专题15 交变电流与电磁波-【小题突破·大题攻略】2026年高考物理培优限时练

第一部分专题十五交变电流与电磁波 专题十五交变电流与电磁波 交变电流与电磁波 [小题·精讲精练] C.改造后降压变压器的匝数比减小 [例题讲坛] 例1如图所示，接在理想变压器回路中的五个规 D.改造后降压变压器输出功率变大 格相同的灯泡A、B、C、D、E都恰好正常发光，则 【解折1根号-是可如，U-,比不 理想变压器的匝数比1：2：3为 ( 变，故A错误：发电厂总功率保持不变，根据P B U212可得，输电线路上的电流不变，损失的电压 U撰=12R减小，降压变压器原线图两端的电压 U3=U2-U将增大，故B错误：根据型-可 名 ⑧D⑧E 得改造后降压变压器的匝数比增大，故C错 n 误：输电线路上损失的电压为P辍=R减小，故 的 A.1:1:1 B.3:2:1 用户得到的功率P用=P一P损将变大，故D正 C.4:2:1 D.6:2:1 可 确：故选：C. 【解析】由题意可知，灯泡正常发光，则：UA= 【答案】D UB=Uc=UD,所以U2=2U3,由理想变压器的 [小题·分层分练] 电压比规体可释光-瓷-子周比-2 [一层·打基础] 知识点一 交流电的产生和描述 灯泡都正常发光，则电功率都相等，即：PA=P 1.(多选)如图所示为一正弦交变电压随时间变化 =Pe=PD由P=IPR可得：IA=IB=Ic=ID, 的图像，由图可知 即11=I2=【3,由理想变压器的功率关系U1I telV =U212+U3I3,又U1:U2:U3=1:2:3, 311 联立解得：川=33，所以1：2：n3=3:2:1, 410-) 故B正确，ACD错误；故选：B. -311 【答案】B A.交流电的周期为0.02s 例2某远距离输电线路可简化为如图所示，升压 B.用电压表测量该交流电压时，读数为311V 变压器原、副线圈的匝数分别为1、2，电压分别 C.交变电压的有效值为220V 为U1,U2,输电线总电阻为R,降压变压器原、副 D.将它加在电容器上时，电容器的耐压值小于 线圈的匝数分别为3、4，电压分别为U3、U:, 等于311V 变压器为理想变压器.现进行输电线路改造，改 知识点二变压器 造后输电线电阻R变小，发电厂电压U1、升压变 2.在如图甲所示的电路中，电阻R的阻值为20Ω， 压器匝数比、用户电压U:以及发电厂总功率保 电压表和电流表均为理想电表，变压器为理想变 持不变，下列说法正确的是 压器，在变压器原线圈两端输入如图乙所示的电 压，电压表的示数为62.2V,下列说法正确的是 U/V 311 A.改造后输电电压U2减小 0 0.010.020.03/ B.改造后降压变压器原线圈两端电压U3减小 乙 79 培优限时练小题突破·物理 A.该变压器原线圈两端电压为110V [三层·早拔尖] B.该变压器原、副线圈的匝数之比为5：2 6.(多选)如图电路所示， C.电流表的示数为1.42A 灯泡A、B完全相同 D.若减小电阻R的阻值，变压器的输入功率将 灯泡L与灯泡A的额 减小 定功率相同，额定电压 知识点三远距离输电、电磁波 不同.在输入端接上U=45√2sin100πt(V)的交 3.某发电厂向工厂供电，输送的功率为P,输送的 流电压，三个灯泡均正常发光，电流表A1的示 数为1A,电流表A2的示数为1.5A,电路中变 电压为U,输电线路的总电阻为r.若用原，副线 压器、电流表均为理想的，则正确的是( 圈的匝数之比为1：10的理想升压变压器输电， A.变压器原，副线圈匝数比：2=1：3 则工厂得到的功率为 B.变压器原、副线圈匝数比n1：2=3:1 A.pr C.灯泡L的额定电压为10V 10U2 B.P2 100U2 D.灯泡1的额定电压为15V C.P- P2r 100U2 D.P- Pr 7.如图所示为远距离输电原理图，变压器T1、T2 10U2 为理想变压器，T1原、副线圈的匝数比为1：10， 知识点四电磁波 T2原、副线圈的匝数比为10：1，发电机的输出 4.2024年4月25日，搭载叶光富等三名航天员的 功率为P,输出电压为U,用电器R。两端的电压 神舟十八号载人飞船顺利发射升空，并与天宫空 为0.98U,则输电线的电阻R为 间站顺利对接。飞船在升空过程中，航天员能与 地面工作人员保持实时联络，直播画面通过无线 电波传送到地面。下列关于无线电波说法正确 的是 B22 P A.在无线电波传播过程中，电场和磁场是周期 性变化的 C.02 D.0.5u2 B.在真空中无线电波的波长比可见光波长短 [小题·真题真练] C.要有效发射无线电波，振荡电路要有较低的振 (2024·湖南卷)根据国家能源局统计，截止到 荡频率 2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年 D.太空中航天员讲话时画面与声音同步，说明 居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居 无线电波与声波具有相同的传播速度 于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电 [二层·提考能] 网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以 5.如图，理想变压器原线圈匝数为1，接有一阻值 角速度仙匀速转动，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 为R1=6R的电阻和理想交流电流表A,副线圈 阻R。当用户端接一个定值电阻R时，R。上消 匝数为2，接有阻值R2-R和R3=5R的两个 耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的 电阻.U为正弦交流电压源，输出电压的有效值 是 ( 恒定，频率为50Hz.该变压器原副线圈匝数比 升压变压器降压变压怨 川1：2=3：1，当开关S断开时，电流表的示数 为1，则 A.风速增加，若转子角速度增加一倍，则R。上 消耗的功率为4P B.输电线路距离增加，若R。阻值增加一倍，则 R。上消耗的功率为4P A.流经R2的交变电流的频率为100Hz C.若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则Ro B.当开关S断开时，R2的电功率为PR 上消耗的功率为8P C.当开关S闭合时，原线圈两端的电压增大 D.若在用户端再并联一个完全相同的电阻R,则 D.当开关S闭合时，R2的电功率变为原来的16倍 R。上消耗的功率为6P 80参考答案 m十2m)ug,导体棒PQ和MN是事联关系，根 1 X.2mvi- 3V=220V,电压表测量的是有效值，故示数为220四 据焦平定体可得：Qm一RQ-号0. 故B错误，C正确：当该电压加在电容器上时，其耐压值应大 于峰值，即311V,故D错误.故选：AC. 2 联立解得：Q=号m,故D正确.故选：BD, 【答案】AC 【答案】BD 2,【解析】设变压器原线图两端电压有效值为U,根据电流 4,【解析】依题意弹簧长度不变，由受力分析可知金属线柜所 311V 受重力和弹簧拉力均不变，即山边所受安培力不变，由安培 的热效应可得： T 力公式可得：F=BL,又1=景-会照联主解得：F 解得：U,=110V2V,故A错误：电压表的示数为副线圈电 B祭A中怨为恒定的值，磁感应强度B一直在减小 U 压，即U,=62.2V,由理想变压器的电压比规律可知 所以dc边所交安培力变小，故A错误：B中，智为旗定的 是解得受-受此B正确：制线圈的电流为山， U生 值，磁感应强度一直在增加，所以d边所受安培力变大，故 B错误，C中，尝的值一直在减小，磁高痘强度B一直在减 解释山，=811A,2-费可得：原线圆电流1=引24A 即电流表示数为1.24A,故C错误：若减少电阻R的阻值， 小，所以止边所安安培力变小，此C错送：D中，智的值- -可知，副线周的功率增大，变压器的输入功率等于 由P= 直在减小，磁感应强度B一直在增加，所以d边所受安培 输出功率，故变压器原线圈的输入功率增大，故D错误，故 力可能不变，故D正确.故选：D. 选：B. 【答案】D 【答案】B 5.【解析】经过t时则，金属棒的位移：x=61,此刻金属棒处 的磁感应强度B=B。十k1, 3【解折】发电厂功率为P,电压为U,则电流1。=吕又线 金属棒切割磁感线产生的感应电动势：E=BI=(B。十 kvet)Lvn 图的亚数会一品脚片-票=10，所以制线圈也流为1 电容器极板上的电荷量Q=CE=CL(B,十k1) 1。 那么△1时间内电容器极板上增加的电荷△Q=C△E= 0一0U,又原副线图功率P相等，损耗的功率P=r= kCL话·△ Pr 100元，所以工厂得到的功率为P:=P一P二P一100示·故 充电电流I=设=kCL △ C正确，ABD错误.故选：C 故A正确，B错误从以上电荷量的表达式Q=CE=CL 【答案】C (B。十k1),可以知道，随着时间的增加，电荷量是不断增 4,【解析】A,无线电波属于电磁波，根据电磁波产生的原理， 加，故C正确：由上述结论，充电电流为：I=kCL心，它受到 在无线电波传播过程中，电场和磁场是周期性变化的，A 的安培力F令=BIL=(B。十kt)·kCL6·L,外力功率P 正确： =F=F。%=kCL(B。十kt),随时间的增加而增大， B.由电磁波谱可知，在真空中无线电波的波长比可见光波 故D错误.故选：AC. 长长，B错误： 【答案】AC C,无线电波属于电磁波，要有效地向外界发射电磁波，振 小题·真题真练 电路要有足够高的振荡频率，频率越高，发射电磁波的本领 【解析】由楊次定律结合左手定则可知，安培力与MN的 越大，C错误： 运动方向的夹角始终大于90°，则安培力始终微负功，MN最 D.太空中航天员讲话时画而与声音都是通过无线电波传播 终一定静止在O)位置，AB正确：根据楞次定律可知，从释 到地面的，所以画面和声音同步，无线电波与声波其有不同 放到第一次到达)位置过程中，MN中电流方向由M到 的传稀速度，D错误： N,D正确：从释放到第一次到达OO位置过程中，在即将到 故选A, 达OO住置的时刻，MN所受安培力水平向左，沿递度方向 【答案】A 的分力一定大于MN所受重力沿速度方向的分力，处于减 5.【解析】变压器原副线圈的频率不变，所以流经R的交变 速状态，C错误。 电流的频率为50Hz,故A错误：当开关S断开时，R、R串 【答案】ABD 联，由1：I=n1:n得：1=31，根据电功率公式P=产R 专题十五交变电流与电磁被 可知，R的电功率为P=R,代入数据解得：P=9R, 故B错误：当S闭合时，设此时原线图的电流为kI,由闭合 交变电流与电磁波 电路欧姆定律可知，原线圈两端的电压为：U',=U一1R, 解得：U',=U-6kIR,副线圈的电压为：U广：=T,(R十R), 小题·分层分练 1.【解析】由图像知周期为：T=2X10“g=0.02s,故A正 根据支医器原制我国也区关系可释出-二电流关系 确：交流电的最大值为B=311V,有效值为E=E 2 为：=，联立解得：k=4,所以S闭合后，原线圈电流变 131 培优限时练小题突破·物理 大，R1两端电压变大，原线圈两端电压变小，故C错误：当S 108T:根据安培定则可知磁感应强度的方向向右，所以D 闭合后，原线图电流变为原来的4倍，所以副线图的电流也 正确、ABC错误. 变为原来的4倍，根据电功率公式P=R可知，R。的电功 【答案】D 率变为原来的16倍，故D正确.故选：D 2【解析】要使悬线拉力为零，则回环通电后受到的安培力方 【答案】D 向向上，根据左手定则可以判断，电流方向应活顺时针方向， 6.【解析】固三个灯泡均正常发光，所以副线圈中总电流为 报暴力的半所F=B引V歌，水得1一歌故A项正确.故 1,=3A,由变压规律可知变压器原，制线周臣数比为费 选A. 【答案】A 票=子，故A错误，B正确：令制线周两瑞电压为U,则由 3.【解析】粒子：从N点射出磁场，则在磁场中转过的角度 为90°，粒子在磁场中运动的半径等于R,则粒子b在磁场中 支压规律可知原线圈两荡也压U,-费山=刘：个女泡L 运动的半径也为R,轨迹如图： 两端电压为U1,则有UI1=U2I,其中U=U1十U1,由输 入端电压4=45√/2sin100πt(V),可知U=45V,联主可得 =15V,故C错误，D正确. 【答案】BD 7.【解析】根据T,原副线圈匝数比可知，T,的输入电流为1 一日敏出也流为了一品的给出电流粉为1，则也胆R 上消耗的功率为P一0.98P= 10O)R,解得R=2 P P,故B 由几何关系可知，四边形MOPO1为菱形，则粒子b在磁场 中转过的角度为120°，两粒子的周期相等，则时间之比等于 正确，ACD错误，故选：B. 转过的角度之比为3：4.故选：A 【答案】B 【答案】A 小题·真题真练 4.【解析】导体棒产生的感应电动势的表达式为：一BLv 【解析】如图所示画出降压变压器的等效电路图，设降压变 10sin10πt,感应电动势的峰值为E,=10V,有效值为E 压器原，剧线圈的匝数比为：1(k>1),喇输电线路上的电 U. -5v巨V文流电流表的示银为1是，-号A,0~号 流LR,十R,转子在磁场中转动时产生的电动势心一 √② NBSosin @t,当转子角速度增加一倍时，则升压变压器原 时同内R产生的热量为Q。=R,号-0,5小，在0一号时 副线圈两端电压都增加一倍，则输电线路上的电流变为 间内产生的交流电相当于矩形线图在匀强磁场中从中性面 =212,R。上消耗的功率P1=1R。=4R。=4P,A正确： 开始转动半个周期产生的交流电，在后一种情况下，通过R 同理，当升压变压器的副线图臣数增加一倍时，制线圈两端 的电背量为？=梁，-器而E=5所以有 电压增加一倍，输电线上的电流也增加一倍，R。上消耗的功 率P,=P,=4P,C错误；若R。阻值增加一倍，输电线路上 2E=1C0.628C,故选项C正确，A,B,D错误. (R+r)w5π U生 的电流T:2R十RR消耗的功率P-·2R≠4P, 【答案】C 5.【解析】0~t。时间内的感应电流为正（逆时针），由右手螺 B错误：若在用户端并联一个完全相同的电阻R,用户端电 旋定则得到感应磁场向外，而由楞次定律知原磁场可以是向 阻相当于减为原来的一半，输电线上的电流？=， 外（正）减小或向里（负）增大，而感应电流大小恒定，由I R+罗 -知需要原磁场均匀变化；故A、B.C错误，D正确，故 2R十RR消耗的功率P=R≠6P,D错误. 2U, R 选D. 【答案】D 6.【解析】用户用电器并联，增加用电器，电阻减小，R不 变，△U为线中电阻的分压，线中电阻占总电阻的比值减小， 等效为 △W减小，故A错误：B中用户用电器分压将减小，P=. 变U,增知，电路中R分压也增加，由P一 -,得P增加， 【答案】A 阶段滚动练（五） 故捐失功率增加，故C情误：根据R=(院）R:s增 1,【解析】天平平衡时，CD段导线所受安培力大小为：F 加，R增大，输出电压不变，根据P-紧，得发电机输出功华 mg:由F=BL得，B=元-0-X设0T=20X 减小.故D错误.故选：B 【答案】B 132