2023版新教材高考物理一轮复习单元素养评价十三交变电流电磁振荡与电磁波传感器（word版含答案）_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习

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 1．有一个LC接收电路，原来接收较低频率的电磁波，现在要想接收较高频率的电磁 波，下列调节正确的是( ) A．增加电源电压 B．使用调频的调制方式 C．把可动电容器的动片适当旋出一些 D．在线圈中插入铁芯 2．手机信号屏蔽器如图所示．手机信号屏蔽器主要针对各类考场、加油站、军事重地 等禁止使用手机的场所．手机工作时，是在一定频率范围内，手机和基站通过无线电波联 系起来，完成数据和声音的传输．针对这种通讯原理，手机信号屏蔽器在工作过程中以一 定的速度从手机通信所使用的频率的低端向高端扫描，在扫描过程中向手机发送一定频率 的电磁波信号，使手机不能与基站建立正常的联系，从而对手机形成干扰．对于手机信号 屏蔽器的工作过程，下列说法中正确的是( ) A．手机信号屏蔽器是利用静电屏蔽的原理来工作的 B．手机信号屏蔽器是利用电磁感应的原理来工作的 C．手机信号屏蔽器工作时能阻止基站发出的电磁波传播到限制场所内 D．手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的 3．一理想变压器原、副线圈的匝数比为 10∶1，当原线圈两端输入 u＝10sin 100πt(V)的交流电压时，接在副线圈两端的电压表的示数为( ) A．100 V B．100 V C． V D．1 V 4．[2022·陕西西安莲湖区期中]如图所示，理想变压器的原线圈接在 u＝110sin 60πt(V)的交流电源上，副线圈接有阻值为 55 Ω的负载电阻R，原、副线圈匝数之比为 1∶2，电流表、电压表均为理想交流电表．下列说法正确的是( ) A．电压表的示数为55 V B．原线圈的输入功率为880 W C．副线圈输出交变电流的频率为60 Hz D．若在电阻R的两端再并联一个阻值为55 Ω的定值电阻，则电流表的示数为8 A 5．某发电机说明书的部分内容如下表所示，现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临 时安置区供电，如图所示．发电机到安置区的距离是 400 m，输电线路中的火线和零线均为某型号单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为 2.5×10－4 Ω.安置区家用电器的总 功率为44 kW，当这些额定电压为220 V的家用电器都正常工作时( ) 型号 ×××× 最大输出功率 60 kW 输出电压范围 220 V～300 V A．输电线路中的电流为20 A B．发电机实际输出电压是300 V C．在输电线路上损失的电功率为8 kW D．如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则输出电压最大值是300 V 6．[2022·湖南永州一模]如图甲所示，不计电阻的矩形金属线框绕着与磁感线垂直的 转轴在匀强磁场中匀速转动，线框中产生的交变电流的电动势如图乙所示，经原、副线圈 匝数比为1∶10的理想变压器给一灯泡供电，如图丙所示，灯泡上标有“220 V 22W”字 样，则( ) A．t＝0.01 s时穿过线框回路的磁通量为零 B．灯泡中的电流方向每秒钟改变50次 C．灯泡不能正常发光 D．电流表示数为1 A 7．[2022·广东东莞中学模拟]如图甲所示为理想自耦变压器，原线圈A、B端的输入 电压随时间的变化规律如图乙所示，电表均为理想交流电表，则当此变压器工作时，以下 说法正确的是( ) A．若滑动触头P处于某一确定位置，当变阻器R的滑动触头下滑时，电流表示数变小 B．若滑动触头P处于某一确定位置，当变阻器R的滑动触头上滑时，电压表示数增大 C．若滑动触头P和变阻器R的滑动触头同时上移，则电流表示数一定变大 D．若变阻器最大阻值为100 Ω，且变阻器R的滑动触头置于最上端，则在滑动触头P 滑动的过程中，电流表的示数变化范围为0～2.2 A 二、多项选择题 8．如图所示，为了减少输电线路中的电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升 压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压．某变电所将电压 u＝11 000sin 0 100πt(V)的交流电降为220 V供居民小区用电，则该变电所变压器( )A．原、副线圈匝数比为50∶1 B．副线圈中电流的频率是50 Hz C．原线圈的导线比副线圈的要粗 D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和 9．如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，产生的交变电流输 入理想变压器的原线圈，发电机取两种不同的转速，使其电动势随时间的变化规律如图乙 中a、b所示，则下列说法正确的是( ) A．曲线b表示的交变电流的电动势有效值为10 V B．曲线a、b对应的线圈角速度之比为3∶2 C．线圈转速不变，将原线圈滑片P向上滑动时，灯泡变暗 D．P位置不变，滑动变阻器连入电路阻值变大时，变压器的输入功率变大 10．[2022·浙江宁波模拟]如图所示是远距离输电示意图，电站的输出电压恒为U＝ 1 250 V，输出功率P＝100 kW，输电线电阻R＝8 Ω.则进行远距离输电时，下列说法中正 1 确的是( ) A．若电站的输出功率突然增大，则降压变压器的输出电压减小 B．若电站的输出功率突然增大，则升压变压器的输出电压增大 C．输电线损耗比例为5%时，所用升压变压器的匝数比＝ D．用10 000 V高压输电，输电线损耗功率为800 W 11．疫情中某新建病房的供电系统可简化为如图所示的电路图．图中a、b所接的电源 的内阻为r＝1 Ω，电动势e随时间的变化关系为e＝325 sin 100πt(V)；Ⅰ等效为病房 中的照明电路，其等效电阻为22 Ω；Ⅱ等效为病房中的紫外线消毒电路，其等效电阻为 10.5 Ω；Ⅲ等效为医护人员使用的生活区照明电路，其等效电阻为44 Ω.下列说法正确 的是( ) A．当S、S、S 都断开时，电压表读数为220 V 1 2 3 B．当S 闭合，S、S 都断开时，电流表读数为10 A 1 2 3C．当S 闭合，S、S 都断开时，电压表读数为210 V 2 1 3 D．当S、S 都闭合，S 断开时，电流表读数为20 A 1 3 2 三、非选择题 12．[2022·广州模拟](1)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中， 下列器材在实验中不必用到的有________． (2)若在实验中用匝数N＝400匝和N＝800匝的变压器，对应的电压测量数据如表所 1 2 示．根据测量数据，下列说法正确的是________． 实验次数 1 2 3 4 U/V 0.90 1.40 1.90 2.40 1 U/V 2.00 3.01 4.02 5.02 2 A.N一定是原线圈 1 B.N一定是原线圈 2 C.N可能是副线圈 1 D.N可能是副线圈 2 13．一台臭氧发生器P的电阻为10 kΩ，当供电电压等于24 V时能正常工作，否则不 产生臭氧．现要用这种臭氧发生器制成自动消毒装置，要求它在有光照时能产生臭氧，在 黑暗时不产生臭氧，拟用一个光敏电阻R对它进行控制，R的阻值在有光照时为100 Ω， 1 1 黑暗时为1 000 Ω，允许通过的最大电流为3 mA；电源E的电压为36 V，内阻不计；另有 一个滑动变阻器R，阻值为0～100 Ω，允许通过的最大电流为0.4 A；一个开关S和导线 2 若干．臭氧发生器P和光敏电阻R的符号如图所示． 1 设计一个满足上述要求的电路图，图中各元件要标上字母代号，其中滑动变阻器两固 定接线柱端分别标上字母A、B.(电路图画在虚线框内)单元素养评价(十三) 交变电流 电磁振荡与电磁波 传感器 1 1．解析：增大LC接收电路的频率，由公式f＝ 可知应减小电容或电感，A、 2π√LC B项错误；把可动电容器的动片适当旋出一些，减小了电容，符合题目要求，C项正确；在 线圈中插入铁芯，增大了电感，不合题意，D项错误． 答案：C 2．解析：手机信号屏蔽器在工作过程中以一定的速度从手机通信所使用的频率的低端 向高端扫描，在扫描过程中向手机发送一定频率的电磁波信号，使手机不能与基站建立正 常的联系，从而对手机形成干扰．则手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达 到目的的．故A、B、C错误，D正确． 答案：D 10√2 3．解析：原线圈两端电压的有效值为U＝ V＝10 V，由原、副线圈电压比等于 1 √2 匝数比有U ＝n ，则有U＝1 V，即接在副线圈两端的电压表的示数为1 V. 1 1 2 U n 2 2 答案：D 4．解析：本题考查变压器的基本规律．因为原线圈两端的电压 u＝110√2sin 60πt(V)，故原线圈两端电压的有效值为110 V，由U ＝n ，可得电压表的示数U＝220 1 1 2 U n 2 2 V，故A错误；副线圈的输出功率P＝U2 ＝2202 W＝880 W，因原线圈的输入功率等于副 2 R 55 线圈的输出功率，故B正确；根据原线圈电压的表达式可知，该交变电流的频率为 30 Hz，故C错误；若在电阻R的两端再并联一个阻值为55 Ω的定值电阻，可知总电阻R ＝ 总 R2 ＝55 Ω＝27.5 Ω，所以副线圈中的电流I＝ U ＝220 A＝8 A，根据I ＝n 可知， 2 2 2 1 2R 2 R 27.5 I n 总 1 2 原线圈中的电流即电流表的示数I＝16 A，故D错误． 1 答案：B P 5．解析：额定电压为220 V的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流 I＝ ＝ U 200 A，A错误．发电机的实际输出电压为U ＝U＋Ir＝260 V，B错误．在输电线路上损失 发 的电功率P ＝I2r＝8 kW，C正确．如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出 损 电压最大值是260√2 V≈367.7 V，D错误． 答案：C 6．解析：本题考查交变电流的产生、图像及变压器基本规律．由题图乙可知，当t＝ 0.01 s时，感应电动势为零，则此时穿过线框回路的磁通量最大，故A错误；由题图乙可 知，交变电流的周期为0.02 s，在一个周期内电流方向改变2次，故灯泡中的电流方向每 秒钟改变100次，故B错误；原线圈输入的电压有效值为22 V，由U ＝n 得副线圈两端 1 1 U n 2 2P 的电压为220 V，灯泡能正常发光，故C错误；由P＝UI可知，副线圈中的电流I＝ ＝ 2 U 0.1 A，则由I ＝n 得I＝1 A，故D正确． 1 2 1 I n 2 1 答案：D 7．解析：本题考查自耦变压器的动态分析．滑动触头P处于某一确定位置，则变压器 的输出电压不变，电压表示数不变；当变阻器R的滑动触头下滑时，变阻器接入电路的有 效电阻减小，电流表示数将变大，故A、B错误．若滑动触头P和变阻器R的滑动触头同时 上移，则变压器的输出电压增大，负载的电阻也增大，由欧姆定律知，电流表示数不一定 变大，故C错误．由题图乙可得，变压器输入电压的最大值是220√2 V，有效值是220 V，在滑动触头P滑动的过程中，R两端可以获得0～220 V之间任意的电压，则电流表的示 数变化范围为0～2.2 A，故D正确． 答案：D 8．解析：降压变压器输入电压的最大值为11 000 V，则有效值为11 000 V，则n 1 √2 n 2 ＝U ＝11 000＝50，选项A正确；交流电的频率f＝ ω ＝100π Hz＝50 Hz，经过变 1 U 220 1 2π 2π 2 压器后，交流电的频率不变，选项B正确；降压变压器中副线圈中的电流大于原线圈中的 电流，为了使线圈放出的热量尽量少，则副线圈导线的电阻应小于原线圈导线的电阻，则 副线圈导线应比原线圈导线粗，选项C错误；副线圈中的电流等于居民小区各用电器电流 的总和，而原、副线圈中的电流不相等，所以输入原线圈的电流不等于居民小区各用电器 电流的总和，选项D错误． 答案：AB 9．解析：本题考查交变电流的产生、图像和变压器的动态分析，曲线a表示的交变电 流的电动势最大值为15 V，根据E＝nBSω得，曲线b表示的交变电流的电动势最大值为 m 10 10 V，则有效值U＝ V＝5√2 V，选项A错误；由题图乙可知，a的周期为4×10－2 s， √2 2π b的周期为6×10－2 s，则由ω＝ 可知，角速度与周期成反比，故角速度之比为3∶2， T 选项B正确；线圈转速不变，将原线圈滑片P向上滑动时，原线圈匝数增多，根据U ＝n 1 1 U n 2 2 可知，输出电压减小，灯泡变暗，选项C正确；P位置不变，副线圈两端的电压不变，滑 U2 动变阻器连入电路阻值变大时，输出功率P＝ 变小，则变压器的输入功率也变小，选项 R D错误． 答案：BC 10．解析：本题考查远距离输电问题，因为电站的输出电压不变，升压变压器的匝数 比不变，所以升压变压器的输出电压不变，若电站的输出功率增大，则升压变压器的输出 功率增大，根据P＝UI可知，输电线上的电流I 增大，根据U ＝I R，输电线上的电压 线 线 线 增大，则降压变压器的输入电压U＝U－U 减小，降压变压器的匝数比不变，所以降压变 3 2 线压器的输出电压减小，故A正确，B错误.若损耗的功率ΔP＝5%P＝5 000 W，又根据ΔP 1 ＝ R，代入数据计算解得I ＝25 A；升压变压器副线圈中的电流I＝I ＝25 A，升压 I2 线 2 线 线 变压器原线圈中的电流I＝P ＝100 000 A＝400 A，故升压变压器的匝数之比n ＝I 1 1 1 2 U 250 n I 1 2 1 25 1 P 100 000 ＝ ＝ ，故C正确；若用10 000 V高压输电，输送电流I＝ 1＝ A＝10 400 16 U 10 000 A，损耗的功率ΔP′＝I2R＝102×8 W＝800 W，故D正确． 答案：ACD 11．解析：由电动势E随时间的变化关系e＝325 sin 100πt(V)可知，电动势有效值 为E＝230 V．当S 、S 、S 都断开时，路端电压等于电源电动势，所以电压表读数为 230 1 2 3 V，A错误；当S 闭合，S、S 都断开时，外电路电阻R＝22 Ω，由闭合电路欧姆定律可知， 1 2 3 1 E 230 电流表读数为I＝ ＝ A＝10 A，B正确；当S 闭合，S 、S 都断开时，外电路 1 R +r 22+1 2 1 3 1 E 230 电阻R＝10.5 Ω，由闭合电路欧姆定律可知，电流表读数为I＝ ＝ A＝20 2 2 R +r 10.5+1 2 A，电压表读数为U＝E－Ir＝230 V－20×1 V＝210 V，C正确；当S 、S 都闭合，S 断开 2 1 3 2 44 时，外电路为Ⅰ和Ⅲ电路并联，则外电路电阻R＝ Ω，由闭合电路欧姆定律可知，电 3 3 230 E 流表读数为I＝ ＝44 A＝14.7 A，D错误． 3 R +r +1 3 3 答案：BC 12．解析：(1)“探究变压器的电压与匝数的关系”要用低压交流电源和交流电表，所 以不需要干电池和滑动变阻器．故选A、C. (2)已知N＝400匝和N＝800匝，表格中每组数据都可以看出电压之比U