周测评(十三) 交变电流 交变电流的描述-【衡水真题密卷】2025-2026全学年高二物理学科素养周测评（人教版）

2025一2026学年度高二学科素养周测评（十三） 物理·交变电流 交变电流的描述 本试卷总分100分，考试时间40分钟。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题8分，共32分。每小题只有一个选项符合题目要求。 题号 2 3 答案 1.某些共享单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，可以不断地给单车的 蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。小型发电机的发电原理可简化为图甲所示，矩形 线圈abcd线圈处于匀强磁场中，通过理想交流电流表与阻值为R的电阻相连。某段时 间在骑行者的踩踏下，线圈绕垂直于磁场方向的轴OO匀速转动，图乙是线圈转动过程 中穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化的图像，则 () A.t=0时刻线圈处于中性面位置 B.t3时刻，穿过线圈的磁通量变化率为零，感应电动势为零 C.t1时刻电流表示数为0，t2时刻电流表的示数最大 D.t2、t4时刻电流方向发生改变，线圈转动一周，电流方向改变两次 2.教学用发电机能够产生正弦式交变电流，原理如图所示。矩 形线圈abcd面积为S,匝数为N,电阻为r。线圈在磁感应强 X×× N 度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO'以角速度ω Ox xO' 匀速转动，利用该发电机向定值电阻R供电，电压表和电流表××B×× 均可视为理想电表。下列说法正确的是 A.线圈由图示位置转过60时，电流表的示数为ENBS 2(R十r) B.线圈由图示位置转过60时，线圈中的电流为2(R十 NBSw C.线圈每转动一个周期，电流方向改变1次 D.电压表的读数为NBSR R十r 3.边长为L的单匝正方形金属框，电阻为x,在磁感应强度大小为B的匀强磁场中以恒定 角速度ω绕垂直于磁场的OO'轴转动，外接电阻为R。如图甲所示，第一次在发电机的 矩形线框处加水平向右的匀强磁场开始计时；如图乙所示，第二次在矩形线框处加竖直 向下的匀强磁场开始计时。下列说法正确的是 () 高二学科素养周测评（十三）物理第1页（共4页） 真题 生活原本沉网，但跑起来就有风 班级 姓名 得分 A.图甲输出的是交流电，转动一周的过程中电流的有效值为 BL2w √2(R+r) ®图甲输出的是直流电，转动一周的过程中通过电阻的电荷量q一、 C.图乙输出的是交流电，转动一周的过程中电阻R两端的电压最大值为BωL2 B2L402 D.图乙输出的是直流电，转动一周的过程中电路的总功率为R十7 4.某电路中的交变电流在一个周期内的it图像如图所示，其中图线的bc段为正弦曲线 的四分之一，则该交变电流的有效值为 () N/A 2 27 0 6 A.5 -A 6 B2 -A C.5 -A 5√51 3 D. 6 A 二、多项选择题：本题共2小题，每小题8分，共16分。每小题有多项符合题目要求，全部 选对得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分。 题号 5 6 答案 5.如图所示，图线α是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦式交流电动势随时间 变化的图像，当调整线圈转速后，所产生电动势随时间变化的图像如图线b所示，以下 说法正确的是 () e/v 10 0.1 0.3\/0.5/ts -10--- A.图线a和b对应的转速之比为3：2 B.两种情况在0.3s时通过线圈的磁通量相同 C.图线a和b对应的电动势有效值之比为3：2 D.图线α和b对应的交流电接在同一电阻两端时，在相等时间内产生的焦耳热之比为3：2 密卷 高二学科素养周测评（十三）物理第2页（共4页） 1 6.如图所示，在竖直平面内，一半径为α、阻值为R的圆形单匝金属线圈，绕过圆心的竖直轴 MN以角速度ω匀速转动，轴MN的左侧有方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，则下列说法正确的是 () M ×× ×0 ××火× ××××N A.图示位置穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小 B.从图示位置转出磁场的过程中，线圈中产生逆时针方向的感应电流 C.线圈中产生的感应电动势的有效值为2πBaa 2 D.转动一周，外力做功的平均功率P=BQ如 8R 三、非选择题：本题共3小题，共52分。 7.(12分)如图所示是一个简易交流发电机原理图。手摇转盘，通过皮带带动转轴转动， 100匝的矩形线圈abcd垂直于纸面处于水平方向的匀强磁场中，且与转轴同轴转动。 线圈在匀速转动时输出周期T=0.1s的正弦交流电。已知磁感应强度B=0.1T,线 圈面积S=10cm,转盘和转轴的半径之比k=10:1,图示时刻线圈平面与竖直平面的 夹角0=45°，ab边电流垂直纸面向里，取π=3。求： (1)分析匀强磁场的方向，并计算转盘转动的角速度ω； (2)线圈产生电动势的最大值Em。 B ab (x) 转轴 转盘 cd 8.(20分)如图所示，磁极N、S间的磁场可看作匀强磁场，磁感应强度大小为B,矩形线圈 N匝，AB=11,BC=12,在匀强磁场中以OO'为转轴逆时针匀速转动，角速度为w,线圈 的电阻为x,外接电阻R。从图示位置开始计时： (1)请你说明线圈平面转至何位置时，线圈产生的感应电动势最大；并推导线圈产生的 感应电动势最大值的表达式（用所需物理量的字母表示）； (2)求线圈转动过程中交变电压表的示数； 高二学科素养周测评（十三）物理第3页（共4页）】 真题名 (3)从线圈经过图示位置开始计时，求经过周期时间通过电阻R的电荷量。 ⊙1R 9.(20分)如图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈ABCD在匀强 磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'按如图甲所示方向匀速转动，线圈的匝数= 50、电阻r=52,线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=45Ω，与电阻R串联的 交流电流表为理想电表。在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，交流发电机产生的电 动势的瞬时值e随时间t按图乙所示余弦规律变化。求： (1)电路中交流电流表的示数I; (2)穿过线圈的磁通量的最大值Φm; (3)线圈由图甲所示位置转过90°的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q。 0 te/V 150V2 0 ×102s) -150W2 甲 乙 密卷 高二学科素养周测评（十三）物理第4页（共4页）》真题密卷 2025一2026学年度高二 物理·交变电流 一、单项选择题 1.B【解析】由图像可知，t=0时刻穿过线圈的磁 通量为0，则线圈与中性面垂直，A错误；t3时刻， 穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感 应电动势为零，B正确；根据题意可知，电流表的示 数为回路中电流的有效值，而回路中电流的有效值 不变，C错误；t2、t4时刻穿过线圈的磁通量为零， 磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，感应电 流最大，此时电流方向不发生改变，而线圈转动一 周，电流方向改变两次，D错误。 2.A【解析】线圈中产生的感应电动势最大值为 E。=NBS,感应电流最大值In=NBoS, R+,,电 √2NBwS 流表的读数为有效值，读数I=2R十)，A正 确：线圈由图示位置转过60°时，线圈中的电流i= R+,sin60°=5NBwS NBwS 2(R+T),B错误；线图每转动 一个周期，电流方向改变2次，C错误；电压表 的读数U=IR=√2 NBwSR 2(R+),D错误。 3.B【解析】根据右手定则可知，题图甲中通过 电阻的电流方向始终不变，则题图甲中输出的是 直流电，转动一周的过程中电流的有效值I有= BL'w ,转动一周的过程 √2√2(R十r)√2(R十r) E 中，每转过90°，通过电阻的电荷量q0=1t=R十， 依一发二由于超远心限的电说 △Φ 方向不变，则转动一周的过程中通过电阻的电荷 4BL? 量g=4g。一R十，A错误，B正确；根据右手定 则可知，题图乙中通过电阻的电流方向改变，则 题图乙输出的是交流电，转动一周的过程中电 阻R两端的电压最大值U=R十 R -Em= R十，，转动一周的过程中电路的总功率P户 E有EmB2L4w2 R+r2(R+r)-2(R+C、D错误。 4.A【解析】设该交变电流的有效值为I,则有 1 学科素养周测评 学科素养周测评（十三） 交变电流的描述 2 I'RT= R· 3,解得I= A,A正确。 6 二、多项选择题 5.AC【解析】由题图可知T。:Tb=2:3,图线 1 a和b对应的转速之比n。10T,:下一3？ 2,A正确；t=0.3s时，图线a的线圈平面与中 性面垂直，穿过线圈的磁通量为0，图线b的线 圈平面在中性面上，穿过线圈的磁通量最大，B 错误；由最大值表达式um=NBSw及有效值表 1,1= 达式U=“可得，U:U。=0:,=T。下。 √2 UJRU乃 3:2,C正确；焦耳热之比Q。:Q。=R1:Rt= 9:4,D错误。 6.AD【解析】根据中性面的性质可知，图示位 置穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最 小，A正确；从图示位置转出磁场的过程中，穿 过线圈的磁通量向里减小，根据楞次定律可知， 线圈中产生顺时针方向的感应电流，B错误；线 圈中产生的感应电动势的最大值Em=BSw= 2,线圈中产生的感应电动势的有效值 _E。_2πBa'”,C错误；线图在转动一个周 E 2 4 期的过程中，根据能量守恒定律有W=PT= 货及特万-限DE 三、非选择题 7.(1)水平向左6rad/s(2)0.6V 【解析】(1)由题意，根据右手定则，可判断匀强 磁场的方向为水平向左 (2分) 线圈在匀速转动时输出周期T=0.1s的正弦交 流电，根品特轴线因角逸废。一 (2分) 解得w'=60rad/s (1分) 转盘与转轴边沿的线速度相等，可知角速度之 比等于半径反比，即”=”2=1 0=r110 (2分) 得转盘转动的角速度w=6rad/s (1分) ·物理· (2)根据法拉第电磁感应定律，可得线圈产生电 动势的最大值Em=NBSw (2分) 解得Em=0.6V。 (2分) 8.(1)与中性面垂直时Em=NBl1l2(2) NBRL1l2ω Blil2 (3)N √2(R+r) R+r 【解析】(1)线圈转动到与中性面垂直时，电动势 最大，AB、CD两边切割磁感线产生的感应电动 势的大小均为 (3分) 121 E=NBL1O=NBL1·2w=2NBLL,w(3分） 感应电动势的最大值 Em=2E=NBll2w (4分) (2)线圈转动过程中交变电压表的示数 ER NBRl1l2ω U= (3分) √2(R+r)√2(R+r) 1 (3)线圈从图示位置转过4周期的过程中，通过 电阻R的电荷量 △D g=i·△t=NR+7 (3分) Bll2 解得L=NR+r (4分) 2025—2026学年度高 物理·变压器 电能的输送 一、单项选择题 1.D【解析】t1时刻振荡电流最大，说明电容器 放电完成，电容器不带电，两端电压为零，A错 误；1一t2时间内，电流逐渐减小，电容器充电， 磁场能转化为电场能，B错误；汽车靠近线圈， 相当于给线圈加铁芯，自感系数增大，由f= 1 知频率减小，C错误；t3~t4时间内电 2π√LC 流在减小，说明电容器在充电，电荷量增加，D 正确。 2.B【解析】电压表的指针向零，点右侧偏转，滑 块所受弹力的合力向左，则加速度向左，A错 误；若设两侧弹簧的劲度系数均为k,滑块质量 为m,位移为x,则有2kx=ma,故加速度量程 与飞成正比、与m成反比，仅把弹簧劲度系数 变为原来的2倍，量程随之变为2倍，若仅将滑 块质量变为2倍，则量程应变为原来的一半，B 正确，C错误；零点位置（加速度为零时电压表 参考答案及解析 32wb(3)4.05J 9.(1)3A(2)50元 【解析】(1)由图像可知感应电动势最大值 为150√2V,则有效值 Em=150V 正一 (3分) 电路中交流电流表的示数 E I一R -=3A (3分) (2)由图像可知 _2x-50x rad/s w≠个 (3分) 根据Em=nBSw=nΦmw (3分) 尔样0，- Wb (3分) (3)线圈由题图甲所示位置转过90°的过程中， 月时-T=0.01s (2分) 电阻R上产生的焦耳热 Q=I2Rt=4.05J。 (3分) 学科素养周测评（十四） 电磁振荡与电磁波传感器 指针的居中位置)需依赖两电源的对称性（含内 阻在内)，若两电池内阻不等，则原先的中点不 再对应电势相等，须重新调零，D错误。 3.D【解析】S闭合后，副线圈总电阻减小，副线 圈中电流增大，由U1I1=U2I2可知原线圈中的 电流也增大，B、C错误；由于原线圈中电流增 大，指示灯L两端电压增大，变压器原线圈两端 由=八1可知，副线圈两端的电压由 电压减小，由U,n2 原线圈两端的电压和原、副线圈的匝数决定，所 以当S闭合后，电压表的示数减小，A错误；S 闭合后，副线圈中电流增大，灯泡L1两端的电 压U=U2一I2R,所以灯泡L1两端的电压减 小，亮度变暗，D正确。 4.C【解析】输送电功率P2=U2I2=1100×103× 4×103W=4.4×109W,A错误；输电导线上损 失的功率△P=Ir=1.6×108W,则直流输电 7 1