07 交变电流、电磁振荡与电磁波 专项训练-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

**基本信息** 聚焦交变电流、变压器及电磁波核心模块，以考向为纲构建从原理到应用的递进式训练体系，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |交变电流|2考向（3题）|线圈转动/磁通量变化判断|从产生原理（电磁感应）到表达式推导，建立交变电流生成模型| |交变电流的描述|4考向（12题）|四值计算/图像分析|以周期、有效值为核心，通过图像与公式结合深化运动与相互作用观念| |变压器|4考向（10题）|动态分析/含电阻问题|基于变压比规律，拓展至电能输送，体现能量观念与科学推理| |电磁振荡与电磁波|2考向（4题）|LC振荡过程/电磁波应用|从电磁振荡能量转化到电磁波谱，衔接理论与技术应用|

07 交变电流、电磁振荡与电磁波 一．交变电流 1 考向1：交变电流及其产生原理 1 考向2：交变电流的表达式 3 二．交变电流的描述 3 考向1：周期、频率、相位 3 考向2：交变电流的有效值 4 考向3：交变电流的四值 6 考向4：交变电流的图像 7 三．变压器 9 考向1：变压器的基本关系 9 考向2：变压器的动态问题 11 考向3：原线圈含电阻类问题 13 考向4：电能的输送 14 四．电磁振荡与电磁波 16 考向1：电磁振荡、电磁场与电磁波 16 考向2：无线电波的发射与接收、电磁波谱 16 一．交变电流 考向1：交变电流及其产生原理 1．（多选）下列方法中能够产生交变电流的是（　　） A．如图甲所示，闭合线圈在匀强磁场中按逆时针方向匀速转动 B．如图乙所示，金属棒绕过中心且与磁场垂直的轴逆时针匀速转动 C．如图丙所示，由导线折成的矩形线框CDFE绕PQ在匀强磁场中匀速转动 D．闭合线圈垂直磁感线放置且不动，穿过线圈的磁通量按照如图丁所示正弦规律变化 【答案】ACD 【解析】A．闭合线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，转动过程中穿过线圈的磁通量随时间做周期性变化，感应电动势的大小和方向都随时间周期性改变，因此可以产生交变电流，故A正确； B．该选项中只有单根金属棒绕中心轴转动，金属棒没有形成闭合回路，只会产生感应电动势，无法形成感应电流，因此不能产生交变电流，故B错误； C．矩形线框CDFE是闭合导线框，绕转轴PQ匀速转动时， PQ方向与匀强磁场方向垂直，转动过程中穿过线框的磁通量随转动周期性变化，感应电动势的大小、方向周期性改变，因此可以产生交变电流，故C正确； D．闭合线圈静止，穿过线圈的磁通量按正弦规律变化，根据法拉第电磁感应定律，若则感应电动势 大小和方向都随时间做周期性变化，因此可以产生交变电流，故D正确。 故选ACD。 2．下图是交流发电机的示意图，则（　　） A．甲图线圈中瞬时电动势最大 B．乙图线圈中瞬时电流最小 C．丙图线圈中的磁通量最大 D．丁图线圈中电流方向为DCBA 【答案】C 【解析】A C．甲图、丙图所示位置，线圈处于中性面，磁通量最大，感应电动势为0，感应电流为0，故A错误、C正确； B．根据右手定则，图乙位置，线圈的切割速度最大，感应电动势最大，感应电流最大，故B错误； D．根据右手定则，图丁位置，线圈中电流方向为DABC，故D错误。 故选C。 3．如图甲所示，一矩形线圈处于匀强磁场中，线圈绕过、中点的轴以角速度顺时针匀速转动。0时刻线圈平面与磁场的夹角为，截面图如图乙所示，则下列说法正确的是（    ） A．该时刻线圈中的电流方向为 B．时，线圈处于中性面 C．时，线圈中的电流最大 D．时，通过线圈的磁通量最大 【答案】C 【解析】A．根据右手定则可知，该时刻线圈中的电流方向为，故A错误； BCD．线圈在时间内转过的角度，0时刻线圈平面与磁场的夹角为，则时线圈与磁场方向平行，不在中性面，此时线圈中的电流最大，磁通量最小，故BD错误，C正确； 故选C。 考向2：交变电流的表达式 4．如图所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如下图所示。已知线框内阻为1.0Ω，外接灯泡的电阻为9.0Ω，则（　　） A．线圈在图示位置时，线圈磁通量变化率为0 B．电路中的电流方向每秒改变10次 C．t=0时刻，线圈处于中性面 D．电动势的瞬时值表达式为（V） 【答案】B 【解析】A．图示位置线圈平面与磁感线平行，穿过线圈的磁通量为0，但此时切割磁感线的有效速度最大，感应电动势最大，根据法拉第电磁感应定律可知，磁通量的变化率最大，故A错误； B．由图像可知，交流电的周期 频率 交流电在一个周期内电流方向改变2次，所以电路中的电流方向每秒改变次，故B正确； C．时刻，感应电动势最大，线圈平面与磁感线平行，垂直于中性面，故C错误； D．角速度 电动势最大值 由于时电动势最大，故瞬时值表达式应为，故D错误。 故选B。 二．交变电流的描述 考向1：周期、频率、相位 5．（多选）北京市东城区民用电网改造完成后，某居民小区变压器输出端的交变电压瞬时值表达式为u＝311sin(100πt) V，对此交变电压，下列表述正确的是（　　） A．峰值是311V B．频率是100Hz C．频率是50Hz D．周期是0.01s 【答案】AC 【解析】A．由表达式直接可得电压峰值，故A正确； BC．角速度，频率计算公式为 代入得，故B错误，故C正确； D．周期计算公式为 代入得，故D错误。 故选AC。 6．在同一匀强磁场中，两个完全相同的矩形闭合金属线圈分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图中曲线a、b所示。则（　　） A．曲线a表示的交变电动势有效值为15 V B．曲线a表示的交变电动势频率为50Hz C．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3 D．由图中数据可计算出曲线b交流电的峰值 【答案】D 【解析】A．正弦交变电动势的有效值，因此的有效值，故A错误； B．交变电动势频率，故B错误； C．转速，因此转速比，故C错误； D．交变电动势峰值，且 因此，可得 可以计算出的峰值，故D正确。 故选D。 考向2：交变电流的有效值 7．现在家用的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。如图所示为一个经过可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压u随时间t变化的图像，其中曲线为正弦曲线的一部分。则加在电灯上的电压的有效值为（　　） A．10 V B．10 V C．V D．V 【答案】D 【解析】调光台灯的电压有效值为，根据电流的热效应，有 解得 故选D。 8．如图为通过定值电阻的电流-时间图像，则该电流（　　） A．是一种直流电 B．周期为0.5s C．有效值约为 D．一个周期内通过定值电阻的电荷量为1.6C 【答案】C 【解析】A．由图像可知，电流的大小和方向都随时间做周期性变化，所以该电流是交流电，故A错误； B．由图像可知，该电流的周期为，故B错误； C．根据电流有效值的定义有 代入数据，即 解得，故C正确； D．图像与时间轴围成的面积表示电荷量，一个周期内通过定值电阻的电荷量，故D错误。 故选C。 9．（多选）关于交变电流，下列说法正确的是（　　） A．交变电流的峰值都是有效值的倍 B．我国民用交变电流的照明电压的电压峰值是311 V C．电压u＝311sin(100πt) V加在R＝100 Ω的电热器上，1分钟电热器产生的热量是2.9×104 J D．交变电流的有效值即为一个周期内的平均值 【答案】BC 【解析】A．只有正弦式交变电流的峰值是有效值的倍，方波、锯齿波等其他波形的交变电流不满足该关系，故A错误； B．我国民用照明交变电流为正弦式，有效值为220V，峰值，故B正确； C．该交变电压为正弦式，有效值 纯电阻电热器的热量由焦耳定律得，故C正确； D．交变电流的有效值是根据电流热效应定义的（与同时间、同电阻下产热相同的恒定电流数值为有效值），和一个周期内的平均值是完全不同的物理量，例如正弦式交变电流一个周期内的平均值为0，但有效值不为0，故D错误； 故选BC。 考向3：交变电流的四值 10．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交流电压随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A．该交流电压的频率为5Hz B．该交流电压可使额定电压为U0的电容器击穿 C．用交流电压表测量时电压表示数为U0 D．该交流电压可使最低发光电压为0.5U0的发光二极管在1 min内闪光600次 【答案】D 【解析】A．该交流电压的周期为，故频率为，故A错误； B．额定电压为U0的电容器击穿电压对应最大值U0，该交流电压的峰值是，故不可使额定电压为U0的电容器击穿，故B错误； C．交流电压表测量的是电压的有效值，而是电压的峰值，故C错误； D．由于发光二极管的单向导电性，故每个周期内发光一次，故 内发光的次数次 故D正确。 故选D。 11．如图所示，一个半径为r的圆形线圈，以直径为轴匀速转动，转速为，的左侧有垂直于纸面向里（与垂直）的匀强磁场，磁感应强度大小为。和是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和导线的电阻不计，若图示位置为初始时刻，则下列说法正确的是（　　） A．感应电动势的最大值 B．线圈从图示位置转过一圈的过程中，负载电阻上产生的热量 C．线圈从图示位置转过圈的过程中，通过负载电阻的电荷量为 D．电流表的示数为 【答案】B 【解析】A．感应电动势的最大值，故A错误； B．由题图可知，线圈从题中图示位置转过一圈的过程中，负载电阻上产生的热量，故B正确； C．由法拉第电磁感应定律，结合欧姆定律，有，线圈从题中图示位置转过圈的过程中，通过负载电阻的电荷量，故C错误； D．电流表的示数为有效值，联立解得有效值，故D错误。 故选B。 考向4：交变电流的图像 12．（多选）如图甲所示为一台小型发电机的结构示意图，内阻为的单匝线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦图线如图乙所示，电压表、电流表均为理想交流电表，定值电阻的阻值，则下列说法正确的是（　　） A．发电机产生的电动势最大值为，线圈的转速 B．电流表的示数为10A C．时，穿过线圈的磁通量变化率为零 D．时，电压表示数为0 【答案】BC 【解析】A．由图乙得电动势最大值 周期，角速度 根据可得转速为，故A错误； BD．电流表、电压表示数均为有效值。电动势有效值 电流有效值 可知电流表的示数为10A，电压表示数为 即时，电压表示数为，故B正确，D错误； C．时，由图可得此时电动势为零，本题中线圈是单匝，根据法拉第电磁感应定律可知线圈的磁通量变化率即感应电动势，可知磁通量变化率为零，故C正确。 故选BC。 13．（多选）某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图像如图所示。由图中信息可以判断（　　） A．在A和C时刻线圈处于中性面位置 B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零 C．从A到D线圈转过的角度为 D．从B到D穿过线圈的磁通量先减小后增大 【答案】CD 【解析】A．在和时刻，感应电流达到最大值，根据法拉第电磁感应定律，此时感应电动势最大，磁通量的变化率最大，而磁通量为零，线圈平面与磁感线平行（即垂直于中性面），故A错误； B．在和时刻，感应电流，感应电动势为零，磁通量的变化率为零，此时磁通量最大，线圈处于中性面位置，故B错误； C．由图可知，时刻对应周期，时刻对应个周期。从到经历的时间 线圈匀速转动，转过的角度，故C正确； D．从到经历了半个周期，线圈转过角度。时刻线圈处于中性面，磁通量最大；时刻线圈垂直中性面，磁通量为零；时刻线圈回到中性面，磁通量最大，所以该过程穿过线圈的磁通量先减小后增大，故D正确。 故选CD。 14．（多选）一矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴与磁场方向垂直，该线圈内的磁通量随时间为余弦函数变化，线圈中产生的感应电动势峰值为，下列说法正确的有（     ） A．线圈转速为2.5 r/s B．在t=0.2 s时，线圈中产生感应电动势为 C．图示甲位置线圈再转过30°时，线圈中产生的电动势为 D．若转速变为原来的2倍，线圈产生的电动势有效值为 【答案】AC 【解析】A．从图像可得线圈转动周期，转速，故A正确； B．磁通量随时间按余弦变化：，感应电动势（为峰值）。 时，代入得，感应电动势为0，故B错误； C．（图示位置）线圈磁通量最大，处于中性面，感应电动势为0，从中性面开始转过（），则，故C正确； D．转速变为原来的2倍，则角速度，新的感应电动势峰值，有效值，故D错误。 故选AC。 三．变压器 考向1：变压器的基本关系 15．（多选）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为。电池和交流电源的电动势都为6V，内阻均不计。下列说法正确的是（　　） A．S与a接通的瞬间，R中无感应电流 B．S与a接通稳定后，R两端的电压为0 C．S与b接通稳定后，R两端的电压为0 D．若改变副线圈的匝数，S与b接通稳定后，副线圈中电流将发生改变 【答案】BD 【解析】A．在S与a接通的瞬间，由于电流由零突然变大，所以线圈中的磁通量会发生变化，副线圈中的R会有感应电流，故A错误； B．在S与a接通稳定后，电路中的电流稳定，磁通量不会发生变化，所以副线圈中不会有感应电流产生，电阻R两端的电压为0，故B正确； C．在S与b接通稳定后，由于b是交流电源，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压为，故C错误； D．若改变副线圈的匝数，S与b接通稳定后，根据可知，副线圈的电压发生变化，根据欧姆定律可知，副线圈中电流发生改变，故D正确。 故选BD。 16．（多选）某兴趣小组利用变压器的原理设计了一个起重机装置用于竖直提升物体，如图所示，理想变压器原线圈输入电压有效值的正弦交流电，照明灯的规格为“8 V，12 W”，电动机线圈的内阻。装置正常工作时，电动机将质量的物体恰好以的速度匀速提升，照明灯正常发光。交流电表均为理想电表，重力加速度g取。则装置正常工作时（　　） A．原、副线圈匝数比为10∶1 B．电压表的示数为 C．电动机的电功率为12 W D．电流表的示数为0.35 A 【答案】AD 【解析】AB．照明灯正常发光则变压器副线圈输出电压，则电压表读数为8V， 由， 解得，故A正确，B错误； C．对电动机 由能量守恒 解得，，故C错误； D．对灯泡由欧姆定律 故副线圈中的电流 理想变压器输入功率等于输出功率 解得，即电流表的示数为0.35 A，故D正确。 故选AD。 17．（多选）图甲是副线圈接有灯泡和理想交流电表的理想变压器，图乙是副线圈两端电压随时间变化的图像，已知变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，电流表的示数为1 A，则下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数为 B．时，电压表的示数为0 C．灯泡实际消耗的功率为 D．变压器原线圈电流的有效值为0.1 A 【答案】CD 【解析】A．原、副线圈两端的电压之比，解得，电压表的示数为，选项A错误； B．交流电表显示的是有效值，示数为且不会随时间变化，选项B错误； C．灯泡实际消耗功率，选项C正确； D．电流表测副线圈电流的有效值，所以，原、副线圈的电流之比，解得，选项D正确。 故选CD 。 考向2：变压器的动态问题 18．（多选）某实验小组设计了一款可调节亮度的台灯，结构简图如图所示。原线圈连接学生电源的交流挡（电压有效值恒定），移动变压器（视为理想变压器）的滑片P可调节副线圈的匝数，R为电阻箱，导线电阻不计。闭合开关S，发现灯泡亮度太亮，要调暗一些，下列方案可行的是（    ） A．向上移动滑片P B．向下移动滑片P C．调大电阻箱的阻值 D．调小电阻箱的阻值 【答案】BC 【解析】A． 向上移动P，副线圈匝数增大，增大，副线圈总电阻不变，电流增大，灯泡变亮，A错误； B． 向下移动P，副线圈匝数减小，减小，电流减小，灯泡变暗，B正确； CD．不变则不变，要使灯泡变暗，电流应减小，由可知，应该调大电阻箱R的阻值，C正确，D错误。 故选BC 。 19．（多选）如图所示，理想变压器原线圈输入电压，电压表、电流表都为理想电表。若拨到处，下列判断正确的是（　　） A．输入电压有效值为 B．当变阻器的滑片向下滑动时，电流表的示数减小 C．当变阻器的滑片向下滑动时，原线圈的输入功率减小 D．若变阻器的滑片不动，由拨到，电流表的示数减小 【答案】AD 【解析】A．输入电压有效值为，A正确； BC．当变阻器的滑片向下滑动时，R阻值减小，则次级电阻减小，因次级电压不变，可知次级电流变大，则初级电流也变大，即电流表的示数变大，根据P=I1U1可知，原线圈的输入功率变大，BC错误； D．若变阻器的滑片不动，由拨到，则次级匝数减小，次级电压减小，则次级电流也减小，即电流表的示数减小，D正确。 故选AD。 考向3：原线圈含电阻类问题 20．（多选）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，，R是滑动变阻器，其最大阻值为120 Ω，电压表和电流表均为理想交流电表，当滑动变阻器的滑片从最上端滑到最下端，电压表和电流表示数变化的绝对值为和，以下说法正确的是（    ） A．滑片向下滑动的过程中，电压表、电流表的示数均变小 B．滑片向下滑动的过程中，理想变压器的输出功率先增大再减小 C．时，理想变压器的输出功率最大 D． 【答案】BD 【解析】A．理想变压器满足， 故 即可将副线圈及电阻、等效为 当滑片向下滑动的过程中，滑动变阻器阻值变大，等效电阻阻值增大，故主线圈上电流减小，加载在主线圈上的电压增大，可知电流表的示数变小，电压表的示数增大，故A错误； BC．将电阻视为电源内阻，可知当外电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大；由可知，当时， 因此，滑片向下滑动的过程中，理想变压器的输出功率先增大再减小，故B正确，C错误； D．电压表、电流表的示数满足 因原线圈所接交流电有效值为，故 因此 可知，故D正确。 故选BD。 21．（多选）如图所示，理想变压器原线圈连接的定值电阻，副线圈连接最大阻值为的滑动变阻器，、端输入瞬时值为的交变电压。A、V分别为理想交流电流表与交流电压表，变压器原、副线圈匝数比。则下列说法正确的是（    ） A．在内通过交流电流表的电荷量不为零 B．当滑动变阻器阻值时，定值电阻消耗的功率为 C．当滑动变阻器阻值时，变压器的输出功率最大 D．无论滑动变阻器的滑动头向上或向下滑动，电压表与电流表示数变化量的绝对值之比不变 【答案】BD 【解析】A．交变电压的周期, 一个周期内交流电流的平均值 ，通过电表的电荷量 故内通过交流电流表的电荷量为零，选项A错误； B．将变压器与滑动变阻器等效为一个电阻 输入电压有效值 当时，原线圈电流 消耗功率 ，选项B正确； C．当等效电阻 即，时滑动变阻器消耗的功率最大，即变压器输出功率最大，选项C错误； D．将等效为电源内阻，根据闭合电路欧姆定律有，即无论滑动变阻器的滑动头向上或向下滑动，电压表与电流表示数变化量的绝对值之比为不变，选项D正确。 故选BD。 考向4：电能的输送 22．我国远距离输电干线已经采用500kV的超高压，西北电网的电压甚至达到750kV，远距离输电线路的示意图如图所示。若输送的总功率为P，输电电压为U，输电线的总电阻为R，下列说法正确的是（　　） A．采用超高压输电是为了加快输电的速度 B．输电线上的电流 C．输电线上损失的功率 D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 【答案】C 【解析】A．在输送功率一定时，采用超高压输电可减小输电线上的电流，从而减小输电线上的功率损失，并非是为了加快输电的速度，A错误； B．输电线上的电流，B错误； C．输电线上损失的功率R，C正确； D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压与导线上的电压损失之和，D错误。 故选C。 23．某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1=250V，输出功率400kW。降压变压器的匝数比n3∶n4=50∶1，输电线总电阻R=62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4=220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法中正确的是（　　） A．发电机的输出电流为368A B．输送给储能站的功率为312kW C．输电线上损失的功率为4kW D．升压变压器的匝数比n1∶n2=1∶200 【答案】C 【解析】A．发电机的输出电流为，故A错误； BC．降压变压器初级电压 则输电线的电流 输电线上损失的功率 输送给储能站的功率为，故B错误，C正确。 D．升压变压器的次级电压 升压变压器的匝数比，故D错误。 故选C。 四．电磁振荡与电磁波 考向1：电磁振荡、电磁场与电磁波 24．无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是（　　） A．电容器正在放电 B．振荡电流正在增大 C．电流流向沿a到b D．磁场能正在向电场能转化 【答案】D 【解析】由右手螺旋定则可知，螺线管中的电流方向由下到上，即由b到a，可知电容器正在充电，振荡电流正在减小，磁场能正在向电场能转化。 故选D。 25．关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波和机械波均可产生干涉和衍射现象 B．电磁波和机械波均可划分为横波和纵波 C．电磁波和机械波都必须靠介质传播 D．变化的电场和磁场由近及远向周围传播形成了电磁波，且电磁波的频率越高，速度越大 【答案】A 【解析】A．干涉和衍射是波特有的共性，电磁波和机械波都属于波，均可产生干涉和衍射现象，故A正确； B．电磁波的振动方向与传播方向垂直，全部为横波，不存在纵波；只有机械波可划分为横波和纵波，故B错误； C．电磁波可在真空中传播，无需介质；机械波的传播必须依赖介质，故C错误； D．变化的电场和磁场相互激发由近及远传播形成电磁波的表述正确，但电磁波在真空中的传播速度恒为光速，与频率无关，故D错误。 故选A。 考向2：无线电波的发射与接收、电磁波谱 26．下面四幅无线电波波形图，属于调频波的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．无线电波的调制分为调幅和调频两种，其中调幅波是使高频载波的振幅随传输信号改变，其频率保持不变；调频波是使高频载波的频率随传输信号改变，振幅保持不变。该波是低频原始信号，不是调制后的无线电波，故A错误； B．该波振幅、频率都不变，是未调制的载波，故B错误； C．该波振幅始终不变，频率（波的疏密）随信号发生变化，符合调频波的特征，故C正确； D．该波载波振幅发生周期性变化，频率基本不变，属于调幅波，故D错误。 故选C。 27．关于电磁波的特性和应用，下列说法中正确的是（　　） A．微波炉利用红外线的热效应快速加热食物 B．γ射线穿透力很强，医学上常用它进行人体透视检查 C．紫外线具有杀菌作用，医院常用紫外线进行消毒 D．车站、机场安全检查时“透视”行李箱的安检装置利用的是红外线 【答案】C 【解析】A．微波炉是利用微波的频率与水分子固有频率接近，使水分子共振产生热量，并非利用红外线的热效应，故A错误； B．γ射线能量极高，对人体细胞损伤大，医学上用于人体透视的是穿透力适中的X射线，故B错误； C．紫外线的能量可破坏微生物的遗传物质结构，具有杀菌作用，医院常用紫外线进行环境消毒，故C正确； D．车站、机场透视行李箱的安检装置利用的是穿透力较强的X射线，红外线穿透能力弱，无法实现行李内部透视，故D错误。 故选C。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 07 交变电流、电磁振荡与电磁波 一．交变电流 1 考向1：交变电流及其产生原理 1 考向2：交变电流的表达式 2 二．交变电流的描述 2 考向1：周期、频率、相位 2 考向2：交变电流的有效值 3 考向3：交变电流的四值 4 考向4：交变电流的图像 4 三．变压器 6 考向1：变压器的基本关系 6 考向2：变压器的动态问题 6 考向3：原线圈含电阻类问题 7 考向4：电能的输送 8 四．电磁振荡与电磁波 9 考向1：电磁振荡、电磁场与电磁波 9 考向2：无线电波的发射与接收、电磁波谱 9 一．交变电流 考向1：交变电流及其产生原理 1．（多选）下列方法中能够产生交变电流的是（　　） A．如图甲所示，闭合线圈在匀强磁场中按逆时针方向匀速转动 B．如图乙所示，金属棒绕过中心且与磁场垂直的轴逆时针匀速转动 C．如图丙所示，由导线折成的矩形线框CDFE绕PQ在匀强磁场中匀速转动 D．闭合线圈垂直磁感线放置且不动，穿过线圈的磁通量按照如图丁所示正弦规律变化 2．下图是交流发电机的示意图，则（　　） A．甲图线圈中瞬时电动势最大 B．乙图线圈中瞬时电流最小 C．丙图线圈中的磁通量最大 D．丁图线圈中电流方向为DCBA 3．如图甲所示，一矩形线圈处于匀强磁场中，线圈绕过、中点的轴以角速度顺时针匀速转动。0时刻线圈平面与磁场的夹角为，截面图如图乙所示，则下列说法正确的是（    ） A．该时刻线圈中的电流方向为 B．时，线圈处于中性面 C．时，线圈中的电流最大 D．时，通过线圈的磁通量最大 考向2：交变电流的表达式 4．如图所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如下图所示。已知线框内阻为1.0Ω，外接灯泡的电阻为9.0Ω，则（　　） A．线圈在图示位置时，线圈磁通量变化率为0 B．电路中的电流方向每秒改变10次 C．t=0时刻，线圈处于中性面 D．电动势的瞬时值表达式为（V） 二．交变电流的描述 考向1：周期、频率、相位 5．（多选）北京市东城区民用电网改造完成后，某居民小区变压器输出端的交变电压瞬时值表达式为u＝311sin(100πt) V，对此交变电压，下列表述正确的是（　　） A．峰值是311V B．频率是100Hz C．频率是50Hz D．周期是0.01s 6．在同一匀强磁场中，两个完全相同的矩形闭合金属线圈分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图中曲线a、b所示。则（　　） A．曲线a表示的交变电动势有效值为15 V B．曲线a表示的交变电动势频率为50Hz C．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3 D．由图中数据可计算出曲线b交流电的峰值 考向2：交变电流的有效值 7．现在家用的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。如图所示为一个经过可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压u随时间t变化的图像，其中曲线为正弦曲线的一部分。则加在电灯上的电压的有效值为（　　） A．10 V B．10 V C．V D．V 8．如图为通过定值电阻的电流-时间图像，则该电流（　　） A．是一种直流电 B．周期为0.5s C．有效值约为 D．一个周期内通过定值电阻的电荷量为1.6C 9．（多选）关于交变电流，下列说法正确的是（　　） A．交变电流的峰值都是有效值的倍 B．我国民用交变电流的照明电压的电压峰值是311 V C．电压u＝311sin(100πt) V加在R＝100 Ω的电热器上，1分钟电热器产生的热量是2.9×104 J D．交变电流的有效值即为一个周期内的平均值 考向3：交变电流的四值 10．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交流电压随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A．该交流电压的频率为5Hz B．该交流电压可使额定电压为U0的电容器击穿 C．用交流电压表测量时电压表示数为U0 D．该交流电压可使最低发光电压为0.5U0的发光二极管在1 min内闪光600次 11．如图所示，一个半径为r的圆形线圈，以直径为轴匀速转动，转速为，的左侧有垂直于纸面向里（与垂直）的匀强磁场，磁感应强度大小为。和是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和导线的电阻不计，若图示位置为初始时刻，则下列说法正确的是（　　） A．感应电动势的最大值 B．线圈从图示位置转过一圈的过程中，负载电阻上产生的热量 C．线圈从图示位置转过圈的过程中，通过负载电阻的电荷量为 D．电流表的示数为 考向4：交变电流的图像 12．（多选）如图甲所示为一台小型发电机的结构示意图，内阻为的单匝线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦图线如图乙所示，电压表、电流表均为理想交流电表，定值电阻的阻值，则下列说法正确的是（　　） A．发电机产生的电动势最大值为，线圈的转速 B．电流表的示数为10A C．时，穿过线圈的磁通量变化率为零 D．时，电压表示数为0 13．（多选）某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图像如图所示。由图中信息可以判断（　　） A．在A和C时刻线圈处于中性面位置 B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零 C．从A到D线圈转过的角度为 D．从B到D穿过线圈的磁通量先减小后增大 14．（多选）一矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴与磁场方向垂直，该线圈内的磁通量随时间为余弦函数变化，线圈中产生的感应电动势峰值为，下列说法正确的有（     ） A．线圈转速为2.5 r/s B．在t=0.2 s时，线圈中产生感应电动势为 C．图示甲位置线圈再转过30°时，线圈中产生的电动势为 D．若转速变为原来的2倍，线圈产生的电动势有效值为 三．变压器 考向1：变压器的基本关系 15．（多选）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为。电池和交流电源的电动势都为6V，内阻均不计。下列说法正确的是（　　） A．S与a接通的瞬间，R中无感应电流 B．S与a接通稳定后，R两端的电压为0 C．S与b接通稳定后，R两端的电压为0 D．若改变副线圈的匝数，S与b接通稳定后，副线圈中电流将发生改变 16．（多选）某兴趣小组利用变压器的原理设计了一个起重机装置用于竖直提升物体，如图所示，理想变压器原线圈输入电压有效值的正弦交流电，照明灯的规格为“8 V，12 W”，电动机线圈的内阻。装置正常工作时，电动机将质量的物体恰好以的速度匀速提升，照明灯正常发光。交流电表均为理想电表，重力加速度g取。则装置正常工作时（　　） A．原、副线圈匝数比为10∶1 B．电压表的示数为 C．电动机的电功率为12 W D．电流表的示数为0.35 A 17．（多选）图甲是副线圈接有灯泡和理想交流电表的理想变压器，图乙是副线圈两端电压随时间变化的图像，已知变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，电流表的示数为1 A，则下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数为 B．时，电压表的示数为0 C．灯泡实际消耗的功率为 D．变压器原线圈电流的有效值为0.1 A 考向2：变压器的动态问题 18．（多选）某实验小组设计了一款可调节亮度的台灯，结构简图如图所示。原线圈连接学生电源的交流挡（电压有效值恒定），移动变压器（视为理想变压器）的滑片P可调节副线圈的匝数，R为电阻箱，导线电阻不计。闭合开关S，发现灯泡亮度太亮，要调暗一些，下列方案可行的是（    ） A．向上移动滑片P B．向下移动滑片P C．调大电阻箱的阻值 D．调小电阻箱的阻值 19．（多选）如图所示，理想变压器原线圈输入电压，电压表、电流表都为理想电表。若拨到处，下列判断正确的是（　　） A．输入电压有效值为 B．当变阻器的滑片向下滑动时，电流表的示数减小 C．当变阻器的滑片向下滑动时，原线圈的输入功率减小 D．若变阻器的滑片不动，由拨到，电流表的示数减小 考向3：原线圈含电阻类问题 20．（多选）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，，R是滑动变阻器，其最大阻值为120 Ω，电压表和电流表均为理想交流电表，当滑动变阻器的滑片从最上端滑到最下端，电压表和电流表示数变化的绝对值为和，以下说法正确的是（    ） A．滑片向下滑动的过程中，电压表、电流表的示数均变小 B．滑片向下滑动的过程中，理想变压器的输出功率先增大再减小 C．时，理想变压器的输出功率最大 D． 21．（多选）如图所示，理想变压器原线圈连接的定值电阻，副线圈连接最大阻值为的滑动变阻器，、端输入瞬时值为的交变电压。A、V分别为理想交流电流表与交流电压表，变压器原、副线圈匝数比。则下列说法正确的是（    ） A．在内通过交流电流表的电荷量不为零 B．当滑动变阻器阻值时，定值电阻消耗的功率为 C．当滑动变阻器阻值时，变压器的输出功率最大 D．无论滑动变阻器的滑动头向上或向下滑动，电压表与电流表示数变化量的绝对值之比不变 考向4：电能的输送 22．我国远距离输电干线已经采用500kV的超高压，西北电网的电压甚至达到750kV，远距离输电线路的示意图如图所示。若输送的总功率为P，输电电压为U，输电线的总电阻为R，下列说法正确的是（　　） A．采用超高压输电是为了加快输电的速度 B．输电线上的电流 C．输电线上损失的功率 D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 23．某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1=250V，输出功率400kW。降压变压器的匝数比n3∶n4=50∶1，输电线总电阻R=62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4=220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法中正确的是（　　） A．发电机的输出电流为368A B．输送给储能站的功率为312kW C．输电线上损失的功率为4kW D．升压变压器的匝数比n1∶n2=1∶200 四．电磁振荡与电磁波 考向1：电磁振荡、电磁场与电磁波 24．无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是（　　） A．电容器正在放电 B．振荡电流正在增大 C．电流流向沿a到b D．磁场能正在向电场能转化 25．关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波和机械波均可产生干涉和衍射现象 B．电磁波和机械波均可划分为横波和纵波 C．电磁波和机械波都必须靠介质传播 D．变化的电场和磁场由近及远向周围传播形成了电磁波，且电磁波的频率越高，速度越大 考向2：无线电波的发射与接收、电磁波谱 26．下面四幅无线电波波形图，属于调频波的是（　　） A． B． C． D． 27．关于电磁波的特性和应用，下列说法中正确的是（　　） A．微波炉利用红外线的热效应快速加热食物 B．γ射线穿透力很强，医学上常用它进行人体透视检查 C．紫外线具有杀菌作用，医院常用紫外线进行消毒 D．车站、机场安全检查时“透视”行李箱的安检装置利用的是红外线 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $