新高考浙江版2025届高考物理一轮总复习训练小题增分特训11交变电流电磁振荡电磁波传感器(人教版)

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A.当线圈转到图甲位置时,线圈平面与磁感线垂直,磁通量变化率最大
B.从图乙开始计时,线圈中电流i随时间t变化的关系是i=Imsin ωt
C.当线圈转到图丙位置时,感应电流为零
D.当线圈转到图丁位置时,感应电动势最小,ab边感应电流方向为b→a
2.(2023浙江绍兴模拟)公交车上车时刷卡的情境如图所示,当听到“嘀”的声音,表示刷卡成功。刷卡所用的IC卡内部有电感线圈L和电容器C构成的LC振荡电路。刷卡时,读卡机向外发射某一特定频率的电磁波,IC卡内的LC振荡电路产生电谐振,线圈L中产生感应电流,给电容器C充电,达到一定的电压后,驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是( )
A.读卡机发射的电磁波不能在真空中传播
B.IC卡是通过X射线工作的
C.读卡机在发射电磁波时,需要进行调谐和解调
D.IC卡既能接收读卡机发射的电磁波,也有向读卡机传输数据的功能
3.一电阻R接到如图甲所示的正弦式交流电源上,两端电压的有效值为U1,消耗的电功率为P1;若该电阻接到如图乙所示的方波交流电源上,两端电压的有效值为U2,消耗的电功率为P2。若甲、乙两图中的U0、T所表示的电压值、周期值是相同的,则下列说法正确的是( )
A.U1=U0
B.U2=U0
C.P1=
D.P1∶P2=1∶2
4.如图所示,图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦式交变电流的图像,当调整线圈转速后,所产生正弦式交变电流的图像如图线b所示,以下关于这两个正弦式交变电流的说法错误的是( )
A.交变电流b电压的有效值为 V
B.在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零
C.交变电流a的电压瞬时值u=10sin 5πt V
D.线圈先后两次转速之比为3∶2
5.(2022广东卷)右图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈,n1>n2,二者轴线在同一平面内且相互垂直,两线圈到其轴线交点O的距离相等,且均连接阻值为R的电阻,转子是中心在O点的条形磁体,绕O点在该平面内匀速转动时,两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响,下列说法正确的是( )
A.两线圈产生的电动势的有效值相等
B.两线圈产生的交变电流频率相等
C.两线圈产生的电动势同时达到最大值
D.两电阻消耗的电功率相等
6.电力作为远程输送能量的载体,特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一。若保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下,从原来的150 kV高压输电升级为1 350 kV的特高压输电,下列说法正确的是( )
A.若输电线不变,则输电线中的电流变为原来的9倍
B.若输电线不变,则输电线上损失的电压变为原来的
C.若输电线不变,则输电线上损失的功率变为原来的
D.若更换直径为原来输电线直径的同种材料制成的输电线,则输电线上损失的功率不变
7.如图所示,一平行金属板AB与一线圈组成理想的LC振荡电路,E为电源,当开关S从1掷向2的同时,有一电子恰从极板中央飞入AB间,电子重力可忽略,射入方向与极板平行。则电子( )
A.可能从上极板边缘飞出,飞出时动能一定增大
B.可能从下极板边缘飞出,飞出时动能可能不变
C.可能从上极板边缘飞出,飞出时动能可能不变
D.可能从下极板边缘飞出,飞出时动能一定减小
8.利用光敏电阻制作的光传感器,可以记录传送带上工件的输送情况。光电计数器的工作示意图如图甲所示,其中A是发光仪器,B是传送带上的物品,R1为光敏电阻(有光照时电阻为1 Ω,无光照时电阻为49 Ω),R2为定值电阻,电源内阻为1 Ω;图乙是输出电信号与时间的关系。若传送带始终匀速运动,每个工件的距离相等,则( )
A.当有光照射R1时,R2的功率将变小
B.当有光照射R1时,R1的功率将变小
C.选用10 Ω定值电阻,一个周期内R2两端电压差最大
D.该传送带每分钟输送60个工件
9.(2023湖南高考题改编)手摇式发电机是教学中常用的演示工具,如图甲所示,其结构可以简化为图乙。一个小型旋转电枢式交流发电机的矩形线圈面积为S,匝数为n,线圈总电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中以矩形线圈中轴线为轴、以角速度ω匀速转动,产生的交变电流通过M、N与外电路连接,如图乙所示,外电路电灯电阻为R,电压表为理想交流电表。在线圈由平行于磁场方向位置转过90°的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数为
B.通过电灯的电荷量为
C.电灯中产生的焦耳热为
D.从线圈平行于磁场方向位置开始计时,通过线圈中感应电流的瞬时值表达式为i=sin ωt A
10.如图甲所示,理想变压器线圈均匀密绕,原线圈接220 V交变电流,标称为“220 V 40 W”的灯泡的一端与副线圈底端连接,另一端通过滑片P与副线圈连接。从副线圈底端开始缓慢向上移动滑片P,直至灯泡两端电压为220 V,测得灯泡两端电压UL随时间t的变化图线是一条过原点O的直线,如图乙所示。若流过灯泡的电流为IL,功率为PL;原线圈中的电流为I1,输入功率为P1,则( )
A.IL-t图线是一条过原点O的直线
B.I1-t图线是一条过原点O的直线,图线斜率比IL-t图线的斜率小
C.PL-t图线是一条过原点O的曲线,且是抛物线
D.P1-t图线是一条过原点O的曲线,但不是抛物线
参考答案
小题增分特训(十一) 交变电流 电磁振荡
电磁波 传感器
1.C 解析 当线圈转到题图甲位置时,线圈处于中性面位置,线圈平面与磁感线垂直,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为0,故A错误;题图乙中,线圈处于与中性面垂直的位置,此时线圈中产生的感应电流最大,故从题图乙开始计时,线圈中电流i随时间t变化的关系式为i=Imcsωt,故B错误;当线圈转到题图丙位置时,线圈处于中性面的位置,感应电流为零,故C正确;当线圈转到题图丁位置时,ab、cd边切割磁感线的速度最大,故线圈中感应电动势最大,由右手定则可知,ab边感应电流方向为b→a,故D错误。
2.D 解析 电磁波能在真空中传播,故A错误;IC卡工作肯定不是依靠X射线,X射线的辐射能量较大,长时间接触对人体有害,故B错误;只有在接收电磁波时才需要调谐和解调,读卡机发射电磁波时需要进行调制,故C错误;IC卡既能接收读卡机发射的电磁波,也有向读卡机传输数据的功能,故D正确。
3.C 解析 电阻接到正弦式交流电源上,两端电压的有效值为U1=,功率P1=,故A错误,C正确;电阻接到方波交流电源上,设两端电压的有效值为U2,则有T,解得U2=U0,功率P2=,则P1∶P2=1∶5,故B、D错误。
4.B 解析 正弦式交变电流a的电压最大值Um=nBSω=nBS·=10V,交变电流b的电压最大值Um'=nBS·,由题图可知Ta=0.4s,Tb=0.6s,联立两式可得Um'=V,交变电流b的电压有效值U=V,故A正确;在t=0时刻,交变电流的电动势为零,由法拉第电磁感应定律可知此时穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零,故B错误;交变电流a的电压瞬时值表达式u=Umsint=10sin5πtV,故C正确;线圈的转速n=,则线圈先后两次转速之比为3∶2,D正确。
5.B 解析 根据E=nBωS,因n1>n2,故两线圈内电动势的最大值不相等,电动势的有效值不相等,两电阻消耗的电功率不相等,选项A、D错误。条形磁体转动的周期即为线圈内交变电流的周期,故两线圈内交变电流的频率相等,选项B正确。题图所示位置,匝数为n1的线圈磁通量最大,感应电动势最小;匝数为n2的线圈磁通量最小,感应电动势最大,选项C错误。
6.D 解析 由公式P=UI可知,在输电功率不变的情况下,电压升高为原来的9倍,则输送电流变为原来的,故A错误;由欧姆定律可知,导线上损失的电压ΔU=IR,输电线不变,所以输电线上损失的电压变为原来的,故B错误;输电线上损失的功率为ΔP=I2R,所以输电线上损失的功率变为原来的,故C错误;根据R=ρ,输电线的直径变为原来的,则电阻变为原来的81倍,所以输电线上损失的功率不变,故D正确。
7.C 解析 当开关S从1掷向2后,两极板间将产生交变电场(设周期为T),根据两极板间电压的周期性可知,若电子在两极板间的运动时间为的奇数倍,则电子在两极板间加速和减速的时间相等,根据对称性可知电子从两极板间射出时的竖直分速度为零,此时电子的动能不变,且电子的竖直分位移方向向上。因为电子一定先向上加速,其竖直位移一定向上或等于零,所以电子不可能从两极板间中轴线的下方射出。综上所述可知A、B、D错误,C正确。
8.C 解析 当有光照射R1时阻值减小,回路的电流变大,根据P=I2R,则R2的功率将变大;若将R2看作电源内阻,则当R1=R2+r时光敏电阻R1的功率最大;当有光照射R1时,R1的阻值最接近电源内阻R2+r,则此时R1的功率将变大,选项A、B错误。一个周期内R2两端电压差ΔU=,代入数据整理得ΔU=,当R2=10Ω时,一个周期内R2两端电压差ΔU最大,选项C正确。由图乙可知,该传送带每0.5s传送一个工件,则每分钟输送120个工件,选项D错误。
9.C 解析 当线圈位于垂直于中性面时电动势最大,其峰值Em=nωBS,电流的有效值I=,电压表示数U=IR=,故A错误;线圈转过90°的过程中通过电灯的电荷量为q=t=,故B错误;电动势的有效值E=,电流的有效值I=,电灯中产生的焦耳热Q=I2Rt=,故C正确;流过线圈电流的最大值为Im=,从线圈平行磁场方向位置开始计时,感应电流的瞬时值表达式为i=csωtA,故D错误。
10.D 解析 灯泡两端电压UL随时间t的变化图线是一条过原点O的直线,设斜率为k,有UL=kt,IL=t,若灯泡电阻恒定不变,则IL与t的关系图线为一条过原点O的直线,而实际上灯泡的电阻并不是恒定不变的,其电阻会随着其两端电压的增大而增大,即会随着t的增大而增大,且并不成线性增大,所以IL与时间t的变化关系图线应为一条过原点的曲线,A错误;根据,有I1=IL=IL,结合对A选项的分析,则I1与t的关系图线不会为一条过原点O的直线,B错误;根据题意,有PL=t2,若灯泡电阻恒定不变,则PL与t的关系图线为一条过原点O的抛物线,但灯泡电阻并不是恒定不变的,所以PL与t的关系图线是一条过原点O的曲线,但不是抛物线,因P1=PL,则P1与t的关系图线是一条过原点O的曲线,但不是抛物线,C错误,D正确。