2025年高考物理二轮总复习学案第1部分专题4第10讲（Word版附解析）

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A组·基础练
1.(多选)(2024·新课标全国卷)电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过90°时，线圈中( )
A．电流最小
B．电流最大
C．电流方向由P指向Q
D．电流方向由Q指向P
【答案】 BD
【解析】 如图开始线圈处于中性面位置，当磁极再转过90°时，此时穿过线圈的磁通量为0，故可知电流最大；在磁极转动的过程中，穿过线圈的磁通量在减小，根据楞次定律可知，此时感应电流方向由Q指向P。故选BD。
2.(2024·四川内江模拟)目前市面上流行一种手摇手机充电器。当人摇动手柄给手机充电时，其内部线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，如图所示。下列说法正确的是( )
A．当线圈转到图示位置时，电流方向将发生改变
B．当线圈转到图示位置时，穿过线圈的磁通量的变化率最大
C．若从图示位置开始计时，线圈中的电流瞬时值表达式为i＝Imsin ωt
D．图示位置在中性面，穿过线圈的磁通量为最大
【答案】 B
【解析】 图示位置为垂直于中性面的位置，此时穿过线圈的磁通量为0，穿过线圈的磁通量的变化率最大，电流方向应该在中性面的位置发生改变，在此时不发生改变，故A、D错误，B正确；若从图示位置开始计时，此时电流的瞬时值为最大值，线圈中的电流瞬时值表达式为i＝Imcs ωt，故C错误。故选B。
3.(2024·浙江6月选考)理想变压器的原线圈通过a或b与频率为f、电压为u的交流电源连接，副线圈接有三个支路、如图所示。当S接a时，三个灯泡均发光，若( )
A．电容C增大，L1灯泡变亮
B．频率f增大，L2灯泡变亮
C．RG上光照增强，L3灯泡变暗
D．S接到b时，三个灯泡均变暗
【答案】 A
【解析】 电容增大，对交流电的阻碍作用减小，则L1灯泡变亮，故A正确；频率f增大，则电感的阻碍作用增大，则L2灯泡变暗，故B错误；光敏电阻光照增强，阻值减小，由于各支路电压不变，则通过L3灯泡的电流增大，L3变亮，故C错误；S接到b时，根据变压比可知，副线圈电压增大，则三个灯泡均变亮，故D错误。
4.(2024·天津北辰模拟)如图所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动，穿过线圈的磁通量φ随时间t按正弦规律变化的图像如图所示，线圈转动周期为T，线圈产生的电动势的最大值为Em。则( )
A．在t＝eq \f(T,4)时，线圈中产生的瞬时电流最大
B．在t＝eq \f(T,2)时，线圈中的磁通量变化率最小
C．线圈中电动势的瞬时值e＝Emsineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2πt,T)))
D．将线圈转速增大2倍，线圈中感应电动势也增大2倍
【答案】 D
【解析】 在t＝eq \f(T,4)时，线圈中磁通量最大，磁通量的变化率最小，则产生的瞬时电流为零，故A错误；在t＝eq \f(T,2)时，线圈中的磁通量最小，则磁通量的变化率最大，故B错误；t＝0时刻磁通量为零，感应电动势最大，则线圈中电动势的瞬时值为e＝Emcseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2πt,T)))，故C错误；根据Em＝NBSω可知，将线圈转速增大2倍，角速度增大2倍，则线圈中感应电动势增大2倍，故D正确。
5.(2024·辽宁朝阳三模)在如图所示的电路中，电源电压不变，内阻为r，R为定值电阻，闭合开关S，电路正常工作，在滑片P向右移动的过程中，不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是( )
A．R两端的电压变大
B．电压表V2的示数变大
C．灯泡的亮度变亮
D．电压表V1的示数和电流表示数的比值变小
【答案】 B
【解析】 定值电阻R、滑动变阻器、灯泡、电源、电流表、开关串联，当滑片P向右移动的过程中，整个回路总电阻增大，电流减小，故灯泡亮度变暗，C错误；由U＝IR，可知电流减小，定值电阻R两端电压减小，A错误；电压表V2测量定值电阻、滑动变阻器两端总电压，由闭合电路欧姆定律U2＝E－I(RL＋r)，可知电流减小，电压表V2示数变大，B正确；电压表V1测量灯泡、滑动变阻器两端总电压，由R滑＋RL＝eq \f(U1,I)，R滑变大，故电压表V1的示数和电流表示数的比值变大，D错误。
6.(2024·北京卷)如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6 V,3 W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是( )
A．原线圈两端电压的有效值为24eq \r(2) V
B．副线圈中电流的有效值为0.5 A
C．原、副线圈匝数之比为1∶4
D．原线圈的输入功率为12 W
【答案】 B
【解析】 由题图知，原线圈电压最大值为Um＝24eq \r(2) V，则原线圈两端电压的有效值为U1＝eq \f(Um,\r(2))＝24 V，故A错误；灯泡正常发光，由P＝UI得，副线圈中电流有效值为I＝eq \f(PL,U2)＝eq \f(3 W,6 V)＝0.5 A，故B正确；由理想变压器电压与匝数关系可知eq \f(n1,n2)＝eq \f(U1,U2)＝4，故C错误；理想变压器没有能量损失，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，则原线圈的输入功率P1＝PL＝3 W，故D错误。
7.(2024·甘肃酒泉三模)如图所示是某一交变电流的i－t图像，曲线部分为正弦函数的一部分，则该交变电流的有效值为( )
A．2 A B．3 A
C．2eq \r(2) A D．2eq \r(3) A
【答案】 D
【解析】 根据电流的热效应可得I2RT＝Ieq \\al(2,1)R·eq \f(2,3)T＋Ieq \\al(2,2)R·eq \f(1,3)T，其中I1＝eq \f(4\r(2),\r(2)) A，I2＝2 A，解得该交变电流的有效值为I＝2eq \r(3) A，故选D。
8.(多选)(2024·全国甲卷)如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻R0和R1、开关S。S处于闭合状态，在原线圈电压U0不变的情况下，为提高R1的热功率，可以( )
A．保持T不动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动
B．将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片位置不变
C．将T向a端移动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动
D．将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片向e端滑动
【答案】 AC
【解析】 保持T不动，根据理想变压器的性质可知副线圈中电压不变，当滑动变阻器R的滑片向f端滑动时，R与R1串联后的总电阻减小，电流增大，根据P＝I2R1可知此时热功率增大，故A正确；将T向b端移动，副线圈匝数变小，故副线圈两端电压变小，滑动变阻器R的滑片位置不变时，通过R1的电流减小，故热功率减小，故B错误；将T向a端移动，副线圈匝数增加，故副线圈两端电压变大，滑动变阻器R的滑片向f端滑动，R与R1串联后的总电阻减小，电流增大，此时热功率增大，故C正确；将T向b端移动，副线圈匝数减少，故副线圈两端电压变小，滑动变阻器R的滑片向e端滑动，R与R1串联后的总电阻增大，电流减小，此时热功率减小，故D错误。故选AC。
9.(2024·陕西榆林模拟)如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出的交流电压u＝5sin 100πt(V)，经原、副线圈匝数分别为n1和n2的理想变压器升压至峰值大于10 kV，就会在打火针和金属板间引发电火花，实现点火。下列说法正确的是( )
A．用电压表测原线圈两端电压，示数为5 V
B．eq \f(n1,n2)