考向三 电磁振荡和电磁波-2025年高考物理专题复习课件

(共29张PPT)
专题十二 交变电流 电磁振荡和电磁波
考向三 电磁振荡和电磁波
2025年高考物理专题复习资料
考点切片
考点1 电磁振荡
1.（2025陕西西安一模）为了保证考试的公平，大型考试中广泛使用了金属探测器，图
甲就是一款常用的金属探测器，其内部的线圈与电容器构成 振荡电路，结构原理如
图乙所示，线圈靠近金属时，线圈的自感系数增大。若某时刻电路中的电流方向如图所
示，电容器 极板带正电，则下列说法正确的是( )
图甲
图乙
A.电路中的电流正在增大
B.电容器两极板的电压在减小
C.线圈中的自感电动势在增大
D.线圈靠近金属时， 振荡电路的周期减小
【解析】 题图所示时刻,电容器正在充电,电荷量在增大,电压增大,电流减
小,但电流减小得越来越快,根据 ,线圈中的自感电动势正在增大。
若探测仪靠近金属, 其自感系数 增大,（【点拨】相当于给线圈增加了铁芯。）根
据,可知 增大。
√
. .
2.（2024浙江金华三模）在图甲的 振荡演示电路中，开关先拨到位置“1”，电容器充
满电后，在时刻开关拨到位置“2”。若电流从传感器的“ ”极流入，电流显示为正，
图乙为振荡电流随时间变化的图线，则下面有关说法正确的是( )
图甲
图乙
图丙
A.在图乙中 点时刻电容器上极板带负电
B.在图乙中从到 点过程中电容器的电压先增加后减小
C.若电阻 减小，则电流变化如图丙中实线所示
D.若电阻 减小，则电流变化如图丙中虚线所示
【解析】 在题图乙中 点时刻电流为正且正在减小,可知电容器正在充电阶段,此时
上极板带负电,下极板带正电。
在题图乙中从到 点过程中电流先正向增加后正向减小,电容器先放电后充电,即
电容器的电压先减小后增加。
若电阻 减小,则电容器放电时最大电流变大,但是振动周期不变,则图丙中实线
和虚线描述的电流变化都不对。
√
考点2 电磁波
3.（2024广东惠州模拟）使用蓝牙耳机接听
手机来电，信号传输示意图如图所示，以下
说法正确的是( )
B
A.蓝牙通信的电磁波是可见光
B.在真空中，蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长短
C.两束蓝牙通信的电磁波在任何情况下都不会发生干涉
D.蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度小于光速
【解析】 蓝牙通信的电磁波是无线电波,不是可见光。
在真空中,蓝牙通信与手机通信的电磁波传播速度相等,但蓝牙通信的电磁波频率高
于手机通信的电磁波频率,所以蓝牙通信电磁波的波长比手机通信的电磁波波长短。
两束蓝牙通信的电磁波若振动方向相同,频率相同,相位差恒定,就会发生干涉。
蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度等于光速。
觉醒集训
1.（2024陕西安康高新中学模拟）北京时间2023年10月3日17时45分许，诺贝尔物理学
奖揭晓，皮埃尔·阿戈斯蒂尼、费伦茨·克劳斯和安妮·吕利耶因在阿秒光脉冲方面所做出
的贡献获奖。阿秒是十亿分之一秒的十亿分之一，电子绕氢原子核运行一周需要150阿
秒，微观世界的时间尺度如图所示。若将最短光脉冲视为光波的一个振动周期，则光脉
冲由飞秒量级到阿秒量级，下列说法正确的是( )
A
A.波长变短 B.波长变长 C.周期变长 D.光子能量不变
【解析】 光脉冲由飞秒量级到阿秒量级,由题图可知周期变短,频率变大,根据光子能量
表达式,可知光子能量变大；根据 ,可知波长变短,故选A。
2.（2023江苏泰州月考）在以下四种情景中，线圈中产生的电流与其正下方所示的
图线相对应的是( )
A
图甲
图乙
图丙
图丁
A.图甲 B.图乙 C.图丙 D.图丁
【解析】 线圈中产生的电流大小为 。
线圈中产生的电流大小为 。
线圈转动过程中,两边在磁场中所处位置磁感应强度大小不变,产生的电流大小不变。
线圈绕垂直于磁感线的轴转动,产生的是正弦交流电。
3.如图所示，接在理想变压器回路中的五个规格相同的灯
泡、、、、 都恰好正常发光，则理想变压器的匝数
比 为( )
C
A. B. C. D.
【解析】 灯泡都正常发光,可得 ,
所以,由理想变压器的电压关系得 ,可得
,同理,灯泡都正常发光,功率相等,即,由 得
,即,由功率关系 可得
,即,所以 ,故选C。
【快解】一共5个灯泡,所以,根据电路串并联关系可知 ,
,,所以 。
跳跳学长 有话说
给出的图中涉及 个相同的正常发光的灯泡,并且原线圈有串联的灯泡的变压器问题,可直
接用结论 进行解答,剩余物理量的计算根据串并联电路进行简单计算。以本题
图为例进行证明。电路总功率,而,,联立可得 。
4.［多选］（2024重庆卷）小明设计了台灯的两种调光方案，电路图分别如图甲、乙所
示，图中额定电压为的灯泡的电阻恒定， 为滑动变阻器，理想变压器原、副线圈匝
数分别为、。原线圈两端接电压为的交流电，滑片可调节灯泡的亮度，
在最左端时，图甲、乙中灯泡 均在额定功率下工作，则( )
图甲
图乙
A.
B.当滑到中点时，图甲中 功率比图乙中的小
C.当滑到 最左端时，图甲所示电路比图乙的更节能
D.图甲中 两端电压的可调范围比图乙中的大
√
√
【解析】 滑片在最左端时,题图甲、乙中变压器输出电压均为灯泡的额定电压 ,
因此 。
当滑到中点时,题图甲中总电阻为 左端电阻与灯泡电阻串联,题图乙中总电阻为
灯泡电阻与右端的电阻并联后再与 左端电阻串联,由于并联电阻小于灯泡电阻,则题图
甲中灯泡电压大于题图乙中灯泡电压,则题图甲中灯泡功率比题图乙中灯泡功率大。
当滑到最左端时,题图甲中只有灯泡,题图乙中 与灯泡并联,总电阻更小,输出功率
更大,题图甲所示电路比题图乙的更节能。
题图乙中的灯泡两端电压在0到间变化,题图甲中灯泡两端电压最高为 ,最低达
不到0,则题图乙中灯泡两端可调电压范围大。
5.［多选］某同学研究远距离输电的电路如图所示，、端接入电压为 的交流电源，
升压变压器和降压变压器均为理想变压器，且。已知 ，三个电
阻消耗的功率相同，电表均为理想交流电表，则( )
BC
A.升压变压器的匝数比为
B.电压表的示数小于
C.若 短路，电流表示数将变大
D.若 断路，电压表示数将减小
【解析】 令,变压器原、副线圈的电流分别为、 ,三个电阻
消耗的功率相同,且,,则有 ,根据理想变压器的匝数与电
流的关系可得,由题可得升压变压器的匝数比为 。
根据理想变压器的工作原理有,,又因为,,则 ,解得,电压表的示数小于 (【另解】也可以利用假设法判断。根据理想变压器的工作原理有,,假设,又,,解得 ,实际上,易知电压表的示数小于 ,B正确。)。
. .
. .
. .
.
若短路,则 ,降压变压器的原线圈电压变大,副线圈的电压也将变大,从而使
得降压变压器的电流增大,根据电流与变压器匝数的关系 可知,降压变压器原线圈
的电流也增大,即 短路,电流表示数将变大。
若断路,此时电压表的示数为,解得 ,可知,由此可以判断, 断路,电压表示数将变大。
6.（2022湖南卷）如图，理想变压器原、副线圈总匝数相
同，滑动触头 初始位置在副线圈正中间，输入端接入电
压有效值恒定的交变电源。定值电阻的阻值为 ，滑动
变阻器的最大阻值为，滑片 初始位置在最右端。理
想电压表的示数为，理想电流表A的示数为 。下列说
法正确的是( )
B
A.保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，减小， 不变
B.保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中， 消耗的功率增大
C.保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，减小， 增大
D.保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中， 消耗的功率减小
【解析】 由题意可知,初始时,原、副线圈的匝数比为,则副线圈的电流为
（【关键点】变压器原、副线圈中的电流之比与匝数比成反比。）,根据欧姆定律可得
副线圈的电压有效值为,则变压器原线圈的电压有效值为 ,设
输入交流电的电压有效值为,则 （【易错】输入端的电压等于变压器的
输入电压加两端电压。）,可得,保持位置不变,向左缓慢滑动的过程中,
不断变大,根据 ,可知变压器原线圈的电压有效值变大,输入电压有效值不变,则
两端的电压不断变小,则电压表示数 变小,原线圈的电压、电流都变大,则功率变大,根
据原、副线圈的功率相等,可知 消耗的功率增大。
【另解】等效电阻法 由理想变压器变压规律和变流规律可得,原、副线圈及定值电阻
. .
. .
的等效电阻为；保持 位置不变,将原、副线圈及电
阻等效为一定值电阻,向左缓慢滑动过程中, 接入电路的电阻减小,则整个电路的总
电阻减小,由欧姆定律可知,回路中电流 增大,原线圈两端电压增大,又电源电压不变,故电
压表示数 减小,A错误。
设原、副线圈的匝数比为,同理可得,则 ,整理得
,保持位置不变,向下缓慢滑动的过程中,不断变大,则变小,对 由欧姆定
律可知,可知 不断变小。
根据原、副线圈的功率相等可知,消耗的功率 ,
整理可得,又,可知时,消耗的功率最大,故 消耗的功
率先增大后减小。
觉醒原创
1.如图所示，一理想变压器的原线圈连接一只理想交流电压表，副线圈接入电路的匝数
可以通过滑动触头调节，在副线圈上连接了定值电阻和滑动变阻器， 为滑动变阻
器的滑动触头。在原线圈上加一电压 的正弦交流电，则( )
B
A.电压表的示数为
B.保持的位置不动，将 向上滑动时，变压器的输入功率变
小
C.保持的位置不动，将 向上滑动时，电压表示数变小
D.保持的位置不动，将 向上滑动时，通过原、副线圈的电
流之比变小
【解析】 原线圈两端所加正弦交流电电压的最大值为 ,而理想交流电压表的
示数应为正弦交流电电压的有效值。
保持的位置不动,将 向上滑动时,负载的总电阻变大,因副线圈两端的电压不变,副
线圈负载的电功率变小,所以原线圈的输入功率也变小。
保持的位置不动,将 向上滑动时,原、副线圈的匝数比变小,但电压表示数为原线
圈两端电压,与原、副线圈的匝数比无关,故电压表示数不变。
保持的位置不动,将 向上滑动时,原、副线圈的匝数比变小,因理想变压器原、副
线圈的电流之比与其匝数比成反比,所以通过原、副线圈的电流之比变大。
2.［多选］无线通信的原理就是用振荡电路产生电磁波，如图甲所示为 振荡电路，
图乙的图像表示 振荡电路中电流随时间变化的关系，下列说法正确的是( )
BC
图甲
图乙
A. 时间内，电容器处于充电状态
B.、 两时刻电容器的电场能最大
C. 时间内，电容器两板间电压逐渐增大
D.增大电路的振荡周期，可以使该电路更有效地发射电磁波
【解析】 从图像可知, 时间内,电流在增大,电场能转化为磁场能,电容器在
放电。
、 两时刻电流为零,磁场能为零,所以电场能最大。
时间内,电流在减小,磁场能转化为电场能,电容器在充电,电容器两板间电压增
大。
根据电磁波发射的特点可知,要有效地发射电磁波,振荡电路必须要有足够高的振荡
频率,所以需要减小电路的振荡周期。
3.逆变器是把直流电转变成交流电的装置，驾车外出野营或旅游时，用逆变器连接到汽
车蓄电池上就能输出正弦式交变电流，可以带动家用的电风扇、电饭煲、照明灯等电器
正常工作。逆变器主要由交流转换器和变压电路组成，原理图如图所示，逆变器中的交
流转换器可以将电压为的直流电转变成 的交变电流。将一逆变器
的输入端接到汽车蓄电池上，在另一端接有灯泡和电风扇，逆变器内部变压器的原线圈
接有理想交流电流表，开始时开关闭合，电流表示数为 ，灯泡和电风扇都正常工
作。已知灯泡的额定电压为，电阻为，电风扇的额定电压为 ，内部
电动机线圈电阻为，汽车蓄电池的电压为 ，变压器可视为理想变压器，电风
扇可视为一电动机，灯泡可视为纯电阻元件，则下列说法正确的是( )
A.如果将开关 断开，逆变器内变压器原线圈的
电压将减小
B.逆变器内变压器原、副线圈的匝数比为
C.电风扇的额定功率为
D.电风扇的机械效率为
√
【解析】 交流转换器可以将电压为的直流电转变成 的交变
电流,汽车蓄电池的电压为,则转化后交流电的电压为 ,电压
的有效值为,则逆变器内变压器原线圈的电压为 ,不随负载功率的变化而变
化。
灯泡的额定电压为,灯泡正常工作时变压器副线圈的电压为 ,原、副
线圈的匝数比为 。
电流表示数为,则变压器原线圈中的电流为 ,根据变压器电流关系有
,可得副线圈中的电流为,灯泡的额定电压为,电阻为 ,通过
灯泡的电流为,则通过电风扇的电流为 ,电风扇的额定功
率为 。
电风扇热功率为,电风扇的机械效率为 。