《微專題小練習》物理新高考 第十二章　交變電流　電磁場和電磁波

第十二章交變電流電磁場和電磁波做真題明方向1.[2023·湖南卷](多選)某同學自制了一個手搖交流發(fā)電機，如圖所示．大輪與小輪通過皮帶傳動(皮帶不打滑)，半徑之比為4∶1，小輪與線圈固定在同一轉軸上．線圈是由漆包線繞制而成的邊長為L的正方形，共n匝，總阻值為R.磁體間磁場可視為磁感應強度大小為B的勻強磁場．大輪以角速度ω勻速轉動，帶動小輪及線圈繞轉軸轉動，轉軸與磁場方向垂直．線圈通過導線、滑環(huán)和電刷連接一個阻值恒為R的燈泡．假設發(fā)電時燈泡能發(fā)光且工作在額定電壓以內，下列說法正確的是() A．線圈轉動的角速度為4ωB．燈泡兩端電壓有效值為3eq\r(2)nBL2ωC．若用總長為原來兩倍的相同漆包線重新繞制成邊長仍為L的多匝正方形線圈，則燈泡兩端電壓有效值為eq\f(4\r(2)nBL2ω,3)D．若僅將小輪半徑變?yōu)樵瓉淼膬杀?，則燈泡變得更亮2．[2022·山東卷]如圖所示的變壓器，輸入電壓為220V，可輸出12V、18V、30V電壓，匝數(shù)為n1的原線圈中電隨時間變化為u＝Umcos(100πt).單匝線圈繞過鐵芯連接交流電壓表，電壓表的示數(shù)為V．將阻值為12Ω的電阻R接在BC兩端時，功率為12W．下列說法正確的是()A．n1為1100匝，Um為220VB．BC間線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為AC．若將R接在AB兩端，R兩端的電壓為18V，頻率為100HzD．若將R接在AC兩端，流過R的電流為A，周期為s3.[2022·湖南卷]如圖，理想變壓器原、副線圈總匝數(shù)相同，滑動觸頭P1初始位置在副線圈正中間，輸入端接入電壓有效值恒定的交變電源．定值電阻R1的阻值為R，滑動變阻器R2的最大阻值為9R，滑片P2初始位置在最右端．理想電壓表的示數(shù)為U，理想電流表的示數(shù)為I.下列說法正確的是()A．保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動的過程中，I減小，U不變B．保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動的過程中，R1消耗的功率增大C．保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動的過程中，I減小，U增大D．保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動的過程中，R1消耗的功率減小4．[2023·浙江省選考]如圖所示，虛線是正弦交流電的圖像，實線是另一交流電的圖像，它們的周期T和最大值Um相同，則實線所對應的交流電的有效值U滿足()A．U＝eq\f(Um,2)B．U＝eq\f(\r(2)Um,2)C．U＞eq\f(\r(2)Um,2)D．U＜eq\f(\r(2)Um,2)5.[2021·遼寧卷]如圖所示，N匝正方形閉合金屬線圈abcd邊長為L，線圈處于磁感應強度大小為B的勻強磁場中，繞著與磁場垂直且與線圈共面的軸OO′以角速度ω勻速轉動，ab邊距軸eq\f(L,4).線圈中感應電動勢的有效值為()A．NBL2ωB．eq\f(\r(2),2)NBL2ωC．eq\f(1,2)NBL2ωD．eq\f(\r(2),4)NBL2ω6．[2021·廣東卷]某同學設計了一個充電裝置，如圖所示．假設永磁鐵的往復運動在螺線管中產(chǎn)生近似正弦式交流電，周期為s，電壓最大值為V．理想變壓器原線圈接螺線管，副線圈接充電電路，原、副線圈匝數(shù)比為1∶60.下列說法正確的是()A．交流電的頻率為10HzB．副線圈兩端電壓最大值為3VC．變壓器輸入電壓與永磁鐵磁場強弱無關D．充電電路的輸入功率大于變壓器的輸入功率專題75交變電流的產(chǎn)生和描述1．[2023·廣東省梅州市模擬]如圖，是一臺旋轉電樞式交流發(fā)動機的原理圖，設線圈的角速度為ω，感應電動勢和感應電流的最大值分別為Em和Im，由圖可以判斷下列說法正確的是()A．電流計的左端為表的正極B．交流電的方向在圖乙的位置要改變一次C．如果從圖甲開始計時，線圈產(chǎn)生的感應電動勢表示為e＝EmsinωtD．如果從圖乙開始計時，線圈產(chǎn)生的感應電流表示為i＝Imsinωt2．[2023·遼寧卷]如圖，空間中存在水平向右的勻強磁場，一導體棒繞固定的豎直軸OP在磁場中勻速轉動，且始終平行于OP.導體棒兩端的電勢差u隨時間t變化的圖像可能正確的是()3．[2023·天津市考試]如圖所示，閉合開關后，R＝5Ω的電阻兩端的交流電壓為u＝50eq\r(2)sin10πtV，電壓表和電流表均為理想交流電表，則()A.該交流電周期為sB．電壓表的讀數(shù)為100VC．電流表的讀數(shù)為10AD．電阻的電功率為1kW4．[2023·江蘇省常州市期末]在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉動軸勻速轉動，如圖甲所示，產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示．則下列說法不正確的是()A.t＝s時穿過線框的磁通量最大B．該線圈轉動的角速度大小為πrad/sC．該交變電動勢的瞬時值表達式為e＝22eq\r(2)sin(100πt)VD．線框平面與中性面的夾角為45°時，電動勢瞬時值為22V5.[2023·河北省石家莊調研考試](多選)如圖所示，水平向左的勻強磁場的磁感應強度大小為B，磁場中固定著兩個水平放置的相同金屬圓環(huán)，兩金屬圓環(huán)通過導線與阻值為R的電阻和理想電壓表相連，兩金屬圓環(huán)的圓心在同一豎直線上．現(xiàn)有一導體棒在外力作用下以大小為ω的角速度沿金屬圓環(huán)內側逆時針(俯視)勻速轉動，轉動過程中導體棒始終處于豎直狀態(tài)并且上下兩端始終與金屬圓環(huán)接觸良好，導體棒的長度為L，電阻為r，金屬圓環(huán)的半徑為eq\f(L,2)，金屬圓環(huán)與導線的電阻不計，初始時導體棒在圖示位置，速度與磁感線垂直．以下說法正確的是()A．導體棒每轉動一周電流方向改變一次B．導體棒轉過30°時產(chǎn)生的電動勢為eq\f(\r(3)BL2ω,2)C．電壓表的示數(shù)為eq\f(\r(2)BL2ωR,4（R＋r）)D．導體棒轉動一周外力做功為eq\f(πB2L4ω,4（R＋r）)6．[2023·浙江省選考](多選)發(fā)電機的示意圖如圖甲所示，邊長為L的正方形金屬框，在磁感應強度為B的勻強磁場中以恒定角速度繞OO′軸轉動，阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示．其它電阻不計，圖乙中的Um為已知量．則金屬框轉動一周()A．框內電流方向不變B．電動勢的最大值為UmC．流過電阻的電荷eq\f(2BL2,R)D．電阻產(chǎn)生的焦耳熱eq\f(πUmBL2,R)專題76變壓器遠距離輸電1．近日，小米發(fā)布了“小感量＋磁吸”無線充電預研技術——磁吸式無線充電，通過磁鐵的吸附力，把無線充電發(fā)射線圈和接收線圈緊密結合在一起，將大大降低能量損耗．某次測試中磁吸無線充電底座線圈接于u＝220eq\r(2)sin(100πt)(V)的交流電源，已知發(fā)射線圈和接收線圈匝數(shù)比為11∶1，功率為50W．則()A．接收線圈的工作原理是電流的磁效應B．發(fā)射線圈連接直流電源也能實現(xiàn)無線充電C．若不計能量損耗，接收線圈獲得的電壓最大值為20VD．若不計能量損耗，通過接收線圈的電流有效值為A2．[2023·海南卷](多選)如圖是工廠利用u＝220eq\r(2)sin100πtV的交流電給36V照明燈供電的電路，理想變壓器原線圈匝數(shù)為1100，下列說法正確的是()A．電源電壓有效值為220eq\r(2)VB．交變電流的周期為sC．副線圈匝數(shù)為180D．副線圈匝數(shù)為2403．[2023·江蘇省鹽城市模擬]如圖所示，一理想自耦變壓器線圈右端加有效值恒定的交變電壓，在輸出端連接了理想交流電壓表、燈泡和滑動變阻器R，則()A.僅將Q向下移動時，燈泡的亮度變小B．僅將Q向下移動時，電流表的讀數(shù)變大C．僅將P沿順時針方向移動時，電壓表的讀數(shù)不變D．僅將P沿順時針方向移動時，電流表的讀數(shù)變小4．[2023·湖北省應城市模擬]在無線電電路中常遇到負載與電源不匹配的情況，這時可用變壓器來耦合，通過變壓器使負載和電源匹配起來，如圖所示，正弦交流信號源的電動勢U1＝6V，內阻r＝100Ω，揚聲器(可看作純電阻)的電阻R＝8Ω.理想變壓器原線圈的匝數(shù)n1＝300匝，副線圈的匝數(shù)n2＝100匝．揚聲器的輸出功率為()A．250mWB．88mWC．360mWD．500mW5．[2023·廣東省模擬]如圖所示，原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1的理想變壓器，原線圈與u＝200eq\r(2)sin100πt(V)的正弦交流電源相連，副線圈串聯(lián)一個晶體二極管D(正向電阻為零，反向電阻無窮大)和定值電阻R＝10Ω，則電阻R上消耗的功率為()A．20WB．40WC．200WD．400W6．互感式鉗形電流表內部結構如圖所示，電流表與次級線圈相連，用手柄控制鉗形鐵芯上方開口的開合，則()A．該電流表可用來測量直流電B．次級線圈匝數(shù)越少，電流表讀數(shù)越大C．該電流表測電流時相當于降壓變壓器D．測量時電流表應串聯(lián)在被測通電導線中7．[2023·浙江省臺州市評估]如圖所示，線圈繞垂直于磁場的軸勻速轉動，產(chǎn)生的電動勢e＝111eq\r(2)sin100πt(V).線圈與理想升壓變壓器相連進行遠距離輸電，理想降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為25∶11，降壓變壓器副線圈接入一臺電動機，電動機恰好正常工作，且電動機兩端電壓為220V，輸入功率為1100W，電動機內阻為Ω，輸電線路總電阻為25Ω，線圈及其余導線電阻不計，電表均為理想電表，則()A．圖示位置線圈的磁通量變化率為零B．電動機的機械功率為800WC．輸電線路損失的電功率為121WD．升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為1∶108．[2023·山東省菏澤市模擬](多選)如圖所示的交變電路中，M、N間接u＝60eq\r(2)sin100πt(V)的交流電，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5∶1，定值電阻R1＝10Ω，R2＝2Ω，兩表均為理想交流電表．則下列說法正確的是()A.開關閉合時，電流表的示數(shù)為AB．開關閉合時，電壓表的示數(shù)為10VC．開關閉合時，R1與R2消耗的電功率之比為1∶1D．開關斷開時，電壓表示數(shù)為12V9．[2023·河北省學業(yè)考試模擬](多選)2023年2月16日國家電網(wǎng)金上—湖北±800千伏特高壓直流輸電工程、通山抽水蓄能電站開工建設．如圖是特高壓輸電過程的示意圖，發(fā)電站輸出電壓穩(wěn)定，經(jīng)升壓后被整流成800kV的直流電，經(jīng)輸電線后，被逆變成交流電，再被降壓后供用戶使用，假設電壓在整流和逆變前后有效值不變．則下列說法正確的是()A．將發(fā)電站輸出的電壓整流后仍能利用升壓變壓器升壓B．采用高壓直流輸電時，可減小輸電線路上電感的影響C．用戶越多，輸電線上損耗的功率越大D．保持輸電功率不變，若電壓經(jīng)升壓和整流后為400kV，輸電線上損耗的功率加倍10．[2023·福建省南平市聯(lián)考](多選)如圖所示，變壓器的原線圈兩端連接導軌，副線圈的電阻R相連構成閉合回路，導體棒在垂直于導軌平面的勻強磁場中沿導軌向右勻速切割磁感線．下列說法正確的是()A．電壓表的示數(shù)不為零B．電壓表的示數(shù)為零C．電壓表的示數(shù)不為零D．電壓表的示數(shù)為零11．[2023·安徽省九師聯(lián)盟質量檢測](多選)如圖所示，理想變壓器原線圈兩端電壓為U0，副線圈兩端的電動機M的內阻為r，其熱功率與電功率分別為P1、P2、R0為定值電阻，光敏電阻R(阻值隨著光照的增強而減小)與小燈泡并聯(lián)，在改變光敏電阻的光照強度時，所接的元件都不會燒毀，下列說法正確的是()A．在增大光敏電阻的光照強度時，燈泡變亮，流過電動機的電流變大B．電動機的機械效率為eq\f(P1,P2)×100%C．變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為eq\f(U0,P2)eq\r(\f(P1,r))D．若副線圈兩端的電壓為U，光敏電阻的阻值為R，則經(jīng)過R0的電流大于eq\f(U,R0＋R)12．[2023·張家口市期末]如圖所示，理想變壓器的原線圈接有u＝20eq\r(2)sin100πt(V)的交變電壓，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為5∶1，原線圈兩端接有阻值R1＝10Ω的定值電阻，副線圈上接有阻值R2＝4Ω的定值電阻．則理想交變電流表的示數(shù)為()A．AB．2AC．AD．7A13．[2023·福建省龍巖一中模擬](多選)如圖所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖．升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U1和U2，降壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U3和U4.在輸電線路的起始端接入兩個互感器，兩個互感器原、副線圈的匝數(shù)比分別為10∶1和1∶10，各互感器和電表均為理想的，則下列說法正確的是()A．兩互感器均起到降壓作用B．若電壓表的示數(shù)為220V，電流表的示數(shù)為10A，則線路輸送電功率為220kWC．若保持發(fā)電機輸出電壓U1和用戶數(shù)一定，僅將滑片Q下移，則輸電線損耗功率減少D．若發(fā)電機輸出電壓U1一定，若用戶數(shù)增加，為維持用戶電壓U4一定，可將滑片P上移14．[2021·湖南卷]如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2，輸入端C、D接入電壓有效值恒定的交變電源，燈泡L1、L2的阻值始終與定值電阻R0的阻值相同．在滑動變阻器R的滑片從a端滑動到b端的過程中，兩個燈泡始終發(fā)光且工作在額定電壓以內，下列說法正確的是()A．L1先變暗后變亮，L2一直變亮B．L1先變亮后變暗，L2一直變亮C．L1先變暗后變亮，L2先變亮后變暗D．L1先變亮后變暗，L2先變亮后變暗專題77電磁場和電磁波1．(多選)下列關于機械波和電磁波，下列說法正確的是()A．機械波和電磁波都可以在真空中傳播B．機械波既有橫波又有縱波，而電磁波只有縱波C．電磁波和機械波都能產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象以及多普勒效應D．波速、波長與頻率的關系v＝λf，對機械波和電磁波都適用2．電磁波的頻率范圍很廣，按電磁波的波長或頻率大小的順序把它們排列成譜，叫做電磁波譜，如圖所示．下列說法正確的是()A．移動使用可見光進行Wi-Fi聯(lián)網(wǎng)B．冷物體的紅外輻射比熱物體的紅外輻射強C．紫外線具有的能量足以破壞細胞核中的物質D．X射線的頻率比γ射線的頻率高3．[2023·江蘇省十三中期中考試]圖甲LC振蕩電路中通過Q點的電流(向右為正)變化規(guī)律如圖乙所示，則()A．t＝s時，電容器處于充電狀態(tài)B．t＝s時，電容器上極板帶正電C．t＝s時，Q點的電勢比P點低D．t＝s時，磁場能向電場能轉化4．地面陽光的成分包括44%的可見光、53%的紅外線和3%的紫外線．在大氣層之外，陽光中含有10%的紫外線，大多數(shù)的紫外線被大氣阻擋住而無法到達地表．下列說法正確的是()A．紅外線的頻率比可見光大B．紫外線的波長比可見光長C．紅外線的衍射能力比紫外線弱D．紅外線和紫外線在真空中的傳播速度相同5．下列關于電磁波的說法正確的是()A．X射線能在磁場中偏轉，穿透力較強，可用來進行人體透視B．紫外線有很強的熒光效應，可用于防偽C．麥克斯韋建立了電磁場理論并證實了電磁波的存在D．紅外體溫計是依據(jù)體溫計發(fā)射紅外線來測量體溫的6．第五代移動通信系統(tǒng)(5G)將無線通信與國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結合起來，能為客戶提供各種通信及信息服務，與4G相比，5G使用的電磁波頻率更高．下列關于電磁波敘述正確的是()A．周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波B．電磁波是縱波，不能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象C．電磁波和機械波都依賴于介質才能傳播D．與4G相比，5G使用的電磁波在真空中傳播的速度更快，更容易發(fā)生衍射7．收音機中的調諧電路線圈的電感為L，要想接收波長為λ的電臺信號，應把調諧電路中電容器的電容調至(c為光速)()A．eq\f(λ,2πLc)B．eq\f(1,2π\(zhòng)r(Lcλ))C．eq\f(λ2,2πLc2)D．eq\f(λ2,4π2Lc2)8．下列是一些磁場的磁感應強度B隨時間變化的圖像，其中能在磁場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定電場的是()

專題78實驗：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系利用傳感器制作簡單的自動控制電路1．[2023·湖北省恩施市期中]某校高二物理興趣小組為探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關系，把沒有用導線相連的兩個線圈套在同一閉合的鐵芯上，一個線圈連到學生電源的輸出端，另一個線圈連到小燈泡上，如圖所示，請回答下列問題：(1)線圈應連到學生電源的________(填“DC”或“AC”)輸出端；(2)某同學將與電源相連的線圈匝數(shù)增加，其余裝置不變繼續(xù)實驗，燈泡亮度將________(填“變亮”或“變暗”)，這說明燈泡兩端的電壓________(填“變大”或“變小”)；(3)在某次實驗中，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為120匝和60匝，學生電源輸出電壓為V，考慮到實際使用的變壓器不是理想變壓器，則用多用電表測得燈泡兩端的電壓________(填“大于”“等于”或“小于”)V.2．[2023·河北省邯鄲市模擬]為了描繪一規(guī)格為“220V40W”的白熾燈燈絲的伏安特性曲線，實驗室利用一種稱為自耦變壓器的調壓變壓器進行實驗．該變壓器只有一組線圈L繞在閉合的環(huán)形鐵芯上，輸入端接在220V交流電源的火線與零線之間，輸出端有一個滑動觸頭P，移動它的位置，就可以使輸出電壓在0～220V之間連續(xù)變化．除了圖甲所示的一些實驗器材以外，實驗室還備有開關、導線等實驗器材．(1)將圖甲所示電路補充完整．(2)按照實驗電路圖進行測量，如果電表的內阻一定且影響不能忽略，則電壓較高段與電壓較低段相比較，誤差更大的是________(選填“電壓較高段”或“電壓較低段”)，這是因為________．3．[2023·湖南卷]某探究小組利用半導體薄膜壓力傳感器等元件設計了一個測量微小壓力的裝置，其電路如圖(a)所示，R1、R2、R3為電阻箱，RF為半導體薄膜壓力傳感器，C、D間連接電壓傳感器(內阻無窮大).(1)先用歐姆表“×100”擋粗測RF的阻值，示數(shù)如圖(b)所示，對應的讀數(shù)是_