专题06 交变电流、电磁振荡与电磁波（湖南专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高二物理下学期期末真题分类汇编

专题06 交变电流、电磁振荡与电磁波（原卷版） 【考点分析】 【知识点梳理】交变电流的概念及产生；描述交变电流的四个值；电感和电容对交变电流的影响；变压器；变压器的原理；变压器的应用；远距离输电；电磁波的产生与应用；电磁场理论与电磁波的发现；LC振荡电路；电磁波的发射与接收；电磁波与信息化社会；电磁波谱 【公式梳理】 物理概念、规律 公式 备注 交变电流 电动势、电流、电压的瞬时值 电动势：e = Emsinωt 电流：i = Imsinωt 电压：u = Umsinωt 从中性面开始计时 电动势、电流、电压的有效值 电动势： 电流： 电压： 适用于正弦式交变电流 理想变压器 ,, 物理概念、规律 公式 备注 电磁振荡和电磁波 LC振动电路 电磁波的波长、波速、周期、频率的关系 交变电流的产生与四个值 1．（23-24高二下·湖南长沙·期末）无线充电是充电器与用电装置之间以磁场传送能量，两者之间不用电线连接，因此充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露，小功率无线充电常采用电磁感应式，充电原理图简化如图所示。发射线圈所加电压有效值为的家用交流电，匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下，该无线充电装置可视为理想变压器，下列说法正确的是（     ） A．接收线圈的输出电压的最大值为10V B．发射线圈与接收线圈中交变电流的频率之比约为1：22 C．发射线圈与接收线圈中电流之比约为22：1 D．若增大接收线圈中的电流，则发射线圈中电流也增大 2．（23-24高二下·湖南·期末）（多选）无线充电是近年发展起来的新技术，它的出现带给了我们非常多的便利，无线充电源于无线电能传输技术，其工作原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。如图甲所示，充电基座接上220V、50Hz家庭用交流电（电压变化如图乙所示），受电线圈接上一个理想二极管给手机电池充电。下列说法正确的是（　　） A．乙图中的的大小为220V B．在时刻，受电线圈中的电动势最小 C．基座线圈和受电线圈通过互感实现能量传递 D．手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失 3．（23-24高二下·湖南张家界·期末）（多选）如图所示，一个边长为、匝数为的正方形线框垂直放在磁感应强度为、范围足够大的匀强磁场中，当线框以角速度在磁场中匀速转动时，下列说法正确的是（    ） A．当线框以为轴转动时，感应电动势的最大值是 B．当线框以为轴转动时，感应电动势的有效值是 C．从图示位置开始计时，当线框以为轴转动时，感应电动势的瞬时值表达式是 D．从图示位置开始，当线框以为轴转动的过程中感应电动势的平均值大小是 4．（23-24高二下·湖南郴州·期末）（多选）如图所示，将一交流发电机的矩形线圈abcd通过理想变压器外接电阻，已知线圈边长，，匝数为50匝，线圈电阻不计，理想交流电压表接在原线圈两端，变压器原副线圈匝数比，线圈在磁感应强度的匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴以的角速度匀速转动，则（　　） A．从图示位置开始计时，线圈中产生的电动势随时间变化的关系式为 B．在图示时刻，穿过线圈的磁通量的变化最快 C．交流电压表的示数为 D．电阻R上消耗的电功率为 变压器及远距离输电 5．（23-24高二下·湖南湘西·期末）某型号手机充电器中的变压器可认为是理想变压器，原、副线圈匝数比为。若原线圈上加有最大电压值为的正弦交流电，则副线圈上可获得电压的有效值为（    ） A．0.2V B．1V C．5V D．8V 6．（23-24高二下·湖南岳阳·期末）甲图是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为乙图所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。开关闭合后，下列说法正确的是（    ） A．原线圈中的电流方向每秒改变50次 B．电压表的示数始终为 C．穿过原、副线圈的磁通量之比为 D．若，可以实现燃气灶点火 7．（23-24高二下·湖南长沙·期末）（多选）图甲为远距离输电示意图，理想升压变压器原、副线圈匝数比为1：1000，理想降压变压器原、副线圈匝数比为1000：1，输电线的总电阻为1000Ω，若升压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为220V。下列说法正确的是（    ）    A．输电线中的电流为3A B．电站输出的功率为7500kW C．输电线路损耗功率为900kW D．用户端交变电流的频率为100Hz 8．（23-24高二下·湖南·期末）太阳能光伏发电是一种新型清洁能源，我国光伏装机容量已突破3亿千瓦。一光伏发电站输出电压恒为250V，现准备向远处输电，输电示意图如图所示。若该发电站的输出功率为，该发电站到用户之间采用5500V高压进行远距离输电，输电线的总电阻为，用户获得220V电压。变压器视为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器的原、副线圈匝数比为1∶20 B．输电线上损失的功率为 C．降压变压器的原、副线圈匝数比为24∶1 D．若用户消耗的功率增大，则用户电路两端的电压也增大 9．（23-24高二下·湖南邵阳·期末）（多选）如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为，定值电阻的阻值为，滑动变阻器的最大阻值为，定值电阻的阻值为，图中电表均为理想电表。原线圈输入如图乙所示的交变电流，其电流的有效值不随负载变化。当滑动变阻器接入电路的阻值由减小到0的过程中，电压表、电流表A的示数变化量的绝对值分别为，下列说法正确的是（    ） A．电流表的示数为 B． C．电压表的示数最大值为 D．和的总电功率先增大后减小 电磁振动与电磁波 10．（23-24高二下·湖南长沙·期末）（多选）关于电磁波，下列叙述正确的是（  ） A．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度平行 B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C．电磁波可以在真空中传播 D．电磁波的频率越高，在真空中传播的速度越大 11．（23-24高二下·湖南长沙·期末）（多选）在如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时间变化的图像如图乙所示，若把通过P点向右的电流规定为电流i的正方向，则（     ） A．至2ms内，由于电流在减小，可推断磁场能在减小 B．1ms至内，电容器极板上电荷量减小 C．0至内，电容器C正在充电 D．至1ms内，电容器上极板带正电 6 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 交变电流、电磁振荡与电磁波（解析版） 【考点分析】 【知识点梳理】交变电流的概念及产生；描述交变电流的四个值；电感和电容对交变电流的影响；变压器；变压器的原理；变压器的应用；远距离输电；电磁波的产生与应用；电磁场理论与电磁波的发现；LC振荡电路；电磁波的发射与接收；电磁波与信息化社会；电磁波谱 【公式梳理】 物理概念、规律 公式 备注 交变电流 电动势、电流、电压的瞬时值 电动势：e = Emsinωt 电流：i = Imsinωt 电压：u = Umsinωt 从中性面开始计时 电动势、电流、电压的有效值 电动势： 电流： 电压： 适用于正弦式交变电流 理想变压器 ,, 物理概念、规律 公式 备注 电磁振荡和电磁波 LC振动电路 电磁波的波长、波速、周期、频率的关系 交变电流的产生与四个值 1．（23-24高二下·湖南长沙·期末）无线充电是充电器与用电装置之间以磁场传送能量，两者之间不用电线连接，因此充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露，小功率无线充电常采用电磁感应式，充电原理图简化如图所示。发射线圈所加电压有效值为的家用交流电，匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下，该无线充电装置可视为理想变压器，下列说法正确的是（     ） A．接收线圈的输出电压的最大值为10V B．发射线圈与接收线圈中交变电流的频率之比约为1：22 C．发射线圈与接收线圈中电流之比约为22：1 D．若增大接收线圈中的电流，则发射线圈中电流也增大 【答案】D 【详解】A．由理想变压器的原理有，代入数据解得，这是接收线圈的输出电压的有效值，故A错误； B．发射线圈与接收线圈中磁通量变化的频率相等，所以发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相等，故B错误； C．理想变压器的电流之比等于匝数的反比，即，故C错误； D．由，可知若增大接收线圈中的电流，则发射线圈中电流也增大，故D正确。 故选D。 2．（23-24高二下·湖南·期末）（多选）无线充电是近年发展起来的新技术，它的出现带给了我们非常多的便利，无线充电源于无线电能传输技术，其工作原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。如图甲所示，充电基座接上220V、50Hz家庭用交流电（电压变化如图乙所示），受电线圈接上一个理想二极管给手机电池充电。下列说法正确的是（　　） A．乙图中的的大小为220V B．在时刻，受电线圈中的电动势最小 C．基座线圈和受电线圈通过互感实现能量传递 D．手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失 【答案】BC 【详解】A．充电基座接上有效值为220V的交流电，为最大值，可知，故A错误； B．在时刻，基座线圈的电动势时值达到最大值，但变化率为零，即此时线圈中磁通量的变化率为零，根据法拉第电磁感应定律可知，在时刻，受电线圈中的感应电动势为零，故B正确； C．无线充电工作原理与变压器类似，基座线圈和受电线圈通过互感实现能量传递，故C正确； D．无线充电工作原理与变压器类似，手机和基座无需导线连接，通过互感实现充电，但仍然存在一定的磁损耗、焦耳热损失等，故这样传递能量有一定损失，故D错误。 故选BC。 3．（23-24高二下·湖南张家界·期末）（多选）如图所示，一个边长为、匝数为的正方形线框垂直放在磁感应强度为、范围足够大的匀强磁场中，当线框以角速度在磁场中匀速转动时，下列说法正确的是（    ） A．当线框以为轴转动时，感应电动势的最大值是 B．当线框以为轴转动时，感应电动势的有效值是 C．从图示位置开始计时，当线框以为轴转动时，感应电动势的瞬时值表达式是 D．从图示位置开始，当线框以为轴转动的过程中感应电动势的平均值大小是 【答案】AD 【详解】A．当线框以为轴转动时，感应电动势的最大值是，选项A正确； B．当线框以为轴转动时，感应电动势的最大值仍为，有效值是，选项B错误； C．从图示位置开始计时，当线框以为轴转动时，感应电动势的最大值仍为，感应电动势的瞬时值表达式是，选项C错误； D．从图示位置开始，当线框以为轴转动的过程中感应电动势的平均值大小是，选项D正确。 故选AD。 4．（23-24高二下·湖南郴州·期末）（多选）如图所示，将一交流发电机的矩形线圈abcd通过理想变压器外接电阻，已知线圈边长，，匝数为50匝，线圈电阻不计，理想交流电压表接在原线圈两端，变压器原副线圈匝数比，线圈在磁感应强度的匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴以的角速度匀速转动，则（　　） A．从图示位置开始计时，线圈中产生的电动势随时间变化的关系式为 B．在图示时刻，穿过线圈的磁通量的变化最快 C．交流电压表的示数为 D．电阻R上消耗的电功率为 【答案】BD 【详解】A．线圈中产生的电动势的最大值，从图示位置开始计时，线圈中产生的电动势随时间变化的关系式为，故A错误； B．在图示时刻，线圈平面与磁场平行，穿过线圈的磁通量的变化最快，线圈中感应电动势最大，故B正确； C．交流电压表的示数为电动势的有效值，故C错误； D．由，解得副线圈两端的电压，电阻R上消耗的电功率为，故D正确。 故选BD。 变压器及远距离输电 5．（23-24高二下·湖南湘西·期末）某型号手机充电器中的变压器可认为是理想变压器，原、副线圈匝数比为。若原线圈上加有最大电压值为的正弦交流电，则副线圈上可获得电压的有效值为（    ） A．0.2V B．1V C．5V D．8V 【答案】D 【详解】由已知条件知，原线圈两端电压的有效值为，设副线圈两端电压的有效值为，根据，解得 故选D。 6．（23-24高二下·湖南岳阳·期末）甲图是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为乙图所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。开关闭合后，下列说法正确的是（    ） A．原线圈中的电流方向每秒改变50次 B．电压表的示数始终为 C．穿过原、副线圈的磁通量之比为 D．若，可以实现燃气灶点火 【答案】B 【详解】A．由图乙知正弦交变电流的周期为s，一个周期交变电流的方向改变两次，则1s内交变电流方向改变100次，故A错误； B．电压表显示的示数是有效值即，故B正确； C．理想变压器在工作时，由于没有磁通量损耗，所以穿过两个线圈的磁通量相同，故穿过原、副线圈的磁通量之比为,与匝数无关, 故C错误； D．根据变压器原副线圈之间的电压规律，整理可得，即，故D错误。 故选B。 7．（23-24高二下·湖南长沙·期末）（多选）图甲为远距离输电示意图，理想升压变压器原、副线圈匝数比为1：1000，理想降压变压器原、副线圈匝数比为1000：1，输电线的总电阻为1000Ω，若升压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为220V。下列说法正确的是（    ）    A．输电线中的电流为3A B．电站输出的功率为7500kW C．输电线路损耗功率为900kW D．用户端交变电流的频率为100Hz 【答案】BC 【详解】A．由图乙知，升压变压器输入端电压的最大值为，有效值为，根据，得升压变压器副线圈两端的电压，用户端电压为220V，根据，得降压变压器原线圈的电压，故输电线上损失的电压为，则输电线上的电流为，故A错误； B．电站的输出功率为，故B正确； C．输电线路损耗功率为，故C正确； D．由乙图可知，原线圈交变电流的周期为，则频率为，变压器不会改变交流电的频率，故用户端交变电流的频率为50Hz，故D错误。 故选BC。 8．（23-24高二下·湖南·期末）太阳能光伏发电是一种新型清洁能源，我国光伏装机容量已突破3亿千瓦。一光伏发电站输出电压恒为250V，现准备向远处输电，输电示意图如图所示。若该发电站的输出功率为，该发电站到用户之间采用5500V高压进行远距离输电，输电线的总电阻为，用户获得220V电压。变压器视为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器的原、副线圈匝数比为1∶20 B．输电线上损失的功率为 C．降压变压器的原、副线圈匝数比为24∶1 D．若用户消耗的功率增大，则用户电路两端的电压也增大 【答案】C 【详解】A．升压变压器的原、副线圈匝数比为，故A错误； B．输电线上的电流为，输电线上损耗的功率为，故B错误； C．降压变压器的输入电压，则降压变压器的原、副线圈匝数比，故C正确； D．若用户消耗的功率增大，则发电系统输出功率一定增大，升压变压器的输入电压不变，则升压变压器原线圈中的电流增大，故副线圈中的电流也增大，即输电电流增大，输出电压不变，又因为，所以降压变压器的输入电压减小，输出电压即用户电路两端的电压减小，故D错误。 故选C。 9．（23-24高二下·湖南邵阳·期末）（多选）如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为，定值电阻的阻值为，滑动变阻器的最大阻值为，定值电阻的阻值为，图中电表均为理想电表。原线圈输入如图乙所示的交变电流，其电流的有效值不随负载变化。当滑动变阻器接入电路的阻值由减小到0的过程中，电压表、电流表A的示数变化量的绝对值分别为，下列说法正确的是（    ） A．电流表的示数为 B． C．电压表的示数最大值为 D．和的总电功率先增大后减小 【答案】ACD 【详解】A．由图乙所示的交变电流，根据有效值定义可得，可得输入电流的有效值为，即电流表的示数为，故A正确； B．根据理想变压器原副线圈电流比等于匝数比的反比可得，副线圈输出电流为，设电流表A的示数为，则通过的电流为，电压表的电压为，可得，故B错误； C．电压表的示数等于副线圈输出电流与副线圈负载总电阻的乘积，当滑动变阻器电阻最大时，副线圈负载总电阻最大，电压表的示数最大，则有，故C正确； D．和的总功率为，根据数学知识可知总功率先增大后减小，故D正确。 故选ACD。 电磁振动与电磁波 10．（23-24高二下·湖南长沙·期末）（多选）关于电磁波，下列叙述正确的是（  ） A．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度平行 B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C．电磁波可以在真空中传播 D．电磁波的频率越高，在真空中传播的速度越大 【答案】BC 【详解】A．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，故A错误； B．根据麦克斯韦电磁场理论，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，相互激发，形成电磁波，故B正确； CD．电磁波的传播不需要靠介质，可以在真空中传播，任何频率的电磁波在真空中的传播速度都相同，故C正确，D错误。 故选BC。 11．（23-24高二下·湖南长沙·期末）（多选）在如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时间变化的图像如图乙所示，若把通过P点向右的电流规定为电流i的正方向，则（     ） A．至2ms内，由于电流在减小，可推断磁场能在减小 B．1ms至内，电容器极板上电荷量减小 C．0至内，电容器C正在充电 D．至1ms内，电容器上极板带正电 【答案】AB 【详解】A．至2ms内，电流减小，为充电过程，磁场能减小转化为电场能，故A正确； B．1ms至内，电流增大，为放电过程，电容器极板上电荷量减小，故B正确； C．0至内，电流增大，应为放电过程，故C错误； D．至1ms内，电流减小，为充电过程，电流方向不变，电容器上极板带负电，故D错误。 故选AB。 2 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$