假期必刷27 交变电流的产生和描述-【快乐假期】2025-2026学年高二物理暑假必刷题

三022. 次到达O)'位置过程中，由于在O0位置重力沿切线方向的 分力为0，可知在到达O0)位置之前的位置，重力沿切线方 向的分力已经小于安培力沿切线方向的分力，金属棒MN 已经做减速运动，故C错误；从释放到第一次到达OO位置 过程中，根据右手定则可知，MN中电流方向由M到N,故 D正确.门 素养培优 9.解析：(1)当导体棒OA运动到正方形金属细框对角线瞬间， 切割的有效长度最大，则L有m=√2L, 此时感应电流最大，CD棒所受的安培力最大，根据法拉第 电磁感应定律，有Emx=BL有mxU1, 其中，平均速度为1= 0+2Lw 2 则感应电动势Emx=BLw, 根据闭合电路欧姆定律，有1=R， 则CD捧所受安培力的最大值为F=BlL-BL0、 R 当导体棒OA运动到与细框某一边平行瞬间，切割的有效长 度最小，感应电流最小，CD棒所受的安培力最小，根据法拉 第电磁感应定律，有Emm=BL有inv?: 其中L有m=L,平均速度为，=0十L@ 2 剥8应电动势E=之BL。, 根据闭合电路欧姆定律，有1m=R， Emin 则CD棒所受安培力的最小值为Fm=B1mL=BL0 2R, (2)当CD棒所受安培力最小时，根据平衡条件，有ngsin0 -umgcos 0-Fn=0, 当CD棒所受安培力最大时，根据平衡条件，有Fmx一mgsin0 -umgcos 0=0, 3BLw 联立可得m=4 Rgsin0' 撤去推力瞬间，根据牛顿第二定律，有Fmx一ngsin0十 umgcos 0=ma, 可得CD棒与导轨间的动摩擦因数为μ= gcos o 3 tan 0. 答案：(1)Fnx= B2Lw R ，F=BL 2R (2)a 1 gcos 3tan 0 假期必刷27 素养训练 1.B[线圈经过题图甲位置（中性面）时，穿过线圈的磁通量 最大，产生的电流为零，故A错误： 线圈经过题图乙位置（与中性面垂直）时，穿过线圈的磁通量 为零，产生的电流最大，故B正确； 线圈经过题图丙位置（中性面）时，穿过线圈的磁通量最大， 产生的磁通量变化率最小为零，故C错误： 线圈从题图丙位置（中性面）转到题图丁位置（与中性面垂 直)的过程中，根据法拉第电磁感应定律可知，穿过线圈的磁 通量减小，产生的电动势在增大，故D错误.] 2.AC[产生交变电流的条件是轴和磁感线垂直，与抽的位置 和线圈形状无关，线图abcd分别绕轴P1,P2转动，转到图 示位置时产生的电动势E=NBS,由1-可知，此时】 相等，故选项A正确，B错误；由右手定则可知，电流方向为 a·dc→b,故选项C正确；dc边受到的安培力F=IlB, 则F一样大，故选项D错误.] 3.C[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，磁场区城变化后，当Esin wt=写E时，线图 2 的侧边开始切制磁感线，即当线围旋转于时开始切割磁感 12 线，由几何关系可知磁场区域平行于x轴的边长变为d' 2dcos苓=d,C正确.] 4.D[A.由题图可知交流电的周期为0.02s,则频率为f =50Hz,故A错误；B根据图像可知电压的峰值为102V, 1 根据欧妈定徐可如电流的华位1.-发-19Y=0,2厄 A,故B错误：C.电流的有效值为I=二=0.2A,所以电阻 √2 在1s内消耗的电能为W=IRt=0.22×50×1J=2J,故C 错误；D.根据图像可知其电压表达式为u=U sin ot=l0√2 sim2票(V)=102sin100t(V),故D正确.] 5.B[交流电的最大值和两条边到转轴的距离无关， 为Em=NBSw=NBL2w, 因此有效值为E5=2NBLw,故选B.] 2 6.B[设R1、R的阻值均为R,根据题中所给信息，结合题图 U。)2 U. 图像可得Q,=3 T U T 2U3 R R 7.BC[交流电压表的示数应是电压的有效值220V,故A、D 错误：电压的有效值恰等于电灯的额定电压，电灯正常发光， 选项B正确；电压的峰值220√2V≈311V,大于电容器的 耐压值，故电容器有可能被击穿，选项C正确.] 8,解析：(1)e=E sin wt=-NBSX2πnsin(2πt) =10x×0.o5×2×得×m(2m×器）V 元 =50sin(10πt)V. (2)当1=0s时 。=50sin10x×0)V=253V, (3)电动势的有效值 E-E=50V=252V, W2√2 电流来示款1=，-5A=85A。 电压表示数U=IR=3.54×9V=31.86V (④)品s内线图转过的角度==吧×2x×0-子， 该过程中A币=BS-BScos0=号BS. 由于g=.且1R干，E= E △t N△ΦNBS 联立得q一R+r2(R+) 100×1×0.05 ≥2X(9+1)一C=4元C 答案：(1)e=50sin(10πt)V(2)25√3V (3)31.86V3.54A4元C 素养培优 9.D[线圈处于如图所示的平面时，电流最大，此时电流表的 NBSp =21 读数为I,故A错误：电流的最大值为I=R十， 通过小灯泡的电荷量q一R千，R十7 N△ΦNBS 线图从水平位置转过90°，通过小灯泡的电荷量为q= 故B错误；其他条件不变时，最大电动势不变，则E= 5 飞学快乐假明 NBS,=,(R十，同时闭合K和K,外电阻变为， 则电流的有效值为=，(R+）I,(R+ ,电流变大， (+ (+ 则发电机的输出功率P=·尽=，(R+) 2 (+ 2 2 2L,2R(R+r) ?(R十2，无法判断是增加还是减小，故C错误： 若仅将角速度减小为2，电动势的最大值和有效值变为原来 的号电流变为原来的宁时灯泡的功车P=R-气R减小 为原来的}故D正确] 假期必刷28 素养训练 1.B[由题知，变压器的输入电压U,=202V=220V,所以U √2 一”U=10V.刮线盟电流1-发=2A,原线图电流1， 九1 L,=1A,电压表电流表的读数为有效值，故选项B正确，C 错误；原线圈输入功率P,=U,L,=220W,选项A错误；交流电 的周期T=红=008三0.02s,选项D错误.J 2.AD[甲图是电压互感器，甲图中的电表是电压表，根据匝数 比号-业，有U-U,19吧×20V=220V故逃项A证 比元，=西 确，B错误：乙图是电流互感器，电表是电流表，故选项C错误： 有一个副线圈的变压器，电流比等于匝效的反比，即= 有1-票L,=×10A=10A,故选项D正确.] 3.B[AB.原线圈两端电压的有效值U1= 5v=5,2v. 2 有0=心 根据电压匝数关系有可一 变压器副线圈电压的峰值U2m*=√②U2, 根据题意有U2msx>10×103V, 解得华>200，<200 1 711 112 故A错误，B正确；C.用电压表测原线圈两端电压，电压表 测的是有效值，则示教为U,=5V=5)V,故C错误；D. 2 根据2织=2xf=100元Hz,解得f=50Hz,支压器不改变频 率，则副线圈输出交流电压的频率是50Hz,故D错误，] 本A[银据行是可加曲出电克L=受L=丹X1A0 77.。 故电压表示数U=I,R=10X2V=20V,A正确，B错误；电阻R 消耗的电功率P=IR=10×2W=200W,C错误：由于变压器 输入端匝数大于输出端的匝数，故该变压器为降压变压器，D 错误.] 5.D[不是所有手机都能进行无线充电，只有手机中有受电 线圈的手机才能利用电磁感应，进行无线充电，故A错误； 变压器工作原理是互感现象，b端输入恒定电流，则受电线 圈无磁通量变化，不会产生电流，不能对手机进行无线充电， 故B错误；当a、b间接220V的正弦交变电流，手机获得电 压为5V,充电电流为1A,根据==， 可知送电线圈的电流为：1=动1，=0.05A 00M-= R1_4 RR,两端的电压之比为：1，R= 送电线图ab两端的电压为U1=U山一IR, 受电线圈cd两端的输出电压为：U=U,=I,R,十U￥， =4,联立解得R,=5n.U,=10V,故C错误，D正确.] U, 6.A[如图所示画出降压变压 器的等效电路图，设降压变压 U13U2 器原、副线圈的匝数比为k: 1(k>1),则输电线路上的电 U, 流1，=R十kR转子在磁场 中转动时产生的电动势e= NBSwsin ot,当转子角速度增 Ro 加一倍时，则升压变压器原、 副线圈两端电压都增加一倍，则输电线路上的电流变为'， =2I,,R。上消耗的功率P,=I'R。=4IR。=4P,A正确；同 理，当升压变压器的副线圈匝数增加一倍时，副线圈两端电 压增加一倍，输电线上的电流也增加一倍，R。上消耗的功率 P2=P1=4P,C错误；若R。阻值增加一倍，输电线路上的电 UJ。 流1，=2R,十RR,消耗的功率P=I·2R,≠4P,B错 误：若在用户端并联一个完全相同的电阻R,用户端电阻相 当于减为原来的一半，输电线上的电流1，=U: R+堡 2R,十RR,消耗的功率P=IR≠6P,D错误.] 2U2 7.解析：(1)由变压器的工作原理可知，猜想合理的同学是甲同 学，做出上述判断依据的物理规律是法拉第电磁感应定律， (2)为了保证实验安全、有效地进行，应选用低压（一般低于 12V)交流电源， (3)使用多用电表时，应先将选择开关置于交流电压挡，并选 用最大量程进行试测. 答案：(1)甲法拉第电磁感应定律(2)低压（一般低于 12V)交流(3)交流电压最大 8.解析：(1)全校教室白炽灯消耗的功率 P.=22×60×6W=7920W 设输电线路电流为I,输电电压为U2,降压变压器原线圈 4 电压为U2',则节= 而U3=220V,则U,'=4×220V=880V, 1-0-7器0A9a 线路损失功率 P=IR线=9×4W=324W, 所以P=Pm十P=8244W. (2)输电线损失电压 U=1我Rx=9×4V=36V, U2=U福+U2'=916V, U= U,4=916×V=229V, 得U 71。 升压变压器原线圈电流 P±_8244A=36A. 11=U=229 (3)输电效率 ×1m%-32程×10%=96.1%， 一P出 答案：(1)8244W(2)229V36A(3)96.1% 素养培优 9.AC[滑片P在最左端时，图甲、乙中变压器输出电压均为 灯泡的颜定电压6V,因此%=220-10，故A正确；当P滑 26 3 26三022 富三物理) 假期必刷27交变电流的产生和描述 书到用时方恨少，事非经过不知难。 完成日期： 月 素养解读 2.（多选)如图所示，矩形线 P1,P2 1.交变电流的产生往往与交变电流图像结合 圈abcd在匀强磁场中可 出题，要能将交变电流的图像与线圈的转动 以分别绕垂直于磁场方向 过程一一对应起来，分析电流、电动势、磁通 的轴P,和P2以相同的 量的变化规律。 角速度匀速转动.当线圈平面转到图示位置 2.交流电气设备上所标的电压值和电流值、交 与磁场方向平行时 ( 流电压表和电流表的测量值都是交变电流 A.线圈绕P,转动时的电流等于绕P,转动 的有效值，只有正弦式交变电流的峰值才是 时的电流 有效值的2倍. B.线圈绕P,转动时的电动势小于绕P,转 动时的电动势 素养训练 C.线圈分别绕P,和P,转动时的电流的方 1.一矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕其中心 向相同，都是a→d→c→b 轴OO'匀速转动时，就会在线圈中形成交变 D.线圈绕P,转动时dc边受到的安培力大 电流.下列说法正确的是 于绕P,转动时dc边受到的安培力 3.如图甲所示，在-d≤x≤d,一d≤y≤d的 区域中存在垂直Oxy平面向里、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的正方形线圈与磁场边 界重合.线圈以y轴为转轴匀速转动时，线 圈中产生的交变电动势如图乙所示.若仅磁 场的区域发生了变化，线圈中产生的电动势 丙 丁 变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区 A.线圈经过甲图位置时，穿过线圈的磁通 域可能为 量最大，产生的电流也最大 B.线圈经过乙图位置时，穿过线圈的磁通量 为零，产生的电流最大 C.线圈经过丙图位置时，穿过线圈的磁通 量最大，磁通量变化率也最大 D.线圈从丙图位置转到丁图位置的过程 中，穿过线圈的磁通量减小，产生的电动 势在减小 53 飞空快乐假明 900= 4.将阻值为50的 本/W 7.(多选)如图甲所示，标有“220V40W”字 10w√2 电阻接在正弦式交 样的电灯和标有“20uF300V”字样的电 0.02 0.04is 流电源上.电阻两 -10/2 容器并联接到交流电源上，⊙为交流电压 端电压随时间的变化规律如图所示.下列说 表.交流电源的输出电压如图乙所示，闭合 法正确的是 ( 开关，下列判断正确的是 A.该交流电的频率为100Hz fu/V 220 B.通过电阻电流的峰值为O.2A C.电阻在1秒内消耗的电能为1J -2202 甲 乙 D.电阻两端电压表达式为u=102 A1=哥时刻，交流电压表的示数为零 sin(100πt)V 5.如图所示，N匝正方形闭 0 B.电灯恰正常发光 合金属线圈abcd边长为 C.电容器有可能被击穿 L,线圈处于磁感应强度 D.交流电压表的示数保持110√2V不变 大小为B的匀强磁场中， 8.如图所示，线圈abcd的面× 绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴O0以 积是0.05m2,共100匝， 线圈电阻为12，外接电 角速度w匀速转动，ab边距轴上.线圈中感 阻R为9Ω，匀强磁场的 R 应电动势的有效值为 ) 磁感应强度B=1T.当 A.NBL@ B号NBL 线圈以300r/min的转速匀速旋转时，则： C.NBLw D.NBL' (1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线 圈中感应电动势的瞬时值表达式； 6.R1、R2为两个完全相同的定值电阻，R1两 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√3倍)，R,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Q:Q2为 Au/V U 图1 图2 A.2:3 B.4:3 C.2:3 D.5:4 54 三0022 盒二物理少 (2)线圈转过0s时，电动势的瞬时值多大？ (④)从中性面开始计时，经0s通过电阻R 的电荷量为多少？ 素养培优 9.(科技情境)如图所示，一小 型交流发电机中，矩形金属 (3)电路中，电压表和电流表的示数各是 线圈的面积为S,匝数为n, 多少？ 转轴与线圈相交于a点，ab 段线圈与滑环Q相接触，ac段线圈与滑环 P相接触.金属线圈处在磁感应强度为B的 匀强磁场中，绕轴以角速度ω。匀速转动，K 闭合、K2断开时，交流电流表的示数为1。， 额定功率为P。的小灯泡恰好正常发光.假 设小灯泡电阻不随温度变化，线圈、滑环、电 刷、导线及电流表总电阻为.下列说法正 确的是 () A.线圈处于如图所示的平面时，电流最大， 此时电流表的读数为√2。 B.线圈从水平位置转过90°，通过小灯泡的 电荷量为对 C.同时闭合K,和K2,其他条件不变，则发 电机的输出功率将增大 D,若仅将角速度减小为，则灯泡的功率 将减小为原来的是 55