交变电流、变压器、远距离输电的综合理解与应用(解析版)—2025年高考物理一轮复习考点通关卷(新高考

交变电流、变压器、远距离输电的综合理解与应用
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交变电流、变压器、远距离输电的综合理解与应用
1．（2024·四川成都·三模）如图甲，风力发电装置呈现风车外形，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E m 。

则（ ）
A ．线圈转动的快慢不会影响回路中电流的大小
B ．当线圈转到图示位置时产生的感应电流方向为ABCD
C ．当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最小
D ．穿过线圈的最大磁通量为m
E w
【答案】B
【详解】A ．根据：E w =又：E I R r
=
+
解得：I =
可知线圈转动的快慢会影响回路中电流的大小。

故A 错误；
B ．当线圈转到题图示位置时，根据右手定则判断知产生的感应电流方向为ABCD 。

故B 正确；
C ．当线圈转到题图示位置时，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 错误；
D ．由：m m Φ
E NBS N w w ==得：m m ΦE N w
=
故D 错误。

故选B 。

2．（2024·天津蓟州·模拟预测）如图甲所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t T ，线圈产生的电动势的最大值为
m E ．则（ ）
A ．在1
4
t T =时，线圈中产生的瞬时电流最大
B ．在1
2
t T =时，线圈中的磁通量变化率最小
C ．将线圈转速增大2
D ．线圈中电动势的瞬时值m 2πcos e
E t T æö
=ç÷
èø【答案】D
【详解】A ．在14
t T =时，线圈中磁通量最大，磁通量的变化率最小，则产生的瞬时电流为零，故A 错误；
B ．在1
2
t T =时，线圈中的磁通量最小，则磁通量的变化率最大，故B 错误；
C ．将线圈转速增大2倍，则角速度增大2倍，根据：m E NBS w =
，E =可知线圈中感应电动势的有效值增大2倍，故C 错误；
D ．0t =时刻磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，则线圈中电动势的瞬时值为
m 2πcos e E t T æö
=ç÷
èø
故D 正确。

故选D 。

3．（2024·江苏·模拟预测）某实验小组模拟远距离输电的原理图如图所示，A 、B 为理想变压器，R 为输电线的电阻，灯1L 、2L 规格相同。

保持变压器A 的输入电压不变，开关S 断开时，灯1L 正常发光，则（ ）
A ．仅将滑片P 上移，A 的输入功率变大
B ．仅将滑片P 上移，1L
C ．仅闭合S ，1L 、2L 均正常发光
D ．仅闭合S ，输电线路输送效率减小【答案】D
【详解】AB ．仅将滑片P 上移，则升压变压器的副线圈匝数变小，所以输出电压变小，相应的B 变压器的输入电压降低，输出电压也降低，所以L 1两端电压变小，L 1的功率变小，则B 变压器的输出功率变小，则A 变压器的输入功率也变小，故AB 错误；
CD ．仅闭合S ，则B 变压器的负载电阻变小，输出总电流变大，相应的输电线上的电流变大，输电线上损失的电压变大，B 变压器的输入电压变小，输出电压也变小，即灯泡两端的电压变小，灯泡不能正常发光，设A 变压器的输出电压为2U ，B 变压器的输入电压为3U ，则输电线路输送效率为：
332222
ΔU I U U U
U I U U h -=
==线线其中：ΔU I R =线
线
输电线电流增大，则输电线路输送效率减小，故C 错误，D 正确。

故选D 。

4．（2024·浙江台州·二模）如图甲所示是电机的示意图。

如图乙所示，将两个完全相同的电机正对放置，用直杆连接两个电机的转轴，电机1M 与电源相连，电机2M 与毫安表相连。

先闭合开关1S ，再闭合开关2S ，发现毫安表指针发生偏转。

下列说法正确的是（ ）
A ．电机1M 相当于发电机
B ．毫安表指针会在中央零刻度的左右晃动
C ．闭合开关2S 瞬间，电机1M 转动变快，其线圈发热明显
D ．将电机1M 和2M 的磁极N 、S 都交换，毫安表的指针偏转方向不变【答案】D
【详解】A ．由于1M 所在电路中有电源，且当开关1S 闭合后1M 会转动，说明1M 是电动机，电动机是利用通A 错误；
B ．由于1M 与2M 用转轴相连，当1M 转动时会带动2M 转动，而当2M 转动时，闭合开关1S ，与2M 串联而构成闭合的毫安表指针发生偏转，说明2M 是发电机，发电机内部有磁场和线圈，在1M 的带动下，2M 内部线圈将会做切割磁感线的运动，从而产生感应电动势，在其所在回路中产生感应电流，因此毫安表发生偏转，但在稳定转动的情况下，毫安表指针不会在中央零刻度的左右晃动，毫安表显示的是感应电流的有效值，若是稳定转动，则其指针将稳定的指在某一刻度，故B 错误；
C ．闭合开关2S 瞬间，电机1M 转速将降低，电流增大，其线圈发热明显，故C 错误；
D ．将1M 中的磁极N 、S 交换，根据左手定则可知，1M 的转动方向将与原来反向，若同时将2M 中的磁极N 、S 交换，则2M 在1M 带动下转动产生感应电流的方向不发生变化，毫安表的指针偏转方向不变，故D 正确。

故选D 。

5．（2024·河南周口·模拟预测）一小型水力发电站给某商场用户供电，并将剩余的电能储存起来。

如图，发电机的输出电压279V U =，输出功率418.5kW P =输出，降压变压器原、副线圈的匝数之比0:10:1=n n ，
输电线总电阻20R =W 线，其余线路电阻不计，商场的用户端电压4220V U =，功率352kW P =用户，所有变压器均为理想变压器。

下列说法正确的是（ ）
A ．发电机的输出电流为1200A
B ．输电线上损失的电压为160V
C ．输送给储能站的功率约为56.1410W
´D ．升压变压器原、副线圈的匝数之比12:1:80n n =【答案】D
【详解】A ．发电机的输出电流为：1
11418500A 1500A 279
P I U ===故A 错误；
B ．降压变压器次级电流：44
352000
A 1600A 220
P I U ==
=用户初级电流：43431600A 16A 100
n I I n =
==输电线上损失的电压为：31620V 320V U I R ==´=线线故B 错误；
C ．输电线上损失的功率为：2231620W 5120W P I R ==´=线
线输送给储能站的功率为：161380W P P P P =--=储线用户故C 错误；
D ．升压变压器次级电压：2333
352000
V 1620V 22320V 16
P U U U I R I =+=+=
+´=用户线线升压变压器的匝数比：112227912232080
n U n U ===故D 正确。

故选D 。

6．（2024·河北·模拟预测）在图甲所示的交流电路中，输入端a 、b 所接电源电压u 随时间t
的变化关系如图
乙所示。

原线圈电路中接有““8V ，4W””的小灯泡，副线圈电路中所接灯泡L 的额定电压为20V ，电阻恒为
15Ω，定值保护电阻1
30ΩR =。

滑动变阻器的触头滑到适当位置时，两个灯泡恰好都正常工作。

假设变压器
是理想变压器。

下列说法正确的是（ ）
A ．通过灯泡L 的电流方向每秒改变25次B
．电源的输出功率是C ．变压器原、副线圈的匝数比12:8:3n n =D ．滑动变阻器接入电路的电阻为11.25Ω【答案】C
【详解】A ．由图乙可知，交流电压的周期为0.04s ，一个周期内电流方向改变2次，则通过灯泡L 的电流方向每秒改变50次，故A 错误；B ．a 、b
间电压有效值为：200V ab U =原线圈电路中的小灯泡正常工作，则流过原线圈的电流为：1
11
0.5A P I U ==则电源的输出功率为：1100W ab P U I ==故B 错误；
C ．设副线圈电路中的灯泡正常工作时的电流为2I ，则有：L 2L 4
A 3
U I R ==故变压器原、副线圈的匝数比为：1221::8:3n n I I ==故C 正确；
D ．原线圈两端电压为：18V 192V ab U U =-=由：1212
::n n U U =可得副线圈输出电压为：272V U =故副线圈的总电阻为：2
2
54U R I =
=W 总所以滑动变阻器接入电路的电阻为：L 19R R R R =--=W 总故D 错误。

故选C 。

7．矩形线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动。

若轴线右侧没有磁场（磁场具有理想边界）
，如图所示。

设
abcda 方向为感应电流的正方向。

从图示位置开始一个周期内线圈感应电流随时间变化的图像中，正确的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】A
【详解】从题图示位置开始，在0~
4
T
时间内，磁通量减小，原磁场方向向里，由楞次定律“增反减同”可知，感应电流的磁场方向向里，产生的感应电流的方向为abcda ，即与电流规定的正方向相同，且产生的感应电流的大小随时间按正弦规律变化，有：sin BS i t R
w
w =在
~42
T T
时间内，磁通量增大，原磁场方向向里，由楞次定律“增反减同”可知，感应电流的磁场方向向外，因线圈的位置也发生了变化，所以产生的感应电流的方向还是abcda ，即与电流规定的正方向相同，结合题中选项可知，A 正确，BCD 错误。

故选A 。

8．（2024·湖南·模拟预测）如图，边长为L 的N 匝正方形线框连接用电器，在竖直方向的磁场中绕水平轴线以角速度w 旋转，0t =时线框水平，磁感应强度随时间变化的表达式为()0sin B t B t w =，则线圈产生的感应电动势的有效值为（ ）
A ．2
0NB L w B C ．
202
NB L w D 20L w
【答案】B
【详解】若从图示位置开始计时，通过线圈的磁通量为：02
2021
s co in s 2
in s c 2os B t B t BL t L t L w w w w Φ===
根据法拉第电磁感应E N
t
DΦ=D ，可得线圈中产生的感应电动势大小为：2
0cos 2e NB L t w w =
则线圈中产生的感应电动势的有效值为：E =故选B 。

9．（2024·辽宁·模拟预测）如图甲、乙所示的交流电分别加在两定值电阻R 1、R 2两端，已知R 1=2R 2，若两图中的横纵坐标均为已知量，图甲为正弦线。

则下列说法正确的是（ ）
A ．前半个周期两交流电压的有效值之比为1∶2B
、0
32U
C ．0~
2
T
时间内两定值电阻上产生的热量之比为1∶8D ．0~T 时间内两定值电阻上产生的热量之比为1∶10【答案】D
【详解】A
．图甲中前半个周期交流电电压的有效值为：1U =图乙中前半个周期交流电电压的有效值为：202U U =
前半个周期两交流电压的有效值之比为：12:1:U U =故A 错误；
B
．图甲中前交流电电压的有效值为：1U ¢
=
设图乙中交流电电压的有效值为3
U ¢
，则有：22
2002
(2)22U U U T T T
R R R
¢´+´=´
解得：2U ¢
=
故B 错误；
C ．0~2
T
时间内，定值电阻R 1上产生的热量为：220111228U T U T Q R R =
´=定值电阻R 2上产生的热量为：220222222U T U T Q R R =
´=解得：12:1:16Q Q =故C
错误；
D ．0~T 时间内，定值电阻R 1上产生的热量为：22011
12
4U T
U T Q R R ¢¢
==定值电阻R 2上产生的热量为：2022
22
252U T
U T Q R R ¢¢
==解得：''
12:1:10
Q Q =故D 正确。

故选D 。

10．（2024·湖南长沙·模拟预测）如图所示，M 、N 端连接一个稳压交流电源，其有效值为6V ，理想变压器的原线圈上接有定值电阻01R =W ，副线圈上接有最大阻值为10W 的滑动变阻器R ，原、副线圈匝数之比
121
3
n n =，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 ，现将滑片逐步上移至最上端，电流表、电压表变化量的绝对值分别为I D 、U D ，下列说法正确的是（）
A ．滑片上移过程中电压表、电流表示数均增大
B ．
1U
I
D =W C ．滑动变阻器R 的滑片处于正中间位置时，电流表示数为lA
D ．当滑动变阻器接入电路的阻值为9Ω时，变压器输出功率最大且为9W 【答案】D
【详解】A ．由于理想变压器原线圈电路上含有电阻，则可把理想变压器和副线圈上的电阻等效为一个电阻，则电路变为简单的串联电路，如图所示
滑片逐步上移，使R 阻值增大，即：1
2
212
121
221
n U U n n R R
n I n I n æö===ç÷èø等效
增大，则总电阻增大，根据：MN I R U =
总
总
可知总电流减小，即通过0R 的电流减小，根据：
12
21
I n I n =可知，通过电流表的电流减小。

根据：1010MN MN U U U I U R =-=-可知1U 增大。

根据：
11
22
U n U n =可知电压表示数增大。

故A 错误；
B ．根据理想变压器的变压、变流规律及闭合电路欧姆定律有
()2
222222
21102020
211111
1MN MN MN n n n n n n U U U I R U I R U I R n n n n n n æö==-=-=-ç÷èø则：2
22
02
219U U n R I I n D D ===W D D 故B 错误；
C ．对副线圈：22U I R =原线圈有：101MN U I R U =+又：
1211
2122
I n U n I n U n ==，联立解得：29A 7
I =故C 错误；
D ．分析可知变压器的输出功率为等效电路的功率，则
()
()1
222
2
2
4MN
MN
U U P P I R R R
R R
R R R -===
+=+出等效等效等效等效
效等效等可知，当0R R =等效时变压器输出功率最大，结合：212219
n R R R n ==等效解得：9R =W
带入
()
00
2
2
4MN
U P R R R R -=
+出等效等效
得：m 9W
P =故D 正确。

故选D 。

11．（2024·天津滨海新·三模）半径为a 、内阻为r 的单匝圆形导体环，在磁感应强度为B 的磁场中绕着虚线轴匀速转动，角速度为w 。

在导体环外接一阻值为R 的电阻，电阻两端并联一电压表。

若0t =时刻导体环处于如图位置，则下列说法中正确的是（ ）
A 2πa w
B ．π
t w
=
时，圆形导体环中电流方向改变
C ．穿过导体环的磁通量瞬时值表达式2πsin B a t
j w =D ．从0t =到π
t w =的时间内流过电阻的电量2
2πB a q R r =
+【答案】BD
【详解】A. 2sin B a t
p w w =
电动势的有效值为：E =
电路中电压表示数为：2w 故A 错误；B. π
t w
=
时，圆形导体环转过180°，故电流方向改变，故B 正确；
C. 穿过导体环的磁通量瞬时值表达式：2πcos B a t j w =故C 错误；
D. 从0t =到π
t w
=的时间内流过电阻的电量：2
ΔΦ2πB a q It R R r ===+总故D 正确。

故选BD 。

12．（2024·四川巴中·一模）如图所示，理想变压器原线圈接()100πV e t =的交流电，原、副线圈匝数比12:2:5n n =，已知定值电阻20r =W ，025R =W ，R 是滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表，以下说法正确的是（ ）
A ．100ΩR =时，理想变压器的输出功率最大
B ．理想变压器的最大输出功率为m 650W
P =C ．理想变压器的输出功率最大时，电流表的示数为1.25A D ．150ΩR =时，滑动变阻器消耗的功率最大【答案】AD
【详解】AB ．根据题意，电源电动势有效值：220V E =如图：
假设原线圈中的电压为1U ，电流为1I ，可认为虚线框中为等效电阻：11
U R I ¢=又：
1122U n U n =，1221I n I n =，202
U
R R I =+求得：()2
1022
n R R R n ¢=+①
则电路可看成是由r 和R ¢组成的电路，若使变压器输出功率最大，则R ¢的功率最大，根据
2
221
22R E E P P I R R r r R R r
R ¢æö====ç÷+èø+¢¢¢¢
+¢出根据基本不等式，当：20R r ¢==W
时，R ¢的输出功率最大，此时由①式可得：100R =W
输出的最大功率：22
2m 1
220W 605W
4420
R E P P I R r ¢===¢==´A 正确， B
错误；
C ．理想变压器的输出功率等于负载电阻总功率，则有：()
2
m 20P I R R =+可得：2 2.2A I =故C 错误；
D ．要使滑动变阻器上的功率最大，把r 按照上述规则等效到副线圈中，有：2
122n r r n ¢
=求得：125r ¢=W 如图所示：
把虚线框看成是电源，内阻：125r ¢=W 当：0r R R
¢+=时，滑动变阻器输出功率最大，此时：150R =W D 正确。

故选AD 。

13．（2024·河北保定·三模）如图所示的理想变压器电路中，R 1、R 2、R 3为定值电阻，R 4为滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表，在a 、b 端接入有效值不变的正弦交流电，则下列说法正确的是（ ）
A ．仅将滑片P 1向下移，电压表和电流表示数均变大
B ．仅将滑片P 1向下移，电阻R 1消耗的功率变大
C ．仅将滑片P 2向下移，电压表和电流表示数均变大
D ．仅将滑片P 2向下移，电阻R 2消耗的功率变大【答案】
BC
【详解】B ．设原线圈中电流为I ，则：2
112n U IR I R n æö
=+ç÷èø副
仅将滑片1P 向下移，I 变大，电阻1R 消耗的功率变大，故B 正确；A ．由于变压器的输出功率
21P UI I R =-I 变大不能确定P 是否变大，因此不能确定电流表的示数是否变大，故A 错误；
C ．仅将滑片2P 向下移，副线圈电路中的电阻减小，因此I 变大，电压表和电流表的示数均变大，故C 正确；
D ．仅将滑片2P 向下移，变压器输入电压减小，输出电压减小，2R 消耗的功率变小，故D 错误．故选BC 。

14．（2024·黑龙江鹤岗·模拟预测）如图所示，一小水电站，输出的电功率为20kW P =，输出电压
0400V U =，经理想升压变压器1T 升压后远距离输送，升压变压器1T 的匝数比12:1:5n n =，输电线总电阻为10Ωr =，最后经理想降压变压器2T 降为220V 向用户供电。

下列说法正确的是（ ）
A ．输电线上的电流为50A
B ．用户得到的电功率为19kW
C ．输电线上损失的电压为500V
D ．变压器2T 的匝数比34:95:11n n =【答案】BD
【详解】A ．根据题意，由公式P UI =可得，水电站输出的电流为：3
002010A 50A 400P I U ´===升压变压器输出电流为：1
202
10A n I I n =
=即输电线上的电流为10A ，故A 错误；BC ．输电线上损失的电压为：2100V U I r D ==损失的功率为：2
21000W
P I r D ==则用户得到的电功率为：19kW P P P =-D =用故B 正确，C
错误；
D ．升压变压器输出电压为：2
201
2000V n U U n =
=降压变压器输入电压为：321900V U U U =-D =则变压器2T 的匝数比为：34190095
22011
n n ==故D 正确。

故选BD 。

15．（2024·山东淄博·模拟预测）如图为实验室完成远距离输电的模拟电路，电路中左侧升压变压器原、副线圈的匝数比为1: 5，右侧降压变压器的匝数比为2 :1，定值电阻R 1= R 2= 4Ω，当升压变压器原线圈所 接电源电压为U 1= 8V ，开关断开时两定值电阻消耗的总电功率为 32W ，输电线的电阻为 r ，所有变压器均为理想变压器。

下列说法正确的是（ ）
A ．r = 4Ω
B ．流过升压变压器原线圈的电流为 5A
C ．闭合开关，输电线上损耗的功率为200
W 9
D ．闭合开关，输电效率为 63%【答案】BC
【详解】Ａ．根据电压比等于匝数比可知升压变压器次级电压：U 2=40V
降压变压器次级电压：416V U ==则降压变压器初级电压：34232V U U ==降压变压器次级电流：4
412
2A
U I R R ==+则初级电流：341
1A 2
I I =
=则输电线的电阻为：2334032
81
U U r I --==W =W 选项A 错误；
B ．流过升压变压器原线圈的电流为：1355A I I ==选项B 正确；
C ．闭合开关，升压变压器次级电压U 2=40V ；降压变压器初级电压：'''
3233408U U I r I =-=
-
则次级电压：'
''4331
(408)2042
U I I =
-=-次级电流：''
43
2I I =其中：'4
1
'4
U R I =联立解得：'
35A
3
I =输电线上损耗的功率为：'2
3200
W 9
P I r ==
线选项C 正确；
D ．闭合开关，输电效率为：'3
20000'
32
5200403910066.75403
I U P I U h ´--==´=´线选项D 错误。

故选BC 。

16．（2024·贵州毕节·模拟预测）在远距离输电中，各物理量符号及输电原理如图所示，已知输电线电阻不变，输电过程中所有变压器均为理想变压器。

升压变压器输入正弦交流电有效值1U 保持不变，发电站发电机始终未超过最大功率，随着用户增多，下列说法正确的是（ ）
A ．2U 不变，2I 变大
B ．3I 变大，3U 变大
C ．3U 的变化量和2I 的变化量的比值3
2
U I D D 不变D ．2U 不变，发电机输出的功率不变【答案】AC
【详解】A.根据理想变压器原理：
11
22
n U n U =可知2U 不变，设副线圈负载电阻为R ，当用户增多，降压变压器副线圈电阻变小，回路等效电阻变小，各部分电流均增大，即1I 、2I 、3I 均增大，故A 正确；B.根据：322U U I r =-可知3U 变小，故B
错误；
C.根据：322U U I r =-可得：
3
2
U r I D =D 故C 正确；
D.根据111P U I =1U 不变，1P 增大，故D 错误。

故选AC 。

17．（2024·天津武清·模拟预测）如图所示是远距离输电线路图，升压变压器原、副线圈的匝数分别为1n 、
2n ，电压分别为1U 、2U ，降压变压器原、副线圈的匝数分别为3n 、4n ，电压分别为3U 、4U ，两变压器均视为理想变压器，输电线总电阻为R 。

假设发电厂输出电压1U 不变，则下列说法正确的是（ ）
A ．若输送功率保持不变，升压变压器副线圈的匝数2n 增大时，输电线上损失的功率减小，用户获得的电压4U 不变
B ．若1243::n n n n =，用户获得的电压小于发电厂的输出电压
C ．用户使用的用电器数量增多时，发电厂的输出功率增大，用户获得的电压4U 减小
D ．用户使用的用电器数量增多时，可以增大3n 以保证用户得到的电压不变【答案】BC
【详解】A ．升压变压器原线圈电流为：1
11
P I U =根据变压器原理：
12
21
I n I n =可知若输送功率保持不变，升压变压器副线圈的匝数2n 增大时，输电线上的电流2I 减小，根据P 损=I 22R
可知输电线上损失的功率减小，降压变压器原线圈电压为：322U U I R =-可知降压变压器原线圈电压3U 增大，根据变压器原理：33
44
U n U n =可知用户获得的电压4U 增大，故A 错误；B ．输电线R 上有损耗的电压，故：23U U >根据变压器原理：
11
22U n U n =，3344
U n U n
=
若1243::n n n n =，用户获得的电压小于发电厂的输出电压，故B 正确；
C ．用户使用的用电器数量增多时，发电厂的输出功率增大，升压变压器原线圈电流1I 增大，根据变压器原理可知，输电线上的电流2I 增大，输电线上损失的电压增大，降压变压器原线圈电压3U 减小，根据变压比可知，用户获得的电压4U 减小，故C 正确；
D ．根据变压器原理：
33
44
U n U n =用户使用的用电器数量增多时，降压变压器原线圈电压3U 减小，可以减小3n 以保证用户得到的电压不变，故D 错误。

故选BC 。

18．（2024·辽宁锦州·模拟预测）图甲所示的装置是斯特林发电机，其工作原理图可以简化为图乙。

已知矩形导线框的匝数为N ，面积为S ，处在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，矩形导线框以角速度w 绕垂直磁场方向的轴OO ¢匀速转动，线框与理想变压器原线圈相连。

理想变压器原、副线圈的匝数比为1:4，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，1R 为定值电阻，R 为滑动变阻器，交流电压表1V 、2V 均视为理想电表，不计线框的电阻。

下列说法正确的是（ ）
A ．线框从图示位置开始转过180°时，电压表1V 的示数为0
B ．滑动变阻器的滑片向c 端滑动的过程中，1R 的发热功率一直减小
C ．滑动变阻器的滑片向d 端滑动的过程中，电压表2V
的示数始终为w D ．线框从图示位置开始转过180°的过程中，产生的平均电动势为π
NBS w
【答案】BC
【详解】AC ．矩形线框在转动过程中产生的感应电动势的最大值：max E NBS w =则原线圈的电压即电压表V 1
的示数：1U =
根据原、副线圈电压比与匝数比的关系有，则副线圈的电压即电压表V 2的示数：
11
22
U n U n
=
解得：2
211
n U U n w =
=A 错误，C 正确；
B ．根据以上分析知，只要1U 不变则2U 不变。

在滑动变阻器的滑片向c 端滑动的过程中，接入电路中的电阻增大，副线圈回路的电流2I 减小，1R 的发热功率减小，B 正确；
D ．线框从题中图示位置开始转过180°的过程中，磁通量的变化量：()2BS BS BS DΦ=--=而产生的平均电动势：
22
BS
E N
t
N
T =D =ΦD 2T p
w =
2NBS E w
p
=
D 错误。

故选BC 。

19．（2024·天津蓟州·三模）如图所示，在匀强磁场中匀速转动的单匝矩形线圈的周期为T ，转轴O ¢垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω。

从线圈平而与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A ，则下列说法正确的是（ ）
A ．线圈消耗的电功率为2W
B ．线圈中感应电流的最大值为2A
C ．任意时刻线圈中的感应电动势为2π4cos e t T
=D ．任意时刻穿过线圈的磁通量为2πsin πT t T
Φ=【答案】BC
【详解】AB ．从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A ，由感应电流的瞬时表达式可得：m cos 601A
i I =°
=
解得线圈中感应电流的最大值为：m2A
I=
线圈中感应电流的有效值为：I==
线圈消耗的电功率为：24W
P I R
==
故A错误，B正确；
C．线圈中的最大感应电动势为：m m22V4V
E I R
==´=
从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，任意时刻线圈中的感应电动势为：
m
2
cos4cos
e E t t
T
p
w
==
故C正确；
D．从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，任意时刻穿过线圈的磁通量为
m
m
4222
sin sin sin sin
2
E T
t t t t
T T
T
p p
w w
p
w p
Φ=Φ===
故D错误。

故选BC。

20．（2024·天津蓟州·三模）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为20∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，原线圈c、d
两端加上交变电压，其瞬时值表达式为
1
V
u t
=，则（ ）
A．单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为11V
B．单刀双掷开关与a连接，1s
600
t=
时，电压表的示数为
C．单刀双掷开关由a扳向b，电压表和电流表的示数均变大
D．单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小【答案】AC
【详解】A．原线圈中的有效电压值为220V，当单刀双掷开关与a连接时，原副线圈的匝数比为20:1，所
以根据：11
22
U n
U n
=
所以副线圈中电压表的示数为：211V
U
=
故A 正确；
B ．无论在什么时间，电压表的示数一直为交变电压的有效值，故仍为11V ，故B 错误；
C ．当单刀双掷开关由a 扳向b 时，原副线圈的匝数比减小，所以根据：
1122
U n U n =得2U 增大，电压表示数变大，根据：2
2U I R =所以电流表示数变大，故电压表和电流表示数均变大，故C 正确。

D ．开关与a 连接，在滑片P 触头向上移动的过程中，原副线圈的匝数比不发生变化，所以电压表的示数不变化，接入电路中滑动变阻器的阻值变大，电流表示数变小，故D 错误。

故选AC 。