第三章 交变电流 章末达标培优训练 -2025-2026学年高二下学期物理粤教版选择性必修第二册

第三章《交变电流》章末达标培优训练 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（25-26高二下·宁夏中卫·阶段练习）如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的8倍时，两灯泡均能正常发光，则（　　） A．原、副线圈匝数之比为7∶1 B．原、副线圈匝数之比为8∶1 C．此时a和b的电功率之比为1∶1 D．此时a和b的电功率之比为1∶8 2．（24-25高二下·江苏盐城·期末）如图所示为一个正弦式交变电流的波形图。根据图像可知电流（    ） A．有效值为 B．平均值为 C．峰值为 D．时的瞬时值为 3．（24-25高二下·福建漳州·期中）某小型发电机产生的交变电动势为（V）对此电动势，下列表述正确的有（　　） A．最大值是 B．有效值是 C．频率是100Hz D．周期是0.2s 4．（25-26高二上·全国·课时练习）某发电厂发电机的输出电压为、输出功率为，已知该发电厂至学校的输电线总电阻为，则输电线上损耗的功率可表示为（　　） A． B． C． D． 5．（24-25高二下·四川绵阳·期中）“二分频”音箱内有高、低两个扬声器，音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动，图为音箱的电路简化图，高、低频混合电流由a、b端输入，是线圈，是电容器，则下列说法中正确的是（　　）    A．甲扬声器是高频音扬声器 B．的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器 C．的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器 D．乙扬声器的振幅一定较大 6．（24-25高二下·江西吉安·期末）一单匝矩形线框的电阻为，通过的磁通量与时间的关系图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．该交流电的周期为 B．磁通量绝对值的最大值为 C．该交流电的有效值为 D．时刻图像的斜率为 7．（2025·青海西宁·二模）摩托车的点火装置原理如图所示。转换器将直流电压转换为12V的正弦交流电压，并加在高压包（理想变压器）的原线圈上，当副线圈电压的瞬时值大于时，就会使火花塞产生电火花点燃汽油机工作。以下说法正确的是（　　） A．高压包的副线圈匝数至少是原线圈匝数的1500倍 B．在电流变化的一个周期内，火花塞放电一次 C．仅升高高压包输入电流的频率，火花塞放电的频率会增大 D．仅升高高压包输入电流的频率，高压包的输出电压会增大 8．（24-25高二下·山东·阶段练习）如图所示，半径为2L的光滑圆导轨内部存在理想边界的匀强磁场，其边界为与导轨内切、半径均为L的两个外切圆，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一根长度为2L的金属棒一端铰接于圆心O，另一端搭在导轨上，从导轨和圆心处分别引出两根导线接在阻值为R的定值电阻两端，金属棒在外力作用下以角速度ω顺时针匀速转动，转动过程中始终与导轨接触良好，电路中除定值电阻以外的电阻均不计，下列说法正确的是（　　）    A．通过定值电阻R的最大电流为 B．金属棒转动一周通过电阻R某截面的电荷量为 C．从图示位置开始计时，电阻R两端的瞬时电压 D．从图示位置开始计时，通过电阻R的瞬时电流 二、多选题 9．（25-26高二下·北京丰台·阶段练习）一矩形线圈绕垂直于匀强磁场方向、并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化情况如图所示，则下列说法中正确的是（    ） A．每当感应电动势e变换方向时，穿过线圈的磁通量的绝对值都为最大 B．时刻穿过线圈的磁通量变化率为零 C．该图是从线圈平面与磁场方向平行时刻开始计时的 D．时刻穿过线圈的磁通量最大 10．（25-26高三上·北京房山·开学考试）图甲为一台交流发电机示意图，其产生的电流随时间的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．时穿过线圈的磁通量最小 B．该交流电的频率为50Hz C．该交流电的电流瞬时值表达式为 D．发电机负载上的定值电阻1min内产生的热量为60J 三、实验题 11．（2025·河北张家口·模拟预测）某同学为“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”，他在实验室准备了可拆变压器（如图甲所示）、低压交流电源、多用电表、开关和导线若干。 (1)为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是___________（选填选项前的字母）。 A．控制变量法 B．等效替代法 C．整体隔离法 D．理想实验法 (2)该同学认真检查电路无误后，其中一次测量电压时选择2.5V挡位，多用电表读数如图乙所示，此时电表读数为___________V。 (3)某次实验中线圈接“0”“4”，线圈接“2”“14”，测得线圈两端的电压，线圈两端的电压，分析可知___________（选填“”或“”）是原线圈。 (4)实验发现原、副线圈电压比与匝数比不相等，可能的原因是___________。 四、解答题 12．（24-25高二下·北京丰台·月考）如图所示，交流发电机的矩形金属线圈，AB边和CD边的长度cm，BC边和AD边的长度cm，匝数n＝100匝，线圈的总电阻，线圈位于磁感应强度B＝0.05T的匀强磁场中。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值的定值电阻连接。初始状态时线圈平面与磁场方向平行，现使线圈绕过BC和AD边中点、且垂直于磁场的转轴OO＇以角速度rad/s匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。 （1）判断图示位置时，线框中感应电流的方向； （2）推导图示位置时，线框中感应电动势大小； （3）从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内的电流随时间变化的函数关系式； （4）求线圈转动过程中电阻R的发热功率； （5）从线圈经过图示位置开始计时，求经过四分之一周期时间通过电阻R的电荷量。 13．（25-26高二上·辽宁沈阳·阶段练习）如图甲所示，长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O1O2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示，其中B0、B1和t1均为已知量。在0~t1时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动。求： （1）0~t1时间内通过电阻R的电流大小； （2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量； （3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过60°的过程中，通过电阻R的电荷量。    14．（25-26高二上·北京海淀·期末）如图所示，磁极N、S间的磁场可看作匀强磁场，磁感强度为B，矩形线圈N匝，AB=l1，BC=l2，在匀强磁场中以OO′为转轴匀速转动，角速度为ω，线圈的电阻为r，外接电阻R。从图所示位置开始计时： （1）请你说明线圈平面转至何位置时，线圈产生的感应电动势最大；并推导线圈产生的感应电动势最大值的表达式（用所需物理量的字母表示）； （2）求线圈转动过程中交变电压表的示数； （3）从线圈经过图示位置开始计时，求经过周期时间通过电阻R的电荷量。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第三章《交变电流》章末达标培优训练—2025-2026学年高二下学期粤教版物理选择性必修第二册》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A B A B C C C ABC AC 1．A 【详解】AB．灯泡正常发光，则其电压均为额定电压，说明原线圈输入电压为7U，输出电压为U，由 故A正确；B错误； CD．根据变压器原理可知 又 此时a和b的电功率之比为1∶7。故CD错误。 故选A。 2．A 【详解】C．由图可知，电流的峰值为 故C错误； A．电流的有效值为 故A正确； B．如图所示 若交变电流的变化为图中虚线所示，则电流的平均值为 则，正弦式交变电流的平均值大于5A，小于10A，，故B错误； D．由图可知，0.2s时的瞬时值为10A，故D错误。 故选A。 3．B 【详解】A．电动势的最大值是 A错误； B．电动势的有效值是 B正确； C．频率是 C错误； D．周期是 D错误。 故选B。 4．A 【详解】根据题意，由功率公式可得，输电电流为 则输电线上损耗的功率 故选A。 5．B 【详解】A C．线圈L和甲扬声器相连，由于线圈通低频，阻高频，所以低频电流通过线圈到达甲扬声器。甲扬声器是高频音扬声器。AC错误； B．电容器C和乙扬声器连接，电容器的作用是通高频，阻低频，所以高频电流通过电容器到达乙扬声器，B正确； D．乙扬声器是高频音扬声器，信号频率高，振幅不一定大。振幅与振动的能量相对应，振动能量越大，振幅越大。D错误。 故选B。 6．C 【详解】A．根据图像可知，磁通量的变化周期为，根据法律的电磁感应定律可知，交流电的周期为，故A错误； B．磁通量绝对值的最大值为，故B错误； C．根据法拉第的电磁感应定律有 可知，在内，感应电动势随时间也呈现正弦式变化，在时间内，磁感应强度不变，穿过线框的磁通量不变，没有产生电磁感应现象，感应电动势为0，在内，磁感应强度的函数方程为 对上述函数求导，得到 该段时间内的感应电动势的瞬时值为 感应电动势的周期为，令其有效值为U，则有 解得 可知，感应电流的有效值为 故C正确； D．时刻图像的斜率为最大感应电动势 故D错误。 故选C。 7．C 【详解】A．要使火花塞产生电火花点燃汽油机工作，根据理想变压器的变压规律 故A错误； B．在电流变化的一个周期内，电压两次到达最大值，火花塞放电两次，故B错误； C．根据变压器的原理，副线圈与原线圈中交流电的频率相同，故仅升高高压包输入电流的频率，火花塞放电的频率会增大，故C正确； D．副线圈的电压与原线圈的电压和匝数比有关，与原线圈的频率无关，故仅升高高压包输入电流的频率，高压包的输出电压不变，故D错误。 故选C。 8．C 【详解】A．当金属棒全部位于磁场中时，回路中产生的感应电动势最大，对应的最大电流为 故A错误； B．在t时间内回路中磁通量的变化量对应如图甲所示的阴影部分，则金属棒转动一周回路中磁通量的变化量为，通过回路某截面的电荷量为 故B错误； CD．从图示位置开始计时，t时刻金属棒转过的角度为 结合如图乙所示的几何关系，回路中产生的感应电动势 通过电阻R的瞬时电流 故C正确、D错误。    故选C。 9．ABC 【详解】A．每当e转换方向时，线圈与磁场垂直，线圈通过中性面时，磁通量最大，A正确； B．t1时刻感应电动势为零，线圈通过中性面，磁通量最大，线圈平面和磁场方向垂直，磁通量的变化率为零，B正确； C．由图可知，开始时刻，电动势最大，故应是从线圈平面与磁场方向平时的时刻开始计时，C正确； D．t4时刻感应电动势最大，线圈通过与中性面垂直位置，磁通量最小，D错误。 故选ABC。 10．AC 【详解】A．时流过线圈的电流最大，此时穿过线圈的磁通量变化率最大，磁通量最小，故A正确； B．由图乙可知，该交流电的周期为 交流电的频率为，故B错误； C．该交变电流的表达式为 其中， 联立可得，故C正确； D．交流电的有效值 则发电机负载上的定值电阻1min内产生的热量为，故D错误。 故选AC。 11．(1)A (2)2.00 (3) (4)有漏磁 【详解】（1）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是控制变量法。 故选A。 （2）交流电压时选择2.5V挡位，此时电表读数为 （3）若某次实验中用匝数匝、匝的变压器，测得线圈两端的电压，线圈两端的电压,匝数之比近似等于电压之比，则有 按解得两端的电压 结合变压器不是理想的，存在漏磁，发热等原因，则一定是原线圈，是副线圈。 （4）变压器不是理想的，可能存在漏磁。 12．（1）；（2）；（3）；（4）；（5） 【详解】（1）根据右手定则可以判断图示位置时，线框中感应电流的方向为 （2）图示位置时，线框中感应电动势最大，对于n匝线圈，AB边与CD边一起切割磁感线的情况，应有 代入数据求得 （3）根据闭合电路欧姆定律有 从线圈经过图示位置开始计时，圈内的电流随时间变化的函数关系式为 （4）电路中电流的有效值为 电阻R的发热功率 （5）线框从此位置转过四分之一周期的过程中 平均感应电动势 平均感应电流 通过电阻R的电荷量 13．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）0~t1时间内，线框中的感应电动势 根据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻R的电流 （2）线框产生感应电动势的最大值 感应电动势的有效值 通过电阻R的电流的有效值 线框转动一周所需的时间 此过程中，电阻R产生的热量 （3）线框从图甲所示位置转过60°的过程中，平均感应电动势 平均感应电流 通过电阻R的电荷量 14．（1）见解析；（2）；（3） 【详解】（1）线圈转动到与中性面垂直时，电动势最大，ab、cd两边切割磁感线产生的感应电动势的大小均为 所以电动势的最大值为 （2）线圈转动过程中交变电压表的示数为 （3）当线圈从图示位置转过的过程中，通过电阻R的电量为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $