2025年高考物理壓軸訓(xùn)練卷15 含解析

2025年高考物理壓軸訓(xùn)練15一．選擇題（共10小題）1．（2024?興慶區(qū)校級三模）如圖所示為高壓輸電電路圖，發(fā)電站輸送的電壓為，變壓器為理想變壓器。將兩個相同的電壓互感器甲和乙分別接入遠距離輸電線路的前后端，電流互感器接入遠距離輸電線路。電壓互感器的原、副線圈匝數(shù)比為，電流互感器的原、副線圈匝數(shù)比為，且。高壓輸電線路正常工作時，電壓互感器甲、乙的示數(shù)分別為、，電流互感器的示數(shù)為。則A．用戶使用的電流是頻率為的交流電 B．該遠距離輸電線路上的電阻為 C．該遠距離輸電線路上損耗的功率為 D．該遠距離輸電線路上的電流為2．（2024?道里區(qū)校級四模）如圖所示，理想變壓器左側(cè)原線圈通過輸電線與理想交流電流表和發(fā)電機連接，其中發(fā)電機部分由長為、電阻不計的導(dǎo)體棒以及兩個半徑也為的電阻不計的金屬圓環(huán)組成。使導(dǎo)體棒的兩個端點分別位于金屬圓環(huán)的同一水平面上，導(dǎo)體棒以角速度在豎直面內(nèi)繞圓環(huán)中心軸勻速轉(zhuǎn)動，整個空間存在方向豎直向下、與金屬圓環(huán)平行、磁感應(yīng)強度為的勻強磁場。變壓器右側(cè)副線圈中接有阻值為的定值電阻和變阻箱，以及理想交流電壓表、、和理想交流電流表，初始時調(diào)節(jié)電阻箱阻值使其大小等于，此時電路能正常工作，之后再次調(diào)節(jié)電阻箱使其阻值等于，已知，上述過程中，下列說法正確的是A．電流表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增加 B．電壓表的示數(shù)不變，電壓表的示數(shù)增加 C．電壓表的示數(shù)為 D．電阻箱消耗的電功率增大3．（2024?福建模擬）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，電阻，電流表、電壓表均為理想電表。原線圈，端接入如圖乙所示的正弦交變電壓，則A．電流表的示數(shù)為 B．時，電壓表示數(shù)為 C．副線圈中的電流方向每秒改變50次 D．原線圈的電流最大值為4．（2024?開福區(qū)校級模擬）如圖所示，理想變壓器為自耦變壓器，原線圈接交流電源的兩端，理想電壓表的讀數(shù)恒為，副線圈接阻值為的定值電阻和滑動變阻器。調(diào)節(jié)自耦變壓器以及滑動變阻器的滑片，當(dāng)理想電壓表的讀數(shù)為時，電源的輸入功率為，則滑動變阻器消耗的功率為A． B． C． D．5．（2024?濱海新區(qū)校級三模）風(fēng)力發(fā)電將成為福建沿海實現(xiàn)“雙碳”目標的重要途徑之一。如圖甲，風(fēng)力發(fā)電裝置呈現(xiàn)風(fēng)車外形，風(fēng)吹向葉片驅(qū)動風(fēng)輪機轉(zhuǎn)動，風(fēng)輪機帶動內(nèi)部匝數(shù)為的矩形銅質(zhì)線圈在水平勻強磁場中，以角速度繞垂直于磁場的水平轉(zhuǎn)軸順時針勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交流電，發(fā)電模型簡化為圖乙。已知匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為。則A．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為 B．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到豎直位置時電流表的示數(shù)為零 C．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時磁通量的變化率最大 D．穿過線圈的最大磁通量為6．（2024?下城區(qū)校級模擬）如圖所示，甲、乙、丙、丁所示是四種常見的磁場，下列分析正確的是A．矩形線圈在甲圖兩異名磁極間勻速轉(zhuǎn)動，可產(chǎn)生正弦式交流電 B．矩形線框放置在乙圖中異名磁極間所制成的磁電式電表，表盤刻度均勻 C．圖丙中相距很近的兩個同名磁極之間的磁場，除邊緣外，可認為是勻強磁場 D．圖丁中相距一定距離的兩個平行放置的線圈通電時，其中間區(qū)域的磁場可認為是勻強磁場7．（2024?青島模擬）如圖所示為某小型輸電站高壓輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器，發(fā)電機輸出功率恒為。升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，在輸電線路上接入一個電流互感器，其原、副線圈的匝數(shù)比為，電流表的示數(shù)為，輸電線的總電阻。下列說法正確的是A．升壓變壓器的原線圈輸入電壓 B．電流互感器是一種降壓變壓器 C．將滑動觸頭下移，用戶獲得的電壓將增大 D．用戶獲得的功率為8．（2024?梅州一模）某電學(xué)研究小組根據(jù)電工技術(shù)中“鉗形電流測量儀”工作原理，自制了一個的鉗形電流表，如圖所示，鐵芯左側(cè)繞有匝數(shù)為的線圈，并與電流表組成閉合電路。某次進行測量時，鉗口打開，把被測的通電導(dǎo)線放在鉗口中間，通過電流表，可以間接測出通電導(dǎo)線中的電流。不考慮鐵芯的漏磁及各種能量損耗，則下列說法正確的是A．該測量儀屬于升壓變壓器 B．該測量儀工作原理是利用自感現(xiàn)象 C．若導(dǎo)線中通過的是直流電，電流表中通過的電流是 D．電流表的示數(shù)隨鐵芯左側(cè)線圈的匝數(shù)增加而變大9．（2024?北京）如圖甲所示，理想變壓器原線圈接在正弦式交流電源上，輸入電壓隨時間變化的圖像如圖乙所示，副線圈接規(guī)格為“，”的燈泡。若燈泡正常發(fā)光，下列說法正確的是A．原線圈兩端電壓的有效值為 B．副線圈中電流的有效值為 C．原、副線圈匝數(shù)之比為 D．原線圈的輸入功率為10．（2024?茂名二模）某興趣小組在校園內(nèi)進行科學(xué)小實驗，實驗場地所處的磁場可視為方向豎直向下，大小的勻強磁場，興趣小組使長為、寬為、匝數(shù)為100的金屬線框以角速度勻速轉(zhuǎn)動，再利用原、副線圈匝數(shù)比為的理想變壓器使“，”電風(fēng)扇正常工作，線框及電線電阻不計，如圖所示。下列說法正確的是A．當(dāng)線框平面與地面平行時產(chǎn)生的電動勢最大 B．電風(fēng)扇的內(nèi)阻為 C．為了使電風(fēng)扇能正常工作，需把電風(fēng)扇與一個阻值的電阻串聯(lián) D．金屬線框感應(yīng)電動勢的峰值為二．多選題（共7小題）11．（2024?寧河區(qū)校級模擬）某種感溫式火災(zāi)報警器的簡化工作電路如圖所示。變壓器原線圈接電壓有效值恒定的交流電源。副線圈連接報警系統(tǒng)，其中為熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小，為滑動變阻器，為定值電阻。當(dāng)警戒范圍內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，環(huán)境溫度升高達到預(yù)設(shè)值時，報警裝置（圖中未畫出）通過檢測的電流觸發(fā)報警。下列說法正確的是A．警戒范圍內(nèi)出現(xiàn)火情時，副線圈兩端電壓減小 B．警戒范圍內(nèi)出現(xiàn)火情時，原線圈輸入功率變大 C．通過定值電阻的電流過大時，報警裝置就會報警 D．若要調(diào)高預(yù)設(shè)的報警溫度，可減小滑動變阻器的阻值12．（2024?麥積區(qū)二模）實驗室中手搖發(fā)電機的原理如圖所示，兩磁體間的磁場視為勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為，發(fā)電機的正方形線圈繞軸以轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動。已知線圈的邊長為，匝數(shù)為，總電阻為，外接小燈泡的電阻為，其余電阻不計，下列說法正確的是A．回路中感應(yīng)電動勢的峰值為 B．小燈泡兩端的電壓為 C．通過小燈泡的電流為 D．小燈泡的功率為13．（2024?新課標）電動汽車制動時可利用車輪轉(zhuǎn)動將其動能轉(zhuǎn)換成電能儲存起來。車輪轉(zhuǎn)動時帶動磁極繞固定的線圈旋轉(zhuǎn)，在線圈中產(chǎn)生電流。磁極勻速轉(zhuǎn)動的某瞬間，磁場方向恰與線圈平面垂直，如圖所示。將兩磁極間的磁場視為勻強磁場，則磁極再轉(zhuǎn)過時，線圈中A．電流最小 B．電流最大 C．電流方向由指向 D．電流方向由指向14．（2024?衡水模擬）如圖所示，理想變壓器原線圈接的交流電，原、副線圈匝數(shù)比，已知定值電阻、，是滑動變阻器，電壓表和電流表均為理想交流電表，以下說法正確的是A．時，理想變壓器的輸出功率最大 B．理想變壓器的最大輸出功率為 C．理想變壓器的輸出功率最大時，電流表的示數(shù)為 D．時，滑動變阻器消耗的功率最大15．（2024?清江浦區(qū)模擬）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為，、接入電壓有效值恒定的交變電源，其中為滑動變阻器，、為定值電阻，電流表、電壓表均為理想電表，當(dāng)滑動變阻器的滑片向下移動后，電流表及兩個電壓表示數(shù)變化量的絕對值分別用△、△和△表示，下列判斷正確的是A． B． C． D．16．（2024?桃城區(qū)校級模擬）交變電路示意圖如圖所示，圖中變壓器為理想變壓器，已知三個燈泡完全相同，其阻值可視為定值，、接入有效值為的交變電流。初始時滑動變阻器滑片置于最左端時，三個燈泡亮度相同，現(xiàn)讓滑片向右滑動，、、、、、的變化量大小分別為△、△、△、△、△、△，下列說法正確的是A． B．滑片向右滑動時，增大 C．2△△△ D．增大17．（2024?郫都區(qū)校級模擬）如圖甲所示，導(dǎo)線框繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢的圖像如圖乙所示。線框通過可變電阻與理想變壓器原線圈相連，變壓器副線圈接入一額定電壓為的電燈泡，當(dāng)可變電阻時，電燈泡恰好正常發(fā)光且電流表的示數(shù)為，導(dǎo)線框的電阻不計，電燈泡的電阻不變，電流表為理想電流表，則下列說法正確的是A．圖甲中導(dǎo)線框所處位置的磁通量變化率最小 B．由圖乙知，時，導(dǎo)線框垂直于中性面 C．變壓器原線圈的輸入電壓的表達式為 D．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為三．填空題（共3小題）18．（2024?泉州模擬）如圖甲所示的電路中，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為，輸入的交變電壓如圖乙所示，、是完全相同的燈泡，設(shè)燈絲電阻保持不變。若燈泡能正常發(fā)光，則燈泡（選填“能”或“不能”正常發(fā)光，燈泡的額定電壓為，交變電壓瞬時值表達式為。19．（2023?豐臺區(qū)一模）實驗室有一種可拆變壓器，原線圈為800匝，副線圈有400匝、300匝、200匝三種規(guī)格，但標記不清，某同學(xué)選用一組副線圈，把原線圈連接學(xué)生電源，測量原線圈的輸入電壓和副線圈輸出電壓，得到的數(shù)據(jù)如表：2.404.406.408.8010.400.991.852.723.764.48根據(jù)測量數(shù)據(jù)，可判斷副線圈的匝數(shù)為。．400匝．300匝．200匝請說明你的判斷依據(jù)：。20．（2022?臺江區(qū)校級模擬）2022年年初福建北電南送特高壓交流輸變電工程（福州—廈門）核準批復(fù)，落實“碳達峰、碳中和”行動方案。如圖所示為電能輸送示意圖，理想升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為，降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為，則（選填“大于”、“小于”或“等于”：若輸電線的總電阻為，用戶電阻為，其他導(dǎo)線電阻不計，用戶獲得的功率為，則輸電線路中消耗的熱功率為。四．解答題（共5小題）21．（2024?天津）電動汽車制動過程中可以控制電機轉(zhuǎn)為發(fā)電模式，在產(chǎn)生制動效果的同時，將汽車的部分機械能轉(zhuǎn)換為電能，儲存在儲能裝置中，實現(xiàn)能量回收、降低能耗。如圖1所示，發(fā)電機可簡化為處于勻強磁場中的單匝正方形線框，線框邊長為，電阻忽略不計，磁場磁感應(yīng)強度大小為，線框轉(zhuǎn)軸與磁場垂直，且與、距離相等。線框與儲能裝置連接。（1）線框轉(zhuǎn)動方向如圖1所示，試判斷圖示位置中的電流方向；（2）若線框以角速度勻速轉(zhuǎn)動，線框平面與中性面垂直瞬間開始計時，線框在時刻位置如圖2所示，求此時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；（3）討論電動汽車在某次制動儲存電能時，為方便計算，做兩點假定：①將儲能裝置替換為阻值為的電阻，電阻消耗的電能等于儲能裝置儲存的電能；②線框轉(zhuǎn)動第一周的角速度為，第二周的角速度為，第三周的角速度為，依次減半，直到線框停止轉(zhuǎn)動。若該制動過程中汽車在水平路面上做勻減速直線運動，汽車質(zhì)量為，加速度大小為，儲存的電能為初動能的，求制動過程中汽車行駛的最大距離。22．（2024?海淀區(qū)校級模擬）新型電動汽車在剎車時，電動機的線圈會充當(dāng)“發(fā)電機”角色，由車輪帶動來回收能量。為研究方便，發(fā)電機可抽象為如圖1所示模型：兩磁極間勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為、長方形線圈面積為，重數(shù)為，整個線圈都處于磁場中，可繞轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動，線圈外接有阻值為的純電阻負載，忽略線圈的電阻。電動汽車的質(zhì)量為。（1）若電動汽車剎車時受到的地面摩擦等阻力與發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)動提供的剎車制動力相比可以忽略，即該模型中，剎車時汽車受到的阻力完全由線圈轉(zhuǎn)動導(dǎo)致，汽車失去的動能全部用來發(fā)電。設(shè)在汽車剎車過程中某一時刻，線圈平面和磁場恰好平行，已知此時線圈轉(zhuǎn)動角速度為，汽車在水平路面上的瞬時速度為，求此時：發(fā)電機工作回路中電功率的大??；汽車線圈提供的制動力的大小。（2）若電動汽車受到地面摩擦阻力恒為，線圈提供的制動力與線圈轉(zhuǎn)動的角速度成正比，比例系數(shù)為。經(jīng)過時間，汽車的速度由減為0。在圖2中定性作出汽車剎車過程中速度隨時間的變化圖線；求汽車減速過程中發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。23．（2024?光明區(qū)校級模擬）如圖甲所示是某同學(xué)設(shè)計的一種振動發(fā)電裝置的示意圖，它的結(jié)構(gòu)是一個套在輻向形永久磁鐵槽中的直徑為、匝數(shù)的線圈，磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布（其右視圖如圖乙所示），線圈所在位置的磁感應(yīng)強度大小均為，線圈內(nèi)阻為，它的引出線接有的小燈泡，外力推動線圈框架的端，使線圈沿軸線做往復(fù)運動，便有電流通過小燈泡，從時刻開始計時，線圈運動的速度隨時間變化的規(guī)律如圖丙所示，摩擦等損耗不計，求：（1）電壓表的示數(shù)；（2）時外力的大小。24．（2024?南通一模）如圖所示，一個小型交流發(fā)電機輸出端連接理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)分別為、，副線圈連接電阻。交流發(fā)電機的線圈匝數(shù)為，電動勢瞬時值的表達式為，發(fā)電機線圈電阻不計。求：（1）通過發(fā)電機線圈磁通量的最大值；（2）變壓器原線圈中電流的有效值。25．（2024?四川一模）電動曬衣桿方便實用，在日常生活中得到廣泛應(yīng)用。如圖所示，一理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)比為，原線圈兩端接入正弦交流電源，電壓為，副線圈接有一個交流電流表和一個電動機。當(dāng)開關(guān)接通后，電動機帶動質(zhì)量為的晾衣桿以速度勻速上升，此時電流表讀數(shù)為，重力加速度為。求：（1）電動機的輸入功率；（2）電動機線圈電阻。

2025年高考物理壓軸訓(xùn)練15參考答案與試題解析一．選擇題（共10小題）1．（2024?興慶區(qū)校級三模）如圖所示為高壓輸電電路圖，發(fā)電站輸送的電壓為，變壓器為理想變壓器。將兩個相同的電壓互感器甲和乙分別接入遠距離輸電線路的前后端，電流互感器接入遠距離輸電線路。電壓互感器的原、副線圈匝數(shù)比為，電流互感器的原、副線圈匝數(shù)比為，且。高壓輸電線路正常工作時，電壓互感器甲、乙的示數(shù)分別為、，電流互感器的示數(shù)為。則A．用戶使用的電流是頻率為的交流電 B．該遠距離輸電線路上的電阻為 C．該遠距離輸電線路上損耗的功率為 D．該遠距離輸電線路上的電流為【答案】【解答】、根據(jù)可知，則用戶使用的電流是頻率為，故錯誤；、對于電壓互感器甲，可知遠距離輸電線路前端電壓滿足：，即對于電壓互感器乙，可知遠距離輸電線路后端電壓滿足：，即對于電流互感器，可知遠距離輸電線路中的電流滿足：，則該遠距離輸電線路上的電流為：則該遠距離輸電線路上的電阻為，故錯誤；、該遠距離輸電線路上損耗的功率為，故正確。故選：。2．（2024?道里區(qū)校級四模）如圖所示，理想變壓器左側(cè)原線圈通過輸電線與理想交流電流表和發(fā)電機連接，其中發(fā)電機部分由長為、電阻不計的導(dǎo)體棒以及兩個半徑也為的電阻不計的金屬圓環(huán)組成。使導(dǎo)體棒的兩個端點分別位于金屬圓環(huán)的同一水平面上，導(dǎo)體棒以角速度在豎直面內(nèi)繞圓環(huán)中心軸勻速轉(zhuǎn)動，整個空間存在方向豎直向下、與金屬圓環(huán)平行、磁感應(yīng)強度為的勻強磁場。變壓器右側(cè)副線圈中接有阻值為的定值電阻和變阻箱，以及理想交流電壓表、、和理想交流電流表，初始時調(diào)節(jié)電阻箱阻值使其大小等于，此時電路能正常工作，之后再次調(diào)節(jié)電阻箱使其阻值等于，已知，上述過程中，下列說法正確的是A．電流表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增加 B．電壓表的示數(shù)不變，電壓表的示數(shù)增加 C．電壓表的示數(shù)為 D．電阻箱消耗的電功率增大【答案】【解答】設(shè)導(dǎo)體棒此時的速度與豎直方向夾角為，則導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：，電阻箱的阻值變大，故副線圈的總電阻變大，副線圈的總電流變小，則原線圈的電流變小，故電流表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)也減小，故錯誤；由于導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)速不變，故原線圈的電壓不變，則電壓表示數(shù)不變，電阻箱的阻值變大，故副線圈的總電阻變大，副線圈的總電流變小，由于和是串聯(lián)關(guān)系，則的電壓變小，故變小，由于副線圈的總電壓不變，故的電壓變大，即電壓表的示數(shù)增加，故錯誤；原線圈電壓有效值，根據(jù)變壓器變壓特點：，可得，故正確；初始時電阻箱消耗的電功率為：，調(diào)節(jié)電阻箱使其阻值等于后，電功率為：，故消耗電功率應(yīng)減小，故錯誤。故選：。3．（2024?福建模擬）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，電阻，電流表、電壓表均為理想電表。原線圈，端接入如圖乙所示的正弦交變電壓，則A．電流表的示數(shù)為 B．時，電壓表示數(shù)為 C．副線圈中的電流方向每秒改變50次 D．原線圈的電流最大值為【答案】【解答】、分析圖乙可知，原線圈的電壓最大值為，所以原線圈的電壓的有效值為，再根據(jù)可知，副線圈的電壓的有效值為，即為電壓表的讀數(shù)，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電流，故錯誤。、變壓器不會改變電流的頻率，電流的周期為，交變電流一個周期電流方向改變2次，則電流方向每秒改變100次，故錯誤。、根據(jù)可知，，則最大值為，故正確。故選：。4．（2024?開福區(qū)校級模擬）如圖所示，理想變壓器為自耦變壓器，原線圈接交流電源的兩端，理想電壓表的讀數(shù)恒為，副線圈接阻值為的定值電阻和滑動變阻器。調(diào)節(jié)自耦變壓器以及滑動變阻器的滑片，當(dāng)理想電壓表的讀數(shù)為時，電源的輸入功率為，則滑動變阻器消耗的功率為A． B． C． D．【答案】【解答】當(dāng)初級電壓為時，電壓表的讀數(shù)為，可知此時和兩端的電壓之和為；根據(jù)理想變壓器的功率關(guān)系根據(jù)功率公式此時次級電流為變阻器消耗的功率為綜上分析，故錯誤，正確。故選：。5．（2024?濱海新區(qū)校級三模）風(fēng)力發(fā)電將成為福建沿海實現(xiàn)“雙碳”目標的重要途徑之一。如圖甲，風(fēng)力發(fā)電裝置呈現(xiàn)風(fēng)車外形，風(fēng)吹向葉片驅(qū)動風(fēng)輪機轉(zhuǎn)動，風(fēng)輪機帶動內(nèi)部匝數(shù)為的矩形銅質(zhì)線圈在水平勻強磁場中，以角速度繞垂直于磁場的水平轉(zhuǎn)軸順時針勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交流電，發(fā)電模型簡化為圖乙。已知匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為。則A．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為 B．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到豎直位置時電流表的示數(shù)為零 C．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時磁通量的變化率最大 D．穿過線圈的最大磁通量為【答案】【解答】、當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時，根據(jù)右手定則判斷可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為，故錯誤；、當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到豎直位置時，線圈與磁場垂直，感應(yīng)電流的瞬時值為零，但電流表測量的是有效值，示數(shù)不為零，故錯誤；、當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時，線圈與磁場平行，即線圈與中性面垂直，感應(yīng)電動勢最大，磁通量的變化率最大，故正確；、由得，穿過線圈的最大磁通量為，故錯誤。故選：。6．（2024?下城區(qū)校級模擬）如圖所示，甲、乙、丙、丁所示是四種常見的磁場，下列分析正確的是A．矩形線圈在甲圖兩異名磁極間勻速轉(zhuǎn)動，可產(chǎn)生正弦式交流電 B．矩形線框放置在乙圖中異名磁極間所制成的磁電式電表，表盤刻度均勻 C．圖丙中相距很近的兩個同名磁極之間的磁場，除邊緣外，可認為是勻強磁場 D．圖丁中相距一定距離的兩個平行放置的線圈通電時，其中間區(qū)域的磁場可認為是勻強磁場【答案】【解答】甲圖中的電場是輻向磁場，線圈勻速轉(zhuǎn)動時無法產(chǎn)生正弦式交流電，故錯誤；磁電式電表內(nèi)部磁極做成弧形，線圈繞在鐵芯上，能產(chǎn)生均勻輻射分布的磁場磁場，但本題是直接把矩形線圈放入異名磁極間，不會產(chǎn)生均勻輻射分布的磁場，表盤刻度未知，故錯誤；相距很近的異名磁極之間的磁場，除邊緣外，是勻強磁場，但圖中是同名磁極，相互排斥，磁感線是“勢不兩立”的曲線，故錯誤；圖丁中相距一定距離的兩個平行放置的線圈通同向電流，其中間區(qū)域的磁場可認為是勻強磁場，故正確。故選：。7．（2024?青島模擬）如圖所示為某小型輸電站高壓輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器，發(fā)電機輸出功率恒為。升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，在輸電線路上接入一個電流互感器，其原、副線圈的匝數(shù)比為，電流表的示數(shù)為，輸電線的總電阻。下列說法正確的是A．升壓變壓器的原線圈輸入電壓 B．電流互感器是一種降壓變壓器 C．將滑動觸頭下移，用戶獲得的電壓將增大 D．用戶獲得的功率為【答案】【解答】．電流互感器原線圈中的電流升壓變壓器的輸出電壓升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，則則故錯誤；．根據(jù)線圈匝數(shù)關(guān)系可知電流互惑器是一種升壓變壓器，故錯誤；．將活動觸頭下移，增大了，降壓變壓器用戶獲得的電壓可知增大時，減小，故錯誤；．輸電線上損失的功率用戶獲得的功率△故正確。故選：。8．（2024?梅州一模）某電學(xué)研究小組根據(jù)電工技術(shù)中“鉗形電流測量儀”工作原理，自制了一個的鉗形電流表，如圖所示，鐵芯左側(cè)繞有匝數(shù)為的線圈，并與電流表組成閉合電路。某次進行測量時，鉗口打開，把被測的通電導(dǎo)線放在鉗口中間，通過電流表，可以間接測出通電導(dǎo)線中的電流。不考慮鐵芯的漏磁及各種能量損耗，則下列說法正確的是A．該測量儀屬于升壓變壓器 B．該測量儀工作原理是利用自感現(xiàn)象 C．若導(dǎo)線中通過的是直流電，電流表中通過的電流是 D．電流表的示數(shù)隨鐵芯左側(cè)線圈的匝數(shù)增加而變大【答案】【解答】、根據(jù)題意可知，原線圈匝數(shù)為1，副線圈匝數(shù)為100，由可知該測量儀屬于升壓變壓器，故正確；、該測量儀工作原理是利用互感現(xiàn)象，故錯誤；、則該測量儀屬于升壓變壓器，若導(dǎo)線中通過的是直流電，變壓器不工作，電流表無示數(shù)，故錯誤；、根據(jù)公式電流與匝數(shù)的關(guān)系鐵芯左側(cè)多繞幾圈導(dǎo)線，即增大，而和不變，故應(yīng)減小，故電流表示數(shù)減小，故錯誤。故選：。9．（2024?北京）如圖甲所示，理想變壓器原線圈接在正弦式交流電源上，輸入電壓隨時間變化的圖像如圖乙所示，副線圈接規(guī)格為“，”的燈泡。若燈泡正常發(fā)光，下列說法正確的是A．原線圈兩端電壓的有效值為 B．副線圈中電流的有效值為 C．原、副線圈匝數(shù)之比為 D．原線圈的輸入功率為【答案】【解答】由圖乙知，原線圈電壓最大值為，根據(jù)正弦交流電最大值和有效值的關(guān)系，則有效值為，故錯誤；燈泡正常發(fā)光，由得，副線圈中電流有效值為，故正確；由理想變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系可知，故錯誤；理想變壓器沒有能量損失，原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，則原線圈的輸入功率，故錯誤。故選：。10．（2024?茂名二模）某興趣小組在校園內(nèi)進行科學(xué)小實驗，實驗場地所處的磁場可視為方向豎直向下，大小的勻強磁場，興趣小組使長為、寬為、匝數(shù)為100的金屬線框以角速度勻速轉(zhuǎn)動，再利用原、副線圈匝數(shù)比為的理想變壓器使“，”電風(fēng)扇正常工作，線框及電線電阻不計，如圖所示。下列說法正確的是A．當(dāng)線框平面與地面平行時產(chǎn)生的電動勢最大 B．電風(fēng)扇的內(nèi)阻為 C．為了使電風(fēng)扇能正常工作，需把電風(fēng)扇與一個阻值的電阻串聯(lián) D．金屬線框感應(yīng)電動勢的峰值為【答案】【解答】．當(dāng)線框平面與地面平行時，此時穿過線框的磁通量最大，但磁通量變化率為0，產(chǎn)生的電動勢為0，故錯誤；．電風(fēng)扇正常工作，電風(fēng)扇的內(nèi)阻為，則有又其中，聯(lián)立解得：故錯誤；．金屬線框感應(yīng)電動勢的峰值為：其中，代入數(shù)據(jù)得：則變壓器原線圈的輸入電壓有效值為：解得：變壓器副線圈的輸出電壓有效值為：其中代入數(shù)據(jù)得：為了使電風(fēng)扇能正常工作，副線圈電流為代入數(shù)據(jù)得：根據(jù)歐姆定律可知，與電風(fēng)扇串聯(lián)的電阻阻值為：解得：故正確，錯誤。故選：。二．多選題（共7小題）11．（2024?寧河區(qū)校級模擬）某種感溫式火災(zāi)報警器的簡化工作電路如圖所示。變壓器原線圈接電壓有效值恒定的交流電源。副線圈連接報警系統(tǒng)，其中為熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小，為滑動變阻器，為定值電阻。當(dāng)警戒范圍內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，環(huán)境溫度升高達到預(yù)設(shè)值時，報警裝置（圖中未畫出）通過檢測的電流觸發(fā)報警。下列說法正確的是A．警戒范圍內(nèi)出現(xiàn)火情時，副線圈兩端電壓減小 B．警戒范圍內(nèi)出現(xiàn)火情時，原線圈輸入功率變大 C．通過定值電阻的電流過大時，報警裝置就會報警 D．若要調(diào)高預(yù)設(shè)的報警溫度，可減小滑動變阻器的阻值【答案】【解答】、變壓器中副線圈兩端電壓取決于原線圈電壓與匝數(shù)比，由于原線圈兩端電壓與匝數(shù)比不變，則警戒范圍內(nèi)出現(xiàn)火情時，副線圈兩端電壓不變，故錯誤；、警戒范圍內(nèi)出現(xiàn)火情時，副線圈兩端電壓不變，而副線圈中總電阻減小，副線圈中電流增大，則原線圈中電流增大，由可知，由于原線圈兩端電壓不變，所以原線圈輸入功率變大，故正確；、警戒范圍內(nèi)出現(xiàn)火情時，副線圈兩端電壓不變，而副線圈中總電阻減小，副線圈中電流增大，即通過定值電阻的電流達到某一值時，報警裝置就會報警，即通過定值電阻的電流過大時，報警裝置就會報警，故正確；、若要調(diào)高預(yù)設(shè)的報警溫度，即熱敏電阻的阻值較小時不報警，要保持流過的電流不變，則可增大滑動變阻器的阻值，故錯誤。故選：。12．（2024?麥積區(qū)二模）實驗室中手搖發(fā)電機的原理如圖所示，兩磁體間的磁場視為勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為，發(fā)電機的正方形線圈繞軸以轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動。已知線圈的邊長為，匝數(shù)為，總電阻為，外接小燈泡的電阻為，其余電阻不計，下列說法正確的是A．回路中感應(yīng)電動勢的峰值為 B．小燈泡兩端的電壓為 C．通過小燈泡的電流為 D．小燈泡的功率為【答案】【解答】、感應(yīng)電動勢的峰值為故錯誤；、電動勢有效值為小燈泡兩端的電壓為故錯誤；、通過小燈泡的電流為故正確；、小燈泡的功率為解得故正確。故選：。13．（2024?新課標）電動汽車制動時可利用車輪轉(zhuǎn)動將其動能轉(zhuǎn)換成電能儲存起來。車輪轉(zhuǎn)動時帶動磁極繞固定的線圈旋轉(zhuǎn)，在線圈中產(chǎn)生電流。磁極勻速轉(zhuǎn)動的某瞬間，磁場方向恰與線圈平面垂直，如圖所示。將兩磁極間的磁場視為勻強磁場，則磁極再轉(zhuǎn)過時，線圈中A．電流最小 B．電流最大 C．電流方向由指向 D．電流方向由指向【答案】【解答】如圖開始線圈處于中性面位置，當(dāng)磁極再轉(zhuǎn)過時，此時穿過線圈的磁通量為0，感應(yīng)電動勢最大，則感應(yīng)電流最大；在磁極轉(zhuǎn)動的過程中，穿過線圈的磁通量在減小，根據(jù)楞次定律可知，此時感應(yīng)電流方向由指向，故正確，錯誤。故選：。14．（2024?衡水模擬）如圖所示，理想變壓器原線圈接的交流電，原、副線圈匝數(shù)比，已知定值電阻、，是滑動變阻器，電壓表和電流表均為理想交流電表，以下說法正確的是A．時，理想變壓器的輸出功率最大 B．理想變壓器的最大輸出功率為 C．理想變壓器的輸出功率最大時，電流表的示數(shù)為 D．時，滑動變阻器消耗的功率最大【答案】【解答】．根據(jù)交流電瞬時電動勢表達式可知，電源電動勢有效值為，如圖所示，假設(shè)原線圈中的電壓為，電流為，可認為虛線框中為等效電阻又根據(jù)理想變壓器電壓、電流與線圈匝數(shù)的關(guān)系有，又可得①則電路可看成是由和組成的電路，若使變壓器輸出功率最大，則的功率最大，根據(jù)根據(jù)基本不等式，當(dāng)時，的輸出功率最大，此時由①式可得輸出的最大功率故正確，錯誤；．理想變壓器的輸出功率等于負載電阻總功率，根據(jù)電功率公式有可得故錯誤；．要使滑動變阻器上的功率最大，把按照上述規(guī)則等效到副線圈中，有求得如圖所示：把虛線框看成是電源，內(nèi)阻當(dāng)時，滑動變阻器輸出功率最大，此時故正確。故選：。15．（2024?清江浦區(qū)模擬）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為，、接入電壓有效值恒定的交變電源，其中為滑動變阻器，、為定值電阻，電流表、電壓表均為理想電表，當(dāng)滑動變阻器的滑片向下移動后，電流表及兩個電壓表示數(shù)變化量的絕對值分別用△、△和△表示，下列判斷正確的是A． B． C． D．【答案】【解答】、根據(jù)題意，由圖可知，電壓表測定值電阻兩端電壓，流過的電流等于電流表的讀數(shù)，則根據(jù)歐姆定律有：滑片向下移動后同理有：則兩式相減有：，故錯誤，正確；、設(shè)交變電源電壓的有效值為，則有又根據(jù)變壓器的規(guī)律有：，可得表達式：滑片向下移動后同理有：兩式相減有：變形可得：，故錯誤，正確。故選：。16．（2024?桃城區(qū)校級模擬）交變電路示意圖如圖所示，圖中變壓器為理想變壓器，已知三個燈泡完全相同，其阻值可視為定值，、接入有效值為的交變電流。初始時滑動變阻器滑片置于最左端時，三個燈泡亮度相同，現(xiàn)讓滑片向右滑動，、、、、、的變化量大小分別為△、△、△、△、△、△，下列說法正確的是A． B．滑片向右滑動時，增大 C．2△△△ D．增大【答案】【解答】．滑動變阻器置于最左端時，燈泡正常發(fā)光，根據(jù)題意可知則此時，由理想變壓器的功率關(guān)系有聯(lián)立解得則故正確；．將除、外的所有電路看作等效電源，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知當(dāng)增大時，路端電壓增大，則等效電源電流減小，故錯誤；．由中結(jié)論可知、又因為增大，導(dǎo)致、增大，從而有減小、增大，則減小，可知△、△、△解得2△△△故正確．根據(jù)歐姆定律有則比值不變，故錯誤。故選：。17．（2024?郫都區(qū)校級模擬）如圖甲所示，導(dǎo)線框繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢的圖像如圖乙所示。線框通過可變電阻與理想變壓器原線圈相連，變壓器副線圈接入一額定電壓為的電燈泡，當(dāng)可變電阻時，電燈泡恰好正常發(fā)光且電流表的示數(shù)為，導(dǎo)線框的電阻不計，電燈泡的電阻不變，電流表為理想電流表，則下列說法正確的是A．圖甲中導(dǎo)線框所處位置的磁通量變化率最小 B．由圖乙知，時，導(dǎo)線框垂直于中性面 C．變壓器原線圈的輸入電壓的表達式為 D．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為【答案】【解答】、圖甲中導(dǎo)線框所在位置正好是導(dǎo)線框平面與磁感線平行，此時穿過導(dǎo)線框的磁通量為零，磁通量變化率最大，故錯誤；、由圖乙知，時導(dǎo)線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值為零，此時磁通量的變化率為零，導(dǎo)線框處于中性面位置，故錯誤；、由圖乙可知交流電的周期，則導(dǎo)線框轉(zhuǎn)動的角速度為，感應(yīng)電動勢的最大值為，所以變壓器原線圈輸入電壓的瞬時值表達式為，故正確；、電動勢的有效值為，所以變壓器原線圈的輸入電壓為，因為燈泡正好正常發(fā)光，所以燈泡兩端的電壓即變壓器的輸出電壓為，則變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，故正確。故選：。三．填空題（共3小題）18．（2024?泉州模擬）如圖甲所示的電路中，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為，輸入的交變電壓如圖乙所示，、是完全相同的燈泡，設(shè)燈絲電阻保持不變。若燈泡能正常發(fā)光，則燈泡不能（選填“能”或“不能”正常發(fā)光，燈泡的額定電壓為，交變電壓瞬時值表達式為?！敬鸢浮坎荒埽?0，?！窘獯稹吭本€圈的匝數(shù)比，即燈泡的電流是燈泡電流的2倍，故燈泡正常發(fā)光，不能正常發(fā)光；根據(jù)圖乙，電源電壓有效值為，設(shè)燈泡的電阻為，的電流為，根據(jù)電壓關(guān)系有，則，所以燈泡的電壓為，根據(jù)圖乙，交變電壓的瞬時值表達式為。故答案為：不能，40，。19．（2023?豐臺區(qū)一模）實驗室有一種可拆變壓器，原線圈為800匝，副線圈有400匝、300匝、200匝三種規(guī)格，但標記不清，某同學(xué)選用一組副線圈，把原線圈連接學(xué)生電源，測量原線圈的輸入電壓和副線圈輸出電壓，得到的數(shù)據(jù)如表：2.404.406.408.8010.400.991.852.723.764.48根據(jù)測量數(shù)據(jù)，可判斷副線圈的匝數(shù)為。．400匝．300匝．200匝請說明你的判斷依據(jù)：?！敬鸢浮?；見解析【解答】根據(jù)理想變壓器的原理可知，原副線圈兩端的匝數(shù)比需要滿足解得：又匝，由表中5組數(shù)據(jù)解得副線圈匝數(shù)分別為匝，匝，匝，匝，匝由于變壓器線圈通過電流時會發(fā)熱，鐵芯在交變磁場作用下也會發(fā)熱，交變電流產(chǎn)生的磁場不可能完全局限在鐵芯內(nèi)，因此實際測的副線圈電壓小于理想變壓器條件下的電壓，即，故正確，錯誤；故選：。故答案為：；見解析20．（2022?臺江區(qū)校級模擬）2022年年初福建北電南送特高壓交流輸變電工程（福州—廈門）核準批復(fù)，落實“碳達峰、碳中和”行動方案。如圖所示為電能輸送示意圖，理想升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為，降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為，則小于（選填“大于”、“小于”或“等于”：若輸電線的總電阻為，用戶電阻為，其他導(dǎo)線電阻不計，用戶獲得的功率為，則輸電線路中消耗的熱功率為。【答案】（1）小于；（2）【解答】（1）根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系有：，在輸電線路上有電壓降落，則：根據(jù)題意可知：則可知：（2）用戶獲得的功率為根據(jù)理想變壓器電流和匝數(shù)關(guān)系有：則輸電線路中消耗的熱功率為：聯(lián)立解得：故答案為：（1）小于；（2）四．解答題（共5小題）21．（2024?天津）電動汽車制動過程中可以控制電機轉(zhuǎn)為發(fā)電模式，在產(chǎn)生制動效果的同時，將汽車的部分機械能轉(zhuǎn)換為電能，儲存在儲能裝置中，實現(xiàn)能量回收、降低能耗。如圖1所示，發(fā)電機可簡化為處于勻強磁場中的單匝正方形線框，線框邊長為，電阻忽略不計，磁場磁感應(yīng)強度大小為，線框轉(zhuǎn)軸與磁場垂直，且與、距離相等。線框與儲能裝置連接。（1）線框轉(zhuǎn)動方向如圖1所示，試判斷圖示位置中的電流方向；（2）若線框以角速度勻速轉(zhuǎn)動，線框平面與中性面垂直瞬間開始計時，線框在時刻位置如圖2所示，求此時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；（3）討論電動汽車在某次制動儲存電能時，為方便計算，做兩點假定：①將儲能裝置替換為阻值為的電阻，電阻消耗的電能等于儲能裝置儲存的電能；②線框轉(zhuǎn)動第一周的角速度為，第二周的角速度為，第三周的角速度為，依次減半，直到線框停止轉(zhuǎn)動。若該制動過程中汽車在水平路面上做勻減速直線運動，汽車質(zhì)量為，加速度大小為，儲存的電能為初動能的，求制動過程中汽車行駛的最大距離?！敬鸢浮浚?）線框轉(zhuǎn)動方向如圖1所示，圖示位置中的電流方向為從到；（2）此時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為；（3）制動過程中汽車行駛的最大距離為。【解答】（1）由右手定則可知，圖1所示位置中的電流方向為從到。（2）線框平面與中性面垂直瞬間開始計時，則經(jīng)過時間轉(zhuǎn)過的角度為：垂直磁感線方向的分速度為：此時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：（3）線框轉(zhuǎn)動過程中，、均能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，故線框轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為線框轉(zhuǎn)動第一周產(chǎn)生感應(yīng)電動勢最大值為：儲存電能為：同理可得線框轉(zhuǎn)動第二周儲存的電能為：同理可得線框轉(zhuǎn)動第三周儲存的電能：可得線框轉(zhuǎn)動第周儲存的電能為：則直到停止（即時儲存的電能為：已知儲存的電能為初動能的，可得汽車的初動能為：根據(jù)動能定理和牛頓第二定律可得：解得：答：（1）線框轉(zhuǎn)動方向如圖1所示，圖示位置中的電流方向為從到；（2）此時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為；（3）制動過程中汽車行駛的最大距離為。22．（2024?海淀區(qū)校級模擬）新型電動汽車在剎車時，電動機的線圈會充當(dāng)“發(fā)電機”角色，由車輪帶動來回收能量。為研究方便，發(fā)電機可抽象為如圖1所示模型：兩磁極間勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為、長方形線圈面積為，重數(shù)為，整個線圈都處于磁場中，可繞轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動，線圈外接有阻值為的純電阻負載，忽略線圈的電阻。電動汽車的質(zhì)量為。（1）若電動汽車剎車時受到的地面摩擦等阻力與發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)動提供的剎車制動力相比可以忽略，即該模型中，剎車時汽車受到的阻力完全由線圈轉(zhuǎn)動導(dǎo)致，汽車失去的動能全部用來發(fā)電。設(shè)在汽車剎車過程中某一時刻，線圈平面和磁場恰好平行，已知此時線圈轉(zhuǎn)動角速度為