重难12 直流电和交流电（重难专练）（黑吉辽蒙专用）2026年高考物理二轮复习讲练测

重难12 直流电和交流电（重难专练） （建议用时：30分钟） 1．【答案】C 【详解】AC．此自耦变压器为升压变压器，滑动触头向下移动，输入电压不变，输出电压增大，等效电阻R、灯泡、和消耗的功率都变大，原线圈中电流表示数变大，相反，若向上移动，则灯泡、和消耗的功率都变小，灯泡、和都变暗，A错误，C正确； BD．当滑动触头向下移动一段后，电路中的总电阻减小，总电流增大，电流表的示数增大，通过灯泡、和所在支路电流减小，所以灯泡、和变暗，BD错误。 故选C。 2．【答案】D 【详解】A．交流电压表的示数为有效值，不为零，故A错误； B．由法拉第电磁感应定律得正方形线圈产生的感应电动势的最大值 带入数值得 感应电动势的有效值 故理想变压器原线圈的电压 因电动机正常工作，故理想变压器副线圈的电压 所以理想变压器原、副线圈的匝数之比 故B错误； C．电动机发热功率 故C项错误； D．滑动变阻器的滑片P向下滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，不变，理想变压器的输出功率变大，输入功率也变大，故D正确。 故选D。 3．【答案】A 【详解】A．长度、质量、时间都是基本量，基本量的单位都属于基本单位，因此都属于基本单位，而国际单位制的基本单位是m，kg，s，故A正确； B．根据，， 电容的单位也可以表示为，故B错误； C．根据库仑定律，库仑定律中静电力常量的单位，如果用国际单位制中的基本单位表示，可以写作，故C错误； D．比例系数，的单位为，而，故D错误。 故选 A。 4．【答案】D 【详解】A．兆瓦是功率的单位，A错误； BC．磁铁匀速转动时线圈中电流周期性变化，当如图所示位置时，线圈切割磁感线的有效速度最大，线圈电流最大，BC错误； D．根据楞次定律，图示时刻线圈中电流方向为dcba，D正确。 故选D。 5．【答案】B 【详解】A．设灯泡正常工作的电流为I，则原线圈上的电流为I，副线圈上的电流为2I，则原、副线圈匝数之比为2∶1，故A错误； B．原、副线圈两端的电压满足， 可得 根据闭合电路欧姆定律可知，故B正确； C．设副线圈两端电压为U2，副线圈所有负载总电阻为R，则有 L1断路，R增大，U2增大，可知L2两端电压峰值较之前变大，故C错误； D．若增大电阻箱示数，R增大，U2增大，则原线圈两端电压增大，L3两端电压减小，其电功率减小，故D错误。 故选B。 6．【答案】C 【详解】A．电压表测量的是原线圈两端的电压有效值，所以电压表示数不为0，故A错误； B．根据题意可知，电击网上电压的频率为 故B错误； C．原、副线圈的匝数比为 故C正确； D．将直流电源直接连接在变压器的原线圈上，穿过副线圈的磁通量不发生变化，在副线圈中不产生感应电动势，没有电压输出，电蚊拍不能正常工作，故D错误。 故选C。 7．【答案】D 【详解】A．由欧姆定律可知，原线圈的电流为 根据可知通过副线圈所接电阻的电流为 故A错误； B．副线圈两端电压为 根据可知原线圈两端电压为 则 a、b 两端的电压为 故B错误； C．电源输出的电压为2U0，根据 ，电源的内阻未知，无法求出电源输入的电压为多少，故C错误； D．电源输出的功率为 故D正确。 故选D。 8．【答案】A 【详解】A．根据 代入数据，解得 故A正确； B．除颤器放电时的平均电流为 由于除颤器放电的时间不确定，所以除颤器放电时的平均电流无法确定，故B错误； C．除颤器储存的能量为 故C错误； D．除颤器放出能量的平均功率为 由于除颤器放电的时间不确定，所以除颤器放出能量的平均功率不确定，故D错误。 故选A。 （建议用时：30分钟） 9．【答案】C 【详解】AB．带电粒子沿轴线射入，然后垂直打到管壁上，根据几何关系可知粒子在磁场中运动的轨道半径为 由洛伦兹力提供向心力有 解得粒子质量为 故AB正确，不满足题意要求； C．根据电流的定义式，管道内的等效电流为 故C错误，满足题意要求； D．根据牛顿第三定律可知，粒子束对管道的平均作用力大小等于安培力，即 故D正确，不满足题意要求。 故选C。 10．【答案】C 【详解】AB．在滑动变阻器的滑片向下滑动的过程中，接入电路的阻值变小，即电路的总电阻变小，根据 可知电路的干路电流I增大，根据闭合电路欧姆定律有 可知，电路的路端电压U减小，即电压表示数变小，则定则电阻R的电流变小，根据 可知滑动变阻器的电流增大，即电流表示数增大，故AB错误； C．电源总功率，干路电流I增大，可知电源总功率增大，故C正确； D．电源内阻消耗的功率，干路电流I增大，可知电源内阻消耗的电功率增大，故D错误。 故选C。 11．【答案】A 【详解】线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴与磁场方向垂直，产生的感应电动势 电流表测的是有效值 A．增大手柄的转速，增大，增大，电流增大，A正确； B．将半圆形线圈换为面积相等的正方形线圈，不变，不变，电流不变，B错误； C．增大手柄的周期，，减小，电流减小，C错误； D．减小磁场的磁感应强度，减小，电流减小，D错误。 故选A。 12．【答案】A 【详解】设R的电功率为P，导体棒做匀速圆周运动的周期为T。因1、2间和2、3间的距离均为圆环半径的一半，所以导体棒转动一周时，只有时间产生感应电动势。若圆环都处在如图所示的匀强磁场中，导体棒产生正弦式电流，感应电动势最大值为 则在一个周期内，根据有效值的定义有 故选A。 13．【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）金属棒由静止释放一段时间后恰好做匀速运动，合力为零，则 其中 解得 （2）达到最大速度后，合力为零，此时 解得最大速度 （3）为保证电容不被击穿，最大电压 设释放金属棒的一小段时间Δt的加速度为a，根据牛顿第二定律可得 根据电流的定义式得 金属棒的加速度为 根据 解得 14．【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据等压变化，即，解得 （2）外界对气体做功为，对活塞 气体吸收热量，由热力学第一定律得 （3）根据变压器电压关系，解得 根据最大值和有效值关系得，又 解得 15．【答案】(1) (2)， (3)， 【详解】（1）解法一：当金属棒运动达到稳定状态时，设金属棒的稳定速度为，此时电容器两端电压 在此过程中，由动量定理得 其中 解得 解法二：金属棒由静止开始运动至稳定的过程中，由动量定理得 其中 代入上式解得 （2）当组合体速度大小为时，由牛顿第二定律得 因为，     解得 组合体从静止开始运动到通过位移为的过程中，由动量定理得 其中 代入上式解得 （3）解法一：当组合体最终达到稳定时，有 整理得，由求根公式得 使有解，则 即，解得 此时 解法二：当组合体达到稳定状态时，有 整理得 根据数学知识可知，当时，取最大值，为 此时 解法三：将定值电阻与电源看成等效电源，电动势为，内阻为，当组合体达到稳定时，等效电源的输出功率达到最大，为 且 由以上两式得 此时 解得 16．【答案】C 【详解】A．根据，可以得出普朗克常量，故A错误； B．由题图可知发生光电效应时，太阳能硅晶片中电子向上极板移动，空穴向下极板移动，所以太阳能硅晶片内部电流方向从上极板流向下极板，故B错误； C．继续增大太阳光照强度，太阳能硅晶片单位时间内释放的电子越多，上下电极间电势差越大，太阳能电池的电流会增大，故C正确； D．由可知，用波长大于λ的光子照射， 光的能量变小，可能小于金属的逸出功，导致不能发生光电效应，没有光电子逸出就没有光电流产生，故D错误。 故选C。 （建议用时：40分钟） 17．【答案】D 【详解】A．根据理想变压器的原理可得 解得升压变压器输出电压，故A错误； B．降压变压器原、副线圈匝数之比，故B错误； C．输电导线上损失的功率 发电机的输出功率 用户消耗的电功率为，故C错误； D．此高压输电线路的输电效率，故D正确。 故选D。 18．【答案】C 【详解】A．由图可知，原线圈交流电的周期为0.02s，则交变电压的频率为Hz，则副线圈中交流电的频率为50Hz，故A错误； B．由图可知，电源电压的有效值为V=36V 由于的分压作用，导致原线圈两端电压的有效值小于36V，故B错误； CD．根据等效原理可知 当滑动变阻器接入电路的阻值为1Ω时，电流表的示数为A 仅将滑动变阻器的滑片P向上滑动，滑动变阻器增大，则原线圈电流减小，消耗的功率变小，故C正确，D错误； 故选C。 19．【答案】B 【详解】A．该交流电的周期，A错误； B．a、b端交流电压的有效值为 由于电路中存在二极管，电路中的电压只有半周期存在，设电阻两端电压的有效值为U，由热量相等可知 解得 所以电压表的示数为，B正确； C．电流表测得的电流大小为，C错误； D．电阻消耗的功率为，D错误。 故选B。 20．【答案】C 【详解】A．通过乙图可知电流的最大值为0.6A，周期T=0.2s 故 故电流的表达式为 故A错误； B．电流的周期为T=0.2s 故磁体的转速为 故B错误； C．风速加倍时，角速度加倍，根据 可知产生的感应电动势加倍，形成的感应电流加倍，故风速加倍时电流的表达式为 故C正确； D．根据C得分析，形成的感应电流 故有效值为 故D错误。故选C。 21．【答案】D 【详解】A．根据题意有 故A错误； B．海上升压变压器的输出功率等于海底电缆陆地终端的输入功率与海底电缆损失的功率之和，故B错误； C．变压器利用电磁感应输送电能，导线的电阻损耗主要由 I决定，频率对电阻影响甚微，可忽略不计，故C错误； D．若采用220kV输送同样功率的电能，电压加倍，则输电电流减半，则海底电缆电阻的功率损失变为原来的四分之一，即功率损失将减少75%，故D正确。 故选D。 22．【答案】D 【详解】AB．由题图乙可知，原线圈输入电压的有效值为。根据原、副线圈匝数比与电压比的关系有 解得 由于二极管具有单向导电性，只有半个周期内能通过电流，故有 解得 故AB错误； CD．通过R的电流为 理想变压器输入功率等于输出功率，则有 原线圈虽然整个周期都有电压但是只有在副线圈有电流和功率时原线圈才有功率，电流表电流 可得 故C错误，D正确。 故选D。 23．【答案】(1) (2) 【详解】（1）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，则 解得 根据理想变压器的变流规律有 解得 输电线路上损耗的电功率为 解得 （2）根据理想变压器的变压规律有 解得 升压变压器副线圈两端电压为 解得 根据理想变压器的变压规律有 解得 交流发电机产生的感应电动势的最大值为 代入数据解得电动势有效值 根据理想变压器的变流规律有 其中 解得 根据闭合电路欧姆定律有 解得 24．【答案】（1）1.5A；（2） 【详解】（1）线圈转动产生交流电的电动势最大值 电动势的有效值为 交流电流表的示数为 （2）线圈从图示位置转过过程中，通过电流表的电荷量为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难12 直流电和交流电 ( 内容导航 速度提升 技巧掌握 手感养成 重难考向聚焦 锁定目标 精准打击： 快速指明将要攻克的核心靶点，明确主攻方向 重难技巧突破 授予利器 瓦解难点： 总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧 重难保分练 稳扎稳打 必拿分数 ： 聚焦可稳拿分数题目，确保重难点基础分值 重难抢分练 突破瓶颈 争夺高分： 聚焦于中高难度题目，争夺关键分数 重难冲刺练 模拟实战 挑战顶尖： 挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感” ) Ⅰ：串联电路的电流特点: 由于恒定电流电路中，电荷的定向移动处于动态平衡中，在相等时间内通过串联电路中各个位置的电荷量一定相同。这就是说：结论：串联电路中各处的电流相等。 Ⅱ：串联电路的电压特点: ①各点的电势与各点之间的电势差有什么关系？ ②比较电压关系？ 结论：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和. Ⅲ：串联电路的电阻特点： 几个电阻串联起来，如果能够用一个电阻来代替，则可以起到化简作用，就好比将几个力用一个力来代替一样，这个电阻就是那几个电阻的等效总电阻。这里的等效应当怎样理解呢？ 等效应当体现为：将相同的电压加在串联电路的两端与加在等效总电阻两端时，电路中的电流是相等的！ 对总电阻： 对于串联电路： 对于多个电阻串联也成立，故 并联电路： Ⅰ：并联电路的电流特点： 并联电路中，在相等时间内通过干路的电荷量等于各个支路的电荷量之和。因此： 结论：并联电路中，干路中的总电流等于各个支路中的电流之和。 Ⅱ：并联电路的电压特点： 导线的电阻可以认为是0，因此，任意导线两端没有电势差。据此，你可以得出并联电路的电压关系吗？ 即 结论：并联电路的总电压与各支路电压相等。 交变电流 Ⅰ：交变电流的产生 ①两个特殊位置及其特点 图示 概念 中性面位置 与中性面垂直的位置 特点 最大 最小 ,最小 最大 ,不切割，, 方向改变 ，最大, 方向不变 ②瞬时表达式 求导可得 路端电压： 求导可得 路端电压： ③四值 ⑴瞬时值，求某时刻,求某时刻杆所受的安培力 e=Emsin ωt，u=Umsin ωt，i=Imsin ωt，. ⑵峰值 讨论电容器的击穿电压,， （3）平均值 计算通过电路某截面的电荷量？ （4）有效值 求有效值的方法利用电流的热效应 通式：（在每一周期所占的比例，每一段的有效值） 其他情况下有的可以与正弦式交变电流定性比较。如图(甲)交变电流与图(乙)正弦式交变电流比较,可知其有效值小于。 （建议用时：30分钟） 1．（2025·辽宁朝阳·三模）如图甲所示，一自耦变压器的原线圈与有效值不变的正弦交流电源相连接，副线圈中通过输电线接有3只灯泡、和，输电线等效电阻为；如图乙所示，一总阻值为的滑动变阻器与有效值不变的正弦交流电源相连接，通过输电线接有3只灯泡、和，输电线等效电阻为，、均可视为理想电表。下列分析判断正确的是（　　） A．当滑动触头向上移动一段后，灯泡、和都变亮 B．当滑动触头向下移动一段后，灯泡、和都变亮 C．当滑动触头向下移动一段后，原线圈中电流表的示数增大 D．当滑动触头向下移动一段后，电流表的示数减小 【答案】C 【详解】AC．此自耦变压器为升压变压器，滑动触头向下移动，输入电压不变，输出电压增大，等效电阻R、灯泡、和消耗的功率都变大，原线圈中电流表示数变大，相反，若向上移动，则灯泡、和消耗的功率都变小，灯泡、和都变暗，A错误，C正确； BD．当滑动触头向下移动一段后，电路中的总电阻减小，总电流增大，电流表的示数增大，通过灯泡、和所在支路电流减小，所以灯泡、和变暗，BD错误。 故选C。 2．（2025·辽宁沈阳·二模）如图所示，边长、匝数匝的正方形线圈绕垂直于磁场的中心轴以的角速度在磁感应强度大小的匀强磁场中转动，磁场只分布在中心轴的左侧。理想变压器原线圈接有理想交流电压表，副线圈连接标有“10 V  1 A”的电动机，该电动机恰好能正常工作，电动机线圈的内阻，不计正方形线圈的内阻，下列说法正确的是（　　） A．图示位置交流电压表的示数为零 B．理想变压器原、副线圈的匝数之比为 C．电动机发热的功率为10W D．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，则理想变压器的输入功率将变大 【答案】D 【详解】A．交流电压表的示数为有效值，不为零，故A错误； B．由法拉第电磁感应定律得正方形线圈产生的感应电动势的最大值 带入数值得 感应电动势的有效值 故理想变压器原线圈的电压 因电动机正常工作，故理想变压器副线圈的电压 所以理想变压器原、副线圈的匝数之比 故B错误； C．电动机发热功率 故C项错误； D．滑动变阻器的滑片P向下滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，不变，理想变压器的输出功率变大，输入功率也变大，故D正确。 故选D。 3．（2025·辽宁沈阳·模拟预测）物理学中有很多物理量，这些物理量的单位之间存在关系。下列关于单位制的说法正确的是（　　） A．长度、质量、时间都是基本量，因此都属于基本单位 B．电容的单位也可以表示为 C．库仑定律中静电力常量的单位，如果用国际单位制中的基本单位表示，可以写作 D．已知球状液滴小振动频率，式中为液滴密度，为液滴半径，则比例系数的单位为 【答案】A 【详解】A．长度、质量、时间都是基本量，基本量的单位都属于基本单位，因此都属于基本单位，而国际单位制的基本单位是m，kg，s，故A正确； B．根据，， 电容的单位也可以表示为，故B错误； C．根据库仑定律，库仑定律中静电力常量的单位，如果用国际单位制中的基本单位表示，可以写作，故C错误； D．比例系数，的单位为，而，故D错误。 故选 A。 4．（2025·辽宁·三模）我国“南锟”号是世界上首台达到兆瓦级的漂浮式波浪能发电装置，它可以将波浪能转化为机械能，再通过发电机转化为电能，为南海各岛提供了强有力的电力保障。其使用的旋转磁极式发电机的简化装置如右图所示，矩形线圈abcd固定不动，磁铁绕OO'轴转动，abcd与OO'在同一平面内。下列判断正确的是（　　） A．兆瓦是能量的单位 B．磁铁匀速转动时线圈中电流保持不变 C．图示时刻线圈中电流为零 D．图示时刻线圈中电流方向为dcba 【答案】D 【详解】A．兆瓦是功率的单位，A错误； BC．磁铁匀速转动时线圈中电流周期性变化，当如图所示位置时，线圈切割磁感线的有效速度最大，线圈电流最大，BC错误； D．根据楞次定律，图示时刻线圈中电流方向为dcba，D正确。 故选D。 5．（2025·辽宁盘锦·三模）如图所示为一含有理想变压器的电路，三个灯泡完全相同，电阻箱示数为0时，三个灯泡均在额定电压U下工作。已知电路的输入电压恒为U0，变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，忽略灯泡电阻的变化。下列说法正确的是（　　） A．n1∶n2=1∶2 B．U0=3U C．其他条件不变，若灯泡L1断路，则L2两端电压峰值较之前变小 D．其他条件不变，增大电阻箱示数，L3的电功率增大 【答案】B 【详解】A．设灯泡正常工作的电流为I，则原线圈上的电流为I，副线圈上的电流为2I，则原、副线圈匝数之比为2∶1，故A错误； B．原、副线圈两端的电压满足， 可得 根据闭合电路欧姆定律可知，故B正确； C．设副线圈两端电压为U2，副线圈所有负载总电阻为R，则有 L1断路，R增大，U2增大，可知L2两端电压峰值较之前变大，故C错误； D．若增大电阻箱示数，R增大，U2增大，则原线圈两端电压增大，L3两端电压减小，其电功率减小，故D错误。 故选B。 6．（2025·内蒙古包头·三模）电蚊拍用来杀灭蚊子，原理如图所示，由稳恒直流电源提供的电压被高频转换器转换成的低压交流电压，再将其加在变压器的原线圈上，副线圈连接电蚊拍的高压电击网，电击网上电压峰值可达到2400V，一旦蚊子触碰到电击网就会被杀灭。假设图中电压表为理想电表，变压器可看成理想变压器。下列说法中正确的是（    ） A．时，电压表示数为0 B．电击网上电压的频率为1000Hz C．原、副线圈的匝数比为 D．将直流电源直接连接在变压器的原线圈上电蚊拍仍然能正常工作 【答案】C 【详解】A．电压表测量的是原线圈两端的电压有效值，所以电压表示数不为0，故A错误； B．根据题意可知，电击网上电压的频率为 故B错误； C．原、副线圈的匝数比为 故C正确； D．将直流电源直接连接在变压器的原线圈上，穿过副线圈的磁通量不发生变化，在副线圈中不产生感应电动势，没有电压输出，电蚊拍不能正常工作，故D错误。 故选C。 7．（2025·内蒙古通辽·三模）如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数之比为3：1，副线圈所接电阻的阻值为R，原线圈所接电阻的阻值为9R，a、b接在正弦交流电源上，已知原线圈所接电阻两端的电压为 U0下列说法正确的是（    ） A．通过副线圈所接电阻的电流为 B．a、b 两端的电压为U0 C．电源输入的电压为4U0 D．电源输出的功率为 【答案】D 【详解】A．由欧姆定律可知，原线圈的电流为 根据可知通过副线圈所接电阻的电流为 故A错误； B．副线圈两端电压为 根据可知原线圈两端电压为 则 a、b 两端的电压为 故B错误； C．电源输出的电压为2U0，根据 ，电源的内阻未知，无法求出电源输入的电压为多少，故C错误； D．电源输出的功率为 故D正确。 故选D。 8．（2025·内蒙古通辽·三模）除颤器通过在短时间内向心脏提供一定强度的电流，利用电击将心脏的电活动“清除”，以使心脏活动达到正常节律。在除颤器中，电容器是储存能量并在需要时能够快速释放能量的关键元件。某除颤器的电容C=200μF，电容器储存电能的电势差U=200V，电容器储存的能量可以通过公式计算，除颤器的放电时间一般在10毫秒到20毫秒。下列说法正确的是（    ） A．除颤器储存的电荷量为0.04C B．除颤器放电时的平均电流为2A C．除颤器储存的能量为2J D．除颤器放出能量的平均功率为4 kW 【答案】A 【详解】A．根据 代入数据，解得 故A正确； B．除颤器放电时的平均电流为 由于除颤器放电的时间不确定，所以除颤器放电时的平均电流无法确定，故B错误； C．除颤器储存的能量为 故C错误； D．除颤器放出能量的平均功率为 由于除颤器放电的时间不确定，所以除颤器放出能量的平均功率不确定，故D错误。 故选A。 （建议用时：30分钟） 9．（2024·内蒙古包头·模拟预测）如图，在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定一内壁光滑的绝缘轨道。管道横截面半径为a，长度为l。带电粒子束持续以速度v沿轴线进入管道，在磁力作用下垂直打到管壁，发生多次弹性碰撞后从另一端射出。单位时间进入管道的粒子数为n，粒子电荷量为，不计重力及粒子相互作用，则下列说法不正确的是（　　） A．粒子运动半径为a B．粒子质量为 C．管道内等效电流为 D．粒子对管道平均作用力为 【答案】C 【详解】AB．带电粒子沿轴线射入，然后垂直打到管壁上，根据几何关系可知粒子在磁场中运动的轨道半径为 由洛伦兹力提供向心力有 解得粒子质量为 故AB正确，不满足题意要求； C．根据电流的定义式，管道内的等效电流为 故C错误，满足题意要求； D．根据牛顿第三定律可知，粒子束对管道的平均作用力大小等于安培力，即 故D正确，不满足题意要求。 故选C。 10．（2025·吉林·模拟预测）在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，在滑动变阻器。的滑片向下滑动的过程中，关于电压表和电流表示数的变化情况的判断中正确的是（   ） A．电压表示数不变 B．电流表示数减小 C．电源总功率增大 D．电源内阻消耗的电功率减小 【答案】C 【详解】AB．在滑动变阻器的滑片向下滑动的过程中，接入电路的阻值变小，即电路的总电阻变小，根据 可知电路的干路电流I增大，根据闭合电路欧姆定律有 可知，电路的路端电压U减小，即电压表示数变小，则定则电阻R的电流变小，根据 可知滑动变阻器的电流增大，即电流表示数增大，故AB错误； C．电源总功率，干路电流I增大，可知电源总功率增大，故C正确； D．电源内阻消耗的功率，干路电流I增大，可知电源内阻消耗的电功率增大，故D错误。 故选C。 11．（2025·吉林白城·模拟预测）手摇式发电机是户外探险的必备物品，其原理如图所示。一单匝半圆形金属线圈处在磁感应强度方向垂直纸面向里的匀强磁场中，通过导线与交流电流表A组成回路，使手柄匀速转动，要使电流表A示数增大，下列操作可行的是（　　） A．增大手柄的转速 B．将半圆形线圈换为面积相等的正方形线圈 C．增大手柄的周期 D．减小磁场的磁感应强度 【答案】A 【详解】线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴与磁场方向垂直，产生的感应电动势 电流表测的是有效值 A．增大手柄的转速，增大，增大，电流增大，A正确； B．将半圆形线圈换为面积相等的正方形线圈，不变，不变，电流不变，B错误； C．增大手柄的周期，，减小，电流减小，C错误； D．减小磁场的磁感应强度，减小，电流减小，D错误。 故选A。 12．（2025·吉林长春·模拟预测）如图甲所示，两电阻不计的导体圆环相距为d、固定平行放置，圆心的连线与圆环面垂直，圆环间接有阻值为R的定值电值，一根不计电阻、长为d的均匀导体棒与位于圆环内侧与圆心连线平行，在空间中加上磁感应强度大小为B的匀强磁场，其分布区域如图乙所示（乙图为侧视图），图中1、2、3为为三条平行的边界线，2与圆环的直径重合，1、2间和2、3间的距离均为圆环半径的一半，磁场的方向与边界平行。用外力让导体棒紧靠圆环内侧以大小为v的速度做匀速圆周运动，则R的电功率为（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设R的电功率为P，导体棒做匀速圆周运动的周期为T。因1、2间和2、3间的距离均为圆环半径的一半，所以导体棒转动一周时，只有时间产生感应电动势。若圆环都处在如图所示的匀强磁场中，导体棒产生正弦式电流，感应电动势最大值为 则在一个周期内，根据有效值的定义有 故选A。 13．（2024·辽宁·一模）如图所示，间距为d、足够长的平行金属导轨MQ、NP与水平面的夹角为，两导轨处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中；导轨上端通过开关S可以分别与电源E（内阻为r）、电阻R和电容器C相连。金属棒ab质量为m、长度为d，置于导轨上与导轨垂直且始终接触良好。已知重力加速度为g，金属棒与导轨电阻不计，电容器的击穿电压为U。 （1）若导轨光滑，现将开关S置于“1”位置，金属棒由静止释放一段时间后恰好做匀速运动（金属棒已达到稳定状态），求此时金属棒的速度大小； （2）若金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为，现将开关S置于“2”位置，求金属棒由静止释放后沿导轨下滑的最大速度； （3）若导轨光滑，现将开关S置于“3”位置，为保证电容不被击穿，求金属棒由静止释放后沿轨道运动的最大距离l。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）金属棒由静止释放一段时间后恰好做匀速运动，合力为零，则 其中 解得 （2）达到最大速度后，合力为零，此时 解得最大速度 （3）为保证电容不被击穿，最大电压 设释放金属棒的一小段时间Δt的加速度为a，根据牛顿第二定律可得 根据电流的定义式得 金属棒的加速度为 根据 解得 14．（2025·辽宁朝阳·模拟预测）为保存某种特殊物品，现需要一个精准控温的集装箱，具体设计如下。一单匝线圈边长分别为，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴MN匀速转动，线圈内阻忽略不计，通过原副线圈匝数比为1:2的理想变压器，给装有一定质量的理想气体的汽缸加热，以达到精准控温。开始时活塞处于静止状态，活塞距汽缸底部高度为，温度为，后闭合开关S，通过电热丝电流为I，活塞的面积为S，活塞的重力为G，电热丝的电阻为R，大气压强为，移动过程中活塞与汽缸的摩擦忽略不计，且气体与外界环境没有热交换，热量全部被气体吸收。则经过时间t，温度从升高到过程中： (1)活塞移动的距离X； (2)该气体增加的内能； (3)线圈匀速转动的角速度。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据等压变化，即，解得 （2）外界对气体做功为，对活塞 气体吸收热量，由热力学第一定律得 （3）根据变压器电压关系，解得 根据最大值和有效值关系得，又 解得 15．（2025·辽宁沈阳·三模）我国第三艘航母福建舰配备了目前世界上最先进的电磁弹射系统。为探究弹射过程，某项目组设计了如图所示的简化模型（俯视图）。已知电源的电动势为，电容器的电容为，定值电阻的阻值为，两足够长的水平固定导轨间距为，金属棒MN的质量为，静置在导轨上，不计金属棒与导轨间的阻力，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度大小可在一定范围内调节。不计电源、金属棒及导轨电阻，金属棒MN在运动过程中始终与导轨垂直。 (1)若导轨只放金属棒，调节磁感应强度大小为，断开，将接，电源给电容器充电，充电完成后断开，将接，求金属棒运动达到稳定状态时速度的大小； (2)将一绝缘材料制成的飞机模型与金属棒固定，组合体总质量为，运动过程中所受阻力恒为；调节磁感应强度也为，开关分别接。若组合体从静止开始运动，当位移为时速度为，求此时组合体加速度的大小及此过程所用时间； (3)开关分别接，调节磁感应强度，组合体能达到的稳定速度也随之改变。求理论上可实现的稳定速度的最大值以及对应的磁感应强度的大小。 【答案】(1) (2)， (3)， 【详解】（1）解法一：当金属棒运动达到稳定状态时，设金属棒的稳定速度为，此时电容器两端电压 在此过程中，由动量定理得 其中 解得 解法二：金属棒由静止开始运动至稳定的过程中，由动量定理得 其中 代入上式解得 （2）当组合体速度大小为时，由牛顿第二定律得 因为，     解得 组合体从静止开始运动到通过位移为的过程中，由动量定理得 其中 代入上式解得 （3）解法一：当组合体最终达到稳定时，有 整理得，由求根公式得 使有解，则 即，解得 此时 解法二：当组合体达到稳定状态时，有 整理得 根据数学知识可知，当时，取最大值，为 此时 解法三：将定值电阻与电源看成等效电源，电动势为，内阻为，当组合体达到稳定时，等效电源的输出功率达到最大，为 且 由以上两式得 此时 解得 16．（2025·黑龙江大庆·模拟预测）太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应，在太阳能硅晶片中，P型半导体中含有较多的空穴（可视为正电荷），而N型半导体中含有较多的电子，在交界处形成PN结，产生内电场。当能量等于、波长为λ的光子照射硅晶片时，硅晶片吸收一个光子刚好能产生一对自由电子和空穴，电子-空穴对从硅晶片表面向内迅速扩散，在内电场的作用下，最后建立一个与光照强度有关的电动势，工作原理如图所示。已知光照强度越大，硅晶片单位时间内释放的电子数越多，光速为c，则（   ） A．由题干条件可得普朗克常量 B．硅晶片内部电流方向从下极板流向上极板 C．增大光照强度，太阳能电池的电流会增大 D．用波长大于λ的光子照射，太阳能电池的电流会增大 【答案】C 【详解】A．根据，可以得出普朗克常量，故A错误； B．由题图可知发生光电效应时，太阳能硅晶片中电子向上极板移动，空穴向下极板移动，所以太阳能硅晶片内部电流方向从上极板流向下极板，故B错误； C．继续增大太阳光照强度，太阳能硅晶片单位时间内释放的电子越多，上下电极间电势差越大，太阳能电池的电流会增大，故C正确； D．由可知，用波长大于λ的光子照射， 光的能量变小，可能小于金属的逸出功，导致不能发生光电效应，没有光电子逸出就没有光电流产生，故D错误。 故选C。 （建议用时：40分钟） 17．（2024·黑龙江·模拟预测）我国的特高压输电技术，开创了该技术领域的世界标准。如图所示为特高压交流输电电路图，采用图示理想变压器输电，升压变压器原、副线圈匝数比为m，通过输电导线的电流为I，输电导线总电阻为r，交流发电机的输出电压与用户的工作电压均为U。则（　　） A．升压变压器输出电压为mU B．降压变压器原、副线圈匝数之比大于 C．用户消耗的电功率为 D．此高压输电线路的输电效率为 【答案】D 【详解】A．根据理想变压器的原理可得 解得升压变压器输出电压，故A错误； B．降压变压器原、副线圈匝数之比，故B错误； C．输电导线上损失的功率 发电机的输出功率 用户消耗的电功率为，故C错误； D．此高压输电线路的输电效率，故D正确。 故选D。 18．（2025·黑龙江大庆·一模）如图甲所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，电流表为理想交流电表，在原、副线圈的回路中分别接有定值电阻，滑动变阻器，在a、b端接入如图乙所示的交变电压。下列说法正确的是（    ） A．副线圈中交流电的频率为100Hz B．原线圈两端电压的有效值为36V C．当滑动变阻器接入电路的阻值为1Ω时，电流表的示数为3A D．仅将滑动变阻器的滑片P向上滑动，消耗的功率变大 【答案】C 【详解】A．由图可知，原线圈交流电的周期为0.02s，则交变电压的频率为Hz，则副线圈中交流电的频率为50Hz，故A错误； B．由图可知，电源电压的有效值为V=36V 由于的分压作用，导致原线圈两端电压的有效值小于36V，故B错误； CD．根据等效原理可知 当滑动变阻器接入电路的阻值为1Ω时，电流表的示数为A 仅将滑动变阻器的滑片P向上滑动，滑动变阻器增大，则原线圈电流减小，消耗的功率变小，故C正确，D错误； 故选C。 19．（2025·黑龙江·模拟预测）在如图所示的电路图中，a、b端接入的交流电压为，电压表和电流表均为理想交流电表，定值电阻的阻值为，二极管为理想二极管。闭合开关后，下列说法正确的是（　　） A．该交流电周期为 B．电压表测得的电压大小为 C．电流表测得的电流大小为 D．定值电阻消耗的电功率为 【答案】B 【详解】A．该交流电的周期，A错误； B．a、b端交流电压的有效值为 由于电路中存在二极管，电路中的电压只有半周期存在，设电阻两端电压的有效值为U，由热量相等可知 解得 所以电压表的示数为，B正确； C．电流表测得的电流大小为，C错误； D．电阻消耗的功率为，D错误。 故选B。 20．（2024·吉林长春·模拟预测）图甲为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的磁铁转动，转速与风速成正比。当风速为ν时，线圈中产生的正弦式交变电流如图乙所示。下列说法正确的是（  ） A．线圈中电流的表达式为 B．磁铁的转速为 C．风速为2v时，线圈中电流的表达式为 D．风速为2v时，线圈中电流的有效值为1.2A 【答案】C 【详解】A．通过乙图可知电流的最大值为0.6A，周期T=0.2s 故 故电流的表达式为 故A错误； B．电流的周期为T=0.2s 故磁体的转速为 故B错误； C．风速加倍时，角速度加倍，根据 可知产生的感应电动势加倍，形成的感应电流加倍，故风速加倍时电流的表达式为 故C正确； D．根据C得分析，形成的感应电流 故有效值为 故D错误。故选C。 21．（2024·辽宁·二模）海上低频交流输电系统（LFTS）是指海上风力发电机输出低频（20Hz）交流电，先经箱变将电压由0.69kV升压到35kV，再经海上升压站升至110kV；后经海底电缆送至陆地，在陆地变频（50Hz）后并网，如图所示。变压器视为理想变压器。仅考虑远距离海底电缆的电阻。下列说法正确的是（　　） A．升压变压器的匝数比分别为1：49和7：22 B．海上升压变压器的输出功率等于海底电缆陆地终端的输入功率 C．变压器利用电磁感应输送电能，低频交流可降低海底电缆电阻的功率损失 D．若采用220kV输送同样功率的电能，则海底电缆电阻的功率损失将减少75% 【答案】D 【详解】A．根据题意有 故A错误； B．海上升压变压器的输出功率等于海底电缆陆地终端的输入功率与海底电缆损失的功率之和，故B错误； C．变压器利用电磁感应输送电能，导线的电阻损耗主要由 I决定，频率对电阻影响甚微，可忽略不计，故C错误； D．若采用220kV输送同样功率的电能，电压加倍，则输电电流减半，则海底电缆电阻的功率损失变为原来的四分之一，即功率损失将减少75%，故D正确。 故选D。 22．（2024·吉林白城·二模）图甲为半波整流电路，在理想变压器的输出电路中有一只整流二极管，其具有单向导电性。原、副线圈的匝数比为，电阻，原线圈的输入电压随时间的变化关系如图乙所示，电表均为理想交流电表，则（　　） A．电压表V1、V2读数相同 B．电压表V2的读数为20V C．电流表A读数为2A D．原线圈的输入功率为20W 【答案】D 【详解】AB．由题图乙可知，原线圈输入电压的有效值为。根据原、副线圈匝数比与电压比的关系有 解得 由于二极管具有单向导电性，只有半个周期内能通过电流，故有 解得 故AB错误； CD．通过R的电流为 理想变压器输入功率等于输出功率，则有 原线圈虽然整个周期都有电压但是只有在副线圈有电流和功率时原线圈才有功率，电流表电流 可得 故C错误，D正确。 故选D。 23．（2025·黑龙江·模拟预测）小型交流发电机向较远处用户供电，发电机线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。已知线圈abcd的匝数，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度大小。输电导线的总电阻，降压变压器原、副线圈的匝数比为。用户区标有“220V  8.8kW”的电动机恰能正常工作，用户区及连接发电机线圈的输电导线电阻可以忽略，发电机线圈电阻不可忽略。求： (1)输电线路上损耗的电功率； (2)若升压变压器原、副线圈匝数比为，求发电机线圈电阻r。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，则 解得 根据理想变压器的变流规律有 解得 输电线路上损耗的电功率为 解得 （2）根据理想变压器的变压规律有 解得 升压变压器副线圈两端电压为 解得 根据理想变压器的变压规律有 解得 交流发电机产生的感应电动势的最大值为 代入数据解得电动势有效值 根据理想变压器的变流规律有 其中 解得 根据闭合电路欧姆定律有 解得 24．（2024·黑龙江哈尔滨·二模）哈九中第二课堂物理兴趣小组在实验室模拟的风力发电机发电输电简易模型。如图所示，风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈，在磁感应强度大小的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴，以角速度匀速转动。其中矩形线圈匝数为，面积为，线圈总电阻，小灯泡电阻，电流表为理想表，求： （1）交流电流表的示数； （2）线圈从图示位置转过过程中，通过电流表的电荷量。 【答案】（1）1.5A；（2） 【详解】（1）线圈转动产生交流电的电动势最大值 电动势的有效值为 交流电流表的示数为 （2）线圈从图示位置转过过程中，通过电流表的电荷量为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难12 直流电和交流电 内容导航 速度提升 技巧掌握 手感养成 重难考向聚焦 锁定目标 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Ⅲ：串联电路的电阻特点： 几个电阻串联起来，如果能够用一个电阻来代替，则可以起到化简作用，就好比将几个力用一个力来代替一样，这个电阻就是那几个电阻的等效总电阻。这里的等效应当怎样理解呢？ 等效应当体现为：将相同的电压加在串联电路的两端与加在等效总电阻两端时，电路中的电流是相等的！ 对总电阻： 对于串联电路： 对于多个电阻串联也成立，故 并联电路： Ⅰ：并联电路的电流特点： 并联电路中，在相等时间内通过干路的电荷量等于各个支路的电荷量之和。因此： 结论：并联电路中，干路中的总电流等于各个支路中的电流之和。 Ⅱ：并联电路的电压特点： 导线的电阻可以认为是0，因此，任意导线两端没有电势差。据此，你可以得出并联电路的电压关系吗？ 即 结论：并联电路的总电压与各支路电压相等。 交变电流 Ⅰ：交变电流的产生 ①两个特殊位置及其特点 图示 概念 中性面位置 与中性面垂直的位置 特点 最大 最小 ,最小 最大 ,不切割，, 方向改变 ，最大, 方向不变 ②瞬时表达式 求导可得 路端电压： 求导可得 路端电压： ③四值 ⑴瞬时值，求某时刻,求某时刻杆所受的安培力 e=Emsin ωt，u=Umsin ωt，i=Imsin ωt，. ⑵峰值 讨论电容器的击穿电压,， （3）平均值 计算通过电路某截面的电荷量？ （4）有效值 求有效值的方法利用电流的热效应 通式：（在每一周期所占的比例，每一段的有效值） 其他情况下有的可以与正弦式交变电流定性比较。如图(甲)交变电流与图(乙)正弦式交变电流比较,可知其有效值小于。 （建议用时：30分钟） 1．（2025·辽宁朝阳·三模）如图甲所示，一自耦变压器的原线圈与有效值不变的正弦交流电源相连接，副线圈中通过输电线接有3只灯泡、和，输电线等效电阻为；如图乙所示，一总阻值为的滑动变阻器与有效值不变的正弦交流电源相连接，通过输电线接有3只灯泡、和，输电线等效电阻为，、均可视为理想电表。下列分析判断正确的是（　　） A．当滑动触头向上移动一段后，灯泡、和都变亮 B．当滑动触头向下移动一段后，灯泡、和都变亮 C．当滑动触头向下移动一段后，原线圈中电流表的示数增大 D．当滑动触头向下移动一段后，电流表的示数减小 2．（2025·辽宁沈阳·二模）如图所示，边长、匝数匝的正方形线圈绕垂直于磁场的中心轴以的角速度在磁感应强度大小的匀强磁场中转动，磁场只分布在中心轴的左侧。理想变压器原线圈接有理想交流电压表，副线圈连接标有“10 V  1 A”的电动机，该电动机恰好能正常工作，电动机线圈的内阻，不计正方形线圈的内阻，下列说法正确的是（　　） A．图示位置交流电压表的示数为零 B．理想变压器原、副线圈的匝数之比为 C．电动机发热的功率为10W D．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，则理想变压器的输入功率将变大 3．（2025·辽宁沈阳·模拟预测）物理学中有很多物理量，这些物理量的单位之间存在关系。下列关于单位制的说法正确的是（　　） A．长度、质量、时间都是基本量，因此都属于基本单位 B．电容的单位也可以表示为 C．库仑定律中静电力常量的单位，如果用国际单位制中的基本单位表示，可以写作 D．已知球状液滴小振动频率，式中为液滴密度，为液滴半径，则比例系数的单位为 4．（2025·辽宁·三模）我国“南锟”号是世界上首台达到兆瓦级的漂浮式波浪能发电装置，它可以将波浪能转化为机械能，再通过发电机转化为电能，为南海各岛提供了强有力的电力保障。其使用的旋转磁极式发电机的简化装置如右图所示，矩形线圈abcd固定不动，磁铁绕OO'轴转动，abcd与OO'在同一平面内。下列判断正确的是（　　） A．兆瓦是能量的单位 B．磁铁匀速转动时线圈中电流保持不变 C．图示时刻线圈中电流为零 D．图示时刻线圈中电流方向为dcba 5．（2025·辽宁盘锦·三模）如图所示为一含有理想变压器的电路，三个灯泡完全相同，电阻箱示数为0时，三个灯泡均在额定电压U下工作。已知电路的输入电压恒为U0，变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，忽略灯泡电阻的变化。下列说法正确的是（　　） A．n1∶n2=1∶2 B．U0=3U C．其他条件不变，若灯泡L1断路，则L2两端电压峰值较之前变小 D．其他条件不变，增大电阻箱示数，L3的电功率增大 6．（2025·内蒙古包头·三模）电蚊拍用来杀灭蚊子，原理如图所示，由稳恒直流电源提供的电压被高频转换器转换成的低压交流电压，再将其加在变压器的原线圈上，副线圈连接电蚊拍的高压电击网，电击网上电压峰值可达到2400V，一旦蚊子触碰到电击网就会被杀灭。假设图中电压表为理想电表，变压器可看成理想变压器。下列说法中正确的是（    ） A．时，电压表示数为0 B．电击网上电压的频率为1000Hz C．原、副线圈的匝数比为 D．将直流电源直接连接在变压器的原线圈上电蚊拍仍然能正常工作 7．（2025·内蒙古通辽·三模）如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数之比为3：1，副线圈所接电阻的阻值为R，原线圈所接电阻的阻值为9R，a、b接在正弦交流电源上，已知原线圈所接电阻两端的电压为 U0下列说法正确的是（    ） A．通过副线圈所接电阻的电流为 B．a、b 两端的电压为U0 C．电源输入的电压为4U0 D．电源输出的功率为 8．（2025·内蒙古通辽·三模）除颤器通过在短时间内向心脏提供一定强度的电流，利用电击将心脏的电活动“清除”，以使心脏活动达到正常节律。在除颤器中，电容器是储存能量并在需要时能够快速释放能量的关键元件。某除颤器的电容C=200μF，电容器储存电能的电势差U=200V，电容器储存的能量可以通过公式计算，除颤器的放电时间一般在10毫秒到20毫秒。下列说法正确的是（    ） A．除颤器储存的电荷量为0.04C B．除颤器放电时的平均电流为2A C．除颤器储存的能量为2J D．除颤器放出能量的平均功率为4 kW （建议用时：30分钟） 9．（2024·内蒙古包头·模拟预测）如图，在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定一内壁光滑的绝缘轨道。管道横截面半径为a，长度为l。带电粒子束持续以速度v沿轴线进入管道，在磁力作用下垂直打到管壁，发生多次弹性碰撞后从另一端射出。单位时间进入管道的粒子数为n，粒子电荷量为，不计重力及粒子相互作用，则下列说法不正确的是（　　） A．粒子运动半径为a B．粒子质量为 C．管道内等效电流为 D．粒子对管道平均作用力为 10．（2025·吉林·模拟预测）在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，在滑动变阻器。的滑片向下滑动的过程中，关于电压表和电流表示数的变化情况的判断中正确的是（   ） A．电压表示数不变 B．电流表示数减小 C．电源总功率增大 D．电源内阻消耗的电功率减小 11．（2025·吉林白城·模拟预测）手摇式发电机是户外探险的必备物品，其原理如图所示。一单匝半圆形金属线圈处在磁感应强度方向垂直纸面向里的匀强磁场中，通过导线与交流电流表A组成回路，使手柄匀速转动，要使电流表A示数增大，下列操作可行的是（　　） A．增大手柄的转速 B．将半圆形线圈换为面积相等的正方形线圈 C．增大手柄的周期 D．减小磁场的磁感应强度 12．（2025·吉林长春·模拟预测）如图甲所示，两电阻不计的导体圆环相距为d、固定平行放置，圆心的连线与圆环面垂直，圆环间接有阻值为R的定值电值，一根不计电阻、长为d的均匀导体棒与位于圆环内侧与圆心连线平行，在空间中加上磁感应强度大小为B的匀强磁场，其分布区域如图乙所示（乙图为侧视图），图中1、2、3为为三条平行的边界线，2与圆环的直径重合，1、2间和2、3间的距离均为圆环半径的一半，磁场的方向与边界平行。用外力让导体棒紧靠圆环内侧以大小为v的速度做匀速圆周运动，则R的电功率为（    ） A． B． C． D． 13．（2024·辽宁·一模）如图所示，间距为d、足够长的平行金属导轨MQ、NP与水平面的夹角为，两导轨处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中；导轨上端通过开关S可以分别与电源E（内阻为r）、电阻R和电容器C相连。金属棒ab质量为m、长度为d，置于导轨上与导轨垂直且始终接触良好。已知重力加速度为g，金属棒与导轨电阻不计，电容器的击穿电压为U。 （1）若导轨光滑，现将开关S置于“1”位置，金属棒由静止释放一段时间后恰好做匀速运动（金属棒已达到稳定状态），求此时金属棒的速度大小； （2）若金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为，现将开关S置于“2”位置，求金属棒由静止释放后沿导轨下滑的最大速度； （3）若导轨光滑，现将开关S置于“3”位置，为保证电容不被击穿，求金属棒由静止释放后沿轨道运动的最大距离l。 14．（2025·辽宁朝阳·模拟预测）为保存某种特殊物品，现需要一个精准控温的集装箱，具体设计如下。一单匝线圈边长分别为，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴MN匀速转动，线圈内阻忽略不计，通过原副线圈匝数比为1:2的理想变压器，给装有一定质量的理想气体的汽缸加热，以达到精准控温。开始时活塞处于静止状态，活塞距汽缸底部高度为，温度为，后闭合开关S，通过电热丝电流为I，活塞的面积为S，活塞的重力为G，电热丝的电阻为R，大气压强为，移动过程中活塞与汽缸的摩擦忽略不计，且气体与外界环境没有热交换，热量全部被气体吸收。则经过时间t，温度从升高到过程中： (1)活塞移动的距离X； (2)该气体增加的内能； (3)线圈匀速转动的角速度。 15．（2025·辽宁沈阳·三模）我国第三艘航母福建舰配备了目前世界上最先进的电磁弹射系统。为探究弹射过程，某项目组设计了如图所示的简化模型（俯视图）。已知电源的电动势为，电容器的电容为，定值电阻的阻值为，两足够长的水平固定导轨间距为，金属棒MN的质量为，静置在导轨上，不计金属棒与导轨间的阻力，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度大小可在一定范围内调节。不计电源、金属棒及导轨电阻，金属棒MN在运动过程中始终与导轨垂直。 (1)若导轨只放金属棒，调节磁感应强度大小为，断开，将接，电源给电容器充电，充电完成后断开，将接，求金属棒运动达到稳定状态时速度的大小； (2)将一绝缘材料制成的飞机模型与金属棒固定，组合体总质量为，运动过程中所受阻力恒为；调节磁感应强度也为，开关分别接。若组合体从静止开始运动，当位移为时速度为，求此时组合体加速度的大小及此过程所用时间； (3)开关分别接，调节磁感应强度，组合体能达到的稳定速度也随之改变。求理论上可实现的稳定速度的最大值以及对应的磁感应强度的大小。 16．（2025·黑龙江大庆·模拟预测）太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应，在太阳能硅晶片中，P型半导体中含有较多的空穴（可视为正电荷），而N型半导体中含有较多的电子，在交界处形成PN结，产生内电场。当能量等于、波长为λ的光子照射硅晶片时，硅晶片吸收一个光子刚好能产生一对自由电子和空穴，电子-空穴对从硅晶片表面向内迅速扩散，在内电场的作用下，最后建立一个与光照强度有关的电动势，工作原理如图所示。已知光照强度越大，硅晶片单位时间内释放的电子数越多，光速为c，则（   ） A．由题干条件可得普朗克常量 B．硅晶片内部电流方向从下极板流向上极板 C．增大光照强度，太阳能电池的电流会增大 D．用波长大于λ的光子照射，太阳能电池的电流会增大 （建议用时：40分钟） 17．（2024·黑龙江·模拟预测）我国的特高压输电技术，开创了该技术领域的世界标准。如图所示为特高压交流输电电路图，采用图示理想变压器输电，升压变压器原、副线圈匝数比为m，通过输电导线的电流为I，输电导线总电阻为r，交流发电机的输出电压与用户的工作电压均为U。则（　　） A．升压变压器输出电压为mU B．降压变压器原、副线圈匝数之比大于 C．用户消耗的电功率为 D．此高压输电线路的输电效率为 18．（2025·黑龙江大庆·一模）如图甲所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，电流表为理想交流电表，在原、副线圈的回路中分别接有定值电阻，滑动变阻器，在a、b端接入如图乙所示的交变电压。下列说法正确的是（    ） A．副线圈中交流电的频率为100Hz B．原线圈两端电压的有效值为36V C．当滑动变阻器接入电路的阻值为1Ω时，电流表的示数为3A D．仅将滑动变阻器的滑片P向上滑动，消耗的功率变大 19．（2025·黑龙江·模拟预测）在如图所示的电路图中，a、b端接入的交流电压为，电压表和电流表均为理想交流电表，定值电阻的阻值为，二极管为理想二极管。闭合开关后，下列说法正确的是（　　） A．该交流电周期为 B．电压表测得的电压大小为 C．电流表测得的电流大小为 D．定值电阻消耗的电功率为 20．（2024·吉林长春·模拟预测）图甲为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的磁铁转动，转速与风速成正比。当风速为ν时，线圈中产生的正弦式交变电流如图乙所示。下列说法正确的是（  ） A．线圈中电流的表达式为 B．磁铁的转速为 C．风速为2v时，线圈中电流的表达式为 D．风速为2v时，线圈中电流的有效值为1.2A 21．（2024·辽宁·二模）海上低频交流输电系统（LFTS）是指海上风力发电机输出低频（20Hz）交流电，先经箱变将电压由0.69kV升压到35kV，再经海上升压站升至110kV；后经海底电缆送至陆地，在陆地变频（50Hz）后并网，如图所示。变压器视为理想变压器。仅考虑远距离海底电缆的电阻。下列说法正确的是（　　） A．升压变压器的匝数比分别为1：49和7：22 B．海上升压变压器的输出功率等于海底电缆陆地终端的输入功率 C．变压器利用电磁感应输送电能，低频交流可降低海底电缆电阻的功率损失 D．若采用220kV输送同样功率的电能，则海底电缆电阻的功率损失将减少75% 22．（2024·吉林白城·二模）图甲为半波整流电路，在理想变压器的输出电路中有一只整流二极管，其具有单向导电性。原、副线圈的匝数比为，电阻，原线圈的输入电压随时间的变化关系如图乙所示，电表均为理想交流电表，则（　　） A．电压表V1、V2读数相同 B．电压表V2的读数为20V C．电流表A读数为2A D．原线圈的输入功率为20W 23．（2025·黑龙江·模拟预测）小型交流发电机向较远处用户供电，发电机线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。已知线圈abcd的匝数，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度大小。输电导线的总电阻，降压变压器原、副线圈的匝数比为。用户区标有“220V  8.8kW”的电动机恰能正常工作，用户区及连接发电机线圈的输电导线电阻可以忽略，发电机线圈电阻不可忽略。求： (1)输电线路上损耗的电功率； (2)若升压变压器原、副线圈匝数比为，求发电机线圈电阻r。 24．（2024·黑龙江哈尔滨·二模）哈九中第二课堂物理兴趣小组在实验室模拟的风力发电机发电输电简易模型。如图所示，风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈，在磁感应强度大小的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴，以角速度匀速转动。其中矩形线圈匝数为，面积为，线圈总电阻，小灯泡电阻，电流表为理想表，求： （1）交流电流表的示数； （2）线圈从图示位置转过过程中，通过电流表的电荷量。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $