专题14 交变电流电磁振荡与电磁波及传感器-【创新大课堂】高考物理五年（2022-2026年）真题分类汇编168优化重组卷

由法拉第电磁感应定律有E,=BL E 由欧姆定律有1= 联立解得= 2mgRsin 0 B2L2 (2)当棒α匀速运动时，释放棒b,分析可知，棒b受到沿导轨 向下的安培力，则释放棒b的瞬间，对棒b,由牛顿第二定律有 mgsin 0+BI L=ma 又BI1L=ngsin0 解得a-2gsin0 (3)释放棒b后，由于棒b中产生的感应电动势对于回路来说， 与棒《中产生的感应电动势方向相反，所以两棒所受安培力 均减小，对棒《，由动量定理有 (mgsin 0-F)to=mv-mvo 对棒b,由动量定理有 (mgsin 0+F)to=mv 结合(I)问结果联立解得U=gin0叶mgRsin B2L2 设棒a速度为v:时产生的感应电动势为E。,则E。一BLw 同理设棒b速度为y时产生的感应电动势为E,则E,=BL 棒中电流为I= E:-EiBL(v;v;) 2R 2R 两棒所受安培力的大小均为F=BIL= B2L2(w-U;) 2R 对棒b,由动量定理有 mgsin B2L2(w-y)1 2R △t=n△u 对方程两侧求和，即∑ mgsin 0 B2L2(:-y)1 2R △i=∑m△v 注意到∑△1=t0,∑(4-v)△f=△x,∑△u= 解得△x=2m2gR2sin0 BL 答案(1)2 mng Rsin0 B2L2 (2)2gsin0 (3)gto sin 0+ugRsin B2L2 2m2gR2 sin 0 BL 50.解析(1)导电杆所受的安培力大小F=B1Id 又B,=kI,d=3 kI2 整理得F=3Mg 火箭落停过程中，由牛顿第二定律得F一Mg=Ma 解得a-2g % 由运动学公式可得，火箭运动的距离L一2 条得1一安 (2)导电杆向下运动的速度为v=h一at=h 2g 则回路中的感应电动势为E=B2dv 又B2=2kI 装理得E=2,+64"(≤) I (3)由于电路中的电流恒为I,导电杆下滑过程中的总电动势 为E总=U+E 且有= E总 2 类理得U=12-M"+≤) 装置A输出的功率为P=UI=12Mg:一6Mew+PR(≤0) 初始时刻，t=0,P格=一6Mgh十R 到达停金平台时，=爱Px=PR 由P-4关系可知，P-PP=一3Mg+PR 2 则在火箭落停过程中，装置A输出的能量为 W-P·爱-gM2+1 2g (4)可回收能量的来源为导电杆和火箭机械能的减少 由能童宁设定律得W。=ML+合M,2-0 又由(1)得L= 4g 整理得Wa=子Mw2 答案(1)3Mg4g I （3)12Mg2 12Rvo I 6Mgh+IR≤2g I 28 (4)导电杆和火箭机械能的减少 子Ma, 专题十四 交变电流 电磁振荡与电磁波 及传感器 1.D2.D3.C4.B5.D6.C7.C8.B9.BD10.AC 11.C12.B13.B14.B15.AC16.AD17.BD18.B 19.B20.C21.AC22.B23.B24.B25.AC26.A 27.AC28.BC29.D30.B 专题十五热学 1.D2.B3.AB4.C5.B6.C7.C 8.解析气体实验定律 (1)充气过程中气体温度始终与室温相同，气体发生等温变化， 则对充入的气体由玻意耳定律有pV。=p1X10πr2h V。 解得p1=10r产p0: (2)充气后从未挤压变形到挤压变形后的过程，由玻意耳定律 有p1×10πr2h=p2V2 挤压变形过程气室横截面周长保持不变，则“跑道”形中矩形部 分的长为1=2一元d 2 则气室的横截面积为 S2=ld+d 4 =元rd-d 4 又挤压变形过程气室长度不变，则 V2=10S2h=5πdh(4r-d0 2 2Vo 联立解得p2=5πdh(4r-dP0:专题十四 交变电流 电磁振荡与电磁波及传感器 考向一交流电的产生和描述 t的变化如图(c)所示.则a、b间电势差Ub随t 1.(2026·山东卷，3分)图甲是某交流发电机的 变化的图像可能为 原理图，在Oxy坐标系中，以O为圆心的上、 永久磁体 刀p 锥形纸盆 下两个半圆区域内分别充满垂直Oxy面向外 线圈 毁 和向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B 图(a) 图(b) 图(c) =B,金属棒一端始终位于O点，绕O点在 Oxy面内以恒定角速度w转动，产生有效值为 E甲、周期为T甲的交变电动势.如图乙所示，现 将一、四象限磁场方向分别变为垂直Oxy面向里 r 和向外，整个圆形区域磁感应强度大小变为B2 =4B。,且金属棒转动角速度变为2w,产生有效 值为E乙、周期为T乙的交变电动势.则 ( 3.(2026·广东卷，4分)如图是某种自由式活塞 内燃发电机输出电压U随时间t变化的图像： B=Bo. B2=4B0 蠻 下列说法正确的是 UNV 200 100 0.02 0.04 0 图甲 图乙 0.01 -100 -200 抑 A.E乙=4E甲、T乙= 丁甲 经 A.电压的有效值为200√2V BEZ=8E#、T2-T甲 B.电压的最大值为400V CEz=4B甲、Tz=}T C.电压的频率为50Hz D.电压的周期为0.01s 攀 D,E乙=8E甲、T乙=4T甲 4.(2026·陕晋宁青卷，4分)下列处于匀强磁场 的导体回路中能产生交变电流的是( 2.(2026·黑吉辽蒙卷，4分)动圈式扬声器的结 郑 构和线圈绕向如图(a)所示，图(b)为线圈所在 心wB 尔 区域磁场分布.将其用作话筒时，锥形纸盆的 振动带动线圈运动，把声信号转化为电信号， 内 规定向右为线圈位移x的正方向，若x随时间 甲 113 面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（用 6 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 丙 入 动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示 A.甲图中绕轴匀速转动的导体环 若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电 B.乙图中绕轴匀速转动的导体框 动势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的 C.丙图中在固定导轨上匀速运动的导体棒所 区域可能为 ( 在回路 d D.丁图中匀速运动的导体框 5.(2025·山东卷，3分)如图为一种交流发电装 d x -d -E 置的示意图，长度为2L、间距为L的两平行金 图甲 图乙 属电极固定在同一水平面内，两电极之间的区 e E卧 3E/ 域I和区域Ⅱ有竖直方向的磁场，磁感应强度 0 大小均为B、方向相反，区域I边界是边长为 J3E/2 -E L的正方形，区域Ⅱ边界是长为L、宽为0.5L 图丙 的矩形.传送带从两电极之间以速度)匀速通 过，传送带上每隔2L固定一根垂直运动方向、 B B 长度为L的导体棒，导体棒通过磁场区域过程 d/2d/2 -5d/45d14 中与电极接触良好.该装置产生电动势的有效 A B 值为 D 2L 传送带 导体棒 储能 ,×× 装置 -d2「d2 -3d/2「3dl/2 金属电极 D A.BLv B.2BLo 7.(2024·湖北卷，4分)在如图所示电路中接入 2 正弦交流电，灯泡I1的电阻是灯泡I2的2 C.3BLo D.10BLo 2 4 倍.假设两个二极管正向电阻为0、反向电阻 6.(2024·山东卷，3分)如图甲所示，在一d≤ 无穷大.闭合开关S,灯泡L1、L2的电功率之 x≤d、-d≤y≤d的区域中存在垂直Oxy平 比P1:P2为 ( 114 10.(多选)(2023·湖南卷，5分)某同学自制了 一个手摇交流发电机，如图所示.大轮与小轮 通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为 A.2:1 B.1:1 C.1:2 D.1:4 4：1,小轮与线圈固定在同一转轴上.线圈是 8.(2024·河北卷，4分)R1、R2为两个完全相同 由漆包线绕制而成的边长为L的正方形，共 的定值电阻，R1两端的电压随时间周期性变 n匝，总阻值为R.磁体间磁场可视为磁感应 化的规律如图1所示（三角形脉冲交流电压的 强度大小为B的匀强磁场.大轮以角速度 峰值是有效值的√3倍)，R2两端的电压随时间 按正弦规律变化如图2所示，则两电阻在一个 匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴 周期T内产生的热量之比Q1:Q2为 ( 与磁场方向垂直.线圈通过导线、滑环和电刷 u/V 连接一个阻值恒为R的灯泡.假设发电时灯 U 0 泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法 图2 正确的是 图1 A.2:3 B.4:3 C.2:√3D.54 9.(多选)(2024·新课标卷，6分)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，在线圈中产生电流.磁极匀速转动的某瞬 A.线圈转动的角速度为4w 间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如图所示.将 B.灯泡两端电压有效值为3√2nBLw 两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过 90时，线圈中 C.若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕 制成边长仍为L的多匝正方形线圈，则灯 泡两端电压有效值为42nBL2@ 3 旋转方向 D.若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡 蓄电系统 变得更亮 A.电流最小 B.电流最大 11.(2023·辽宁卷，4分)如图，空间中存在水平 C.电流方向由P指向Q 向右的匀强磁场，一导体棒绕固定的竖直轴 D.电流方向由Q指向P OP在磁场中匀速转动，且始终平行于OP 115 导体棒两端的电势差“随时间t变化的图像 转动时，两线圈输出正弦式交变电流.不计线 可能正确的是 圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说 B 法正确的是 B 棒 R 0 图(a) 图6)俯视图 A.两线圈产生的电动势的有效值相等 B.两线圈产生的交变电流频率相等 品 C.两线圈产生的电动势同时达到最大值 D.两电阻消耗的电功率相等 12.(2022·浙江卷，3分)下列说法正确的是 考向二变压器、电能的输送 ( 14.(2026·贵州卷，4分)如图，某发电站输出电 A.恒定磁场对静置于其中的电荷有力的 压U1=13.8kV的交流电，经两个变压器先 作用 后将电压升至U2=220kV和U3=500kV, B.小磁针N极在磁场中的受力方向是该点 再并入电网.输电线电阻R1=122,R2= 磁感应强度的方向 82.设所用变压器均为理想变压器，若发电 C.正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的 站输出功率P1=690kW,则R1和R2上损 磁通量最大时，电流最大 失的总功率为 D.升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大 R R2 于原线圈的磁通量变化率 并 U 发 13.(2022·广东卷，4分)如图是简化的某种旋 电 U 网 转磁极式发电机原理图.定子是仅匝数n不 同的两线圈，n1>2,二者轴线在同一平面内 A.30.118kW B.30.072kW 且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离 C.30.024kW D.30 kW 相等，且均连接阻值为R的电阻，转子是中心 15.(多选)(2026·湖北卷，4分)如图所示，有一 在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速 理想变压器，其原线圈输人电压为“= 116 100√2sin100πt(V),在一个副线圈上接额定 A.副线圈电压为”U 11y 电压为220V、额定功率为10W的灯泡甲， 在另一个单匝副线圈上接额定电压为2V、 B.原线圈中电流为1 1n2 额定功率为1W的灯泡乙，两灯泡均能正常 C.电源电压周期为”T 发光.下列说法正确的是 D.等离子体的等效电阻为2 2I ⑧甲 ⑧乙 17.(多选)(2026·云南卷，6分)云南至广东高 压输电工程在调试阶段采用800kV高压输 A.原线圈的匝数为50 电，输送功率为2.6×109W,关于该输电线 B.输入电压的频率为100Hz 路，下列说法正确的是 C.原线圈的输入功率为11W A.输电电流为3.25×106A 当 D.流过原线圈的电流最大值为0.11A B.输电电流为3.25×103A 16.(多选)(2026·河北卷，6分)图1为一种等 C.若输送功率不变，提高输电电压，则输电损 离子体工作电路，理想变压器原线圈两端接 耗会增加 蠻 电压为U的正弦交流电源，原、副线圈的匝 D.若输送功率不变，提高输电电压，则输电 数分别为n1、2,R为保护电阻.稳定工作时 损耗会减小 交流电流表的读数为I,若等离子体可等效为 18.(2026·江苏卷，4分)使用高压输电，若发电 抑 定值电阻，其两端的正弦交流电压波形如图 站的输出功率不变，输电线的总电阻不变，将 2所示，Um为电压峰值，T为周期，则下列说 输电线中的电流降为原来的一半，则输电线 法正确的是 ( 上损耗的功率变为原来的 等离子体 A.2倍 B.4 C.不变 D.4倍 图1 19.(2025·福建卷，4分)如图甲所示，理想变压 器原、副线圈匝数比为4：1，在副线圈的回 路中接有理想交流电压表和阻值分别为R1、 3T 2 R2的电阻，其中R1=2R2,原线圈接到如图乙 图2 所示的正弦式交流电路中，则 117 u(V) C.变压器的输入功率为10.5kW 482 ⊙RRI D.两副线圈输出电压最大值均为220V 0.25 2.5ts) 22.(2025·安徽卷，4分)某理想变压器的实验 图甲 图乙 电路如图所示，原、副线圈总匝数之比n1：n2 A.交流电的周期为2.5s =1：3,④为理想交流电流表.初始时，输人端a、 B.电压表示数为12V b间接入电压u=12√2sin(100π)V的正弦式交 C.副线圈干路中的电流为R1中电流的2倍 流电，变压器的滑动触头P位于副线圈的正 D.原副线圈功率之比为4：1 中间，电阻箱R的阻值调为62.要使电流表 20.(2025·广西卷，4分)某变压器输人正弦交 的示数变为2.0A,下列操作正确的是 流电的电压有效值为220V,输出电压最大 值为11√2V,该变压器视为理想变压器，其 原、副线圈匝数之比为 A.20:√2 B.20√2：1 C.20:1 D.1:20 A.电阻箱R的阻值调为182 21.(多选)(2025·云南卷，6分)电动汽车充电桩 的供电变压器（视为理想变压器）示意图如图 B.副线圈接入电路的匝数调为其总匝数的 3 所示.变压器原线圈的匝数为1，输人电压U1 C.输入端电压调为u=12√2sin(50πt)V =1.1kV;两副线圈的匝数分别为n2和n3,输 D.输入端电压调为u=6√2sin(100πt)V 出电压U2=U3=220V.当T、Ⅱ区充电桩同时工 23.(2025·湖南卷，4分)如图，某小组设计了灯 作时，两副线圈的输出功率分别为7.0kW和 泡亮度可调的电路，a、b、c为固定的三个触 3.5kW,下列说法正确的是 点，理想变压器原、副线圈匝数比为，灯泡L 和三个电阻的阻值均恒为R,交变电源输出 n2 U2I区充电桩 电压的有效值恒为U.开关S与不同触点相 U n 连，下列说法正确的是 U. Ⅱ区充电桩 A.n1:n2=5:1 B.n1:n3=1:5 118 A.S与a相连，灯泡的电功率最大 C.仅适当增加n2,用户端的电压增大 B.S与a相连，灯泡两端的电压为，kU D.仅适当增加2，整个电路消耗的电功率 k2十3 减小 C.S与b相连，流过灯泡的电流为 U (k2+2)R 26.(2024·湖南卷，4分)根据国家能源局统计， U2 截止到2023年9月，我国风电装机4亿千 D.S与c相连，灯泡的电功率为 (k2+1)R 瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风 24.(2025·广东卷，4分)如图所示，某光伏电站 电设备制造领域居于领先地位.某实验小组 输出功率1000kW、电压400V的交流电， 模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所 经理想变压器升压至10kV后，通过输电线 示.已知发电机转子以角速度ω匀速转动， 输送到变电站，输电线的等效电阻R为52. 升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上 下列说法正确的是 的总电阻可简化为一个定值电阻R。.当用户 变压器输电线 端接一个定值电阻R时，R。上消耗的功率为 光伏电 P.不计其余电阻，下列说法正确的是( 站 升压变压器 降压变压器 A.变压器原、副线圈匝数比为1：100 B.输电线上由R造成的电压损失为500V C.交压器原线圈中的电流为100A A.风速增加，若转子角速度增加一倍，则R。 D.变压器原、副线圈中电流的频率不同 上消耗的功率为4P 25.(多选)(2025·湖北卷，4分)在如图所示的 B.输电线路距离增加，若R。阻值增加一倍， 输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两 则R。上消耗的功率为4P 变压器均为理想变压器，左侧升压变压器的 C.若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则 原、副线圈匝数分别为n1、n2,两变压器间输 R。上消耗的功率为8P 电线路电阻为.下列说法正确的是 D.若在用户端再并联一个完全相同的电阻 发 R,则R。上消耗的功率为6P 机 27.(多选)(2024·全国甲卷，6分)如图，理想变 A.仅增加用户数，r消耗的功率增大 压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触 B.仅增加用户数，用户端的电压增大 头T调节，副线圈回路接有滑动变阻器R、定 119 值电阻R。和R1、开关S.S处于闭合状态，在： 29.(2022·山东卷，3分)如图所示的变压器，输入 原线圈电压U。不变的情况下，为提高R1的 电压为220V,可输出12V、18V、30V电压，匝 热功率，可以 数为m1的原线圈中电压随时间的变化为= Umcos(I00πt).单匝线圈绕过铁芯连接交流电 压表，电压表的示数为0.1V.将阻值为122的 电阻R接在BC两端时，功率为12W.下列说法 正确的是 A.保持T不动，滑动变阻器R的滑片向∫端 滑动 B.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片位 置不变 C.将T向a端移动，滑动变阻器R的滑片向 A.n1为1100匝，Um为220V ∫端滑动 B.BC间线圈匝数为120匝，流过R的电流 为1.4A D.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片向 C.若将R接在AB两端，R两端的电压为 e端滑动 18V,频率为100Hz 28.(多选)(2023·海南卷，4分)如图是工厂利用 D.若将R接在AC两端，流过R的电流为 u=220√2sin100πtV的交流电给36V照明灯 2.5A,周期为0.02s 供电的电路，理想变压器原线圈匝数为1 考向三电磁振荡与电磁波传感器 100,下列说法正确的是 30.(2022·全国乙卷，6分)一点光源以113W 的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为 6×10-7m的光，在离点光源距离为R处每 秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个 A.电源电压有效值为220√2V 普朗克常量为h=6.63×10-34J·s.R约为 B.交变电流的周期为0.02s C.副线圈匝数为180 A.1×102m B.3×102m D.副线圈匝数为240 C.6×102m D.9×102m 120