章末综合检测(3) 交变电流-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步辅导与测试(人教版)

(2)碰撞后cd绝缘杆滑至最高点的过程中，由动能定理有：项A错误；根据功率关系得P=,十P,解得P,= -2Mgr-Mo-Mo. 976W,选项D错误。] !5.A[理想变压器的电压之比等于匝数之比，由次级回路中 解得碰撞后cd绝缘杆的速度v2=5m/s 三个均标有“36V40W”的灯泡能正常发光，可知副线圈 两杆碰撞过程动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定！ 两端电压U,=36×3V=108V,所以原线圈两瑞电压J,= 律得m℃。=m01十M2 解得碰撞后ab金属杆的速度v1=2m/s。 U,=36V,灯泡A与原线图并联，两端电压也为36V,能 (3)b会属杆进入磁场后，由能量守板定律有m,=Q 正常发光。] 解得Q=2J。 6C[度机骑出电造1，=是-1A=40A,故A 250 答案(1)W5m/s(2)2m/s(3)2J 错误；输电线上损失的功率P线=I线R线=5kW,所以I线= 17.解析(1)设金属棒b刚进磁场时的速度大小为，根据机 械能守恒定律有mgLsin0= 2 mu D三=25A,故B错误：用户得到的功率P=P-P%= 解得=√gL =P=95X10A=4750A≈ (100-5)kw=95kW,则1，=.=220 11 金属棒b刚进入磁场时，切割磁感线产生的电动势 E=BLU=BL√JgLD 、432A,故==90，故C正确D错送。 此时回路中电流1=2 E-BL VgL :7.C[输电功率P=U1,U为输电电压，I为输电线路中的电 2R 流，输电线路损失的功率为P辐=IR,R为输电线路的电 对于金属棒a有BIL=umg 阻，即P。=(号)R。当输电功章一定时，输电线路损失的 解得4= BL√gL 2mgR 功率为原来的，则输电电压为原来的2倍，即440kV,故 (2)金属捧b在磁场中运动时，E= △t 选项C正确。] 8.B[若发电机线圈某时刻处于图示位置，磁通量变化最快， 报格闲合电移欧蜡定律得1一录 感应电动势最大，最大值为VBSw,变压器原线圈的电流瞬 通过金属棒a的电荷量g=I△t= △ΦBL 时值最大，发电机线图感应电动势的瞬时值表达式为 NBSwcosωt,选项B正确，A错误；当用户数目增多时，总电 设金属棒a中产生的焦耳热为Q,根据能量守恒定律有 流增大，输电线上的电势降落得多，为使用户电压保持不 2Q mg 变，滑动触头P应向上滑动才能增大变压器的输出电压，选 项C错误；滑动触头P向下或向上移动，变压器原线圈两端 解得Q=子(mg BL2√gL)L 的电压都不变，选项D错误。] R :9.BD[t=0.1s时，电路中电流为零，即线圈产生的感应电 答案a严2张mg 动势为零，线图位于中性面位置，穿过线图的磁通量最大， 2mgR R A错误；由欧姆定律可得，灯泡两端的电压U=二R 章末综合检测（三） √2 1.C「变压器只能对交流电进行升压或降压，A、B错误：原 30V,即理想电压表示数为30V,故B正确：根据闭合电路 副线圈的电压之比等于匝数之比，若输出电压小于输入电 欧姆定律知，线圈产生的最大感应电动势E=I(R十r)= 压，则n1>n2,C正确，D错误。] 36√2V,且Em=NBSw,代入数据可得N=360匝，故C错 2.C[由题意可知此交变电流为正弦式交变电流，其有效电 误：由焦耳定律知，线图每秒产生的焦耳热Q=(二)1 动势E= =三5V,电阻消耗的功率P=尽=25W,故C √2 √2√2 18J,故D正确。] 正确：通益R的电流1发-盟A,故B纷误：交变包流的 10.AD[V1测的是原线图的输入电压，其示数始终不变，C 错误；若F不动，副线圈的输出电压不变，滑片P向上滑动 频率f=25Hz,故A错误；电压表所测电压为电压有效值， 时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，又因为灯泡L与滑 应为5V,故D错误。] 动变阻器串联，故V,示数变小，灯泡L两端的电压变大， √2 灯泡L消耗的功率变大，A正确，B错误：若P不动，滑片 3.C[电压表的示数为灯泡两端的电压，大小为U=R干， ER F向上移动时，副线圈的输出电压增大，加在灯泡L和滑 动变阻器两端的电压均增大，故灯泡L消耗的功率变大， V:的示数变大，D正确。] 20X90V=198V,选项A错误：线图转动的周期T=0.02s,11,BCD[开关K接通1时，根据题图乙可知原线图电压有 90+10 到角谁度为-要-品nd=10md/,选项B结误： 效位为U,=220v=20V,报播号-= 是L=4可得U:= √2 0,01s时感应电动势为零，则线圈在中性面位置，选项C正： 44V,即电压表的示数为44V,故A正确：开关K连通1 确；交流电的频率为f=50Hz,则电路中的电流方向每秒 时，若光照增强，则电阻R减小，则副线圈总电阻减小，而 改变100次，选项D错误。] 4.C[由u=11000V2sin(100xt)V可知U1=11000V,f= ☑不变则剧线圈电流1增大，根据上=儿可知，原线围 =50Hz,选项B错误；由“220V880W”的电器R正 电流I增大，即电流表的示数变大，故B错误：开关K连 2 通2时，由于交变电流可以“通过”电容器，故灯泡D发光， 常工作可知是-器A=4A,该项C三确：U,=U+ 故C错误；开关K连通2时，若光照增强，则电阻R减小， 1r,解得U,=244V,根据电压关系=4得L=2750,选 但是由于原，副线围两瑞的电压关系为号-是，与副线圈 0,nm61 总电阻无关，故电压表的示数不变，故D错误。 249 12.AC[设输入电压为U,线圈的总匝数为n,由于a、b两个 接线柱将线圈等分为三份，所以开关接α时，原线圈的匝 代入藏将解得（曾。=0,1y 数为号，开关接b时，原线图臣数为了，根揭变压器的电 答案(1)160J(2)0.1V 18.解析(1)根据正弦式交变电流的产生规律可知，感应电 U=1 压比等于匝教比可得U.=受U,U=3U,则觉=合，故A 动势的最大值为 E=NBSo 正B给送：根据欢好充本可得L装票山一是 U 代入数据解得Em=300√2V。 (2)设降压变压器原、副线圈中的电流分别为1、1，电动 3U L=1 ,则有斤=7，又由P=U,1.P,=U可得 机恰能正常工作，有 UL=1,故C正确，D错误。] 40A 1.0 UI。4 13.解析(1)多用电表欧姆挡读数=指针指示值X倍率。图 根格里想变压器的支流北公式片-品 乙的读数为50，倍率为“×1”，所以线圈A的阻值为502。 (2)设B线圈的匝数为nB,A线圈的匝数为nA。由理想变 可得1，=山=4A 压器原理有 所以输电线路上损耗的电功率为 UU UU. △P=13R=160W。 ng nA ng U 《③)根据理想变压器的变压比公式号=】 得a=可” 代入数据得nA=500匝。 得U,=n0=%=2200V n 答案(1)50(2)500匝 升压变压器副线圈两端的电压为 14.解析当开关S闭合后，变压器的原线圈中是恒定电流，： U,=U3+I3R=2240V 铁芯中的磁通量不变，副线圈中没有感应电动势，火花塞 ,U= 上电压为零。当开关从闭合到突然断开，铁芯中的磁通量 又辽： 突然变小，在副线圈中会产生一个瞬时高电压（脉冲高电！ 可得U,=nL=280V. 压可达10V左右)，使火花塞产生电火花。 n2 答案见解析 答案(1)300√2V(2)160W(3)280V 15.解析(1)电动势的峰值 章末综合检测（四） Em=NBSw=10×0.5×0.2×10xV :1.D[1864年，英国青年物理学家麦克斯韦在研究了当时所 =6.28V 发现的电磁现象的基础上，建立了麦克斯韦电磁场理论，并 -E=6.28A 电流的峰值Im= 预言了电磁波的存在：1886年，德国青年物理学家赫兹第一 次用实验证实了电磁波的存在，故A、B、C错误，D正确。] (2)感应电动势的瞬时值表达式 2.A[医院里的B超是利用超声波的物理特性进行分析和 e=E cos wt=6.28cos (10mt)V. 治疗的，故选A。] (3)线图转过60°，感应电动势的瞬时值e=Emcos60°=！3.A[波长越长衍射现象越明里，无线电波中，长波比微波 3.14V。 更容易发生衍射，故A错误，符合题意；周期性变化的电场 答案(1)6.28V6.28A 和磁场可以相互激发，形成电磁波，故B正确，不符合题意： (2)e=6.28cos(10rt)V(3)3.14V 电磁波是横波，电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与 16.解析(1)感应电动势的最大值为 电场强度、磁感应强度均垂直，故C正确，不符合题意；LC Em=NBSo=20x V, 振荡电路放电过程中，电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁 高应电流装大值为1.一装=2红A 场逐渐增强，电场能转化为磁场能，故D正确，不符合题意。] 4.B[雷达向外发射电磁波，当电磁波遢到飞机时就要发生 由于从线图平面与磁场方向垂直位置开始计时， 反射，雷达通过接收反射回来的电磁波，就可以测定飞机的 因此瞬时值用正弦表示，i=2πsin(100t)A。 位置，所以要想降低飞机的可探测性，可以使用吸收雷达电 (2)线图从计时开始，转过”的过程中，通过某一裁面的电： 磁波的材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很 3 难被发现，选项B正确。] 荷量应该用平均值来计算 5.B「根据电场方向可知上极板带正电荷，又由磁场方向，根 9-1a-N RA-e 据安培定则可判断，电流方向为顺时针（大回路），所以正在 R 给电容器充电。因此，电流逐渐减小，磁场能转化为电场 AD=BS-BScos-吾-之BS. 能，由于电流按正弦规律变化，变化率在增大，根据法拉第 电磁感应定律知，自感电动势正在增大，故B项正确。] 代入电荷量方程得g=-1X10C 6.A[由q-t图像知，1×10i~2×10"s时间内，电容器电 答案(1)i=2xsin(100rt)A(2)1×10C 荷量增多，可判断电容器为充电过程；由于电磁波的频率与 产生电磁波的振荡电路的频率相同，振荡电路周期T一4× 17.解析(1)由题意，电流的有效值1=巴 √2 10s,真空中a=c=3X10m/s,由=产，得入==3× 电路中产生的焦耳热Q=Rst 108×4×10-m=1200m,故A正确。] 代入数据解得Q=160J。 :7,C[本题属含电容电路、自感现象和振荡电路的综合性问 (2)线图中产生的感应电动势的最大值 题，应从下面几个方面考虑： B.=N2是. (1)S断开前，ab段短路，电容器不带电。 (2)S断开时，ab中产生自感电动势，阻碍电流减小，同时， 根据闭合电路欧姆定律可得Em=√2IR 电容器C充电，此时电流正向最大。 250(M修/) 章末综合检测( 1 一、单项选择题（本题共8小题，每小题只有 个选项正确) 1.如图所示为变压器 原线圈 副线圈 原理图，其原线圈 输0 和副线圈的匝数分 别为n1、m2,若输出 公 电压小于输入电压，下列说法正确的是( 累 A.输入的是直流电，且n1>n2 B.输人的是直流电，且n1<n2 C.输入的是交流电，且n1>n2 D.输入的是交流电，且n1<n2 2.将阻值为52的电 te/V 阻接到内阻不计的 交流电源上，电源电 0 4 t10-28) 超 动势随时间变化的 规律如图所示。下列说法正确的是( A.电路中交变电流的频率为0.25Hz B.通过电阻的电流为√2A C.电阻消耗的电功率为2.5W D.用交流电压表测得电阻两端电压为5V 3.一台小型发电机产生的电动势随时间变化 的正弦规律图像如图甲所示。己知发电机 n 线圈内阻为102，外接一只电阻为902的 灯泡，如图乙所示，则 ) 2202 /i0-2s -2202 甲 乙 A.电压表的示数为220V B.线圈转动的角速度为100rad/s C.0.01s时线圈在中性面位置 D.电路中的电流方向每秒改变50次 4.如图所示，理想变压器 的原线圈接入u= 11000√2sin(100πt)V 的交变电压，副线圈 通过电阻r=6的导线对“220V 880W” 羹 的电器RL供电，该电器正常工作。由此 可知 A.原、副线圈的匝数比为50：1 B.交变电压的频率为100Hz 1 交变电流 C.副线圈中电流的有效值为4A D.变压器的输人功率为880W 5.如图所示，理想变压器 原、副线圈的匝数比 B n1:2=1:3,次级回 路中接入三个均标有 “36V40W”的灯泡，且均正常发光，那么，标 有“36V40W”的灯泡A ( ) A.也正常发光 B.将被烧毁 C.比另三个灯泡暗 D.无法确定 6.如图所示，某小型水电站发电机的输出功率 P=100kW,发电机的电压U1=250V,经变 压器升压后向远处输电，输电线总电阻 R线=8Ω，在用户端用降压变压器把电压降 为U4=220V。已知输电线上损失的功率 P线=5kW,假设两个变压器均是理想变压 器，下列说法正确的是 ( R线 )2 U n2 n32 n U 升压变压器 降压变压器 A.发电机输出的电流I1=40A B.输电线上的电流I线=625A C.降压变压器的匝数比n3：n4=190:11 D.用户得到的电流I4=455A 7.采用220kV高压向远方的城市输电。当输 送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减 小为原来的子，输电电压应变为 A.55 kV B.110 kV C.440 kV D.880 kV 8.某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和 副线圈匝数可调的理想降压变压器组成。 发电机中矩形线圈所围的面积为S,匝数为 N,电阻不计。它可绕水平轴OO在磁感应 强度为B的水平匀强磁场中以角速度ω匀 速转动。矩形线圈通过滑环连接降压变压 器，滑动触头P上下移动时可改变输出电： 压，R。表示输电线的电阻。以线圈平面与磁： 场平行时为计时起点，下列判断正确的是 用户 04 Ro 交流发电机 降压变压器： 应急供电系统 A.若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压 器原线圈的电流瞬时值最小 B.发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式 为e=NBSwcos wt C.当用户数目增多时，为使用户电压保持不 变，滑动触头P应向下滑动 D.当滑动触头P向下移动时，变压器原线圈： 两端的电压将升高 二、多项选择题（本题共4小题，每小题有多个： 选项正确) 9.如图甲所示，一台线圈内阻r=22的小型发 电机外接一只电阻R=102的灯泡，发电机 、 内匀强磁场的磁感应强度B=巨T,线圈的 面积S=0.01m2,发电机正常工作时通过灯 泡的电流讠随时间t按正弦规律变化，如图： 乙所示，下列说法正确的是 ti/A 32 0 0.1 0.2t/s -32 0 甲 乙 A.t=0.1s时，穿过线圈的磁通量为零 B.t=0.05s时，理想交流电压表的示数为： 30V C.发电机线圈的匝数为240匝 D.发电机线圈每秒产生的焦耳热为18J 10.在如图所示的电路中，有一自耦变压器，左 侧并联一个理想交流电压表V1后接在稳： 定的交流电源上，右侧串联灯泡I和滑动： 184 变阻器R,R上并联一个理想交流电压表 V2。下列说法正确的是 ) ● A.若F不动，滑片P向上滑动时，V1示数 不变，V2示数变小 B.若F不动，滑片P向上滑动时，灯泡L消 耗的功率变小 C.若P不动，滑片F向上移动时，V1、V2的 示数均变大 D.若P不动，滑片F向上移动时，灯泡L消 耗的功率变大 1.在如图甲所示的电路中，理想变压器原、副 线圈匝数比为5：1，电流表和电压表均为 理想电表，R是光敏电阻（其阻值随光强增 大而减小)，L是理想线圈，C是耐压值和电 容都足够大的电容器，D是灯泡，K是单刀 双掷开关。当原线圈接入如图乙所示的正 弦交流电时，下列说法不正确的是( uNV 220/2 1.0 t102s) 0 0.5 1.5/2.0 -220/2 甲 乙 A.开关K连通1时，电压表的示数为44V B.开关K连通1时，若光照增强，电流表的 示数变小 C.开关K连通2时，灯泡D不亮 D.开关K连通2时，若光照增强，电压表的 示数减小 2.如图所示，理想自 耦变压器是在铁芯 上只绕一个线圈， 闭合开关S,可以 改变原线圈的匝 数。a、b两个接线柱将线圈三等分，开关接 a时，电压表的读数为Ua,电流表的读数为 I。,电阻R消耗的电功率为P。;开关接b 时，电压表的读数为U,电流表的读数为 I方，电阻R消耗的电功率为P。,则() Ua=】 A.Un2 Us=1 B. 3 1 C.P。4 Ia D.Ip 3 三、非选择题（本题共6小题） 13.有一个教学用的可拆变压器，它由线圈A 和线圈B组成，如图甲所示。 甲 5040302015 10 0100 1k500 T 00 200 .5 TTTTT 00.5 A-V-2 2.5 乙 (1)张飞同学用多用电表倍率为“×1”的欧： 姆挡测量了线圈A的电阻值，指针位置如 图乙所示，则线圈A的阻值为 2。 (结果保留两位有效数字) (2)李华同学用一根足够长的绝缘导线、 只多用电表和一个低压交流电源来测量线 圈A的匝数。 实验步骤如下： ①把低压电源接B线圈，让它的输出电压 恒为6V;多用电表选择交流电压挡，接在： A线圈两端，测得它的电压U1=10V; ②断开电源，用长导线在变压器线圈A外 部绕一个匝数n=50匝的线圈C; ③接通电源，让低压电源的输出电压仍为 6V;多用电表选择交流电压挡，接在线圈C: 两端，测得它的电压U2=1V。 将变压器视为理想变压器，则线圈A的匝： 数为 14.汽车等交通工具中用电火花点燃汽油混合 气，如图所示。已知汽车蓄电池电压为 12V,变压器匝数之比为1：100，当开关S 闭合后，火花塞上电压为多少？当开关S 从闭合到突然断开，可为火花塞提供瞬时： 高电压，产生电火花。蓄电池提供的是直 185 流电，为什么变压器的副线圈也能得到高 电压呢？ 12 .一个正方形线圈的匝数 为10匝，边长为20cm, 线圈总电阻为12，线圈 绕OO'轴以10πrad/s 的角速度匀速转动，如 图所示，匀强磁场的磁 O' 感应强度为0.5T,则： (元取3.14) (1)该线圈产生的电动势的峰值、电流的峰 值分别是多少？ (2)从图示位置开始计时，写出感应电动势 随时间变化的表达式； (3)线圈从图示位置转过60°时，感应电动 势的瞬时值是多大？ 16.发电机的转子是匝数为100匝、边长为20cm:1 的正方形线圈，将它置于磁感应强度B= 0.05T的匀强磁场中，绕着垂直于磁感线方向 的轴以w=100rrad/s的角速度转动，当线圈 平面跟磁场方向垂直时开始计时，线圈和外： 电路的总电阻R=102: (1)写出交变电流瞬时值表达式。 (2)线圈从计时开始，转过过程中通过线 圈某一截面的电荷量为多少？ 17.校园脚踏式发电装置是利用脚踩踏板带动： 线圈转动发电的。线圈在磁场中转动时， 线圈中的电流i随时间t按图示正弦规律 变化，已知电路中的总电阻为102。求： 个iA 2.0 0 12 /8t/s -2.0 (1)0一8s内，电路中产生的焦耳热Q; (2)若线圈共200匝，穿过线圈磁通量变化 率的最大值( ）m △t 186 8.如图所示，用一小型交流发电机向远处用 户供电，已知发电机线圈abcd匝数V= 100匝，面积S=0.03m2,线圈匀速转动的 角速度w=100πrad/s,匀强磁场的磁感应 强度B=巨T。输电时先用升压变压器将 电压升高，到达用户区再用降压变压器将 电压降下来后供用户使用，输电导线的总 电阻为R=102,变压器都是理想变压器， 降压变压器原、副线圈的匝数比为n3：n4 =10:1。若用户区标有“220V8.8kW” 的电动机恰能正常工作，发电机线圈电阻 不可忽略。求： 7c B a7/d M n (1)交流发电机产生感应电动势的最大 值Em； (2)输电线路上损耗的电功率△P; (3)若升压变压器原、副线圈匝数比为1： n2=1:8,求升压变压器原线圈两端的电 压U1。