第三章 交变电流（单元自测·提高卷）物理粤教版选择性必修第二册

………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2025-2026学年高二年级选择性必修二物理单元自测 第三章·提高通关 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．如图所示，线圈abcd在水平匀强磁场中匀速转动而产生交变电流。当线圈逆时针转动到图示水平位置时（　　） A．线圈处于中性面位置 B．线圈中瞬时感应电动势为零 C．穿过线圈平面的磁通量变化率最小 D．线圈中电流方向为d→c→b→a 2．如图所示，面积为、电阻为的单匝矩形线圈abcd处于匀强磁场中。线圈绕垂直于磁场方向的固定轴以200rad/s的角速度顺时针转动，定值电阻R的阻值为，理想交流电压表的示数为9V。线圈在转动时可通过滑环和电刷保持与电阻R的连接，电路其他部分的电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。时线圈与磁场方向平行，下列说法正确的是（    ） A．t=0时线圈中的电流方向为 B．时线圈产生的感应电动势为0 C．线圈中电流的最大值为2A D．匀强磁场的磁感应强度大小为 3．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比可通过滑动触头T调节，原线圈接有内阻不计、电压有效值恒定的交流电源和定值电阻，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻和，以及理想电流表A。初始时，滑动触头T位于副线圈中点，滑片P位于滑动变阻器中点。现欲使电流表示数增大，下列操作一定可行的是（　　） A．仅将T向a端移动 B．仅将滑片P下移 C．将T向b端移动，同时滑片P上移 D．将T向a端移动，同时滑片P下移 4．如图是远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，两个变压器均为理想变压器。当用户端用电器增加导致总电阻变小时，下列说法正确的是（    ） A．升压变压器的输出电压减小 B．降压变压器输出电流的频率不变 C．输电线上损失的功率不变 D．升压变压器原线圈中的电流不变 5．电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来达到减速目的，车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。某时刻磁极转到图示位置。下列说法正确的是（　　） A．该时刻线圈中电流最大 B．线圈中产生的电流是正弦交流电 C．磁极再转过90°时，电流方向改变 D．磁极再转过90°时，电流方向由Q指向P 6．如图甲所示是一台小型发电机的结构示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势e随时间t变化的正弦规律图像如图乙所示。发电机线圈的内电阻，外接灯泡的电阻为9Ω且不变，电压表为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．图乙为线圈与中性面垂直时开始计时 B．电压表的示数为 C．灯泡消耗的电功率为9W D．一个周期内消耗的总电能为0.1J 7．如图所示，理想变压器原线圈接的交流电，原、副线圈匝数比，已知定值电阻，，是滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表，以下说法正确的是（     ） A．时，理想变压器的输出功率最大 B．时，理想变压器的输出功率最大 C．理想变压器的最大输出功率为 D．理想变压器的输出功率最大时，电流表的示数为1.25A 8．在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法正确的有（　　） A．降压变压器的输出电压减小 B．升压变压器的输出电压增大 C．输电线上损耗的功率减小 D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 9．图1为交流发电机的示意图，线圈绕匀速转动。线圈中产生的正弦式交变电流如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．穿过线圈的磁通量为0 B．线圈的转速为 C．电流的表达式 D．线圈中电流的有效值约为 10．如图所示，有一面积为S，匝数为N，电阻不计的矩形线圈，绕OO'轴在磁感应强度为B，方向水平的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，从图示位置开始计时。矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，原线圈接有定值电阻R1，副线圈接有定值电阻R2和滑动变阻器R3，下列判断正确的是（　　） A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 B．在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电压表V1和V2示数不变，V3的示数变大 C．在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电流表A1和A2示数都变小 D．矩形线圈从图示位置经过时间内，通过电阻R1的电荷量为0 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题：本题共2小题，共14分。 11．（6分）利用如图所示的装置可以探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 (1)该实验中变压器原线圈接线柱接入学生电源应该选择哪种接法 （填“A”或“B”）； A． B． (2)实验中，可拆变压器如图所示，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，硅钢片应平行于平面（　　） A．abcd B．abfe C．abgh D．aehd (3)本实验，下列说法中正确的是______ A．实验中要通过改变原、副线匝数， 探究原副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是理想实验法 B．变压器工作时副线圈电压频率与原线圈不相同 C．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，且副线圈导线应比原线圈导线粗一些好 D．因为实验所用电压较低，为确保接触良好，通电情况下可用手接触裸露的导线、接线柱 (4)小华在做本实验时，选择的原线圈为100匝，副线圈为200匝；他将原线圈接入学生电源中的交流电压“6V”挡位，用合适的电表测量出副线圈的电压为13V，则下列叙述可能符合实际情况的一项是______。 A．变压器的铁芯没有闭合 B．电压的测量出了问题 C．副线圈实际匝数与标注的“200”不符，应该小于200匝 D．学生电源实际输出电压大于标注的“6V” 12．（8分）（1）如图所示，在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中 ①完成本实验，除有闭合铁芯的原、副线圈外，还必须要选用的器材是________ A．干电池        B．学生电源   C．直流电压表         D．多用电表   ②关于本实验，下列说法正确的是________ A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数 B．因为使用的电压较低，通电时可直接用手接触裸露的导线进行连接 C．实验时可以保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，探究副线圈匝数对副线圈电压的影响 D．变压器开始正常工作后，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈 （2）如图所示为“探究磁场对通电导线的作用”的部分实验装置，通电导线与磁场方向垂直。请根据下面的实验操作按要求填空。    ①在探究安培力与电流的对应关系时，保持磁场及磁场中导线长度不变，只改变电流的大小，记录电流表的读数，测出对应的安培力，通过实验可发现，磁场对通电导线作用力的大小与电流大小成正比，实验中所采用的实验方法是________（选填“等效替代法”、“控制变量法”或“理想模型法”）。 ②如图所示分别接通“1、4”和“2、3”，发现导线偏转的角度不同，说明导线受到的力的大小与________有关。 ③只上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力的方向________（选填“改变”或“不改变”）。 ④只改变导线中电流的方向，导线受力的方向________（选填“改变”或“不改变”）。 三、计算题：本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）如图所示，为交流发电机的原理示意图。单匝矩形线圈abcd的边长ab=cd=0.5m，bc=ad=0.2m，线圈的电阻r=0.2Ω，线圈在磁感应强度B=0.05T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，角速度。线圈两端通过电刷E、F与阻值R=4.8Ω的定值电阻连接。计算时取3。 （1）从线圈经过如图所示的中性面开始计时，写出线圈中感应电动势e随时间t变化的函数表达式； （2）求交流电流表的示数I； （3）求从线圈经过中性面开始计时，四分之一周期时间内通过电阻R的电荷量q。 14．（14分）碳排放问题的治本之策是转变能源发展方式，加快推进清洁能源替代。一座小型水电站向山下村镇供电的示意图如图甲、乙所示，已知发电机的输出功率为，输出电压为且恒定，输电线总电阻，升压变压器原、副线圈匝数比，降压变压器原、副线圈匝数比，变压器均为理想变压器。若由于用户数量变化，使得输电线输送电流增加了。求： (1)输电线上损失的功率增加了多少； (2)此时用户端获得的电压为多少（结果保留1位小数）。 15.（16分）某科创小组模拟工厂工件流水作业传送装置设计了如下模型，为方便作业，要求工件周期性地交替运动和静止。如图所示，绝缘水平面上固定两个光滑的同心金属圆环，圆心为O，半径分别为和。电阻为R的金属杆ab位于ON处沿半径方向架在两环间（始终接触良好）。直线MOP垂直ON，MON区域充满垂直圆环平面向下的匀强磁场。通过电刷将两金属圆环引出到右侧两根水平固定的平行金属导轨上，导轨光滑且足够长，间距为L，并处于垂直导轨平面向下大小为的匀强磁场中。时刻，施加周期性外力使ab杆以角速度ω绕O点顺时针匀速旋转，并同时释放位于的金属杆cd（质量为m，电阻为2R，长度也为L），当ab杆转到OM处时，cd杆的速度为v，当ab杆转到OP处时，cd杆刚好运动到处且速度为0。不计一切摩擦和其它电阻，运动过程中金属杆始终垂直于平行导轨。求： (1)时刻ab两点间的电势差； (2)若ab杆从ON转到OM的过程中，ab杆上产生的焦耳热为Q，求到时间内回路中电流的有效值； (3)到的距离x的大小。 试题 第3页（共10页） 试题 第4页（共10页） 试题 第1页（共10页） 试题 第2页（共10页） 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高二年级选择性必修二物理单元自测 第三章·提高通关 1、 选择题：本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A B B D C B AD BD CD 二、实验题：本题共2小题，共14分。 11．(1)B （1分） (2)D （1分） (3)C （2分） (4)D（2分） 12．BD/DB （1分） C （1分） 控制变量法 （1分） 导线长度 （1分） 改变（2分） 改变（2分） 三、计算题：本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）（1）线圈产生感应电动势的最大值 （2分） 因从中性面开始计时的，感应电动势随时间变化的表达式为 （2分） （2）根据欧姆定律，交流电流表的示数为 （3分） （3）根据法拉第电磁感应定律，通过电阻R的电荷量为 （3分） 14．（14分）（1）由题意，可得，（2分） 解得（1分） 则输电线上损失的功率，（2分） 可得输电线上损失的功率增加了（2分） （2）根据（1分） 可得（1分） 则，（2分） 根据（2分） 得（1分） 15．（16分）（1）根据导体转动切割磁感应线有（1分） 其中 （1分） 得（1分） 根据右手定则知 解得；（1分） （2）依题意，，二者串联 ab杆从ON转到OM的过程中，ab杆上产生的焦耳热为Q 由（1分） 得全电路产生的焦耳热为（1分） ab杆从OM转到OP的过程中，只有杆切割磁感线产生感应电流 由能量守恒定律 得全电路产生的焦耳热为（1分） ab杆从OP转回到ON的过程中，没有感应电流 由电流有效值的定义 有（1分） 解得；（1分） （3）从ON转到OM的过程，杆和杆都切割磁感线，所用时间 对杆，以向右为正，由动量定理 有（1分） 其中（1分） 此过程杆向右切割磁感线产生感应电动势，移动距离为 由（1分） 有（1分） 根据左手定则和右手定则 有 由前面分析知（1分） 从OM转到OP的过程，只有杆向右切割磁感线，移动距离为，用时 对杆，以向右为正，由动量定理 （1分） 依题意有 联立上面式子解得。（1分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高二年级选择性必修二物理单元自测 第三章·提高通关 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．如图所示，线圈abcd在水平匀强磁场中匀速转动而产生交变电流。当线圈逆时针转动到图示水平位置时（　　） A．线圈处于中性面位置 B．线圈中瞬时感应电动势为零 C．穿过线圈平面的磁通量变化率最小 D．线圈中电流方向为d→c→b→a 【答案】D 【详解】A．中性面是垂直于磁感应强度，题中该位置与中性面垂直，故A错误； BC．在题中该位置，线框切割磁感线的速度最快，其瞬时感应电动势最大，磁通量变化率最大，故BC错误； D．根据楞次定律，线圈中电流方向为d→c→b→a，故D正确。 故选D。 2．如图所示，面积为、电阻为的单匝矩形线圈abcd处于匀强磁场中。线圈绕垂直于磁场方向的固定轴以200rad/s的角速度顺时针转动，定值电阻R的阻值为，理想交流电压表的示数为9V。线圈在转动时可通过滑环和电刷保持与电阻R的连接，电路其他部分的电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。时线圈与磁场方向平行，下列说法正确的是（    ） A．t=0时线圈中的电流方向为 B．时线圈产生的感应电动势为0 C．线圈中电流的最大值为2A D．匀强磁场的磁感应强度大小为 【答案】A 【详解】A．根据楞次定律可知，时线圈中的电流方向为a→b→c→d，故A正确； B．时通过线圈的磁通量为0，但磁通量变化率最大，所以线圈产生的感应电动势不为0，故B错误； C．电压表示数为定值电阻R两端电压的有效值，因此线圈中的有效电流 解得，故C错误； D．由 解得，故D错误。 故选A。 3．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比可通过滑动触头T调节，原线圈接有内阻不计、电压有效值恒定的交流电源和定值电阻，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻和，以及理想电流表A。初始时，滑动触头T位于副线圈中点，滑片P位于滑动变阻器中点。现欲使电流表示数增大，下列操作一定可行的是（　　） A．仅将T向a端移动 B．仅将滑片P下移 C．将T向b端移动，同时滑片P上移 D．将T向a端移动，同时滑片P下移 【答案】B 【详解】将图1中的变压器、定值电阻与原交流电源看成一个整体，等效为一个新的电源，则新电源的电动势为，新电源等效内阻为，作出等效电路图如图2所示。 A．仅将T向a端移动，副线圈匝数增大，设输出回路的总电阻为，根据欧姆定律通过电流表的电流，表达式中的分子、分母同时增大，所以电流表示数不一定增大，A错误； B．仅将滑片P下移，滑动变阻器接入电路的电阻值减小，则输出回路的总电阻减小，根据，不变，电流一定增大，B正确； C．将T向b端移动，减小，则减小，减小；同时滑片P上移，电阻增大。根据，电流变化不能确定，C错误； D．将T向a端移动，增大，则增大，增大；同时滑片P下移，电阻增大，根据，电流变化不能确定，D错误； 故选B。 4．如图是远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，两个变压器均为理想变压器。当用户端用电器增加导致总电阻变小时，下列说法正确的是（    ） A．升压变压器的输出电压减小 B．降压变压器输出电流的频率不变 C．输电线上损失的功率不变 D．升压变压器原线圈中的电流不变 【答案】B 【详解】A．根据原、副线圈电压比等于匝数比可得 即 可知升压变压器的输出电压不变，故A错误； B．变压器不改变交流电的频率，故B正确； CD．当用户端用电器增加导致总电阻变小时，降压变压器副线圈中电流增大 据 降压变压器原线圈中电流增大，输电线上电流 输电线上损失的功率增大，故C错误； 增大，据 升压变压器原线圈中电流增大，D错误。 故选B。 5．电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来达到减速目的，车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。某时刻磁极转到图示位置。下列说法正确的是（　　） A．该时刻线圈中电流最大 B．线圈中产生的电流是正弦交流电 C．磁极再转过90°时，电流方向改变 D．磁极再转过90°时，电流方向由Q指向P 【答案】D 【详解】A．该时刻线圈平面与磁场垂直，通过线圈的磁通量最大，感应电动势为0，线圈中电流为0，故A错误； B．因车轮减速运动，则线圈减速转动，则线圈中产生的电流不是正弦交流电，故B错误； C．磁极再转过90°时，电流方向不改变，故C错误； D．磁极再转过90°时，电流方向由Q指向P，故D正确。 故选D。 6．如图甲所示是一台小型发电机的结构示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势e随时间t变化的正弦规律图像如图乙所示。发电机线圈的内电阻，外接灯泡的电阻为9Ω且不变，电压表为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．图乙为线圈与中性面垂直时开始计时 B．电压表的示数为 C．灯泡消耗的电功率为9W D．一个周期内消耗的总电能为0.1J 【答案】C 【详解】A．初始时，电动势为0，则图乙为线圈与中性面重合时开始计时，故A错误； B．根据图乙可知 根据闭合电路欧姆定律有，故B错误； C．由电功率公式 解得，故C正确； D．一个周期内消耗的总电能为，故D错误。 故选C。 7．如图所示，理想变压器原线圈接的交流电，原、副线圈匝数比，已知定值电阻，，是滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表，以下说法正确的是（     ） A．时，理想变压器的输出功率最大 B．时，理想变压器的输出功率最大 C．理想变压器的最大输出功率为 D．理想变压器的输出功率最大时，电流表的示数为1.25A 【答案】B 【详解】AB．变压器等效电阻为 又时变压器输出功率最大。 即 解得，选项B正确，A错误； C．理想变压器的最大输出功率为，选项C错误； D．理想变压器的输出功率最大时，初级电流 电流表的示数为，选项D错误。 故选B。 8．在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法正确的有（　　） A．降压变压器的输出电压减小 B．升压变压器的输出电压增大 C．输电线上损耗的功率减小 D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 【答案】AD 【详解】B．由于发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，故B错误； A．由于发电厂的输出功率增大，则升压变压器的输出功率增大，又升压变压器的输出电压不变，根据可知输电线上的电流增大，根据可知输电线上的电压损失增大，根据降压变压器的输入电压可得降压变压器的输入电压减小，降压变压器的匝数不变，所以降压变压器的输出电压减小，故A正确； CD．输电线上的电流增大，电阻不变，根据可知输电线上的功率损失增大，根据可知输电线上损耗的功率占总功率的比例增大，故C错误，D正确。 故选AD。 9．图1为交流发电机的示意图，线圈绕匀速转动。线圈中产生的正弦式交变电流如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．穿过线圈的磁通量为0 B．线圈的转速为 C．电流的表达式 D．线圈中电流的有效值约为 【答案】BD 【详解】A．正弦式交变电流产生的条件：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，经中性面时开始计时。时，穿过线圈的磁通量最大为，故A错误； B．由图2可知，线圈的角速度 线圈的转速为，故B正确； C．由图2可知，电流的表达式为正弦形式，且有， 故电流的表达式为，故C错误； D．结合上述分析可知，线圈中电流的有效值为，故D正确。 故选BD。 10．如图所示，有一面积为S，匝数为N，电阻不计的矩形线圈，绕OO'轴在磁感应强度为B，方向水平的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，从图示位置开始计时。矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，原线圈接有定值电阻R1，副线圈接有定值电阻R2和滑动变阻器R3，下列判断正确的是（　　） A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 B．在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电压表V1和V2示数不变，V3的示数变大 C．在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电流表A1和A2示数都变小 D．矩形线圈从图示位置经过时间内，通过电阻R1的电荷量为0 【答案】CD 【详解】A．矩形线圈从图示位置（与中性面垂直）开始计时，产生的感应电动势的瞬时值表达式为，故A错误； C．设理想变压器原副线圈匝数之比为k，则其等效电阻可表示为，在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，增大，根据闭合电路欧姆定律可知原线圈电流变小，由可知副线圈电流变小，即电流表A1和A2示数都变小，故C正确； B．根据可知，电压表V1示数变大，由可知V2示数变大，由可知V3的示数变大，故B错误； D．矩形线圈从图示位置经过一个周期时间内，磁通量变化量为零，根据，可知通过电阻R1的电荷量为0，故D正确。 故选CD。 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题：本题共2小题，共14分。 11．（6分）利用如图所示的装置可以探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 (1)该实验中变压器原线圈接线柱接入学生电源应该选择哪种接法 （填“A”或“B”）； A． B． (2)实验中，可拆变压器如图所示，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，硅钢片应平行于平面（　　） A．abcd B．abfe C．abgh D．aehd (3)本实验，下列说法中正确的是______ A．实验中要通过改变原、副线匝数， 探究原副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是理想实验法 B．变压器工作时副线圈电压频率与原线圈不相同 C．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，且副线圈导线应比原线圈导线粗一些好 D．因为实验所用电压较低，为确保接触良好，通电情况下可用手接触裸露的导线、接线柱 (4)小华在做本实验时，选择的原线圈为100匝，副线圈为200匝；他将原线圈接入学生电源中的交流电压“6V”挡位，用合适的电表测量出副线圈的电压为13V，则下列叙述可能符合实际情况的一项是______。 A．变压器的铁芯没有闭合 B．电压的测量出了问题 C．副线圈实际匝数与标注的“200”不符，应该小于200匝 D．学生电源实际输出电压大于标注的“6V” 【答案】(1)B (2)D (3)C (4)D 【详解】（1）变压器原线圈要接交变电流，A图中接的是学生电源的直流输出，B图中接的是学生电源的交流输出，故A错误，B正确。 故选B。 （2）由图，根据楞次定律和右手螺旋定则，产生的涡旋电流的方向与面abcd平行，为了减小涡流在铁芯中产生的热量相互绝缘的硅钢片应垂直面abcd，即平行于面aehd，故ABC错误。 故选D。 （3）A．根据实验原理可知，实验中要通过改变原、副线匝数探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法，故A错误； B．变压器不改变交流电的频率,变压器工作时副线圈电压频率与原线圈相同，故B错误； C．根据理想变压器电流与匝数比的关系，通过副线圈的电流 对于降压变压器，副线圈的电流大于原线圈的电流，为了保证安全，绕制降压变压器原、副线圈时，副线导线应比原线圈导线粗一些好，故C正确； D．尽管实验所用电压较低，为确保安全，通电情况下不可用手接触裸露的导线、接线柱，故D错误。 故选C。 （4）A．根据理想变压器的原副线圈的电压与其匝数关系式，若变压器的铁芯没有闭合漏磁损耗严重，会使得副线的电压小于12V，故A错误； B．若是电压的测量出了问题，应该是小于12V，不应该大于12V，故B错误； C．副线圈实际匝数与标注的“200”不符，若小于200匝，由可知，副线圈的电压小于12.0V，故C错误； D．若学生电源实际输出电压大于标注的“6V”，由可知，副线圈的电压可能13.0V，故D正确。 故选D。 12．（8分）（1）如图所示，在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中 ①完成本实验，除有闭合铁芯的原、副线圈外，还必须要选用的器材是________ A．干电池        B．学生电源   C．直流电压表         D．多用电表   ②关于本实验，下列说法正确的是________ A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数 B．因为使用的电压较低，通电时可直接用手接触裸露的导线进行连接 C．实验时可以保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，探究副线圈匝数对副线圈电压的影响 D．变压器开始正常工作后，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈 （2）如图所示为“探究磁场对通电导线的作用”的部分实验装置，通电导线与磁场方向垂直。请根据下面的实验操作按要求填空。    ①在探究安培力与电流的对应关系时，保持磁场及磁场中导线长度不变，只改变电流的大小，记录电流表的读数，测出对应的安培力，通过实验可发现，磁场对通电导线作用力的大小与电流大小成正比，实验中所采用的实验方法是________（选填“等效替代法”、“控制变量法”或“理想模型法”）。 ②如图所示分别接通“1、4”和“2、3”，发现导线偏转的角度不同，说明导线受到的力的大小与________有关。 ③只上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力的方向________（选填“改变”或“不改变”）。 ④只改变导线中电流的方向，导线受力的方向________（选填“改变”或“不改变”）。 【答案】 BD/DB C 控制变量法 导线长度 改变 改变 【详解】（1）①[1]实验中需要交流电源、变压器和交流电压表(万用表)，不需要干电池和直流电压表，故BD正确，AC错误。 故选BD。 ②[2]A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故A错误； B．即使使用的电压较低，通电时也不可直接用手接触裸露的导线进行连接，直接用手接触裸露的导线进行连接会将人体并联在电路中，导致所测数据不准确，故B错误； C．实验时可以保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，探究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故C正确； D．变压器开始正常工作后，通过电磁感应将电能从原线圈传递到副线圈，故D错误。 故选C。 （2）①[3]控制其他物理量不变，只变化电流，观察安培力随电流的变化情况，这个实验方法时控制变量法； ②[4]分别接通“1、4”和“2、3”，通电的导体棒长度变化，发现轻绳的摆动角度发生变化，这说明安培力的大小与导线在磁场中的长度有关。 ③[5]安培力的方向是由磁感应强度B的方向和电流方向共同决定的，故只上下交换磁极的位置以改变磁场方向，则导线受力的方向改变。 ④[6]安培力的方向是由磁感应强度B的方向和电流方向共同决定的，只改变导线中的电流的方向，导线受力的方向改变。 三、计算题：本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）如图所示，为交流发电机的原理示意图。单匝矩形线圈abcd的边长ab=cd=0.5m，bc=ad=0.2m，线圈的电阻r=0.2Ω，线圈在磁感应强度B=0.05T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，角速度。线圈两端通过电刷E、F与阻值R=4.8Ω的定值电阻连接。计算时取3。 （1）从线圈经过如图所示的中性面开始计时，写出线圈中感应电动势e随时间t变化的函数表达式； （2）求交流电流表的示数I； （3）求从线圈经过中性面开始计时，四分之一周期时间内通过电阻R的电荷量q。 【答案】（1）；（2）；（3）0.001C 【详解】（1）线圈产生感应电动势的最大值 因从中性面开始计时的，感应电动势随时间变化的表达式为 （2）根据欧姆定律，交流电流表的示数为 （3）根据法拉第电磁感应定律，通过电阻R的电荷量为 14．（14分）碳排放问题的治本之策是转变能源发展方式，加快推进清洁能源替代。一座小型水电站向山下村镇供电的示意图如图甲、乙所示，已知发电机的输出功率为，输出电压为且恒定，输电线总电阻，升压变压器原、副线圈匝数比，降压变压器原、副线圈匝数比，变压器均为理想变压器。若由于用户数量变化，使得输电线输送电流增加了。求： (1)输电线上损失的功率增加了多少； (2)此时用户端获得的电压为多少（结果保留1位小数）。 【答案】(1)440W (2)219.6V 【详解】（1）由题意，可得， 解得 则输电线上损失的功率， 可得输电线上损失的功率增加了 （2）根据 可得 则， 根据 得 15.（16分）某科创小组模拟工厂工件流水作业传送装置设计了如下模型，为方便作业，要求工件周期性地交替运动和静止。如图所示，绝缘水平面上固定两个光滑的同心金属圆环，圆心为O，半径分别为和。电阻为R的金属杆ab位于ON处沿半径方向架在两环间（始终接触良好）。直线MOP垂直ON，MON区域充满垂直圆环平面向下的匀强磁场。通过电刷将两金属圆环引出到右侧两根水平固定的平行金属导轨上，导轨光滑且足够长，间距为L，并处于垂直导轨平面向下大小为的匀强磁场中。时刻，施加周期性外力使ab杆以角速度ω绕O点顺时针匀速旋转，并同时释放位于的金属杆cd（质量为m，电阻为2R，长度也为L），当ab杆转到OM处时，cd杆的速度为v，当ab杆转到OP处时，cd杆刚好运动到处且速度为0。不计一切摩擦和其它电阻，运动过程中金属杆始终垂直于平行导轨。求： (1)时刻ab两点间的电势差； (2)若ab杆从ON转到OM的过程中，ab杆上产生的焦耳热为Q，求到时间内回路中电流的有效值； (3)到的距离x的大小。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据导体转动切割磁感应线有 其中 得 根据右手定则知 解得； （2）依题意，，二者串联 ab杆从ON转到OM的过程中，ab杆上产生的焦耳热为Q 由 得全电路产生的焦耳热为 ab杆从OM转到OP的过程中，只有杆切割磁感线产生感应电流 由能量守恒定律 得全电路产生的焦耳热为 ab杆从OP转回到ON的过程中，没有感应电流 由电流有效值的定义 有 解得； （3）从ON转到OM的过程，杆和杆都切割磁感线，所用时间 对杆，以向右为正，由动量定理 有 其中 此过程杆向右切割磁感线产生感应电动势，移动距离为 由 有 根据左手定则和右手定则 有 由前面分析知 从OM转到OP的过程，只有杆向右切割磁感线，移动距离为，用时 对杆，以向右为正，由动量定理 依题意有 联立上面式子解得。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高二年级选择性必修二物理单元自测 第三章·提高通关 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．如图所示，线圈abcd在水平匀强磁场中匀速转动而产生交变电流。当线圈逆时针转动到图示水平位置时（　　） A．线圈处于中性面位置 B．线圈中瞬时感应电动势为零 C．穿过线圈平面的磁通量变化率最小 D．线圈中电流方向为d→c→b→a 2．如图所示，面积为、电阻为的单匝矩形线圈abcd处于匀强磁场中。线圈绕垂直于磁场方向的固定轴以200rad/s的角速度顺时针转动，定值电阻R的阻值为，理想交流电压表的示数为9V。线圈在转动时可通过滑环和电刷保持与电阻R的连接，电路其他部分的电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。时线圈与磁场方向平行，下列说法正确的是（    ） A．t=0时线圈中的电流方向为 B．时线圈产生的感应电动势为0 C．线圈中电流的最大值为2A D．匀强磁场的磁感应强度大小为 3．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比可通过滑动触头T调节，原线圈接有内阻不计、电压有效值恒定的交流电源和定值电阻，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻和，以及理想电流表A。初始时，滑动触头T位于副线圈中点，滑片P位于滑动变阻器中点。现欲使电流表示数增大，下列操作一定可行的是（　　） A．仅将T向a端移动 B．仅将滑片P下移 C．将T向b端移动，同时滑片P上移 D．将T向a端移动，同时滑片P下移 4．如图是远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，两个变压器均为理想变压器。当用户端用电器增加导致总电阻变小时，下列说法正确的是（    ） A．升压变压器的输出电压减小 B．降压变压器输出电流的频率不变 C．输电线上损失的功率不变 D．升压变压器原线圈中的电流不变 5．电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来达到减速目的，车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。某时刻磁极转到图示位置。下列说法正确的是（　　） A．该时刻线圈中电流最大 B．线圈中产生的电流是正弦交流电 C．磁极再转过90°时，电流方向改变 D．磁极再转过90°时，电流方向由Q指向P 6．如图甲所示是一台小型发电机的结构示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势e随时间t变化的正弦规律图像如图乙所示。发电机线圈的内电阻，外接灯泡的电阻为9Ω且不变，电压表为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．图乙为线圈与中性面垂直时开始计时 B．电压表的示数为 C．灯泡消耗的电功率为9W D．一个周期内消耗的总电能为0.1J 7．如图所示，理想变压器原线圈接的交流电，原、副线圈匝数比，已知定值电阻，，是滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表，以下说法正确的是（     ） A．时，理想变压器的输出功率最大 B．时，理想变压器的输出功率最大 C．理想变压器的最大输出功率为 D．理想变压器的输出功率最大时，电流表的示数为1.25A 8．在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法正确的有（　　） A．降压变压器的输出电压减小 B．升压变压器的输出电压增大 C．输电线上损耗的功率减小 D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 9．图1为交流发电机的示意图，线圈绕匀速转动。线圈中产生的正弦式交变电流如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．穿过线圈的磁通量为0 B．线圈的转速为 C．电流的表达式 D．线圈中电流的有效值约为 10．如图所示，有一面积为S，匝数为N，电阻不计的矩形线圈，绕OO'轴在磁感应强度为B，方向水平的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，从图示位置开始计时。矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，原线圈接有定值电阻R1，副线圈接有定值电阻R2和滑动变阻器R3，下列判断正确的是（　　） A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 B．在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电压表V1和V2示数不变，V3的示数变大 C．在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电流表A1和A2示数都变小 D．矩形线圈从图示位置经过时间内，通过电阻R1的电荷量为0 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题：本题共2小题，共14分。 11．（6分）利用如图所示的装置可以探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 (1)该实验中变压器原线圈接线柱接入学生电源应该选择哪种接法 （填“A”或“B”）； A． B． (2)实验中，可拆变压器如图所示，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，硅钢片应平行于平面（　　） A．abcd B．abfe C．abgh D．aehd (3)本实验，下列说法中正确的是______ A．实验中要通过改变原、副线匝数， 探究原副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是理想实验法 B．变压器工作时副线圈电压频率与原线圈不相同 C．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，且副线圈导线应比原线圈导线粗一些好 D．因为实验所用电压较低，为确保接触良好，通电情况下可用手接触裸露的导线、接线柱 (4)小华在做本实验时，选择的原线圈为100匝，副线圈为200匝；他将原线圈接入学生电源中的交流电压“6V”挡位，用合适的电表测量出副线圈的电压为13V，则下列叙述可能符合实际情况的一项是______。 A．变压器的铁芯没有闭合 B．电压的测量出了问题 C．副线圈实际匝数与标注的“200”不符，应该小于200匝 D．学生电源实际输出电压大于标注的“6V” 12．（8分）（1）如图所示，在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中 ①完成本实验，除有闭合铁芯的原、副线圈外，还必须要选用的器材是________ A．干电池        B．学生电源   C．直流电压表         D．多用电表   ②关于本实验，下列说法正确的是________ A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数 B．因为使用的电压较低，通电时可直接用手接触裸露的导线进行连接 C．实验时可以保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，探究副线圈匝数对副线圈电压的影响 D．变压器开始正常工作后，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈 （2）如图所示为“探究磁场对通电导线的作用”的部分实验装置，通电导线与磁场方向垂直。请根据下面的实验操作按要求填空。    ①在探究安培力与电流的对应关系时，保持磁场及磁场中导线长度不变，只改变电流的大小，记录电流表的读数，测出对应的安培力，通过实验可发现，磁场对通电导线作用力的大小与电流大小成正比，实验中所采用的实验方法是________（选填“等效替代法”、“控制变量法”或“理想模型法”）。 ②如图所示分别接通“1、4”和“2、3”，发现导线偏转的角度不同，说明导线受到的力的大小与________有关。 ③只上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力的方向________（选填“改变”或“不改变”）。 ④只改变导线中电流的方向，导线受力的方向________（选填“改变”或“不改变”）。 三、计算题：本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）如图所示，为交流发电机的原理示意图。单匝矩形线圈abcd的边长ab=cd=0.5m，bc=ad=0.2m，线圈的电阻r=0.2Ω，线圈在磁感应强度B=0.05T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，角速度。线圈两端通过电刷E、F与阻值R=4.8Ω的定值电阻连接。计算时取3。 （1）从线圈经过如图所示的中性面开始计时，写出线圈中感应电动势e随时间t变化的函数表达式； （2）求交流电流表的示数I； （3）求从线圈经过中性面开始计时，四分之一周期时间内通过电阻R的电荷量q。 14.（14分）碳排放问题的治本之策是转变能源发展方式，加快推进清洁能源替代。一座小型水电站向山下村镇供电的示意图如图甲、乙所示，已知发电机的输出功率为，输出电压为且恒定，输电线总电阻，升压变压器原、副线圈匝数比，降压变压器原、副线圈匝数比，变压器均为理想变压器。若由于用户数量变化，使得输电线输送电流增加了。求： (1)输电线上损失的功率增加了多少； (2)此时用户端获得的电压为多少（结果保留1位小数）。 15.（16分）某科创小组模拟工厂工件流水作业传送装置设计了如下模型，为方便作业，要求工件周期性地交替运动和静止。如图所示，绝缘水平面上固定两个光滑的同心金属圆环，圆心为O，半径分别为和。电阻为R的金属杆ab位于ON处沿半径方向架在两环间（始终接触良好）。直线MOP垂直ON，MON区域充满垂直圆环平面向下的匀强磁场。通过电刷将两金属圆环引出到右侧两根水平固定的平行金属导轨上，导轨光滑且足够长，间距为L，并处于垂直导轨平面向下大小为的匀强磁场中。时刻，施加周期性外力使ab杆以角速度ω绕O点顺时针匀速旋转，并同时释放位于的金属杆cd（质量为m，电阻为2R，长度也为L），当ab杆转到OM处时，cd杆的速度为v，当ab杆转到OP处时，cd杆刚好运动到处且速度为0。不计一切摩擦和其它电阻，运动过程中金属杆始终垂直于平行导轨。求： (1)时刻ab两点间的电势差； (2)若ab杆从ON转到OM的过程中，ab杆上产生的焦耳热为Q，求到时间内回路中电流的有效值； (3)到的距离x的大小。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $