交变电流、电磁振荡与电磁波自测卷 -2027届高三物理一轮复习基础知识自测

交变电流、电磁振荡与电磁波自测卷 一、单选题（每题4分，共计44分） 1．下列图像中不属于交变电流的是（    ） A． B． C． D． 2．在电子技术中，从某一装置输出的交流信号常常既有高频成分，又有低频成分。现只需要把低频成分输送到下一级装置，以下电路正确的是（　　） A． B． C． D． 3．下图为某风力发电机内部简化图，两磁极间存在匀强磁场。发电期间，风力驱动线圈绕着虚线轴匀速转动，某时刻线圈位于图中所示位置，下列说法正确的是（　　） A．该时刻线圈处于中性面 B．该时刻线圈磁通量变化率为零 C．若该时刻电流方向从a到b，可知线圈顺时针转动 D．当线圈再转过时，流经线圈的电流为零 4．如图甲所示，在水平向右的匀强磁场中，匝数为100匝的矩形线圈绕与线圈平面共面的竖直轴匀速转动，从线圈转到某一位置开始计时，线圈中的瞬时感应电动势e随时间t变化的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　） A．e＝0时，穿过线圈的磁通量为零 B．线圈转动一圈的过程中，穿过线圈磁通量的最大值为×10－4 Wb C．瞬时感应电动势e随时间t的变化关系为e＝22sin D．t＝0时，线圈平面与磁场方向夹角为30° 5．如图所示为某一交变电压的图像，曲线部分为正弦式交流电的部分图像，其峰值为U1=10V，直线部分的电压大小为U2=10V，则该交变电压的有效值为（　　） A． B．10V C． D． 6．如图，一理想的自耦调压变压器A、B之间的线圈总匝数为，在输入端间加上的交流电压，输出端C、B间串联一个“12V、6W”的灯泡和阻值为的定值电阻，要使灯泡能正常工作，则B、P间线圈的匝数为（　　） A． B． C． D． 7．互感器是一种特殊变压器，其原理为法拉第电磁感应定律。如图所示，在输电线路起始端接I、II两个互感器，用来测高压电的电流或电压，I、II两个互感器原、副线圈的匝数比分别为1∶20和200∶1，电流互感器的示数为2A，电压互感器的示数为100V，互感器均视为理想变压器，不计互感线圈的电阻。下列说法正确的是（　　） A．互感器I是电流互感器，互感器II是电压互感器 B．通过输电线的电流为10A C．输电线路的输送电压为2000V D．输电线路的总功率为2.0×104W 8．如图所示。某光伏电站输出功率、电压的交流电，经理想变压器升压至后，通过输电线输送到变电站，输电线的等效电阻R为。下列说法正确的是（    ） A．变压器原、副线圈匝数比为 B．输电线上由R造成的电压损失为 C．变压器原线圈中的电流为 D．变压器原、副线圈中电流的频率不同 9．如图，某小组设计了灯泡亮度可调的电路，a、b、c为固定的三个触点，理想变压器原、副线圈匝数比为k，灯泡L和三个电阻的阻值均恒为R，交变电源输出电压的有效值恒为U。开关S与不同触点相连，下列说法正确的是（　　） A．S与a相连，灯泡的电功率最大 B．S与a相连，灯泡两端的电压为 C．S与b相连，流过灯泡的电流为 D．S与c相连，灯泡的电功率为 10．根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻。当用户端接一个定值电阻R时，上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是（    ） A．风速增加，若转子角速度增加一倍，则上消耗的功率为4P B．输电线路距离增加，若阻值增加一倍，则消耗的功率为4P C．若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则上消耗的功率为8P D．若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则上消耗的功率为6P 11．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比，、为理想交流电流表，已知原线圈回路中电阻，副线圈接入热敏电阻（其阻值随温度的升高而降低），输入端接入的交流电。下列说法正确的是（　　） A．当温度升高时，电流表、的示数均减小 B．当温度升高时，热敏电阻两端的电压一定增大 C．当热敏电阻时，消耗的功率 D．当热敏电阻时，理想变压器原线圈的输入功率最大 二、多选题（每题6分，共计24分） 12．如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，则（　　） A．若仅增大线圈的自感系数，振荡频率增大 B．若i正在减小，则线圈两端电压在增大 C．若i正在增大，电场能正在转化为磁场能 D．若i正在增大，此时A板带正电 13．麦克斯韦在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例：圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。若某时刻连接电容器和电阻R的导线中电流i的方向，及电容器极板间电场强度E的方向如图中所示，则下列说法正确的是（　　）    A．两平行板间的电场正在增强 B．该变化电场产生逆时针方向（俯视）的磁场 C．该变化电场产生的磁场越来越弱 D．电路中的电流正比于板间的电场强度的大小 14．如图所示，a、b间接有效值为30V的正弦交流电，理想变压器匝数比，定值电阻和灯泡电阻的阻值均为，为滑动变阻器，电流表为理想电表，下列说法正确的是（　　） A．当阻值增大时，灯泡变暗 B．当阻值增大时，灯泡变亮 C．当电流表示数为5.0A时， D．当电流表示数为5.0A时， 15．如图所示，在半径为R的圆柱形区域内，有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间均匀增强，变化率为。现将一根长为2R的细导体棒ab按图示位置放置，a、c两点在磁场边界上，b在磁场外，其中c为ab的中点，则（　　） A．该磁场不会向外辐射电磁波 B．a、c两点感生电场的电场强度相同 C．ac的电动势 D．ab的电动势 三、实验题（每空2分，共8分） 16．某实验小组为探究远距离高压输电的节能优点，设计了如下实验。所用实验器材为： 学生电源； 可调变压器、； 电阻箱R； 灯泡L（额定电压为）； 交流电流表，交流电压表， 开关、，导线若干。 部分实验步骤如下： (1)模拟低压输电。按图甲连接电路，选择学生电源交流挡，使输出电压为，闭合，调节电阻箱阻值，使示数为，此时（量程为）示数如图乙所示，为________，学生电源的输出功率为________W。 (2)模拟高压输电。保持学生电源输出电压和电阻箱阻值不变，按图丙连接电路后闭合。调节、，使示数为，此时示数为，则低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的________倍。 (3)示数为，高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了________W。 四、解答题（17题12分，18题12分） 17．如图所示，线圈的面积是，共100匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的转速匀速转动时，求： (1)线圈转动中感应电动势的最大值和有效值； (2)若线圈从经过中性面到开始计时，写出线圈中感应电动势瞬时值表达式； (3)电路中交流电压表和电流表的示数； (4)线圈由图示位置转过的过程中，交变电动势的平均值； (5)线圈由图示位置转过的过程中，通过导线横截面的电荷量． 18．如图所示为某一新能源动力电池充电的供电电路图．升压变压器副线圈两端接有一理想电压表，示数，升压变压器原、副线圈的匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比。充电桩充电时的额定功率，额定电压，变压器均视为理想变压器．求： (1)升压变压器原线圈两端电压以及降压变压器原线圈两端电压； (2)通过输电线上的电流及输电线的总电阻； (3)供电电路的效率。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A D B A C A B B A 题号 11 12 13 14 15 答案 C BC CD BC AD 1．D 【详解】ABC．交变电流的方向随时间做周期性变化，三个图中电流均为交变电流；故ABC错误； D．图中电流大小虽然在周期性变化，但方向不变，是直流电，不是交变电流，故D正确。 故选D。 2．A 【详解】AC．根据交流电路中电容器的通高频阻低频和电感线圈的通低频阻高频作用可知，电容较小的电容器让高频信号通过，但阻碍低频信号通过；电感线圈让低频信号通过，阻止高频信号通过，故A正确，C错误； B．两个电感线圈分别并联在输入端与输出端，电感线圈通低频阻高频，故低频信号会通过被导入地面，无法输出到后级，故B错误； D．同理电感线圈让低频信号通过，阻止高频信号通过，故低频信号会通过被导入地面，无法输出到后级，故D错误。 故选A。 3．D 【详解】AB．该时刻线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量为0，但线圈磁通量变化率最大，产生的感应电动势最大，感应电流最大，不是处于中性面，故AB错误； C．若该时刻电流方向从a到b，图中磁场方向向左，对ab边根据右手定则可知，ab边向下运动切割磁感线，则线圈逆时针转动，故C错误； D．当线圈再转过时，线圈平面与磁场方向垂直，线圈处于中性面，流经线圈的电流为零，故D正确。 故选D。 4．B 【详解】ACD．由图乙可知，线圈转动周期为0.02s，角速度为ω＝＝100πrad/s 由，当t=0时，可得，则瞬时感应电动势e随时间t的变化关系为e＝22sin 当t＝0时，线圈平面与磁场方向夹角为60°，当e＝0时，穿过线圈的磁通量不为零，故ACD错误； B．线圈转动一圈的过程中，穿过线圈磁通量的最大值为Φm＝BS＝＝×10－4 Wb，故B正确。 故选B。 5．A 【详解】根据电流的热效应，在一个周期内，有 解得 故选A。 6．C 【详解】灯泡正常发光，则 故 则副线圈两端的电压 根据，解得 则 故选C。 7．A 【详解】A．互感器I是电流互感器，互感器II是电压互感器，故A正确； B．电流互感器的示数为2A，根据匝数比与电流的反比关系知，通过输电线的电流为 故 B错误； C．电压互感器的示数为100V，根据匝数比与电压比的关系知，输电线路的输送电压为 故 C错误； D．输电线路的总功率为，故D错误。 故选A。 8．B 【详解】A．根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可得 A错误； B．原副线圈两端的功率相等，流过副线圈的电流 输电线上由R造成的电压损失为 B正确； C．变压器原线圈中的电流为 C错误； D．变压器不改变交变电流的频率，变压器原、副线圈中电流的频率相同，D错误。 故选B。 9．B 【详解】设变压器原、副线圈的电压分别为，灯泡L的阻值为R，根据等效电阻的思想有灯泡的等效电阻 灯泡L的阻值 由理想变压器原理，电压关系 电流关系 联立解得 A．值恒定，即等效负载恒定，当S与c相连时，原线圈所在电路的总电阻最小，流过原线圈的电流最大，根据变压器原副线圈电流关系可知副线圈电流最大，根据可知灯泡的电功率最大，故A错误； B．S与a相连，变压器原线圈电压 灯泡两端的电压为 B正确； C．S与b相连，变压器原线圈电路接入两个电阻，变压器原线圈的电流 流过灯泡的电流 C错误； D．S与c相连，变压器原线圈电路接入一个电阻，变压器原线圈的电流 流过灯泡的电流 灯泡的电功率为 D错误。 故选B。 10．A 【详解】 如图为等效电路图，设降压变压器的原副线圈匝数比为，则输电线上的电流为 转子在磁场中转动时产生的电动势为 A．当转子角速度增加一倍时，升压变压器原副线圈两端电压都增加一倍，输电线上的电流变为，故上消耗的电功率变为原来的4倍，故A正确； C．升压变压器副线圈匝数增加一倍，副线圈两端电压增加一倍，输电线上的电流增加一倍，故上消耗的电功率变为原来的4倍，故C错误； B．若阻值增加一倍，输电线路上的电流 消耗的功率 故B错误； D．若在用户端并联一个完全相同的电阻R，用户端电阻减为原来的一半，输电线上的电流为 消耗的功率 故D错误。 故选A。 11．C 【详解】A．二次侧有 一次侧有 又， 联立得 温度升高，热敏电阻减小，、均增大，故A错误； B． 由于增大，、不变，则、均减小，故B错误； C．电压 热敏电阻 代入 解得 根据比例关系得 消耗的功率，故C正确； D．理想变压器原线圈的输入功率 根据二次函数的知识可得，最大时，一次侧电流 此时 代入 解得，故D错误。 故选C。 12．BC 【详解】A．根据 可知若仅增大线圈的自感系数，振荡频率减小；若仅增大电容器的电容，振荡频率减小，故A错误； B．若i正在减小，则线圈正在给电容器充电，磁场能正在减小，电场能正在增大，电容器极板间电压正在增大，即线圈两端电压在增大，故B正确； CD．若i正在增大，则电容器正在放电，电场能正在减小，磁场能正在增大，电场能正在转化为磁场能，由于该时刻电流i的方向指向A板，则此时A板带负电，故C正确，D错误。 故选BC。 13．CD 【详解】A．由电容器中电场方向可知电容器的上极板带负电，下极板带正电，电流是由下极板通过电阻R流向上极板，故电容器正在放电，电容器的电荷量正在减少，两平行板间的电压减小，其中的电场正在减弱，故A错误； B．由题意可知产生的磁场相当于由上极板直接流向下极板的电流所产生的磁场，由安培定则可知产生的磁场为顺时针方向（俯视），故B错误； C．两平行板间的电压减小，由欧姆定律可知通过电阻R的电流减小，由题意：产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场，故该变化电场产生的磁场越来越弱，故C正确； D．设电容器的电压为U，板间距离为d,板间的电场强度的大小为E，则有 而电路中的电流为 可知电路中的电流正比于板间的电场强度的大小，故D正确。 故选CD。 14．BC 【详解】AB．设原线圈两端电压为 ，两个副线圈两端电压分别为 、。根据理想变压器电压与匝数成正比，有 由题图知 ，故 对于灯泡支路，电流 对于支路，电流 。 根据理想变压器电流关系 代入匝数比得 将电流表达式代入得 整理得 原线圈回路电压方程为 联立上述方程得 当 阻值增大时，由于 不变，故 增大。因为 ，所以 增大，灯泡功率 增大，灯泡变亮。故 A 错误，B 正确。 CD．当电流表示数 时，由 解得 此时 流过灯泡的电流 由 解得。 则 。故 C 正确，D 错误。 故选BC。 15．AD 【详解】A．磁感应强度随时间均匀变化，感生稳定的电场，该磁场不会向外辐射电磁波，故A正确； B．磁感应强度随时间均匀增强，电场线为逆时针方向的同心圆，a、c两点感生电场的电场强度方向不同，故B错误； C．连接Oa和Oc，Oac构成等边三角形，电场线垂直于Oa和Oc，电子不发生定向移动，由法拉第电磁感应定律可得ac的电动势，故C错误； D．连接Ob，三角形Oab中，Ob和Oc所围磁场区域为圆心角30°的扇形，根据法拉第电磁感应定律可得，故D正确。 故选AD。 16．(1) 200 2.4 (2)100 (3)0.9 【详解】（1）[1]根据题图可知电流表的分度值为5mA，故读数为200mA； [2]学生电源的输出功率 （2）低压输电时电阻箱消耗的功率为 电阻箱的接入的电阻为 高压输电时，电阻箱消耗的功率为 可得 即低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的100倍。 （3）示数为时，学生电源的输出功率 高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了 17．(1)100V，50V (2) (3)40V，5A (4) (5) 【详解】（1）角速度 线圈转动中感应电动势的最大值 有效值 （2）若线圈从经过中性面到开始计时，线圈中感应电动势瞬时值表达式 （3）电路中交流电流表的示数 电压表示数 （4）线圈由图示位置转过的过程中，交变电动势的平均值 （5）线圈由图示位置转过的过程中，通过导线横截面的电荷量 18．(1)， (2)， (3) 【详解】（1）根据理想变压器两端电压与匝数的关系 得 额定电压，根据 得 （2）充电桩充电时的额定功率，可知降压变压器的输入功率为，通过输电线上的电流 输电线电压降 输电线的总电阻 （3）配电设施的输出功率 供电电路的效率 - 2 - 学科网（北京）股份有限公司 $