2024-2025學(xué)年高二物理專項(xiàng)復(fù)習(xí)：交變電流

2024-2025學(xué)年高二物理舉一反三系列3.5交變電流本章測(cè)試B（含答案）3.5交變電流本章測(cè)試B原

卷版

一、單題

1.如圖甲所示為某一小型風(fēng)力交流發(fā)電機(jī)的原理圖，線圈的匝數(shù)為N=100。線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí)，該發(fā)電

機(jī)的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是（）

300

0力〃（、10飛）

R

甲

A.UO.O2s時(shí)線圈平面與中性面垂直B.1s鐘內(nèi)電流方向改變100次

C.0.01s時(shí)線圈的磁通量變化率為3Wb/sD.交流電流表在0.02s時(shí)刻的示數(shù)為0

2.如圖為一理想變壓器，洲為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個(gè)接頭。已知ce和de間線圈的匝數(shù)比為

…de=3：1,原線圈輸入正弦式交變電流。當(dāng)只在ce間接一個(gè)片=45。的電阻，或只在cd間接一個(gè)電阻&時(shí)，

兩種情況下電阻消耗的熱功率相等，則電阻&的阻值為（）

A.150B.200C.25。D.30。

3.手搖發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的正弦交流電經(jīng)理想變壓器給燈泡L供電，其電路如圖所示，當(dāng)線圈以角速度。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，

電壓表示數(shù)為U,燈泡正常發(fā)光。已知發(fā)電機(jī)線圈的電阻為r,燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為R,其他電阻可忽略。設(shè)

變壓器原線圈與副線圈的匝數(shù)比為七則（）

發(fā).電七機(jī)線弋圈轉(zhuǎn)軸

A.燈泡的額定功率為烏

B.發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，通過(guò)發(fā)電機(jī)線圈的電荷量為當(dāng)吆

C.若減小轉(zhuǎn)速，則交流電的頻率變小，但燈泡仍能正常發(fā)光

D.若給副線圈再并聯(lián)一個(gè)相同的燈泡，則燈泡L的亮度不變

4.如圖所示，理想變壓器的原線圈接有電壓為U的正弦交流電源，輸出電壓的有效值恒定.以和七為定值電阻,

號(hào)為光敏電阻，其阻值隨照射光強(qiáng)度的增大而減小.現(xiàn)增大照射光強(qiáng)度，則

A.通過(guò)原線圈的電流減小

B.變壓器的輸出功率增大

C.R/兩端的電壓減小

D.&消耗的功率增大

5.遠(yuǎn)距離輸送一定功率的交流電，若輸送電壓升高為原來(lái)的〃倍，則輸電線上的電功率損失為（）

11

A.原來(lái)的一B.原來(lái)的—C.原來(lái)的〃倍D.原來(lái)的n2倍

nn

6.紙面內(nèi)有一邊長(zhǎng)如圖所示的單匝“凹”字形金屬線框組成閉合回路，置于垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為5

的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框繞曲軸做角速度為①的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則從圖示位置（）

a

A.轉(zhuǎn)動(dòng)45。時(shí)電流瞬時(shí)值等于回路中電流的有效值

B.轉(zhuǎn)動(dòng)60。時(shí)回路中的電流為逆時(shí)針?lè)较?/p>

C.轉(zhuǎn)動(dòng)180。的過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量為零

D.轉(zhuǎn)動(dòng)360。的過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為32L2（B

二、多選題

7.如圖所示為理想變壓器原線圈所接正弦交流電源兩端的電壓一時(shí)間圖像。原、副線圈匝數(shù)比4：%=1。：1，串聯(lián)

在原線圈電路中交流電流表的示數(shù)為1A,則（）

A.變壓器原線圈所接交流電壓的有效值為220V

B.變壓器輸出端所接電壓表的示數(shù)為220V

C.變壓器輸出端交變電流的頻率為50Hz

D.變壓器的輸出功率為22W

8.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為既1,八6接入電壓有效值恒定的交變電源，其中&為滑動(dòng)變

阻器，a、4為定值電阻，電流表、電壓表均為理想電表，當(dāng)滑動(dòng)變阻器&的滑片向下移動(dòng)后，電流表及兩個(gè)電

壓表示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別用IM、和卜囚表示，下列判斷正確的是（）

9.2023年夏我國(guó)電源供給中，風(fēng)電、光伏等清潔能源占到近三成，成為電力可靠供應(yīng)的重要保障。某風(fēng)力發(fā)電機(jī)

的輸出電壓為2500V,用戶得到的電功率為141kW,用戶得到的電壓是220V,輸電線的電阻為90C,輸電線路如

圖所示。若輸電線因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的6%,變壓器均視為理想變壓器，已知降壓變壓器副線圈的匝

數(shù)為55匝，則下列說(shuō)法正確的是（）

B.通過(guò)輸電線的電流為7A

C.升壓變壓器副線圈匝數(shù)是原線圈匝數(shù)的3倍

D.降壓變壓器原線圈的匝數(shù)為3525匝

10.如圖甲左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為理想變壓器，負(fù)載電路中R=55Q,A、V為理想電流表和電壓表，若原線圈接入

如圖乙所示的正弦交變電壓，電壓表的示數(shù)為110V,下列表述正確的是（）

A.電流表的示數(shù)為2A

B.原、副線圈匝數(shù)比為1：2

C.電壓表的示數(shù)為電壓的有效值

D.原線圈中交變電壓的頻率為50Hz

三、實(shí)驗(yàn)題

11.某同學(xué)在兩節(jié)干電池串聯(lián)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)所用的器材如下:

A.兩節(jié)干電池：總電動(dòng)勢(shì)約為3V,總內(nèi)阻約為0.50；

B.電壓表V1量程為3V,內(nèi)阻為幾千歐；

C.電流表A：量程為100mA,內(nèi)阻為4.5。；

D.定值電阻&阻值為0.5。；

E.滑動(dòng)變阻器R：0?20。；

F.開關(guān)，導(dǎo)線若干。

（1）該同學(xué)設(shè)計(jì)出如圖甲所示的電路圖，根據(jù)電路圖用筆畫線在圖乙中將實(shí)物圖連接完整。（）

（2）實(shí)驗(yàn)中，該小組閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,多次測(cè)量得出多組電壓表的示數(shù)U和電流表A的示數(shù)/,通過(guò)

描點(diǎn)畫出電源的U—/圖象如圖丙所示，該兩節(jié)干電池的總電動(dòng)勢(shì)E=V（結(jié)果保留三位有效數(shù)字），總內(nèi)

阻廠=Q（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

丙

(3)電流表的內(nèi)阻對(duì)兩節(jié)干電池總電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量結(jié)果(填“有”或“沒(méi)有”)影響。

12.為測(cè)量金屬絲的電阻率，實(shí)驗(yàn)小組從實(shí)驗(yàn)室中找到合適的器材后，按照如下的步驟進(jìn)行操作：

(1)用刻度尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度3用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑1(如圖甲所示)，則公mm。

甲

(2)分別用圖乙和圖丙所示的電路測(cè)量待測(cè)金屬絲的電阻，圖乙中電壓表和電流表的示數(shù)分別為以、人，圖丙中電

壓表和電流表的示數(shù)分別為。2、人。

(3)若采用圖乙電路中的電表示數(shù)計(jì)算金屬絲的電阻率0則夕=(用題給字母表示)；若采用圖丙電路中的

電表示數(shù)計(jì)算金屬絲的電阻率，則電阻率的測(cè)量值_____真實(shí)值(填“大于”“等于”或“小于”)。

四、解答題

13.如圖所示，漏)為小型交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈，其面積為S=^n?,匝數(shù)為N=50,線圈內(nèi)阻為r=2Q,外

10

電阻為R=8Q。線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸00'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為

?=50rad/so圖中的電流表為理想交流電表，求：

(1)交流電流表的示數(shù)；

(2)從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)45。，通過(guò)電流表的電荷量；

(3)線圈轉(zhuǎn)一周，外電阻R產(chǎn)生的焦耳熱。

14.在圖甲所示電路中，理想變壓器原線圈的匝數(shù)為220,副線圈的匝數(shù)可調(diào)，乙、%、4和4是四個(gè)相同的燈泡。

當(dāng)在M、N兩端加上圖乙所示的交變電壓時(shí)，調(diào)節(jié)副線圈的匝數(shù)，使四個(gè)燈泡均正常發(fā)光。求:

(1)變壓器原線圈兩端電壓；

(2)穿過(guò)變壓器原線圈的磁通量變化率的最大值。

15.風(fēng)能是可再生清潔能源，某縣在城市較遠(yuǎn)的地方修建了一座小型風(fēng)力發(fā)電站，為本縣工業(yè)園區(qū)用戶供電，輸電

過(guò)程示意圖如圖所示。發(fā)電機(jī)輸出功率尸=200kW,輸出電壓為500V,輸送線路的總電阻R=20。。允許線路損

耗的功率為輸出功率的1%,用戶需要的電壓是220V,求所用升壓變壓器和降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比各為多

少？(不計(jì)變壓器的損耗)

升壓變壓器降壓變壓器

3.5交變電流本章測(cè)試B解析版

一、單題

1.如圖甲所示為某一小型風(fēng)力交流發(fā)電機(jī)的原理圖，線圈的匝數(shù)為N=100。線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí)，該發(fā)電

機(jī)的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是（）

Z/(xl0-2s)

甲乙

A.仁0.02s時(shí)線圈平面與中性面垂直B.1s鐘內(nèi)電流方向改變100次

C.0.01s時(shí)線圈的磁通量變化率為3Wb/sD.交流電流表在0.02s時(shí)刻的示數(shù)為0

【答案】C

【詳解】A.由圖乙可知，UO.O2s時(shí)，該發(fā)電機(jī)瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)為零，此時(shí)線圈與磁感線垂直，位于中性面上，故A錯(cuò)

誤;

B.由圖乙可知，該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電周期為

T=0.04s

故該交流電的頻率為25Hz,1個(gè)周期電流方向改變2次，故1s鐘內(nèi)電流方向改變50次，故B錯(cuò)誤;

C.0.01s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，為300V,而根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律

△①

E=N——

△t

代入數(shù)據(jù)可得磁通量變化率為3Wb/s,故C正確;

D.交流電流表顯示的為交流電電流的有效值，不是瞬時(shí)值，因此不為零，故D錯(cuò)誤。

故選Co

2.如圖為一理想變壓器，。。為原線圈，“為副線圈，d為副線圈引出的一個(gè)接頭。已知ce和久間線圈的匝數(shù)比為

%：為e=3：l,原線圈輸入正弦式交變電流。當(dāng)只在ce間接一個(gè)片二45C的電阻，或只在cd間接一個(gè)電阻&時(shí),

兩種情況下電阻消耗的熱功率相等，則電阻凡的阻值為（）

A.15QB.20QC.25QD.30Q

【答案】B

【詳解】根據(jù)題意，設(shè)原線圈輸入電壓的有效值為U,原線圈的匝數(shù)為〃，由電壓與匝數(shù)的關(guān)系有

UnUn

ucence'Ucdncd

由熱功率的表達(dá)式有

由題意知

PR、=「電，%：%=3：2

聯(lián)立各式求得

R2=20。

故選B。

3.手搖發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的正弦交流電經(jīng)理想變壓器給燈泡L供電，其電路如圖所示，當(dāng)線圈以角速度。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，

電壓表示數(shù)為U,燈泡正常發(fā)光。已知發(fā)電機(jī)線圈的電阻為廣，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為R,其他電阻可忽略。設(shè)

變壓器原線圈與副線圈的匝數(shù)比為左，則（）

B.發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，通過(guò)發(fā)電機(jī)線圈的電荷量為幽

cor

C.若減小轉(zhuǎn)速，則交流電的頻率變小，但燈泡仍能正常發(fā)光

D.若給副線圈再并聯(lián)一個(gè)相同的燈泡，則燈泡L的亮度不變

【答案】A

【詳解】A.變壓器可視為理想變壓器，則原線圈電壓為U,變壓器原線圈與副線圈的匝數(shù)比為鼠由

5~=%=卜

U2%

得副線圈輸出電壓的有效值為

則燈泡的額定功率為

Rk-R

故A正確;

B.一個(gè)周期內(nèi)穿過(guò)線圈的磁通量變化為零，有

4=3=0

R

即通過(guò)線圈某一橫截面的電荷量為零，故B錯(cuò)誤;

C.減小轉(zhuǎn)速，頻率減小，電動(dòng)勢(shì)也減小，燈泡不會(huì)正常發(fā)光，故C錯(cuò)誤;

D.由于發(fā)電機(jī)有內(nèi)阻，在負(fù)載端再并聯(lián)一個(gè)相同的燈泡，副線圈總電阻減小，副線圈總電流增大，則原線圈電流

增大，發(fā)電機(jī)內(nèi)電壓增大，發(fā)電機(jī)輸出電壓減小，原副線圈電壓都減小，燈泡L變暗，故D錯(cuò)誤。

故選A?

4.如圖所示，理想變壓器的原線圈接有電壓為U的正弦交流電源，輸出電壓的有效值恒定.必和七為定值電阻,

以為光敏電阻，其阻值隨照射光強(qiáng)度的增大而減小.現(xiàn)增大照射光強(qiáng)度，則

B.變壓器的輸出功率增大

C.R/兩端的電壓減小

D.七消耗的功率增大

【答案】B

【詳解】A.理想變壓器輸出電壓一定，光照增強(qiáng)，光敏電阻R3阻值減?。桓本€圈的總電阻減小，根據(jù)歐姆定律知,

副線圈的電流增大，根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)的關(guān)系可知，通過(guò)原線圈電流也增大；故A錯(cuò)誤;

B.理想變壓器的輸出功率P=L7,其中。不變，/變大，故變壓器的輸出功率變大，故B正確;

CD.副線圈電流增大，根據(jù)歐姆定律，R/兩端電壓增大；及兩端電壓減小，功率減小，故CD錯(cuò)誤.

5.遠(yuǎn)距離輸送一定功率的交流電，若輸送電壓升高為原來(lái)的幾倍，則輸電線上的電功率損失為（）

1B.原來(lái)的-4

A.原來(lái)的C.原來(lái)的幾倍D.原來(lái)的n2倍

nn

【答案】B

【詳解】根據(jù)

P=UI

倍，根據(jù)

得，輸電電壓升為原來(lái)電壓的?倍時(shí),輸電電流變?yōu)樵瓉?lái)的1

n

可知，輸電線上的功率損失將變?yōu)樵瓉?lái)功率損失的J,故ACD錯(cuò)誤，B正確。

故選B。

6.紙面內(nèi)有一邊長(zhǎng)如圖所示的單匝“凹”字形金屬線框組成閉合回路，置于垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8

的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框繞仍軸做角速度為。的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則從圖示位置()

a

XX

X

更

X

A.轉(zhuǎn)動(dòng)45。時(shí)電流瞬時(shí)值等于回路中電流的有效值

B.轉(zhuǎn)動(dòng)60。時(shí)回路中的電流為逆時(shí)針?lè)较?/p>

C.轉(zhuǎn)動(dòng)180。的過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量為零

D.轉(zhuǎn)動(dòng)360。的過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為321?(0

【答案】D

【詳解】A.電流瞬時(shí)值的表達(dá)式

I=Imsincot

當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)45。時(shí)電流瞬時(shí)值為

/=Zmsin450=^Zm

由于只有半個(gè)周期內(nèi)有正弦式電流，故電流的有效值

I=L

有2

所以轉(zhuǎn)動(dòng)45。時(shí)電流瞬時(shí)值不等于回路中電流的有效值，故A錯(cuò)誤；

B.轉(zhuǎn)動(dòng)60。時(shí)回路中的磁通量在減少，所以感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较?，故B錯(cuò)誤;

C.轉(zhuǎn)動(dòng)180。的過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量為

故C錯(cuò)誤；

D.轉(zhuǎn)動(dòng)360。的過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為

Em=3BI?(o

故D正確。

故選D。

二、多選題

7.如圖所示為理想變壓器原線圈所接正弦交流電源兩端的電壓一時(shí)間圖像。原、副線圈匝數(shù)比4：%=10：1,串聯(lián)

在原線圈電路中交流電流表的示數(shù)為1A,則（）

A.變壓器原線圈所接交流電壓的有效值為220V

B.變壓器輸出端所接電壓表的示數(shù)為220V

C.變壓器輸出端交變電流的頻率為50Hz

D.變壓器的輸出功率為22W

【答案】AC

【詳解】A.由圖可知電壓最大值為4=220及V,由關(guān)系式得原線圈的電壓有效值為

U=塌=220V

72

故A正確；

B.由電壓與匝數(shù)關(guān)系式

U2n2

求得副線圈電壓為

U2=^UX=22N

故B錯(cuò)誤；

C.由圖可知周期T=0.02s,那么理想變壓器輸入端的頻率為

/=1=50HZ

而理想變壓器輸入端交變電流的頻率等于輸出端交變電流的頻率為50Hz,故C正確；

D.由題意可知原線圈電路中交流電流表的示數(shù)為//=1A,輸入功率為

6=UJ=220W

而理想變壓器輸入功率等于輸出功率，得輸出功率為

P2=P1=220W

故D錯(cuò)誤。

故選AC?

8.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為止1,縱b接入電壓有效值恒定的交變電源，其中&為滑動(dòng)變

阻器，與、%為定值電阻，電流表、電壓表均為理想電表，當(dāng)滑動(dòng)變阻器&的滑片向下移動(dòng)后，電流表及兩個(gè)電

壓表示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別用IM、性研和日囚表示，下列判斷正確的是（）

AML.口回=&n|AU|=N

A.—A,B.-K.

|AZ||A/|'|AZ|~k2'|AZ|~k2

【答案】BD

【詳解】AB.根據(jù)題意，由圖可知,電壓表V3測(cè)&兩端電壓，流過(guò)冬的電流等于電流表的讀數(shù)，則有

4=/內(nèi)

滑片向下移動(dòng)后

u；=iR

則兩式相減有

皿凡

|A/|

故A錯(cuò)誤，B正確；

CD.設(shè)交變電源電壓的有效值為U,則有

U=Ul+IlRl

又有

jA-l

U2'I2k

可得

U=kU,+-IR

k2x

滑片向下移動(dòng)后

U=kU；

k

兩式相減有

。=佃一回+：（/；-小

可得

兩=.

故C錯(cuò)誤，D正確。

故選BD。

9.2023年夏我國(guó)電源供給中，風(fēng)電、光伏等清潔能源占到近三成，成為電力可靠供應(yīng)的重要保障。某風(fēng)力發(fā)電機(jī)

的輸出電壓為2500V,用戶得到的電功率為141kW,用戶得到的電壓是220V,輸電線的電阻為90。，輸電線路如

圖所示。若輸電線因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的6%,變壓器均視為理想變壓器，已知降壓變壓器副線圈的匝

數(shù)為55匝，則下列說(shuō)法正確的是（）

B.通過(guò)輸電線的電流為7A

C.升壓變壓器副線圈匝數(shù)是原線圈匝數(shù)的3倍

D.降壓變壓器原線圈的匝數(shù)為3525匝

【答案】AD

【詳解】A.用戶得到的電功率

扁=尸一尊=Px(l-6%)=141kW

解得風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率為

P=150kW

故A正確；

B.輸電線損失的功率

盤=Px6%=9kW

通過(guò)輸電線的電流

=10A

故B錯(cuò)誤；

C.升壓變壓器的輸出電壓

P

U2=y=15000V

可得升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比

n2U26

故C錯(cuò)誤；

D.輸電線上的電壓損失

[/損=y=900V

降壓變壓器原線圈兩端的電壓

4損=14100V

可得降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比

%U3705

降壓變壓器原線圈的匝數(shù)為

705.…

%=n4=3525

故D正確。

故選AD?

10.如圖甲左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為理想變壓器，負(fù)載電路中R=55Q,A、V為理想電流表和電壓表，若原線圈接入

如圖乙所示的正弦交變電壓，電壓表的示數(shù)為110V,下列表述正確的是（）

o____1丫-220?---------\21一

甲乙

A.電流表的示數(shù)為2A

B.原、副線圈匝數(shù)比為1：2

C.電壓表的示數(shù)為電壓的有效值

D.原線圈中交變電壓的頻率為50Hz

【答案】ACD

【詳解】A.由圖甲可知，負(fù)載電路中R的電壓為U2=110V,R=55Q,由歐姆定律，可得電流表的示數(shù)為

—"2A

R55

A正確；

B.由圖乙可知，原線圈上的輸入電壓為

U_22042

mV=220V

輸出電壓為

U2=11OV

則有原、副線圈匝數(shù)比為

%=ux-.u2=220:110=2:1

B錯(cuò)誤;

C.電壓表和電流表的示數(shù)都為有效值，C正確;

D.由圖乙可知，正弦交變電壓的周期為T=0.02s,則原線圈中交變電壓的頻率為

Hz=50Hz

T0.02

D正確。

故選ACD。

三、實(shí)驗(yàn)題

11.某同學(xué)在兩節(jié)干電池串聯(lián)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)所用的器材如下：

A.兩節(jié)干電池：總電動(dòng)勢(shì)約為3V,總內(nèi)阻約為0.5。；

B.電壓表Y量程為3V,內(nèi)阻為幾千歐；

C.電流表A：量程為100mA,內(nèi)阻為4.5。；

D.定值電阻4阻值為0.5。；

E.滑動(dòng)變阻器尺0?20。；

F.開關(guān)，導(dǎo)線若干。

（1）該同學(xué)設(shè)計(jì)出如圖甲所示的電路圖，根據(jù)電路圖用筆畫線在圖乙中將實(shí)物圖連接完整。（）

（2）實(shí)驗(yàn)中，該小組閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,多次測(cè)量得出多組電壓表的示數(shù)U和電流表A的示數(shù)/,通過(guò)

描點(diǎn)畫出電源的U—/圖象如圖丙所示，該兩節(jié)干電池的總電動(dòng)勢(shì)E=V（結(jié)果保留三位有效數(shù)字），總內(nèi)

阻「=Q（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

(3)電流表的內(nèi)阻對(duì)兩節(jié)干電池總電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量結(jié)果(填“有”或“沒(méi)有”)影響。

沒(méi)有

(2)[2]改裝后電流表的量程為1A,內(nèi)阻(=0450,由閉合電路歐姆定律得

故S/圖象與縱軸的交點(diǎn)為兩節(jié)干電池的總電動(dòng)勢(shì)

E=2.95V

[3]U-/圖象斜率的絕對(duì)值等于10(0+也故

（7?A+r）=0.95Q

r=0.50Q

(3)［4］當(dāng)電流表的示數(shù)為0時(shí)，外電壓等于兩節(jié)干電池的總電動(dòng)勢(shì)，故電動(dòng)勢(shì)沒(méi)有系統(tǒng)誤差，所以電流表的內(nèi)阻

對(duì)兩節(jié)干電池總電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量結(jié)果沒(méi)有影響。

12.為測(cè)量金屬絲的電阻率，實(shí)驗(yàn)小組從實(shí)驗(yàn)室中找到合適的器材后，按照如下的步驟進(jìn)行操作：

(1)用刻度尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度L用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑d(如圖甲所示)，則“=mm。

(2)分別用圖乙和圖丙所示的電路測(cè)量待測(cè)金屬絲的電阻，圖乙中電壓表和電流表的示數(shù)分別為L(zhǎng)，圖丙中電

壓表和電流表的示數(shù)分別為U?、A=

金屬絲

ES

(3)若采用圖乙電路中的電表示數(shù)計(jì)算金屬絲的電阻率外則夕=(用題給字母表示)；若采用圖丙電路中的

電表示數(shù)計(jì)算金屬絲的電阻率，則電阻率的測(cè)量值_____真實(shí)值(填“大于”“等于”或“小于”)。

【答案】2.150邛佟大于

41TL

【詳解】⑴口］根據(jù)題圖甲可知，金屬絲的直徑

d=2mm+15.OxO.Olmm=2.150mm

(3)［2］若采用題圖乙電路，則由

叔

解得

nd2U.

p—

4/J

[3]題圖丙采用電流表內(nèi)接法，金屬絲兩端電壓的測(cè)量值偏大，所以電阻率的測(cè)量值也偏大。

四、解答題

13.如圖所示，"cd為小型交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈，其面積為5=變1112,匝數(shù)為N=50,線圈內(nèi)阻為r=20,外

10

電阻為R=8Q。線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為

o=50rad/s。圖中的電流表為理想交流電表，求:

(1)交流電流表的示數(shù);

(2)從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)45。，通過(guò)電流表的電荷量;

(3)線圈轉(zhuǎn)一周，外電阻R產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】(1)5A；(2)0.1C；(3)8萬(wàn)J

【詳解】(1)交變電壓的峰值為

，

Em=A?Siy=50V2V

交變電壓的有效值為

F

E=3=50V

V2

根據(jù)歐姆定律，電流表示數(shù)為

I=^—=5A

R+r

(2)從圖示位置開始，線圈轉(zhuǎn)過(guò)45。過(guò)程中，磁通量的變化量為

△①=3"Ssin45°—0=0.02Wb

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有

-△①

E=N——

△t

根據(jù)歐姆定律，有

R+r

根據(jù)電流強(qiáng)度定義，有

-△①

q=lM=N------=0.1C

R+r

(3)線圈轉(zhuǎn)一圈所用時(shí)間為

十2〃■萬(wàn)

/=——=——s

co25

則外電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為

Q=I-RT=8"J

14.在圖甲所示電路中，理想變壓器原線圈的匝數(shù)為220,副線圈的匝數(shù)可調(diào)，乙、%、乙和4是四個(gè)相同的燈泡。

當(dāng)在M、N兩端加上圖乙所示的交變電壓時(shí)，調(diào)節(jié)副線圈的匝數(shù)，使四個(gè)燈泡均正常發(fā)光。求:

(1)變壓器原線圈兩端電壓;

(2)穿過(guò)變壓器原線圈的磁通量變化率的最大值。

【答案】(13H0V；(2)0.5V2Wb/s

【詳解】(1)設(shè)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為U電流為/,則由

上―

n2I1I1

即原副線圈匝數(shù)相等，則電壓關(guān)系

220-2U=2U

則

C/=55V

變壓器原線圈兩端電壓

U/=110V

(2)根據(jù)

A0

"i后

可得

=嘮Wb/s=0.5加b/s

△tn

15.風(fēng)能是可再生清潔能源，某縣在城市較遠(yuǎn)的地方修建了一座小型風(fēng)力發(fā)電站，為本縣工業(yè)園區(qū)用戶供電，輸電

過(guò)程示意圖如圖所示。發(fā)電機(jī)輸出功率P=200kW,輸出電壓為500V,輸送線路的總電阻R=20。。允許線路損

耗的功率為輸出功率的1%,用戶需要的電壓是220V,求所用升壓變壓器和降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比各為多

少？(不計(jì)變壓器的損耗)

發(fā)

t用

%均

電c%

c戶

機(jī)c

升壓變壓器降壓變壓器

n,1%90

【答案】片云

%1

【詳解】根據(jù)電功率計(jì)算公式有

展=

解得

/2=10A

同時(shí)有

P

4

t/2=—=2X10V

h

根據(jù)線圈匝數(shù)與電壓的關(guān)系有

n2U240

根據(jù)閉合電路歐姆定律

U線=I2R=200V

其中

。3=。2一。線=L98xl()4v

根據(jù)線圈匝數(shù)與電壓的關(guān)系有

四七22

丁丁丁

電磁振蕩與電磁波

目錄

一、【電磁振蕩知識(shí)點(diǎn)梳理】............................................................................28

二、【電磁場(chǎng)和電磁波知識(shí)點(diǎn)梳理】.....................................................................31

三、【無(wú)線電波的發(fā)射和接收知識(shí)點(diǎn)梳理】...............................................................32

四、【電磁波譜知識(shí)點(diǎn)梳理】...........................................................................33

一、【電磁振蕩知識(shí)點(diǎn)梳理】

電磁振蕩的產(chǎn)生

1.振蕩電流：大小和方向都做周期性迅速變化的電流

（1）振蕩電流實(shí)際上就是交變電流，不過(guò)習(xí)慣上指頻率很高的交變電流

2.振蕩電路：產(chǎn)生振蕩電流的電路

（1）LC振蕩電路：當(dāng)開關(guān)置于線圈一側(cè)時(shí)，由電感線圈L和電容C組成的電路，就是最簡(jiǎn)單的振蕩電路

3.電磁振蕩：在整個(gè)過(guò)程中，電路中的電流八電容器極板上的電荷量q、電容器里的電場(chǎng)強(qiáng)度E、線圈里的磁感應(yīng)

強(qiáng)度B,都在周期性地變化著的現(xiàn)象就是電磁振蕩

電磁振蕩的能量變化

1.電磁振蕩的過(guò)程中，電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能會(huì)發(fā)生周期性地轉(zhuǎn)化。

2.任何電路都有電阻，電路中總有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，還有一部分能量以電磁波的形式輻射出去，振蕩電路

中的能量會(huì)逐漸減少，振蕩電流的振幅逐漸減小，直到最后停止振蕩

3.如果能夠適時(shí)地把能量補(bǔ)充到振蕩電路中，以補(bǔ)償能量損耗，就可以得到振幅不變的等幅振蕩。

電磁振蕩的周期和頻率

1.電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時(shí)間叫作周期。周期的倒數(shù)叫作頻率，數(shù)值等于單位時(shí)間內(nèi)完成的周期性

變化的次數(shù)

2.LC電路的周期T與電感L、電容C的關(guān)系是：T=2mMZ

4.單位：周期T（秒s）、頻率f（赫茲Hz）、電感L（亨利H）、電容C（法拉F）

5.如果沒(méi)有能量損失，也不受其他外界條件影響，這時(shí)的周期和頻率叫作振蕩電路的固有周期和固有頻率，簡(jiǎn)稱

振蕩電路的周期的頻

【電磁振蕩舉一反三練習(xí)】

1.某物理學(xué)習(xí)小組成員把線圈、電容器、電源和單刀雙擲開關(guān)按照?qǐng)D甲連成電路。將電壓傳感器的兩端連在電容

器的兩個(gè)極板上。光把開關(guān)置于電源一側(cè)，為電容器充電；稍后再把開關(guān)置于線圈一側(cè)，使電容器通過(guò)線圈放電。

傳感器在電腦上顯示的電壓波形如圖乙所示，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.若電路中的電阻忽略不計(jì)，電壓一定隨時(shí)間等幅振蕩

B.若增大C,則4一馬的值將減小

C.在fl&時(shí)間段，電流方向?yàn)閳D甲中的逆時(shí)針?lè)较?/p>

D.在馬與時(shí)間段，線圈/中儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能在逐漸增大

2.在ZC振蕩電路中，某時(shí)刻線圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向和電容器極板的帶電情況如圖所示，則圖示狀態(tài)（）

A.電容器剛好充電完畢B.電容器的帶電量在減小

C.線圈中的電流正在減小D.磁場(chǎng)能正在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化

3.如圖所示的/C振蕩電路中，④為靈敏電流計(jì)，電流向右流過(guò)④時(shí)指針向右偏，反之向左偏，線圈的自感系數(shù)/、

電容器的電容C均為己知量。開始時(shí)開關(guān)S扳到a,某時(shí)刻將開關(guān)S扳到6,且將該時(shí)刻作為計(jì)時(shí)0點(diǎn)。則下列說(shuō)

法正確的是（）

E

A.1=空巴時(shí)，電容器正在充電B.1=@叵時(shí)，電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)

44

C.工?時(shí)，線圈的磁場(chǎng)能為零

D./=萬(wàn)聲時(shí)，電容器所帶的電荷量為零

2

4.關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.在真空中，頻率越高的電磁波速度越大

B.在真空中，電磁波的能量越大，傳播速度越大

C.電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)，速度變小，波長(zhǎng)也變小，而頻率不變

D.只要發(fā)射電路的電磁振蕩停止，產(chǎn)生的電磁波立即消失

5.在￡C振蕩電路中，力/時(shí)刻和打時(shí)刻電感線圈中的磁感線和電容器中極板的帶電情況分別如圖所示，則下列說(shuō)

法中正確的是（）

4時(shí)刻J時(shí)刻

A.在右時(shí)刻磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能

B.在打時(shí)刻電容器正在充電

C.在右時(shí)刻電路中的電流處在減小狀態(tài)

D.在打時(shí)刻電路中感應(yīng)電流方向與電路電流方向相反

6.如圖所示，圖甲是ZC振蕩回路中電流隨時(shí)間的變化關(guān)系,若以圖乙回路中順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳛檎?，a、b、c、d

均為電場(chǎng)能或磁場(chǎng)能最大的時(shí)刻，下列說(shuō)法正確的是（）

bd

甲乙

對(duì)應(yīng)圖甲中的3時(shí)刻

A.圖乙中的a是電場(chǎng)能最大的時(shí)刻,

此后的g內(nèi)電流方向?yàn)檎?/p>

B.圖乙中的6是電場(chǎng)能最大的時(shí)刻,

對(duì)應(yīng)圖甲中的又時(shí)刻

C.圖乙中的。是磁場(chǎng)能最大的時(shí)刻,

4

D.圖乙中的d是磁場(chǎng)能最大的時(shí)刻,此后電容。的下極板將充上正電荷

7.（多選）/C振蕩電路既可產(chǎn)生特定頻率的信號(hào)，也可從復(fù)雜的信號(hào)中分離出特定頻率的信號(hào)，是許多電子設(shè)備中

的關(guān)鍵部件。如圖所示，某時(shí)刻線圈中磁場(chǎng)方向向上，且電路中的電流正在增加，下列說(shuō)法正確的是（）

A.電容器上極板帶負(fù)電B.電路中的電場(chǎng)能正在增大

C.電路中的電流方向?yàn)橛蒩到6D.電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度正在減小

二、【電磁場(chǎng)和電磁波知識(shí)點(diǎn)梳理】

1.麥克斯韋電磁場(chǎng)理論：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng).

2.電磁場(chǎng)：變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系成為一個(gè)完整的整體，這就是電磁場(chǎng).

3.電磁波：電磁場(chǎng)（電磁能量）由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播形成電磁波.

（1）電磁波是橫波，在空間傳播不需要介質(zhì).

（2）真空中電磁波的速度為3.0X108m/s

（3）電磁波能產(chǎn)生干涉、衍射、反射和折射等現(xiàn)象

［電磁場(chǎng)和電磁波舉一反三練習(xí)】

8.關(guān)于電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是（）

A.在電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生電場(chǎng)

B.在變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，在變化的磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng)

C.均勻變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)

D.周期性振蕩變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生同頻率周期性振蕩變化的磁場(chǎng)

9.根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是（）

A.有電場(chǎng)的空間一定存在磁場(chǎng)，有磁場(chǎng)的空間也一定能產(chǎn)生電場(chǎng)

B.穩(wěn)定的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，穩(wěn)定的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)

C.周期性變化的磁場(chǎng)周圍空間一定產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)

D.均勻變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)

10.下列關(guān)于電磁場(chǎng)、電磁波的說(shuō)法中正確的是（）

A.電場(chǎng)周圍一定存在磁場(chǎng)，磁場(chǎng)周圍一定存在電場(chǎng)

B.電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度大小都相同

C.人們利用電磁波傳遞信息或者能量

D.電磁場(chǎng)僅僅是一種描述方式，不是真正的物質(zhì)存在

11.關(guān)于磁場(chǎng)的相關(guān)說(shuō)法中正確的是（）

A.磁場(chǎng)是一種為研究物理問(wèn)題而假想的物質(zhì)

B.奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)

C.法拉第提出了電磁感應(yīng)定律

D.安培認(rèn)為變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)

12.關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.變化的電場(chǎng)一定在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)

B.各種頻率的電磁波在真空中以不同的速度傳播

C.電磁波和機(jī)械波都依賴于介質(zhì)才能傳播

D.麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，赫茲最先用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在

13.（多選）關(guān)于波的現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是（

A.機(jī)械波和電磁波都可以在真空中傳播

B.波速、波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系v=,對(duì)機(jī)械波和電磁波都適用

C.干涉和衍射是波的特性，一切波都能產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象.

D.不同波長(zhǎng)的電磁波在真空中速度不同

三、【無(wú)線電波的發(fā)射和接收知識(shí)點(diǎn)梳理】

1.電磁波的發(fā)射

（1）發(fā)射條件：足夠高的頻率和開放電路.

（2）調(diào)制：在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使載波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫作調(diào)制

①調(diào)幅：使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變的調(diào)制叫作調(diào)幅

②調(diào)頻：使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變的調(diào)制叫作調(diào)頻

2.電磁波的接收

（1）調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程.

①電諧振：當(dāng)接收電路的固有頻率跟受到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)，這種現(xiàn)象

叫作電諧振，相當(dāng)于機(jī)械振動(dòng)中的共振。

（2）解調(diào)：使聲音或圖像信號(hào)從高頻電流中還原出來(lái)的過(guò)程

3.高頻電視信號(hào)的傳播方式主要有三種：地面無(wú)線電傳輸、有線網(wǎng)絡(luò)傳輸、衛(wèi)星傳輸

【無(wú)線電波的發(fā)射和接收舉一反三練習(xí)】

14.關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是（）

A.金屬盒不能屏蔽電磁波B.在真空中的傳播速度與其波長(zhǎng)有關(guān)

C.微波爐利用的微波不屬于電磁波D.中國(guó)空間站利用電磁波與地面通信

15.2024年1月10日，華為Mate60系列手機(jī)攜帶自研麒麟5G芯片回歸。5G網(wǎng)絡(luò)使用通信頻率3.0GHz以上的超

高頻段和極高頻段，4G網(wǎng)絡(luò)使用通信頻率在0.3GHz~3.0GHz間的特高頻段。下列說(shuō)法正確的是（）

A.在同一介質(zhì)中，5G信號(hào)比4G信號(hào)波長(zhǎng)更長(zhǎng)

B.在同一介質(zhì)中，5G信號(hào)比4G信號(hào)衍射本領(lǐng)更弱

C.在同一介質(zhì)中，5G信號(hào)比4G信號(hào)的傳播速度更大

D.在同一介質(zhì)中，5G信號(hào)與4G信號(hào)會(huì)發(fā)生干涉

16.5G網(wǎng)絡(luò)使用的無(wú)線電波通信頻率是3.0GHz以上的超高頻段和極高頻段，比目前通信頻率在0.3GHz~