21 交变电流 电磁振荡与电磁波 传感器-【伯乐马】2026年高考物理一轮复习同步考练卷

二十一、交变电流电磁振荡与电磁波传感器 1.答案：B 当线圈转到图甲位置时，线圈中的感应电流为0，A错。同理C 错。当线圈转到图乙位置时，由右手定则知线圈中的感应电流沿 a一b一c一d方向，B对。同理D错。 2.答案：D 当线圈α中输人正弦交变电流，线圈b中可输出交变电流，A错。 当线圈α中输人恒定电流，穿过线圈b的磁通量不变，但不为0， B错。线圈b输出交变电流时，两线圈相互感应，C错。变化的 磁场要激发电场，D对。 3.答案：C 由于电路有能量损耗，有一分能量转化为内能，还有一部分能 量以电磁波的形式辐射出去，故电压振幅会减小，电容器放电时 间由电容器自身决定，故周期不变，且开始时，电容器电压最大， 则计时开始时，电压处于最大振幅。故选C。 4.答案：A 、2T IR R5IR 2+(21 2 PA- 5.答案：C 闭合S后副线圈电阻减小，则滑动变阻器电压增大，为保证灯泡 电压不变，可将滑动变阻器阻值减小，即▣向右滑动；若滑动变阻 器阻值不变，可增大副线圈电压，也可使得并联电路电压不变，根 据=可知，此时p向上滑动。故选C。 6.答案：D 由题图(b)可知，交流电的周期为0.02s,所以所用交流电的频率 为50Hz,故A错误； 由题图(b)可知R2中的电流的有效值I2==1A,所以R2两 端的电压U2=I2R2=10V,根据理想变压器电压与匝数的关系 可知，原线圈两端的电压U1=”U,=100V,根据串联分压可知， R,两端的电压U′=U一U1=120V,即电压表的示数为120V,故 B错误； 根据欧姆定律可得，R,中的电流1，=尺 =0.5A,即电流表的示 数为0.5A,故C错误； 变压器传输的电功率P=U2(I2+I3)=10×(1十0.5)W=15.0 W,故D正确。 7.答案：B 电流互感器的作用是使大电流变成小电流，根据电流与匝数成反 比，原线圈的匝数小于副线圈的匝数，故ab接PQ、cd接MN,且 Ib<Id,故A错误，B正确； 由于高压电流互感器的原线圈一侧为高压，当原、副线圈之间因 绝缘损坏出线高压击穿时，将导致高压进人低压，如果副线圈一 点接地，则将高压引入了大地，可确保人身及设备的安全，故C错 误； 电流互感器副线圈一侧不允许开路。二次开路可能产生严重后 果，一是铁芯过热，甚至烧毁互感器；二是由于副线圈绕组匝数很 多，会感应出危险的高电压，危及人身和设备的安全，故D错误。 8.答案：AD 0~t1时间内，电容器极板的带电量减小，电容器放电，则LC振 荡电路中的电流正在增大，A正确； t2时刻电容器极板的带电量最大，电容器充电完毕，此时电路中 电流最小，线圈中产生的磁场最弱，B错误； 由公式f= 可知，当电容C不变时，线圈的自感系数L 2π√LC 越大，振荡电路中频率f越小，则发射电磁波的本领就越小，C错 误； 根据平行板电容器的决定式C一。，电容碧两极板间的距离 越大，电容器的电容变小，结合C项分析可知，振荡电路中频率f 越大，振荡电路发射电磁波的本领增大，D正确。 9.答案：AD 设输电线的电阻为R,A处输送的电功率为P,由题意可知， P 当输电电压为U时，输电线中的电流I= 输电线上损耗的电功率△P=IPR=PR 2, 到达B处时，电压下降AU=PR 当输电电压从550kV变成1100kV时，输电线上损耗的电功率 △P'=△P,到达B处电压下降△U'=2AU,故A,D正确。 10.答案：AD 用户端负载增加，故变压器输出功率变大，故输电线的电流增 大，故输电线上损失电压将增大，故A正确； 由之=可知升压变压器输出电压由升压变压器的原、副线 圈的匝数和升压变压器的输人电压决定，故不变，故B错误； 2026年伯乐马一轮复习同步考练·物理答案·第1页 由于用户端负载增加时，升压变压器输出电压不变，输电线上损 失的电压增大，因此降压变压器的输入电压降低，由-”，由 于原、副线圈匝数不变，故降压变压器输出电压降低，故C错误； 由于用户端负载增加时，电路中电流增加，由P=UⅡ，可知，电 厂的输出功率增大，故D正确。 nU 11.(1)C (2)U2-U1 解析 (1)由题可知，原线圈输入交流电的有效值为 Um6v U1= -V=6V √2√2 触头P正好在A、B的中间， 则原、副线圈的匝数比n1：n2=1：2 若该自耦调压器为理想变压器，根据原、副线圈的变压比可 U1_n1 知 U2 n2 解得副线圈两端的电压U2=12V 考虑到有漏磁、热损等影响，则副线圈所测得的电压应小于 12V,可能为11.48V。故选C。 (2)若忽略漏磁、热损等影响，设总匝数为N,电压表示数 为U,时，该自耦调压器副线围的匝数为N,则由题意得 N U N nU NU,n十N,解得N=,U· 12.(1)B区 更低 (2)右 1350 解析： (1)①用多用电表测R,的阻值，选择开关应置于B区。 ②多用电表的指针偏转角度较大，为了较准确地读出此温 度下热敏电阻的阻值，需要将选择开关换到更低挡」 (2)①为了降低装置的报警温度，说明报警时热敏电阻的阻 值比原来大，故为了使电流达到电磁继电器正常吸合时的电流， 需要减小滑动变阻器，应将滑动变阻器滑片P向右移。 ②如果设置报警温度为100℃，由图像可知该温度对应的 热敏电阻阻值为R,=1502 根据闭合电路欧姆定律可得I=R,十R E 则滑动变阻器应接入电路的阻值为R=1350D 13.当线圈从图示位置转过90°时，感应电动势和电流获得最大值： E=BSo,Im-R 代入数据得Im=2πA,线圈转动周期T- 2r=0.02s. 在线圈从图示位置起转动的一个周期中，最初。和最后。内由 于穿过线圈的磁通量保持不变，因此在这两段时间内线圈中没 有感应电流，而在中间T时间内，感应电流按正弦规律变化，并 且磁场的有界不影响感应电流的最大值和周期。所以只要将线 医在无界感场中转动一周的正弦交流电图像截去前和后{部 分，便得所要求作的图像，如图所示。 Ai/A 2π 0.01 6.02 -2π 14.(1)电动势的最大值Em=NBSw 有效值E= En ② 解得E= NBS@ √2 带人数据得E=6.4×102V (2)输出电压U=E一Ir 输出功率P=IU 解得P=I(E-Ir) 代人数据得P=3.1×10W 15.(1)导体棒以v1=10m/s向右匀速运动，则导体棒产生的电动 势恒定不变，原线圈中电流恒定不变，穿过副线圈的磁通量保持 不变，副线圈不会产生感应电动势，所以电压表示数为0。 (2)(ⅰ)导体棒其速度随时间变化关系符合 v=20√2sin50πt(m/s), 则电动势随时间关系为e=BLv=v=0.8√2sin50πt(V) 则原线圈输人电压有效值为U,=0,8,Ev=0.8V √2 居：=”，可得副线圈电压为U,=”U,=4V 根据可n 7n1 则电压表示数为4V; (ⅱ)滑动变阻器滑片滑到正中间位置，在1min内导体棒的动能 变化为0，滑动变阻器产生的焦耳热为 根据能量守恒可知在1min内外力对导体棒做的功为 W=Q-96J 2026年伯乐马一轮复习同步考练·物理答案·第2页物理一轮复习同步考练（二十一) 交变电流电磁振荡与电磁波传感器 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每 小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1.如图是交流发电机的示意图。线圈abcd在磁场中匀速转动 产生交流电。线圈的ab边和cd边连在两个金属滑环上，两 个滑环通过金属片做的电刷和外电路相连。当线圈沿逆时针 方向转动时，关于电流方向以下判断正确的是 丙 A.当线圈转到图甲的位置时，线圈中的电流方向为d一c一b一a B.当线圈转到图乙的位置时，线圈中的电流方向为a一b一c一d C.当线圈转到图丙的位置时，线圈中的电流方向为d一c一b一a D.当线圈转到图丁的位置时，线圈中的电流方向为α一b一c一d 2.如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈a和b,则 A.线圈a输人正弦交变电流，线圈b可 输出恒定电流 电源 B.线圈a输人恒定电流，穿过线圈b的 磁通量一定为零 8输出 C.线圈b输出的交变电流不对线圈α的磁场造成影响 D.线圈α的磁场变化时，线圈b中一定有电场 3.如图所示，把线圈（内阻不计）、电容器、 a 电源、电阻和单刀双掷开关连成图示电路。E 把电压传感器（图中未画出）的两端连在 R N 电容器的两个极板M、N上。先把开关置 于a侧，一段时间后再把开关置于b侧，从此刻开始计时， 电压uww随时间t变化的图像正确的是 MN 4.A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交 变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流，则两电热器的电 功率之比PA:PB等于 AiA 10 26 甲 A.5:4 B.3:2 C.√2：1 D.2:1 5.如图所示，某同学利用自耦变压器设计了家庭护眼灯的工作 电路。A、B端输入220V交流电压，为两个相同的护眼灯 L1和I2供电。电键S断开，L1正常发光。现闭合S,为使两 灯仍正常发光，只需调节的是 A.q向左滑动 B.p向下滑动 C.p向上滑动 D.不需要任何调节 6.在图(a)所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V, 理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R1、R2、R,均 为固定电阻，R2=102,R3=202,各电表均为理想电表， 已知电阻R,中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图乙所示， 下列说法正确的是 ↑i,/A 图(a) 图(b) A.所用交流电的频率为100Hz B.电压表的示数为100V C.电流表的示数为1.0A D.变压器传输的电动率为15.0W 7.普通的交流电表不能直接接人高压 负载 输电线来测量交变电流，通常要与 电流互感器配合使用。在如图所示 的电路中电流互感器ab间线圈匝 数较多，cd间线圈匝数较少。下列说法正确的是 A.ab接MN,cd接PQ B.ab接PQ,cd接MN C.在使用电流互感器时，副线圈可以不用接地 D.在使用电流互感器时，副线圈可以处于开路状态 026年伯乐马一轮复习同步考练（二十一）·物理·第1页（共2页） 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每 小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对 的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8.把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关连成如图甲所示的 LC振荡电路。先把开关置于1给电容器充电，稍后再把开 关置于2并开始计时，电容器所带的电荷量q随时间t的变 化规律如图乙所示，下列说法正确的是 A.0t1时间内，LC振荡电路中的电流正在增大 B.t2时刻线圈中产生的磁场最强 C.线圈的自感系数越大，其他条件不变，振荡电路发射电磁 波的本领越大 D.电容器两极板间的距离越大，其他条件不变，振荡电路 发射电磁波的本领越大 9.特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低.我 国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术.假设从A处采 用550kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为 △P,到达B处时电压下降了△U.在保持A处输送的电功率 和输电线电阻都不变的条件下，改用1100kV特高压输电， 输电线上损耗的电功率变为△P',到达B处时电压下降了 △U'.不考虑其他因素的影响，则 A.P'=4△P B.AP'-ZAP C.△U'=4AW D.AU'-2AU 10.如图所示为电能输送的示意图，升压、降压变压器均为理 想变压器，输电线总电阻为R,设发电厂输出电压不变， 则用户端负载增加（用电高峰期）时 发 A.输电线上损失的电压增大 B.升压变压器输出电压增大 C.降压变压器输出电压增大 D.电厂的输出功率增大 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11.(8分) 某挂扇内的一种自耦调压器的结构示意图如图所示，它可 用来调整挂扇的转速，某同学要测量这种自耦调压器线圈的总 匝数。 B (1)在B、C端接入u=6√2sin100πt(V)的交流电源， 触头P正好在AB的中间，则测得A、B两端的电压可能是 A.3.28V B.6.00VC.11.48V D.12V (2)若忽略漏磁、热损等影响，在A、B端接人电压有效 值为U的交流电，用电压表测量出A、C两端的电压，触头P 沿顺时针方向绕过n匝的过程中，电压表的示数由U1变为U2, 则该自耦调压器的线圈总匝数为 12.(8分) 热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。某学习小组 利用热敏电阻，设计制作自动报警装置，方案如下： (1)使用多用电表研究热敏电阻R,的阻值随温度变化的规律 ①用多用电表测R,的阻值，选择开关应置于 (填“A区”、“B区”、“C区”或“D区”) A区 4R/2 B区 D区 300 150 100 C区 甲 乙 ②不同温度下选择合适的挡位，读出热敏电阻R,的阻值。 某次读数时，发现多用电表的指针偏转角度较大，为了较准确 地读出此温度下热敏电阻的阻值，需要将选择开关换到 挡（填“更高”或“更低”）。 ③描绘出热敏电阻R,的阻值随温度变化的规律如图乙所 示。 (2)使用上述热敏电阻R,作为传感器制作的自动报警装置 线路图如图所示 0000000000 一衔铁 电磁铁 蜂鸣器 ● ①为了降低装置的报警温度，应将滑动变阻器滑片P向 (选填“左”或“右”)移动； ②设定装置的报警温度为100℃，报警时流过热敏电阻R 的电流为10mA,已知直流电源电动势E=15V(内阻不计)， 忽略电磁铁线圈电阻，则滑动变阻器应接人电路的阻值为 n。 13.(10分) 如图所示，abcd为一个闭合矩形金属线框，已知ab长 L1=10cm,bc长L2=20cm,内阻R=0.12。图中虚线O1O2 为磁场右边界（磁场左边界很远）。它与线圈的b边平行，等 分bc边，即线圈有一半位于匀强磁场之中，而另一半位于磁场 之外。磁感线方向垂直于线框平面向里，磁感应强度B=0.1T。 线框以ab边为轴以角速度w=100πrad/s匀速转动，t=0时刻 位置如图所示，在图右边的坐标系上定性画出转动过程中线圈 内感应电流随时间变化的图象（只要求画出一个周期）。 2026年伯乐马一轮复习同步考练（二十一）·物理·第2页（共2页） 14.(13分) 某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁 体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强 磁场，磁感应强度的大小为0.20T,线圈的匝数为100、面积为 0.5m,电阻为0.62，若磁体转动的角速度为90rad/s,线圈中 产生的感应电流为50A。求： (1)线圈中感应电动势的有效值E; (2)线圈的输出功率P。 。接外电路 15.(15分) 如图所示，导体棒αb垂直放在水平面内两根平行固定导轨 上，导轨右端与理想变压器原线圈A相连，线圈C接图示电 路，线圈A与线圈C的匝数比n1：n2=1：5,不计导体棒、导 轨的电阻：两导轨间距为20cm;磁感应强度B为0.2T,方向 竖直向上，滑动变阻器R(阻值0~202)，V为理想交流电压 表。导体棒在外力作用下运动，则： (1)导体棒以v1=10m/s向右匀速运动，电压表示数多大？ (2)导体棒其速度随时间变化关系符合v=20√2sin50πt (m/s) (1)电压表示数多大？ (ⅱ)滑动变阻器滑片滑到正中间位置，在1min内外力对 导体棒做的功。