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交變電流本章測試B（含答案）3.5交變電流本章測試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，該發(fā)電

機(jī)的電動勢隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，下列說法正確的是（）

300

0力〃（、10飛）

R

甲

A.UO.O2s時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時線圈的磁通量變化率為3Wb/sD.交流電流表在0.02s時刻的示數(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間接一個片=45。的電阻，或只在cd間接一個電阻&時，

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)動時，

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)動一周，通過發(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的〃倍，則輸電線上的電功率損失為（）

11

A.原來的一B.原來的—C.原來的〃倍D.原來的n2倍

nn

6.紙面內(nèi)有一邊長如圖所示的單匝“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)磁場中，線框繞曲軸做角速度為①的勻速圓周運(yùn)動。則從圖示位置（）

a

A.轉(zhuǎn)動45。時電流瞬時值等于回路中電流的有效值

B.轉(zhuǎn)動60。時回路中的電流為逆時針方向

C.轉(zhuǎn)動180。的過程中通過導(dǎo)線截面的電荷量為零

D.轉(zhuǎn)動360。的過程中感應(yīng)電動勢的最大值為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)滑動變阻器&的滑片向下移動后，電流表及兩個電

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

9.2023年夏我國電源供給中，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，則下列說法正確的是（）

B.通過輸電線的電流為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)時的電動勢和內(nèi)阻時所用的器材如下:

A.兩節(jié)干電池：總電動勢約為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)滑動變阻器,多次測量得出多組電壓表的示數(shù)U和電流表A的示數(shù)/,通過

描點(diǎn)畫出電源的U—/圖象如圖丙所示，該兩節(jié)干電池的總電動勢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)阻對兩節(jié)干電池總電動勢的測量結(jié)果(填“有”或“沒有”)影響。

12.為測量金屬絲的電阻率，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)用刻度尺測量金屬絲的長度3用螺旋測微器測量金屬絲的直徑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量待測金屬絲的電阻，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)磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸00'勻速轉(zhuǎn)動，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45。，通過電流表的電荷量；

(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是四個相同的燈泡。

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

(1)變壓器原線圈兩端電壓；

(2)穿過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，該發(fā)電

機(jī)的電動勢隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，下列說法正確的是（）

Z/(xl0-2s)

甲乙

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

【答案】C

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

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錯誤;

C.0.01s時，感應(yīng)電動勢最大，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，不是瞬時值，因此不為零，故D錯誤。

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間接一個片二45C的電阻，或只在cd間接一個電阻&時,

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)動時，

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)動一周，通過發(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.一個周期內(nèi)穿過線圈的磁通量變化為零，有

4=3=0

R

即通過線圈某一橫截面的電荷量為零，故B錯誤;

C.減小轉(zhuǎn)速，頻率減小，電動勢也減小，燈泡不會正常發(fā)光，故C錯誤;

D.由于發(fā)電機(jī)有內(nèi)阻，在負(fù)載端再并聯(lián)一個相同的燈泡，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阻值減小；副線圈的總電阻減小，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，通過原線圈電流也增大；故A錯誤;

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的幾倍，則輸電線上的電功率損失為（）

1B.原來的-4

A.原來的C.原來的幾倍D.原來的n2倍

nn

【答案】B

【詳解】根據(jù)

P=UI

倍，根據(jù)

得，輸電電壓升為原來電壓的?倍時,輸電電流變?yōu)樵瓉淼?

n

可知，輸電線上的功率損失將變?yōu)樵瓉砉β蕮p失的J,故ACD錯誤，B正確。

故選B。

6.紙面內(nèi)有一邊長如圖所示的單匝“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)磁場中，線框繞仍軸做角速度為。的勻速圓周運(yùn)動。則從圖示位置()

a

XX

X

更

X

A.轉(zhuǎn)動45。時電流瞬時值等于回路中電流的有效值

B.轉(zhuǎn)動60。時回路中的電流為逆時針方向

C.轉(zhuǎn)動180。的過程中通過導(dǎo)線截面的電荷量為零

D.轉(zhuǎn)動360。的過程中感應(yīng)電動勢的最大值為321?(0

【答案】D

【詳解】A.電流瞬時值的表達(dá)式

I=Imsincot

當(dāng)轉(zhuǎn)動45。時電流瞬時值為

/=Zmsin450=^Zm

由于只有半個周期內(nèi)有正弦式電流，故電流的有效值

I=L

有2

所以轉(zhuǎn)動45。時電流瞬時值不等于回路中電流的有效值，故A錯誤；

B.轉(zhuǎn)動60。時回路中的磁通量在減少，所以感應(yīng)電流為順時針方向，故B錯誤;

C.轉(zhuǎn)動180。的過程中通過導(dǎo)線截面的電荷量為

故C錯誤；

D.轉(zhuǎn)動360。的過程中感應(yīng)電動勢的最大值為

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)滑動變阻器&的滑片向下移動后，電流表及兩個電

壓表示數(shù)變化量的絕對值分別用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&兩端電壓，流過冬的電流等于電流表的讀數(shù)，則有

4=/內(nèi)

滑片向下移動后

u；=iR

則兩式相減有

皿凡

|A/|

故A錯誤，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

滑片向下移動后

U=kU；

k

兩式相減有

。=佃一回+：（/；-小

可得

兩=.

故C錯誤，D正確。

故選BD。

9.2023年夏我國電源供給中，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，則下列說法正確的是（）

B.通過輸電線的電流為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

通過輸電線的電流

=10A

故B錯誤；

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)時的電動勢和內(nèi)阻時所用的器材如下：

A.兩節(jié)干電池：總電動勢約為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)滑動變阻器,多次測量得出多組電壓表的示數(shù)U和電流表A的示數(shù)/,通過

描點(diǎn)畫出電源的U—/圖象如圖丙所示，該兩節(jié)干電池的總電動勢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)阻對兩節(jié)干電池總電動勢的測量結(jié)果(填“有”或“沒有”)影響。

沒有

(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)干電池的總電動勢

E=2.95V

[3]U-/圖象斜率的絕對值等于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，外電壓等于兩節(jié)干電池的總電動勢，故電動勢沒有系統(tǒng)誤差，所以電流表的內(nèi)阻

對兩節(jié)干電池總電動勢的測量結(jié)果沒有影響。

12.為測量金屬絲的電阻率，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)用刻度尺測量金屬絲的長度L用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d(如圖甲所示)，則“=mm。

(2)分別用圖乙和圖丙所示的電路測量待測金屬絲的電阻，圖乙中電壓表和電流表的示數(shù)分別為L，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量值偏大，所以電阻率的測量值也偏大。

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)磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸OO'勻速轉(zhuǎn)動，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45。，通過電流表的電荷量;

(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45。過程中，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)一圈所用時間為

十2〃■萬

/=——=——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是四個相同的燈泡。

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

(1)變壓器原線圈兩端電壓;

(2)穿過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、【電磁振蕩知識點(diǎn)梳理】............................................................................28

二、【電磁場和電磁波知識點(diǎn)梳理】.....................................................................31

三、【無線電波的發(fā)射和接收知識點(diǎn)梳理】...............................................................32

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

一、【電磁振蕩知識點(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，由電感線圈L和電容C組成的電路，就是最簡單的振蕩電路

3.電磁振蕩：在整個過程中，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.電磁振蕩的過程中，電場能和磁場能會發(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間叫作周期。周期的倒數(shù)叫作頻率，數(shù)值等于單位時間內(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.如果沒有能量損失，也不受其他外界條件影響，這時的周期和頻率叫作振蕩電路的固有周期和固有頻率，簡稱

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)按照圖甲連成電路。將電壓傳感器的兩端連在電容

器的兩個極板上。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，則下列說法正確的是（）

A.若電路中的電阻忽略不計(jì)，電壓一定隨時間等幅振蕩

B.若增大C,則4一馬的值將減小

C.在fl&時間段，電流方向?yàn)閳D甲中的逆時針方向

D.在馬與時間段，線圈/中儲存的磁場能在逐漸增大

2.在ZC振蕩電路中，某時刻線圈中電流產(chǎn)生的磁場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.磁場能正在向電場能轉(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④時指針向右偏，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。開始時開關(guān)S扳到a,某時刻將開關(guān)S扳到6,且將該時刻作為計(jì)時0點(diǎn)。則下列說

法正確的是（）

E

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

44

C.工?時，線圈的磁場能為零

D./=萬聲時，電容器所帶的電荷量為零

2

4.關(guān)于電磁波，下列說法中正確的是（）

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/時刻和打時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

法中正確的是（）

4時刻J時刻

A.在右時刻磁場能轉(zhuǎn)化為電場能

B.在打時刻電容器正在充電

C.在右時刻電路中的電流處在減小狀態(tài)

D.在打時刻電路中感應(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間的變化關(guān)系,若以圖乙回路中順時針方向的電流為正，a、b、c、d

均為電場能或磁場能最大的時刻，下列說法正確的是（）

bd

甲乙

對應(yīng)圖甲中的3時刻

A.圖乙中的a是電場能最大的時刻,

此后的g內(nèi)電流方向?yàn)檎?/p>

B.圖乙中的6是電場能最大的時刻,

對應(yīng)圖甲中的又時刻

C.圖乙中的。是磁場能最大的時刻,

4

D.圖乙中的d是磁場能最大的時刻,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，也可從復(fù)雜的信號中分離出特定頻率的信號，是許多電子設(shè)備中

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

A.電容器上極板帶負(fù)電B.電路中的電場能正在增大

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

二、【電磁場和電磁波知識點(diǎn)梳理】

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

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

3.電磁波：電磁場（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

［電磁場和電磁波舉一反三練習(xí)】

8.關(guān)于電磁場理論，下列說法正確的是（）

A.在電場周圍一定產(chǎn)生磁場，磁場周圍一定產(chǎn)生電場

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

C.均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場

D.周期性振蕩變化的電場周圍一定產(chǎn)生同頻率周期性振蕩變化的磁場

9.根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，下列說法正確的是（）

A.有電場的空間一定存在磁場，有磁場的空間也一定能產(chǎn)生電場

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

C.周期性變化的磁場周圍空間一定產(chǎn)生周期性變化的電場

D.均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場

10.下列關(guān)于電磁場、電磁波的說法中正確的是（）

A.電場周圍一定存在磁場，磁場周圍一定存在電場

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)于磁場的相關(guān)說法中正確的是（）

A.磁場是一種為研究物理問題而假想的物質(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)為變化的磁場會產(chǎn)生電場

12.關(guān)于電磁場和電磁波，下列說法中正確的是（）

A.變化的電場一定在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場

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、波長與頻率的關(guān)系v=,對機(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.不同波長的電磁波在真空中速度不同

三、【無線電波的發(fā)射和接收知識點(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，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)械振動中的共振。

（2）解調(diào)：使聲音或圖像信號從高頻電流中還原出來的過程

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

【無線電波的發(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有關(guān)

C.微波爐利用的微波不屬于電磁波D.中國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。下列說法正確的是（）

A.在同一介質(zhì)中，5G信號比4G信號波長更長

B.在同一介質(zhì)中，5G信號比4G信號衍射本領(lǐng)更弱

C.在同一介質(zhì)中，5G信號比4G信號的傳播速度更大

D.在同一介質(zhì)中，5G信號與4G信號會發(fā)生干涉

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