2022版高中物理考点清单：交变电流,电磁场与电磁波

2022版高中物理考点清单：交变电流，电磁场与电磁波
一、单选题
1．（2020·山东·模拟预测）某小组用如图甲所示的可拆变压器探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系，在实验时组装的变压器如图乙所示。

在铁芯上原、副线圈接入的匝数分别为n1=800匝和n2=200匝，原线圈两端与正弦式交流电源相连，用交流电压表测得原、副线圈两端的电压分别为10V和0.8V，这与其他小组的正确实验结论明显不一致。

对于这个小组实验结论出现明显偏差的原因，最有可能的是（）
A．副线圈的匝数太少B．副线圈的电阻太小
C．原线圈的匝数太多，电阻过大D．没有将铁芯B安装在铁芯A上
2．（2021·全国·高二课时练习）类比是一种有效的学习方法，通过类比，能较牢固地掌握新知识，提高学习效率。

在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处。

某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是（）
A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用
B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C．机械波的传播依赖介质，而电磁波可以不依赖介质在真空中传播
D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
3．（2020·全国·高二单元测试）关于电磁波，下列说法正确的是()
A．雷达是用X光来测定物体位置的设备
B．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调
C．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光
D．变化的电场可以产生磁场
4．（2020·全国·高二课时练习）根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是（）
A．变化的电场一定产生变化的磁场
B．均匀变化的磁场一定产生均匀变化的电场
C．恒定的电场产生恒定的磁场
D．振荡电场产生同频率的振荡磁场
5．（2021·四川·射洪中学高二期中）如图所示，L1、L2、L3、L4为四只规格均为“12V，12W”的灯泡，分别接入理想变压器原、副线圈回路中，a、b两端连接交流电源，交流电流表A示数为1A，已知灯泡L4正常发光，以下说法正确的是（）
A ．a 、b 端输入功率为36W
B ．a 、b 端输入电压为36V
C ．原副线圈的匝数比为4：1
D ．灯泡L 1的功率为12W
6．（2021·辽宁沈阳·高二开学考试）如图所示，理想变压器的原线圈通过保险丝接在一个交变电源上，交变电压瞬
时值随时间变化的规律为u ＝100πt （V ），副线圈所在电路中接有电灯L ，电阻R ，理想交流电压表和理想交流电流表。

已知理想变压器原、副线圈匝数比为5：1，电灯额定功率为44W ，电阻阻值为22Ω，电灯以额定功率正常发光。

则（ ）
A ．电压表示数为62.2V
B ．电流表的示数为2A
C ．通过保险丝的电流为15A
D ．电阻消耗的功率为88W
7．（2020·江西赣州·高二月考）电阻12R R 、与交流电源按照图甲方式连接，12=10,=20R R ΩΩ，闭合开关S 后，通过电阻2R 的正弦交变电流i 随时间t 变化的情况如图乙所示，则（）
A ．通过1R 的电流有效值是1.0A
B ．通过
2R
C ．1R 两端的电压有效值为5V
D ．2R 两端的电压最大值为
8．（2020·全国·模拟预测）如图所示，有一个电热器R，接在电压为u＝311sin100πt (V) 的交流电源上．电热器工作时的电阻为100 Ω，电路中的交流电表均为理想电表．由此可知
A．电压表的示数为311 V
B．电流表的示数为2.2 A
C．电热器的发热功率为967 W
D．交流电的频率为100 Hz
二、多选题
9．（2018·甘肃·兰州一中高二期中）下图是一种理想自耦变压器示意图，线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P是可移动的滑动触头．A、B间接交流电压U，输出端连接了两个相同的灯泡L1和L2，Q为滑动变阻器的滑动触头．当开关S闭合，P处于如图所在的位置时，两灯均能发光．下列说法正确的是（）
A．将P沿逆时针方向移动，两灯均变亮
B．P不动，将Q向左移动，两灯均变亮
C．P不动，将Q向右移动，输入功率变大
D．断开开关S，L1将变暗
10．（2020·辽宁·大连市普兰店区第三十八中学高二期末）如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。

变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动（可视为不变）。

输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R1表示，当开关S闭合时，图中各表的读数变化正确的是（）
A．电流表A1的读数变大B．电流表A2的读数变大
C．电压表V1的读数变小D．电压表V2的读数变小
11．（2021·全国·高二专题练习）国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1400座。

变电站起
变换电压作用的设备是变压器，如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝sin100πt（V），电压表、电流表都为理想电表，则下列判断正确的是（）
A．输入电压有效值为220V，电流频率为50Hz
B．S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电压表示数都增大
C．S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小
D．若滑动变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，电压表V2和电流表A1的示数都减小
三、实验题
12．（2021·四川·成都七中高二月考）（1）在研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系实验（见图
（a））中，得到
1
Δ
E
t
图线如图（b）所示。

①在实验中需保持不变的是_________。

A．挡光片的宽度
B．小车的释放位置
C．导轨倾斜的角度
D．光电门的位置
②线圈匝数增加一倍后重做该实验，请在图（b）中画出新的实验图线_______。

（2）为完成探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系的实验，必须要选用的是_______。

A．有闭合铁芯的原副线圈
B．无铁芯的原副线圈
C．交流电源
D．直流电源
E .多用电表（交流电压档）
F .多用电表（交流电流档）
用匝数60a n =匝和120b n =匝的变压器，实验测量数据如下表：
根据测量数据可判断连接电源的线圈是_______（填a n 或b n ）。

四、解答题
13．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，某小型发电站的发电机输出交流电压为500 V ，输出电功率为50 k W ，如果用电阻为3 Ω的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？假如，要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220 V 供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原．副线圈的匝数比各是多少？
14．（2021·山东薛城·高二期中）如图所示，交流发电机的矩形金属线圈，ab 边和cd 边的长度L 1=50cm ，bc 边和ad 边的长度L 2=20cm ，匝数n =20匝，线圈的总电阻r =1Ω，线圈位于磁感应强度B =0.05T 的匀强磁场中。

线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E 、F （集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R =4Ω的定值电阻连接。

初始状态时线圈平面与磁场方向平行，现使线圈绕过bc 和ad 边中点、且垂直于磁场的转轴OO ′以角速度ω=200rad /s 匀速转动。

电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。

（1）从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内的电流随时间变化的函数关系式；
（2）求线圈转动过程中电阻R 的发热功率；
（3）从线圈经过图示位置开始计时，求经过14
周期时间通过电阻R 的电荷量。

2022版高中物理考点清单：交变电流，电磁场与电磁波
参考答案
1．D
【详解】
根据
1122
U n U n = 可知副线圈输出电压
2 2.5V U =
即测出来的结果偏低，这是由于该同学实验中没有将铁芯B 安装在铁芯A 上，有漏磁现象，存在电能损失，导致变压器的输出电压变低。

故ABC 错误，D 正确。

故选D 。

2．D
【详解】
A ．波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的，对电磁波当然成立，故A 正确，不符合题意；
B ．干涉和衍射是波的特性，机械波、电磁波都是波，这些特性都具有，故B 正确，不符合题意；
C ．机械波是机械振动在介质中传播形成的，所以机械波的传播需要介质而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远的传播形成的，所以电磁波传播不需要介质，故C 正确，不符合题意；
D ．机械波既有横波又有纵波，但是电磁波只能是横波，其证据就是电磁波能够发生偏振现象，而偏振现象是横波才有的，故D 错误，符合题意。

故选D 。

3．D
【详解】
A ．雷达是用微波测定物体的位置的设备，选项A 错误；
B ．使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，选项B 错误；
C ．使钞票上的荧光物质发出可见光的是紫外线，选项C 错误；
D ．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场可以产生磁场，选项D 正确。

故选D 。

4．D
【详解】
A ．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场一定产生磁场，但产生的磁场不一定变化，A 错误；
B ．变化的磁场一定产生电场，但是产生的电场不一定是变化的，均匀变化的磁场产生的是恒定的电场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，B 错误；
C ．恒定的电场不会产生磁场，恒定的磁场也不会产生电场，C 错误；
D ．振荡电场会产生同频率的振荡磁场，D 正确。

故选D 。

5．D
【详解】
AD ．灯泡的额定电流
121A 12
L L L P I U === 因交流电流表A 示数为1A ，所以灯泡L 1正常发光，功率为12W ，因L 4正常发光，则L 3、L 2也正常发光，则变压器的输出功率为三只灯泡的总功率，变压器的输入功率等于输出功率，则a 、b 端输入功率等于四只灯泡的总功率，即
P ab =12×4W =48W
A 错误，D 正确；
B ．根据P ab =U ab I A ，得
U ab =481
V =48V 故B 错误；
C ．原副线圈的电流比为1：3，根据原、副线圈中电流之比等于原、副线圈的匝数反比，则匝数比为3：1，C 错误。

故选D 。

6．D
【详解】
A ．已知交变电压瞬时值随时间变化的规律为
u
＝100πt （V ）
则原线圈电压的有效值为
U 1
＝220V 根据变压比可知
1122
U n U n = 解得U 2＝44V ，故电压表示数为44V ，A 错误；
B ．根据欧姆定律可知，通过电阻R 的电流为
212A U I R
== 通过灯泡的电流为
22
1A P I U == 则电流表示数
123A I I I =+=
B 错误；
C ．根据变流比可知
2112
I n I n = 解得原线圈输入电流I 1＝0.6A ，C 错误；
D ．根据功率公式可知，电阻消耗的功率为
22188W U P R
== D 正确。

故选D 。

7．C
【详解】
由图乙看出，通过2R 电流的有效值是0.5A ，2R 两端电压的有效值为10V
，最大值为，1R 两端电压的有效值为5V ，而串联电路中各部分电流相等，所以12R R 、
中电流的最大值均为， C 正确.
8．B
【详解】
因为交流电的最大值为Um ＝311V
，故其有效值为220V m U =
=，则电压表的示数为220V ，故A 错误；因为电阻为100Ω，电流表的示数为 220 2.2A 100U I R =
==，故B 正确；电热器的发热功率为P =I 2R =（2.2A ）2×100Ω=484W ，故C 错误；因为交流电的角速度为ω=100π，则其频率为ω=2πf =50Hz ，故D 错误。

故选B 。

9．AB
【详解】
Q 不动，将P 沿逆时针方向移动，副线圈匝数增大，电压增大，输出电压增大，两灯均变亮，A 正确；P 不动，将Q 向左移动，负载电阻减小，电流增大，两灯均变亮，B 正确；P 不动，将Q 向右移动，负载电阻变大，电流变小，电压不变，变压器的输入功率变小，C 错误；P 、Q 都不动，副线圈电压不变，断开开关S ，电阻增大，电流
减小，R 分压减小，L 1两端电压增大将变亮， D 错误．故选AB
【名师点睛】P 移动改变了副线圈的匝数，输出电压将变化；Q 移动改变了负载的电阻，输出电流将变化；S 断开负载电阻变大，结合闭合电路欧姆定律去分析各元件电压、电流的变化，从而判断功率的变化．
10．AB
【详解】
AC ．变压器的输入功率和输出功率相等，由于副线圈的电阻减小了，输出公里处变大了，所以原线圈的输入功率也要变大，因为电压不变，所以电流要变大，所以电流表A 1的读数变大，故A 正确，C 错误；
BD ．原线圈电压不变，副线圈电压也不变，功率增大，故电流表A 2的读数变大，故B 正确，D 错误。

故选AB 。

11．AD
【详解】
A ．输入电压有效值为
U 1
＝220V 由输入电压瞬时值表达式可知，角速度为ω＝100πrad /s ，电流频率为
10050Hz 22f ωπππ
=== 故A 正确；
BC ．S 打到a 处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，副线圈电路的总电阻减小，由
1122
U n U n = 可知U 2不变，即电压表V 2的示数不变，所以电流表A 2的示数变大，故BC 错误；
D ．若滑动变阻器的滑片不动，S 由a 处打到b 处，副线圈匝数减小，输入电压不变，输出电压减小，即电压表V 2的示数减小，根据
2
U P R
= 知输出功率减小，根据输入功率等于输出功率，可知
P 1＝U 1I 1
减小，U 1不变，则I 1减小，即电流表A 1的示数减小，故D 正确。

故选AD 。

12．AD ACE n b
【详解】
（1）①[1]由法拉第电磁感应定律E n t
φ∆=∆，因为改变倾角或者小车释放的位置可以改变小车的速度，进而改变时间，保证光电门的位置不变才能保证磁通量的变化量相同，同时挡光片的宽度也应该不变。

故选AD 。

②[2]根据E n t
φ∆=∆，线圈匝数增加一倍后，感应电动势增加一倍，电压传感器读数增加一倍,点（3，2）变为（3，4），点（10，6）变为（10，12），连接（3，4）和（10，12）两点即可得到新的图线，如图
（2）[3]为了完成变压器的探究，需要使用交流电源变压，多用电表交流电压档；为了让变压效果明显需要含有闭合铁芯的原副线圈。

故选ACE 。

[4]由于有漏磁，所以副线圈测量电压应该小于理论变压值，即n b 为输入端，n a 为输出端，故连接电源的线圈是n b 。

13．200 V ；2×104 W ； 1∶10； 497∶22
【详解】
用500 V 电压送电时示意图如图所示，则输电线上的电流
5
005010A 100A 500
P I U ⨯=== 用户获得电压
U 1=U 0－I 0R =(500－100×3) V =200 V
用户获得的功率
P 1=U 1I 0=2×104 W ．
改用高压输送时，示意图如图所示，要求P 损=0.6%P ，即
P 损=50×103×0.6%W =300W ．
输电电流
10A I == 发电站升压后输电电压
5
5010V 5000V 10
P U I ⨯=== 升压变压器匝数比
0125001500010
U n n U === 输电线上损失的电压
U ′=IR =10×3 V =30V
到达用户输入变压器电压
U 2=U －U ′=(5 000－30) V =4 970 V
所以降压变压器的原副线圈的匝数比为
497049722022
= 14．（1）4200A i cos t =（）；（2）32W ；（3）2210q C -=⨯
【详解】
（1）对于n 匝线圈，ab 边与cd 边一起切割磁感线的情况，应有 m 12E nBL L ω=
根据闭合电路欧姆定律有
4A m m E I R r
==+ 从线圈经过图示位置开始计时，圈内的电流随时间变化的函数关系式为 4200A m i I cos t cos t ω==（）
（2）电路中电流的有效值为
m I I == 电阻R 的发热功率
232W P I R ==
（3）线框从此位置转过四分之一周期的过程中，平均感应电动势 12BL L E n n t t
ϕ∆==∆∆ 平均感应电流
12+()
nBL L E I R r t R r ==∆+ 通过电阻R 的电荷量
212210C nBL L q I t R r
-=∆==⨯+。