高中物理高考试题分类汇编十一交变电流电磁场和电磁波全国通用

德钝市安静阳光实验学校十一、交变电
流 (463)
答案………………………………………………………………………472十二、电磁场和电磁波……………………………………………………………470 答案…………………………………………………………………………477十一、交变电流
1. 选择题 2000夏季高考物理天津江西卷 一大题 9小题 4分
考题： 9．图中A 、B 、C 是本相交流电源的三根相线，O 是中线，电源的相电
的灯泡，开
压为220V ，1L 、2L 、3L 是三个“220V 60W ”电源中线
关1K 断开，2K 、3K 闭合，由于某种原因，在图中O 处断了，那么2L 和3L 两灯泡将
A ．立刻熄灭
B ．变得比原来亮一些
C ．变得比原来暗一些
D ．保持亮度不变
82．交流发电机及其产生正弦式电流的原理．正弦式电流的图像和三角函数表达．最大值与有效值，周期与频率
1. 不定项选择题 2005夏季高考物理广东卷 一大题 9小题 4分 考题： 9．钳形电流表的结构如图4（a ）
所示。

图4（a ）中电流表的读数为1.2A 。

图4（b ）中用同一电缆线绕了3匝，则
A ．这种电流表能测直流电流，图4（b ）的读数
为2.4A
B ．这种电流表能测交流电流，图4（b ）的读数
为0.4A
C ．这种电流表能测交流电流，图4（b ）的读数为3.6A
D ．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图4（b ）的读数为3.6A 2. 选择题 2003夏季高考大综辽宁卷 一大题 34小题 6分
考题： 34．电学中的库仑定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律（有关感应电
动势大小的规律）、安培定
律（磁场对
电流作用的规律）都是一
些重要的规
律，右图为远距离输电系统的示意图（为了简单，设用户的电器是电动机），下列选项中正确的是
A ．发电机能发电的主要原理是库仑定律 变压器能变压的主要原理是欧姆
定律 电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律 B ．发电机能发电的主要原理是安培定律 变压器能变压的主要原理是欧姆定律 电动机通电后能转动起来的主要原理是库仑定律
C ．发电机能发电的主要原理是欧姆定律 变压器能变压的主要原理是库仑
定律 电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律 D ．发电机能发电的主要原理是法拉第电磁感应定律 变压器能变压的主要
原理是法拉第电磁感应定律 电动机通电后能转动起来的主要原理是安培定律
3. 选择题 2000春季高考物理北京安徽卷 一大题 9小题 4分
考题： 9．一矩形线圈abcd 处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向与
ab 垂直．当线圈以角速度 绕ab 转动时，感应电动势的最大值为1ε，线
圈受到的最大磁力矩为M 1；当以角速
度 绕中心轴
O O '转动时，感应电动势的最大值为
2ε，
最大磁力矩为M 2．则21:εε和21:M M 分别为 A ．1∶1，1∶1 B ．1∶1，1∶2 C ．1∶2，1∶1 D ．1∶2，1∶2
4. 非选择题 2003夏季高考理综全国卷 第II 卷大题 25小题 20分
考题： 25．（20分）曾经流行过一种自行车车头灯供电的小型交流发电机，图
1为其结构示意图。

图中N 、S 是一对固定的磁极，abcd 为固定的转轴上的矩形线框，转轴过bc 边中点，与ab 边平行，它的一端有一半径r o =1.0 cm 的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图2所示。

当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线框在磁极间转动。

设线框由N =800
匝导线圈组成，每匝线圈的面积S =20 cm 2
，磁极间的磁场可视作匀强磁场，磁感强度B =0.010T ，自行车车轮的半径R 1=35 cm ，小齿轮的半径R 2=4.0 cm ，大齿轮的半径R 3=10.0 cm （见图2）。

现从静止开始使大齿轮加速转动，问大齿轮的角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值U =3.2 V?（假设摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动）
5. 非选择题 2004夏季高考理综天津卷 第II 卷大题 25小题 22分
考题： 25．（22分）磁流体发电是一种新型发电方式，图1和图2是其工作原
理示意图。

图1中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为l 、
a 、
b ，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这
两个电极与负载电阻1R 相连。

整个发电导管处于图2中磁场线圈产生的匀强磁场里，磁感应强度为B ，方向如图所示。

发电导管内有电阻率为ρ的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出。

由于运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势。

发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同。

设发电导管内电离气体流速处处相同，且不存在磁场时电离气体流速为0v ，电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比，发电导管两端的电离气体压强差p ∆维持恒定，求：
（1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F 多大； （2）磁流体发电机的电动势E 的大小； （3）磁流体发电机发电导管的输入功率P 。

6. 非选择题 2000夏季高考物理广东卷 四大题 18小题 12分
考题： 18．（12分）一小型发电机的矩形线圈的匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定
轴转动。

线圈匝数n ＝100．
穿过每匝线圈的磁通φ随时间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻r ＝5．0Ω，外
电路电阻R
＝95Ω。

已知感应电动势的最大值Em ＝nωφm，其中φm 为穿过每匝线圈磁通量的最大值。

求串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数。

7. 非选择题 2000夏季高考物理天津江西卷 四大题 18小题 12分
考题： 18．（12分）一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度
ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，
线圈匝数100=n ，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻Ω=0.5r ，外电路电阻
Ω=95R ，已知感应电动势的最大值Φ=ωn E m ，其中m Φ为穿过每匝线圈磁通
量的最大值，求串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数。

8. 非选择题 2000夏季高考物理全国卷 四大题 18小题 12分
考题： 18．（12分）一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度
ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数100=n ，穿过每匝线圈的磁通
量φ随时间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻Ω=0.5r ，外电路电阻
Ω=95R ，已知感应电动势的最大值m n E Φ=ωm ，其中m Φ为穿过每匝线圈磁通
量的最大值，求串联在外电路的交流电流表（内阻不计）的读数。

9. 非选择题 2004夏季高考物理上海卷 三大题 14小题 5分
考题： 14．（5分）用打点计时器研究物体的自由落体运动，得到如图一段纸带，测得AB=7.65cm ，
BC=9.17cm. 已知交流电频率是50Hz ，则打B 点时物体的瞬时速度为 m/s.
如果实验测出的重力加速度值比公认值偏小，可能的原因是 .
83．电阻、电感和电容对交变电流的作用 1. 选择题 2002夏季高考理综天津卷 第I 卷大题 19小题
6分
考题： 19．在三相交流电源上按星形接法连接相
同负载1、
2、3，如图所示，NN ’是中性线。

已知负载1上的电压为220V ，电流强度为15A 。

现以I 表示中性线上的电流，U 表示图中P 、Q 两点之间的电压，则
A ．I ＝15A ，U ＝440V
B ．I ＝45A ，U ＝380V B ．I ＝0A ，U ＝440V D ．I ＝0A ，U ＝380V
2. 选择题 2000夏季高考物理全国卷 一大题 9小题 4分
考题： 9．图为一电路板的示意图，a 、b 、c 、d 为接线柱，a 、b 与200V 的交流电源连接，ab 间、bc 间、cd 间分别连接一个电阻。

现发现电路中没有电流，为检查电路故障，有一交流电压表分别测得b 、d 两点间以及a 、c 两点间的电压均为200V 。

由此可知
A ．ab 间电路通，cd 间电路不通
B ．ab 间电路不通，bc 间电路通
C ．ab 间电路通，bc 间电路不通
D ．bc 间电路不通，cd 间电路通
84．变压器的原理，电压比和电流比 1. 选择题 2003夏季高考大综广东卷 一大题 35小题 6分 考题： 35．电学中的库仑定律、欧
姆定律、法拉第电磁感应定律（有关感应电动势大小的规律）、安培定律（磁场对电
流作用的规
律）都是一些重要的规律，右图为远距离输电系统的示意图（为了简单，设用户的电器是电动机），下列选项中正确的是
A ．发电机能发电的主要原理是库仑定律 变压器能变压的主要原理是欧姆
定律 电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律 B ．发电机能发电的主要原理是安培定律 变压器能变压的主要原理是欧姆
定律 电动机通电后能转动起来的主要原理是库仑定律
C ．发电机能发电的主要原理是欧姆定律 变压器能变压的主要原理是库仑
定律 电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律 D ．发电机能发电的主要原理是法拉第电磁感应定律 变压器能变压的主要
原理是法拉第电磁感应定律 电动机通电后能转动起来的主要原理是安培定律
2. 选择题 2004夏季高考理综天津卷 第I 卷大题 18小题 6分
考题： 18．一台理想降压变压器从10kV 的线路中降压并提供200A 的负载电流。

已知两个线圈的匝数比为1:40，则变压器的原线圈电流、输出电压及输出功率是
A ．5A ，250V ，50kW
B ．5A 、10kV ，kW 50
C ．200A ，250V ，50kW
D ．A 200，10kV ，kW 3102
3. 选择题 2001夏季高考物理全国卷 一大题 2小题 4分
考题： 2．一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别是n 1和n 2，正常工作
时输入和输出的电压、电流、功率分别为U 1和U 2、I 1和I 2、P 1和P 2，已知n 1>n 2，则
A ．U 1>U 2 P 1<P 2
B ．P 1=P 2 I 1<I 2
C ．I 1<I 2 U 1>U 2
D ．P 1>P 2 I 1>I 2 4. 选择题 2001夏季高考物理广东河南卷 一大题 3小题 4分
考题： 3．一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n 1和n 2，正常工作
时输入和输出的电压、电流、功率分别为U 1和U 2、I 1和I 2、P 1和P 2，已知
n 1＞n 2，则
A ．U 1＞U 2，P 1＜P 2
B ．P 1＝P 2 ，I 1＜I 2，
C ．I 1＜I 2，U 1＞U 2
D ．P 1＞P 2，I 1＞I 2
5. 选择题 2002夏季高考物理广东广西河南卷 一大题 9小题 4分 考题： 9．远距离输电线路的示意图如下图所示，若发电机的输出电压不变，则
下列叙述中正确的是
A ．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关
B ．输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定
C ．当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大
D ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 6. 非选择题 2004夏季高考物理江苏卷 三大题 13小题 14分
考题： 13．(14分)如图所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在
220V 的市电上，向额定电压为1.80×104
V 的霓虹灯供电，使它正常发光．为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA 时，熔丝就熔断．
（1）熔丝的熔断电流是多大?
（2）当副线圈电路中电流为10mA 时．变压器的输入
功率是多大?
7. 非选择题 2000春季高考物理北京安徽卷 二大题 14小题 5分
考题： 14．如图所示，理想变压器的原、
副线圈匝
数之比为1:4:21=n n ，原线圈回路中的电阻A 与副线圈回路中的负载电阻B 的阻值相等．a 、b 端加一定交流电压后，两电阻消耗的电功率之比
=B A P P : ．两电阻两端电压之比=B A U U : ．
85．电能的辅送
1. 选择题 2004夏季高考理综上海卷 第I 卷大题 14小题 3分
考题： 14．分时电表惠及百万家。

启用分时电表，家庭用电在谷时段（22：00~
次日6:00）以每千瓦时0．30元优惠计费，平时段（6:00~22:00）仍以每千瓦时0．61元计费。

抽水蓄能电站可以在用电低谷时，将电网中多余的电能转化为重力势能；
在用电高峰时，再将重力势能转化为电能输回电网，假定多余电能为5×104
kw ·h ，这部分多余电能经储存再回到电网过程中将损失44%，则此蓄能电站能给电网补充的电能为
A ．2．2×104
kw ·h B ．2．8×104
kw ·h
C ．3．5×104 kw ·h
D ．5×104
kw ·h
2. 选择题 2000春季高考物理北京安徽卷 一大题 6小题 4分
考题： 6．远距离输送交流电都采用高压输电．我国正在研究用比330千伏高
得多的电压进行输电．采用高压输电的优点是 A ．可节省输电线的铜材料
B ．可根据需要调节交流电的频率
C ．可减少输电线上的能量损失
D ．可加快输电的速度
3. 选择题 2002夏季高考物理广东广西河南卷 一大题 9小题 4分
考题： 9．远距离输电线路的示意图如下图所示，若发电机的输出电压不变，则
下列叙述中正确的是
A ．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关
B ．输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定
C ．当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大
D ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 十二、电磁场和电磁波
1. 非选择题 2000夏季高考物理上海卷 四大题 24小题 13分 考题： 24．（13分）阅读如下资料并回答问题：
自然界中的物体由于具有一定的温度，会不断向外辐射电磁波，这种辐射因与温度有关，称为势辐射，势辐射具有如下特点：○1辐射的能量中包含各种波
长的电磁波；○2物体温度越高，单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大；○3在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同。

处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁能量，如果它处在平衡状态，则能量保持不变，若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响，我们定义一种理想的物体，它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体，单位时间内从黑体表面单位央积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比，即40T σ=P ，其中常量31067.5-⨯=σ瓦/（米2
·开4
）。

在下面的问题中，把研究对象都简单地看作黑体。

有关数据及数学公式：太阳半径696000=s R 千米，太阳表面温度5770=T 开，
火星半径3395=r 千米，球面积，24R S π=，其中R 为球半径。

（1）太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2×10－9
米~1×10－4
米范围内，求相应的频率范围。

（2）每小量从太阳表面辐射的总能量为多少？
（3）火星受到来自太阳的辐射可认为垂直射可认为垂直身到面积为2
r π（r 为
火星半径）的圆盘上，已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽略其它天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度。

86．电磁场．电磁波．电磁波的周期、频率、波长和波速 1. 不定项选择题 2005夏季高考物理广东卷 一大题 8小题 4分 考题： 8．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是
A ．电磁波是横波
B ．电磁波的传播需要介质
C ．电磁波能产生干涉和衍射现象
D ．电磁波中电场和磁场方向处处互相垂直
2. 选择题 2002夏季高考理综上海卷 第I 卷大题 10小题 3分
考题： 10．开放以来，我国人民生活水平和生活质量有了较大的改善，电冰箱、
空调机、电视机等家用电器得到了普遍使用。

下列有关各种家用电器性能的判断中，正确的是
A ．空调机和电风扇都可以降低室温
B ．微波炉产生的微波是波长很短的机械波
C ．电视机和收音机都能接收电磁波
D ．电冰箱的耗电量夏天与冬天一样多
87．无线电波的发射和接收
1. 非选择题 2001夏季高考理综上海卷 第Ⅱ卷大题 27小题 4分
考题： 27．为了转播发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视
信号。

已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550米，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.566米，为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能收听和收看发射的实况，必须通过建在山顶上的转发站来转发
（选填：无线电广播信号或电视信号）。

这是因为： 88．电视．雷达 十一、交变电流 1.C
82．交流发电机及其产生正弦式电流的原理．正弦式电流的图像和三角函数表达．最大值与有效值，周期与频率
1.C
2.D
3.A
4. 答案： 25．（20分）参考解答：
当自行车车轮转动时，通过摩擦小轮使发电机的线框在匀强磁场内转动，线框中产生一正弦交流电动势，其最大值
ε＝ω0BSN
式中ω0为线框转动的角速度，即摩擦小轮转动的角速度。

发电机两端电压的有效值
U ＝
2/2εm
设自行车车轮转动的角速度为ω1，由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对
滑动，有
R 1ω1＝R 0ω0
小齿轮转动的角速度与自行车轮转动的角速度相同，也为ω1。

设大齿轮转
动的角速度为ω，有
R 3ω＝R 2ω1
由以上各式解得
ω＝(
2U/BSN)(R 2r 0/R 3r 1)
代入数据得
ω＝3.2s
－1
5. 答案： 25．（22分）（1）不存在磁场时，由力的平衡得p ab F ∆= （2）设磁场存在时的气体流速为v ，则磁流体发电机的电动势Bav E =
回路中的电流bl
a R Bav I L ρ+
=
电流I
受到的安培力bl
a R v
a B F L ρ+
=22安
设F '为存在磁场时的摩擦阻力，依题意
v v F F =' 存在磁场时，由力的平衡得F F p ab '+=∆安 根据上述各式解得)
(1020
bl
a R p
b av B Bav E L ρ+
∆+
=
（3）磁流体发电机发电导管的输入功率p abv P ∆=
由能量守恒定律得v F EI P '+= 故)
(1020bl
a R p
b av B p abv P L ρ+
∆+
∆=
6. 答案： 18．
7. 答案： 18．参考解答：
已知感应电动势的最大值
m m na E Φ= ○1 设线圈在磁场中转动的周其为T ，则有
T
π
ω2=
○2
根据欧姆定律，电路中电流的最大值为
r
R E I m m +=
○4
设交流电流表的读数I ，它是电流的有效值，根据有效值与最大值的关系，有
m I I 2
1=
○
4 由题给的1-Φ图线可读得
Wb m -2100.1⨯=Φ ○5 B T 21014.3-⨯= ○6 解以上各式，并代入数据，得
A I 4.1= ○7 评分：本题12分。

○
2式1分，○3式2分，○4式3分，○5式2分，○6式2分，○7式2分。

8. 答案： 18．参考解答：
已知感应电动热的最大值
m m n E Φ=ω ○1 设线圈在磁场中转动的周期为T ，则有
T
π
ω2=
○2
根据欧姆定律，电路中电流的最大值为
r
R E I m
m +=
○3
设交流电流表的读数为I ，它是电流的有效值，根据有效值与最大值的关系，有
m I I 2
1=
○
4 由题给的φ~t 图线可读得
Wb m -2100.1⨯=Φ ○5 s T 21014.3-⨯= ○6 解以上各式，并代入数据，得
I=1.4A ○7
评分：本题12分，○2式1分，○3式2分，○4式3分，○5式2分，○6式2分，○
7式2分。

9. 答案： 14．2.10，下落过程中有存在阻力等 83．电阻、电感和电容对交变电流的作用 1.D 2.CD
84．变压器的原理，电压比和电流比
1.D
2.A
3.BC
4.BC
5.C
6. 答案： 13． (1)设原、副线圈上的电压、电流分别为1212U U I I 、、、．根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有1122I U I U =
当2I =12 mA 时，1I 即为熔断电流．代人数据，得1I =0．98 A
(2)设副线圈中电流为2'I =lO mA 时，变压器的输入功率为P 1。

，根据理想变压器的输入功
率等于输出功率，有122'P I U = 代人数据，得 1P =180 W
7. 答案： 14．1∶16（3分） 1∶4（2分）
85．电能的辅送
1.B
2.AC
3.C 十二、电磁场和电磁波
1. 答案： 24．（1）λ/c V = ○1
13321105.1102/1000.3⨯=⨯⨯=-V （赫） ○2 135********/1000.3⨯=⨯⨯=-V （赫） ○
3 ∴辐射的频率范围为3×10
13
赫－1.5×1013
赫
（2）每小量从太阳表面辐射的总能量为
t T R W 42
s 4πσ= ○4
代入数所得W=1.38×1010
焦 ○5
（3）设火星表面温度为T ，太阳到火星距离为d ，火星单位时间内吸收来自太阳的辐 射能量为
2
2
4
2
44d r T R P s ππσπω= ○6
224)400/(r T P πσω=∴ ○7 火星单位时间内向外辐射电磁波能量为
424T r P t πσσπ= ○8 火星处在平衡状态t t P P σπσ= ○9 即422244)400/(T r r T πσπσ= ○10
由○10式解得火星平均温度204800/=='T T （开） ○11 评分：全题13分
（1）3分，正确得了○1，○2，○3式，各得1分。

（2）5分，正确得出○5式，得5分，仅写出○4式，得3分。

（3）5分，正确得出○10式，得4分，仅写出○6式或○7式，得1分；仅写出○8式，得1
分，正确得出○11式，得1分。

86．电磁场．电磁波．电磁波的周期、频率、波长和波速 1.ACD 2.C
87．无线电波的发射和接收 1. 答案： 27．电视信号（2分）
电视信号的波长短，沿直线传播，受山坡阻挡，不易衍射。

（2分） 88．电视．雷达。