专题十四 交变电流 电磁振荡与电磁波及传感器-【创新大课堂】2026年高考物理五年真题分类汇编168优化重组卷

(2)由第(1)问得=瓷 由于I。<I1,断开开关S后，当金属棒的速度达到最大时，元 mgR 件Z两端的电压恒定为Um=2B航 此时定值电阻两端的电压为UR=BLu2一Um 回路中的电流为12=11 UR 又由欧姆定律得L2= 邦得奶器器。 (3)开关S闭合，当金属棒的速度最大时，金属棒产生的感应 电动势为E=恐，断开开关S的醉间，元件乙两端的电压 BL 为U。-器 则定值电阻两端的电压为 Uk'=E-U。=瓷 UR' 电路中的电流为了一 金属棒受到的安培力为FA一BI'L 对金属棒由牛领第二定律得 mg-FA=ma 解得a=冬 2器器 答案(1)m5 (8)号 54.解析(1)在ab运动过程中，由于拉力功率恒定，ab做加速度 逐浙减小的加速运动，速度达到最大时，加速度为零，设此时 拉力的大小为F,安培力大小为FA,有F-mngsin日-FA=0 ① 设此时回路中的感应电动势为E,由法拉第电磁感应定律，有 E=BLu② 设回路中的感应电流为1，由闭合电路欧姆定律，有1一R千 E ③ ab受到的安培力FA=ILB④ 由功率表达式，有P=Fu⑤ 联立上述各式，代入数据解得 P=4W 6 (2)ab从速度1到2的过程中，由动能定理，有 P1-w-mgxn0-之mw2-之m2D 代入数据解得x=0.1m⑧ 55.解析(1)金属杆切割磁感线产生的感应电动势：E-Bl0 则全属杆中的电流：1一是-吧 由题知，金属杆在水平外力作用下以速度。向右做匀速直线 运动，则有：F=F安=BIl= B212o R 根据功率的计算公式有：P=F= B21262 R (2)(ⅰ)设金属杆内单位体积的自由电子数为，金属杆的横 截面积为S,则金属杆在水平外力作用下以速度向右做匀 速直线运动时，电流由微观表示为：I=S,-B R 解得：nSe=R0 Blvo 经过一段时间，电子沿金属杆定向移动的速率变为空，则： -号 解得：受 由能量守恒有：宁m时-子m,2-Q 3 解得：Q=8mo, (1)由(1)可知在这段时间内金属杆的速度由心支到空，则 21 根据动量定理有： -Bl·Y=m空-nw--BnSe之aa=-BneS·d(取 B-0 向右为正) 由于：eS- Blvo Ruo 化简得：d=nRg 2B212 B2Pw22(1)令m 答案(1)R R 8m,2（i)R B22 专题十四 交变电流电磁振荡与电磁波 及传感器 1.D[法拉第电磁感应定律十交流电的有效值根据题意可知， 该装置产生的交流电的周期为T一弘，由于导体棒间距均为 。 2L,则每个周期内均为单棒切割磁感线，以导体棒刚进入区域 Ⅱ时为计时起点，则0一上时间内该装置产生电动势为EⅡ BL巴，L~L时间内该装置产生电动势为E1=BLu,设子体 2’u 棒电阻为R,该装置产生电动势的有效值E满足.2L- R R .上+R ·二，解得E=BL,D正确.] U 4 2.C[交流电的产生十图像分析根据题意可知，磁场区域变化 前线圈产生的感应电动势为e-Esin wt,由题图丙可知，磁场区 战变化后，当Esn1一E时，线圈的侧边开始切制磁感线，即 2 当线圈旋转灭时开始切割磁感线，由几何关系可知磁场区域 平行于x轴的边长支为1-2d0s吾-d,C正确.] 3.C[含二极管电路分析十交流电十功率分析电路特点可知， 在接入正弦式交流电的一个周期内，有半个周期只给L1供电， 另半个周期只给L2供电，L1两端电压的有效值与L2两端电 压的有效值相等，又R1·R,=2:1,则根据P-卡可知，灯泡 L1、L2的功率之比P1:P2=1:2,C正确.] 4.B[文流电有效值十电热结合Q-货：可知Q, 3 1T- Uo2T 以8合B正确] 2R又R1=R2,所以2 5.BD「交变电流的产生磁极顺时针匀速转动相当于线圈逆 时针匀速转动，线圈从中性面位置开始转动，磁极转过90°时即 线圈逆时针转过90°时，穿过线圈的磁通量为0，磁通量的变化 率最大，线圈中电流最大，A错误，B正确：磁极转过90°时相当 于题图示中PQ向下切割磁感线，由右手定则可知线圈中电流 方向由Q指向P,C错误，D正确.] 6.AC[大轮和小轮通过皮带传动，线速度u相同，小轮和线圈 同轴转动，角速度相同，根据v=wr并结合大轮与小轮半径之 比为4：1可知小轮和线圈转动的角速度为4w,A对；由题意可 知，线圈围成的面积S=L2,产生的感应电动势的最大值为 Emax=nBS·4ω=4nBL2w,产生的感应电动势的有效值为E= E=2区BL2w,根据串联分压规律可知灯泡两端电压的有 效值为U一3E=②BLw,B错；若用总长为原来两倍的 相同漆包线重新绕制成边长仍为L的多匝正方形线圈，则线圈 的匝数变为原来的2倍，线图产生感应电动势的最大值变为 Enx'-8nBL2a有效值支为E-E觉-12BL2,结合电 ② 阻定律R=PS精痕 1可知线圈电阻变为原来的2倍，即为2，根 据串联电路分压规律可得灯泡两端电压的有效值为U'= RE-4EBL2“,C对：若仅将小轮半径变为原来的两倍， R+2R= 3 则小轮和线圈转动的角速度变小，线圈产生的感应电动势有效 值变小，灯泡两端电压变小，灯泡变暗，D错.门 7.C[设导体棒的长度为l,做匀速圆周运动的 线速度大小为，经过一段时间t导体棒的速 度方向与初始速度方向的夹角为0，则0=尺： U正 0风p 如图所示，此时导体棒的有效切割速度为心= cos0,则导体棒在匀速转动的过程中，导体棒两， 端的电势差为u=BlU-=Blvcos0=BlucosR C正确，ABD错误.] 8.B[根据F=quB可知，恒定磁场对静置于其中的电荷没有力！ 的作用，故A错误；根据磁场方向的规定可知，小磁针N极在！ 磁场中的受力方向是该，点磁感应强度的方向，故B正确；正弦 交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时线圈处于中！ 性面，此时磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为零、！ 电流为零，故C错误：升压变压器中，如果不漏磁，则副线图的！ 磁通量变化率等于原线图的磁通量变化率，如果漏磁，则副线！ 圈的磁通量变化率小于原线圈的磁通量变化率，故D错误，] 9.B[在转子匀速转动的过程中，通过两个线圈的磁通量均在做 周期性变化，所以两个线圈均会产生感应电动势，根据法拉第！ △Φ 电磁感应定律E=n可知，即使在磁通量的变化率相同时， 由于匝数不同，产生的感应电动势也不会相等，同样的有效值： 也不相等，再根据功率的计算公式P二尽可知，电阻消耗的电 功率也不相等，故A、D错误；两线圈产生的交变电流均受转子： 的运动情况影响，转子在做匀速圆周运动，周期固定，频率固： 定，故两线圈产生的交变电流频率也相等，故B正确：电动势达！ 到最大值时磁通量最小，结合题图可知，两个线圈的磁通量无！ 法同时达到最小，故产生的电动势无法同时达到最大值，故C! 错误.门 10.D[虚钱是正弦交流电的图象，其有效值为U有做：一万 ,由图可知，在任意时刻，实线所代表的交流电的瞬时值 2 都不大于虚线表示的正弦交流电的瞬时值，则实线所代表的！ 交流电的有效值小于虚线表示的正弦交流电的有效值，则U: <,故选D,] 2 11.C[由R=52的电阻两端的交流电压为u=50√2sin10πtV: 可知，w=10π，该交流电周期为T=2π/w=0.2s,选项A错！ 误：电压表读数为有效值，50V,选项B错误；由欧姆定律，电 流表的读数为I=U/R=10A,选项C正确：电阻的电功率！ P=UI=50×10W=500W,选项D错误.] 12.BD[当线框转动时，框内电流方向每经过中性面一次都要！ 变化一次，故A错误：由图乙可知，电动势的最大值为Um,故 B正确：线圈转过半周，劂流过电阻的电荷量为：q=I△1 41-A92BL E ，则金属框转过一周流过电阻的电荷量为：！ RR g204L故C错误：因为BaL2,则。=根据 R 焦耳定律，可知金属框转过一网电阻产生的焦耳热为：Q尺T 2xmBL2 R■ R,故D正确.故选BD.] 13.解析根据题意可知线图相对磁场的转动角速度仙=} 90 rad/s (1)感应电动势的最大值 Em=WBSw=100×0.20X0.50×90V=900V E0=450EV. 则有效值E一 (2)线圈的输出功率 P=P总-P内=EI-Ir =(450√2×50-502×0.60)W ≈30kW. 答案(1)450√2V(2)30kW 238 4.B「理想变压器十正弦式交流电由题图乙可知交流电的周 期为T-2.5s-0.25s-2.25s,A错误；结合题图乙可知原 线图两端电压的有效值为U1= =48V,由理想变压器的变 √2 =,代入可得副线圈两端电压的有效值U? 压规律有U2 12 I2V,又电压表测的是副线圈两端电压的有效值，所以电压表 示数为12V,B正确；设通过R,的电流为I1,通过R2的电流为 12,则由并联电路规律有1R=1R,可得1=212，则副线 圈干路中的电流为I+=3I1,即副线圈干路中的电流为R,中 电流的3倍，C错误：由于该变压器为理想变压器，所以原、副 线圈的功率之比为1：1，D错误， 5.C[正弦交流电的有效值与最大值的关系十理想变压器变压 规律 输入电压 ·有效值为 原、副线圈 理想输入正弦 U=220V 变压规律匝数之比为 U n 华输出电 →20：1] 变压器交流电 输出电压U所豆正有效 最大值为一 C对 11反V 值为11V 6.AC[变压器的工作原理十电功率由变压器的工作原理可知 =出9=，代入数据得业=三，=互， U2 n2'U n3 91=了，A正确，B错 误：理想变压器的输入功率等于输出功率，则P1=P2十P3= 10.5kW,C正确；两副线圈输出电压的最大值为Um=√2U2= 220√2V,D错误.] 7.B[理想变压器的工作原理 R=182 +I=1A,A错 2=3 U +=2A.B对 R nR U=12V →=3A,C错 U1=6V →I=1.5A,D错 8.B[理想变压器的工作原理十科学思 维，将理想变压器与副线圈电路等效 为一个电祖R',则有R=,根据理 R U1= 想变压器的工作原理可知一西 =2=1 k工2 =友，又R= ,联立解得R'=k2R,等效电路如图 所示，又R的电功率等于灯泡的电功率，S与c相连时回路中 电流最大，R'的电功率最大，灯泡的电功率最大，A错误；当S 与Q相连时，根据串联分压规律可知，R'两端的电压U1= 2R 2 U1 kU 3R+A2R U=3十U,剥灯泡两端的电压U==3十，B U 正确：当S与6相连时，等效电路中的电流一2十)R则 RU 流过灯泡的电流I2=kI1 ,C错误；当S与c相连 (2+k2)R 时，等效电路中的电流1=ā十R剥R的电功率P一 k2U2 k2U2 R=十)R即灯泡的电功率为P,=1十RD 错误. 9.B[理想变压器十电功率设变压器原线圈的匝数为1、副 线圈的匝数为2，变压器原线圈两端的电压为U1、副线圈两 端的电压为U2,变压器原线圈中的电流为I1、副线图中的电 流为I2 C错 P=1000kW- 功率公式1==2500A 理想变 1。 U=400V 理想变 100A 压器变mG25 了流规律 U=10kV Ux=ER 压规律 U=500V, A错 B对 变压器不能改变频率，原、副线圈中电流的频率相同→D错.] 20.AC「理想变压器设用户端的总电阻为R,右侧降压变压！ 器的匝数比为k,则可将降压变压器和用户端等效为一个等效{ 、 电阻，则等效电阻的阻值R等效一2R,仅增加用户数，用户端 的总电阻减小，等效电阻的阻值减小，又交流发电机的输出电： 压即升压变压器的输入电压U1不变，升压变压器的匝数比不 变，所以升压变压器的输出电压U?不变，则由12一F等此干 U2 可知输电线路上的电流增大，由P=I22r可知r消耗的功率！ 花大，A正境特合A须分新和U风华可如，右侧降压 变压器的输入电压减小，又降压变压器的原副线圈匝数比不· 变，可知用户端的电压减小，B错误：仅适当增加2，结合A项 分析可知，左侧升压变压器的输出电压U2变大，等效电阻的： 阻值不变，则与B项分析同理可得，用户端的电压增大，C正 确：输电线路中的电流L一R华十 ,则升压变压器原线图中！ 的电流1=12，整个电路消耗的电功率P总=U11= 71 22U12 ,所以整个电路消耗的电功率增大，D错误。] 12(r十R举效) 21.A[理想变压器原理十功率设升压变压器原、副线圈匝数： 分别为12，降压变压器原、副线圈匝数分别为的、n4,将降 压变压器和用户端所接定值电阻R等效为一个电阻R华蚊，则： U3 (U4 R等效一13 R,发电机转子以角速度。匀速转 3 动时，产生的电动势的最大值Em=NBSw,则升压变压器输入： 端的电压有效值U,-BS“,转子角速度增加一倍，则升压变 √2 压器输出端电压为U,一 =2U1增加一倍，根据闭合电路欧姆 知定值电阻R,中的电流变为原来的2倍，站 I。2R。可知，转子角速度增加一倍，R。上消耗的功率变为4P, U, 选项A正确；结合P= R。十R效 ·R0,若R。增加一倍， 则R,上消耗的功率为(2R,十)2·2R≠P,选项B错 误：若升压变压器的副线图增加一倍，根据理想变压器变压规 律知，升压变压器副线图两端的电压变为原来的2倍，由1=！ U, : R十R华效 可知，定值电阻R。中的电流变为原来的2倍，R。 上消耗的功率变为4P,选项C错误：若在用户端再并联一个 完全相同的电阻R,降压变压器和用户端所接定值电阻的等！ 效电阻变为宁R年发，R。上消耗的功率支为 U2 R+R ·R≠6P,选项D错误.] 22.AC[含变压器电路的动态分析保持T不动，则原、副线圈 匝数比不变，又变压器的输入电压不变，根据变压器的变压规： 律可知，变压器的输出电压不变，滑动变阻器的滑片向f端滑！ 动时，其接入电路的电阻减小，根据欧姆定律可知通过R1的· 电流增大，根据P一PR可知，R1的热功率增大，A正确；仅将 T向b端移动，则原、副线图的匝数比增大，又变压器的输入！ 电压不变，根据变压器的变压规律可知，变压器的输出电压减！ U2 小，则R两端的电压减小，根据P-尺可知，R,的热功率减 小，B错误；同理，仅将T向a端移动，R1的热功率增大，结合 A项分析可知，再将滑动变阻器的滑片向f端滑动，R1的热 功率进一步增大，C正确；经以上分析可知，将T向b端移动， 滑动变阻器的滑片向端滑动，R1的热功率减小，D错误，门 23.B℃[由交流电的表达式可知，该交流电有效值为220V,! A错：交流电的周期T-2π=0,02s,B对：根据理想变压器的 6) 有-”，代入数据得m-36X100-180,C对. 变压规律有可2西 220 D错.] 23 24.D「变压器的输入电压为220V,根据理想变压器原线圈与 单短线周的医线比为是-品将山=20V.=1, 712 0.1V代入解得原线圈匝数为1=2200，原线图的交流电的 电压与时间成余弦函数关系，故输入交流电压的最大值为 Um=√2U=220W2V,故A错误；当在BC间接入122的电阻 时电功率为12W,由功率表达式P尽可得U优三VP匝与 22V-12V,故流过R的电流大小为1=R-号， =心，解得BC间的匝数为nx=120,故B错 1A,再由Uxn 误；根据原、副线圈电压与匝数之间的关系可知，原线圈电压 和匝数固定时，副线圈的匝数越多，输出的电压就越大，BC间 的输出电压为12V,AC间的输出电压应为30V,故AB间的 输出电压应为18V,所以当R接在AB间时两端电压大小为 18V,因为变压器不能改变交变电流的频率，所以副线圈的频 率等于原线圈的颜率，根据原线圈的电压表达式可求得输入 电压的周期为：T-Ξ-6-0.02s,故频率为：f-子 0.O2Hz=50Hz,故C错误：若将R接在AC两端，根据欧每 定律可知，流过电阻R的电流为了--设A=25A,由 R C选项可知交流电的周期为T=0.02s,故D正确.] 25,B[文流电的周期为0.2s,颜率了=六-5H,A错误：根据 原、副践圈的电压规律可知光-，由于原线 压最大值为0.05V,故副线圈的电压最大值为3V,B正确；变 压器的输入电压由螺线管与永磁铁相对运动产生，故输入电 压与永磁铁的磁场强弱有关，C错误：理想变压器的输入功率 等于输出功率，D错误.门 26.A[设滑动变阻器滑片左侧部分的电阻为R。,右侧部分的电 RR 阻为R,则副线圈接入的总电阻Rg=R。十R干R=(2R一 1 R)十=2RRT·由此可见，当变阻器滑片从 R,2千R Q端向b端缓慢移动时，R减小，R总增大.根据原、副线圈电 压与臣数成正比得号一沿由于锋入电压不度，所以输出电 压也不变，滑片由端向b端滑动时，R点增大，副线圈电流I2= 等紧年品一子劫架特到与子年图彩传群弹P深司 A1、A2的示数都减小，故A正确，B错误：原线圈输入功率P1= U1I1减小，C错误：滑片从4端向b端缓慢移动，电阻R分得的电 压逐渐减小，则电阻R消耗的功率一直减小，D错误，] 27.BD[原线图电压有效值U,=202V=220V,则副线圈电 压有效值U2= 。=2U1=7×220V=110V>100V,则为了使」 图中“100V,50W”的灯泡能够正常发光，则需要减小副线图电 压，即仅将滑片P向下滑动；或者仅在副线圈电路中串联一个电 阻，阻值为R-L-10-100n=20n,故B,D正确.] P 50 100 0-”将票-225X 28.BD[由2 开关S接1时，设连接两理想变压器的导线中的电流为I1,则 U3=U2-Iir U3_ U44 U42 由发10w,得U=10V,则R=尺=1A 电=4得1=0.5A 再由了取购 解得U3=20V,r=52,故B正确. 当S接2时，设连接两理想变压器的导线中的电流为I2,通过 R的电流为IR',则有U3′=U2-I2r=22.5V-12·52 1 2 IR UR=IRR 解得IR'=1.5A,U'=15V 则P=IR'UR=22.5W,故D正确.] 29.B[设每个光子的能量大小为e,则有e=m=h分=6.63X 1034×3×108 6×107J=3.315×1019J,因为该光源韬射的功率 为113W,由W=pt可知，每秒向外辐射的能量为W= 113×1J=113J,即以光源为球心，每秒通过某球面的光子能 量为113J,故距离光源R处的球面满足数学公式3×1014× 3.315×10-19×4元R2=113,可以解得：R≈300m,故B正确， A、C、D错误.] 30.BD[由题知，“奋斗者”号与“探索一号”是通过水声通信，信 息载体属于纵波，A错误；由题知，“奋斗者”号与“沧海”号是 通过无线蓝绿光通信，信息载体属于横波，B正确：因为太空 中没有介质，故机械波无法传播，所以“探索一号”与通信卫星 的实时通信只能通过电磁通信来实现，C错误；传递信息的过 程也是传递能量的过程，故“探索一号”与“探索二号”的通信 过程也是能量传播的过程，D正确.门 31.B[设微波有效攻击范围为r时单位面积接收微波功率为 P-P P P ,即？一√卫，则引起神经混乱时有 P 3×10 r1= √元P-√1×3.14X250m≈100m,引起心肺功能 P 3×107 表竭时有n=√1P=√X31X100m≈50m,故 B正确，A、C、D错误.] 32.C[由题可知，题目描述的现象为光电效应，则最初用量子观 点对该现象给予合理解释的科学家是爱因斯坦，故选C,] 专题十五热学 1.AB[用油膜法估测油酸分子的大小十实验操作 正确项分析：在估测油酸分子大小时，可以把油酸分子简化为 球形处理，并认为它们紧密排布，A正确：分子在不停地做热运 动，所以油膜的形状稳定后，油酸分子仍然在做热运动，B 正确. 错误项分析：计算油膜面积时，根据画有油膜轮廓的玻璃板上 的坐标方格，计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去， 多于半个的算一个，C错误；为了使油酸充分展开，获得一块单 分子油膜，需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中，故油酸酒 精溶液更容易在水面形成单分子油膜，D错误，] 2.C[分子势能根据题图可知，当r=r。时，分子间作用力为 0,当r>r。时，分子间作用力表现为引力，当0<r<r。时，分子 间作用力表现为斥力，所以随着分子间距离接近。，分子间作 用力做正功，则当=「。时，分子势能最小，又此时分子势能为 0,所以当r不等于r。时，分子势能E。为正，C正确.] 3.B[气体的性质十查理定律将糖果瓶从寒冷的站台带入温 暖的车厢一段时间后，瓶内气体的温度升高，则瓶内气体的内 能变大，A错误：由于瓶内气体的体积不变，则气体做等容变 化，由题意知瓶内气体的温度升高，则由查理定律可知，瓶内气 体的压强变大，B正确：由于瓶内气体的体积不变，则瓶内气体 的分子数密度不变，C错误；瓶内气体的温度升高，分子的平均 动能变大，但并不是每个分子的动能都变大，D错误，] 4.C[分子间距离大于r。时，分子间表现为引力，A错；分子从 无限远靠近到距离为的过程，分子力表现为引力，分子力做 正功，分子势能变小，B错：分子间距离从「0减小的过程，分子 力表现为斥力，分子力做负功，分子势能变大，结合B项分析可 知，分子势能在r0处最小，C对，D错.] 5.C[初始时气缸开口向上，活塞处于平衡状态，气缸内外气体 对活塞的压力差与活塞的重力平衡，设初始时气缸内的压强为 p1,活塞的面积为S,则有：p1S-poS=mg,气缸在缓慢转动的 过程中，气缸内外气体对活塞的压力差大于重力沿气缸壁的分 24 力，故气缸内气体缓慢的将活塞往外推，最后气缸水平，缸内气 压等于大气压。气缸、活塞都是绝热的，故缸内气体与外界没有 发生热传递，气缸内气体的压强作用将活塞往外推，气体对外 做功，根据热力学第一定律△U=Q十W得，气体内能减小，故 缸内理想气体的温度降低，分子热运动的平均速率减小，但并 不是所有分子热运动的速率都减小，故A、B错误；气体内能减 小，缸内理想气体的温度降低，分子热运动的平均速率减小，故 速率大的分子数占总分子数比例减小，C正确，D错误.门 6.B[分子的平均动能只和温度有关，温度越高分子的平均动能 越大，热水温度小于水蒸气温度，所以热水分子的平均动能小 于水蒸气分子的平均动能，故A错误；热水变成水蒸气需要吸 热，内能增大，所以热水内能要小于同质量水蒸气的内能，故B 正确：无论什么温度的物体所含有的分子都有速率大的和小 的，只是温度越高速率大的分子所占的比例较高，故C错误；温 度越高分子运动得越剧烈，热水温度小于水蒸气温度，水蒸气 分子运动得比较刷烈，故D错误.] 7.B[温度是气体分子平均动能的标志，图线1比图线2的平均 速率小，所以温度低，A错误：B正确.图线1下方的面积S1与 图线2下方的面积S2都表示各速率区间分子总数与总分子之 比，都是1，应该相等.门 8.BD[气体实验定律十推理能力在标准大气压p,下，设进 入玻璃管b的液柱高度为h,则封闭气体的压强为p1=p。一 gh,由于b管中气体的体积可忽略不计，则温度发生变化时， 封闭气体可视为等容变化，由公式卡=C(C为常量)可知，温 度升高时，封闭气体的压强增大，则b管中液面降低，反之，温 度降低时，封闭气体的压强减小，b管中液面升高，A错误，B正 确：水槽中的水少量蒸发后，水槽中的液面高度降低，则b管内 液面的高度也降低，由AB选项的分析可知，温度的测量值偏 大，C错误，D正确.] 9.AC[理想气体状态方程固定M、N时，由理想气体状态方 程pRT可得，等-晋，若P不动，两侧气体升高相月温 度时，由于V1<V2,则△1>△p2·由于活塞P与汽缸间无摩 擦，则开始时P左右两侧气体压强相等，则P将向右移，A正 确，B错误；保持T1、T2不变，根据理想气体状态方程可知， AV pV=(+△p)(W-△)，可得△p=o二△，若M,N同时 向中间移动相同距离，由于V1<V2,则△p1>△p2,P将向右 移，C正确，D错误.] 10.B「理想气体状态p=云·工口 DT图像气体从A到B, 方程兴-C 斜率和V有关体积V不变 T 。nn不变 分子的数密度p限=了V不变不变，A错 温度是分子平均 动能的标志 分子的E↑，B对 气体的温度 单位时间内气体分子对单位面积] T个压强力个 器壁的作用力增大，C错 单位时间内与单位面积器壁碰撞 的气体分子数增加，D错 1L,B[DV-CTV,>V。,B对C错.] T>T. AD错 →PFP>P v 12.D[取5次充气后，臂带内所有气体为研究对象，初态压强为 pn=750mmHg,体积为V。=V+5△V,其中△V=60cm3;末 态压强计示数为150mmHg,则气体压强p1=po+150mm Hg=900mmHg,体积为V1=5V,根据玻意耳定律得poV。= p1V1,解得V=60cm3,D正确.] 13.D[根据压强p=p一Pgh,因为h(竖直方向)变小，所以p 增大：根据玻意耳定律，p增大则V减小，所以D正确.门 14.解析压强的计算十气体实验定律 (1)金属液刚好充满铸型室时，有h1S1=h2S 代入数据解得h2=0.05m 则气室内气体的压强p1=p。十Pg(h1十H十h2)专题十四 交变电流 电磁振荡与电磁波及传感器 考向一交流电的产生和描述 动势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的 1.(2025·山东卷，3分)如图为一种交流发电装 区域可能为 置的示意图，长度为2L、间距为L的两平行金 属电极固定在同一水平面内，两电极之间的区 B 毁 d 域I和区域Ⅱ有竖直方向的磁场，磁感应强度 -d 大小均为B、方向相反，区域I边界是边长为 图甲 图乙 L的正方形，区域Ⅱ边界是长为L、宽为0.5L /3E/2 的矩形.传送带从两电极之间以速度？匀速通 0 吹 过，传送带上每隔2L固定一根垂直运动方向、 -3E/2L 长度为L的导体棒，导体棒通过磁场区域过程 图丙 中与电极接触良好.该装置产生电动势的有效 B B 值为 罩 2L d/21d/2 -5d/43d/4 传送带 导体棒 储能 装置 A B 金属电极 "D B B 令 A.BLv B.2BLo 2 烂 l/21d/2 3/2 3l/2 C.3B D.V10BLU C D 2 3.(2024·湖北卷，4分)在如 2.(2024·山东卷，3分)如图甲所示，在一d≤ 图所示电路中接入正弦交流 x≤d、一d≤y≤d的区域中存在垂直Oxy平 攀 电，灯泡L1的电阻是灯泡 面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（用 阴影表示磁场的区域)，边长为2d的正方形线 L2的2倍.假设两个二极管正向电阻为0、反 尔 圈与磁场边界重合.线圈以y轴为转轴匀速转 向电阻无穷大.闭合开关S,灯泡L1、L2的电 动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示. 功率之比P1:P2为 闲 若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电 A.2:1 B.1:1 C.1:2 D.1:4 113 4.(2024·河北卷，4分)R1、R2为两个完全相同 圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形， 的定值电阻，R1两端的电压随时间周期性变 共n匝，总阻值为R.磁体间磁场可视为磁感 化的规律如图1所示（三角形脉冲交流电压的 应强度大小为B的匀强磁场.大轮以角速度 峰值是有效值的√3倍)，R,两端的电压随时间 匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴 按正弦规律变化如图2所示，则两电阻在一个 与磁场方向垂直.线圈通过导线、滑环和电刷 周期T内产生的热量之比Q1：Q2为( 连接一个阻值恒为R的灯泡.假设发电时灯泡 能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确 的是 ( ) A.线圈转动的角速度为4ω 图1 图2 B.灯泡两端电压有效值为3√2nBL2w A.2:3 B.4:3 C.2:√3D.5:4 C.若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕 5.(多选)(2024·新课 制成边长仍为L的多匝正方形线圈，则灯 标卷，6分)电动汽车 泡两端电压有效值为4√2nBL2a 3 制动时可利用车轮转 旋转方向 D.若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡 动将其动能转换成电 蓄电系统 变得更亮 能储存起来.车轮转动时带动磁极绕固定的线 7.(2023·辽宁卷，4分)如图，空间中存在水平 圈旋转，在线圈中产生电流.磁极匀速转动的 向右的匀强磁场，一导体棒绕固定的竖直轴 某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如图所 OP在磁场中匀速转动，且始终平行于OP.导 示.将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极 体棒两端的电势差u随时间t变化的图像可 再转过90°时，线圈中 能正确的是 A.电流最小 B B.电流最大 ◆P 棒 C.电流方向由P指向Q D.电流方向由Q指向P 图(a) 图(b)俯视图 6.(多选)(2023·湖南 卷，5分)某同学自制 了一个手摇交流发 电机，如图所示.大 轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之 的小 比为4：1，小轮与线圈固定在同一转轴上.线 114 8.(2022·浙江卷，3分)下列说法正确的是( A.U=Un B.U=/2 2 A.恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用 B.小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁 C.U 2 D.U</2 2 感应强度的方向 11.(2021·天津卷，5分)如 A C.正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁 图所示，闭合开关后， R 通量最大时，电流最大 R=52的电阻两端的交 D.升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大 流电压为u=50√2sin10πtV,电压表和电流表 于原线圈的磁通量变化率 均为理想交流电表，则 9.(2022·广东卷，4分) 0 A.该交流电周期为0.02s 如图是简化的某种旋转燬 B.电压表的读数为100V 磁极式发电机原理图. C.电流表的读数为10A 定子是仅匝数n不同的 D.电阻的电功率为1kW 两线圈，n1>n2,二者轴线在同一平面内且相 12.(2021·浙江省1月卷，3分)发电机的示意 互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等， 图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在 且均连接阻值为R的电阻，转子是中心在O 磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度 点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动 绕OO'轴转动，阻值为R的电阻两端的电压 时，两线圈输出正弦式交变电流.不计线圈电 如图乙所示.其它电阻不计，图乙中的Um为 阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正 己知量.则金属框转动一周 确的是 ( A.两线圈产生的电动势的有效值相等 B.两线圈产生的交变电流频率相等 C.两线圈产生的电动势同时达到最大值 D.两电阻消耗的电功率相等 A.框内电流方向不变 10.(2021·浙江卷，3分)如 B.电动势的最大值为Um 图所示，虚线是正弦交流 C流过电阻的电荷2 电的图象，实线是另一交 U 流电的图象，它们的周期T和最大值Um相 D.电阻产生的焦耳热Q=CmBL R 同，则实线所对应的交流电的有效值U满足 13.(2021·江苏卷，8分)贯彻新发展理念，我国 风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量 115 高达4000亿千瓦 考向二变压器、电能的输送 时.某种风力发电机 14.(2025·福建卷，4分)如图甲所示，理想变压 的原理如图所示，发 器原、副线圈匝数比为4：1，在副线圈的回 接外电路 电机的线圈固定，磁 路中接有理想交流电压表和阻值分别为R1、 R2的电阻，其中R1=2R2,原线圈接到如图乙 体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动.已知磁 所示的正弦式交流电路中，则 体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小 Au(V) 为0.20T,线圈的匝数为100、面积为 482 R Ra 0.5m2、电阻为0.602.若磁体转动的角速 0.25 2.5t(s) 度为90rad/s,线圈中产生的感应电流为 图甲 图乙 50A.求： A.交流电的周期为2.5s (1)线圈中感应电动势的有效值E; B.电压表示数为12V (2)线圈的输出功率P. C.副线圈干路中的电流为R中电流的2倍 D.原副线圈功率之比为4：1 15.(2025·广西卷，4分)某变压器输人正弦交 流电的电压有效值为220V,输出电压最大 值为11√2V,该变压器视为理想变压器，其 原、副线圈匝数之比为 ( A.20:√2 B.202:1 C.20:1 D.1:20 16.(多选)(2025·云南卷，6分)电动汽车充电桩 的供电变压器（视为理想变压器）示意图如图 所示.变压器原线圈的匝数为1，输入电压U1 =1.1kV;两副线圈的匝数分别为n2和n3,输 出电压U2=U3=220V.当T、Ⅱ区充电桩同时工 作时，两副线圈的输出功率分别为7.0kW和 3.5kW,下列说法正确的是 n2 U1区充电桩 U n UⅡ区充电桩 116 A.n1:2=5:1 U C.S与b相连，流过灯泡的电流为 (k2+2)R B.n1:n3=1:5 D.S与c相连，灯泡的电功率为 U2 C.变压器的输入功率为10.5kW (k2+1)R D.两副线圈输出电压最大值均为220V 19.(2025·广东卷，4分)如图所示，某光伏电站 17.(2025·安徽卷，4分)某 输出功率1000kW、电压400V的交流电， 理想变压器的实验电路 112 经理想变压器升压至10kV后，通过输电线 毁 如图所示，原、副线圈总 输送到变电站，输电线的等效电阻R为5Ω. 匝数之比n1:n2=1：3, 下列说法正确的是 @为理想交流电流表.初始时，输入端a、b间接入 变压器 输电线 电压u=12√2sin(100mt)V的正弦式交流电，变 压器的滑动触头P位于副线圈的正中间，电 光伏电站 站 p 阻箱R的阻值调为62.要使电流表的示数 变为2.0A,下列操作正确的是 A.变压器原、副线圈匝数比为1：100 A.电阻箱R的阻值调为18 B.输电线上由R造成的电压损失为500V C.交压器原线圈中的电流为100A B.副线圈接入电路的匝数调为其总匝数的 3 罩 D.变压器原、副线圈中电流的频率不同 C.输入端电压调为u=12√2sin(50πt)V 20.(多选)(2025·湖北卷，4分)在如图所示的 D.输入端电压调为u=6√2sin(100πt)V 输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两 18.(2025·湖南卷，4分)如图，某小组设计了灯 变压器均为理想变压器，左侧升压变压器的 都 泡亮度可调的电路，a、b、c为固定的三个触 烂 原、副线圈匝数分别为n1、n2,两变压器间输 点，理想变压器原、副线圈匝数比为，灯泡L 和三个电阻的阻值均恒为R,交变电源输出 电线路电阻为r.下列说法正确的是( 电压的有效值恒为U.开关S与不同触点相 连，下列说法正确的是 攀 A.仅增加用户数，r消耗的功率增大 · B.仅增加用户数，用户端的电压增大 C.仅适当增加n2,用户端的电压增大 A.S与a相连，灯泡的电功率最大 D.仅适当增加2，整个电路消耗的电功率 B.S与a相连，灯泡两端的电压为，bU k2+3 减小 117 21.(2024·湖南卷，4分)根据国家能源局统计， 压U。不变的情况下，为提高R,的热功率， 截止到2023年9月，我国风电装机4亿千 可以 瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风 A.保持T不动，滑动变阻器R的滑片向∫端 电设备制造领域居于领先地位.某实验小组 滑动 模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所 B.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片位 示.已知发电机转子以角速度ω匀速转动， 置不变 升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上 C.将T向a端移动，滑动变阻器R的滑片向 的总电阻可简化为一个定值电阻R0.当用户 ∫端滑动 端接一个定值电阻R时，R。上消耗的功率为 D.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片向 P.不计其余电阻，下列说法正确的是( e端滑动 升压变压器 降压变压器 23.(多选)(2023·海南 卷，4分)如图是工厂利 用u=220√2sin100πtV的交流电给36V 照明灯供电的电路，理想变压器原线圈匝数 A.风速增加，若转子角速度增加一倍，则R。 为1100，下列说法正确的是 上消耗的功率为4P A.电源电压有效值为220√2V B.输电线路距离增加，若R。阻值增加一倍， B.交变电流的周期为0.02s 则R。上消耗的功率为4P C.副线圈匝数为180 C.若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则 D.副线圈匝数为240 R。上消耗的功率为8P 24.(2022·山东卷，3分) D.若在用户端再并联一个完全相同的电阻 如图所示的变压器，输 R,则R。上消耗的功率为6P 入电压为220V,可输 22.(多选)(2024·全 国甲卷，6分)如图， 出12V、18V、30V电压，匝数为n1的原线圈 理想变压器的副线 中电压随时间的变化为u=Umcos(100πt).单匝 圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节， 线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数 副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻R。 为0.1V.将阻值为122的电阻R接在BC两 和R1、开关S.S处于闭合状态，在原线圈电 端时，功率为12W.下列说法正确的是() 118 A.n1为1100匝，Um为220V A.电流表A1示数减小 B.BC间线圈匝数为120匝，流过R的电流 B.电流表A2示数增大 为1.4A C.原线圈输入功率先增大后减小 C.若将R接在AB两端，R两端的电压为 D.定值电阻R消耗的功率先减小后增大 18V,频率为100Hz 27.(2021·海南卷，4分)如 D.若将R接在AC两端，流过R的电流为 图，理想变压器原线圈接 2.5A,周期为0.02s 在u=220√2sin100πt(V)的交流电源上，副 25.(2021·广东卷，4永磁铁 线圈匝数可通过滑片P来调节.当滑片P处 分)某同学设计了 充电电路 螺线管 于图示位置时，原、副线圈的匝数比为n1：n2 一个充电装置，如图所示.假设永磁铁的往复 =2:1,为了使图中“100V,50W”的灯泡能 运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周 够正常发光，下列操作可行的是 期为0.2s,电压最大值为0.05V.理想变压 A.仅将滑片P向上滑动 器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、 B.仅将滑片P向下滑动 副线圈匝数比为1：60.下列说法正确的是 C.仅在副线圈电路中并联一个阻值为202 的电阻 A.交流电的频率为10Hz D.仅在副线圈电路中串联一个阻值为202 B.副线圈两端电压最大值为3V C.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关 的电阻 D.充电电路的输入功率大于变压器的输入 28.(2021·山东卷，4分)输电能耗演示电路如 功率 图所示.左侧变压器原、副线圈匝数比为 26.(2021·湖北卷，4分)如图所示，理想变压器 1：3,输入电压为7.5V的正弦交流电.连接 原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈 两理想变压器的导线总电阻为r,负载R的 接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为 阻值为102.开关S接1时，右侧变压器原、 R的定值电阻，在变阻器滑片从a端向b端 副线圈匝数比为2：1，R上的功率为10W; 缓慢移动的过程中 接2时，匝数比为1：2，R上的功率为P.以 下判断正确的是 2R 119 A.r=102 B.r=52 B.“奋斗者”号与“沧海”号通信的信息载体属 C.P=45 W D.P=22.5W 于横波 考向三电磁振荡与电磁波 传感器 C.“探索一号”与通信卫星的实时通信可以通 29.(2022·全国乙卷，6分)一点光源以113W 过机械波实现 的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为 D.“探索一号”与“探索二号”的通信过程也 6×10一7m的光，在离点光源距离为R处每 是能量传播的过程 秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个 31.(2021·浙江卷，3分)大功率微波对人和其 普朗克常量为h=6.63×1034J·s.R约为 他生物有一定的杀伤作用.实验表明，当人体 ( 单位面积接收的微波功率达到250W/m2时 A.1×102m B.3×102m 会引起神经混乱，达到1000W/m2时会引 C.6×102m D.9×102m 起心肺功能衰竭.现有一微波武器，其发射功 30.(2021·福建卷，6分)以声波作为信息载体 率P=3×10?W.若发射的微波可视为球面 的水声通信是水下长距离通信的主要手段， 波，则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效 2020年11月10日，中国载人潜水器“奋斗 攻击的最远距离约为 ( 者”号创造了10909米深潜纪录.此次深潜 A.100m25m B.100m50m 作业利用了水声通信和电磁通信等多种通信 C.200m100m D.200m50m 方式进行指令传输或数据交换，如图所示.下 32.(2021·辽宁卷，4分)赫兹在研究电磁波的实 列说法正确的是 验中偶然发现，接收电路的电极如果受到光照， 通信卫星 就更容易产生电火花.此后许多物理学家相继 卫星实时 通信 水面无线 证实了这一现象，即照射到金属表面的光，能使 探索一号 通信 会出探索二号 水声州 州水声 金属中的电子从表面逸出.最初用量子观点对 通信"无线蓝绿光 通信 言事通信 “奋斗者”号 “沧海”号 该现象给予合理解释的科学家是 A.“奋斗者”号与“探索一号”通信的信息载 A.玻尔 B.康普顿 体属于横波 C.爱因斯坦 D.德布罗意 120