2025届高考物理一轮复习练：专题11 电磁感应定律应用、电磁振荡与电磁波、传感器

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接收线圈
发射线圈
无线充电器的发射线圈产生交变磁场，在接收设备（手机等）发射线圈内的线圈中产生交变电流，实现电能的无线传输。
从上往下俯视，当无线充电发射线圈中的电流逆时针增大时，接收设备线圈中的电流为_____1．顺时针（2分）
___方向。
(a)
t/10−2s
u/V
1
2
3
7
0
−7
(b)
t/10−2s
u/V
1
2
3
7
0
−7
若接收线圈获得的正弦交流电的电压随时间变化规律如图（a）2．（1）u = 7sin(100πt)（2分）
（2）B（3分）
所示。
（1）以 s 为时间 t 的单位，V 为电压 u 的单位，此交流电电压 u 随时间 t 变化的方程为_______；
（2）此交流电压的有效值与图（b）所示交流电电压的有效值之比为
A．1∶1B．1∶ EQ \R(2) C． EQ \R(2) ∶1D．1∶2
某发电厂发出的交流电电压为 U1，功率为 P。远距离输电线路的总电阻为 r。现采用电压达 U2 的特高压输电技术进行输电，变电站理想升压变压器输入线圈和输出线圈的匝数比为__________；输电线上损失的功率为_3．U1∶U2（2分）
EQ \F(P2,U22) r或 EQ \b\bc(\F(P,U2))\s\up8(2) r（2分）
_______。
(b)
t
B
B0
0
t0
2t0
3t0
R
(a)
B
−B0
如图（a），某无线充电装置接收线圈匝数为 N、半径为 a、电阻为 r。一匀强磁场垂直穿过线圈，其磁感应强度 B 随时间 t 变化规律如图（b）所示。外接定值电阻阻值为 R。E = EQ \F(2NB0πa2,t0)
q = EQ \F(2NB0πa2,R + r)
C（3分）
求：
（1）（计算）在 0 ~ t0 时间内，接收线圈中的感应电动势 E。
（2）（计算）在 0 ~ t0 时间内，通过定值电阻的电荷量 q。
（3）在 0 ~ t0、t0 ~ 1.5 t0 两段时间内，定值电阻上产生的热量之比为
A．2∶1B．1∶1C．1∶2D．1∶4
交流发电机（2023学年宝山一模七1、2）
有一种能产生交流电的发电机，工作原理源自法拉第电磁感应定律，其基本部分由产生感应电动势的线圈和产生磁场的磁极5．（1）A
（2）e = 200cs50t
（3）B
6．（1）5
（2）A
宝山区2023学年一模7
组成。
一交流发电机的模型如图所示，n = 100 匝的矩形闭合导线框 abcd 处于磁感应强度 B = 0.1 T 的水平匀强磁场中，线框面积 S = 0.4 m2，线框绕垂直于磁场的轴 OO′ 以角速度 ω = 50 rad/s 作逆时针匀速转动，将图示时刻记为 t = 0，此时线框平面与磁场方向平行。
N
O′
S
b
ω
d
a
c
O
A
B
P
（1）t = 0 时穿过线框平面的磁通量为（ ）
A．0B．0.04 TC．4 T
（2）（计算）试推导该发电机产生的感应电动势随时间 t 变化的表达式
（3）交流发电机右边与一调压变压器相连，线圈 AB 绕在一个圆环形的铁芯上，移动滑动触头 P，就可调节输出电压，输出端接有一灯泡，灯泡正常发光。现将 P 沿顺时针方向移动，则灯泡的亮度将________（选择：A．逐渐增强B．逐渐减弱C．保持不变）
有一发电机产生的交变电流如图（a）所示（图线的上下部分各为正弦曲线），将其输入如图（b）所示理想变压器的原线圈（左侧线圈），已知定值电阻 R1 的阻值为 10 Ω，滑动变阻器 R2 的最大阻值为 50 Ω，定值电阻 R3 的阻值为 10 Ω，图中电表均为理想电表。若输入原线圈的交变电流，其有效值不随负载变化，则当滑动变阻器接入电路的阻值由 50 Ω 减小到 0 的过程中：
（1）电流表的示数为________A；
（2）R2 和 R3 的总电功率的变化情况为（ ）
A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大后减小D．先减小后增大
风力发电系统（2023学年崇明一模三10、11、12、13、14）
风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，全球风能约有 2.74×109 MW，可以利用的风能为 2×107 MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大 10 倍。某风力发电系统有风机叶轮、传动装置，发电机、变流器、机组升压器和升压站等部17． EQ \F(1,2) ρπR2tv03， EQ \F(1,20) ρπR2v03
8．B
9．abcda，nωBl2
10．7∶100，A
11．50，220
2023学年崇明一模3
分组成。
风力发电机的叶片转动时可形成半径为 R 的圆面，设风速恒定为 v0，风向恰好垂直于叶片转动面，已知空气的密度为 ρ，该风力发电机能将此圆面内空气动能的 10% 转化为电能．则在时间 t 内经过风力发电机叶片圆面的气流的动能 Ek = _______。此风力发电机的发电功率 P = _______。
发电机主要是利用下列哪个物理原理工作的？（ ）
A．电流的磁效应B．电磁感应原理
C．磁场对电流的作用D．电磁振荡
a
c
O′
O
S
N
d
b
ω
如图为某发电机的模型，边长 l 的正方形闭合导线框 abcd 在磁感强度为 B 的匀强磁场中绕中心轴 OO′ 顺时针匀速转动，角速度为 ω。某时刻转到线框平面和磁场平行。该时刻导线框内的感应电流方向为________（选“abcda”或者“adcba”）。若线框内有 n 匝线圈，该时刻线框内感应电动势 E = _________。
功率为 540 kW 的发电机，发出的电压有效值为 700 V，通过机组升压变压器将电压升到 10 kV，则需要的升压变压器原副线圈的匝数之比 n1∶n2 = _________。升压变压器线圈导线的粗细应当选择（ ）
A．原线圈比副线圈粗B．原线圈比副线圈细C．原线圈和副线圈一样粗细
u/V
311
O
0.02
t/s
0.04
− 311
从供电网接入小李家的正弦交流电压随时间变化图像如图所示，该交流电的频率 f = ______Hz，如用多用表交流电压档测量该交流电压，则测量值约为________V。
家庭电路（2023学年崇明二模四13、14、15、16）
随着电气化的发展，电在逐步改变着人们的生活方式。现代人生活已经离不开电。为了保障家庭用电的安全，我们需要掌握基本的用电知识，确保自己的生命和财12．A
13．（1） EQ \F(2ρLP2,SU2)
（2）在输送功率一定的情况下，输电线上能量损耗与输电电压的平方成反比。为了减少能量损耗，需要高压输电。
14．三，0.64
15．错误 1：使用了直流电源（不能用直流电源；要使用交流电）。
理由：直流电产生的磁场不变，不能产生电磁感应，得不到涡流。
错误 2：盛水使用了玻璃杯（不能用玻璃杯；用金属杯）。
理由：玻璃是绝缘体，不能产生涡流。
2023学年崇明二模4
产安全。
请完成下列问题（17 分）
接入小敏家的电源为 50 Hz，220 V 的交流电，其中 220 V 是指交流电压的（ ）
A．有效值B．瞬时值C．最大值
发
电
站
A
用
户
B
U
L
如图，从发电站到小敏家附近的变电站需要经过一段远距离输送过程。已知发电站输出功率为 P，输出电压为 U，A 到 B 间有两根长度为 L 的输电线，其电阻率为 ρ，横截面积为 S。
（1）在输电过程中输电线上损耗的功率 P损 =__________；
（2）（简答题）简要说明，为什么远距离输电需要采用高压输电？
______________________________________________________________________。
空调的能效比是指额定制热（冷）功率与额定输入功率之比，一般都大于 1，所以冬天用空调制热要比直接用电热器制热更节能．小敏家最近购买了一台 1.5 匹的空调，其制热时输出功率为 P出 = 3200 W，其能效比为 n = 2.5。空调工作时应选如图中______孔插座（选填“二”或“三”），如果连续正常制热 0.5 小时消耗的电能为______kW·h。
E
铁芯
小敏学习了电磁学知识以后，在家里制作了一个简单的电磁灶．如图所示，让线圈接上一个电源，在线圈上端放置一盛有冷水的玻璃杯，闭合开关一段时间，发现没有加热效果．请指出小敏同学这个实验装置中的两个主要错误，并说明原因：
错误 1：___________，理由：_________________________________；
错误 2：___________，理由：_________________________________。
锂电池（2023学年奉贤二模四1、3）
锂电池具有能量密度高、充电速度快等优势，已被广泛地用于智能手机、智能机器人、电动自行车、电动汽车等16．D
17．高压充电时，充电功率大，可以实现快速充电，节约时间；
高压充电，可降低充电过程中的能量损失比例，提高能量转换效率，降低充电成本。
2023学年奉贤二模4
领域。
（3分）如图甲，在电动汽车的充电桩中，变压器的原、副线圈匝数之比 n1∶n2 = 1∶2。当原线圈接上图乙中的正弦交流电后，副线圈中的电流为 100 A。忽略原、副线圈和输电线的能量损耗，下列说法正确的是（ ）
A．该充电桩的输出电压为 380 VB．该充电桩工作时原线圈可以通入直流电
C．副线圈的瞬时电压峰值为 380 EQ \R(2) VD．原线圈的输入功率为 76 kW
n1
n2
U1
U2
甲
380 EQ \R(2)
t/s
u/V
− 380 EQ \R(2)
0.02
0.04
乙
（4分）（简答）现在正大力发展 800 V 乃至更高电压的电动车充电技术，其充电功率可高达 350 kW，是普通家用充电功率的几十倍，请你描述高压充电的优势？（至少说出两点）
无线充电宝（2023学年虹口一模五1、2、3、5）
无线充电宝是一种无线移动电源，在发送端（充电宝）和接收端（手机）各有一个线圈。工作时，发送端的线圈中通有高频变化的电流，两者彼此靠近时，就可以将充电宝中的电能传送到被充电的手机18．D
19．C
20．BC
21．1.25×105，0.2 EQ \R(2) 或 0.283
2023学年虹口一模5
里。
无线充电宝实现能量的转移，在工作原理上与之最接近的电器是（ ）
A．电热水壶B．电冰箱
C．电风扇D．变压器
如图，送电线圈、受电线圈分别安装在充电宝和手机内。在给手机无线充电的过程中（ ）
A．送电线圈周围产生稳恒不变的磁场
B．送电线圈与受电线圈中的电流始终反向
C．两个线圈是通过互感现象实现能量传递的
D．送电线圈中通入恒定电流时也能给手机充电
（多选）某同学利用同一充电宝的无线充电与有线充电功能分别给同款手机充电。手机两次电量均从 1%充到 93%，充电电压视为恒定，记录的充电量与充电时间如右图所示。由图线可知（ ）
A．无线充电的平均电流较大
B．有线充电的平均电流较大
C．无线充电与有线充电平均功率的比值约为 3∶5
D．无线充电与有线充电平均功率的比值约为 9∶25
已知受电线圈的匝数是送电线圈匝数的 2 倍，送电线圈中通以图示的交流电，不计能量损失。则受电线圈中产生的电流的频率为________Hz，产生的电流的有效值为_______A。
发电机（2023学年虹口二模六1、3）
从发电厂、变电站引出的输电线，将电能输送到乡村、工厂和千家万户，为我们的美好生活做出了巨大贡献，而发电机则是功不可22．（1）B
（2）0.5，177.6（答 40π EQ \R(2) 同样给分）
23．（1）1200，36
（2）1∶250
2023学年虹口二模6
没。
图示为交流发电的装置简图，边长为 L、匝数为 N 的正方形线框 abcd，在匀强磁场中以恒定的角速度 ω 绕OO′ 轴沿图示方向转动。
（1）从图示位置开始计时，e、f 两点间电势差 Uef 随时间 t 的变化关系图像为（ ）
（2）已知线框边长 L = 0.1 m，匝数 N = 200，线框总电阻 r = 4 Ω，负载电阻 R = 16 Ω。穿过线框的磁通量按图示规律变化，则磁感应强度 B = ______T；输出电压 UR = _______V。
某大型燃煤发电机组输出的是正弦交流电，各种功率分配如下图所示。远距离输电过程中的损耗均为输电线热损耗，变压器视为理想变压器，1 MW = 106 W。
（1）涡轮机损耗的功率 P损 = ______MW，整个系统的效率 η = _______%。
（2）若远距离输电线的总电阻 r线 = 25 Ω，发电机的输出电压 U = 2000 V，则升压变压器的匝数比为________________。
用电磁发射卫星（2023学年黄浦一模三1）
上海宇航系统工程研究所公开了一种在临近空间用电磁发射卫星的发明专利。飞艇在离地面高度 20 ~ 100 km 范围内的临近空间稳定飞行。飞艇单次携带批量的微小型卫星，利用太阳能结合布置于飞艇下方的长直电磁发射装置，将卫星发射至低地球24．C
2023学年黄浦一模3
轨道。
(a)
柔性太阳电池阵
飞行控制舵面
螺旋桨发动机
能源存储
控制系统
电磁发射轨道
卫星
100 km
临近空间
20 km
地面
低地球轨道
地面站
(b)
飞艇
电磁发射装置
低地球轨道卫星常被用于通信应用，下列说法中不正确的是（ ）
A．无线电波可由电磁振荡产生
B．由电容器和电感器组成的 LC 回路能产生电磁振荡
C．为了有效地发射电磁波，可降低开放电路的振荡频率
D．卫星通信是利用卫星作为无线电波传播的中继站，补充能量后再发往下一站
新能源汽车（2023学年黄浦二模一9）
我国新能源汽车产销量占全球比重超过 60%、连续 9 年位居世界第一位。我国已逐步形成新能源汽车与充电基础设施相互促进的良性25．
2023学年黄浦二模1
循环。
S
C
E
2
1
a
b
c
d
（配对）新能源汽车的能量回收系统，其工作原理为司机踩下驱动踏板时电池带动电机旋转，踩下刹车时电机反转回收能量。某小组模仿该能量回收系统设计了如图所示的模型：右侧装置为直流电机，导线框 abcd 的延长段可在两金属半圆内侧自由转动，且接触良好。请将下列相邻的方框根据物理知识用直线连接起来：
踩下驱动踏板
踩下刹车
S 接通 1
S 接通 2
导线框相当发电机
导线框相当电动机
对电容器充电
动力电池（2023学年黄浦二模二2）
新能源汽车的电池组安装在车辆底盘上为汽车提供动力来源，几百节锂电池通过串联和并联连接成电池组后，电压一般为 380 ~ 26．（1）200 EQ \R(2) sin100πt（2分）（2）31.8（2分）
（3）5.65 或 5.66 或 5.67（2分）（4）7.06 或 7.07 或 7.08（2分）
2023学年黄浦二模2
560 V。
用正弦交流充电桩为动力电池充电的供电电路如图所示。配电设施的输出电压为 U1 = 250 V，变压器均视为理想变压器，升压变压器原、副线圈的匝数比 n1∶n2 = 1∶8。充电桩“慢充”时的额定功率为 7 kW，额定电压为 U4 = 220 V，频率为 50 Hz。
U3
U2
U1
U4
配电设备
充电桩
n2
n1
n3
n4
I4
r
升压变压器
降压变压器
动力电池
（1）t = 0 时刻，充电桩的电压 U4 = 0，则交流电压 U4 随时间 t 变化的方程为 U4 = ___________V。
（2）“慢充”时，充电桩电流 I4 的有效值为___________A。（保留 3 位有效数字）
（3）降压变压器原、副线圈的匝数比 n3∶n4 = 9∶1，输电线的总电阻 r 为___________Ω。（保留 3 位有效数字）
（4）配电设施的输出功率为_________kW。（保留 3 位有效数字）
手机的充电（2023学年金山一模五1、2、3、4）
甲
乙
接交流电
调整电压变
直流后接电池
h
有线和无线两种充电方式均可以给手机电池充电。有线充电需要充电器将民用“220 V、50 Hz”的正弦交流电转为低压交流电，再变为低压直流电给手机充电。无线充电原理可建模为两个线圈，如图所示：一个通有交流电的线圈甲，正上方 h 处有一个 n 匝的线圈乙连接手机电池27．B
28．C
29．顺时针，B
30．h ≤ EQ \f(1,k) − \f(E0T,4nkФ0)
2023学年金山一模5
。
有线充电的充电器内含变压器，原副线圈匝数之比为 44∶1。则降压后得到交流电的（ ）
A．最大值为 5 V，频率为 50 HzB．有效值为 5 V，频率为 50 Hz
C．最大值为 5 V，频率为 1.14 HzD．有效值为 5 V，频率为 1.14 Hz
插座
手机
A
如图所示，某个手机充电时打入电话，手机开始振动，其频率 f1。离手机一段距离的充电线 A 位置也在振动，其频率 f2。f1 和 f2的大小关系以及你判断的依据最合理的是（ ）
A．f1 = f2，简谐振动的规律B．f1 > f2，简谐振动的规律
C．f1 = f2，机械波的传播规律D．f1 > f2，机械波的传播规律
I甲
t
T
O
当线圈甲中通过如图所示、周期为 T 的正弦交流电（自上而下看，取顺时针方向为正），将线圈乙视为纯电阻闭合线圈。则 T/4 ~ 3T/4 时间内，自上而下看，线圈乙中的感应电流方向为________。在 5T/8 时刻，甲乙两线圈相互________（选涂：A．吸引B．排斥）。
T
T/4
T/2
3T/4
O
Ф甲
Ф0
− Ф0
t
（计算）线圈甲通过“三角”交流电，产生的磁场穿过线圈甲和乙。甲的单匝线圈内磁通量 Ф甲 满足如图所示的变化规律，乙的单匝线圈内磁通量与高度 h 有关，近似满足 Ф乙 = Ф甲（1 − kh）。若无线充电要求线圈乙中感应电动势大小不低于 E0，则充电时两线圈间距 h 不能超过多少？（结果用 E0、Ф0、T、n、k 表示）
电与磁（2023学年静安一模五1、2）
人类对电现象、磁现象的研究由来已久，电能生磁，磁也能生31．B；C
32．25；10
2023学年静安一模5
电。
图（a）是扬声器的内部结构示意图，线圈两端加有与声音频率相同的电压。图（b）是动圈式话筒构造示意图，当有人在话筒前说话时，声音使膜片振动带动磁场内的线圈发生相应的振动。扬声器和动圈式话筒工作时分别利用了________和________（均选涂：A．“电流的磁效应”B．“磁场对通电导体的作用”C．“电磁感应”）。
15
− 15
e/V
t /×10−2 s
O
1
2
甲
B
乙
3
4
5
6
如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的感应电动势随时间变化的图像分别如图乙中的曲线a、b 所示。曲线 a 表示的电动势的频率为________Hz，曲线 b 表示的电动势的最大值为________V。
发电及电能输送（2023学年静安二模五1、2）
根据电磁感应现象发明的发电机，变压器、远距离输电、电能储存等使得人类大规模用电成为33．（1）A（2）B（3）100； EQ \F(\R(2),100π)
34．4I，U/4
2023学年静安二模5
可能。
甲
N
S
乙
N
a
b
S
如图所示，位于磁场中的甲、乙两个矩形金属线框可绕各自的轴转动，两根导线将两个线框按如图方式连接，现用外力使甲线框顺时针方向匀速转动。
（1）某时刻甲、乙线框恰处于如图所示位置，若此时乙线框的 ab 边受到的安培力为 F，则（ ）
A．乙相当于电动机，F 向下B．乙相当于发电机，F 向下
C．乙相当于电动机，F 向上D．乙相当于发电机，F 向上
u
O
Um
− Um
EQ \F(T,2)
T
t
（2）如图所示，虚线是甲线框转动产生的正弦交流电图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期 T 和最大值 Um 相同，则实线所对应的交流电的有效值 U 满足（ ）
A．U = EQ \F(\R(2),2) UmB．U < EQ \F(\R(2),2) UmC．U > EQ \F(\R(2),2) Um
甲
N
S
V
R
n1
n2
（3）如图所示，若甲线框的匝数为 100 匝，所处的磁场可视为匀强磁场，甲线框以 50 转/秒的转速在磁场中旋转，其产生的交流电通过一匝数比为 n1∶n2 = 10∶1 的理想变压器给电阻 R 供电，若电压表的示数为 10 V，则变压器原线圈两端电压的有效值为__________V，穿过甲线框平面的最大磁通量为_________ QUOTE Wb。
发生冰冻灾害时，可利用电流的热效应清除高压输电线上的冰层。在正常供电时，高压线上输电电压为U，输电电流为 I，热损耗功率为 P；除冰时，输电线上的热损耗功率需变为 16P，若认为除冰时输电功率和输电线电阻不变，则此时输电电流为___________，输电电压为___________。
电磁炉（2023学年闵行一模七1、2、3、4）
电磁炉的原理是利用感应电动势在锅底内产生涡流，致使锅体本身快速发热，从而加热锅内食35．A
36．B
37．A
38．（1）12 V
（2）v = 34sin πt (m/s)
（3）W = 48 J
2023学年闵行一模7
物。
适合做电磁炉锅具的材料是（ ）
A．铁B．陶瓷C．玻璃
电磁炉的在工作时会产生电磁波。下列关于电磁波的表述正确的有（ ）
A．法拉第预言了电磁波的存在
B．伦琴发现了 X 射线
C．医院里用红外线热效应来杀菌
铁芯
多匝线圈
交流电源
某个同学制作了一个简易装置来研究电磁炉工作原理。如图所示，将一根电线缠绕在铁芯外部，接通交流电源，过了一会儿，放置在铁芯上方的多匝线圈开始发热。下述可以增大线圈热功率的办法是（ ）
A．增大交流电源的频率
B．减小上方线圈的匝数以减小电阻
C．将交流电源换成电动势更大的直流电源
（简答）间距 L = 0.5 m 光滑平行金属导轨，水平放置在竖直方向的磁感应强度 B = 1 T 的匀强磁场中，一端接阻值为 R = 5 Ω 的电阻。一电阻为 r = 1 Ω、质量为 m，长也为 L 的导体棒垂直放置在导轨上，在外力作用下可以让导体棒在匀强磁场中做简谐运动产生类似电磁炉所用的正弦交流电。导体棒从 t = 0 时刻开始运动，其感应电动势 e 与时间 t 的关系是如图所示的正弦函数。不计导轨电阻。求：
B
R
0.5
1.0
1.5
2.0
16.97
−16.97
O
t/s
e/V
（1）这一感应电动势的有效值；
（2）写出导体棒速度大小随时间变化的关系式；
（3）算出 0 ~ 2 s 内外力所做的功。
电磁发射（2023学年闵行二模五2）
2023 年 9 月 7 日，中国航天科工三院完成了商业航天电磁发射高温超导电动悬浮航行试验，创造了国内高温超导电动悬浮最高航39．（1）A（2）B（3） EQ \F(\R(2) n2,n1) I0
2023学年闵行二模5
行速度记录！
a
b
c
d
O′
O
S
N
图（b）
如图（a），实际情况中常使用低压交流电源和升压变压器给电磁炮供电。图（b）为交流电源的原理示意图，其结构为一个匝数为 N 的线圈 abcd 在匀强磁场中绕 OO' 轴以恒定角速度 ω 转动。
I
导轨
I
炮弹
n2
n1
交流
电源
图（a）
（1）关于图（b）中的线圈，以下说法中错误的是（ ）
A．线圈 abcd 此时恰垂直于中性面
B．线圈 abcd 垂直于中性面时磁通量的变化率最大
C．线圈 abcd 产生交流电的周期为 EQ \F(2π,ω)
I
O
Im
− Im
T
t
图（c）
（2）若通过导轨的电流正方向如图（a），电流强度随时间变化如图（c）所示。炮弹所受安培力 F（水平向右为正方向），随时间变化情况为（ ）
F
O
Fm
− Fm
T
t
A
F
O
Fm
− Fm
T
t
C
F
O
Fm
T
t
B
（3）理想变压器的原线圈和副线圈的匝数分别为 n1 和 n2，那么为了通过金属炮弹电流强度有效值达到 I0，交流电源的电流最大值需要调节到________。（忽略回路自感效应）
变化的电流（2023学年浦东一模二8、9）
当今人类生存的环境是一个“电的世界”，我们的生活离不开电。电流既有稳恒电流，又有变化的电40．（1）最大（2）BCD
41．（1）50，220（2）D
2023学年浦东一模2
流。
交流电的产生
（1）（2分）交流发电机原理示意图如图所示。当线框转至和中性面重合时，穿过线框的磁通量__________（选填“最大”或“最小”）
（2）（4分）（多选）下图中属于交流电的是（ ）
家庭电路所用的是如图所示的正弦交流电。
（1）（4分）该交流电的频率为__________Hz；电压有效值为__________V。
（2）（3分）在研究交流电的功率时，通常用有效值表示交流电产生的效果。有效值的引入体现了（ ）
（A）控制变量的思想（B）极限的思想
（C）微小量放大的思想（D）等效替代的思想
电动牙刷（2023学年浦东一模三10、11、12）
现在越来越多的人开始使用电动牙刷。某同学拆解了一支电动牙刷，发现它内部的主要部件除了电路板之外，还有电动机、（直流）充电电池、线圈等，如图所示。该电动牙刷使用了无线充电技术，充电座中的线圈接入交流电，牙刷内的线圈两端获得一定的电压，再通过控制电路对牙刷内的直流电池充42．逆时针，55∶1
43．1.15，85
44．（1）0.68（2）D
2023学年浦东一模3
电。
（4分）某段时间内充电底座线圈有如图所示方向正在增大的电流，从俯视的角度看，在牙刷内置线圈会产生__________（选填“顺时针”或“逆时针”）方向的感应电流。用多用电表测得充电时内置线圈两端的电压为 4 V，已知底座线圈接 220 V 交流电，两线圈可视为理想变压器，则充电底座线圈与内置线圈的匝数之比为__________。
（4分）牙刷工作时，驱动电动机转动。电动机的额定电压为 3 V，额定电流为 450 mA，内阻为 1 Ω，则电动机正常工作时输出的机械功率为__________W（保留三位有效数字），工作效率为__________%。
（1）（2分）牙刷电动机正常工作时频率为 30 000 r/min，声速为 340 m/s。则电动机振动产生的声波波长为__________m。
（2）（3分）当该同学启动牙刷并甩来甩去时，能听到牙刷振动发出声音的音调忽高忽低，这是因为声波的（ ）
（A）共振（B）干涉（C）反射（D）多普勒效应
风的利用（2023学年普陀二模四14）
风是由空气流动引起的一种自然现象。从放飞风筝、风帆助航，到风力发电……都是人类对风的45．（1） EQ \F(2πL,T) ；1∶2（2）28600；70
2023学年普陀二模四
有效利用。
图 a
图 b
rA
rB
风电机组利用风能带动风轮机叶片旋转，再通过升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动发电，为人们提供清洁能源。
（1）某款风电机组通过三片长度为 L 的叶片获取风能，如图a所示。叶片匀速转动一周的时间为 T，叶轮尖端的线速度的大小为______。升速齿轮箱某组齿轮如图 b 所示，A、B 为齿轮上两点，已知 rA = 2rB。A、B 点的向心加速度大小之比 aA∶aB = ______。
r
U1
I1
I2
I4
U4
发电机
用户
n3 > n4
U3
U2
n1 < n2
I3
r
（2）风力发电的输电原理如图所示（变压器均为理想变压器）。若输电线的总电阻为 28 Ω，降压变压器的匝数比 n3∶n4 = 130∶1，副线圈的输出电压 U4 = 220 V、输出功率为 1 430 kW，那么降压变压器输入电压 U3 = ______V，输电线的焦耳热功率 P热 = ______kW。
电磁感应现象（2023学年青浦一模二1、2、3）
法拉第作出了关于电力场的关键性突破，发现了电磁感应现象，永远改变46．B
47．10，0.1，10
48．
2023学年青浦一模2
了人类文明。
（3分）在下列一些常用家用电器的使用过程中，应用电磁感应原理的是（ ）
A
电暖吹风
电磁炉
电热毯
电烤炉
B
C
D
（6分）如图为一理想变压器，原副线圈匝数比为 n1∶n₂ = 10∶1，副线圈所接负载电阻为 10 Ω，原线圈接有效值为 100 V 的正弦交流电，则副线圈两端电压的有效值 U2 =_______V，原线圈中电流的有效值 I1 =_________A，负载电阻消耗的电功率 P2 =_______W。
S1
S2
L
A
B
L
（4分）小李同学用图中两个电路研究通电自感和断电自感现象。图中 L 是一带铁芯的线圈，直流电阻忽略不计，A、B 是额定电压为 1.5 V 的灯泡，直流电源为一节新的干电池。请将左侧栏对电键的实验操作与右侧栏可能观察到的小灯泡的现象用直线连接起来：
①慢慢变亮，然后亮度不变
②立即变亮，然后亮度不变
③立即变亮，然后慢慢熄灭
④稍微变暗，然后亮度不变
⑤立即熄灭
⑥闪亮一下，然后熄灭
甲：电键 S1 由断开到闭合
乙：电键 S1 由闭合到断开
丙：电键 S2 由断开到闭合
丁：电键 S2 由闭合到断开
对电键的操作：
实验过程中可能会观察到灯泡的现象：
新能源汽车（2023学年青浦一模六2、3、4）
随着科技的不断发展和环境保护意识的崛起，中国的新能源汽车市场正迅速壮大。相比传统燃油车发动机的效率约 10% ~ 40%（随着发动机的工作状态变化），新能源车中纯电动汽车的电机效率高达约 90%（行驶过程中几乎不变）。
汽车在平坦道路上保持匀速行驶受到来自地面的滚动阻力和来自空气的空气阻力。滚动阻力的大小与汽车重量成正比 Ff = crmg，其中 cr 为滚阻系数。空气阻力的大小与汽车和速度的平方成正比 f = kv2，其中 k 为常量，和空气密度，汽车的迎风面积等49．B
50．b 流向 a，交流电
51．667 km，汽车的行驶里程 x = vt = v EQ \F(W,P) = W EQ \F(v,P) = EQ \F(W,k) ，其中 k 为速度为 v 时图像上对应的点和原点连线的斜率。随着 v 的增大，k 增大，故当 W 一定时，x = EQ \F(W,k) 减小，即随着速度的增加，电车续航将减小。
2023学年青浦一模6
有关。
（3分）一辆汽车的驱动电机（或发动机）的效率为 η，在平直道路上匀速行驶的速度为 v，不考虑其他能量损失，则该汽车的能耗总功率为（ ）
A．P = η(kv3 + crmgv)B．P = EQ \F(1,η) (kv3 + crmgv)
C．P = η(kv2 + crmgv)D．P = EQ \F(1,η) (kv2 + crmgv)
（4分）电动汽车中驱动电机常用的是异步感应电机和永磁同步电机，如图 a 是永磁同步电机示意图，其中转子为永磁体，定子上绕有线圈。为使转子如图所示顺时针转动，定子 A 线圈中此时的电流方向为_________。（选填“a 流向 b”，或“b 流向 a”）；该电机正常工作，转子持续顺时针转动，线圈 ABC 中应该通_______。（选填“直流电”或“交流电”）
图 a
P / kW
v / km·h−1
O
图 b
6.75
60
（6分）某电动汽车的能耗总功率 P 和速度 v 的关系如图 b 所示，该汽车电池容量 W 为 75 kWh，则该汽车以 60 km/h 的速度行驶时，能够行驶的里程 x 为________km；通常纯电动汽车驾驶员有这样一个经验：“一上高速，续航减半”。即纯电动汽车的行驶里程 x 随着匀速行驶速度 v 的增大而减小，试利用图像解释这一现象：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
能源（2023学年青浦二模二4）
能源，是指能够提供能量的资源。这里的能量通常指热能、电能、光能、52．增大
2023学年青浦二模2
机械能、化学能等。
高压动力电池
驱动系统
（3分）今年我国新能源纯电车“800 V高压平台”车型开始逐渐普及。相比原“400 V”车型，不但补能时间大大缩短，同时降低了整车的能耗，缓解了车主续航的焦虑。如图是新能源汽车驱动电路简单示意图，高压动力电池总功率为 P，内阻不计，电池两端电压为 U，整个回路的电阻为 r。试用所学知识阐述当高压动力电池总功率 P 不变时，随着动力电池两端电压 U 的提升，驱动系统上功率的变化情况：____________________________。
磁流体发电（2023学年青浦二模六1）
磁流体发电是一种新型的高效发电方式，当等离子体横切穿过磁场时，能产生电，在等离子体流经的通道上安装电极并和外部负载连53．发电机，电动机
2023学年青浦二模6
接时，则可发电。
（4分）发电机和电动机中，_____________是将机械能转化为电能的装置，_____________是将电能转化为机械能的装置（两空均选填“发电机”或“电动机”）。
电磁感应现象与应用（2023学年松江二模四2、3、4）
1831 年法拉第发现了电磁感应现象，麦克斯韦建立54．A
55．0.3，750
56．（1）B，BL2ω
（2）e = BL2ωcsωt
（3）P = EQ \F(B2L4ω2,2Rk2)
2023学年松江二模4
了电磁场理论。
如图，新能源汽车由地面供电装置（发射线圈，连接家用电源）将电能传送至轿车底部的感应装置（接收线圈，连接充电电池），对车载电池进行充电。则（ ）
车身底部感应装置
地面供电装置
A．增大发射线圈与接收线圈的间距，接收线圈中感应电流的频率不变
B．发射线圈和接收线圈的磁通量变化率相等
C．为了保护接收线圈不受损坏，可在接收线圈下再加装一个金属护板
D．增大发射线圈与接收线圈的间距，发射线圈与接收线圈两端电压之比不变
某储能装置是一个电容为 60 μF 的电容器。现用 5000 V 高压对电容器进行充电，电容器充电后储存的电量为_____C；储存的能量为_____J。
O
Oʹ
ω
R
B
如图发电机模型，一边长为 L 的单匝正方形线圈，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中以角速度 ω 绕 OOʹ 轴匀速转动。通过理想变压器与负载电阻为 R 相连，不计其它电阻，变压器左右线圈匝数之比为 k，则：
（1）当线圈平面与磁场_____（选涂：A．垂直B．平行）时，线圈中的电动势最大，最大值为_____；
（2）从图示位置开始计时，线圈中的电动势 e 随时间变化的关系式为______；
（3）（计算）线圈转动过程中电阻 R 的功率。
电容与电感线圈（2023学年徐汇一模三1、2）
电容器和电感线圈均是重要的电学元件，电容器由两个彼此绝缘又相距很近的导体构成，电感线圈一般由带铁芯的线圈构成，两者在电路中所起的作用各不相57．（1）减小，2，电容器存储的电能转化为其他形式的能
（2）
58．（1）R2，R1
（2）A
2023学年徐汇一模3
同。
2
1
S
A
V
C
R
E
用如图所示电路给电容器充、放电。开关 S 接通 1，稳定后改接 2，稳定后又改接 1，如此往复。
（1）一小段时间内观察到通过电流表的电流方向始终向左，则可推得该段时间内：（在表格内各空格处填上合理答案）
U
t
O
I
t
O
t1
t1
（2）（作图）从 t = 0 开始，开关接 1，得到电流表示数随时间变化的 I – t 图像和电压表示数随时间变化的 U – t 图像。t1 时刻，把开关改接 2，请在 I – t 图像和 U – t 图像中画出改接 2 后图像的大致形状。
L
A1
A2
R2
R1
E
S
M
N
如图所示电路中，A1 和 A2 是两个规格均为“3 V 6 W”的灯泡。
（1）闭合开关 S 后，要使灯泡 A1 和 A2 亮度相同，可先调节变阻器______；再调节变阻器_______，使两个灯泡都正常发光。
（2）某时刻断开开关 S，以由点 M 流向点 N 为电流正方向，则流过 A1 的电流 i1、流过 A2 的电流 i2 随时间 t 变化的图像是（ ）
i /A
t
O
A
2
− 2
i1
i2
i /A
t
O
B
2
− 2
i1
i2
i /A
t
O
C
2
− 2
i1
i2
i /A
t
O
D
2
− 2
i1
i2
霍尔元件与磁传感器（2023学年徐汇一模五1、2、3、4）
根据霍尔效应用半导体材料制成的元件叫霍尔元件，它可将许多非电、非磁的物理量转变成电学量来进行检测和控制，在自动化生产等技术领域具有广泛59．D
60．A
61．垂直 PQRS 方向的磁感强度；
相邻两次电势差最大值之间的时间间隔 T、车轮半径 R，v = EQ \F(2πR,T)
62． EQ \R(\b\bc(\F(v2,L)) \s\up7(2) + \b\bc(\F(v2,R)) \s\up7(2))
2023学年徐汇一模5
应用。
匀强磁场
R
Q
P
S
电子移动方向
某型号霍尔元件的主要部分由一块边长为 L、厚度为 d 的正方形半导体薄片构成，电子的移动方向从 SR 边进入薄片朝 PQ 边运动。当突然垂直 PQRS 面施加一磁感强度为 B 方向如图所示的匀强磁场时，电子将（ ）
A．在安培力作用下向 PS 侧积聚
B．在洛伦兹力作用下向 PS 侧积聚
C．在安培力作用下向 QR 侧积聚
D．在洛伦兹力作用下向 QR 侧积聚
已知在电子积聚一侧的对侧会同时积累等量的正电荷，稳定后在薄片中形成场强为 E 的匀强电场，该电场中 PS 与 QR 边之间的电势差大小为（ ）
A．ELB．E/LC．EdD．E/d
强磁铁
磁传感器
利用该元件构成的磁传感器可将_______变化转化为 PS 与 QR 边之间的电势差变化，并加以测量。如图所示，将这种磁传感器固定在自行车的车架上，并在车轮辐条上固定强磁铁，当车轮转动时，磁铁每次经过传感器都会在元件两侧产生一次电势差变化，只要测出哪些物理量，即可测得自行车的平均速率大小？请写出需要测量的物理量：_______、_______，自行车的平均速率测量公式为：_________。
若车轮半径为 R 的自行车在绕半径为 L 的圆周匀速骑行，测得车速大小为 v。某时刻车轮上 P 点恰与地面接触且不打滑，不考虑转弯时的车轮倾斜，则以地面为参照物，P 点的加速度大小为___________。
加热物体（2023学年徐汇二模四1、2、3）
电热器、微波炉、电磁炉都可用来加热物体63．（1）B，A
（2）11∶3
（3）R = 8.0 Ω，IQ ≈ 1.8 A
64．（1）I = I0sin EQ \b\bc(\F(2π,T) t)
（2）PA∶PB = 5∶4
65．水分子，涡流，热传递
2023学年徐汇二模4
，但原理各不相同。
220 V 交流电
n1
d
P
c
b
a
n2
电
热
丝
小风扇
如图所示为某科创小组设计的电吹风电路图，a、b、c、d 为四个固定触点。可动的扇形金属触片 P 可同时接触两个触点。触片 P 处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。n1 和 n2 分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如表格所示。
（1）吹冷风时触片 P 与_______两点相接触，吹热风时触片 P 与_______接触。
A．abB．bcC．cd
（2）变压器原、副线圈的匝数比 n1∶n2 为_______。
（3）（计算）求小风扇的内阻 R 及吹热风时通过电热丝的电流 IQ（保留 2 位有效数字）。
I/A
t/s
I0
T/2
T
− I0/2
I/A
t/s
T/2
T
I0
− I0
（a）
（b）
O
O
一个可视为定值纯电阻的电热器，分别通以如图（a）所示的方波交变电流和如图（b）所示的正弦交变电流。
（1）图（b）所示电流随时间变化的方程为________。
（2）（计算）电热器两次通电的电功率之比 PA∶PB。
微波加热的原理是由于食物中含有一定的__________，在微波电场的作用下会剧烈振荡，从而使食物温度升高。电磁炉加热的原理是电磁炉内的磁感线穿过铁锅后在铁锅锅底处产生_________，电能转化为内能，进而通过________使食物温度升高。
电磁波（2023学年杨浦二模四1、2、3）
S
1
2
L
电流传感器
我们生活在浩瀚的电磁波的海洋里，光也是一种电磁波。如图所示为能产生无线电波的振荡电路。振荡电路的频率 f = EQ \F(1,2π\R(LC)) ，其中 L 为电感（单位：H），C 为电容（66．A
67．（1）B（2）D
68．2
2023学年杨浦二模4
单位：F）。
下列用国际单位制的基本单位表示的关系式中正确的是（ ）
A．1 H = 1 kg·m2/(A2·s2)B．1 H = 1 V·s/A
C．1 F = 1 A2·s2/(kg·m2)D．1 F = 1 A·s/V
（1）将图中 4 幅图排序，下列排序能正确反映一个完整的振荡周期的是（ ）
= 1 \* GB3 ①
= 2 \* GB3 ②
= 3 \* GB3 ③
= 4 \* GB3 ④
A． = 4 \* GB3 ④ = 1 \* GB3 ① = 2 \* GB3 ② = 3 \* GB3 ③B． = 2 \* GB3 ② = 3 \* GB3 ③ = 1 \* GB3 ① = 4 \* GB3 ④C． = 1 \* GB3 ① = 3 \* GB3 ③ = 4 \* GB3 ④ = 2 \* GB3 ②D． = 3 \* GB3 ③ = 2 \* GB3 ② = 4 \* GB3 ④ = 1 \* GB3 ①
（2）若电流传感器在某段时间内记录的电流随时间变化图像如图所示。由图线可知（ ）
t
i
O
t1
t2
t3
t4
A．在 t2 时刻振荡电路中的磁场能最大
B．在 t3 时刻振荡电路中的电场能最大
C．t1 ~ t2 时间内电容器极板上的电荷量不断减小
D．t3 ~ t4 时间内电感器的自感作用使回路中电流继续保持原方向
发射器
接收器
转动方向
如图所示，发射器和接收器置于同一直线上，发射器发出一束偏振光，在接收器的前端加装一偏振片，若接收器按图示方向沿轴线转动一周，能观察到______次光线变暗过程。
交变电流（2023学年长宁二模四1、2、3、4）
交变电流在工农业生产和日常生活中有着广泛的应用。大型电站发电机组产生的交变电流通过输电线向城市和农村源源不断地输送着强大的69．热，等效替代
70．（1）逆（2）2（3）C
71．F
72．k > 100，6.7×10−3
2023学年长宁二模4
电能。
交流电的有效值是根据电流的_______效应来规定的，体现了物理学中常用的_______的思想方法。
如图（甲）所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴线逆时针匀速转动，线圈通过滑环电刷外接一只电阻为 100 Ω 的灯泡。
甲
u/V
乙
0.02
20
− 20
O
t/s
N
S
（1）线圈在如图（甲）所示的位置，俯视看线圈，线圈中的电流方向为________时针。
（2）灯泡上的电压随时间变化图像如图（乙）所示，则灯泡消耗的电功率为_______W。
（3）根据如图（乙）所示的图像，可知：
A．灯泡每秒内电流方向改变 50 次
B．t = 0.01 s 时穿过线圈的磁通量为零
C．t = 0.01 s 时穿过线圈的磁通量的变化率为零
远距离输电时通常采用高压输电．在输送功率一定的情况下，当输电电压由 110 kV 改为 440 kV 时，输电线路上损耗的功率变为原来的（ ）
A．4B．8C．16D．1/4E．1/8F．1/16
家用燃气灶点火装置的电路如图（甲）所示，转换器将直流电压转换为如图（乙）所示的正弦交流电，并接到理想变压器的原线圈上．当两点火针间电压大于 5 000 V 时就会产生电火花进而点燃燃气。
点火针
T
V
E
S
甲
u/V
50
O
− 50
1
2
t/×10−2 s
转
换
器
乙
（1）要点燃燃气，变压器副线圈与原线圈的匝数之比 k 需满足条件：__________。
（2）当 k = 200 时，点火针每次放电的时间为_______s（结果保留两位有效数字）。
该时间段通过电流表的电流方向
电流表中的电流的变化情况
开关 S 当前正接通 1 还是 2
整个电路中的能量正在怎样转化
向左
热风时输入功率
460 W
冷风时输入功率
60 W
小风扇额定电压
60 V
正常工作时小风扇输出功率
52 W