2025届人教版高中物理一轮复习：交变电流、电磁振荡与电磁波、传感器（含解析）

单元素养评价（十三）交变电流电磁振荡与电磁波传感器

一、单项选择题（本题共8小题.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要

求的）

1.下列说法不正确的是（）

A.在均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场，在均匀变化的磁场周围一定产生

均匀变化的电场

B.电磁场是周期性变化的电场和磁场交替产生而形成的不可分离的统一体

C.在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是无线电波

D.机械波和电磁波都可发生反射、折射、干涉和衍射现象

2.FAST电磁波宁静区无线电设施及建设遥感监测项目正式启动，确保“中国天眼”有良

好的射电波信号接收环境.关于电磁波和机械波，下列说法正确的有（）

A.与X射线相比，红外线更不容易发生明显的衍射现象

B.离波源较近的质点总比离波源较远的质点振动得早一些

C.频率越高的电磁波在真空中的传播速度越大

D.机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高传播速度越大

3.

如图所示，表示LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是（）

A.电容器正在充电

B.电感线圈中的磁场能正在减小

C.电感线圈中的电流正在减小

D.此时自感电动势正在阻碍电流的增大

4.随着国家“双碳”计划的推进，单相发电机得到更为广泛的应用.如图甲为单相电交

流发电机内部结构图，匝数为N的矩形线圈位置不变，磁铁绕轴转动后，线圈中生成正弦

波形交变电流如图乙所示，其电动势峰值为Em,周期为T,回路总电阻为R,则在0〜孑时

间内通过线框截面的电荷量为（）

AEn、TREmT口2品7

■nR-y[2jiR■2兀R,TIR

5.如图所示为四种电流随时间变化的图像，将它们分别接入同一电热丝，电热丝发热

功率最大的是（）

6.如图所示的电路中变压器为理想变压器，其原、副线圈接入电路的匝数可分别通过

滑动头P、P2调节.图中L是小灯泡，品、&均为滑动变阻器，。、6端接入有效电压恒定

的正弦交变电流，现要使灯泡L的亮度增加，下列举措可行的是()

A.仅将Pi上移B.仅将尸2下移

C.仅将P3左移D.仅将尸4右移

7•一交流电源的输出电压如图甲所示,通过理想变压器对电路供电，电路如图乙所示.已

知原、副线圈匝数比为4：1,灯泡的额定功率为55W,排气扇电机线圈的电阻为1。，电

流表的示数为3A,用电器均正常工作，电表均为理想电表，贝U()

A.交流电源电压瞬时值的表达式为«=220^2sinMV)

B.电压表的示数为77.8V

C.通过保险丝的电流为12A

D.排气扇电机的发热功率为4W

8.[2024.广东湛江一模]图甲为某小型水电站的电能输送示意图，其输入电压如图乙所

示.输电线总电阻为厂，升压变压器原、副线圈匝数分别为小、力2,降压变压器原、副线圈

匝数分别为"3、处（变压器均为理想变压器）.降压变压器右侧部分为一火灾报警系统（报警器

未画出），R）和R1为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，下列说

法正确的是（）

＞国

«2-4

B.图乙中电压的瞬时值表达式为M=25即sin100^（V）

C.R处出现火警时，输电线上的电流减小

D.我处出现火警时，电压表V的示数增大

二、多项选择题（本题共2小题，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求）

9.[2024•江苏扬州市一模]如图所示甲是产生交流电的示意图，图乙是其产生的正弦交

流电输入到图丙的理想变压器，变压器的开关S接1时原、副线圈中的匝数之比为22：1,

二极管正向导电电阻不计，所有电表都是理想电表，则下列判断正确的是（）

A.电压表的示数为10V

B.若只将S从1拨到2,电流表示数增大

C.在。〜0.01s内穿过线圈的磁通量变化为Wb

D.若只将滑动变阻器的滑片向下滑动，则电流表示数减小，电压表示数不变

10.[2024•江西南昌统考三模]理想变压器原线圈a的匝数wi=200匝，副线圈b的匝数

"2=100匝，原线圈接在"=8诽・sin（314f）V的交流电源上，副线圈中“20V10W”的灯

泡L恰好正常发光，电阻R2=20Q,电压表V为理想电表.则下列推断正确的是（）

A.交变电流的频率为100Hz

B.原线圈的输入电压为80V

C.电压表V的示数为30V

D.Ri消耗的功率与&相等

三、非选择题（本题共2小题，按要求答题）

11.某实验小组用如图所示的电路探究“变压器原、副线圈的电压与匝数的关系”，电路

图中的变压器为可拆变压器（见图甲、乙）.

变压器铁芯P

变压器铁芯Q

甲可拆变压器零部件乙组装后的变压器

实验提供的器材有

A.多节干电池B.学生电源

C.直流电压表D.多用电表

（1）电源应选,测量电压所用仪器应选；（均选填字母代号）

（2）若用匝数M=100匝和M=200匝的变压器做实验，在原线圈M的两端分别加上2V、

4V、6V和8V的电压，测量出副线圈两端的相应的电压，记录在下面的表格中.表格中

第2次实验，副线圈上电压的示数如图丙所示，电压量程为。〜10V交流电压挡，读数为

V,并计算出此次实验Ui:U2=;

实验次数1234

Ui/V2468

IhN3.911.85.7

Ui

1：1.951：1.971：1.96

u2

(3)导致实验误差的原因可能是.

A.原线圈所加电压小

B.变压器的铁芯漏磁

C.变压器的铁芯产生涡流

12.如图甲所示为苹果自动分拣装置的示意图，该装置把大小不同的苹果，按一定质量

标准自动分拣为大苹果和小苹果.该装置的托盘秤压在一个以。1为转动轴的杠杆上，杠杆

末端压在压力传感器R上，R的阻值随压力变化的曲线如图乙所示.调节托盘秤压在杠杆上

的位置，使质量等于分拣标准(0.15kg)的大苹果经过托盘秤时，杠杆对R的压力为1N.调

节可调电阻Ro,可改变艮R)两端的电压比，使质量等于分拣标准的大苹果通过托盘秤时，

Ro两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，此电压叫做放大电路的

激励电压.该放大电路中包含保持电路，能够确保大苹果在衔铁上运动时电磁铁始终保持吸

动状态.

(1)当大苹果通过托盘秤时，R所受的压力较大，电阻________(填“较大’或“较小”).

（2）自动分拣装置正常工作时，大苹果通过（填“通道A”或“通道8”）.

（3）若电源电动势为5V,内阻不计，放大电路的激励电压为2V:

①为使该装置达到上述分拣目的，品的阻值等于kQ（结果保留两位有效数字）

②某同学想在托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，利用一块电压表测出每个苹果的

质量，电压表的示数随苹果质量的增大而增大，则电压表应该并联在电阻_______（填“R”“Ro”

或“电源”）两端.

③若要提高分拣标准到0.33kg,仅将Ro的阻值调为kQ即可实现.（结果保留

两位有效数字）（提示：托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，压力传感器受到的压力与苹

果的质量成正比）

1.解析：均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，

故A错误；根据麦克斯韦理论，电磁场是周期性变化的电场和磁场交替产生而形成的不可

分离的统一体，故B正确；在电磁波谱中，无线电波的波长最长，最容易发生衍射现象的

是无线电波，故C正确；反射、折射、干涉和衍射是所有波的特性，机械波和电磁波它们

都可发生反射、折射、干涉和衍射现象，故D正确.

答案：A

2.解析：波的波长越长，越容易发生明显的衍射现象，与X射线相比，红外线波长更

长，更容易发生明显的衍射现象，故A项错误；机械波的形成可表达为离波源近的质点带

动离波源远的质点，故离波源较近的质点振动得早一些，故B项正确；在真空中各种频率

的电磁波传播速度都相同，故C项错误；机械波在给定的介质中传播时，波的传播速度不

变，故D项错误.

答案：B

3.解析：根据磁感线的方向可以判断电流方向是逆时针，再根据电容器极板上带电的

性质可以判断电容器在放电，A错误；电容器在放电，所以电流在增大，磁场能在增大，自

感电动势正在阻碍电流的增大，B、C错误，D正确.

答案：D

4.解析：在0〜彳时间内磁通量的变化量△0=2BS

根据J般:=TF,A正确.故选A.

答案：A

5.解析：A、B选项中图像均对应正弦式交变电流，有效值为/1=/2=坐/m=,A

C选项中图像对应恒定电流，有效值为Z3=1.5A

D选项中图像中有效值为；4=2A

根据焦耳定律电流有效值越大电阻丝热功率越大，相同时间内发热量越多，故选项D

正确.

答案：D

6.解析：由变压比可知，仅将Pi上移或仅将P2下移都使变压器输出电压变小，因此

灯泡都变暗，选项A、B错误；仅将B左移副线圈电路中的电阻变大，电流变小，L中电

流变小，灯泡变暗，选项C错误；仅将居右移，副线圈电流中的电阻变大，电流变小，员

两端的电压变小，灯泡两端的电压变大，灯泡变亮，选项D正确.故选D.

答案：D

7.解析：因①=爷=IOOKrad/s

则交流电源电压瞬时值的表达式为"=22帅sinlOOirr(V),选项A错误；

初级电压有效值为Ui=220V,则次级电压有效值即电压表的示数为/=竽Ui=55V,

选项B错误；

通过保险丝的电流为八=宾Z2=|x3A=0.75A,选项C错误；

通过灯泡的电流丘=£=||A=1A

排气扇电机的电流为/M=2A

发热功率为尸热=忌r=4W,选项D正确.故选D.

答案：D

8.解析：由题分析可知会若，故A错误；

图乙中电压最大值Um=25S「V,r=0.02s,所以。=竿=100兀rad/s,

图乙中的电压瞬时值表达式〃=25"sin100加(V),故B正确；

当我处出现火警时，其阻值减小，负载总电阻减小，负载的总功率增大，则人增大，

则/3增大，故C错误；

又厂增大，输入电压5不变，m和侬不变，所以。2不变，

由于AU=U2—",所以。3减小，"3和"4不变，则U4变小，即电压表V的示数减小，

故D错误.

答案：B

9.解析：原线圈的电压。1=关=220V

根据变压比可知副线圈电压比=资t/i=10V

由于二极管的单向导电性，所以根据电流的热效应可知官X科=第T

解得电压表的示数为U=7.07V,故A错误；

根据变压比可知副线圈电压U1

若只将s从1拨到2,则均增大，故副线圈电压减小，副线圈电流减小，根据变流比

可知h

因为均增大且/2减小，故原线圈电流减小，电流表示数减小，故B错误；

由图乙知，电压从零开始变化，故初始时刻处于中性面，经过0.01S即一半周期，线圈

转动180。，因为开始后的〃周期电压为正，则穿过线圈的磁通量变化为A0=-2BS

1Lt、，nc2nBS

又因为um=BSco—T

解得40=誓Wb,故C正确；

若只将滑动变阻器的滑片向下滑动,原线圈电压不变,根据变压比可知副线圈电压不变,

根据

R义2-RU-2

则电压表示数不变，负载电阻增大，则电流减小，电流表示数减小，故D正确.故选

CD.

答案：CD

10.解析：由电源的瞬时表达式可知了=右=50Hz,故A错误;

p10

灯泡正常发光，故UL=20V,无=万A=0.5A

电阻&两端的电压为UR2=/L&=0.5X20V=10V

副线圈两端电压为U2=U&+UL=30V

原线圈两端电压为=舞锻=60V,故B错误;

电压表的示数UV=U2=30V,故C正确;

电阻&的功率为尸应=以2互=10X0.5W=5W

通过电阻RI的电流为及1=竽0.5x100

=200A=0.25A

电源电压的有效值为V=80V

电阻R的功率为PRI=/RI(U-UI)=0.25x(80-60)W=5W,故D正确.故选CD.

答案：CD

11.解析：(1)实验需要交流电源，干电池是直流电源，所以电源应选学生电源.实

验中要测量的是交流电压，故不能选直流电压表，只能选用多用电表.

(2)电压量程为0〜10V交流电压挡，测交流电压应读多用电表中间刻度线最下边一

行，故读数为7.80V.测出此次实验中£71：口=1：1.95.

(3)原线圈输入电压大小不会影响电压比和匝数比，故A错误；变压器的铁芯漏磁使

得能量损耗，从而导致电压比与匝数比有差别，故B正确；变压器的铁芯产生涡流使得能

量损耗，从而会导致电压比与匝数比有差别，故C正确.

答案：(1)BD(2)7.801：1.95(3)BC

12.解析：(1)由图乙可知当大苹果通过托盘秤时，R所受的压力较大，电阻较小.

(2)大苹果通过托盘秤时，&两端的电压达到放大电路的激励电压，使放大电路中的

电磁铁吸动分拣开关的衔铁，大苹果进入下面的通道及

(3)①杠杆对R的压力为1N,R阻值为30kQ,为使该装置达到上述分拣目的，Ro

的阻值需满足

R_(5-2)V

,贝!

瓦二—2V—!Ro=2OkQ.

②随着苹果质量增大，R阻值减小，分压减小，电源电动势不变，Ro分压增大，为了满

足电压表的示数随苹果质量的增大而增大，需要将电压表并联在R)两端.

③根据普=富,可知分拣标准到0.33kg时，压力为2.2N,此时R的阻值为24kQ,

根据①分析Ro的阻值应该调至16kQ.

答案：⑴较小⑵通道8(3)①20②Ro③16

知识归纳总结

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