高考物理复习专题十三交变电流电磁波市赛课公开课一等奖省名师获奖课件

专题十三交变电流电磁波高考物理

(北京市专用)1/78A组

自主命题·北京卷题组1.(北京理综,20,6分)物理学原理在当代科技中有许多主要应用。比如,利用波干涉,可将

无线电波干涉信号用于飞机降落导航。如图所表示,两个可发射无线电波天线对称地固定于飞机跑道两侧,它们类似于杨氏干涉试验中

双缝。两天线同时都发出波长为λ1和λ2无线电波。飞机降落过程中,当接收到λ1和λ2信号

都保持最强时,表明飞机已对准跑道。以下说法正确是

()

A.天线发出两种无线电波必须一样强B.导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间干涉五年高考C.两种无线电波在空间强弱分布稳定D.两种无线电波各自在空间强弱分布完全重合2/78答案

C本题考查波干涉。波干涉产生是否与波强弱无关,故A错;导航利用了同频率

两列波干涉,而波长为λ1和λ2两列波频率不一样,B错;λ1与λ1干涉,λ2与λ2干涉,两个干涉图样在

空间强弱分布稳定,故C正确;因为λ1与λ2两列波波长不一样,故两干涉图样在空间强弱分布不

重合,D错。疑难突破波干包括干涉图样两列波产生稳定干涉图样条件之一是两列波频率相同,本题中,每个天线同时且都发出两列

波长为λ1和λ2波,在同种介质中波长相同,频率相同,产生干涉,故在飞机跑道区域存在两个稳定

干涉图样,且跑道中心线上每点到波源距离相等,故中心线上各点均为两个干涉图样加强

点,飞机降落时利用这些加强点来对准跑道中心线,实现安全降落。3/782.(北京理综,16,6分)如图所表示,理想变压器原线圈接在u=220

sin100πt(V)交流电源上,副线圈接有R=55Ω负载电阻,原、副线圈匝数之比为2∶1,电流表、电压表均为理想电

表。以下说法正确是

()A.原线圈输入功率为220

WB.电流表读数为1AC.电压表读数为110

VD.副线圈输出交流电周期为50s4/78答案

B本题考查交变电流、变压器。由题知,变压器输入电压U1=

V=220V,所以U2=

U1=110V;副线圈电流I2=

=2A,原线圈电流I1=

I2=1A。本题中电压表、电流表读数为有效值,故B项正确,C项错误;原线圈输入功率P1=U1I1=220W,A项错误;交流电周期T=

=

s=0.02s,D项错误。易错点拨交流电最大值与有效值1.在正弦交流电中,U=

。2.在交流电路中,电表读数为有效值。5/783.(北京理综,14,6分,0.81)以下说法正确是

()A.电磁波在真空中以光速c传输B.在空气中传输声波是横波C.声波只能在空气中传输D.光需要介质才能传输答案

A声波是机械波,是纵波,在气体、固体、液体中都能传输,故B、C两项均错误;电磁波

传输不需要介质,能在真空中以光速传输,A项正确,D项错误。考查点电磁波、机械波。知识归纳

要把电磁波与机械波共同点和不一样点比较清楚。6/784.(北京理综,20,6分,0.78)利用所学物理知识,能够初步了解惯用公交一卡通(IC卡)工作

原理及相关问题。IC卡内部有一个由电感线圈L和电容器C组成LC振荡电路。公交车上读

卡机(刷卡时“嘀”响一声机器)向外发射某一特定频率电磁波。刷卡时,IC卡内线圈L

中产生感应电流,给电容器C充电,到达一定电压后,驱动卡内芯片进行数据处理和传输。以下

说法正确是

()A.IC卡工作所需要能量起源于卡内电池B.仅当读卡机发射该特定频率电磁波时,IC卡才能有效工作C.若读卡机发射电磁波偏离该特定频率,则线圈L中不会产生感应电流D.IC卡只能接收读卡机发射电磁波,而不能向读卡机传输本身数据信息答案

B刷卡时线圈L产生感应电流,为电容器C充电,所以IC卡不用电池,A错;仅当读卡机向

外发射某一特定频率电磁波时,才能使电容器C到达一定电压,IC卡才能有效工作,B正确;当读

卡机发射电磁波频率偏离特定频率,线圈中也会产生感应电流,只是不能使电容器C到达一

定电压,只有当电容器C到达一定电压后,才能驱动卡内芯片进行数据处理和传输,C、D错

误。7/78考查点电磁感应、电磁波产生、发射与接收。思绪点拨本题设问不但包括物理内容,也创设了需要结合物理知识和平时观察才能发觉

和认识内容,在答题时认知题干内容是解题关键。8/78B组

统一命题、省(区、市)卷题组考点一交变电流产生和描述1.(天津理综,6,6分)(多项选择)在匀强磁场中,一个100匝闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直

固定轴匀速转动,穿过该线圈磁通量随时间按图示正弦规律改变。设线圈总电阻为2Ω,则

()

A.t=0时,线圈平面平行于磁感线B.t=1s时,线圈中电流改变方向C.t=1.5s时,线圈中感应电动势最大D.一个周期内,线圈产生热量为8π2J9/78答案

AD本题考查正弦交流电产生、有效值,焦耳热。由Φ-t图可知,t=0时,Φ=0,则线圈平

面平行于磁感线,选项A正确;t=1s时Φ=0,此时电动势最大,t=0.5s和t=1.5s时,Φ最大,此时电动势

为0,电流改变方向,选项B、C错误;交流电电动势最大值Em=nBSω=nΦm

=4πV,有效值E=

Em=2

πV,一个周期内线圈产生热量Q=

·T=8π2J,D正确。疑难突破①由E=n

知Φ随时间按正弦规律改变,则E随时间按余弦规律改变。②电流改变方向时刻在E=0时刻,即Φ最大时刻。③计算电流产生焦耳热应使用电动势有效值。10/782.(课标Ⅲ,21,6分)(多项选择)如图,M为半圆形导线框,圆心为OM;N是圆心角为直角扇形导线

框,圆心为ON;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线OMON水平面上方有一

匀强磁场,磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t=0时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面、

且过OM和ON轴,以相同周期T逆时针匀速转动,则

()

A.两导线框中均会产生正弦交流电B.两导线框中感应电流周期都等于TC.在t=

时,两导线框中产生感应电动势相等D.两导线框电阻相等时,两导线框中感应电流有效值也相等11/78答案

BC本题中导线框半径旋转切割磁感线时产生大小不变感应电流,故A项错误;两

导线框产生感应电流周期与线框转动周期相同,B项正确;在t=

时,两导线框切割磁感线导线长度相同,且切割速度大小相等,故产生感应电动势相等,均为E=

BR2ω,C项正确;两导线框中感应电流随时间改变图像如图所表示,故两导线框中感应电流有效值不相等,D项错误。

12/78疑难突破设M导线框中电流有效值为IM,则

rT=2

·r·

,得IM=

;设N导线框中电流有效值为IN,则

rT=2

·r·

,得IN=

,故IM=

IN。评析本题考查感应电动势及其相关知识,经过比较方式对交流电产生、感应电动势产

生及有效值等知识进行考查,难度中等,考生需要对导线框转动过程进行细致周全分析,能力

要求较高。13/783.(福建理综,15,6分)如图,试验室一台手摇交流发电机,内阻r=1.0Ω,外接R=9.0

Ω电阻。闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生电动势e=10

sin10πt(V),则

()A.该交变电流频率为10HzB.该电动势有效值为10

VC.外接电阻R所消耗电功率为10WD.电路中理想交流电流表

示数为1.0A14/78答案

D

由交变电流电动势表示式e=10

sin10πt(V)=Emsinωt可知,该交变电流频率为f=

=

Hz=5Hz,A错误。该交变电流电动势有效值E=

=

V=10V,B错误。电流有效值I=

=

A=1.0A,外接电阻R所消耗电功率PR=I2R=1.02×9.0W=9W,故C错误,D正确。15/784.(四川理综,2,6分)用220V正弦交流电经过理想变压器对一负载供电,变压器输出电压

是110V,经过负载电流图像如图所表示,则

()

A.变压器输入功率约为3.9WB.输出电压最大值是110VC.变压器原、副线圈匝数比是1∶2D.负载电流函数表示式i=0.05sin(100πt+

)(A)16/78答案

A由题图可知经过负载电流最大值为Im=0.05A,周期T=0.02s,故电流函数表示式i

=Imsin

t=0.05sin100πt(A),D错误;理想变压器线圈匝数比等于电压比,即n1∶n2=U1∶U2=2∶1,C错误;输出电压U2=110V,其最大值U2m=

U2=110

V,B错误;理想变压器输入功率等于输出功率,即输入功率P=I2U2=

×110W≈3.9W,A正确。17/785.(课标Ⅰ,16,6分)一含有理想变压器电路如图所表示,图中电阻R1、R2和R3阻值分别为3

Ω、1Ω和4Ω,

为理想交流电流表,U为正弦交流电压源,输出电压有效值恒定。当开关S断开时,电流表示数为I;当S闭合时,电流表示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为

()

A.2

B.3

C.4

D.5考点二变压器远距离输电答案

B设原、副线圈匝数比为n,依据能量守恒,当S断开时,UI=I2R1+(nI)2(R2+R3);当S闭合时,4

UI=(4I)2R1+(4nI)2R2,联立解得n=3,所以B正确。18/78误区警示变压器原线圈上串联电阻之后,属于非纯电阻电路,不能在含有线圈电路中应用欧

姆定律。要计算原线圈上消耗功率,只要计算出副线圈电阻上消耗功率即可。评析本题考查变压器基本关系,要求掌握两点:一是电流与匝数关系;二是能量守恒定律

应用。19/786.(天津理综,5,6分)如图所表示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电

表。以下说法正确是

()

A.当滑动变阻器滑动触头P向上滑动时,R1消耗功率变大B.当滑动变阻器滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大C.当滑动变阻器滑动触头P向上滑动时,电流表A1示数变大D.若闭合开关S,则电流表A1示数变大、A2示数变大20/78答案

B因为原、副线圈两端电压不变,当滑动变阻器滑动触头P向上滑动时,连入电路电

阻变大,所在电路总电阻变大,副线圈中电流减小,R1中电流减小,R1消耗功率减小,A项错误;R1

中电流减小,则R1两端电压减小,而副线圈两端电压不变,所以滑动变阻器两端电压增大,电压表

示数变大,B项正确;副线圈中电流减小,原线圈中电流随之减小,故C项错误;若闭合开关S,负载电

路总电阻减小,副线圈中电流增大,R1中电流增大,则R1两端电压升高,R2两端电压减小,A2示数

变小,D项错误。反思总结此题是变压器工作电路中动态问题,要注意其中因果关系:原线圈电压决定副线

圈输出电压,副线圈输出电压和负载电阻共同决定副线圈中电流,副线圈中电流决定原线

圈中电流。21/787.(江苏单科,4,3分)一自耦变压器如图所表示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在a、b间作

为原线圈。经过滑动触头取该线圈一部分,接在c、d间作为副线圈。在a、b间输入电压为U1

交变电流时,c、d间输出电压为U2。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点过程中

(

)

A.U2>U1,U2降低

B.U2>U1,U2升高C.U2<U1,U2降低

D.U2<U1,U2升高22/78答案

C由图可知变压器原线圈匝数n1大于副线圈匝数n2,因

=

,则U2<U1;在将滑动触头从M点顺时针转到N点过程中,n2减小,U2降低,选项C正确,选项A、B、D错误。易错点拨读懂图是解答本题关键,当滑动触头转动时改变是副线圈匝数,副线圈匝数

减小。评析本题考查了理想变压器变压比等于匝数比,意在考查考生逻辑分析能力。23/788.(课标Ⅰ,16,6分,0.664)一理想变压器原、副线圈匝数比为3∶1,在原、副线圈回路

中分别接有阻值相同电阻,原线圈一侧接在电压为220V正弦交流电源上,如图所表示。设副

线圈回路中电阻两端电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗功率比值为k,则

()

A.U=66V,k=

B.U=22V,k=

C.U=66V,k=

D.U=22V,k=

24/78答案

A设原线圈中电流为I,由

=

知副线圈中电流I2=3I,由题意知副线圈中电阻两端电压U=3IR,则原线圈回路中R两端电压U'=IR=

,原线圈两端电压U1=3U,由闭合电路中电压关系可知U1+U'=220V,即

+3U=220V,U=66V,原线圈回路中电阻消耗功率P1=I2R,副线圈回路中电阻消耗功率P2=(3I)2R,

=k=

=

,选项A正确。25/789.(福建理综,15,6分)图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T原、

副线圈匝数分别为n1、n2,在T原线圈两端接入一电压u=Umsinωt交流电源,若输送电功率为

P,输电线总电阻为2r,不考虑其它原因影响,则输电线上损失电功率为

()

A.(

)

B.(

)

C.4(

)2(

)2r

D.4(

)2(

)2r26/78答案

C

T输入电压U1=

,则P=U1I1,I1=

=

,又因为

=

,所以I2=

I1=

,则输电线上损失电功率P损=

·2r=4

r,C项正确。27/7810.(天津理综,1,6分)我国成功研发反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机克星,它标志着

我国雷达研究又创新里程碑。米波雷达发射无线电波波长在1~10m范围内,则对该无线电

波判断正确是

()

A.米波频率比厘米波频率高B.和机械波一样须靠介质传输C.同光波一样会发生反射现象D.不可能产生干涉和衍射现象考点三电磁场和电磁波28/78答案

C无线电波与光波均为电磁波,均能发生反射、干涉、衍射现象,故C正确、D错。电磁

波在真空中传输速度最快,故B错。由c=λf可知,频率与波长成反比,故A错。知识归纳全部波共有特征:能发生反射、折射、干涉、衍射和多普勒效应。评析本题考查电磁波基础知识,包括知识点虽多,但均为考生熟悉知识点,故为轻易

题。29/7811.(四川理综,2,6分)电磁波已广泛利用于很多领域。以下关于电磁波说法符合实际是

()A.电磁波不能产生衍射现象B.惯用遥控器经过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C.依据多普勒效应能够判断遥远天体相对于地球运动速度D.光在真空中运动速度在不一样惯性系中测得数值可能不一样答案

C衍射现象是波特有现象,故电磁波能发生衍射现象,A错误。遥控器是经过发出

红外线脉冲信号遥控电视机,B错误。依据多普勒效应,当日体相对地球运动时,我们接收到来

自天体电磁波频率发生改变,依据其改变可判断遥远天体相对地球运动速度,C正确。光在

真空中速度是定值,在任何惯性系中测出数值应相同,D错误。30/7812.(四川理综,1,6分)以下关于电磁波说法,正确是

()A.电磁波只能在真空中传输B.电场随时间改变时一定产生电磁波C.做变速运动电荷会在空间产生电磁波D.麦克斯韦第一次用试验证实了电磁波存在答案

C电磁波是电磁场这种物质在空间传输,它既可在真空中传输,也可在介质中传输,A

错误;当电场随时间均匀改变时产生稳定磁场,稳定磁场不能再产生电场,故也就不能形成

电磁波,B错误;做变速运动电荷产生改变磁场,改变磁场在其周围空间产生改变电场…

…电场、磁场交替产生,向外传输过程就形成了电磁波,C正确。麦克斯韦从理论上预言了电

磁波存在,赫兹经过试验证实了电磁波存在,D错误。31/78C组教师专用题组1.(天津理综,6,6分)(多项选择)如图所表示,理想变压器原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈

匝数能够经过滑动触头Q来调整,在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,P为滑动变阻

器滑动触头。在原线圈上加一电压为U正弦交流电,则

()

A.保持Q位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变大B.保持Q位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变小C.保持P位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变大D.保持P位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变小32/78答案

BC保持Q位置不动,则副线圈两端电压U2不变,P向上滑动,则R增大,副线圈电流I2减小,

由P1=UI1=U2I2,可知I1减小,电流表读数减小,A错误,B正确。保持P位置不动,则R不变,Q向上滑动,

n2变大,依据

=

得,U2=

U,则U2增大,由I2=

,知I2增大,由UI1=U2I2,U不变,知I1增大,电流表读数变大,所以C正确,D错误。故选B、C。33/782.(课标Ⅱ,21,6分,0.266)(多项选择)如图,一理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2。原线圈

经过一理想电流表

接正弦交流电源,一个二极管和阻值为R负载电阻串联后接到副线圈两端。假设该二极管正向电阻为零,反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端

电压分别为Uab和Ucd,则

()

A.Uab∶Ucd=n1∶n2B.增大负载电阻阻值R,电流表读数变小C.负载电阻阻值越小,cd间电压Ucd越大D.将二极管短路,电流表读数加倍34/78答案

BD

a、b端电压为正弦式交变电压,故电压表测得电压Uab=

。副线圈两端电压也为正弦式交变电压,但因为二极管单向导电特征,从而使c、d两端电压成为脉动直流电,

由有效值定义可得

T=

×

,即Ucd=

,故Uab∶Ucd=

∶

=

n1∶n2,A错误。因R增大时消耗功率P=

减小,原线圈输入功率减小,故U1不变时I1减小,B正确。由Uab∶Ucd=

n1∶n2可知Ucd与负载阻值无关,C错误。将二极管短路时R两端电压为正弦式交变电压,其有效

值Ucd'=

,故此时R消耗功率P'=

为原来2倍,原线圈中电流也变为原来2倍,故D正确。35/783.(山东理综,17,6分)(多项选择)如图,将额定电压为60V用电器,经过一理想变压器接在正弦交

变电源上。闭合开关S后,用电器正常工作,交流电压表和交流电流表(均为理想电表)示数分

别为220V和2.2A。以下判断正确是

()

A.变压器输入功率为484WB.经过原线圈电流有效值为0.6AC.经过副线圈电流最大值为2.2AD.变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=11∶3答案

BD对于理想变压器,P入=P出,所以输入功率P入=60×2.2W=132W,A错。I1=

=

A=0.6A,B正确。经过副线圈电流最大值I2m=

I2=2.2

A,C错误。变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=U1∶U2=11∶3,D正确。36/784.(天津理综,4,6分)普通交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流,通常要经过

电流互感器来连接,图中电流互感器ab一侧线圈匝数较少,工作时电流为Iab,cd一侧线圈匝数

较多,工作时电流为Icd,为了使电流表能正常工作,则

()

A.ab接MN、cd接PQ,Iab<IcdB.ab接MN、cd接PQ,Iab>IcdC.ab接PQ、cd接MN,Iab<IcdD.ab接PQ、cd接MN,Iab>Icd

答案

B在测量高压线路上电流时,电流互感器作用是减小测量支路电流。依据变压器

原理,

=

,I大n小,故ab端应接MN,cd端应接PQ,Iab>Icd,选项B正确。37/785.(山东理综,17,5分)(多项选择)图甲是小型交流发电机示意图,两磁极N、S间磁场可视为

水平方向匀强磁场,

为交流电流表。线圈绕垂直于磁场水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生交变电流随时间改变图像如图乙所表示。以下判断正确是

()

A.电流表示数为10AB.线圈转动角速度为50πrad/sC.0.01s时线圈平面与磁场方向平行D.0.02s时电阻R中电流方向自右向左答案

AC由题图乙知Im=10

A,I=

=10A,A正确。T=2×10-2s,ω=

=100πrad/s,B错误。t=0.01s时,i=-Im,此时线圈平面与磁场方向平行,C正确。由右手定则判定0.02s时电阻R中电流方

向自左向右,D错误。38/786.(北京理综,15,6分,0.61)一个小型电热器若接在输出电压为10V直流电源上,消耗电功

率为P;若把它接在某个正弦交流电源上,其消耗电功率为

。假如电热器电阻不变,则此交流电源输出电压最大值为

()A.5VB.5

VC.10VD.10

V答案

C设电热器电阻为R,正弦交流电源电压有效值为U效,接10V直流电源时,P=

=

①;接交流电源时,

=

②,联立①②得U效=5

V,故最大值Um=

U效=10V,C选项正确。39/78A组

—年高考模拟·基础题组（时间:45分钟分值:70分）一、选择题(每小题6分,共54分)1.(北京西城一模,19)在探究变压器两个线圈电压关系时,某同学自己绕制了两个线圈

套在可拆变压器铁芯上,如图所表示。线圈a作为原线圈连接到学生电源交流输出端,线圈b接

小灯泡。他所用线圈电阻忽略不计。当闭合学生电源开关时,他发觉电源过载(电流过大,

超出学生电源允许最大值)。假如仅从处理电源过载问题角度考虑,以下采取办法中,最

可能有效是

()

A.增大电源电压B.适当增加原线圈a匝数C.换一个电阻更小灯泡三年模拟D.将线圈a改接在学生电源直流输出端40/78答案

B为处理电源过载,即减小原线圈电流或是减小灯泡功率,由

=

知,增大原线圈匝数,可减小U2即减小灯泡功率,B正确。增大U1则U2增加,灯泡功率增大,A错误。在U2不变情况

下,减小灯泡电阻,则灯泡功率增加,C错误。假如用电源直流输出端,因为线圈电阻忽略不计,

则电源被短路,D错误。41/782.(北京海淀零模,20)电磁波无处不在,我们身边广播、电视、移动通信都与电磁波有着

密不可分联络,Wi-Fi、非接触式公交卡、导航、雷达、微波加热、射电天文学、遥感遥测

也都与电磁波相关。频率是电磁波一个主要参量,不一样频率电磁波在空中互不干扰,确保了

各项无线电应用顺利开展。比如,我国自主建立北斗导航系统所使用电磁波频率约为1561MHz;家用微波炉加热食物

所使用电磁波频率约为2450MHz;家用5GWi-Fi所使用电磁波频率约为5725MHz。对于

家用5GWi-Fi信号,以下说法中正确是

()A.一定不会产生偏振现象B.从一个房间穿越墙壁进入另一个房间后,频率保持不变C.与北斗导航信号叠加时,将产生显著干涉现象D.与微波炉所使用微波相比,更轻易产生显著衍射现象答案

B电磁波是横波,会产生偏振现象,A错。频率相同两列波叠加,才能产生干涉现象,C

错。波长越长,频率越低,越轻易产生显著衍射现象,D错。42/783.(北京朝阳一模,20)骑自行车有很多益处,可缓解交通压力,可节能减排;骑自行车时,人做

功要消耗体能,还可强身健体。成人在平路上骑自行车时所受阻力约为20N。最近多个城市推

出摩拜单车,车锁内主要集成了芯片、GPS定位模块和SIM卡等,便于掌控自行车详细位置和

状态,其工作原理如图所表示。使用摩拜单车APP,用户能够查看并找到单车位置,扫描车身上

二维码,经过手机网络发送到云端请求解锁,云端收到后识别该车辆并发送解锁指令,摩拜单

车执行解锁指令自动开锁,用户便可开始骑行。据此材料,以下推断错误是

()A.摩拜单车车锁工作过程中需要用电,车内有供电系统B.摩拜单车车锁直接接收了手机电磁辐射信号后自动开锁,无需用电C.无线电信号非常弱时,摩拜单车定位将受到影响D.成人在平路上骑自行车时,每秒钟平均消耗体能约100J43/78答案

B依据题意,摩拜单车是从云端取得解锁指令,然后执行指令自动开锁,这个自动开锁

能量则起源于车内供电系统,故A说法正确,B说法错误。因为车辆需要得到云端信息才

能执行指令,故当无线电信号非常弱时,车定位将受到影响,C说法正确。依据P=Fv,成人正常

骑自行车速度约为5m/s,可得P约为100W,即每秒钟平均消耗体能约为100J,D说法正确。44/784.(北京西城二模,16)某交流发电机产生感应电动势与时间关系如图所表示。由图像可

知

()

A.该交流电周期为4sB.该交流电频率为50HzC.该交流发电机线圈转动角速度为100πrad/sD.电动势瞬时值与时间关系为e=100sin50πt(V)答案

D由图知T=4×10-2s,f=

=25Hz,ω=

=50πrad/s,Em=100V,瞬时值e=Emsinωt=100sin50πt(V),D正确。45/785.(北京西城一模,16)如图所表示,有一个电热器R,接在电压为u=311sin100πt(V)交流电源

上。电热器工作时电阻为100Ω,电路中交流电表均为理想电表。由此可知

()

A.电压表示数为311VB.电流表示数为2.2AC.电热器发烧功率为967WD.交流电频率为100Hz46/78答案

B交流电表测量是有效值,U=

=220V,故A错误;i=

=3.11sin100πt(A),I=

=2.2A,故B正确;电热器发烧功率依据电压、电流有效值计算,P=UI=484W,故C错误;由电压u=3

11sin100πt(V)可知,频率f=

=50Hz,故D错误。47/786.(北京海淀零模,17)一个电热器接在直流电源上,经过它电流为2A,其电功率为P;把它接

在某个正弦交流电源上,其电功率为2P。假如电热器电阻阻值不变,则此电热器接在该交流

电源上经过它电流最大值为

()A.

AB.2AC.2

AD.4A答案

D设电热器接在交流电源上时经过它电流有效值为I,电热器电阻为R。依题意

有:(2A)2R=P和I2R=2P,可解得I=2

A,则电流最大值Im=

I=4A。48/787.(北京朝阳一模,15)如图甲所表示,在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁场方向垂直轴匀

速转动产生交流电,电动势e随时间t改变关系如图乙所表示,则

()

A.该交流电频率为100HzB.该交流电电动势有效值为311VC.t=0.01s时,穿过线框磁通量为零D.t=0.01s时,穿过线框磁通量改变率为零49/78答案

D由乙图可知该交流电周期为0.02s,频率f=

=50Hz,A错;该交流电电动势最大值为311V,有效值为

V=220V,B错;t=0.01s时,e=N

=0,即磁通量改变率为零,而磁通量最大,线框平面与磁场垂直,D对C错。50/788.(北京丰台一模,17)如图所表示,单匝矩形闭合导线框abcd二分之一处于磁感应强度为B水平有

界匀强磁场中,线框面积为S,电阻为R。线框绕与其中心线重合竖直固定转动轴OO'以角速度

ω匀速转动,固定转动轴恰好位于匀强磁场右边界。则线框中感应电流有效值为

()

A.

B.

C.

D.

51/78答案

A线框中产生感应电动势最大值:Em=

BSω,设感应电动势有效值为E,则:E=

=

BSω,感应电流有效值I=

;联立解得:I=

故选A。52/789.(北京昌平二模,17)如图甲所表示,理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=10∶1,R1=R2=20

Ω,C为电容器。已知加在原线圈两端正弦式交变电流电压随时间改变规律如图乙所表示,

则

()

A.交流电频率为100HzB.副线圈中交流电压表示数为20

VC.电阻R1消耗电功率为20WD.经过R2电流一直为零53/78答案

C由乙图知,交流电周期T=0.02s,f=

=50Hz,A项错;交流电压表示数应为有效值,原线圈电压有效值U1=

=200V,又因为

=

,所以交流电压表示数U2应为20V,B项错;R1消耗电功率P=

=

W=20W,C项正确。由电容器“隔直流,通交流”特征知,会有电流通过R2,D项错。54/7810.(北京东城二模,23)(16分)电源是把其它形式能转化为电势能装置。我们通常使用

电源有交流、直流之分。(1)法拉第创造了世界上第一台直流发电机——法拉第圆盘发电机。如图1所表示为其示意图,铜

质圆盘竖直放置在水平向左匀强磁场中,它能够绕水平轴在竖直平面内转动。当两个电刷分

别位于圆盘边缘和圆心处时,在圆盘匀速转动时产生电流是稳定。用导线将电刷与电阻

R连接起来形成回路。已知匀强磁场磁感应强度大小为B,圆盘半径为a,圆盘匀速转动时角

速度为ω,发电机内阻为r1。求电源电动势E,并判断经过电阻R电流方向。

二、非选择题(共16分)图155/78(2)如图2所表示为一个小型交流发电机原理图,n匝矩形线圈处于磁感应强度大小为B匀强磁

场中,ab边、cd边分别连在两个滑环上,导体做两个电刷分别压在滑环上。线圈ab边边长为

L1,bc边边长为L2,总电阻为r2。线圈以恒定角速度ω绕与磁场方向垂直固定对称轴OO'匀

速转动。用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路。回路中其它电阻不计。请你说明发电机

线圈平面转至何位置时感应电动势含有最大值Em,并推导此最大值表示式。

(3)若已知L1=2a,L2=a,求上述两个发电机分别为电阻R供电时,电阻R消耗电功率之比。图256/78答案看法析解析(1)圆盘产生电动势为E=Ba

=

ωaE=

Bωa2依据右手定则能够判断:流过电阻R电流方向为从c到d。(2)当线圈平面转至与磁场方向平行位置(图示位置)时,线圈中感应电动势最大设此时ab、cd边线速度大小为v,则单匝线圈时ab边产生感应电动势为E1=BL1vcd边产生感应电动势为E2=BL1vn匝线圈产生总感应电动势为Em=n(E1+E2)=2nBL1v因为v=ωr=ω

有Em=2nBL1ω·

=nBL1L2ω(3)(1)中发电机为电阻供电时:U1=

E=

57/78(2)中发电机为电阻供电时:U2=

·

Em=

=

=

其它方法正确一样给分58/78B组

—年高考模拟·综合题组（时间:40分钟分值:60分）一、选择题(每小题5分,共40分)1.(北京顺义二模,18)如图所表示,一理想变压器原、副线圈匝数之比为n1∶n2=10∶1,原线

圈接入电压u=220

sin100πt(V)交流电源,交流电压表和电流表对电路影响可忽略不计,定值电阻R0=10Ω,可变电阻R阻值范围为0~10Ω,则以下说法正确是

()A.调整可变电阻R阻值时,电流表示数改变范围为1.1~2.2AB.当可变电阻阻值为10Ω时,变压器输入功率为24.2WC.副线圈中交变电流频率为100HzD.t=0.02s时,电压表示数为零59/78答案

B由

=

、U1=220V知U2=22V,I2=

,范围是1.1~2.2A,电流表测是原线圈电流I1,而

=

=

,A项错。当R=10Ω时,变压器输入功率P入=P出=

=

W=24.2W,B项对。输入电压U=U1msin2πft=220

sin100πt(V),所以交变电流频率f=50Hz,变压器不改变交流电频率,C项错。交流电压表、电流表测都是有效值,所以t=0.02s时,电压表示数为2

2V,D项错。考查点本题考查变压器、欧姆定律、交变电压表示式。易错警示交流电压表、电流表读数均为有效值。变压器输出功率决定输入功率,输出电流

决定输入电流,输入电压决定输出电压。60/782.(北京海淀二模,17)如图所表示为一理想变压器,原线圈接在一输出电压为u=U0sinωt交流

电源两端。电路中R0为定值电阻,V1、V2为理想交流电压表,A为理想交流电流表,导线电阻不

计。现使滑动变阻器R滑动触头P向上滑动,则以下说法中正确是

()A.A示数变小B.V2示数变小C.V1与V2示数比值变大D.R0消耗电功率变大61/78答案

A电压U1决定U2保持不变,滑动触头向上滑动,变阻器连入电路中阻值变大,则I2变小,

又I2决定I1,则I1也变小。U1/U2保持不变。P0=

R0变小,综上,A正确,B、C、D错误。考查点变压器工作原理,各物理量间相互决定关系。解题关键

=

,线圈匝数不变,U1不变,则U2不变,U1决定U2。而输出端电流改变会反过来影响输入端电流,I2决定I1。输出功率P2决定输入功率P1。62/783.(北京丰台一模,20)最近北京马路边出现了某种新型共享单车,如图甲所表示,这种单车

外观结构简单,没有链条,但单车质量比普通自行车大,到达了25kg。如图乙所表示,单车车锁内

集成了嵌入式芯片、GPS模块和SIM卡等,便于监控单车在路上详细位置,实现防盗。同时手

机APP上有定位系统,也能随时了解单车实时位置;手机还能够经过扫描二维码自动开锁,关

锁后APP就显示计时、计价等信息。另外,单车能够在骑行过程中为车内电池充电,满足定位和

自动开锁等过程中用电。依据以上信息以下说法不正确是

()

A.单车比普通自行车运动状态更轻易改变B.单车某个时刻准确位置信息是借助通讯卫星定位确定C.单车是利用电磁感应原理实现充电D.单车和手机之间是利用电磁波传递信息63/78答案

A

GPS是全球卫星定位系统英文简写,应用于实时导航、定位等领域,故B项正确;手

机和单车之间信息交换经过电磁波实现,故D项正确;骑行过程中为车内电池充电,是应用“动

生电”,故C项正确;因单车质量大于普通自行车,其惯性也大,运动状态难以改变,故A项错误。考查点牛顿运动定律及其应用、电磁感应现象、电磁波。反思总结北京高考物理试题中,亲密联络科技生活和新兴事物题目近年来屡见不鲜,表达了

物理学习中基本特征。这也提醒考生在日常学习和复习中要注意理论联络实际,专心体会物

理和当代科技、生活联络。64/784.(北京顺义一模,17)一理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1,原线圈所接电源电压按图示

规律改变,副线圈接有负载。以下说法中正确是

()A.用理想电压表测副线圈负载两端电压为22

VB.原、副线圈中电流之比为10∶1C.变压器输入、输出功率之比为10∶1D.交流电源电压有效值为220V,频率为50Hz65/78答案

D依据图像可知原线圈两端电压有效值为220V,周期为0.02s,所以频率为50Hz,D正

确;又因为原、副线圈匝数比为10∶1,所以副线圈负载两端电压有效值为22V,A错误;又因为

匝数比等于电流反比,所以原、副线圈中电流之比为1∶10,B错误;理想变压器输入功率等

于输出功率,C错误。考查点考查理想变压器原、副线圈匝数比等于电压之比,等于电流反比。变压器输入、输

出功率相等。易错警示电压表测量是电压有效值。66/785.(北京顺义一模,19)在家庭电路中,为了安全,普通在电能表后面电路中安装一个漏电保

护器,如图所表示。当漏电保护器ef两端没有电压时,脱扣开关S能一直保持接通;当ef两端一旦

有电压时,脱扣开关马上会自动断开,以起到保护作用。关于这个电路工作原理,以下说法中

正确是

()A.当站在绝缘物上人双手分别接触b和d线时,脱扣开关会自动断开B.当用户家电流超出一定值时,脱扣开关会自动断开C.当火线和零线之间电压太高时,脱扣开关会自动断开D.当站在地面上人触及b线时,脱扣开关会自动断开67/78答案

D观察漏电保护器导线缠绕方式可知,穿过铁芯磁通量为零。漏电时火线电流和

零线电流大小不一样,造成小型变压器上端磁通量不为零,这时下端线圈中磁通量也会随之改变,

进而产生感应电动势,脱扣开关自动断开,从而起到保护作用。只要零线与火线电流相等都不会

有磁通量改变,所以A、B、C错误,D正确。考查点导线双缠绕方式及磁通量。解题关键零线火线双缠绕方式,假如电流相同则铁芯中无磁通量。68/786.(北京海淀二模,18)如图甲所表示,交流发电机矩形金属线圈abcd匝数n=100,线圈总

电阻r=5.0Ω,线圈位于匀强磁场中,且线圈平面与磁场方向平行。线圈两端分别与两个彼此

绝缘铜环E、F(集流环)焊接在一起,并经过电刷与阻值R=95Ω定值电阻连接。现使线圈绕

过bc和ad边中点且垂直于磁场转动轴OO'以一定角速度匀速转动。穿过线圈磁通量Φ随

时间t改变图像如图乙所表示。若电路其它部分电阻以及线圈自感系数均可忽略不计。则

以下说法中正确是

()

69/78A.线圈匀速转动角速度为100rad/sB.线圈中产生感应电动势最大值为100

VC.线圈中产生感应电动势有效值为100VD.线圈中产生感应电流有效值为

A答案

D依据Φ-t图像可知:T=π×10-2s,Φm=BS=1×10-2Wb所以ω=

=200rad/s,A项错误;Em=nBSω=200V,B项错误;E=

=100

V,C项错误;I=

=

A,D项正确。考查点

交流发电机发电最大值、有效值及闭合电路欧姆定律。解题关键感应电动势最大值Em=nBSω=nΦω,电动势有效值E=

。70/787.(北京朝阳二模,16)A、B是两个完全相同电热器,A通以图甲所表示交变电流,B通以图

乙所表示交变电流,则两电热器电功率之比PA∶PB等于

()

A.2∶1B.1∶1C.

∶1D.1∶271/78答案

A甲图电流有效值为I0,乙图电流有效值为

,由P=I2R知