【二轮必做】2011届高考物理二轮总复习专题过关检测--专题：交变电流电磁场电磁波(全部含详细答案解析)

交变电流复习题1．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是 （ ） A ．电磁波是横波 B ．电磁波的传播需要介质 C ．电磁波能产生干涉和衍射现象D ．电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直2．处在匀强磁场中的矩形线圈abcd ，以恒定的角速度绕ab 边转动，磁场方向平行于纸面并与ab 垂直。

在t=0时刻，线圈平面与纸面重合（如图），线圈的cd 边离开纸面向外运动。

若规定由a →b →c →d →a 方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流I 随时间t 变化的图线是 （ ）3．一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e 随时间t 的变化规律如图所示，下列说法中正确的是（ ）A ．t 1时刻通过线圈的磁通量为零B ．2时刻通过线圈的磁通量绝对值最大C ．t 3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D ．每当e 转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大4．雷达是利用无线电波的回波来探测目标方向和距离的一种装置，雷达的天线犹如喊话筒，能使电脉冲的能量集中向某一方向发射；接收机的作用则与人耳相仿，用以接收雷达发射机所发出电脉冲的回波。

测速雷达主要是利用多普勒效应原理，可由回波的频率改变数值，计算出目标与雷达的相对速度。

以下说法不正确的是 （ ）A ．雷达发射的是不连续的电磁波B ．雷达用的是微波波段的无线电波C ．目标离雷达天线而去时，反射信号频率将高于发射信号频率D ．目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射信号频率5．如图，在匀强磁场中水平放置一平行金属导轨（电阻不计），且与大螺线管M 相接，磁场方向竖直向下，在M 螺线管内同轴放置一小螺线管N ，N中通有正弦交流电t TI i m π2sin=，t =0时刻电流为零，则M 中的感应电流的大小与跨接放于平行导轨上的导体棒ab 的运动情况为（ ）CDabcABA ．t=T/4时刻M 中电流最大B ．t=T/2时刻M 中电流最大C ．导体棒ab 将在导轨上来回运动D ．导体棒ab 将一直向右方（或左方）做直线运动6．在变电站，经常要用交流电表去检测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。

M单元　交变电流 M1　交变电流的产生及描述 图1－6 20．M1[2011·四川卷] 如图1－6所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1 A．那么( ) A．线圈消耗的电功率为4 W B．线圈中感应电流的有效值为2 A C．任意时刻线圈中的感应电动势为e＝4cost D. 任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝sint 【解析】 AC　当线圈从图示位置开始计，此时交变电流的瞬时值表达式为i＝Imcos ωt，当ωt＝60°时，i＝1 A，可解得Im＝2 A，其有效值为I＝＝ A，B错误；回路消耗的功率P＝I2R＝4 W，A正确；线圈中感应感应电动势的最大值Em＝ImR＝4 V，所以任意时刻线圈中的感应电动势为e＝4cos t，C正确；磁通量的最大值Φm＝BS＝＝＝＝，则穿过线圈任意时刻的磁通量Φ＝sin t，D错误． 19．L3 M1[2011·安徽卷] 如图1－11所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界)．则线框内产生的感应电流的有效值为( ) 图1－11 A. B. C. D. 【解析】 D　线框在磁场中转动时产生感应电动势最大值Em＝，感应电流最大值Im＝，在转动过程中I—t图象如图所示(以逆时针方向为正方向)：设该感应电流的有效值为I，在一个周期T内：I2RT＝IR·T，解得：I＝＝，故选项ABC错误，选项D正确． 图1 图2 4．M1[2011·天津卷] 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示．产生的交变电动势的图象如图2所示，则( ) A．t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零 B．t＝0.01 s时线框平面与中性面重合 C. 线框产生的交变电动势有效值为311 V D. 线框产生的交变电动势频率为100 Hz 4．[2011·天津卷] B　【解析】 由图2可知，正弦交流电的最大值为311 V，周期T＝0.02 s，所以该交流电的有效值为U有＝＝ V≈220 V，频率f＝＝50 Hz，CD错；由图2，t＝0.005 s时电动势最大，磁通量的变化率最大，A错；由图2，t＝0.01 s时电动势为0，磁通量变化率为0，但磁通量最大，线框处于中性面位置，B正确．M2　变压器　远距离输电 20．M2[2011·山东卷] 为保证用户电压稳定在220 V，变电所需适时进行调压，图1－5甲为调压变压器示意图．保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压．某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图1－5乙所示．以下正确的是( ) 图1－5 A．u2＝190 sin(50πt) V B．u2＝190 sin(100πt) V C．为使用户电压稳定在220 V，应将P适当下移 D．为使用户电压稳定在220 V，应将P适当上移 【解析】 BD　由图乙可知，交变电流的最大值为190 V，周期为0.02 s，ω＝＝100π rad/s，所以A项错误，B项正确．为了让用户得到220 V的电压，由＝可知，要想使电压u2升高，n1必须变小，C项错误，D项正确． M3　交变电流综合 17．M3[2011·课标全国卷] 如图1－3所示，一理想变压器原副线圈的匝数比为12；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则( ) 图1－3 A．U＝110 V，I＝0.2 A B．U＝110 V，I＝0.05 A C．U＝110 V，I＝0.2 A D．U＝110 V，I＝0.2 A 【解析】 A　由意知，＝，U2＝220 V，因＝，故U＝110 V，即电压表的读数为110 V；理想变压器中，P出＝P入＝UI，故I＝＝ A＝0.2 A，即电流表的读数为0.2 A，A正确． 11．M3[2011·海南物理卷] 如图1－8所示，理想变压器原线圈与一10 V的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a和b，小灯泡a的额定功率为0.3 W，正常发光时电阻为30 Ω.已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09 A，可计算出原、副线圈的匝数比为________，流过灯泡b的电流为________A . 图1－9 【答案】 103　0.2 【解析】 小灯泡a正常发光，由P＝I2R和I＝可求得，小灯泡a两端电压即副线圈电压Ua＝Ub＝U2＝3 V，通过小灯泡a的电流Ia＝0.1 A，由理想变压器电压与匝数成正比可得，＝＝；对理想变压器，输出功率和输入功率相等，P1＝P2，即I1U1＝I2U2，可得副线圈总电流I2＝0.3 A，利用并联电路特点可得，Ib＝I2－Ia＝0.2 A. 19．M3[2011·广东物理卷] 图7甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55Ω，A、V为理想电流表和电压表．若原线圈接入如图7乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，下列表述正确的是( ) 甲 乙 图7 A．电流表的示数为2A B．原、副线圈的匝数比为12 C．电压表的示数为电压的有效值 D．原线圈中交变电压的频率为100Hz 19．M3[2011·广东物理卷] AC　【解析】 电流表、电压表测量值均为有效值，由交流电的波形图可知，原线圈电压有效值为U1＝220 V，由电压表示数可知，副线圈电压有效值为U2＝110 V，则＝＝；由欧姆定律得，电流表示数I2＝＝2 A；由交流电波形图知，T＝0.02 s，故f＝＝50 Hz，综上分析AC选项正确． 16．M3[2011·浙江卷] 如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1＝800和n2＝200的两个线圈，上线圈两端与u＝51sin314t V的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是( ) A．2.0 V B．9.0 V C．12.7V D．144.0 V 【解析】 A　根据理想变压器电压关系＝可知，下线圈两端的电压有效值为U2＝ V≈9.0 V，交流电压表测量的是有效值，考虑到实际有损耗，故实际读数应该小于9.0 V，故选项B、C、D错误，A正确． 13. M3[2011·江苏物理卷] 图为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交电压的u－t图象如图所示．若只在ce间接一只Rce＝400 Ω的电阻，或只在de间接一只Rde＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W. (1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式； (2)求只在ce间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I1； (3)求ce和de间线圈的匝数比. 图12 13．M3[2011·江苏物理卷]【解析】 (1)由图知ω＝200π rad/s 电压瞬时值uab＝400sin200πt(V) (2)电压有效值U1＝200 V 理想变压器P1＝P2 原线圈中的电流I1＝ 解得I1＝0.28 A(或 A) (3)设ab间匝数为n1 ＝ 同理＝ 由意知＝ 解得＝ 代入数据得＝ 15．M3[2011·福建卷] 图1－2甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n2＝51，电阻R＝20 Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图1－2乙所示．现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光．下列说法正确的是( ) 图1－2 A．输入电压u的表达式u＝20sin50πt V B．只断开S2后，L1、L2均正常发光 C．只断开S2后，原线圈的输入功率增大 D．若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W 15．M3[2011·福建卷] D　【解析】 由图乙，T＝0.02 s，所以ω＝＝100π rad/s，u＝Emsinωt＝20sin100πt V，A错；只断开S2，副线圈电压U2不变，但副线圈总电阻R副增大，流过L1、L2的电流减小且每个小灯泡两端的电压小于其额定电压，无法正常发光，由P副＝可得，副线圈的功率减小，副线圈的功率决定原线圈的功率，所以原线圈的输入功率减小，BC错；由＝得U2＝4 V，所以S1接到2后，R消耗的电功率P＝＝ W＝0.8 W，D正确． 1．2011·济南一模一理想变压器原、副线圈匝数比n1n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图X24－1所示，副线圈仅接入一个10 Ω的电阻，则( ) 图X24－1 A．流过电阻的最大电流是20 A B．与电阻并联的电压表的示数是141 V C．变压器的输入功率是1×103 W D．在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是2×103 J 1．C　【解析】 由图象知，输入电压的最大值为220 V，周期为0.02 s，由电压与匝数比关系知，输出电压最大值为100 V，流过电阻的电流最大值为10 A，输出电压有效值为100 V，电流有效值为10 A，输出功率为1000 W，电阻在一个周期内产生焦耳热为20 J，故A、B、D错误，C正确． ．2011·苏北模拟如图X24－3所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝ T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5 m2，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝200 rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈线接入一只“220 V，60 W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A，下列说法正确的是( ) 图X24－3 A．图示位置穿过线框的磁通量为零 B．线框中产生交变电压的有效值为500 V C．变压器原、副线圈匝数之比为2511 D．允许变压器输出的最大功率为5000 W ．CD　【解析】 图示位置穿过线框的磁通量最大，A错；产生的交变电流的最大电动势Em＝NBSω＝500 V，有效值为500 V，B错；变压器原、副线圈匝数之比为500∶220＝25∶11，C对；允许变压器输出的最大功率为500×10 W＝5000 W，D对． . [2011·苏北模拟如图X24－4甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，电阻R＝22 Ω，各电表均为理想电表．原线圈输入电压的变化规律如图乙所示．下列说法正确的是( ) 甲 乙 图X24－4 A．该输入电压的频率为100 Hz B．电压表的示数为22 V C．电流表的示数是1 A D．电阻R消耗的电功率是22 W ．BD　【解析】 由图象可知，原线圈输入电压的周期T＝0.02 s，频率为f＝50 Hz，A错；原线圈输入电压的有效值为220 V，副线圈的输出电压为22 V，B对；电阻R消耗的电功率是P＝ W＝22 W，电流表的示数是I＝ A＝0.1 A，C错，D对． ．2011·潍坊一模图X24－6为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻R＝10 Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为41，副线圈与用电器R0组成闭合电路．若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压u＝220sin100πt(V)，当用电器电阻R0＝11 Ω时( ) 图X24－6 A．通过用电器R0的电流有效值是20 A B．升压变压器的输入功率为4650 W C．发电机中的电流变化频率为100 Hz D．当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率减小 ．AB　【解析】 由T2的副线圈两端电压的表达式知，副线圈两端的电压有效值为220 V，电流为I＝ A＝20 A，A对；由于输电线电流I′＝ A＝5 A，所以升压变压器的输入功率为P＝P线＋PR0＝52×10 W＋202×11 W＝4650 W，B对；发电机中的电流变化频率与T2的副线圈两端电压的频率相同，也为50 Hz，C错；当用电器的电阻R0减小时，其消耗的功率变大，发电机的输出功率变大，D错． ．2011·德州模拟如图X25－1所示，两块相距为d的水平放置的金属板组成一个平行板电容器，用导线、开关S将其与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场中，两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面绝缘且水平， 图X25－1 在其上表面静止放置一个质量为m、电荷量＋q的小球．已知S断开时传感器上有示数，S闭合后传感器上的示数变为原来的二倍，则穿过线圈的磁场的磁感应强度变化情况和磁通量变化率分别是( ) A．正在增强，＝ B．正在增强，＝ C．正在减弱，＝ D．正在减弱，＝ ．D　【解析】 S闭合后传感器上的示数变为原来的2倍，说明小球受到了向下的电场力作用，大小为mg，故板间电压为，线圈产生的感应电动势E＝n＝，则＝，电容器上极板带正电，由楞次定律知，磁感应强度正在减弱，D对． ．2011·甘肃模拟图X25－2是一火警报警器电路的示意图．其中R3为用 半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而增大．值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器．当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是( ) 图X25－2 A．I变大，U变小 B．I变小，U变大 C．I变小，U变小 D．I变大，U变大 ．D　【解析】 当R3处出现火情时，其电阻增大，电路中的总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，所以报警器两端的电压增大，其中电流表支路的电流也增大． ．2011·苏北模拟在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作．传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象，则如图X25－5所示的图象中可能正确的是( ) A B C D 图X25－5 ．D　【解析】 该同学站在压力传感器上完成一次下蹲动作过程中，先向下加速，后向下减速，其加速度先向下后向上，即先失重后超重，D对．。

高考物第二轮复习交变电流11．如图所示，动圈式话筒能够将声音转变为微弱的电信号（交变电流）．产生的电信号一般都不是直接送给扩音机，而是经过一只变压器（视为想变压器）之后再送给扩音机放大，变压器的作用是为了减少电信号沿导线传输过程中的电能损失，关于话筒内的这只变压器，下列判断正确的是A．一定是降压变压器，因为P=I2R，降压后电流减少，导线上损失的电能减少B．一定是降压变压器，因为P=U2/R，降压后电压降低，导线上损失的电能减少．一定是升压变压器，因为I=U/R，升压后，电流增大，使到达扩音机的信号加强D．一定是升压变压器，因为P=UI，升压后，电流减小，导线上损失的电能减少2．如图所示，想变压器的原、副线圈匝比为1∶5，原线圈两端的交变电压为＝20 100π V．氖泡在两端电压超过100 V后才发光，下列说法中正确的有( )A．开关接通后，氖泡不发光B．开关接通后，电压表的示为100 V．开关接通后，氖泡的发光频率为100 HzD．开关断开后，变压器的输出功率不变3．如图所示想变压器原副线圈匝比为1∶2，两端分别接有四个阻值相同的灯泡，已知4盏灯均能发光，则L1和L2的功率之比为( )A．1∶1 B．1∶3．9∶1 D．3∶14、如图所示，想变压器原、副线圈的匝比是10∶1，原线圈输入交变电压π（V），在副线圈中串接有想电流表和定值电阻R，电容器并联在电阻R两端，电阻阻值R=10Ω，关于电路分析，下列说法中正确的是：（ ）A 、电流表示是1AB 、电流表示是2A、电阻R 消耗的电功率为10W D 、电容器的耐压值至少是210V答案：D 解析：由变压公式，副线圈输出电压为10V ，由于交变电流可以通过并联在电阻R 两端的电容器，所以不能应用欧姆定律计算电流表示，选项AB 错误；电阻R 消耗的电功率为P=102/10W=10W ，选项正确；副线圈输出电压最大值为210V ，电容器的耐压值至少是210V ，选项D 正确。

高考物第二轮复习交变电流21如图甲所示，想变压器原副线圈的匝比为101，b 是原线圈的中心抽头，图中电表均为想的交流电表，定值电阻R =10Ω，其余电阻均不计．从某时刻开始在原线圈c 、d 两端加上如图乙所示的交变电压。

则下列说法中正确的有A ．当单刀双掷开关与连接时，电压表的示为311VB ．当单刀双掷开关与b 连接且在001时，电流表示为22A．当单刀双掷开关由拨向b 时，副线圈输出电压的频率变为25HzD ．当单刀双掷开关由拨向b 时，原线圈的输入功率变大答案：BD 解析：当单刀双掷开关与连接时，电压表的示为22V ，选项A 错误；当单刀双掷开关与b 连接且在001时，电流表示为22A ，选项B 正确；当单刀双掷开关由拨向b 时，副线圈输出电压的频率仍为50Hz ，选项错误；当单刀双掷开关由拨向b 时，副线圈输出电压为44V ，副线圈输出功率增大，原线圈的输入功率变大，选项D 正确。

[XXK]2如图2甲所示，一个想变压器图2s 乙甲原、副线圈的匝比1：2=6：1，副线圈两端接三条支路，每条支路上都接有一只灯泡，电路中L为电感线圈、为电容器、R为定值电阻。

当原线圈两端接有如图2乙所示的交流电时，三只灯泡都能发光。

如果加在原线圈两端的交流电的最大值保持不变，而将其频率变为原的2倍，则对于交流电的频率改变之后与改变前相比，下列说法中正确的是（）A．副线圈两端的电压有效值均为216VB．副线圈两端的电压有效值均为6V．灯泡Ⅰ变亮D．灯泡Ⅲ变亮答案：BD解析：由变压器变压公式，将其频率变为原的2倍，副线圈输出电压不变，副线圈两端的电压有效值均为6V，选项A错误B正确；将其频率变为原的2倍，灯泡Ⅰ亮度不变。

由于容抗变小，感抗变大，灯泡Ⅲ变亮，灯泡II变暗，选项错误D正确。

[||]3如图所示，某变电站用10V的高压向10外的小区供电，输送的电功率为200W。

现要求在输电线路上损耗的功率不超过输送电功率的2%，下列不同规格的输电线中，符合要求的是06答案：D解析：由P=UI解得输电电流I=P/U=20A。

专题分层突破练10 恒定电流和交变电流A组基础巩固练1.(浙江6月选考)我国1 100 kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流,用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。

下列说法正确的是( )A.送电端先升压再整流B.用户端先降压再变交流C.1 100 kV是指交变电流的最大值D.输电功率由送电端电压决定2.(多选)(湖南岳阳二模)某实验小组发现一个滑动变阻器发生了断路故障,为了检测断路的位置,实验小组设计了如图所示的电路,a、b、c、d、e 是滑动变阻器上间距相同的五个位置(a、e为滑动变阻器的两个端点)。

实验小组将滑动变阻器的滑片分别置于a、b、c、d、x(x是d、e间某一位置)、e进行测量,把相应的电流表示数记录在下表中。

已知定值电阻阻值为R,电源内阻和电流表内阻可忽略。

下列说法正确的是( )A.滑动变阻器cd间发生了断路B.滑片在x位置的电流表示数的可能值为0.85 AC.滑片在x位置的电流表示数的可能值为0.40 AD.若滑动变阻器未断路时,其电阻丝的总电阻为4R3.(山东烟台模拟)如图所示,将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环,接入电路中,电路与圆环的接触点O点固定,P为电路与圆环良好接触的滑片,电源的电动势为E,内阻为r,闭合开关S,在滑片P缓慢地从m点开始经n点移到q点的过程中,下列说法正确的是( )A.电压表和电流表的示数都一直变大B.灯L1先变暗后变亮,电流表的示数一直变小C.灯L2先变暗后变亮,电压表的示数先变大后变小D.电容器C所带的电荷量先减少后增多4.(多选)(山东临沂模拟)如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1,电路中R1=100 Ω、R2=15 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为15 Ω,图中电表均为理想交流电表,a、b间的电压如图乙所示,下列说法正确的是( )A.该交变电流的频率为50 HzB.滑动变阻器的滑片向下滑动时,电压表的示数变大C.滑动变阻器的滑片向下滑动时,电流表的示数变大D.滑动变阻器接入电阻最大时,电流表的示数为1 A5.(山东聊城二模)国家为节约电能,执行峰谷分时电价政策,引导用户错峰用电。

交变电流【满分：110分时间：90分钟】一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。

在每小题给出的四个选项中， 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

）1．在如图所示的电路中，理想变压器的匝数比为2:1，四个标有“6 V、6 W”的完全相同的灯泡L1、L2、L3、L4，按如图方式接入电路，其中L1恰能正常发光；忽略灯泡电阻随电压的变化，电路中的电表均为理想交流电表，下列选项中正确的是( )错误！未指定书签。

A．L2、L3、L4均能正常发光B．电流表的示数为0.5 AC．m、n两点间所加的电压为14 VD．整个电路消耗的总功率为18 W【答案】 C错误！未指定书签。

考点：变压器【名师点睛】对于变压器问题；首先知道电压和电流与匝数的关系；变压器的输入功率等于输出功率；一般是先从初级电压开始计算次级电压，然后从次级电流和功率讨论初级功率．4．在匀强磁场中一矩形金属框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则( )错误！未指定书签。

A．t＝0.01 s时线框平面与中性面重合B．t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零C．线框产生的交变电动势有效值为311 VD．线框产生的交变电动势频率为100 Hz【答案】 A【解析】【详解】由图乙可知，当0.01s时，感应电动势为零，则此时穿过线框回路的磁通量最大，处于中性面，故A正确；由图乙可知，当0.005s时，感应电动势最大，则此时穿过线框回路的磁通量变化率最大，故B错误；线框产生的产变电动势的有效值：错误！未指定书签。

，故C 错误；由图可知，交流电的周期为0.02s ，则频率为：，故D 错误。

所以A 正确，BCD 错误。

5．如图甲是远距离输电线路示意图，图乙是用户端电压随时间变化的图象，则( )错误！未指定书签。

A ．发电机产生的交流电的频率是100 HzB ．降压变压器输出的电压有效值是340 VC ．输电线的电流仅由输送功率决定D ．仅增加升压变压器的副线圈匝数，其他条件不变，输电线上损失的功率减小【答案】 D错误！未指定书签。

专题8 电磁感应与电路、交变电流说明：1．本卷主要考查电磁感应与电路、交变电流。

2．考试时间60分钟，满分100分。

一、选择题：本题共8小题，每小题6分。

在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求。

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．(2020·贵州贵阳检测)阻值相等的三个电阻R 、电容器C 及电池E(内阻不计)连接成如图所示电路．保持S 1闭合，开关S 2断开，电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S 2，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q 2，则Q 1与Q 2的比值为( )A ．12B ．32C ．23D ．13【解析】 开关S 2断开时的等效电路如图甲所示，电路稳定时电容器两极板之间的电压为U 1＝E2，电容器所带的电荷量为Q 1＝CU 1＝CE2；开关S 2闭合后的等效电路如图乙所示，电路稳定时电容器两极板之间的电压为U 2＝E ，电容器所带的电荷量为Q 2＝CU 2＝CE ，则Q 1∶Q 2＝1∶2，即Q 1与Q 2的比值为12，故选项A 正确．【答案】 A2．(2020·湖北省武昌实验中学模拟)用电压为U 的正弦交流电源通过甲、乙两种电路给额定电压为U 0的同一小电珠供电．图甲中R 为滑动变阻器，图乙中理想变压器的原、副线圈匝数分别为n 1、n 2，若电珠均能正常工作，则( )A ．变压器可能是升压变压器B ．n 1∶n 2＝U 0∶UC ．甲、乙电路消耗功率之比为U 2∶U 20 D ．R 两端的电压最大值为2(U －U 0)【解析】 电珠均正常工作，图甲由于滑动变阻器的分压，小电珠正常工作电压U 0小于U ，故图乙变压器应是降压变压器，选项A 错误；由变压器变压比公式可知n 1n 2＝UU 0，选项B 错误；两电路中流过小电珠中的电流相等，由P ＝UI 可知，甲乙两电路消耗的功率比为UU 0，选项C 错误；R 两端电压有效值为(U －U 0)，则最大值为2(U －U 0)，选项D 正确．【答案】 D3．(2020·福建福州质检)如图，线圈abcd 固定于分布均匀的磁场中，磁场方向垂直线圈平面．当磁场的磁感应强度B 随时间t 变化时，该磁场对ab 边的安培力大小恒定，下列描述B 随t 变化的图象中，可能正确的是( )【解析】 线圈abcd 中产生的感应电动势E ＝ΔΦΔt ＝ΔBΔt ·S，设线圈的电阻为R ，则线圈中的电流I＝E R ＝ΔB Δt ·S R ，则磁场对ab 边的安培力大小F B ＝BIL ＝B·ΔB Δt ·SL R ，由于F B 大小不变，则B·ΔB Δt 不变，若B 随时间t 均匀变化，ΔB Δt 不变，则B 必然不变，选项A 、C 错误；若B 随时间t 增大，则ΔBΔt 必然减小，故选项B 正确，D 错误．【答案】 B4．(2020·河北石家庄二中模拟)如图所示，导体直导轨OM 和PN 平行且OM 与x 轴重合，两导轨间距为d ，两导轨间垂直纸面向里的匀强磁场沿y 轴方向的宽度按y ＝d|sinπ2dx|的规律分布，两金属圆环固定在同一绝缘平面内，内、外圆环与两导轨接触良好，与两导轨接触良好的导体棒从OP 开始始终垂直导轨沿x 轴正方向以速度v 做匀速运动，规定内圆环a 端电势高于b 端时，a 、b 间的电压u ab 为正，下列u ab ­x 图象可能正确的是( )【解析】 导体棒在匀强磁场的第一个区域内运动时，前半个区域，通过大圆环的电流为顺时针方向，且根据法拉第电磁感应定律，内圆环a 端电势高于b 端，后半个区域，内圆环a 端电势低于b 端，可能正确的是图D.【答案】 D5．(2020·安徽师大附中模拟)一质量为m 、电阻为r 的金属杆ab ，以一定的初速度v 0从一光滑平行金属导轨底端向上滑行，导轨平面与水平面成30°角，两导轨上端用一电阻R 相连，如图所示，磁场垂直斜面向上，导轨的电阻不计，金属杆始终与导轨接触良好，金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为v，则金属杆在滑行过程中( )A．向上滑行与向下滑行的时间相等B．向上滑行与向下滑行时电阻R上产生的热量相等C．向上滑行与向下滑行时通过金属杆的电荷量相等D．向上滑行与向下滑行时金属杆克服安培力做的功相等【解析】金属杆向上滑行过程中受到的安培力沿斜面向下，设运动的加速度为a1，金属杆向下滑行过程中，受到的安培力沿斜面向上，设运动的加速度为a2，由牛顿第二定律分别有：F＋mgsin θ＝ma1和mgsi n θ－F＝ma2，可知a1＞a2，又上滑和下滑位移相等，故金属杆向上滑行的时间小于向下滑行的时间，则选项A错误；金属杆滑行过程中，通过金属杆的电荷量q＝I t＝ER＋rt＝ΔΦΔtΔtR＋r＝BΔSR＋r，而ΔS相同，故向上滑行与向下滑行时通过金属杆的电荷量q相等，则选项C正确；电阻R上产生的热量Q＝I2Rt＝I tR I＝qR I，而电流I＝BL vR＋r，可知金属杆向上滑行和向下滑行时平均速度不同，易知选项B错误；克服安培力做的功W＝F安·s，向上滑行和向下滑行时位移大小s相同，F安＝B I L＝B2L2vR＋r，由金属杆向上滑行和向下滑行的平均速度不同可知克服安培力做的功不相等，选项D错误．【答案】 C6．(2020·湖北武汉4月调研)(多选)将四根完全相同的表面涂有绝缘层的金属丝首尾连接，扭成如图所示四种形状的闭合线圈，图中大圆半径均为小圆半径的两倍，将线圈先后置于同一匀强磁场中，线圈平面均与磁场方向垂直．若磁感应强度从B增大到2B，则线圈中通过的电量最小的是( )【解析】设大圆的面积为S1，小圆的面积为S2.线圈的总电阻为R；选项A中，线圈中通过的电量为Q＝B S1＋S2R；选项B中，线圈中通过的电量为Q＝B S1－S2R；选项C中，线圈中通过的电量为Q＝B S1－S2R ；选项D中，线圈中通过的电量为Q＝B S1＋S2R，选项B、C正确．【答案】 BC7．(2020·浙江杭州模拟)(多选)如图甲所示，一个U形光滑足够长的金属导轨固定在水平桌面上，电阻R＝10 Ω，其余电阻均不计，两导轨间的距离l＝0.2 m，有垂直于桌面向下并随时间变化的匀强磁场，磁感应强度B 随时间变化规律如图乙所示．一个电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨两边垂直．在t ＝0时刻，金属杆紧靠在最左端，杆在外力的作用下以速度v ＝0.5 m/s 向右做匀速运动．当t ＝4 s 时，下列说法中正确的是( )A ．穿过回路的磁通量为0.08 WbB ．流过电阻R 的感应电流的方向为b→aC ．电路中感应电动势大小E ＝0.02 VD ．金属杆所受到的安培力的大小为1.6×10－4N【解析】 t ＝4 s 时，金属杆的位移大小x ＝vt ＝2 m ，由图乙知，4 s 末磁感应强度B ＝0.2 T ，则穿过回路的磁通量φ＝BS ＝Bxl ＝0.08 Wb ，选项A 正确；金属杆切割产生的感应电动势E 1＝Blv ＝0.2×0.2×0.5 V＝0.02 V ，由右手定则，切割产生的感应电流由a 流过电阻R 到b ；由法拉第电磁感应定律，磁通量发生变化产生的感应电动势E 2＝ΔφΔt ＝ΔBΔt·lx＝0.05×0.2×2 V ＝0.02 V ，由楞次定律，E 2的电流方向由a 流过电阻R 到b ，故流过电阻R 的总的感应电流的方向为a→b，选项B 错误；电路中感应电动势大小E ＝E 1＋E 2＝0.04 V ，选项C 错误；电路中感应电流大小I ＝E R＝4×10－3A ，故金属杆所受到的安培力的大小FB ＝BIl ＝0.2×4×10－3×0.2 N＝1.6×10－4N ，选项D 正确． 【答案】 AD8．(2020·湖南十三校联考一)(多选)如图所示，虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图，其主要部件为缓冲滑块K 和质量为m 的缓冲车厢．在缓冲车的底板上，沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ 、MN.缓冲车的底部安装电磁铁(图中未画出)，能产生垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B ，导轨内的缓冲滑块K 由高强度绝缘材料制成，滑块K 上绕有闭合矩形线圈abcd ，线圈的总电阻为R ，匝数为n ，ab 边长为L.假设缓冲车以速度v 0与障碍物C 碰撞后，滑块K 立即停下，而缓冲车厢继续向前移动距离L 后速度为零．已知缓冲车厢与障碍物和线圈的ab 边均没有接触，不计一切摩擦阻力．在这个缓冲过程中，下列说法正确的是( )A ．线圈中的感应电流沿逆时针方向(俯视)，最大感应电流为BLv 0RB ．线圈对电磁铁的作用力使缓冲车厢减速运动，从而实现缓冲C ．此过程中，线圈abcd 产生的焦耳热为Q ＝12mv 2D ．此过程中，通过线圈abcd 的电荷量为q ＝BL2R【解析】 缓冲过程中，线圈内的磁通量增加，由楞次定律知，感应电流方向沿逆时针方向(俯视)，感应电流最大值出现在滑块K 停下的瞬间，大小应为nBLv 0R，A 项错误；线圈中的感应电流对电磁铁的作用力，使车厢减速运动，起到了缓冲的作用，B 项正确；据能量守恒定律可知，车厢的动能全部转换为焦耳热，故Q ＝12mv 20，C 项正确；由q＝I ·Δt、I ＝E R 及E ＝n ΔΦΔt ，可得q ＝nΔΦR ，因缓冲过程ΔΦ＝BL 2，故q ＝nBL2R，D 项错误．【答案】 BC二、非选择题：本大题共4小题，共52分。

第25课时 交变电流 变压器选择题(在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的)1．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是( )A ．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变B ．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次C ．线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次D ．线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次解析 根据交流电的变化规律可得，如果从中性面开始计时有e ＝E m sin ωt 和i ＝I m sin ωt ；如果从垂直于中性面的位置开始计时有e ＝E m cos ωt 和i ＝I m cos ωt ，不难看出：线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向也改变一次；线圈每转动一周，感应电流和感应电动势方向都改变两次。

C 正确。

答案 C2．小型手摇发电机线圈共N 匝，每匝可简化为矩形线圈abcd ，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO ′，线圈绕OO ′匀速转动，如图1所示。

矩形线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e 0，不计线圈电阻，则发电机输出电压( )图1A ．峰值是e 0B ．峰值是2e 0C ．有效值是22Ne 0 D ．有效值是2Ne 0 解析 矩形线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e 0，所以发电机的电动势峰值为2Ne 0，A 、B 错误；由于不计线圈的电阻，所以电机的输出电压峰值为2Ne 0，故有效值为2Ne 02＝2Ne 0，故D 正确。

答案 D3．一正弦交流电源的u －t 图象如图2甲所示，将它接在图乙所示电路的e 、f 两端，若电阻的阻值为110 Ω，电源的内阻不计，交流电压表是量程为250 V 的理想电表，则下列说法中正确的是( )图2A ．通过电阻的电流方向1秒钟改变50次B ．交流电压表示数为220 VC ．产生该交变电流的线圈在磁场中匀速转动的角速度为100π rad/sD ．在1分钟内电阻R 上产生的热量为5.28×104 J解析 由题图甲知交变电流的周期为T ＝0.02 s ，频率f ＝1T＝50 Hz ，而一个周期内电流方向改变两次，即通过电阻的电流方向1秒钟改变100次，A 错；交流电压的峰值为220 2V ，有效值为220 V ，B 对；由ω＝2πT ＝100π rad/s 可知，C 对；由Q ＝U 2Rt 得在1分钟内电阻R 上产生的热量为2.64×104J ，D 错。

专题十二 交变电流 电磁波1．(2011年高考四川卷)如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T ，转轴O 1O 2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A ．那么( )A ．线圈消耗的电功率为4 WB ．线圈中感应电流的有效值为2 AC ．任意时刻线圈中的感应电动势为e ＝4cos 2πTt D ．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝T πsin 2πTt 2．(2011年高考新课标全国卷)如图所示，一理想变压器原副线圈的匝数比为1∶2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V ，额定功率为22 W ；原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U 和I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )A ．U ＝110 V ，I ＝0.2 AB ．U ＝110 V ，I ＝0.05 AC ．U ＝110 2 V ，I ＝0.2 AD ．U ＝110 2 V ，I ＝0.2 2 A3．(2011年高考山东卷)为保证用户电压稳定在220 V ，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图．保持输入电压u 1不变，当滑动接头P 上下移动时可改变输出电压．某次检测得到用户电压u 2随时间t 变化的曲线如图乙所示．以下正确的是( )甲 乙A ．u 1＝1902sin(50πt ) VB ．u 2＝1902sin(100πt ) VC ．为使用户电压稳定在220 V ，应将P 适当下移D ．为使用户电压稳定在220 V ，应将P 适当上移4．(2011年高考天津卷)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则()A．t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零B．t＝0.01 s时线框平面与中性面重合C．线框产生的交变电动势有效值为311 VD．线框产生的交变电动势频率为100 Hz5．(2011年高考浙江卷)如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1＝800和n2＝200的两个线圈，上线圈两端与u＝51sin314t V的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是()A．2.0 V B．9.0 VC．12.7 V D．144.0 V6．(2011年高考广东卷)图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55 Ω，A 、V 为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，下列表述正确的是()A．电流表的示数为2 A B．原、副线圈匝数比为1∶2C．电压表的示数为电压的有效值D．原线圈中交变电压的频率为100 Hz7．(2011年高考江苏卷)图甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u－t图象如图乙所示．若只在ce间接一只R ce＝400 Ω的电阻，或只在de间接一只R de＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.甲 乙(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式；(2)求只在ce 间接400 Ω的电阻时，原线圈中的电流I 1；(3)求ce 和de 间线圈的匝数比n ce n de.专题十二 交变电流 电磁波1．【解析】选AC.线圈在匀强磁场中匀速转动时产生正(或余)弦式交变电流，因为从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，所以瞬时电动势表达式e ＝E m cos ωt ，当转过60°时e＝E m cos60°＝E m 2，而i ＝e R ＝E m 22 Ω＝E m 4Ω＝1 A ，所以E m ＝4 V ．故电动势有效值E ＝E m 2＝2 2 V ，则线圈消耗功率P ＝E 2R ＝(22)22W ＝4 W ，则选项A 正确；线圈中感应电流的有效值I ＝E R＝222A ＝ 2 A ，则选项B 错误；因为E m ＝4 V ，所以e ＝E m cos ωt ＝4cos 2πTt V ，则选项C 正确；因为E m ＝BS ·2πT ，所以Φm ＝BS ＝E m ·T ＝2T ，所以任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝Φm ·sin ωt ＝2T π2πTt ，所以选项D 错误． 2．【解析】选A.由于灯泡正常发光，故灯泡两端电压即副线圈两端电压为U 2＝220 V ，通过灯泡的电流即副线圈中的电流为I 2＝22220 A＝0.1 A ．根据理想变压器电压关系U 1∶U 2＝n 1∶n 2，得U 1＝110 V ，电流关系I 1∶I 2＝n 2∶n 1，得I 1＝0.2 A ，则U ＝U 1＝110 V ，I ＝I 1＝0.2 A ．故选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．3．【解析】选BD.由u 2－t 图象知u 2m ＝1902V ，T ＝2×10－2 s 故ω＝2πT＝100π rad/s ，故u 2＝1902sin(100πt )V .选项A 错误，选项B 正确．由变压器电压与匝数关系u 1u 2＝n 1n 2得u 2＝n 2u 1n 1，可减小n 1以使u 2的有效值增大至220 V ，即将P 适当上移，故选项C 错误，选项D 正确．4．【解析】选B.由图象知，该交变电流电动势峰值为311 V ，交变电动势频率为f ＝50 Hz ，C 、D 错；t ＝0.005时，e ＝311 V ，磁通量变化最快，t ＝0.01 s 时，e ＝0，磁通量最大，线圈处于中性面位置，A 错，B 对．5．【解析】选A.由U 1n 1＝U 2n 2得U 2＝n 2U 1n 1，其中U 1＝512 V ，得U 2＝5142V ≈9.0 V ，因此题中两线圈并非处于理想状态，会出现漏磁，所以交流电压表的读数小于9.0 V ，故选项A 正确．6．【解析】选AC.由I ＝U R 得，I ＝11055A ＝2 A ，A 正确．理想变压器中U 1U 2＝n 1n 2，所以n 1n 2＝U 1U 2＝U m2U 2＝220110＝21，B 错误．测量交流电时电表示数均为有效值，C 正确．由题图乙知T ＝0.02 s ，由f ＝1T 得，f ＝50 Hz ，D 错误．7．【解析】(1)由题图知ω＝200π rad/s电压瞬时值u ab ＝400sin(200πt ) V.(2)电压有效值U 1＝200 2 V理想变压器P 1＝P 2原线圈中的电流I 1＝P1U 1解得I 1≈0.28 A(或25 A)．(3)设ab 间匝数为n 1，则U 1n 1＝Uce n ce同理U 1n 1＝Uden de由题意知U 2ce R ce ＝U 2deR de解得n ce n de ＝R ce R de 代入数据得n cen de ＝43.【答案】(1)u ＝400sin(200πt )V (2)0.28 A 或25 A (3)43。

2011年全国统一高考物理试卷（全国卷Ⅱ）一、选择题（本题共8小题．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．共48分）1．（6分）关于一定量的气体，下列叙述正确的是（）A．气体吸收的热量可以完全转化为功B．气体体积增大时，其内能一定减少C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加D．外界对气体做功，气体内能可能减少2．（6分）如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1＞I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直。

磁感应强度可能为零的点是（）A．a点B．b点C．c点D．d点3．（6分）雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹．设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是（）A．紫光、黄光、蓝光和红光B．紫光、蓝光、黄光和红光C．红光、蓝光、黄光和紫光D．红光、黄光、蓝光和紫光4．（6分）通常一次闪电过程历时约0.2～0.3s，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109V，云地间距离约为l km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C，闪击持续时间约为60μs．假定闪电前云地间的电场是均匀的．根据以上数据，下列判断正确的是（）A．闪电电流的瞬时值可达到1×105AB．整个闪电过程的平均功率约为l×1014WC．闪电前云地间的电场强度约为l×106V/mD．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106J5．（6分）已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量E n=，其中n=2，3…．用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速。