第3章 微专题 交变电流的产生与描述-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版 江苏专用）

压轴挑战 5.(1)e=100sin20m(v)(2)50w3V(3)150v 解析：(1)n=600r/min=10r/s,0=2rn=20mrad/s, E=NBS@=100 V,e=100sin 20mt(V). (2当=0时c=10n(20mx动y-50v 60/ (3)E=NA地，△D=Bm--Busin30°，解得E=150y △t 第2节交变电流的描述 白题基础过关 1.C2.D3.D4.A5.A6.D7.D 8.B解析：根据题意可知，前了周期感应电动势大小恒定不 变，则有E,=nB10×2x10X10°V=2V,后号周期感位 t 1 电动势最大值为E。=nBL2o=100x8x10×10*×2πV= 8 2V,则后子周期感应电动势有效值为E, E=反V,线框 一个周期内的电动势有效值为E,根据有效值定义可得 米23、AEx6,根据卫=3求得P三3W,选 R2+ 9.D10.C 11.D解析：A.小型发电机产生的电动势的有效值e有 em 6V,理想电压表的示数U=有R=48V,故A错误；B.线 R+r 圈转动的角速度为U-T=Cmd/s=100mad/s,故B错 误；C.小型发电机产生的电动势最大值为em=BSω=中mw, 转动过程中穿过线圈的最大磁通量中。==65W ω100T 35W,故C错误；D.小型发电机产生的电动势瞬时表达 50π 式为e=62sinl00mt(V),通过灯泡电流的瞬时表达式为 i=,e=62sin100mt(A),故D正确.故选D. R+r 12.D解析：若线圈平面与磁场方向夹角为45°开始计时，由 楞次定律可知，零时刻电流方向为b到a,即零时刻电流方 1 向为负，则电流的瞬时值表达式为i=-i.os(o+4π， 故选D。 黑题应用提优 1.D解析：A线框处于中性面时开始计时，则感应电动势的 表达式为e=VBSosin wt=20sin200t(V),电阻R两端的最大 电压为U==175V,故A错误；R根据@=2，解 R+r 得T=0,线框经过中性面一次，电流方向改变一次，即 一个周期内，电流方向改变两次，则每过0：电流方向改 变2次，故B错误；C.电动势的有效值E=NBs,则在0~ 选择性必修第二册 内外力至少对系统极功即需=子1放C错误， T D,结合上述可知 20s=2,此时间内线框转过180，则 T △中=2BS,感应电动势的平均值E=N,感应电流的平均 怎-是，解得q=0C放D正确故选D 值1=R+r 2.D解析：A由题图甲可得，发电机线圈转动的角速度为ω= T2x10ads=100mrad/s,发电机线圈中的磁通量随时 间变化的关系为重=重.cosM-22×102es1001(W. T 故A错误；B.发电机产生的电动势最大值En=N中ω= E2A,由题图甲 200w2V,则流经R,的电流最大值1.-R=2 可知线圈从中性面位置开始计时，则其瞬时值，= 2sin100m(A),故B错误；CD.理想二极管具有单向导电 性，且导通时电阻为0，根据有效值定义，设R2两端电压的 2 有效值为U有，则- R2 T_·T,解得U有 ·2=, 1002V≈141V,即电压表的示数约为141V,0~2s内R2 上产生的能耳装为Q-受：=101，版D正确，c错提放 选D. 压轴挑战 3.(1)）2w(2)见解析图(3)482。 3(R+r) 1 解析：(1)bc、ad边的运动速度u=2wl,感应电动势E= 2NB·2m,解得E=2NB2w (2)图像如图所示 2NBP 13 O 9) 4T -2NBP ER 2NBRI0 (3)R上的电压Um=R+r ,由有效值的概念可知 R+r U.2m=2× Rω .4红，解得U= R 9w' 4NBRO,则R上电 2Um=3(R*) UR 4NBP 流有效值lR-R3(R+) 微专题交变电流的产生与描述 黑题 专题强化 1.C T 2A解析：C.由图像可知，2时刻线圈的磁通量最大，因此此 时线圈处于中性面位置，故C错误；B.由图可知，交流电的 周期为7，则@牙，由交流电的电动势的最大值为B。 黑白题28 2mΦm BSo=T ，则有效值为E E。√2π T ",故B错误；A.线 圈转动一周外力所做的功为转动一周的发热量，即W=Q= ￡2，故A正确：D.从0时刻到：=时刻的平均感 RT 应电动势为E-A中地，故D错误故选A 4 3.C解析：A.由乙图可知，交流电压的最大值为Um= 1102V,则交流电压有效值为U==110V,根据闭合电 路欧姆定律可得电流为I= R+,=10A,电压的示数为电阻R 两端的电压，则有U=IR=103V,故A错误：B.根据焦耳定 律，可得Q急=P(R+r)t=102×(10.3+0.7)×60J=6.6×104J, 故B错误；C由乙图可知交流电的周期为T=0.02s,则线圈 转动的角速度为w-2云-100mnd,根据线圈最大感应电 动势U.=B,可得BS=么-12,0-Q.015的时间内， ω10 通过定值电阻的电荷量为q=公，又7=E,店 △ ,联立解 得q R+,而0~0.01s的时间内，磁通量的变化量为 △Φ A中=2B,代人上式，可得g-是c,放C正确，业由图可知 1=0.02s时，感应电动势为零，根据E=4中 ,可知穿过线圈的 磁通量变化率最小，故D错误.故选C. 、NB,L2 4.(1)3NB0(2)27行 (3)mB1飞，' 4(R+r)2 解析：(1)从线圈平面和磁场平行时开始计时，感应电动势 的瞬时值表达式为e=Ecos t=-NB,l2ωcos wt,当线圈平面 与磁场方向夹角为30°即om=30°时，6= -2NBLLo. (2)依题意磁通量的变化量△中= =,线圈转过60°的时间 为△6=T=平均感应电动势为E=y4中3WB,w ,平均 △t2π 敏电微点适过电配农的电行为， NBL 1 I△t= 2(R+r) (3)线圈中感应电动势有效值为5号，电流的有效值为 √2 E有 14R时间=4 ,电阻R上产生的焦耳热为Q= 房=mNB产'Ka 4(R+r)2 第3节 变压器 白题基础过关 1.B2.C3.C4.D5.D6.C7.D 参考答案与解析 8.D9.B 10.D解析：由于两组次级线圈在小灯泡回路中产生的感应 电动势方向相反，所以小灯泡两端电压的有效值U=U2-U3; 又变压器初级线圈与次级线圈电压间关系U1:U2=n1:n2、 U:U3=n,:n3;变压器初级线圈与e=2202 sin t(V)的交 流电源连接，则，-220,2V=20V,小灯泡的功率P,= 理想变压器输人功率等于输出功率，则P人=P,联立解 U 得P人=10W.故D项正确，ABC三项错误. 11.B解析：AB.开关S闭合后，假设电流表的示数不变或变 大，由理想变压器功率关系和电压关系可得UI。=U,I,+ U2l2,U。:U1:U2=no:n1:n2,得nolo=n1l1+n22,可知通 过原线圈的电流1变大，原线圈两端的电压U。=U-1R,减 小，由0可知电阻R,两端的电压变小，通过电阻R, no n1 的电流变小，假设不成立，选项A错误，B正确；CD.由于通 过电阻R,的电流变小，因此电阻R,两端的电压变小，原线 圈两端的电压减小，选项C、D均错误故选B. 黑题应用提优 1.B2.D 3.D解析：B设R1=R2=R3=R,开关S闭合时，通过原线圈的 电流=只通过周线图的电流4一 。,可知原刷线圈匝数/ 2比-2e2故B错误；A原线圈两端电压U= n2 I U。=2U。,因此交流电源的输出电压有效值U=U。+U,=3Uo, 故A错误：D断开开关S后，流过R、凡，的电流之比元 2故D正确；CR、R,消耗的电功率之比 n21 P H'R P2 B2R 子，放C错误故迹D 4.B解析：由题意可知，两种情况下变压器输入功率均为2P 设灯泡2山的电压为U,电流为1，电阻为R,则有P=R 根据电压与匝数成正比可知，两种情况下变压器的输入电压 均为3U,根据输入功率和输出功率相等可知，变压器输入电 流为子1所以图甲中L,的功率为P,=3C0=9P,图乙中 R L,的功率为Pz= )R=P选项B正确故选R 91 压轴挑战 5C解折A副线图总电阻风=风=25R,利用等效 处理电路，则R'=R=0,设流经原线圈的电流为L,贝 流经儿的电流为=0流经风的电流为1-世流经风 的电流为，=了，故通过RRR,的电流之比为11：1：2 R1、R2、R两端的电压之比为11：1：4，故AB错误；C.A、B 间输人功率P三FR山1R,变压器输人功率P人=PR→ 黑白题29微专题交变电流的产生与描述 子错 黑题 专题强化 限时：25min 题型1 交变电流的峰值、瞬时值、有效值、 题型2：交变电流的电荷量与焦耳热计算 平均值 3.#（2025·浙江金砖联盟联考)如图甲所示 1.*如图所示，线圈面积为 0 为一台小型发电机的结构示意图，内阻为 10cm2,共有100匝，线圈总电 0.7Ω的单匝线圈在匀强磁场中匀速转动，产 阻为12，线圈处于磁感应强度 生的电动势随时间变化的正弦图线如图乙所 OE 大小为10T的匀强磁场中，灯 示，电表均为理想交流电表，定值电阻R= 泡电阻为32，当线圈转动角速度为8rad/s 10.32,则下列说法正确的是 时，下列说法正确的是 ( ↑e/W A.线圈从图中所示位置开始计时，其转动过 110w2 程中产生的电动势为e=8cos8t(V) 0.01 0.02t/5 B.线圈每转一圈，灯泡产生的焦耳热为3πJ R -1102 0 C.线圈从图中所示位置转过90°过程中产生 ⑧ 的电动势的平均值为y A.电压表的示数为110V B.1分钟内产生的总焦耳热1.32×10J D.线圈从图中所示位置转过90过程中流过 灯泡电流的平均值为√2A C.0-Q01s内，通过定值电阻的电荷量为 5T 2.*如图1所示，单匝闭合矩形线框电阻为 D.t=0.02s时，穿过线圈的磁通量变化率最大 R,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转 4.#如图所示，在磁感应强度大小 动，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像 为B的匀强磁场中，有一矩形线圈 视频讲解 如图2所示.下列说法正确的是 abcd绕垂直于磁场方向的O0'轴以角速度w B 匀速转动，其中ab边长为l1,bc边长为L2,线圈 匝数为N,线圈电阻为r,外电路电阻为R求： 视 频讲解⊙ (1)图示时刻矩形线圈中产生的瞬时感应电 图1 图2 动势e的大小； A.线框转一周外力所做的功为 m2Φ2 (2)线圈由图示位置转过60°的过程中，通过 RT 电阻R的电荷量q; 2rΦm (3)线圈由中性面位置转过90°的过程中，电 B.线框的感应电动势有效值为T 阻R上所产生的热量Q. C.=- 时刻线框平面与中性面垂直 D.从t=0到t= 过程中线框的平均感应电 4 动势为T 第三章黑白题075 第3节变压器 白题 基础过关 限时：35min 题型1理想变压器的原理及基本规律 示，将锂电池的4V电压通过转换器转变为交 1.一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝 变电压u=4sin10000πt(V),再将其加在理 数分别是n1和n2,正常工作时输入和输出的 想变压器的原线圈上，副线圈两端接电击网， 电压、电流、功率分别为U1和U2,I1和I2,P 电压峰值达到2800V时可击杀蚊虫.电蚊拍 和P2.已知n1>n2,则 ( 正常工作时，下列说法正确的是 A.U>U,P<P2 B.P=P2 I<I 电蚊拍的 高压电击网 C.I1>12U1>U2 D.P >P2 I1>I2 2.**某同学的电动自行车充电 器」 器是一输入电压为220V,输出 A.交流电压表的示数为4V 电压为60V的变压器.由于副 线圈烧坏了需要维修，该同学拆下烧坏的副 B.副线圈与原线圈匝数比需满足”？≤700 h, 线圈，用带绝缘皮的导线在铁芯上绕了5匝线 C.电击网上的高频电压的频率为10000Hz 圈，如图所示.将原线圈接到220V交流电源 D.相比副线圈，原线圈应该用较粗的导线 上，测得新绕线圈两端电压为1V.则( 绕制 A.该充电器原线圈有2200匝 5.★*（2025·江苏泰州期末)图示是街头用变 B.该充电器原线圈有5500匝 压器降压供电的示意图输入电压是市区电网 C.被烧坏的副线圈有300匝 的电压，负载变化时输入电压的波动忽略不 D.被烧坏的副线圈有250匝 计.输出电压通过输电线输送给用户，两条输 3.*如图甲所示，变压器为理想变压器，其原 电线的总电阻用R。表示，滑动变阻器R代表 线圈接到U,=220V的交流电源上，副线圈与 用户用电器的总电阻.忽略变压器上的能量损 阻值为R,的电阻接成闭合电路；图乙中阻值为 耗，电表均为理想电表，当R滑片向下移时， R2的电阻直接接到电压为U,=220V的交流电 以下各表读数变化正确的是 源上，结果发现R,与R2消耗的电功率恰好相 等，则变压器原、副线圈的匝数之比为( A.V2变大 B.V3变大 C.A变小 D.A2变大 R R 6.**(2024·江西吉安联考)演示电路如图所 B. R R D R2 示，若左侧ab输人电压有效值不变的正弦交 4.*(2025·浙江金砖联盟期中)电蚊拍利用 流电，输电线的电阻为π.开关S接2时，理想 高压电击网来击杀飞近的蚊虫，原理如图所 变压器原、副线圈匝数比为1：3，负载R上的 选择性必修第二册黑白题076