福建省2025-2026学年高二下学期物理期末复习 专项练习 ——电磁感应和电磁波

**基本信息** 聚焦电磁感应、交变电流等核心模块，以题型为载体构建从现象到应用的知识逻辑链，强化科学思维与物理观念的综合训练。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电磁感应的计算和应用|7题|含单杆/双杆模型、B-t图像问题，涉及法拉第定律、楞次定律|从感生/动生电动势到电路计算，构建“电磁感应-电路分析-能量转化”逻辑链| |交变电流和变压器|13题|涵盖发电机原理、有效值计算、变压器动态分析|交变电流产生→表征量计算→远距离输电应用，体现“现象-规律-技术”递进| |自感和L-C振荡电路|5题|包含自感现象分析、LC电路能量转化|电磁感应的延伸，揭示“磁场能与电场能相互转化”本质| |电磁波|5题|考查电磁波性质、应用及电磁波谱|基于麦克斯韦理论，联系实际通信、医疗场景，强化社会责任意识|

期末复习——电磁感应和电磁波 题型一、电磁感应的计算和应用 1. 如图甲所示为家庭电路中的漏电保护器，其原理简图如图乙所示，变压器原线圈采用双线绕法，由火线和零线并绕而成，副线圈接有控制器，当副线圈两端有电压时，控制器会控制脱扣开关断开，从而起保护作用。关于漏电保护器，下列说法正确的是（　　） A. 当无漏电时，副线圈内的磁通量不为零 B. 当无漏电时，通过副线圈的磁通量随原线圈中电流的增加而增加 C. 当站在地面人误触火线时，脱扣开关会断开 D. 当站在绝缘凳上的人双手同时误触火线和零线时，脱扣开关会断开 2. 如图甲所示，一个匝数n=100匝的圆形导体线圈，面积，电阻r=1，其a、b两端接有R=4的电阻。在线圈中存在垂直线圈平面向外的匀强磁场，面积，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．0~4s内，a、b间的电势差 B．0~4s内通过电阻R的电荷量为4.8C C．4~6s内R上产生的焦耳热为16J D．0~6s内电流的有效值为 3. （多选）如图甲，匀强磁场垂直于正方形线圈abcd，已知线圈匝数，边长，总电阻，磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示。规定磁场垂直纸面向外为正方向，感应电流逆时针方向为正方向。则下列有关线圈的感应电动势、感应电流、焦耳热以及ab边所受安培力（取向左为正方向）随时间变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 4. 如图所示，足够长的光滑U形金属导轨固定在绝缘水平面上，其电阻不计，导体棒ab垂直放在导轨上，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。时，垂直于ab施加水平向右恒力F，使ab从静止开始加速，作用一段时间后，撤掉外力F，运动过程中导体棒始终垂直导轨，下列关于导体棒ab速度随时间变化图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，足够长的光滑平行导轨PQ、MN固定在绝缘水平桌面上，间距为L，导轨左端接有阻值为R的定值电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直静置于导轨上，与导轨接触良好，其长度等于导轨间距，导轨的电阻忽略不计，整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，现给导体棒施加一个水平向右的恒力F，使导体棒由静止开始运动，已知导体棒的最大速度为vm，导体棒从开始运动至刚好达到最大速度过程的位移大小为x，则下列说法正确的是（　　） A．力F的大小等于 B．当导体棒的速度为v（v<vm）时，导体棒的加速度大小为 C．导体棒从开始运动至刚好达至最大速度所用时间为 D．导体棒从开始运动至刚好达到最大速度的过程中，电阻R产生的热量为 6. 如图（a）所示，用电阻为R的硬质导线制作成一个边长为2L的正方形导线框。垂直导线框所在平面的匀强磁场充满其内接圆形区域，磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示。已知t=0时刻磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外。则在0~2t0时间内，导线框中的感应电流方向为________（填“顺时针”或“逆时针”），感应电流大小为___________。 7. 如图，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。abcd区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场内的金属杆N处于静止状态，磁场外的金属杆M以初速度向右运动。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。杆M、N的质量分别为m、2m，在导轨间的电阻分别为R、2R，除两金属杆电阻外，其他电阻不计，忽略金属杆的粗细及感应电流产生的磁场。 （1）求M刚进入磁场时受到安培力F的大小和方向； （2）若两杆在磁场内未相撞，杆N出cd时的速度为，求： （ⅰ）杆N在磁场内运动过程，整个回路产生的焦耳热； （ⅱ）初始时刻N到ab的最小距离x； （3）若金属杆N的质量为。初始时刻，杆N到ab的距离为kx（x为前问中的最小距离），从ab至右侧无穷远处区域均有大小、方向不变的上述匀强磁场。试分析，无论n取何值，两杆在磁场内都不相撞，满足该条件下求k的取值范围。 题型二、交变电流和变压器 8. 如图所示是一款高空风车的发电模块原理图，两磁极间的磁场可近似视为匀强磁场，某时刻发电机线圈ab恰与磁场方向平行，则（　　） A．该时刻线圈ab的电流最大 B．风力增大，线圈ab的感应电动势变小 C．风车每转一圈，线圈ab中电流方向改变一次 D．风车发电的原理是电流的磁效应 9. 如图所示，线圈abcd在水平匀强磁场中匀速转动会产生正弦式交变电流。当线圈逆时针转动到图示水平位置时，下列说法正确的是（　　） 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大 D．线圈中电流方向为abcda 10. 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。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生交变电流。如图甲所示，时磁场方向恰与线圈平面垂直，磁极匀速转动，线圈中的电动势随时间变化的关系如图乙所示。将两磁极间的磁场近似视为匀强磁场，则（　　） A. 时线圈中磁通量为0 B. 时线圈中电流方向由P指向Q C. 时线圈中磁通量变化率最大 D. 线圈中的电动势瞬时值表达式为 11. （多选）图甲是某小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴逆时针方向匀速转动。从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈的内阻为5Ω，外接电阻R的阻值为95Ω。下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数为5A B．在0.02s时通过线圈的磁通量最大 C．电阻R消耗的功率为2375W D．线圈由图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为 12. 阻值的电阻接到一交流电源上，其图像如图所示，周期为2s，则电阻两端电压的有效值为（　　） A．24V B． C．30V D． 13. （多选）水力发电是获得清洁能源的重要途径之一，龙岩市共有大小水电站1100多处。如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为100kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用10kV的高压进行输电，最后用户得到220V、95kW的电力，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=1∶25 B．输电线上总电阻R=500Ω C．降压变压器原、副线圈的电流之比I3∶I4=11∶475 D．输电线上总电阻R两端的电压为180V 14. 如图，理想变压器接入输出电压恒定的交流电源，为阻值随光照强度增强而减小的光敏电阻，电压表和电流表均为理想交流电表，则（　　） A．仅增强上的光照强度，电压表的示数变大 B．仅增强上的光照强度，变压器的输入功率变小 C．仅将触头上移，两电流表示数均变大 D．仅将触头上移，变压器的输入功率变小 15. （多选）某小型发电厂的电能输送示意图如图所示，发电厂通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。图中R为输电线的总电阻，a、b间接入电压有效值不变的正弦交流电，若变压器视为理想变压器、电表均视为理想交流电表。当用户使用的用电器增加时（　　） A．电流表A1的示数不变 B．电流表A2的示数变大 C．电压表V的示数不变 D．输电线R的损失功率变大 16. （多选）如图所示为某发电厂远距离输电的简化电路图，升压变压器与降压变压器视为理想变压器，电表均为理想电表，发电厂的输出电压U和输电线的电阻R均不变，随着发电厂输出功率的增大，则（　　） A. V示数变大 B. A示数变大 C. 输电线上损失的功率增大 D. 用户得到的电压增大 17. 理想变压器原、副线圈的匝数比为23:55，则原、副线圈的功率之比为________。 18. 一个边长L=10cm的正方形线圈，匝数N=200匝，线圈电阻r=1.0Ω。现让线圈在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO'匀速转动，角速度ω=50rad/s。外电路电阻R=9.0Ω，两电表均为理想电表，如图所示。求线圈转动过程中 (1)通过线圈磁通量的最大值； (2)感应电动势的最大值Em； (3)电流表读数I和电压表读数U。 19. 如图所示，一小型发电机内有匝矩形线圈，线圈面积，线圈电阻为。在外力作用下矩形线圈在匀强磁场中，以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴逆时针转动，发电机线圈两端与的电阻构成闭合回路。 (1)写出从中性面开始计时电动势的瞬时值表达式； (2)线圈匀速转动，求电流通过电阻产生的焦耳热； (3)线圈从图示位置开始转过的过程中，求通过外电阻的电荷量。 20. 图甲的调压装置可视为理想变压器，负载电路中，两电表为理想电流表和电压表，变压器原副线圈匝数比为，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压。求： (1)电压表的示数； (2)电流表的示数； (3)变压器的输入功率。 题型三、自感和L-C振荡电路 21. （多选）下列关于自感的说法正确的是（　　） A．自感电动势只阻碍线圈中电流的增加 B．自感系数与线圈的大小有关 C．自感电动势遵从法拉第电磁感应定律 D．由于互感而产生的电动势叫作自感电动势 22. 如图所示是LC振荡电路中能量E随时间t变化的图像，实线表示电场能随时间变化的曲线，虚线表示磁场能随时间变化的曲线，由图像可知（　　） A．该LC振荡电路的周期大小为 B．在时刻振荡电路中的电流为0 C．在到的过程中，电容器正在放电 D．在和时刻，电容器极板带电情况完全相同 23. 利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通（IC卡）的工作原理及相关问题．IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC的振荡电路．公交卡上的读卡机（刷卡时“嘀”的响一声的机器）向外发射某一特定频率的电磁波．刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输．下列说法正确的是（ ） A. IC卡工作场所所需要的能量来源于卡内的电池 B. 仅当读卡器发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作 C. 若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，在线圈L中不会产生感应电流 D. IC卡只能接收读卡器发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息 24. 如图所示的电路，由自感线圈、开关、直流电源和两个相同的小灯泡、连接而成。已知自感线圈的自感系数较大，且其直流电阻不计。在开关S闭合的瞬间小灯泡______（选填“先亮”“先亮”或“和同时亮”），断开S后小灯泡______（选填“会”或“不会”）先闪亮一下再灭。 25. 某小组利用LC振荡电路进行电磁振荡实验，图甲为某时刻的电路状态，此时电容器正在________（选填“充电”或“放电”）；图乙为通过线圈的电流随时间变化的图像，t1时刻电场能正在________（选填“增大”、“减小”或“不变”），要增大振荡电路的频率，可________（选填“增大”“减小”或“不变”）电容器的电容C。 题型四、电磁波 26. 中国神舟二十号载人飞船已于2025年4月24日17时17分在酒泉卫星发射中心成功发射。若航天员要与地面工作人员联系，则需通过（　　） A．直接喊话 B．紫外线 C．红外线 D．无线电波 27. 电磁波与机械波具有的共同性质是(     ) A．都是横波 B．都能传输能量 C．都能在真空中传播 D．都具有恒定的波速 28. 有“中国天眼”美誉的FAST，是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。截至2024年11月FAST发现脉冲星数量已突破1000颗，极大地推动了脉冲星相关领域的研究。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波能在真空中传播 B．赫兹预言了电磁波的存在 C．红外线的波长比X射线短 D．电磁波能传播信息，不能传播能量 29. 电磁波广泛应用于通信、导航、医疗等领域，关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波的传播需要介质 B．电磁波在真空中的速度等于光速 C．电磁波能传播信息，不能传播能量 D．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 30. （多选）关于电磁波，下列说法正确是（　　） A. CT机是通过X射线拍摄人体组织 B. 验钞机通过发出红外线使钞票荧光物发光 C. 常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机 D. 医院里经常通过射线摧毁病变细胞来对患者进行治疗 第 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 期末复习——电磁感应和电磁波 题型一、电磁感应的计算和应用 1. 如图甲所示为家庭电路中的漏电保护器，其原理简图如图乙所示，变压器原线圈采用双线绕法，由火线和零线并绕而成，副线圈接有控制器，当副线圈两端有电压时，控制器会控制脱扣开关断开，从而起保护作用。关于漏电保护器，下列说法正确的是（　　） A. 当无漏电时，副线圈内的磁通量不为零 B. 当无漏电时，通过副线圈的磁通量随原线圈中电流的增加而增加 C. 当站在地面人误触火线时，脱扣开关会断开 D. 当站在绝缘凳上的人双手同时误触火线和零线时，脱扣开关会断开 【答案】C 【详解】AB．控制器中线圈内的磁通量，是由火线和零线中的电流产生的，当无漏电时，火线和零线中的电流等大反向，在副线圈内的磁通量始终为零，故AB错误； C．当站在地面的人误触火线时，有一部分的电流会通过人体流入大地，火线和零线中的电流不相等，发生漏电现象，则此时线圈中的磁通量不为零，则在次级产生感应电动势，通过控制器，则脱扣开关会自动断开，故C正确； D．当站在绝缘凳上的人双手同时误触火线和零线时，人相当于一个用电器，火线与零线的电流同时增大，但是电流仍相等，脱扣开关不会断开，故D错误。故选C。 2. 如图甲所示，一个匝数n=100匝的圆形导体线圈，面积，电阻r=1，其a、b两端接有R=4的电阻。在线圈中存在垂直线圈平面向外的匀强磁场，面积，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．0~4s内，a、b间的电势差 B．0~4s内通过电阻R的电荷量为4.8C C．4~6s内R上产生的焦耳热为16J D．0~6s内电流的有效值为 【答案】D 【难度】0.65 【知识点】正弦式交流电的电动势和电流有效值、由B-t图像计算感生电动势的大小、计算交变流电路中的电功、电功率和焦耳热 【详解】A．0~4s内，由法拉第电磁感应定律，代入数据得 电路电流，因为在电源内部（线圈相当于电源），电流从低电势流向高电势，所以b点电势高于a点电势 ，则，A错误； B．0~4s内通过电阻R的电荷量为，B错误； C．4~6s内，，电流，时间，R上焦耳热，C错误； D．0~4s电流，时间，4~6s电流，时间，由电流有效值定义，代入数据解得，D正确。故选D。 3. （多选）如图甲，匀强磁场垂直于正方形线圈abcd，已知线圈匝数，边长，总电阻，磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示。规定磁场垂直纸面向外为正方向，感应电流逆时针方向为正方向。则下列有关线圈的感应电动势、感应电流、焦耳热以及ab边所受安培力（取向左为正方向）随时间变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】BC 【难度】0.65 【知识点】由B-t图像计算感生电动势的大小、电流生热与电流做功的关系、安培力的计算式及初步应用、增反减同 【详解】A．0~1s内产生的感应电动势 方向为顺时针；同理1~5s内产生的感应电动势，方向为逆时针，故A错误； B．0~1s内的感应电流大小为 方向为顺时针，同理1~5s内的感应电流大小为，方向为逆时针，故B正确； C．线圈产生的焦耳热 0~1s内产生的热量为4t（J），1~5s内产生的热量为4＋(t－1)（J），故C正确。 D．ab边受到的安培力大小为 可知，0~1s内，方向向右；1~3s内，方向向左；3~5s内，方向向右，故D错误；故选BC。 4. 如图所示，足够长的光滑U形金属导轨固定在绝缘水平面上，其电阻不计，导体棒ab垂直放在导轨上，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。时，垂直于ab施加水平向右恒力F，使ab从静止开始加速，作用一段时间后，撤掉外力F，运动过程中导体棒始终垂直导轨，下列关于导体棒ab速度随时间变化图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【详解】导体棒ab切割磁感线，设电阻为，则，，导体棒ab所受安培力的大小为，对导体棒ab，根据牛顿第二定律，F作用时开始逐渐增大，加速度逐渐减小，若至之前撤去F，则根据牛顿第二定律，逐渐减小，加速度逐渐减小，若，之后一段时间再撤去F，则先以最大速度匀速一段时间，再减速运动，且加速度逐渐减小，根据图中斜率表示加速度，可判断出A图线正确。故选A。 5. 如图所示，足够长的光滑平行导轨PQ、MN固定在绝缘水平桌面上，间距为L，导轨左端接有阻值为R的定值电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直静置于导轨上，与导轨接触良好，其长度等于导轨间距，导轨的电阻忽略不计，整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，现给导体棒施加一个水平向右的恒力F，使导体棒由静止开始运动，已知导体棒的最大速度为vm，导体棒从开始运动至刚好达到最大速度过程的位移大小为x，则下列说法正确的是（　　） A．力F的大小等于 B．当导体棒的速度为v（v<vm）时，导体棒的加速度大小为 C．导体棒从开始运动至刚好达至最大速度所用时间为 D．导体棒从开始运动至刚好达到最大速度的过程中，电阻R产生的热量为 【答案】D 【难度】0.15 【知识点】有外力作用下，水平导轨上的单杆模型 【详解】A．当导体棒达到最大速度vm时，F与其所受安培力平衡，则，感应电动势，此时感应电流，联立，解得，故A错误； B．当导体棒的速度为v（v<vm）时，由上述可知，安培力大小为，由牛顿第二定律，有，解得加速度大小为，故B错误； C．由动量定理，有，而 联立，解得所用时间，故C错误； D．由能量守恒定律，可知恒力F的功等于导体棒动能增量与回路产生的焦耳热Q之和，即，因电阻R和r串联，热量与电阻成正比，则电阻R产生的热量，联立，解得，故D正确。故选D。 6. 如图（a）所示，用电阻为R的硬质导线制作成一个边长为2L的正方形导线框。垂直导线框所在平面的匀强磁场充满其内接圆形区域，磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示。已知t=0时刻磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外。则在0~2t0时间内，导线框中的感应电流方向为________（填“顺时针”或“逆时针”），感应电流大小为___________。 【答案】 逆时针 【难度】0.65 【知识点】增反减同、由B-t图像计算感生电动势的大小 【详解】[1] 由图（b）可知，0~t0时间内，向外的磁感应强度减小，由楞次定律可知导线框中的感应电流方向为逆时针方向；t0~2t0时间内，向里的磁感应强度增大，由楞次定律可知导线框中的感应电流方向为逆时针方向；故在0~2t0时间内，导线框中的感应电流方向为逆时针方向。 [2]由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势，由闭合电路欧姆定律得感应电流大小 7. 如图，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。abcd区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场内的金属杆N处于静止状态，磁场外的金属杆M以初速度向右运动。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。杆M、N的质量分别为m、2m，在导轨间的电阻分别为R、2R，除两金属杆电阻外，其他电阻不计，忽略金属杆的粗细及感应电流产生的磁场。 （1）求M刚进入磁场时受到安培力F的大小和方向； （2）若两杆在磁场内未相撞，杆N出cd时的速度为，求： （ⅰ）杆N在磁场内运动过程，整个回路产生的焦耳热； （ⅱ）初始时刻N到ab的最小距离x； （3）若金属杆N的质量为。初始时刻，杆N到ab的距离为kx（x为前问中的最小距离），从ab至右侧无穷远处区域均有大小、方向不变的上述匀强磁场。试分析，无论n取何值，两杆在磁场内都不相撞，满足该条件下求k的取值范围。 【答案】（1），方向水平向左；（2）（ⅰ）；（ⅱ）；（3） 【解析】 【详解】（1）金属杆以初速度向右刚进入磁场时 电动势 ，电流 安培力 联立解得 安培力的方向水平向左； （2）（ⅰ）到边的速度大小恒为，根据动量守恒定律可知 解得 回路中产生的焦耳热 解得 （ⅱ）法一：对金属杆，由动量定理有 若两杆在磁场内刚好相撞，到最小距离为 解得 法二： 设两杆在磁场中相对靠近的位移为，有， 金属杆在磁场内运动过程中，由动量定理有 联立解得 若两杆在磁场内刚好相撞，到的最小距离为 （3）法一：因右侧磁场区域足够大，两杆的最终状态速度必相等，根据动量守恒定律可知 对金属杆由动量定理有 解得 两杆在磁场内不相撞条件需满足 解得，当时，故 法二： 当时，杆质量远大于杆，极限情形下，等效于杆固定，杆以速度进入磁场做减速运动 ； 金属杆在磁场内运动过程中，由动量定理有 解得，故 题型二、交变电流和变压器 8. 如图所示是一款高空风车的发电模块原理图，两磁极间的磁场可近似视为匀强磁场，某时刻发电机线圈ab恰与磁场方向平行，则（　　） A．该时刻线圈ab的电流最大 B．风力增大，线圈ab的感应电动势变小 C．风车每转一圈，线圈ab中电流方向改变一次 D．风车发电的原理是电流的磁效应 【答案】A 【难度】0.85 【知识点】交变电流的峰值、交流发电机原理和示意图 【详解】A．由图可知，该时刻线圈磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，则该时刻线圈ab的电流最大，故A正确； B．风力增大，风车转动的越快，则线圈的角速度越大，根据可知，感应电动势变大，故B错误； C．风车每转一圈，线圈ab中电流方向改变两次，故C错误； D．风车发电是利用了电磁感应，故D错误。故选A。 9. 如图所示，线圈abcd在水平匀强磁场中匀速转动会产生正弦式交变电流。当线圈逆时针转动到图示水平位置时，下列说法正确的是（　　） 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大 D．线圈中电流方向为abcda 【答案】C 【难度】0.85 【知识点】交流发电机原理和示意图 【详解】ABC．当线圈处于图示水平位置时，线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量为0，但磁通量变化率最大，线圈中瞬时感应电动势最大，故AB错误，C正确； D．当线圈逆时针转动到图示水平位置时，图中ab边向下切割磁感线，cd边向上切割磁感线，根据右手定则可知，线圈中电流方向为adcba，故D错误。 故选C。 10. 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。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生交变电流。如图甲所示，时磁场方向恰与线圈平面垂直，磁极匀速转动，线圈中的电动势随时间变化的关系如图乙所示。将两磁极间的磁场近似视为匀强磁场，则（　　） A. 时线圈中磁通量为0 B. 时线圈中电流方向由P指向Q C. 时线圈中磁通量变化率最大 D. 线圈中的电动势瞬时值表达式为 【答案】C 【详解】A．时线圈中感应电动势为零，磁通量最大，选项A错误； B．根据右手定则可知，时线圈中电流方向由Q指向P，选项B错误； C．时线圈中感应电动势最大，则磁通量变化率最大，选项C正确； D．线圈中的电动势瞬时值表达式为，选项D错误。故选C。 11. （多选）图甲是某小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴逆时针方向匀速转动。从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈的内阻为5Ω，外接电阻R的阻值为95Ω。下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数为5A B．在0.02s时通过线圈的磁通量最大 C．电阻R消耗的功率为2375W D．线圈由图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为 【答案】AC 【难度】0.65 【知识点】电表示数的含义、铭牌上的额定电压、交流电的u-t图像和i-t图像 【详解】A．电流表测有效值，A正确； B．在0.02s时，电流最大（与图甲位置相同，为垂直中性面），磁通量为0，B错误； C．电阻R消耗的功率为，C正确； D．线圈由图甲所示位置转过90°的过程中，因为，，则通过电阻R的电荷量为，D错误。故选AC。 12. 阻值的电阻接到一交流电源上，其图像如图所示，周期为2s，则电阻两端电压的有效值为（　　） A．24V B． C．30V D． 【答案】B 【难度】0.85 【知识点】有效值的定义、一般交流电的有效值 【详解】根据电流的热效应计算电流的有效值，有，解得电流的有效值 则电阻两端电压的有效值为，故选B。 13. （多选）水力发电是获得清洁能源的重要途径之一，龙岩市共有大小水电站1100多处。如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为100kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用10kV的高压进行输电，最后用户得到220V、95kW的电力，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=1∶25 B．输电线上总电阻R=500Ω C．降压变压器原、副线圈的电流之比I3∶I4=11∶475 D．输电线上总电阻R两端的电压为180V 【答案】AC 【难度】0.65 【知识点】升压变压器和降压变压器、计算输电线路损耗 【详解】A．升压变压器原、副线圈的匝数之比为，故A正确； BD．根据，可得输电线上的电流为，输电线电阻损失的功率为，根据，输电线上总电阻为，输电线上总电阻R两端的电压为，故BD错误； C．降压变压器副线圈的电流为，则降压变压器原、副线圈的电流之比为，故C正确。故选AC。 14. 如图，理想变压器接入输出电压恒定的交流电源，为阻值随光照强度增强而减小的光敏电阻，电压表和电流表均为理想交流电表，则（　　） A．仅增强上的光照强度，电压表的示数变大 B．仅增强上的光照强度，变压器的输入功率变小 C．仅将触头上移，两电流表示数均变大 D．仅将触头上移，变压器的输入功率变小 【答案】D 【难度】0.65 【知识点】理想变压器两端功率的计算、光敏电阻 【详解】A．仅增强上的光照强度，的阻值减小，可知副线圈所接电路的总电阻减小，不改变副线圈两端电压，由欧姆定律，副线圈电流，可知增大，电压表的示数，则减小，故A错误； B．对于理想变压器，有，，可知变压器的输入功率变大，故AB错误； CD．仅将触头上移，由，则可知增大，减小，副线圈电流减小，可得电压表的示数，则减小，电流表示数，则减小，由，则电流表示数减小，即两电流表示数均变小，且变压器的输入功率变小，故C错误，D正确。故选D。 15. （多选）某小型发电厂的电能输送示意图如图所示，发电厂通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。图中R为输电线的总电阻，a、b间接入电压有效值不变的正弦交流电，若变压器视为理想变压器、电表均视为理想交流电表。当用户使用的用电器增加时（　　） A．电流表A1的示数不变 B．电流表A2的示数变大 C．电压表V的示数不变 D．输电线R的损失功率变大 【答案】BD 【难度】0.65 【知识点】计算输电线路损耗、变压器两端电路的动态分析、升压变压器和降压变压器 【详解】B．用户使用的用电器增加时，用户总电阻减小，电流表A2的示数变大，故B正确； D．用户使用的用电器增加时，用户总电阻减小，电流表A2的示数变大，由理想变压器电流之比等于匝数的反比可知输电线上的电流增大，由，输电线R的损失功率变大，故D正确。 A．由D项分析可知输电线上的电流增大，由理想变压器电流之比等于匝数的反比可知电流表A1的示数增大，故A错误； C．a、b间接入电压有效值不变的正弦交流电，则升压变压器原线圈电压不变，由电压之比等于匝数之比，升压变压器副线圈电压为不变，电压表V的示数，因为输电线上的电流增大，所以电压表V的示数减小，故C错误；故选BD。 16. （多选）如图所示为某发电厂远距离输电的简化电路图，升压变压器与降压变压器视为理想变压器，电表均为理想电表，发电厂的输出电压U和输电线的电阻R均不变，随着发电厂输出功率的增大，则（　　） A. V示数变大 B. A示数变大 C. 输电线上损失的功率增大 D. 用户得到的电压增大 【答案】BC 【详解】A．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，即V示数不变，故A错误； BCD．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，降压变压器的匝数不变，则降压变压器输出电流变大，即A示数变大，根据可知，输电线上的电压损失增大，由降压变压器的输入电压可知，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，根据可知，输电线上损失的功率增大，故BC正确，D错误。故选BC。 17. 理想变压器原、副线圈的匝数比为23:55，则原、副线圈的功率之比为________。 【答案】1:1 【难度】0.94 【知识点】理想变压器两端功率的计算 【详解】理想变压器无能量损耗，所以理想变压器的输入功率等于输出功率，则原、副线圈的功率之比为1:1。 18. 一个边长L=10cm的正方形线圈，匝数N=200匝，线圈电阻r=1.0Ω。现让线圈在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO'匀速转动，角速度ω=50rad/s。外电路电阻R=9.0Ω，两电表均为理想电表，如图所示。求线圈转动过程中 (1)通过线圈磁通量的最大值； (2)感应电动势的最大值Em； (3)电流表读数I和电压表读数U。 【答案】(1)(2)(3)， 【难度】0.65 【知识点】交变电流的峰值、电表示数的含义、铭牌上的额定电压、计算磁通量的大小 【详解】（1）当线圈平面与磁感线垂直时磁通量最大，最大值 代入数据得 （2）感应电动势的最大值 代入数据得 （3）感应电动势的有效值 由闭合电路欧姆定律得 联立解得 由欧姆定律得 联立解得电压表读数 19. 如图所示，一小型发电机内有匝矩形线圈，线圈面积，线圈电阻为。在外力作用下矩形线圈在匀强磁场中，以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴逆时针转动，发电机线圈两端与的电阻构成闭合回路。 (1)写出从中性面开始计时电动势的瞬时值表达式； (2)线圈匀速转动，求电流通过电阻产生的焦耳热； (3)线圈从图示位置开始转过的过程中，求通过外电阻的电荷量。 【答案】(1)(2)(3) 【难度】0.65 【知识点】交变电流的峰值、计算转动过程中通过线圈截面的电量、正弦式交变电流瞬时值的表达式及其推导 【详解】（1）线圈中感应电动势的最大值 从中性面开始计时电动势的瞬时值表达式为 （2）矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交变电流，电阻两端电压的有效值 经过电流通过电阻产生的焦耳热 解得 （3）线圈从图示位置转过的过程中，根据、、 解得 代入数据解得 20. 图甲的调压装置可视为理想变压器，负载电路中，两电表为理想电流表和电压表，变压器原副线圈匝数比为，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压。求： (1)电压表的示数； (2)电流表的示数； (3)变压器的输入功率。 【答案】(1)110V(2)2A(3) 【难度】0.65 【知识点】理想变压器两端功率的计算、理想变压器两端电压与匝数的关系 【详解】（1）根据理想变压器特点有 其中 解得 即电压表读数为110V。 （2）根据欧姆定律可得 代入数据解得 即电流表读数为2A。 （3）根据理想变压器输入功率等于输出功率，则变压器的输入功率为 题型三、自感和L-C振荡电路 21. （多选）下列关于自感的说法正确的是（　　） A．自感电动势只阻碍线圈中电流的增加 B．自感系数与线圈的大小有关 C．自感电动势遵从法拉第电磁感应定律 D．由于互感而产生的电动势叫作自感电动势 【答案】BC 【难度】0.85 【知识点】自感和自感电动势、互感 【详解】A．自感电动势总是阻碍原来导体中电流的变化，当原电流增大时，感应电动势方向与原电流的方向相反，当原电流减小时，感应电动势方向与原电流方向相同，自感电动势不只阻碍线圈中电流的增加，故A错误； B．自感系数与线圈本身因素有关，自感系数与线圈的大小有关，故B正确； CD．当一线圈中的电流发生变化时，在临近的另一线圈中产生感应电动势，叫做互感现象。由于互感而产生的电动势叫作互感电动势。自感现象实质上属于电磁感应现象，由于自感而产生的电动势叫作自感电动势，自感电动势遵从法拉第电磁感应定律，故C正确，D错误。 故选BC。 22. 如图所示是LC振荡电路中能量E随时间t变化的图像，实线表示电场能随时间变化的曲线，虚线表示磁场能随时间变化的曲线，由图像可知（　　） A．该LC振荡电路的周期大小为 B．在时刻振荡电路中的电流为0 C．在到的过程中，电容器正在放电 D．在和时刻，电容器极板带电情况完全相同 【答案】C 【难度】0.85 【知识点】振荡回路 【详解】A．在一个周期内电场能和磁场能都两次达到最大，可知该LC振荡电路的周期大小为，选项A错误； B．在时刻磁场能最大，则振荡电路中的电流最大，选项B错误； C．在到的过程中，电场能减小，则电容器正在放电，选项C正确； D．在和时刻，电场能都是最大，电容器极板带电量相等，但是极板极性相反，选项D错误。故选C。 23. 利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通（IC卡）的工作原理及相关问题．IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC的振荡电路．公交卡上的读卡机（刷卡时“嘀”的响一声的机器）向外发射某一特定频率的电磁波．刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输．下列说法正确的是（ ） A. IC卡工作场所所需要的能量来源于卡内的电池 B. 仅当读卡器发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作 C. 若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，在线圈L中不会产生感应电流 D. IC卡只能接收读卡器发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息 【答案】B 【详解】A.IC卡中有一个LC线圈和电容，当读卡机发出的电磁波被LC电路接收到，使得IC卡汇总的电路充电，所以IC卡的能量来源于读卡机发射的电磁波，选项A错误．B.LC振荡电路接收与其固有频率相同的电磁波，读卡机发出的电磁波频率与之匹配，才能得到最优的充电效果，使电容电压达到预定值，才能进行数据传输，选项B正确．C.如果是其它频率的电磁波，根据法拉第电磁感应定律，穿过线圈的磁通量发生了变换，依然会有感应电流，选项C错误．D.据题意电容达到一定电压之后，驱动卡芯片进行数据传输，选项D错误．故选B． 【考点定位】电磁感应、LC振荡电路、电磁波的发射和接受． 24. 如图所示的电路，由自感线圈、开关、直流电源和两个相同的小灯泡、连接而成。已知自感线圈的自感系数较大，且其直流电阻不计。在开关S闭合的瞬间小灯泡______（选填“先亮”“先亮”或“和同时亮”），断开S后小灯泡______（选填“会”或“不会”）先闪亮一下再灭。 【答案】 ①. 和同时亮 ②. 会 【详解】[1][2]开关S闭合的瞬间有电流经过小灯泡和，两灯泡同时亮，开关S闭合待稳定后，由于自感线圈的直流电阻不计，灯泡会熄灭，此时经过自感线圈的电流大于开关S闭合的瞬间经过灯泡的电流，再断开的瞬间，自感线圈产生阻碍电流减小的电动势，在自感线圈和灯泡组成的回路中，电流会持续一小段时间，所以灯泡会先闪亮一下再灭。 25. 某小组利用LC振荡电路进行电磁振荡实验，图甲为某时刻的电路状态，此时电容器正在________（选填“充电”或“放电”）；图乙为通过线圈的电流随时间变化的图像，t1时刻电场能正在________（选填“增大”、“减小”或“不变”），要增大振荡电路的频率，可________（选填“增大”“减小”或“不变”）电容器的电容C。 【答案】 充电 增大 减小 【难度】0.85 【知识点】振荡回路 【详解】[1]根据电流的方向及电容器极板的电性可知，电容器正在充电； [2]t1时刻电流减小，磁场能减小，电容器充电，则电场能增大； [3]根据振荡频率公式 可知要增大振荡频率，可减小电容器的电容C。 题型四、电磁波 26. 中国神舟二十号载人飞船已于2025年4月24日17时17分在酒泉卫星发射中心成功发射。若航天员要与地面工作人员联系，则需通过（　　） A．直接喊话 B．紫外线 C．红外线 D．无线电波 【答案】D 【难度】0.94 【知识点】无线电波的特性及作用、电磁波的发射和接收 【详解】A．太空中为真空，声音无法传播，故A错误； B．紫外线波长较短，穿透能力弱且易被大气吸收，不适用于远距离通信，故B错误； C．红外线同样易被大气吸收，且常用于短距离通信（如遥控器），不适合航天通信，故C错误； D．无线电波（如微波）波长较长，能够穿透大气层，是航天与地面通信的主要方式，故D正确。故选D。 27. 电磁波与机械波具有的共同性质是(     ) A．都是横波 B．都能传输能量 C．都能在真空中传播 D．都具有恒定的波速 【答案】B 【难度】0.85 【知识点】电磁波的波长和频率的关系 【详解】试题分析：电磁波是横波，机械波有横波也有纵波，故A错误．两种波都能传输能量，故B正确．电磁波能在真空中传播，而机械波不能在真空中传播，故C错误．两种波的波速都与介质的性质有关，波速并不恒定，只有真空中电磁波的速度才恒定． 考点：考查了电磁波与机械波 28. 有“中国天眼”美誉的FAST，是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。截至2024年11月FAST发现脉冲星数量已突破1000颗，极大地推动了脉冲星相关领域的研究。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波能在真空中传播 B．赫兹预言了电磁波的存在 C．红外线的波长比X射线短 D．电磁波能传播信息，不能传播能量 【答案】A 【难度】0.94 【知识点】电磁场理论与电磁波的发现、红外线的特性及作用、电磁波的能量 【详解】A．因电磁波的传播不需要介质，故电磁波能在真空中传播，故A正确； B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故B错误； C．根据电磁波谱的波长顺序（红外线＞可见光＞紫外线＞X射线）可知，红外线的波长比X射线长，故C错误； D．电磁波既能传播信息（如通信），也能传播能量（如微波炉加热），故D错误。 故选A。 29. 电磁波广泛应用于通信、导航、医疗等领域，关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波的传播需要介质 B．电磁波在真空中的速度等于光速 C．电磁波能传播信息，不能传播能量 D．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 【答案】B 【难度】0.85 【知识点】电磁波与信息化社会、电磁场理论与电磁波的发现 【详解】A．电磁波可以在真空中传播，不需要介质，故A错误； B．电磁波在真空中的传播速度与光速相同，均为，故B正确； C．电磁波既能传递信息（如通信），也能传递能量（如微波炉加热），故C错误； D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故D错误。 故选B。 30. （多选）关于电磁波，下列说法正确是（　　） A. CT机是通过X射线拍摄人体组织 B. 验钞机通过发出红外线使钞票荧光物发光 C. 常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机 D. 医院里经常通过射线摧毁病变细胞来对患者进行治疗 【答案】AD 【详解】A．医院里“CT”机使用的电磁波是X射线，利用X射线能够穿透物质，来检查人体的内部器官，故A正确； B．验钞机利用的是紫外线的荧光效应，故B错误； C．用来控制电视机的遥控器发出的电磁波属于红外线,，故C错误； D．可以摧毁病变细胞，来治疗癌症利用的是射线高能量的特点，故D正确；故选AD。 第 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $