周练（十三）交变电流 电磁场与电磁波-【高考领航】2027年高考物理总复习四测通关卷

**基本信息** 聚焦交变电流与电磁场核心内容，通过概念辨析、图像分析及综合应用题型，系统覆盖物理观念与科学思维训练。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础概念|1-4题|概念辨析与公式应用|从交变电流表达式、传感器原理到电磁波特性，构建“概念-现象-应用”认知链| |电路分析|5-7题|图像分析与动态变化|以LC振荡、变压器电路为载体，强化科学推理与模型建构能力| |综合应用|8-12题|科技情境与实验计算|结合6G通信、风力发电等实际情境，体现科学态度与责任，深化能量观念与问题解决能力|

周练(十三)　交变电流　电磁场与电磁波 1．D　2.C　3.B 4．A　题图甲中为调幅波，不影响频率，故波长不变，故A正确；题图乙中天文学家利用射电望远镜接收无线电波，进行天体物理研究，故B错误；红外线夜视仪利用红外遥感技术，故C错误；CT机通过X射线拍摄人体组织，故D错误。 5．C　根据图像可知，LC回路的周期为T＝4×10-6 s，故A错误；LC回路中电场能是标量，所以电场能的周期为T′＝T＝2×10-6 s，故B错误；2×10-6～3×10-6 s 电容器电荷量减小，处于放电过程，故C正确；根据T＝2π可知周期会增大，故D错误。 6．C　由题图可知该交变电流的周期为0.04 s，故A错误；设该交变电流的有效值为I，根据有效值定义可得I2RT＝2R，解得I＝5 A，故B错误；该闭合回路的热功率为P＝I2R＝2×2 W＝150 W，故C正确；该闭合回路一个周期内产生的总热量为Q＝I2RT＝×2×0.04 J＝6 J，故D错误。 7．D　灯泡L1与电容器串联，电容器对交变电流也是存在阻碍作用的，故灯泡L1的亮度暗一些，故A错误；在电容器极板间插入电介质后，根据电容器的决定式C＝，则电容增大，电容器对交变电流的阻碍作用减小，流过灯泡L1的电流变大，将变亮，故B错误；滑片P向上滑动，原线圈匝数增加，根据可知，输入电压不变，则副线圈输出电压减小，两灯泡两端电压减小，均变暗，故C错误；若变压器原线圈改接u＝311sin 200πt(V)的交流电，频率变大，则电容器对交变电流的阻碍作用减小，流过灯泡L1的电流变大，变亮；由于输入电压峰值不变，根据可知，输出电压不变，可以近似认为输出电流不变，则流过灯泡L2的电流减小，变暗，故D正确。 8．BD　5G信号和6G信号都是横波，选项A错误；根据E＝hν可知，6G信号的频率比5G信号的频率更大，则光子能量更大，选项B正确；6G信号比5G信号的波长短，则相同情况下6G信号衍射现象比5G信号衍射现象更不明显，选项C错误；6G信号和5G信号频率不同，则相遇不会发生干涉现象，选项D正确。 9．CD　根据变压器的原、副线圈的匝数与电压的关系，故A错误；根据题意可知，电动机与电热丝同时接入电路时吹热风，则触片P应与触点c、d接触，故B错误；根据题意可知，小风扇的发热功率为P0＝50 W－40 W＝10 W，小风扇正常工作时的电流为I＝＝ A，则由P0＝I2r可得r＝6.4 Ω，故C正确；吹热风时电热丝消耗的功率P＝P热－P冷＝490 W－50 W＝440 W，则电热丝的电流为I＝ A＝2 A，故D正确。 10．ACD　由P1＝U1I1，有600×103＝250×I1，得I1＝2.4×103 A，A正确；由P4＝U4I4，有44×103＝220×I4，得I4＝200 A，由，有，得I3＝4 A，由UR＝I3R，有UR＝4×62.5 V＝250 V，由，有。得U3＝11 000 V，由U2＝U3＋UR，得U2＝11 250 V，由，得，B错误；由上面分析，有PR＝I32R＝1 kW，因为所有变压器均为理想变压器，则有P3＝P4，根据能量守恒有P2＝P3＋PR＝45 kW，由P1＝P2＋P5，得P5＝555 kW，C正确；由上面分析知，输电线上损失的功率为PR＝I32R＝1 kW，D正确。 11．解析：(1)铜芯线中产生的是正弦交流电，则 Im＝ μA Em＝ImR＝400 μV Em＝BSω＝B×2×10 V 解得B＝2×10-5 T。 (2)从铜芯线与地面平行开始至铜芯线转动四分之一周的过程中 E＝，ΔΦ＝BS＝4×10-5 Wb E＝IR，q＝It 解得q＝4×10-6 C。 (3)铜芯线转动一周，电路中产生的焦耳热Q＝I2RT， 又T＝＝0.45 s，解得Q＝7.2×10-9 J。 答案：(1)2×10-5 T　(2)4×10-6 C　(3)7.2×10-9 J 12．解析：(1)该发电机产生的是正弦式交流电，因此线圈中的电动势最大值Em＝NBSω 电压的有效值E＝ 圆周运动的转速n＝ 由闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir，又P＝UI 联立解得E＝30 V，B＝ T。 (2)当外电阻等于内电阻时，该发电机的输出功率最大，故接入一个定值电阻，其阻值R＝r＝2 Ω时，该发电机的输出功率最大，此时电路中的电流I1＝＝7.5 A 输出功率P出＝I12R＝112.5 W 此时效率η＝×100%＝×100%＝50%。 答案：(1) T　(2)2 Ω　112.5 W　50% 学科网（北京）股份有限公司 $ 周练(十三)　交变电流　电磁场与电磁波 (时间：45分钟　满分：70分) 一、选择题：本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．某交流电源的电压瞬时值表达式为e＝311cos 50πt(V)，将电磁打点计时器连接至该电源时，它能够正常运作。则打出的纸带上连续相邻两点之间的时间间隔为(　　) A．0.2 s B．0.1 s C．0.02 s D．0.04 s 2．电梯超载时会自动报警，它用到的传感器和下列哪个装置用到的传感器相同(　　) A．红外报警装置 B．门窗防盗报警装置 C．电子自动称重装置 D．湿手自动烘干装置 3．某款家用洗衣机的一个电容器的电容为10 μF，耐压值为450 V。洗衣机工作时，该电容器两端电压为我国家庭电路的电压，则该电容器所带电荷量的最大值约为(　　) A．2.2×10-3 C B．3.1×10-3 C C．4.5×10-3 C D．6.3×10-3 C 4．电磁波在科学研究和日常生活中有着广泛的应用。如图所示，关于电磁波的应用，以下说法正确的是(　　) A．图甲中经过调制后的电磁波的波长不变 B．图乙中天文学家利用射电望远镜接收超声波，进行天体物理研究 C．图丙中红外线夜视仪是利用了红外线的衍射现象 D．图丁中CT机应用人体发射红外线的原理拍摄人体组织 5．同学们进入高考考场时需利用手柄式金属探测仪检测违禁电子设备，如图为某款金属探测仪，该探测仪内部结构主要是由线圈与电容器构成的LC振荡电路。在LC振荡电路中，电容器C极板上的带电荷量q随时间t变化的规律如图所示，则该振荡电路(　　) A．LC回路的周期为0.04 s B．LC回路中电场能的周期为4×10-6 s C．2×10-6～3×10-6 s电容器处于放电过程 D．增大线圈自感系数L，则周期会减小 6．一交变电流的电流i随时间t变化的规律如图所示，闭合回路中的总电阻为2 Ω，则说法正确的是(　　) A.该交变电流的周期为4 s B．该交变电流的有效值为5 A C．该闭合回路的热功率为150 W D．该闭合回路一个周期内产生的总热量为600 J 7．如图所示，理想变压器原线圈接有u＝311sin 100πt(V)交流电压，副线圈上通过电阻R接有相同的灯泡L1、L2和电容器C，开始时滑片P处于图示位置，灯泡L1、L2都能发光。则下列说法中正确的是(　　) A.两灯泡L1、L2亮度相同 B．在电容器极板间插入电介质后，灯泡L1变暗 C．滑片P向上滑动，两灯泡都变亮 D．变压器原线圈改接u＝311sin 200πt(V)交流电，灯泡L1变亮，L2变暗 8．6G通信技术有望在未来引领新的通信变革，相较于5G，它有着更卓越的性能提升。已知5G网络通信技术采用3.3 GHz～5 GHz频段的电磁波，而6G网络预计将使用太赫兹频段(0.1 THz～10 THz，1 THz＝1000 GHz)的电磁波。以下关于5G和6G的说法正确的是(　　) A．6G信号是横波，5G信号是纵波 B．6G信号的光子能量比5G信号的光子能量大 C．相同情况下6G信号衍射现象比5G信号衍射现象更明显 D．6G信号和5G信号相遇不会发生干涉现象 9．某种电吹风机的电路图如图所示，a、b、c、d为四个固定触点。绕O点转动的扇形金属触片P，可同时接触两个触点，触片P处于不同位置时，吹风机可处于停机、吹冷风和吹热风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数，该电吹风机的各项参数如下表所示。下列说法中正确的是(　　) 冷风时输入功率 50 W 热风时输入功率 490 W 小风扇额定电压 40 V 正常工作时小风扇输出功率 40 W 输入交流电的电压 220 V A．理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝11∶4 B．触片P同时接触b、c两个触点时电吹风吹热风 C．小风扇的内阻为6.4 Ω D．电吹风机吹热风时电热丝上的电流为2 A 10．昼夜对电力需求量差异很大，可以在用电低谷时段把电能储存起来，高峰时段输出，填补用电缺口。如图，发电机的输出电压U1＝250 V，输出功率P1＝600 kW。降压变压器的匝数比n3∶n4＝50∶1，输电线总电阻R＝62.5 Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4＝220 V，功率为P4＝44 kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是(　　) A.发电机的输出电流为2400 A B．升压变压器的匝数比n1∶n2＝2∶45 C．输送给储能站的功率为555 kW D．输电线上损失的功率为1 kW 答 题 栏 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 二、非选择题：本题共2小题，共24分。 11．(12分)如图是某学习小组在空旷的场地上做“摇绳发电实验”的示意图。他们将一铜芯线像甩跳绳一样匀速摇动，铜芯线的两端分别通过细铜线与灵敏交流电流计相连。摇绳的两位同学的连线与所在处的地磁场(可视为匀强磁场)垂直。摇动时，铜芯线所围成半圆周的面积S＝2 m2，转动角速度ω＝10 rad/s，用电流计测得电路中电流I＝40 μA，电路总电阻R＝10 Ω，g取10 m/s2，＝2.25。 (1)求该处地磁场的磁感应强度B； (2)从铜芯线所在平面与该处地磁场平行开始计时，求其转过四分之一周的过程中，通过电流计的电荷量q； (3)求铜芯线转动一周的过程中，电路产生的焦耳热Q。 12.(12分)如图所示为一种风力发电机的简易装置图，在风力作用下，扇叶带动与其固定在一起的永磁铁转动(永磁铁在线圈处产生的磁场为匀强磁场)，从而在线圈中产生正弦式交流电，已知线圈的面积为0.2 m2、匝数为100匝、内阻为2 Ω，在满发风速(使风力发电机组达到额定输出功率时的风速)下，扇叶的转速可达5 r/s，此时用电器恰好正常工作(额定功率为100 W，额定电压为20 V)。 (1)用电器正常工作时，求线圈处的磁感应强度；(结果可用分式或根号表示) (2)若将用电器换成一定值电阻，在满发风速下，使得该发电机的输出功率最大，则这个定值电阻的阻值为多大？该发电机的最大输出功率为多少？此时效率为多少？ 学科网（北京）股份有限公司 $