第三章 交变电流 感知高考-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册练习手册（人教版）

N 高中物理选择性必修第二册（人教版） 感知 1.(2023·辽宁)如图，空间中存在水平向右 的匀强磁场，一导体棒绕固定的竖直轴 OP在磁场中匀速转动，且始终平行于 OP。导体棒两端的电势差u随时间t变化 的图像可能正确的是( B -30 () 图(a) 图(b) 第1题图 W 2.(2023·北京)自制一个原、副线圈匝数分 别为600匝和190匝的变压器，原线圈接 12V的正弦交流电源，副线圈接额定电 压为3.8V的小灯泡。实际测得小灯泡两 端电压为2.5V。下列措施有可能使小灯 泡正常发光的是() A.仅增加原线圈匝数 B.仅增加副线圈匝数 C.将原、副线圈匝数都增为原来的两倍 D.将两个3.8V小灯泡并联起来接入 (76)练 高考 3.(2023·天津)如图所示是输电线为用户输 电的情景，电路中升压变压器T,和降压 变压器T2都认为是理想变压器，中间输 电电路电阻为R,下列说法正确的有 家庭电路 第3题图 A.T输出电压与T2输入电压相等 B.T输出功率大于T2输入功率 C.若用户接入的用电器增多，则R功率 降低 D.若用户接入的用电器增多，则T2输出 功率降低 4.(2022·北京)某理想变压器的原线圈接在 220V的正弦交流电源上，副线圈输出电 压为22000V,输出电流为300mA。该 变压器() A.原、副线圈的匝数之比为100：1 B.输入电流为30A C.输入电流的最大值为15V2A D.原、副线圈交流电的频率之比为1：100 5.(2022·山东)如图 所示的变压器，输 Ln 入电压为220V, 可输出12V、18V、 第5题图 30V电压，匝数为 n1的原线圈中电压随时间变化为u= Ucos(I00mt)。单匝线圈绕过铁芯连接 交流电压表，电压表的示数为0.1V。 将阻值为122的电阻R接在BC两端 时，功率为12W。下列说法正确的是 () A.n1为1100匝，Um为220V B.BC间线圈匝数为120匝，流过R的电 流为1.4A C.若将R接在AB两端，R两端的电压为 18V,频率为100Hz D.若将R接在AC两端，流过R的电流 为2.5A,周期为0.02s 6.(2022.河北)张家口市坝上地区的风力发 电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地 之一，其发电、输电简易模型如图所示， 已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转 速比为1：n的升速齿轮箱带动发电机线圈 高速转动，发电机线圈面积为S,匝数为 N,匀强磁场的磁感应强度为B,t=0时 刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电 机产生的交变电流经过理想变压器升压 后，输出电压为U。忽略线圈电阻，下列 说法正确的是( 低速 高 发电机等效图 转轴 转我 升压变压器 升速齿轮箱 (转速比1：n)川 1××Bx 第6题图 A.发电机输出的电压为V2πNBSz B.发电机输出交变电流的频率为2πnz C.变压器原、副线圈的匝数比为 V2 TNBSnz U 第三章交变电流。 D.发电机产生的瞬时电动势e= V2πNBSnzsin(2Tnz) 7.(2024.河北)R1、R2为两个完全相同的 定值电阻，R,两端的电压随时间周期性 变化的规律如图1所示（三角形脉冲交流 电压的峰值是有效值的V√3倍)，R2两端 的电压随时间按正弦规律变化如图2所 示，则两电阻在一个周期T内产生的热量 之比Q1:Q2为() uN 图1 图2 第7题图 A.2:3 B.4:3 C.2:V3 D.5:4 8.(多选)(2022·天津)如图所示，两理想 变压器间接有电阻R,电表均为理想交流 电表，a、b接入电压有效值不变的正弦 交流电源。闭合开关S后() 第8题图 A.R的发热功率不变 B.电压表V的示数不变 C.电流表A,的示数变大 D.电流表A2的示数变小 练(779.AC【解析】若电网的电压为220kV,则变电所的 变压器原、线图臣数比为公是器兴-是若电网 的电压为110kV,则变电所的变压器原、副线圈匝数比为 n1:n2=4:1,A正确，B错误：若高铁机车功率为9000kW 根据PU,U=25kV,则电流I=360A,牵引变电所至机车 间的等效电阻R=U-U≈6.9，C正确，D错误。 10.(1)2.19x105kWh或7.884×10J(2)1:16 173:10 【解析】(1)该发电系统一年能输出的电能，由P 1.0x105W,t=365x6h。E=P=2.19x105kW-h=7.884x10J。 (2)依题意作出如图输电示意图，升压变压器原线 圈中的电流1=P-1x10 ·A=400A U.250 n 第10题答图 当输电线上损失的电功率为输送电功率的5%时， 输电线中的电流为2，则BR线=5%xP, 所以-VV0A25A. 8 升压变压器T的匝数比为 n1-12_251 zī40016 降压变压器T2副线圈中电流1，即为提供给所有用 户的总电流I“,用户获得的总功率为 P=P-5%xP-95%xP. 又因为Pm=U1=U,所以14=95%x处_0.95x1x10 U 220 A=431.8A,其原线圈中电流1=12=25A,降压变压器的 匝数比为心=1=431.8-173 413-25-10 11.(1)72W(2)1212 【解析】(1)设小风扇两端电压为U2,由题意可知 变压器输入电压为U1=220V,由9=m解得U,=60V。 02n2 吹冷风时电源输入功率等于小风扇的电功率P=IU2= 90W,小风扇正常工作时输出的功率为△P-P-R,解 得小风扇在正常工作时输出的功率为△P=72W。 (2)设吹热风时电热丝的电阻值为R2,热功率为 P,小风扇的电功率仍为P,由题意得P+P2=490W, 电热丝的热功率可表示为P=,解得R=121。 R2 参考答案与解析。 >“感知高考 1.C【解析】如图所示，导 体棒匀速转动，设速度为，且 导体棒从A到B的过程中，棒 穿过的角度为0，则导体棒垂直 B 于磁感线方向的分速度为v1= 第1题答图 cos0,所以导体棒垂直，磁感 线的分速度为余弦变化。根据左手定则可知，导体棒 经过B点和B点关于P点的对称点时，电流方向发生 变化，根据u=BLv1,可知导体棒两端电势差u随时间 t变化的图像为余弦图像。C正确。 2.B【解析】由=知，仅增加原线圈匝数，副 n U 线圈输出电压U2减小，不能使小灯泡正常发光，故A 错误；由=马知，仅增加副线圈匝数，副线圈的输 n U 出电压增大，有可能使小灯泡正常发光，故B正 确；由=知，将原、副线圈匝数都增为原来的两 2U2 倍，但由于原线圈的电压不变，则副线圈的输出电压 2不变，不能使小灯泡正常发光，故C错误；将两个 38V小灯泡并联，但由于原线圈的电压不变，则副线 圈的输出电压U2不变，不能使小灯泡正常发光，故D 错误。 3.B【解析】由于输电过程中电阻R要产生热量， 会损失功率，故T输出功率大于T,输人功率；T输出 电压大于T,输入电压，故A错误，B正确；由于输入 电压不变，所以变压器T,的输出电压不变，随着用户接 入的用电器增多，导致用户端的等效电阻变小，则电流 变大，根据P=R,可知R功率增大，故C错误；用 户接入电路的用电器增多，用电器消耗功率增大，即输 出功率增大，故D错误。 4B【解析】原、副线圈的匝数之比=凸= 220 2UU222000 =00,故A错误：根据%=可得，输人电流=21 1 n2 I 100x300×10-3A=30A,故B正确；输人电流的最大值 I=V2l=30V2A,故C错误；变压器不会改变交流 电的频率，故原、副线圈交流电的频率之比为1：1，故 D错误。 5.D【解析】变压器的输入电压为220V,原线圈 的交流电的电压与时间成余弦函数关系，故输入交流电 压的最大值为220√2V,根据理想变压器原线圈与单 高中物理选择性必修第二册（人教版） 血线圈的能数比为件=9，解得原线图为20匝. A错误；根据题图可知，当原线圈输入220V时，BC间 的电压应该为12V,故BC间的线圈匝数关系有匹= 片代-120，BC侧的线图E数为120亚，流过R的电流 为品1A,B错误：若将R接在AB缩， 根据图像可知，当原线圈输入220V时，AB间的电压 应该为18V,根据交流电原线圈电压的表达式可知，交 流电的角速度为100m,故交流电的颜率为f72 50Hz,C错误；若将R接在AC端，根据图像可知，当 原线圈输人220V时，AC间的电压应该为30V,根据 欧姆定律可知，流过电阻R的电流1紧-沿A: 2.5A,交流电的周期T=1=2m=0.02s,D正确。 fω 6.C【解析】发电机线圈的转速为z,输出交变电 流的频率为厂云=心，B错误：线圈绕垂直于磁场的轴 匀速转动，产生的为正弦交流电，最大值为Em=NBS· 2m·z,输出电压的有效值为E=E。=V2 mNBSnz,A 1V2 第四章 电磁 m1.电磁振荡 基础练习 1.BC【解析】电荷量增加，电容器充电，电场能 增加，磁场能减少，电流减小。 2.AD【解析】电磁振荡中的物理量可分为两组： ①电容器带电荷量q、极板间电压U、电场强度E及电 场能为一组；②自感线圈中的电流、磁感应强度B及 磁场能为一组。同组物理量的大小变化规律一致，同 增、同减、同为最大或同为0：异组物理量的大小变化 规律相反，若g、E、U等物理量按正弦规律变化，则i、 B等物理量必按余弦规律变化。根据上述分析由题图可 以看出，A、D正确。 3.D【解析】电路中的电流正在增大，说明电容器 正在放电，C错误；电容器放电时，电流从带正电的极 板流向带负电的极板，则A板带负电，A错误；电容器 放电，电容器两板间的电压减小，线圈两端的电压减 小，B错误；电容器放电，电场能减少，电流增大，磁 72 错误；变压器原、副线圈的匝数比为=E-V2BSz n,UU C正确；发电机产生的瞬时电动势为e=Ensin wt= 2 mNBSnz sin(2mz)t,D错误。 7.B【解析】设R1、R2的阻值均为R,根据题中所 /U62 给信息，结合题图图像可得Q= R -×2+21 0612 贺10复景，则会专，B正确 8.BC【解析】闭合开关S后，负载电阻减小，匝 数为4的线圈输出功率变大，匝数为的线圈输入功 率也变大，a、b两端电压有效值不变，由P=U山可知 电流表A的示数变大，根据=，因比值不变，1 h n ni 变大，2变大，因此，R的发热功率变大，故A错误， C正确；根据理想变压器电压比等于匝数比，即凸- U22 可知输出电压2不变，电压表的示数不变，B正确；根 据理想变压器电流与匝数关系可得上=业，上=，由 12’in 于匝数均保持不变，1，增大，所以2、增大，故电流 表A2的示数变大，D错误。 振荡与电磁波 场能增大，电场能正在转化为磁场能，D正确。 4.ABC【解析】若磁场正在减弱，则电流在减小， 是充电过程，根据安培定则可确定电流由b向a,电场 能增大，上极板带负电，故A、B正确；若磁场正在增 强，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减小，根 据安培定则，可判断电流由b向α，上极板带正电，故 C正确，D错误。 5.CD【解析】由题图乙知00.5ms内i在增大， 电容器正在放电，A错误；0.5~1ms内，电流在减小， 应为充电过程，电流方向不变，电容器上极板带负电， B错误；在1~1.5ms内为放电过程，电流方向改变，Q 点比P点电势高，C正确；1.5~2ms内为充电过程，磁 场能在减少，D正确。 6.D【解析】电容器放电一次经历四分之一个周期， 而周期T=2πVLC,T是由振荡电路的电容C和电感L 决定的，与充电电压、放电电流、电容器所带电荷量无关。 7.B【解析】由振荡频率公式，1一可知，要 2πVLC