专题05 交变电流 电磁振荡 传感器（人教版2019）-【好题汇编】备战2024-2025学年高二物理下学期期中真题分类汇编（人教版2019）

专题05 交变电流 电磁振荡 传感器 经典基础题 1 考点01交变电流的四值问题 1 考点02变压器的基本关系和动态分析 3 考点03远距离输电 4 考点04电磁振荡与电磁波 6 考点05利用传感器制作简单的自动控制装置 7 优选提升题 9 考点01交变电流的四值问题 9 考点02变压器的基本关系和动态分析 11 考点03远距离输电 13 考点04电磁振荡与电磁波 15 考点05利用传感器制作简单的自动控制装置 17 交变电流的四值问题 1．（23-24高二下·四川遂宁·期中）如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R=10 Ω的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10 V。图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图像，则（　　）         A．电阻R上的电功率为20 W B．t=0.02 s时，R两端的电压瞬时值为零 C．R两端的电压u随时间t变化的规律是u=14.1cos 100πt（V） D．通过R的电流i随时间t变化的规律是i=14.1cos 50πt（A） 2．（23-24高二下·山东临沂·期中）有“海上充电宝”之称的南鲲号是中国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。若转子带动线圈如下图逆时针转动，并向外输出电流，线圈匝数为N，线圈面积为S，线圈所处图示位置磁感应强度为B，稳定时线圈角速度为ω，则下列说法正确的是（　　） A．线圈从图示位置转过90°时穿过线圈的磁通量为零 B．该发电装置单位时间内能输出的最大电能与波浪频率有关 C．线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线受到的安培力方向向下 D．线圈转到图示位置时线圈电动势为 3．（23-24高二下·河南商丘·期中）2023年4月9日，深圳国际小家电产品展览会将在深圳会展中心开展。参展产品中南北美洲的绝大乡数国家家用电器的额定电压是，这类用电器不能直接接到我国的照明电路上，可以接到交变电压是的电源上使用，交变电压是由矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的，对于交变电压下列说法正确的是（　　） A．电源交流电的频率为，当时 B．用时电流方向改变600次 C．用交流电压表测该电压其示数为 D．将该电压加在阻值为的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为 4．（23-24高二下·安徽·期中）如图，长虚线b左侧存在垂直平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，矩形线圈垂直磁场放置，a、b点为上、下两边中点。已知矩形线圈匝数为N，总电阻为r，长、宽分别为2L1、L0。若线圈以ab为轴匀速转动，角速度为，下列说法正确的是（　　） A．线圈在图示位置时，电动势最大 B．线圈磁通量的最大变化率为 C．线圈上电动势的有效值为 D．从图示位置开始，经时间，通过线圈的电荷量为 变压器的基本关系和动态分析 5．（23-24高二下·浙江·期中）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为，副线圈接有理想电动机，电动机线圈电阻为，原线圈接交变电源，电动机正常工作，电流表的示数为，电表对电路的影响忽略不计。则（　　） A．此交流电的频率为 B．电动机两端电压为 C．正常工作时电动机的机械效率约为 D．若电动机由于卡住了而不转动，则电流表的示数为 6．（23-24高二下·江苏无锡·期中）如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比，接线柱a、b接一正弦交变电源，电压如图乙所示。变压器右侧部分为一火警系统原理图，其中为用半导体热敏材料制成的传感器（电阻随温度升高而减小），为一定值电阻。下列说法中正确的是（　　） A．电压表V1示数为 B．输入电压瞬时值表达式为 C．当所在处出现火警时，电流表A的示数变小 D．当所在处出现火警时，电压表V2的示数变大 7．（23-24高二下·新疆·期中）在如图所示的电路中，理想变压器原线圈接入恒定的正弦交流电，电流表、电压表均为理想表，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，开关S开始接在1端，则下列判断正确的是（　　） A．将开关S由1合向2，电流表的示数变大，电压表的示数变小 B．将开关S由1合向2，电流表的示数变小，电压表的示数变小 C．将滑动变阻器的滑片P向下移，电流表的示数变大、电压表的示数不变 D．将滑动变阻器的滑片P向下移，电流表的示数不变，电压表的示数变小 8．（23-24高二下·四川成都·期中）如图所示，理想变压器的原，副线圈匝数之比为5∶1，R2=5Ω，现在电源输入电压如图乙所示的交流电，电流表和电压表均为理想电表，电流表A2的示数为4A。下列说法正确的是（　　） A．电压表V1的示数是120V B．电阻R1的值为275Ω C．电路消耗的总功率是80W D．若R2的阻值增大，则电压表V2的示数将增大 远距离输电 9．（23-24高二下·广东河源·期中）一座小型水电站通过理想升压变压器和理想降压变压器向较远处的用户输送电能，如图所示。已知发电机的输出电压U1=480V，输出功率P=20kW；用户处的电压U4=220V，消耗的功率P用=19.50kW，输送导线总电阻R=20Ω，其余线路电阻不计，则升压变压器原副线圈匝数比为（　　） A．25∶3 B．25∶4 C．3∶25 D．4∶25 10．（23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期中）2020年9月，中国发布“双碳战略”， 计划到2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体，特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一，若保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，从原来的150kV 高压输电升级为1500kV的特高压输电， 下列说法正确的是（　　） A．若输电线不变，则输电线中的电流变为原来的10倍 B．若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的 C．若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的 D．若更换直径为原来输电线直径10倍的同种材料制成的输电线，则输电线上损失的功率不变 11．（23-24高二下·四川内江·期中）如图示为某一输电示意图，电厂的发电机输出功率为，输出电压，升压变压器原、副线圈的匝数比为，输电线电阻为，用户需要的电压，变压器均为理想变压器，则（　　） A．输电线上的输送电流为 B．输电线上损失的电压为 C．输电线上损失的电功率为 D．降压变压器的原、副线圈的匝数比为 12．（23-24高二下·广东珠海·期中）为全面推进乡村振兴，某地兴建的小型水电站如图所示。该水电站交流发电机的输出功率为、发电机的输出电压，经变压器升压后向远处输电。输电线总电阻为，在用户处的降压变压器输出电压。在输电过程中，要求输电线上损耗的功率为发电机输出功率的4%。假设升压变压器、降压变压器均为理想变压器，下列说法错误的是（　　） A．发电机输出的电流 B．输电线上的电流 C．降压变压器的匝数比 D．用户得到的电流 电磁振荡与电磁波 13．（23-24高二下·浙江温州·期中）如图甲所示为振荡电路，电流（以图甲中电流方向为正）随时间的变化规律为图乙所示的正弦曲线，下列说法正确的是（　　） A．内，电容器正在充电 B．内，电容器上极板带正电 C．内，线圈自感电动势逐渐减小 D．内，电场能转化为磁场能 14．（23-24高二下·安徽·期中）如图2所示为LC振荡电路的电流随时间变化的图像，规定图1所示电流方向为正。下列表示M板电荷量随时间变化图像正确的是（　　） A． B． C． D． 15．（23-24高二下·浙江温州·期中）某个智能玩具的声响开关与LC电路中的电流有关，如甲图所示为玩具内的LC振荡电路部分。已知线圈自感系数，电容器电容，取电容器上极板带正电，下极板带负电开始放电时为时刻，规定甲图中电流方向为正，电路中电流如乙图所示，则（　　） A．LC振荡电路的周期 B．在时刻时，电容器上极板带正电 C．在时间内，电容器C正在放电，电场能正转化为磁场能 D．在时间内，电容器C正在放电，电路中电流方向为顺时针 16．（24-25高二上·江苏扬州·期中）电磁波为信息的传递插上了翅膀，关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．红外线与紫外线在真空中的传播速度不同 B．医院里用来检查人体器官的是射线 C．Wi-Fi信号实质是一种电磁波，可以传递信息，具有能量 D．麦克斯韦建立了电磁场理论并证实了电磁波的存在 利用传感器制作简单的自动控制装置 17．（23-24高二下·四川自贡·期中）目前，传感器已经广泛应用于生产、生活、科学研究等各个领域，关于传感器的应用，下列说法中错误的是（　　） A．自动洗衣机中的压力传感器、数字体重计所用的测力装置都应用了力传感器 B．走廊照明灯的声控开关、红外报警装置都是应用了声传感器 C．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量 D．热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量 18．（23-24高二下·广东东莞·期中）某种感温式火灾报警器如图1所示，其简化的工作电路如图2所示。变压器原线圈接电压有效值恒定的交流电源。副线圈连接报警系统，其中RT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R0为滑动变阻器，R1为定值电阻。当警戒范围内发生火灾，环境温度升高达到预设值时，报警装置（图中未画出）通过检测R1的电流触发报警。下列说法正确的是（　　） A．警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压减小 B．警戒范围内出现火情时，原线圈输入功率变小 C．通过定值电阻R1的电流过高时，报警装置就会报警 D．若要调低预设的报警温度，可增大滑动变阻器R0的阻值 19．（23-24高二下·北京顺义·期中）如图所示为苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在压力传感器R1上。R1所受压力越大阻值越小，当R2两端电压超过某一值时，使控制电路接通，电磁铁吸动分拣开关的衔铁。该控制电路中包含保持电路，能够确保苹果在分拣板上运动时电磁铁始终保持吸动状态。下列说法正确的是（　　） A．质量大的苹果将进入上通道 B．为了选出质量更大的苹果可以增大R2的阻值 C．为了选出质量更大的苹果可以减少缠绕电磁铁线圈的匝数 D．为了选出质量更大的苹果可以将电源A的输出电压增大 20．（23-24高二下·浙江·期中）某磁敏电阻R的阻值随外加磁场的磁感应强度B的增大而增大。有一位同学利用该磁敏电阻设计了一款可以测量小车加速度的实验装置，如图所示，条形磁铁的左、右两端分别连接两根相同的轻质弹簧，两弹簧的另一端固定在小车两侧的竖直挡板上，磁铁可以相对小车无摩擦左右移动。下列说法正确的是（　　） A．小车向右做匀速直线运动的过程中，电流表示数变大 B．小车向右做匀减速直线运动的过程中，电压表示数变小 C．小车向左做加速度逐渐增大的加速直线运动过程中，电流表示数变大 D．小车向左做匀减速直线运动的过程中，电压表示数变小 交变电流的四值问题 21．（23-24高二下·湖南长沙·期中）如图所示，边长L=0.2m的正方形线圈abcd，其匝数n=10，总电阻r=2Ω，外电路的电阻R=8Ω，ab边的中点和cd边的中点的连OO'恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度B=1T，若线圈从图示位置开始计时，以角速度绕OO'轴匀速转动。则以下判断中正确的是（　　） A．在时刻，磁场穿过线圈的磁通量最大 B．从时刻到时刻，通过电阻R的电荷量 C．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为 D．从时刻到时刻，电阻R上产生的热量为 22．（23-24高二下·山东滨州·期中）某交变电流的电压随时间变化的规律如图所示，图像的弯曲部分均为正弦函数的四分之一周期。若将该交变电流加在启辉电压（达到或超过启辉电压后氖管会发光）为200 V的氖管上，氖管未被击穿。下列说法正确的是（　　） A．该交变电流的周期为2s B．将该交变电流加在交流电压表两端时，电压表读数为 C．氖管1秒钟内发光次数为100次 D．氖管1秒钟内的发光时间为0.625s 23．（23-24高二下·湖北武汉·期中）如图所示，在磁感应强度为的匀强磁场中，有一匝数为、边长为、电阻为的正三角形线圈，以恒定角速度绕转轴转动，转轴垂直于磁感线，恰与三角形的高重合。线圈通过滑环和电刷连接一阻值的电阻，电压表为理想电压表。下列说法中正确的是（  ） A．线圈与磁场平行时，磁通量变化率最小 B．线圈转一圈的过程中，交流电方向变化两次 C．从线圈与磁场平行开始计时，线圈产生感应电动势瞬时值的表达式为 D．线圈转一圈的过程中，外力做功为 24．（23-24高二下·山东潍坊·期中）如图所示，一个“”形单匝金属框在磁感应强度的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴ad以角速度逆时针（从金属框上方看）转动，通过导线与一阻值的电阻相连，“”形金属框的面积，ab、bc、cd边的电阻均为，图中电表均为理想电表，导线电阻不计。时刻，金属框平面与磁场方向平行（如图）。则下列说法正确的是（　　） A．时刻，通过电阻R的电流为0 B．电压表的示数为 C．金属框从0时刻开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量为0.01C D．金属框从0时刻开始转过一圈的过程中，电阻R上产生的热量为 变压器的基本关系和动态分析 25．（23-24高二下·山东菏泽·期中）一个理想的自耦变压器左端通过定值电阻和电流表接交变电源，电源电压随时间变化的关系为，右端接入如图所示电路，、为定值电阻，为滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表。的最大电阻也为5Ω，不计导线的电阻。研究发现当滑动变阻器的触头调至最上端时电流表示数、电压表示数。下列说法正确的是（　　） A．滑动变阻器的触头向上滑动时，电压表的示数减小 B．保持不变，当自耦变压器的可动端逆时针转动时，电流表的示数增大 C．电阻的阻值为20Ω D．当滑动变阻器的触头调至最上端，电流表示数时，变压器原、副线圈的匝数比为4∶1 26．（23-24高二下·福建福州·期中）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为，输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡、的阻值始终与定值电阻的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中，两个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．先变暗后变亮，一直变亮 B．先变亮后变暗，一直变亮 C．电源的输出功率先增大后减小 D．电源的输出功率先减小后增大 27．（23-24高二下·山东枣庄·期中）如图所示，理想变压器的原线圈与稳定的正弦交流电源相连（电源内阻不计），原、副线圈匝数比为，电压表和电流表均为理想电表，为定值电阻，为滑动变阻器。当滑片向左滑动时，电压表、电流表的示数变化分别用、、、表示，以下说法正确的是（　　） A． B． C． D． 28．（23-24高二下·黑龙江大庆·期中）光伏发电可以有效解决偏远农村地区用电难的问题。如图所示，某户农家将输出电压交流电的光伏发电系统接到变压器上，通过副线圈分别向10只标称为“12V、1.5A”的灯泡和一台电动机供电，电动机线圈电阻，原线圈上所接灯泡L的额定电压，副线圈的匝数为60匝。电路接通后，各用电器都正常工作，光伏发电系统的输出功率，电压表的示数为，变压器为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．原线圈上所接灯泡L消耗的功率为80W B．变压器原线圈的匝数为900匝 C．电动机输出的机械功率为155W D．流过电动机的电流为36A 远距离输电 29．（23-24高二下·广东惠州·期中）如图所示为某小型发电站高压输电示意图，发电站输出的电压不变；升压变压器输出电压为，输电线电流为，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和，为了测高压电路的电压和电流，在输电线路的起始端接入电压互感器和电流互感器，若不考虑变压器和互感器自身的能量损耗，所有的电表均为理想电表，则（　　） A．①为电流表，②为电压表 B．采用高压输电可以增大输电线中的电能损耗 C．提高输送电压，则输电线电流减小 D．电厂输送电功率为 30．（23-24高二下·山东德州·期中）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压为，输出功率为500kW。输电线上电流为8A，损失的功率为4kW，其余线路电阻不计，用户端电压，功率88kW。储能站电路电流为51A，升压变压器的匝数比，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．输电线总电阻 B．发电机输出电压 C．用户增加时，用户得到的电压降低 D．升压变压器的匝数比 31．（23-24高二下·安徽芜湖·期中）如图所示为远距离输电模拟原理图，变压器均为理想变压器，其中降压变压器的原线圈匝数=110匝，副线圈匝数的调节范围为55~220匝，滑动变阻器Rx的调节范围为0~R0，发电机输出电压不变，两变压器间输电线的总电阻为R=R0，其余导线电阻不计。当滑片P1固定让Rx变化时，理想电压表V的示数变化为△U，理想电流表A的示数变化为△I，下列说法正确的是（　　） A．滑片P1固定，Rx的触头向上滑动时，输电效率降低 B．滑片P1固定， C．当Rx接入电阻为R0时，滑片P1由最下端向上滑动，滑动变阻器Rx消耗的功率先增大后减小 D．当Rx接入电阻为R0时，滑片P1由最下端向上滑动，输电线电阻R0消耗的功率一直增大 32．（23-24高二下·陕西西安·期中）作为大同装备制造业的龙头，“大同机车”已成为了我国电力机车走向世界的一张名片！如图为某电力机车的供电流程的简化图，利用可视为理想变压器（原、副线圈匝数比为）的牵引变电所，将电网中高压降至，再通过接触网上的电线与车顶上的受电弓使机车获得为25kV的额定工作电压，电力机车牵引变压器将此电压进一步降压，多路输出到动力系统中其他用电设备。下列说法正确的是（    ） A．牵引变电所中变压器原、副线圈匝数之比为 B．若该机车运行功率增大，由于匝数比不变，故机车的工作电压仍为25kV C．若该机车运行功率增大，牵引变电所至机车间的热损耗功率也会随之增大 D．若在额定电压下，该机车的输入功率为10000kW，则牵引变电所到机车间的等效电阻r为6.25Ω 电磁振荡与电磁波 33．（23-24高二下·云南昆明·期中）某物理学习小组成员把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关按照图甲连成电路。将电压传感器的两端连在电容器的两个极板上。先把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。传感器在电脑上显示的电压波形如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．若增大C，则的值将增大 B．若电路中的电阻忽略不计，电压一定随时间等幅振荡 C．在t1~t2时间段，电流方向为图甲中的逆时针方向 D．在t2~t3时间段，线圈L中储存的磁场能在逐渐增大 34．（23-24高二下·广东佛山·期中）如图所示的电路中，电容器的上极板右端连接橡皮绳左端（绷直但无弹力），橡皮绳右端固定，电容器上极板左端接有拉手，不施加拉力时，电容器上下极板正对。现对拉手施加拉力后保持不变，先把开关拨到a，电路稳定后再把开关拨到b，测出此时振荡电流的频率就能推算拉力大小。已知该电路振荡电流的频率满足以下关系式，下列说法正确的是（　　） A．开关拨向a，电路稳定后，电容器上极板带上正电 B．开关由a 拨向b瞬间，流经电流传感器的电流最大 C．开关拨向b后，若LC 电路发生阻尼振荡，频率逐渐减小 D．传感器检测到的振荡电流频率越大，表示施加的拉力越大 35．（23-24高二下·重庆·期中）在学校饭堂就餐刷卡时，当听到“嘀”的声音，表示刷卡成功。刷卡所用的IC卡内部有由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路。刷卡时，读卡机向外发射某一特定频率的电磁波，IC卡内的LC振荡电路产生电谐振，线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。若某时刻线圈产生的磁场方向和电容器内的电场方向如图所示，下列说法正确的是（　　） A．若增大电容器两板距离，LC振荡频率增大 B．该时刻电容器正处于充电过程，电路中电流在减小 C．IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也有向读卡机传输数据功能 D．若读卡机发射电磁波偏离该特定频率，则IC卡内不会产生感应电流 36．（23-24高二下·上海杨浦·期中）电磁波的发射、传播及接收过程如图所示，下列说法正确的是（    ） A．信号源发射出的电磁波是由自由电子周期运动而产生的 B．电磁波发射装置主要由振荡器和开放电路两部分组成。振荡器的作用是产生高频振荡电流和对开放电路供给能量 C．能直接穿过电离层，以空间波的形式进行直线传播是短波，这种直线传播受大气的干扰小、能量损失少、信号强 D．调节频道主要是在调节LC电路中的电容C，改变其固有频率而产生“电谐振”现象 利用传感器制作简单的自动控制装置 37．（23-24高二下·山东·期中）某实验小组利用热敏元件设计一个环境温度超过设定温度时就会自动报警的装置，主要实验器材如下： 热敏元件（其阻值R随温度t变化的图像如图甲所示）； 干电池（电动势，内阻可忽略）； 变阻箱（0～9999.99Ω）； 电压表（量程0～3V，内阻很大）； 报警装置（电压超过2V就报警）； 开关S及导线若干。 (1)以下电路图中可能实现温度超过设定温度就报警的是 ； (2)若要设定环境温度超过30℃就报警，变阻箱的阻值应调节为 Ω，在此情况下当电压表示数为1.5V时，环境温度为 ℃（结果均保留三位有效数字）； (3)变阻箱的接入阻值越大，报警温度就 （选填“越低”“不变”或者“越高”）。 38．（23-24高二下·四川成都·期中）某实验小组利用传感器来探究弹力与弹簧伸长的关系。如图甲所示，先将轻弹簧上端通过力传感器固定在水平的长木板A上，下端自由下垂，将距离传感器轻轻靠近轻弹簧下端。当力传感器示数为零时，距离传感器的示数为x0；然后再将轻弹簧下端与距离传感器固定，下面连接轻质木板B，距离传感器可以测量出其到力传感器的距离x，木板B下面用轻细绳挂住一小桶C。 (1)逐渐往小桶C内添加细沙，记录相应的力传感器的示数F和距离传感器的示数x。作出图像如图乙所示。由图及相关信息可知，弹簧的劲度系数k= N/m。 (2)将该弹簧应用到电子秤上，如图丙所示（两根弹簧）。闭合开关S，称不同物体的质量时，滑片P上下滑动，通过电子显示器得到示数。弹簧处于自然伸长状态时，滑片P位于R的最上端，通过验证可知，电子显示器的示数I与物体质量m的关系为（a、b均为常数，k为轻弹簧的劲度系数），则滑动变阻器R的长度L= ，电源电动势E= 。（保护电阻和滑动变阻器最大阻值均为R0，电源内阻不计，已知当地重力加速度为g） 39．（23-24高二下·广东广州·期中）某实验小组想了解一气压传感器的电阻随所处环境气压变化的规律，他们在室温下利用实验室提供的以下器材进行探究。 A．气压传感器（阻值变化范围从几十欧到几百欧）； B．直流电源（电动势6V，内阻不计）； C．电压表（量程0~3V，内阻为4kΩ）； D．电压表（量程0~15V，内阻为20kΩ）； E．电流表A（量程0~150mA，内阻不计）； F．定值电阻（阻值为4kΩ）； G．定值电阻（阻值为20kΩ）； H．滑动变阻器R（最大阻值为50Ω）； I．开关S、导线若干。 (1)该小组设计了如图甲所示的实验电路原理图，其中电压表应选择 ，定值电阻应选择 。（填器材前的字母代号） (2)请按图甲所示的电路图，将图乙中的实物连线补充完整 。 (3)某次测量时，电压表、电流表的示数分别为和，则气压传感器的阻值 Ω，此时气压传感器所处环境的压强 Pa。 40．（23-24高二下·福建厦门·期中）“饮酒不开车”是司机必须遵守的交通法规。图甲是呼气式酒精检测仪的简化电路原理图。图中电源电动势。，内阻不计，电压表量程为0~15 V且内阻很大，电阻箱的阻值范围为0~999 Ω，为酒精气体传感器，其阻值随气体中酒精浓度的变化规律如图乙所示。规定气体中酒精浓度在： ，之间为酒驾，等于或超过 ，为醉驾。测试仪使用前应先调零，即当气体中酒精浓度为0时，调节电阻箱 ，使电压表的示数 调零后 的值保持不变。 （1）调零后接入电路中的阻值为 Ω。（保留三位有效数字） （2）当电压表示数 时， 消耗的电功率为 W。（保留两位有效数字） （3）在某次检测中，电压表示数 ，经分析该司机属于 。 （填“正常”“酒驾”或“醉驾”） （4）若电池使用时间较长，有明显的内阻，则测出酒精的浓度将 （填“偏大”“偏小”或“不变”） 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 交变电流 电磁振荡 传感器 经典基础题 1 考点01交变电流的四值问题 1 考点02变压器的基本关系和动态分析 5 考点03远距离输电 10 考点04电磁振荡与电磁波 14 考点05利用传感器制作简单的自动控制装置 17 优选提升题 20 考点01交变电流的四值问题 20 考点02变压器的基本关系和动态分析 25 考点03远距离输电 30 考点04电磁振荡与电磁波 36 考点05利用传感器制作简单的自动控制装置 39 交变电流的四值问题 1．（23-24高二下·四川遂宁·期中）如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R=10 Ω的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10 V。图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图像，则（　　）         A．电阻R上的电功率为20 W B．t=0.02 s时，R两端的电压瞬时值为零 C．R两端的电压u随时间t变化的规律是u=14.1cos 100πt（V） D．通过R的电流i随时间t变化的规律是i=14.1cos 50πt（A） 【答案】C 【详解】A．R上消耗的电功率为 故A错误； B．0.02s时，磁通量为零，而磁通量的变化率最大，此时R两端瞬时电压最大，故B错误； C．R两端电压最大值为 线圈转动的角速度为 故R两端电压表达式为 故C正确； D．根据C选项可得电流 故D错误。 故选C。 2．（23-24高二下·山东临沂·期中）有“海上充电宝”之称的南鲲号是中国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。若转子带动线圈如下图逆时针转动，并向外输出电流，线圈匝数为N，线圈面积为S，线圈所处图示位置磁感应强度为B，稳定时线圈角速度为ω，则下列说法正确的是（　　） A．线圈从图示位置转过90°时穿过线圈的磁通量为零 B．该发电装置单位时间内能输出的最大电能与波浪频率有关 C．线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线受到的安培力方向向下 D．线圈转到图示位置时线圈电动势为 【答案】B 【详解】A．线圈从图示位置转过90°时穿过线圈的磁通量最大，不为零，故A错误； B．波浪频率越大，线圈转动越快，角速度越大，产生的感应电动势越大，单位时间内输出的最大电能越大，故该发电装置单位时间内能输出的最大电能与波浪频率有关，故B正确； C．根据右手定则，线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框的电流流向a端，则根据左手定则可知，线圈转动到如图所示位置时，其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上，故C错误； D．线圈转到图示位置时线圈电动势最大，为 故D错误。 故选B。 3．（23-24高二下·河南商丘·期中）2023年4月9日，深圳国际小家电产品展览会将在深圳会展中心开展。参展产品中南北美洲的绝大乡数国家家用电器的额定电压是，这类用电器不能直接接到我国的照明电路上，可以接到交变电压是的电源上使用，交变电压是由矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的，对于交变电压下列说法正确的是（　　） A．电源交流电的频率为，当时 B．用时电流方向改变600次 C．用交流电压表测该电压其示数为 D．将该电压加在阻值为的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为 【答案】D 【详解】A．由可知 则电源交流电的频率为 当时， 故A错误； B．交流电的周期为 则用时1s电流方向改变120次，用时10s电流方向改变1200次，故B错误； C．用交流电压表测该电压其示数为有效值，则有 故C错误； D．将该电压加在121Ω的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为 故D正确。 故选D。 4．（23-24高二下·安徽·期中）如图，长虚线b左侧存在垂直平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，矩形线圈垂直磁场放置，a、b点为上、下两边中点。已知矩形线圈匝数为N，总电阻为r，长、宽分别为2L1、L0。若线圈以ab为轴匀速转动，角速度为，下列说法正确的是（　　） A．线圈在图示位置时，电动势最大 B．线圈磁通量的最大变化率为 C．线圈上电动势的有效值为 D．从图示位置开始，经时间，通过线圈的电荷量为 【答案】C 【详解】A．图示位置线圈不切割磁场线，故电动势为零，故A错误； B．由图示位置转过时，磁通量变化率最大为，故B错误； C．线圈上电动势随时间变化图像如图 线圈上电动势的有效值为 故C正确； D．从图示位置开始，经时间，通过线圈的电荷量为 故D错误。 故选C。 变压器的基本关系和动态分析 5．（23-24高二下·浙江·期中）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为，副线圈接有理想电动机，电动机线圈电阻为，原线圈接交变电源，电动机正常工作，电流表的示数为，电表对电路的影响忽略不计。则（　　） A．此交流电的频率为 B．电动机两端电压为 C．正常工作时电动机的机械效率约为 D．若电动机由于卡住了而不转动，则电流表的示数为 【答案】C 【详解】A．根据交变电源电压的瞬时值表达式，知 频率 A错误； B．原线圈两端电压 根据电压与匝数成正比，得 B错误； C．副线圈的电流强度 电动机正常工作时电动机的输出功率为 效率为 C正确； D．若电动机由于卡住了而不转动，根据变压器功率相等可得 解得电流表的示数为 D错误。 故选C。 6．（23-24高二下·江苏无锡·期中）如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比，接线柱a、b接一正弦交变电源，电压如图乙所示。变压器右侧部分为一火警系统原理图，其中为用半导体热敏材料制成的传感器（电阻随温度升高而减小），为一定值电阻。下列说法中正确的是（　　） A．电压表V1示数为 B．输入电压瞬时值表达式为 C．当所在处出现火警时，电流表A的示数变小 D．当所在处出现火警时，电压表V2的示数变大 【答案】B 【详解】A．原线圈的输入电压的有效值为 由于理想变压器，所以有 解得 由于电压表显示的为交流电的有效值，所以 故A项错误； B．由题图可知，交流电的输入的最大值为，根据题图可知，交流电的周期为 其角速度为 所以其瞬时值为 故B项正确； C．由于原线圈输入交变电源不变，所以副线圈的电压不变，由于发生火灾，则阻值减小，副线圈电路的电流为 所以副线圈的电流变大，由于理想变压器，所以有 所以原线圈的电流变大，即电流表A的示数变大，故C项错误； D．由之前的分析可知，副线圈的电流增大，根据欧姆定律有 所以电阻两端的电压增加，由串联电路可知 所以电阻两端的电压减小，所以电压表的示数减小，故D项错误。 故选B。 7．（23-24高二下·新疆·期中）在如图所示的电路中，理想变压器原线圈接入恒定的正弦交流电，电流表、电压表均为理想表，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，开关S开始接在1端，则下列判断正确的是（　　） A．将开关S由1合向2，电流表的示数变大，电压表的示数变小 B．将开关S由1合向2，电流表的示数变小，电压表的示数变小 C．将滑动变阻器的滑片P向下移，电流表的示数变大、电压表的示数不变 D．将滑动变阻器的滑片P向下移，电流表的示数不变，电压表的示数变小 【答案】B 【详解】AB． 根据电压匝数关系有 得 将开关S由1合向2，原线圈匝数增大，则副线圈两端电压减小，电压表的示数变小，根据欧姆定律 得副线圈电流减小，所以原线圈电路中电流表的示数变小，故A错误，B正确； CD．原线圈两端电压一定，根据电压匝数关系 可知，副线圈两端电压一定，电压表的示数不变，当滑片P向下移，接入电阻增大，根据欧姆定律 则副线圈电流减小，所以原线圈电路中电流表的示数变小，故CD错误。 故选B。 8．（23-24高二下·四川成都·期中）如图所示，理想变压器的原，副线圈匝数之比为5∶1，R2=5Ω，现在电源输入电压如图乙所示的交流电，电流表和电压表均为理想电表，电流表A2的示数为4A。下列说法正确的是（　　） A．电压表V1的示数是120V B．电阻R1的值为275Ω C．电路消耗的总功率是80W D．若R2的阻值增大，则电压表V2的示数将增大 【答案】D 【详解】A．由题意得副线圈电压为 由 可得电压表V1的示数为 故A错误； B．由图乙可知电源的输入电压有效值为 所以R1上的电压为 又因为 可得 则有 故B错误； C．电路消耗的总功率为 故C错误； D．将变压器与R2看成一等效电阻，则有 由欧姆定律可得 若R2的阻值增大，则原线圈电流减小，R1两端电压减小，原线圈输入电压增大，副线圈输出电压增大，即电压表V2的示数将增大，故D正确。 故选D。 远距离输电 9．（23-24高二下·广东河源·期中）一座小型水电站通过理想升压变压器和理想降压变压器向较远处的用户输送电能，如图所示。已知发电机的输出电压U1=480V，输出功率P=20kW；用户处的电压U4=220V，消耗的功率P用=19.50kW，输送导线总电阻R=20Ω，其余线路电阻不计，则升压变压器原副线圈匝数比为（　　） A．25∶3 B．25∶4 C．3∶25 D．4∶25 【答案】C 【详解】由题意可知输电线上损失的功率为 解得 根据升压变压器原副线圈功率相等，可知 解得 升压变压器原副线圈匝数比为 故选C。 10．（23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期中）2020年9月，中国发布“双碳战略”， 计划到2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体，特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一，若保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，从原来的150kV 高压输电升级为1500kV的特高压输电， 下列说法正确的是（　　） A．若输电线不变，则输电线中的电流变为原来的10倍 B．若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的 C．若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的 D．若更换直径为原来输电线直径10倍的同种材料制成的输电线，则输电线上损失的功率不变 【答案】C 【详解】A．保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，从原来的150kV 高压输电升级为1500kV的特高压输电，由，可知输电线中的电流变为原来的倍，故A错误； B．由，可知若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的，故B错误； C．由，可知若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的，故C正确； D．由，可知若更换直径为原来输电线直径10倍的同种材料制成的输电线，导线的电阻是原来的；若保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，从原来的150kV 高压输电升级为1500kV的特高压输电，由，可知输电线上损失的功率是原来的，故D错误。 故选C。 11．（23-24高二下·四川内江·期中）如图示为某一输电示意图，电厂的发电机输出功率为，输出电压，升压变压器原、副线圈的匝数比为，输电线电阻为，用户需要的电压，变压器均为理想变压器，则（　　） A．输电线上的输送电流为 B．输电线上损失的电压为 C．输电线上损失的电功率为 D．降压变压器的原、副线圈的匝数比为 【答案】C 【详解】A．根据知 所以输电线上的电流为 故A错误； B．输电线上损耗的电压为 故B错误； C．输电线上损耗的功率为 故C正确； D．因为 降压变压器的原、副线圈的匝数比为 故D错误。 故选C。 12．（23-24高二下·广东珠海·期中）为全面推进乡村振兴，某地兴建的小型水电站如图所示。该水电站交流发电机的输出功率为、发电机的输出电压，经变压器升压后向远处输电。输电线总电阻为，在用户处的降压变压器输出电压。在输电过程中，要求输电线上损耗的功率为发电机输出功率的4%。假设升压变压器、降压变压器均为理想变压器，下列说法错误的是（　　） A．发电机输出的电流 B．输电线上的电流 C．降压变压器的匝数比 D．用户得到的电流 【答案】C 【详解】A．根据电功率公式 发电机输出的电流为 故A正确，不符合题意； B．输电线上损耗的功率为发电机输出功率的4%，则 可得 故B正确，不符合题意； C．降压变压器原线圈得到的功率为 降压变压器原线圈得到的电压 根据理想变压器电流与线圈匝数成反比关系，降压变压器的匝数比 故C错误，符合题意； D．用户得到的电流 故D正确，不符合题意。 故选C。 电磁振荡与电磁波 13．（23-24高二下·浙江温州·期中）如图甲所示为振荡电路，电流（以图甲中电流方向为正）随时间的变化规律为图乙所示的正弦曲线，下列说法正确的是（　　） A．内，电容器正在充电 B．内，电容器上极板带正电 C．内，线圈自感电动势逐渐减小 D．内，电场能转化为磁场能 【答案】C 【详解】A．内，电流逐渐增大，电容器C正在放电，故A错误； B．内，电流逐渐减小，电容器C正在充电，电流为正值，则电容器上极板带负电，下极板带正电，故B错误； C．内，电流随时间的变化率逐渐减小，线圈自感电动势逐渐减小，故C正确； D．内，电流逐渐减小，电容器C正在充电，磁场能转化为电场能，故D错误。 故选C。 14．（23-24高二下·安徽·期中）如图2所示为LC振荡电路的电流随时间变化的图像，规定图1所示电流方向为正。下列表示M板电荷量随时间变化图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由图可知时间内，电容器放电，M板带负电且带电量逐渐减小，时间内，电容器充电，M板带正电且带电量逐渐增大，时间内，电容器放电，M板带正电且带电量逐渐减小，时间内，电容器充电，M板带负电且带电量逐渐增大。 故选A。 15．（23-24高二下·浙江温州·期中）某个智能玩具的声响开关与LC电路中的电流有关，如甲图所示为玩具内的LC振荡电路部分。已知线圈自感系数，电容器电容，取电容器上极板带正电，下极板带负电开始放电时为时刻，规定甲图中电流方向为正，电路中电流如乙图所示，则（　　） A．LC振荡电路的周期 B．在时刻时，电容器上极板带正电 C．在时间内，电容器C正在放电，电场能正转化为磁场能 D．在时间内，电容器C正在放电，电路中电流方向为顺时针 【答案】C 【详解】A．根据 解得 故A错误； B．在时刻，电流达到最大，电容器放电结束，随后电容器充电，由于时刻电容器开始放电时，上极板带正电，下极板带负电，所以在时刻时，电容器下极板带正电，上极板带负电，故B错误； C．在时间内，电流正在增大，磁场能正在增大，则电场能正转化为磁场能，电容器C正在放电，故C正确； D．在时间内，电流正在减小，磁场能正在减小，电场能正在增大，电容器C正在充电，电路中电流方向为逆时针，故D错误。 故选C。 16．（24-25高二上·江苏扬州·期中）电磁波为信息的传递插上了翅膀，关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．红外线与紫外线在真空中的传播速度不同 B．医院里用来检查人体器官的是射线 C．Wi-Fi信号实质是一种电磁波，可以传递信息，具有能量 D．麦克斯韦建立了电磁场理论并证实了电磁波的存在 【答案】C 【详解】A．电磁波在真空中传播速度相同，即红外线与紫外线在真空中的传播速度相同，选项A错误； B．医院里用来检查人体器官的是X射线，选项B错误； C．Wi-Fi信号实质是无线电波，是一种电磁波，可以传递信息，具有能量，选项C正确； D．麦克斯韦建立了电磁场理论，赫兹证实了电磁波的存在，选项D错误。 故选C。 利用传感器制作简单的自动控制装置 17．（23-24高二下·四川自贡·期中）目前，传感器已经广泛应用于生产、生活、科学研究等各个领域，关于传感器的应用，下列说法中错误的是（　　） A．自动洗衣机中的压力传感器、数字体重计所用的测力装置都应用了力传感器 B．走廊照明灯的声控开关、红外报警装置都是应用了声传感器 C．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量 D．热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量 【答案】B 【详解】A．自动洗衣机中的压力传感器、数字体重计所用的测力装置都应用了力传感器，故A正确，不符合题意； B．在天黑楼道里出现声音时，楼道里的灯才亮，说明它的控制电路中既有声音传感器，又有光传感器；但红外报警装置是应用了红外线传感器．故B错误，符合题意； C．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量，且随着光照强度的变化，其电阻会发生变化，故C正确，不符合题意。 D．热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，且随着温度的升高，其电阻会发生变化，故D正确，不符合题意。 故选B。 18．（23-24高二下·广东东莞·期中）某种感温式火灾报警器如图1所示，其简化的工作电路如图2所示。变压器原线圈接电压有效值恒定的交流电源。副线圈连接报警系统，其中RT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R0为滑动变阻器，R1为定值电阻。当警戒范围内发生火灾，环境温度升高达到预设值时，报警装置（图中未画出）通过检测R1的电流触发报警。下列说法正确的是（　　） A．警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压减小 B．警戒范围内出现火情时，原线圈输入功率变小 C．通过定值电阻R1的电流过高时，报警装置就会报警 D．若要调低预设的报警温度，可增大滑动变阻器R0的阻值 【答案】C 【详解】A．变压器中副线圈两端电压取决于原线圈电压与匝数比，由于原线圈两端电压与匝数比不变，则警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压不变，故A错误； B．警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压不变，而副线圈中总电阻减小，副线圈中电流增大，则原线圈中电流增大，由可知，由于原线圈两端电压不变，所以原线圈输入功率变大，故B错误； C．警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压不变，而副线圈中总电阻减小，副线圈中电流增大，即通过定值电阻R1的电流达到某一值时，报警装置就会报警，故C正确； D．若要调低预设的报警温度，即热敏电阻的阻值较大，要保持流过R1的电流不变，则可减小滑动变阻器R0的阻值，故D错误。 故选C。 19．（23-24高二下·北京顺义·期中）如图所示为苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在压力传感器R1上。R1所受压力越大阻值越小，当R2两端电压超过某一值时，使控制电路接通，电磁铁吸动分拣开关的衔铁。该控制电路中包含保持电路，能够确保苹果在分拣板上运动时电磁铁始终保持吸动状态。下列说法正确的是（　　） A．质量大的苹果将进入上通道 B．为了选出质量更大的苹果可以增大R2的阻值 C．为了选出质量更大的苹果可以减少缠绕电磁铁线圈的匝数 D．为了选出质量更大的苹果可以将电源A的输出电压增大 【答案】C 【详解】A．大苹果通过托盘秤时，R1电阻较小，则两端的电压变大，当该电压达到放大电路的激励电压，使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，大苹果进入下面的通道，故A错误； B．为了选出质量更大的苹果，就要使得R2两端电压保持不变，因压力越大，电阻R1越小，此时回路中的电流就越大，R2的电压就会变得更大，则要想保持R2的电压和原来一致，则只适当减小R2的阻值，故B错误； C．为了选出质量更大的苹果，就要保持电磁铁的磁性不变，而因压力越大，电阻R1越小，此时回路中的电流就越大，而要保持电磁铁的磁性不变，只需要减小缠绕电磁铁线圈的匝数，故C正确； D．为了选出质量更大的苹果，就要使得R2两端电压保持不变，因R1减小，而其他条件不变的情况下，只能减小和传感器R1相连接电路中电源A的输出电源，故D错误； 故选C。 20．（23-24高二下·浙江·期中）某磁敏电阻R的阻值随外加磁场的磁感应强度B的增大而增大。有一位同学利用该磁敏电阻设计了一款可以测量小车加速度的实验装置，如图所示，条形磁铁的左、右两端分别连接两根相同的轻质弹簧，两弹簧的另一端固定在小车两侧的竖直挡板上，磁铁可以相对小车无摩擦左右移动。下列说法正确的是（　　） A．小车向右做匀速直线运动的过程中，电流表示数变大 B．小车向右做匀减速直线运动的过程中，电压表示数变小 C．小车向左做加速度逐渐增大的加速直线运动过程中，电流表示数变大 D．小车向左做匀减速直线运动的过程中，电压表示数变小 【答案】C 【详解】A．当小车向右做匀速直线运动的过程中，磁铁没有加速度，受力平衡，与磁敏电阻距离保持不变，磁敏电阻阻值不变，电路中电流不变，A错误； B．当小车向右匀减速时，磁铁具有向左的加速度，受到的合力向左，故左侧的弹簧拉伸，右侧的弹簧压缩，因为小车做匀减速直线运动，故加速度恒定，弹簧形变量保持不变，磁铁与磁敏电阻距离保持不变，磁敏电阻阻值不变，电路中电流不变，电压表示数不变，B错误； C．当小车向左做加速度逐渐增大的加速直线运动过程中，磁铁具有向左的加速度，受到的合力向左，故左侧的弹簧拉伸，右侧的弹簧压缩，因为磁铁加速度逐渐增大，故弹簧形变量逐渐增大，磁铁向右远离磁敏电阻R，R阻值减小，电路中的电流增大，电流表的示数变大，C正确； D．当小车向左匀减速时，磁铁具有向右的加速度，受到的合力向右，故右侧的弹簧拉伸，左侧的弹簧压缩，因为小车做匀减速直线运动，故加速度恒定，弹簧形变量保持不变，磁铁与磁敏电阻距离保持不变，磁敏电阻阻值不变，电路中电流不变，电压表示数不变，D错误。 故选C。 交变电流的四值问题 21．（23-24高二下·湖南长沙·期中）如图所示，边长L=0.2m的正方形线圈abcd，其匝数n=10，总电阻r=2Ω，外电路的电阻R=8Ω，ab边的中点和cd边的中点的连OO'恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度B=1T，若线圈从图示位置开始计时，以角速度绕OO'轴匀速转动。则以下判断中正确的是（　　） A．在时刻，磁场穿过线圈的磁通量最大 B．从时刻到时刻，通过电阻R的电荷量 C．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为 D．从时刻到时刻，电阻R上产生的热量为 【答案】BD 【详解】A．线圈的周期为 在时刻，线圈从图示位置转过，磁场穿过线圈的磁通量最小，故A错误； B．从时刻到时刻，通过电阻R的电荷量为 故B正确； C．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为 又 联立可得 故C错误； D．电动势有效值为 电流有效值为 从时刻到时刻，电阻R上产生的热量为 故D正确。 故选BD。 22．（23-24高二下·山东滨州·期中）某交变电流的电压随时间变化的规律如图所示，图像的弯曲部分均为正弦函数的四分之一周期。若将该交变电流加在启辉电压（达到或超过启辉电压后氖管会发光）为200 V的氖管上，氖管未被击穿。下列说法正确的是（　　） A．该交变电流的周期为2s B．将该交变电流加在交流电压表两端时，电压表读数为 C．氖管1秒钟内发光次数为100次 D．氖管1秒钟内的发光时间为0.625s 【答案】BCD 【详解】A．由图像可知，该交变电流的周期为0.02s，故A错误； B．根据电流的热效应计算电压的有效值，则有 解得 交流电压表读数为交变电流电压的有效值，所以电压表读数为，故B正确； CD．只有当交流电压大于或等于启辉电压200V时，氖管才能发光，由图像可知，一个周期发光两次，则1秒内发光100次，在前周期内，交变电流电压的表达式为 将电压200V代入上式可解得发光时刻为 前半个周期内发光时间 后半个周期内发光时间 一个周期内发光时间 1s内发光时间 故CD正确。 故选BCD。 23．（23-24高二下·湖北武汉·期中）如图所示，在磁感应强度为的匀强磁场中，有一匝数为、边长为、电阻为的正三角形线圈，以恒定角速度绕转轴转动，转轴垂直于磁感线，恰与三角形的高重合。线圈通过滑环和电刷连接一阻值的电阻，电压表为理想电压表。下列说法中正确的是（  ） A．线圈与磁场平行时，磁通量变化率最小 B．线圈转一圈的过程中，交流电方向变化两次 C．从线圈与磁场平行开始计时，线圈产生感应电动势瞬时值的表达式为 D．线圈转一圈的过程中，外力做功为 【答案】BD 【详解】A．线圈与磁场平行时，磁通量变化率最大，故A错误； B．线圈转一圈的过程中，两次经过中性面，感应电流的方向改变两次，故B正确； C．感应电动势最大值 从线圈与磁场平行开始计时，线圈产生感应电动势瞬时值的表达式为 故C错误； D．电流有效值 线圈转一圈的过程中，电流做功 则外力做功为，故D正确。 故选BD。 24．（23-24高二下·山东潍坊·期中）如图所示，一个“”形单匝金属框在磁感应强度的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴ad以角速度逆时针（从金属框上方看）转动，通过导线与一阻值的电阻相连，“”形金属框的面积，ab、bc、cd边的电阻均为，图中电表均为理想电表，导线电阻不计。时刻，金属框平面与磁场方向平行（如图）。则下列说法正确的是（　　） A．时刻，通过电阻R的电流为0 B．电压表的示数为 C．金属框从0时刻开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量为0.01C D．金属框从0时刻开始转过一圈的过程中，电阻R上产生的热量为 【答案】CD 【详解】A．时刻，线框平面与磁场方向平行，但bc边正在垂直切割磁感线，回路产生最大的电动势，则回路流过电阻的电流最大，故A错误； B．余弦式交流电的电动势有效值为 则电压表的示数为电路的路端电压，且为有效值 故B错误； C．金属框从0时刻开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量为 故C正确； D．流经电阻R的电流的有效值 周期 金属框从0时刻开始转过一圈的过程中，电阻R上产生的热量 故D正确。 故选CD。 变压器的基本关系和动态分析 25．（23-24高二下·山东菏泽·期中）一个理想的自耦变压器左端通过定值电阻和电流表接交变电源，电源电压随时间变化的关系为，右端接入如图所示电路，、为定值电阻，为滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表。的最大电阻也为5Ω，不计导线的电阻。研究发现当滑动变阻器的触头调至最上端时电流表示数、电压表示数。下列说法正确的是（　　） A．滑动变阻器的触头向上滑动时，电压表的示数减小 B．保持不变，当自耦变压器的可动端逆时针转动时，电流表的示数增大 C．电阻的阻值为20Ω D．当滑动变阻器的触头调至最上端，电流表示数时，变压器原、副线圈的匝数比为4∶1 【答案】BD 【详解】A．设右端电路的总电阻为R，在功率不变的前提下，自耦变压器及右侧的电路可等效为一接在原线圈电路的电阻，有 原、副线圈的电流关系 则 当滑动变阻器的触头向上滑动时，R增大，增大，所以分得的电压增大，即原线圈两端电压增大，所以副线圈两端电压增大，电压表的示数增大，故A错误； B．当自耦变压器的可动端逆时针转动时，n2增大，RD减小，原线圈电路中总电阻减小，电流增大，电流表的示数增大，故B正确； CD．电源的电压有效值为 副线圈中的电流为 则原副线圈的匝数比为 原线圈的输入电压为 副线圈的电压为 则两端的电压为 所以的阻值为 故C错误，D正确。 故选BD。 26．（23-24高二下·福建福州·期中）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为，输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡、的阻值始终与定值电阻的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中，两个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．先变暗后变亮，一直变亮 B．先变亮后变暗，一直变亮 C．电源的输出功率先增大后减小 D．电源的输出功率先减小后增大 【答案】AD 【详解】AB．副线圈的总电阻为 解得 则滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端过程中，副线圈的总电阻先增大后减小，根据等效电阻关系有 则等效电阻先增大后减小，由欧姆定律有 ，先减小后增大，先减小后增大，则先变暗后变亮，根据 ， 则滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端过程中，逐渐减小，副线圈的电压增大过程中增大；在副线圈的电压减小过程中，通过的电流为 逐渐增大，则越来越小，则 则先变暗后变亮，一直变亮，故A正确，B错误； CD．对于等效后的电路为电源接灯泡和等效电阻，由于灯泡的电阻与定值电阻，所以电源的输出功率为 由于电源的有效值恒定，而滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端过程中，等效电阻先增大后减小，所以输出功率先减小后增大，故C错误，D正确。 故选AD。 27．（23-24高二下·山东枣庄·期中）如图所示，理想变压器的原线圈与稳定的正弦交流电源相连（电源内阻不计），原、副线圈匝数比为，电压表和电流表均为理想电表，为定值电阻，为滑动变阻器。当滑片向左滑动时，电压表、电流表的示数变化分别用、、、表示，以下说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】AB 【详解】正弦交流电源电压稳定，有 所以有 根据变压器的规律可知，理想变压器原、副线圈电压变化量之比 原、副线圈电流变化量之比 所以有 故AB正确；CD错误。 故选AB。 28．（23-24高二下·黑龙江大庆·期中）光伏发电可以有效解决偏远农村地区用电难的问题。如图所示，某户农家将输出电压交流电的光伏发电系统接到变压器上，通过副线圈分别向10只标称为“12V、1.5A”的灯泡和一台电动机供电，电动机线圈电阻，原线圈上所接灯泡L的额定电压，副线圈的匝数为60匝。电路接通后，各用电器都正常工作，光伏发电系统的输出功率，电压表的示数为，变压器为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．原线圈上所接灯泡L消耗的功率为80W B．变压器原线圈的匝数为900匝 C．电动机输出的机械功率为155W D．流过电动机的电流为36A 【答案】ABC 【详解】A．根据题意可知，光伏发电系统的输出电流为 原线圈上所接灯泡L消耗的功率为 故A正确； B．变压器原线圈的输入电压为 又有 解得 匝 故B正确； CD．由变压器两端的功率关系有 解得 即流过电动机的电流为，则电动机输出的机械功率为 故C正确，D错误。 故选ABC。 远距离输电 29．（23-24高二下·广东惠州·期中）如图所示为某小型发电站高压输电示意图，发电站输出的电压不变；升压变压器输出电压为，输电线电流为，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和，为了测高压电路的电压和电流，在输电线路的起始端接入电压互感器和电流互感器，若不考虑变压器和互感器自身的能量损耗，所有的电表均为理想电表，则（　　） A．①为电流表，②为电压表 B．采用高压输电可以增大输电线中的电能损耗 C．提高输送电压，则输电线电流减小 D．电厂输送电功率为 【答案】CD 【详解】A．由图可知①和互感器接在火线和零线之间，为电压表，②及互感器接在同一条线上，测得是电流，为电流表，故A错误； BC．由，可知采用高压输电减少输电线中的电流，由 可知减少输电线路上的损耗，故B错误，C正确； D．若不考虑变压器自身的能量损耗，电厂输送电功率为，故D正确。 故选CD。 30．（23-24高二下·山东德州·期中）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压为，输出功率为500kW。输电线上电流为8A，损失的功率为4kW，其余线路电阻不计，用户端电压，功率88kW。储能站电路电流为51A，升压变压器的匝数比，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．输电线总电阻 B．发电机输出电压 C．用户增加时，用户得到的电压降低 D．升压变压器的匝数比 【答案】BCD 【详解】A．输电线上电流为8A，由功率公式可得 A错误； B．用户端电压，功率88kW，可得 输电线上电流为8A，由理想变压器原、副线圈电流与匝数关系公式可得，降压变压器的匝数比 由理想变压器原、副线圈电压与匝数关系公式可得 可知升压变压器副线圈上电压 可知升压变压器原线圈上电压 B正确； C．当用户增加时，可知 增大，则输电线上电流增大，输电线上电压降增大，则减小，用户得到的电压降低，C正确； D．储能站功率为 可得 储能站电路电流为51A，则有 由理想变压器原、副线圈电压与匝数关系公式可得 D正确。 故选BCD。 31．（23-24高二下·安徽芜湖·期中）如图所示为远距离输电模拟原理图，变压器均为理想变压器，其中降压变压器的原线圈匝数=110匝，副线圈匝数的调节范围为55~220匝，滑动变阻器Rx的调节范围为0~R0，发电机输出电压不变，两变压器间输电线的总电阻为R=R0，其余导线电阻不计。当滑片P1固定让Rx变化时，理想电压表V的示数变化为△U，理想电流表A的示数变化为△I，下列说法正确的是（　　） A．滑片P1固定，Rx的触头向上滑动时，输电效率降低 B．滑片P1固定， C．当Rx接入电阻为R0时，滑片P1由最下端向上滑动，滑动变阻器Rx消耗的功率先增大后减小 D．当Rx接入电阻为R0时，滑片P1由最下端向上滑动，输电线电阻R0消耗的功率一直增大 【答案】BCD 【详解】A．设发电机输出电压为，升压变压器输出电压为，输电线电流为，降压变压器输入电压为，滑片P1固定，Rx的触头向上滑动时，降压变压器的等效电阻 阻值增大，则输电线上的电流 减小，输电线上电压损失 减小，降压变压器的输入电压 增大，由 可知输电效率升高。故A错误； B．依题意 又 ， 联立，解得 可得 故B正确； CD．当Rx接入电阻为R0时，滑片P1由最下端向上滑动，降压变压器等效电阻阻值减小，输电线上电流增大，降压变压器输入电压减小，根据 可知输电线电阻R0消耗的功率一直增大。滑片P1在滑动过程中，等效电阻的最大值和最小值分别为 ， 根据 可知当滑动变阻器Rx消耗的功率最大，所以滑片P1由最下端向上滑动，滑动变阻器Rx消耗的功率先增大后减小。故CD正确。 故选BCD。 32．（23-24高二下·陕西西安·期中）作为大同装备制造业的龙头，“大同机车”已成为了我国电力机车走向世界的一张名片！如图为某电力机车的供电流程的简化图，利用可视为理想变压器（原、副线圈匝数比为）的牵引变电所，将电网中高压降至，再通过接触网上的电线与车顶上的受电弓使机车获得为25kV的额定工作电压，电力机车牵引变压器将此电压进一步降压，多路输出到动力系统中其他用电设备。下列说法正确的是（    ） A．牵引变电所中变压器原、副线圈匝数之比为 B．若该机车运行功率增大，由于匝数比不变，故机车的工作电压仍为25kV C．若该机车运行功率增大，牵引变电所至机车间的热损耗功率也会随之增大 D．若在额定电压下，该机车的输入功率为10000kW，则牵引变电所到机车间的等效电阻r为6.25Ω 【答案】CD 【详解】A．牵引变电所中变压器为理想变压器，则 解得 故A错误； B．若高铁机车运行功率增大，根据P=UI知电流将会增大，则牵引变电所至机车间损失的电压增大，所以机车的工作电压 低于25kV，故B错误； C．若高铁机车运行功率增大，根据P=UI知电流将会增大，牵引变电所至机车间的热损耗功率也会随之增大，故C正确； D．若在额定电压下，该机车的输入功率为10000kW，则该机车的输入电流为 由 所以 故D正确。 故选CD。 电磁振荡与电磁波 33．（23-24高二下·云南昆明·期中）某物理学习小组成员把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关按照图甲连成电路。将电压传感器的两端连在电容器的两个极板上。先把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。传感器在电脑上显示的电压波形如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．若增大C，则的值将增大 B．若电路中的电阻忽略不计，电压一定随时间等幅振荡 C．在t1~t2时间段，电流方向为图甲中的逆时针方向 D．在t2~t3时间段，线圈L中储存的磁场能在逐渐增大 【答案】AD 【详解】A．若增大C，则电路的振荡周期增大，则增大，故A正确； B．电容器两端的电压逐渐减小的原因有两个，分别是电路向外辐射电磁波，和电路本身的发热转化为内能。所以若电路中的电阻忽略不计，电磁能会随着电磁波的辐射不断减少，电压振荡幅度也会不断减小，故B错误； C．在t₁-t₂时间段电容器处于正向充电，电流方向为图甲中的顺时针方向，故C错误； D．在t₂-t₃时间段电容器处于正向放电，线圈中的磁场能正逐渐增大，故D正确。 故选AD。 34．（23-24高二下·广东佛山·期中）如图所示的电路中，电容器的上极板右端连接橡皮绳左端（绷直但无弹力），橡皮绳右端固定，电容器上极板左端接有拉手，不施加拉力时，电容器上下极板正对。现对拉手施加拉力后保持不变，先把开关拨到a，电路稳定后再把开关拨到b，测出此时振荡电流的频率就能推算拉力大小。已知该电路振荡电流的频率满足以下关系式，下列说法正确的是（　　） A．开关拨向a，电路稳定后，电容器上极板带上正电 B．开关由a 拨向b瞬间，流经电流传感器的电流最大 C．开关拨向b后，若LC 电路发生阻尼振荡，频率逐渐减小 D．传感器检测到的振荡电流频率越大，表示施加的拉力越大 【答案】AD 【详解】A．开关拨向a，电容器充电，电容器上极板与电源的正极相连，电路稳定后，电容器上极板带上正电，故A正确； B．开关由a 拨向b瞬间，电容器刚要放电，流经电流传感器的电流为零，故B错误； C．开关拨向b后，若LC 电路发生阻尼振荡，该电路振荡电流的频率，电容和电感均不变，频率不变，故C错误； D．传感器检测到的振荡电流频率越大，则电容越小，由，可知电容器两极板的正对面积越小，表示施加的拉力越大，故D正确。 故选AD。 35．（23-24高二下·重庆·期中）在学校饭堂就餐刷卡时，当听到“嘀”的声音，表示刷卡成功。刷卡所用的IC卡内部有由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路。刷卡时，读卡机向外发射某一特定频率的电磁波，IC卡内的LC振荡电路产生电谐振，线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。若某时刻线圈产生的磁场方向和电容器内的电场方向如图所示，下列说法正确的是（　　） A．若增大电容器两板距离，LC振荡频率增大 B．该时刻电容器正处于充电过程，电路中电流在减小 C．IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也有向读卡机传输数据功能 D．若读卡机发射电磁波偏离该特定频率，则IC卡内不会产生感应电流 【答案】ABC 【详解】A．由电磁振荡周期公式可知，距离增加，电容C减小，周期减小，频率变大，A正确； B．根据线圈L中磁感线的方向和电容器中电场方向，可知该时刻线圈充当电源，正在给电容器充电，电路中的电流在减小，B正确； C．IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也有向读卡机传输数据功能，C正确； D．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则IC卡内仍会产生感应电流，只不过不能产生电谐振，从而不能产生较大的感应电流，D错误。 故选ABC。 36．（23-24高二下·上海杨浦·期中）电磁波的发射、传播及接收过程如图所示，下列说法正确的是（    ） A．信号源发射出的电磁波是由自由电子周期运动而产生的 B．电磁波发射装置主要由振荡器和开放电路两部分组成。振荡器的作用是产生高频振荡电流和对开放电路供给能量 C．能直接穿过电离层，以空间波的形式进行直线传播是短波，这种直线传播受大气的干扰小、能量损失少、信号强 D．调节频道主要是在调节LC电路中的电容C，改变其固有频率而产生“电谐振”现象 【答案】ABD 【详解】A．信号源发射出的电磁波是由自由电子周期运动而产生的；故A正确； B．电磁波发射装置主要由振荡器和开放电路两部分组成。振荡器的作用是产生高频振荡电流和对开放电路供给能量，故B正确； C．能直接穿过电离层，以空间波的形式进行直线传播是微波，这种直线传播受大气的干扰小、能量损失少、信号强，故C错误； D．调节频道主要是在调节LC电路中的电容C，改变其固有频率而产生“电谐振”现象，故D正确。 故选ABD。 利用传感器制作简单的自动控制装置 37．（23-24高二下·山东·期中）某实验小组利用热敏元件设计一个环境温度超过设定温度时就会自动报警的装置，主要实验器材如下： 热敏元件（其阻值R随温度t变化的图像如图甲所示）； 干电池（电动势，内阻可忽略）； 变阻箱（0～9999.99Ω）； 电压表（量程0～3V，内阻很大）； 报警装置（电压超过2V就报警）； 开关S及导线若干。 (1)以下电路图中可能实现温度超过设定温度就报警的是 ； (2)若要设定环境温度超过30℃就报警，变阻箱的阻值应调节为 Ω，在此情况下当电压表示数为1.5V时，环境温度为 ℃（结果均保留三位有效数字）； (3)变阻箱的接入阻值越大，报警温度就 （选填“越低”“不变”或者“越高”）。 【答案】(1)B (2) 3.60×103Ω 14.0℃ (3)越低 【详解】（1）报警装置需要和电阻箱并联，当温度升高时，热敏电阻阻值减小，电压减小，电阻箱两端电压升高，电压达到或超过2V时，会报警。 故选B。 （2）[1]由甲图可知环境温度为30℃时，热敏电阻的阻值为1.8kΩ，根据 解得 [2]当电压表示数为1.5V时，有 解得 由甲图可知环境温度为14.0℃。 （3）根据 可知，变阻箱的接入阻值越大，在报警电压不变时，的阻值也随之增大，所以报警温度就越低。 38．（23-24高二下·四川成都·期中）某实验小组利用传感器来探究弹力与弹簧伸长的关系。如图甲所示，先将轻弹簧上端通过力传感器固定在水平的长木板A上，下端自由下垂，将距离传感器轻轻靠近轻弹簧下端。当力传感器示数为零时，距离传感器的示数为x0；然后再将轻弹簧下端与距离传感器固定，下面连接轻质木板B，距离传感器可以测量出其到力传感器的距离x，木板B下面用轻细绳挂住一小桶C。 (1)逐渐往小桶C内添加细沙，记录相应的力传感器的示数F和距离传感器的示数x。作出图像如图乙所示。由图及相关信息可知，弹簧的劲度系数k= N/m。 (2)将该弹簧应用到电子秤上，如图丙所示（两根弹簧）。闭合开关S，称不同物体的质量时，滑片P上下滑动，通过电子显示器得到示数。弹簧处于自然伸长状态时，滑片P位于R的最上端，通过验证可知，电子显示器的示数I与物体质量m的关系为（a、b均为常数，k为轻弹簧的劲度系数），则滑动变阻器R的长度L= ，电源电动势E= 。（保护电阻和滑动变阻器最大阻值均为R0，电源内阻不计，已知当地重力加速度为g） 【答案】(1)100 (2) 【详解】（1）弹簧的原长为，由弹簧的弹力与其形变量的关系可得 可知图像的斜率表示弹簧的劲度系数，则有 （2）[1][2]当所称的物体质量为零时，有 此时由电路结构可得 联立解得电源电动势 当所称的物体质量最大时，弹簧被压缩L，此时有 ， 联立解得 39．（23-24高二下·广东广州·期中）某实验小组想了解一气压传感器的电阻随所处环境气压变化的规律，他们在室温下利用实验室提供的以下器材进行探究。 A．气压传感器（阻值变化范围从几十欧到几百欧）； B．直流电源（电动势6V，内阻不计）； C．电压表（量程0~3V，内阻为4kΩ）； D．电压表（量程0~15V，内阻为20kΩ）； E．电流表A（量程0~150mA，内阻不计）； F．定值电阻（阻值为4kΩ）； G．定值电阻（阻值为20kΩ）； H．滑动变阻器R（最大阻值为50Ω）； I．开关S、导线若干。 (1)该小组设计了如图甲所示的实验电路原理图，其中电压表应选择 ，定值电阻应选择 。（填器材前的字母代号） (2)请按图甲所示的电路图，将图乙中的实物连线补充完整 。 (3)某次测量时，电压表、电流表的示数分别为和，则气压传感器的阻值 Ω，此时气压传感器所处环境的压强 Pa。 【答案】(1) C F (2)见解析 (3) 200 【详解】（1）[1]根据题意可知，电源电动势为，电压表读数时要在表盘中间三分之一更准确，而且串联定值电阻可以扩大量程，故电压表选C； [2]串联定值电阻，相当于扩大电压表量程，扩大到即可，电压表的量程为，内阻为，根据串联分压原理，故需串联一个阻值为的定值电阻，故定值电阻应选F。 （2）按照图甲所示的电路图，连接实物图如图所示 （3）[1]根据题意，由欧姆定律有 [2]由丙图图像可知，当时，气压传感器所处环境的压强为 40．（23-24高二下·福建厦门·期中）“饮酒不开车”是司机必须遵守的交通法规。图甲是呼气式酒精检测仪的简化电路原理图。图中电源电动势。，内阻不计，电压表量程为0~15 V且内阻很大，电阻箱的阻值范围为0~999 Ω，为酒精气体传感器，其阻值随气体中酒精浓度的变化规律如图乙所示。规定气体中酒精浓度在： ，之间为酒驾，等于或超过 ，为醉驾。测试仪使用前应先调零，即当气体中酒精浓度为0时，调节电阻箱 ，使电压表的示数 调零后 的值保持不变。 （1）调零后接入电路中的阻值为 Ω。（保留三位有效数字） （2）当电压表示数 时， 消耗的电功率为 W。（保留两位有效数字） （3）在某次检测中，电压表示数 ，经分析该司机属于 。 （填“正常”“酒驾”或“醉驾”） （4）若电池使用时间较长，有明显的内阻，则测出酒精的浓度将 （填“偏大”“偏小”或“不变”） 【答案】 200 酒驾 偏小 【详解】（1）[1]根据图乙知调零后为100Ω，根据闭合电路欧姆定律，推得 接入电路中的阻值为 （2）[2]当电压表示数 时，两端电压为2V,回路中的电流为 故消耗的电功率为 （3）[3]在某次检测中，电压表示数 ，两端电压为2.5V,回路中的电流为 此时在电路中的阻值为 对照图乙查询知气体中酒精浓度在之间，故司机属于酒驾。 （4）[4]若电池使用时间较长，有明显的内阻，则测出的偏大，则测出的酒精的浓度将偏小。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$