2023-2024屆一輪復(fù)習(xí)人教版 章末真題12　交變電流　電磁振蕩和電磁波 作業(yè)

章末真題練12交變電流電磁振蕩和電磁波

1.（2022?廣東卷,4）如圖是簡(jiǎn)化的某種旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)原理圖。

定子是僅匝數(shù)n不同的兩線圈,n1>n2,二者軸線在同一平面內(nèi)且相互

垂直,兩線圈到其軸線交點(diǎn)O的距離相等,且均連接阻值為R的電阻，

轉(zhuǎn)子是中心在0點(diǎn)的條形磁鐵,繞0點(diǎn)在該平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)一,兩線圈

輸出正弦式交變電流。不計(jì)線圈電阻、自感及兩線圈間的相互影響，

下列說(shuō)法正確的是（B）

A.兩線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值相等

B.兩線圈產(chǎn)生的交變電流頻率相等

C.兩線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)同時(shí)達(dá)到最大值

D.兩電阻消耗的電功率相等

解析：由于兩定子線圈匝數(shù)不同，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知,在兩

線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值不相等,有效值不相等,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于

轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期等于兩定子產(chǎn)生交流電的周期,所以兩線圈產(chǎn)生

的交變電流頻率相等,選項(xiàng)B正確；由于兩線圈軸線在同一平面內(nèi)且

相互垂直,所以兩線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一個(gè)在最大值時(shí)，另一個(gè)為

零,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于在兩線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值不相等,根據(jù)

P=?可知,兩電阻消耗的電功率不相等,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

2.（2021?浙江6月選考,5）如圖所示,虛線是正弦交流電的圖像,實(shí)

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(shí)線所對(duì)

應(yīng)的交流電的有效值U滿足（D）

A.U=%B.U=外

22

C.u＞電1D.U〈回國(guó)

22

解析：因虛線是正弦交流電的圖像,則該交流電的有效值為U有效值

=粵學(xué)1,由題圖可知,在任意時(shí)一刻，實(shí)線所代表的交流電的瞬時(shí)值都

不大于虛線表示的正弦交流電的瞬時(shí)值,則實(shí)線所代表的交流電的有

效值小于虛線表示的正弦交流電的有效值,D正確。

3.（2022?河北卷,3）張家口市壩上地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)是北京冬奧會(huì)

綠色電能的主要供應(yīng)地之一,其發(fā)電、輸電簡(jiǎn)易模型如圖所示。已知

風(fēng)輪機(jī)葉片轉(zhuǎn)速為每秒Z轉(zhuǎn),通過(guò)轉(zhuǎn)速比為1：n的升速齒輪箱帶動(dòng)發(fā)

電機(jī)線圈高速轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)線圈面積為S,匝數(shù)為N,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感

應(yīng)強(qiáng)度為B,t=0時(shí)刻,線圈所在平面與磁場(chǎng)方向垂直,發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的

交變電流經(jīng)過(guò)理想變壓器升壓后,輸出電壓為U。忽略線圈電阻，下列

說(shuō)法正確的是（C）

低速高速發(fā)電機(jī)等效圖

r×X×i升壓變壓器高壓

（轉(zhuǎn)速比l：n）

××B×?

A.發(fā)電機(jī)輸出的電壓為&πNBSz

B.發(fā)電機(jī)輸出交變電流的頻率為2πnz

C.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為√ΣJiNBSnz：U

D.發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)e=√2πNBSnzsin(2πnz)t

解析:發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速為nz,輸出交變電流的頻率為f=3=nz,B錯(cuò)

誤;線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生正弦式交變電流,最大值為

Em=NBS-2π?nz,輸出電壓的有效值為E?√2πNBSnz,A錯(cuò)誤；變

壓器原、副線圈的匝數(shù)比為電干二八"：TC正確;發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的瞬時(shí)

Ti2UU

電動(dòng)勢(shì)為e=Emsinωt=2πNBSnzsin(2πnz)t,D錯(cuò)誤。

4.(2022?山東卷,4)如圖所示的變壓器,輸入電壓為220V,可輸出12

V、18V、30V電壓，匝數(shù)為n∣的原線圈中電壓隨時(shí)間變化為

u=Umcos(100πt)o單匝線圈繞過(guò)鐵芯連接交流電壓表，電壓表的示數(shù)

為0.1V。將阻值為12Q的電阻R接在BC兩端時(shí)，功率為12W。下

列說(shuō)法正確的是(D)

An為1100匝,U,為220V

B.BC間線圈匝數(shù)為120匝,流過(guò)R的電流為1.4A

C.若將R接在AB兩端,R兩端的電壓為18V,頻率為100Hz

D.若將R接在Ae兩端,流過(guò)R的電流為2.5A,周期為0.02S

解析:根據(jù)理想變壓器的變壓規(guī)律有2,代入U(xiǎn)=220V得n∣=2

n11

200,Ura=√2U=220√2V,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由功率與電壓的關(guān)系得

UBC=√PΛ=12V,根據(jù)理想變壓器的變壓規(guī)律有巳=維,代入數(shù)據(jù)解得

九InBC

r?c=120,由歐姆定律得I=等=1A,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由以上分析結(jié)合題意可

R

知UAB=I8V,UΛC=30V,變壓器不改變交流電的頻率，故f=F=50Hz,選

2π

項(xiàng)C錯(cuò)誤；由歐姆定律得「=等=2.5A,周期TγO.02S,選項(xiàng)D正

確。

5.（2021?福建卷,3）某住宅小區(qū)變壓器給住戶供電的電路示意圖如

圖所示，圖中R為輸電線的總電阻。若變壓器視為理想變壓器,所有電

表視為理想電表,不考慮變壓器的輸入電壓隨負(fù)載變化,則當(dāng)住戶使

用的用電器增加時(shí)，圖中各電表的示數(shù)變化情況是（D）

AA增大,V?不變,V3增大

B.A∣增大,V2減小,V3增大

CA2增大V2增大,V3減小

D.Az增大,V2不變,V3減小

解析:不考慮變壓器的輸入電壓隨負(fù)載變化，即變壓器原線圈的輸入

電壓UI=UW不變,根據(jù)在可知,變壓器副線圈的輸出電壓UlM不變;

當(dāng)住戶使用的用電器增加時(shí)一，由于各用電器之間是并聯(lián)關(guān)系，故用戶

的總電阻R用變小，由L=合可知，副線圈的電流3IA2變大,而由

R+R用

Uv3=U2-LR可知V3減小；由理想變壓器的原理U1I1=U2I2,可知原線圈的

電流L=IAl變大;綜合上述分析可知Aj曾大,A?增大,V2不變,V3減小,故

D正確,A、B、C錯(cuò)誤。

6.（2021?山東卷,9）（多選）輸電能耗演示電路如圖所示。左側(cè)變壓器

原、副線圈匝數(shù)比為1：3,輸入電壓為7.5V的正弦交流電。連接兩

理想變壓器的導(dǎo)線總電阻為r,負(fù)載R的阻值為10Q,開(kāi)關(guān)S接1時(shí)一,

右側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2：1,R上的功率為10W;接2時(shí)，

匝數(shù)比為1：2,R上的功率為P。以下判斷正確的是（BD）

A.r=10ΩB.r=5Ω

C.P=45WD.P=22.5W

解析：當(dāng)開(kāi)關(guān)S接1時(shí)，左側(cè)變壓器次級(jí)電壓U2=3×7.5V=22.5V,電

阻R上的電壓,即右側(cè)變壓器的次級(jí)電壓E,=√^=10V,電流I1=?=lA,

則右側(cè)變壓器初級(jí)電壓?jiǎn)T彳*10V=20V,電流LgxiA=0.5A,則

r=?=5Ω,當(dāng)開(kāi)關(guān)S接2時(shí),設(shè)輸電電流為I,則右側(cè)變壓器的次級(jí)

13

電流為0.51;右側(cè)變壓器兩邊電壓關(guān)系為S=解得ι=3A,則R

∏3九4

上的功率P=（0.5I）2R=22.5Wo故選B、Do

7.（2020?全國(guó)HI卷,20）（多選）在圖a所示的交流電路中，電源電壓

的有效值為220V,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：1,R,>R2、

R3均為固定電阻,R2=IOΩ,R3=20。，各電表均為理想電表。已知電阻

R?中電流i2隨時(shí)間t變化的正弦曲線如圖b所示。下列說(shuō)法正確的是

(AD)

Rl

A.所用交流電的頻率為50Hz

B.電壓表的示數(shù)為100V

C.電流表的示數(shù)為1.0A

D.變壓器傳輸?shù)碾姽β蕿?5.0W

解析：由變壓器不會(huì)使交變電流的周期改變和圖b可知所用交變電流

的周期為2X10-2s,可知所用交變電流的頻率為50Hz,選項(xiàng)A正確；

由圖b可知通過(guò)Rz的電流的有效值為1A,由串并聯(lián)電路特點(diǎn)可知通

過(guò)R3的電流（即通過(guò)電流表的電流）為0?5A,故副線圈的電流為

I2=l?5A,由歐姆定律可得副線圈兩端的電壓U2=lX10V=IOV,由變

壓器原、副線圈兩端電壓比與原、副線圈匝數(shù)比的關(guān)系可得,原線圈

兩端的電壓U,=?=100V,再根據(jù)原線圈電路的串聯(lián)關(guān)系可得Rl兩端

n2

的電壓為Uv=220V-100V=120V,選項(xiàng)B、C均錯(cuò)誤;根據(jù)變壓器原理

可得變壓器傳輸?shù)碾姽β蕿镻=U2I2=IOXl.5W=15.0W,故選項(xiàng)D正確。

8.（2022?湖南卷,6）如圖,理想變壓器原、副線圈總匝數(shù)相同，滑動(dòng)觸

頭P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Rl的阻值為R,滑動(dòng)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⑨的示數(shù)為U,理想電流表②的示數(shù)

為I。下列說(shuō)法正確的是(B)

A.保持PI位置不變,P2向左緩慢滑動(dòng)的過(guò)程中，I減小,U不變

B.保持P位置不變,P2向左緩慢滑動(dòng)的過(guò)程中,R消耗的功率增大

C.保持PZ位置不變,Pl向下緩慢滑動(dòng)的過(guò)程中，I減小,U增大

D.保持P2位置不變,Pl向下緩慢滑動(dòng)的過(guò)程中,R,消耗的功率減小

解析:設(shè)原線圈兩端電壓為U1,副線圈兩端電壓為U2,通過(guò)原線圈的電

流為I1,通過(guò)副線圈的電流為I2,由理想變壓器變壓規(guī)律和變流規(guī)律

可得,原、副線圈及定值電阻R的等效電阻為R'

22

=>?=(^)>(^)R,=4R<R2;保持P1位置不變,將原、副線圈及電阻

11→2n2I2n2

Rl等效為一定值電阻,P2向左緩慢滑動(dòng)過(guò)程中，R2接入電路的電阻減小,

則整個(gè)電路的總電阻減小，由歐姆定律可知，回路中電流I增大,原線

圈兩端電壓增大,又電源電壓不變,故電壓表示數(shù)U減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

由于原線圈兩端電壓增大，由理想變壓器變壓規(guī)律可知，副線圈兩端

電壓增大,故Rl消耗的功率增大,選項(xiàng)B正確；當(dāng)P2位置不變,Pl向下滑

動(dòng)時(shí),必減小,等效電阻R'增大，由歐姆定律可知，回路中電流減

小,R2兩端電壓減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;等效電阻先增大至等于R,后繼續(xù)增

大,故Rl的功率先增大后減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

［備用］

（2022?河北卷，12）某物理興趣小組利用廢棄電飯煲的部分器材自制

簡(jiǎn)易電飯煲,設(shè)計(jì)電路如圖甲所示。選用的器材有：限溫開(kāi)關(guān)S∣（手動(dòng)

將其按下,開(kāi)始持續(xù)加熱煮飯，當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時(shí)自動(dòng)斷開(kāi),之

后不能自動(dòng)閉合）；保溫開(kāi)關(guān)Sz（當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于80℃時(shí)自動(dòng)斷開(kāi),溫

度低于70℃時(shí)自動(dòng)閉合）；電飯煲的框架（結(jié)構(gòu)如圖乙所示）。自備元

件有:加熱電阻絲R（阻值為60Q,用于加熱煮飯）邛艮流電阻R,和

Rz（阻值均為IkQ）;指示燈L1和Lz（2.5V,0.6W,當(dāng)電流低于30mA

時(shí)可視為熄滅）；保險(xiǎn)絲T。

（1）按照興趣小組設(shè)計(jì)的電路,下列說(shuō)法正確的是（多選）。

A按下Si,L和L2均發(fā)光

B.當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃Ht,S1自動(dòng)斷開(kāi),L和Lz均發(fā)光

C.保溫過(guò)程中,S2自動(dòng)在閉合、斷開(kāi)狀態(tài)之間交替切換

D.當(dāng)鍋內(nèi)溫度低于70C時(shí),S?自動(dòng)閉合,L發(fā)光（2熄滅

⑵簡(jiǎn)易電飯煲制作完成后,試用時(shí)L始終不亮,但加熱和保溫功能均

正常。在不增加元件的前提下，斷開(kāi)電源,使用多用電表判斷發(fā)生故障

的元件。下列操作步驟的正確順序是（填寫(xiě)各步驟前的

字母）。

A.將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置

B,將兩支表筆直接接觸,調(diào)節(jié)“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指向歐姆零點(diǎn)

C.調(diào)整“指針定位螺絲”，使指針指到零刻度

D.測(cè)量指示燈L兩端的阻值

E.將選擇開(kāi)關(guān)置于OFF位置或交流電壓最高擋

操作時(shí),將多用電表兩表筆與L兩端接觸,若指針如圖丙所示,可判斷

是斷路損壞;若指針如圖丁所示,可判斷是斷路損

壞。（用電路中的元件符號(hào)表示）

解析：（1）按下Sl后L2支路被短路,則L2不會(huì)發(fā)光,A錯(cuò)誤；當(dāng)鍋內(nèi)溫度

高于103℃時(shí),S∣斷開(kāi),而要溫度降到70。C以下時(shí)S?才會(huì)閉合,則此

時(shí)!?2可能發(fā)光,此時(shí)電路中R與RI和Ll的串聯(lián)部分并聯(lián),并聯(lián)的整體

再和L2、Rz串聯(lián),則L和L2的電阻RL與QIO.42Q,R并處56.64Q,

則回路總電阻R總=1067.06。，則回路總電流I總=誓-0.21A,貝∣]

R總

Lz一定發(fā)光,此時(shí)并聯(lián)的整體的電壓為U并=[總R產(chǎn)IL89V,則流過(guò)

L的電流為L(zhǎng)=0；譚42ApO