2023-2024届一轮复习人教版 章末真题12　交变电流　电磁振荡和电磁波 作业

章末真题练12交变电流电磁振荡和电磁波

1.（2022・广东卷,4）如图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。

定子是仅匝数n不同的两线圈,n1>n2,二者轴线在同一平面内且相互

垂直,两线圈到其轴线交点O的距离相等,且均连接阻值为R的电阻，

转子是中心在0点的条形磁铁,绕0点在该平面内匀速转动时一,两线圈

输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，

下列说法正确的是（B）

A.两线圈产生的电动势的有效值相等

B.两线圈产生的交变电流频率相等

C.两线圈产生的电动势同时达到最大值

D.两电阻消耗的电功率相等

解析：由于两定子线圈匝数不同，根据法拉第电磁感应定律可知,在两

线圈中产生的电动势最大值不相等,有效值不相等,选项A错误；由于

转子匀速转动的周期等于两定子产生交流电的周期,所以两线圈产生

的交变电流频率相等,选项B正确；由于两线圈轴线在同一平面内且

相互垂直,所以两线圈产生的感应电动势一个在最大值时，另一个为

零,选项C错误；由于在两线圈中产生的电动势的有效值不相等,根据

P=⅞可知,两电阻消耗的电功率不相等,选项D错误。

2.（2021•浙江6月选考,5）如图所示,虚线是正弦交流电的图像,实

线是另一交流电的图像,它们的周期T和最大值Um相同，则实线所对

应的交流电的有效值U满足（D）

A.U=%B.U=外

22

C.u＞电1D.U〈回国

22

解析：因虚线是正弦交流电的图像,则该交流电的有效值为U有效值

=粤学1,由题图可知,在任意时一刻，实线所代表的交流电的瞬时值都

不大于虚线表示的正弦交流电的瞬时值,则实线所代表的交流电的有

效值小于虚线表示的正弦交流电的有效值,D正确。

3.（2022•河北卷,3）张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会

绿色电能的主要供应地之一,其发电、输电简易模型如图所示。已知

风轮机叶片转速为每秒Z转,通过转速比为1：n的升速齿轮箱带动发

电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S,匝数为N,匀强磁场的磁感

应强度为B,t=0时刻,线圈所在平面与磁场方向垂直,发电机产生的

交变电流经过理想变压器升压后,输出电压为U。忽略线圈电阻，下列

说法正确的是（C）

低速高速发电机等效图

r×X×i升压变压器高压

（转速比l：n）

××Bו

A.发电机输出的电压为&πNBSz

B.发电机输出交变电流的频率为2πnz

C.变压器原、副线圈的匝数比为√ΣJiNBSnz：U

D.发电机产生的瞬时电动势e=√2πNBSnzsin(2πnz)t

解析:发电机线圈的转速为nz,输出交变电流的频率为f=3=nz,B错

误;线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动,产生正弦式交变电流,最大值为

Em=NBS-2π∙nz,输出电压的有效值为E⅛√2πNBSnz,A错误；变

压器原、副线圈的匝数比为电干二八"：TC正确;发电机产生的瞬时

Ti2UU

电动势为e=Emsinωt=2πNBSnzsin(2πnz)t,D错误。

4.(2022•山东卷,4)如图所示的变压器,输入电压为220V,可输出12

V、18V、30V电压，匝数为n∣的原线圈中电压随时间变化为

u=Umcos(100πt)o单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数

为0.1V。将阻值为12Q的电阻R接在BC两端时，功率为12W。下

列说法正确的是(D)

An为1100匝,U,为220V

B.BC间线圈匝数为120匝,流过R的电流为1.4A

C.若将R接在AB两端,R两端的电压为18V,频率为100Hz

D.若将R接在Ae两端,流过R的电流为2.5A,周期为0.02S

解析:根据理想变压器的变压规律有2,代入U=220V得n∣=2

n11

200,Ura=√2U=220√2V,选项A错误；由功率与电压的关系得

UBC=√PΛ=12V,根据理想变压器的变压规律有巳=维,代入数据解得

九InBC

r⅛c=120,由欧姆定律得I=等=1A,选项B错误；由以上分析结合题意可

R

知UAB=I8V,UΛC=30V,变压器不改变交流电的频率，故f=F=50Hz,选

2π

项C错误；由欧姆定律得「=等=2.5A,周期TγO.02S,选项D正

确。

5.（2021•福建卷,3）某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如

图所示，图中R为输电线的总电阻。若变压器视为理想变压器,所有电

表视为理想电表,不考虑变压器的输入电压随负载变化,则当住户使

用的用电器增加时，图中各电表的示数变化情况是（D）

AA增大,V?不变,V3增大

B.A∣增大,V2减小,V3增大

CA2增大V2增大,V3减小

D.Az增大,V2不变,V3减小

解析:不考虑变压器的输入电压随负载变化，即变压器原线圈的输入

电压UI=UW不变,根据在可知,变压器副线圈的输出电压UlM不变;

当住户使用的用电器增加时一，由于各用电器之间是并联关系，故用户

的总电阻R用变小，由L=合可知，副线圈的电流3IA2变大,而由

R+R用

Uv3=U2-LR可知V3减小；由理想变压器的原理U1I1=U2I2,可知原线圈的

电流L=IAl变大;综合上述分析可知Aj曾大,A?增大,V2不变,V3减小,故

D正确,A、B、C错误。

6.（2021・山东卷,9）（多选）输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器

原、副线圈匝数比为1：3,输入电压为7.5V的正弦交流电。连接两

理想变压器的导线总电阻为r,负载R的阻值为10Q,开关S接1时一,

右侧变压器原、副线圈匝数比为2：1,R上的功率为10W;接2时，

匝数比为1：2,R上的功率为P。以下判断正确的是（BD）

A.r=10ΩB.r=5Ω

C.P=45WD.P=22.5W

解析：当开关S接1时，左侧变压器次级电压U2=3×7.5V=22.5V,电

阻R上的电压,即右侧变压器的次级电压E,=√^=10V,电流I1=⅛=lA,

则右侧变压器初级电压员彳*10V=20V,电流LgxiA=0.5A,则

r=?=5Ω,当开关S接2时,设输电电流为I,则右侧变压器的次级

13

电流为0.51;右侧变压器两边电压关系为S=解得ι=3A,则R

∏3九4

上的功率P=（0.5I）2R=22.5Wo故选B、Do

7.（2020・全国HI卷,20）（多选）在图a所示的交流电路中，电源电压

的有效值为220V,理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1,R,>R2、

R3均为固定电阻,R2=IOΩ,R3=20。，各电表均为理想电表。已知电阻

R?中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图b所示。下列说法正确的是

(AD)

Rl

A.所用交流电的频率为50Hz

B.电压表的示数为100V

C.电流表的示数为1.0A

D.变压器传输的电功率为15.0W

解析：由变压器不会使交变电流的周期改变和图b可知所用交变电流

的周期为2X10-2s,可知所用交变电流的频率为50Hz,选项A正确；

由图b可知通过Rz的电流的有效值为1A,由串并联电路特点可知通

过R3的电流（即通过电流表的电流）为0∙5A,故副线圈的电流为

I2=l∙5A,由欧姆定律可得副线圈两端的电压U2=lX10V=IOV,由变

压器原、副线圈两端电压比与原、副线圈匝数比的关系可得,原线圈

两端的电压U,=⅛=100V,再根据原线圈电路的串联关系可得Rl两端

n2

的电压为Uv=220V-100V=120V,选项B、C均错误;根据变压器原理

可得变压器传输的电功率为P=U2I2=IOXl.5W=15.0W,故选项D正确。

8.（2022•湖南卷,6）如图,理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触

头P初始位置在副线圈正中间,输入端接入电压有效值恒定的交变电

源。定值电阻Rl的阻值为R,滑动变阻器R2的最大阻值为9R,滑片P2

初始位置在最右端。理想电压表⑨的示数为U,理想电流表②的示数

为I。下列说法正确的是(B)

A.保持PI位置不变,P2向左缓慢滑动的过程中，I减小,U不变

B.保持P位置不变,P2向左缓慢滑动的过程中,R消耗的功率增大

C.保持PZ位置不变,Pl向下缓慢滑动的过程中，I减小,U增大

D.保持P2位置不变,Pl向下缓慢滑动的过程中,R,消耗的功率减小

解析:设原线圈两端电压为U1,副线圈两端电压为U2,通过原线圈的电

流为I1,通过副线圈的电流为I2,由理想变压器变压规律和变流规律

可得,原、副线圈及定值电阻R的等效电阻为R'

22

=>⅛=(^)>(^)R,=4R<R2;保持P1位置不变,将原、副线圈及电阻

11→2n2I2n2

Rl等效为一定值电阻,P2向左缓慢滑动过程中，R2接入电路的电阻减小,

则整个电路的总电阻减小，由欧姆定律可知，回路中电流I增大,原线

圈两端电压增大,又电源电压不变,故电压表示数U减小,选项A错误；

由于原线圈两端电压增大，由理想变压器变压规律可知，副线圈两端

电压增大,故Rl消耗的功率增大,选项B正确；当P2位置不变,Pl向下滑

动时,必减小,等效电阻R'增大，由欧姆定律可知，回路中电流减

小,R2两端电压减小,选项C错误;等效电阻先增大至等于R,后继续增

大,故Rl的功率先增大后减小,选项D错误。

［备用］

（2022•河北卷，12）某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制

简易电饭煲,设计电路如图甲所示。选用的器材有：限温开关S∣（手动

将其按下,开始持续加热煮饭，当锅内温度高于103℃时自动断开,之

后不能自动闭合）；保温开关Sz（当锅内温度高于80℃时自动断开,温

度低于70℃时自动闭合）；电饭煲的框架（结构如图乙所示）。自备元

件有:加热电阻丝R（阻值为60Q,用于加热煮饭）邛艮流电阻R,和

Rz（阻值均为IkQ）;指示灯L1和Lz（2.5V,0.6W,当电流低于30mA

时可视为熄灭）；保险丝T。

（1）按照兴趣小组设计的电路,下列说法正确的是（多选）。

A按下Si,L和L2均发光

B.当锅内温度高于103℃Ht,S1自动断开,L和Lz均发光

C.保温过程中,S2自动在闭合、断开状态之间交替切换

D.当锅内温度低于70C时,S?自动闭合,L发光（2熄灭

⑵简易电饭煲制作完成后,试用时L始终不亮,但加热和保温功能均

正常。在不增加元件的前提下，断开电源,使用多用电表判断发生故障

的元件。下列操作步骤的正确顺序是（填写各步骤前的

字母）。

A.将选择开关旋转到“×100”位置

B,将两支表笔直接接触,调节“欧姆调零旋钮”，使指针指向欧姆零点

C.调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度

D.测量指示灯L两端的阻值

E.将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡

操作时,将多用电表两表笔与L两端接触,若指针如图丙所示,可判断

是断路损坏;若指针如图丁所示,可判断是断路损

坏。（用电路中的元件符号表示）

解析：（1）按下Sl后L2支路被短路,则L2不会发光,A错误；当锅内温度

高于103℃时,S∣断开,而要温度降到70。C以下时S?才会闭合,则此

时!›2可能发光,此时电路中R与RI和Ll的串联部分并联,并联的整体

再和L2、Rz串联,则L和L2的电阻RL与QIO.42Q,R并处56.64Q,

则回路总电阻R总=1067.06。，则回路总电流I总=誓-0.21A,贝∣]

R总

Lz一定发光,此时并联的整体的电压为U并=[总R产IL89V,则流过

L的电流为L=0；谭42ApO