滑片P下移,输电线损耗的功率增大D.仅将滑片P下移,降压变压器的输出功率变大

解析仅将开关K闭合,负载电阻R1与R2并联,降压变压器副线圈的总电阻R并减小。设

降压变压器原、副线圈匝数的比值为k2,将降压变压器的原线圈、副线圈及R1、R2等效

为一个电阻,R等2=

R并,R并减小,等效电阻减小,升压变压器副线圈两端电压U2不变,则输电线中的电流I2增大,由P=

R0可知,R0消耗的功率变大,A错误。由上述分析可知,仅将开关K闭合,输电线中的电流I2增大,输电线上的电压损失ΔU=I2R0,即电压损失增大,则降

压变压器原线圈两端电压U3=U2-ΔU减小,根据理想变压器电压与匝数的关系有

=k2,降压变压器副线圈两端电压U4减小,R1消耗的功率PR1=

变小,B正确。仅将滑片P下移,降压变压器副线圈匝数减小,k2增大,等效电阻R等2=

R并增大,输电线中的电流减小,由P损=

R0可知,输电线损耗的功率减小,C错误。当等效电阻R等2等于R0时,降压变压器的输出功率最大,仅将滑片P下移,等效电阻的阻值增大,但输电线的电阻与等效电阻的

大小关系未知,所以降压变压器的输出功率不一定变大,D错误。一年创新·风向练1.(数理结合·函数图像的信息提取与相关计算)(5·3原创)(多选)图1、2为两种交变电流

随时间变化的关系图像,图2的曲线是正弦曲线的一部分,下列说法正确的是

(

)

CD

A.图1的周期为t0B.图2的周期为2t0C.图1的电流有效值为5I0D.图2的电流有效值为I0

创新点用间断性电流考查对交变电流的周期和有效值的理解。

解析题图1的周期为2t0,题图2的周期为4t0,A、B错误。对题图1电流,由

Rt0+(7I0)2Rt0=

R×2t0,解得I1=5I0,C正确。对题图2电流,由

Rt0+

Rt0=

R×4t0,解得I2=I0,D正确。2.(挑战思维·“日”字形与“口”字形理想变压器的本质区别)(5·3原创)如图所示的

“日”字形理想变压器,电源输出的是正弦式交变电流,原线圈的磁通量只有一半通过

副线圈,剩余部分通过中间的“铁芯桥”。已知原线圈的匝数n1=4,副线圈的匝数n2=

2。理想电压表V2与阻值为R的定值电阻并联,电流表为理想电表,已知理想电压表V1的

读数为U,下列说法正确的是

()

D

A.V2的读数为UB.电源输出的电压为4UC.R的功率为

D.电流表的读数为

创新点用原、副线圈磁通量不同的情境考查对变