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專題十二 交變電流 電磁振蕩和電磁波
考向三 電磁振蕩和電磁波
2025年高考物理專題復習資料
考點切片
考點1 電磁振蕩
1.（2025陜西西安一模）為了保證考試的公平，大型考試中廣泛使用了金屬探測器，圖
甲就是一款常用的金屬探測器，其內部的線圈與電容器構成 振蕩電路，結構原理如
圖乙所示，線圈靠近金屬時，線圈的自感系數增大。若某時刻電路中的電流方向如圖所
示，電容器 極板帶正電，則下列說法正確的是( )
圖甲
圖乙
A.電路中的電流正在增大
B.電容器兩極板的電壓在減小
C.線圈中的自感電動勢在增大
D.線圈靠近金屬時， 振蕩電路的周期減小
【解析】 題圖所示時刻,電容器正在充電,電荷量在增大,電壓增大,電流減
小,但電流減小得越來越快,根據 ,線圈中的自感電動勢正在增大。
若探測儀靠近金屬, 其自感系數 增大,（【點撥】相當于給線圈增加了鐵芯。）根
據,可知 增大。
√
. .
2.（2024浙江金華三模）在圖甲的 振蕩演示電路中，開關先撥到位置“1”，電容器充
滿電后，在時刻開關撥到位置“2”。若電流從傳感器的“ ”極流入，電流顯示為正，
圖乙為振蕩電流隨時間變化的圖線，則下面有關說法正確的是( )
圖甲
圖乙
圖丙
A.在圖乙中 點時刻電容器上極板帶負電
B.在圖乙中從到 點過程中電容器的電壓先增加后減小
C.若電阻 減小，則電流變化如圖丙中實線所示
D.若電阻 減小，則電流變化如圖丙中虛線所示
【解析】 在題圖乙中 點時刻電流為正且正在減小,可知電容器正在充電階段,此時
上極板帶負電,下極板帶正電。
在題圖乙中從到 點過程中電流先正向增加后正向減小,電容器先放電后充電,即
電容器的電壓先減小后增加。
若電阻 減小,則電容器放電時最大電流變大,但是振動周期不變,則圖丙中實線
和虛線描述的電流變化都不對。
√
考點2 電磁波
3.（2024廣東惠州模擬）使用藍牙耳機接聽
手機來電，信號傳輸示意圖如圖所示，以下
說法正確的是( )
B
A.藍牙通信的電磁波是可見光
B.在真空中，藍牙通信的電磁波波長比手機通信的電磁波波長短
C.兩束藍牙通信的電磁波在任何情況下都不會發生干涉
D.藍牙通信的電磁波在真空中的傳播速度小于光速
【解析】 藍牙通信的電磁波是無線電波,不是可見光。
在真空中,藍牙通信與手機通信的電磁波傳播速度相等,但藍牙通信的電磁波頻率高
于手機通信的電磁波頻率,所以藍牙通信電磁波的波長比手機通信的電磁波波長短。
兩束藍牙通信的電磁波若振動方向相同,頻率相同,相位差恒定,就會發生干涉。
藍牙通信的電磁波在真空中的傳播速度等于光速。
覺醒集訓
1.（2024陜西安康高新中學模擬）北京時間2023年10月3日17時45分許，諾貝爾物理學
獎揭曉，皮埃爾·阿戈斯蒂尼、費倫茨·克勞斯和安妮·呂利耶因在阿秒光脈沖方面所做出
的貢獻獲獎。阿秒是十億分之一秒的十億分之一，電子繞氫原子核運行一周需要150阿
秒，微觀世界的時間尺度如圖所示。若將最短光脈沖視為光波的一個振動周期，則光脈
沖由飛秒量級到阿秒量級，下列說法正確的是( )
A
A.波長變短 B.波長變長 C.周期變長 D.光子能量不變
【解析】 光脈沖由飛秒量級到阿秒量級,由題圖可知周期變短,頻率變大,根據光子能量
表達式,可知光子能量變大；根據 ,可知波長變短,故選A。
2.（2023江蘇泰州月考）在以下四種情景中，線圈中產生的電流與其正下方所示的
圖線相對應的是( )
A
圖甲
圖乙
圖丙
圖丁
A.圖甲 B.圖乙 C.圖丙 D.圖丁
【解析】 線圈中產生的電流大小為 。
線圈中產生的電流大小為 。
線圈轉動過程中,兩邊在磁場中所處位置磁感應強度大小不變,產生的電流大小不變。
線圈繞垂直于磁感線的軸轉動,產生的是正弦交流電。
3.如圖所示，接在理想變壓器回路中的五個規格相同的燈
泡、、、、 都恰好正常發光，則理想變壓器的匝數
比 為( )
C
A. B. C. D.
【解析】 燈泡都正常發光,可得 ,
所以,由理想變壓器的電壓關系得 ,可得
,同理,燈泡都正常發光,功率相等,即,由 得
,即,由功率關系 可得
,即,所以 ,故選C。
【快解】一共5個燈泡,所以,根據電路串并聯關系可知 ,
,,所以 。
跳跳學長 有話說
給出的圖中涉及 個相同的正常發光的燈泡,并且原線圈有串聯的燈泡的變壓器問題,可直
接用結論 進行解答,剩余物理量的計算根據串并聯電路進行簡單計算。以本題
圖為例進行證明。電路總功率,而,,聯立可得 。
4.［多選］（2024重慶卷）小明設計了臺燈的兩種調光方案，電路圖分別如圖甲、乙所
示，圖中額定電壓為的燈泡的電阻恒定， 為滑動變阻器，理想變壓器原、副線圈匝
數分別為、。原線圈兩端接電壓為的交流電，滑片可調節燈泡的亮度，
在最左端時，圖甲、乙中燈泡 均在額定功率下工作，則( )
圖甲
圖乙
A.
B.當滑到中點時，圖甲中 功率比圖乙中的小
C.當滑到 最左端時，圖甲所示電路比圖乙的更節能
D.圖甲中 兩端電壓的可調范圍比圖乙中的大
√
√
【解析】 滑片在最左端時,題圖甲、乙中變壓器輸出電壓均為燈泡的額定電壓 ,
因此 。
當滑到中點時,題圖甲中總電阻為 左端電阻與燈泡電阻串聯,題圖乙中總電阻為
燈泡電阻與右端的電阻并聯后再與 左端電阻串聯,由于并聯電阻小于燈泡電阻,則題圖
甲中燈泡電壓大于題圖乙中燈泡電壓,則題圖甲中燈泡功率比題圖乙中燈泡功率大。
當滑到最左端時,題圖甲中只有燈泡,題圖乙中 與燈泡并聯,總電阻更小,輸出功率
更大,題圖甲所示電路比題圖乙的更節能。
題圖乙中的燈泡兩端電壓在0到間變化,題圖甲中燈泡兩端電壓最高為 ,最低達
不到0,則題圖乙中燈泡兩端可調電壓范圍大。
5.［多選］某同學研究遠距離輸電的電路如圖所示，、端接入電壓為 的交流電源，
升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，且。已知 ，三個電
阻消耗的功率相同，電表均為理想交流電表，則( )
BC
A.升壓變壓器的匝數比為
B.電壓表的示數小于
C.若 短路，電流表示數將變大
D.若 斷路，電壓表示數將減小
【解析】 令,變壓器原、副線圈的電流分別為、 ,三個電阻
消耗的功率相同,且,,則有 ,根據理想變壓器的匝數與電
流的關系可得,由題可得升壓變壓器的匝數比為 。
根據理想變壓器的工作原理有,,又因為,,則 ,解得,電壓表的示數小于 (【另解】也可以利用假設法判斷。根據理想變壓器的工作原理有,,假設,又,,解得 ,實際上,易知電壓表的示數小于 ,B正確。)。
. .
. .
. .
.
若短路,則 ,降壓變壓器的原線圈電壓變大,副線圈的電壓也將變大,從而使
得降壓變壓器的電流增大,根據電流與變壓器匝數的關系 可知,降壓變壓器原線圈
的電流也增大,即 短路,電流表示數將變大。
若斷路,此時電壓表的示數為,解得 ,可知,由此可以判斷, 斷路,電壓表示數將變大。
6.（2022湖南卷）如圖，理想變壓器原、副線圈總匝數相
同，滑動觸頭 初始位置在副線圈正中間，輸入端接入電
壓有效值恒定的交變電源。定值電阻的阻值為 ，滑動
變阻器的最大阻值為，滑片 初始位置在最右端。理
想電壓表的示數為，理想電流表A的示數為 。下列說
法正確的是( )
B
A.保持位置不變，向左緩慢滑動的過程中，減小， 不變
B.保持位置不變，向左緩慢滑動的過程中， 消耗的功率增大
C.保持位置不變，向下緩慢滑動的過程中，減小， 增大
D.保持位置不變，向下緩慢滑動的過程中， 消耗的功率減小
【解析】 由題意可知,初始時,原、副線圈的匝數比為,則副線圈的電流為
（【關鍵點】變壓器原、副線圈中的電流之比與匝數比成反比。）,根據歐姆定律可得
副線圈的電壓有效值為,則變壓器原線圈的電壓有效值為 ,設
輸入交流電的電壓有效值為,則 （【易錯】輸入端的電壓等于變壓器的
輸入電壓加兩端電壓。）,可得,保持位置不變,向左緩慢滑動的過程中,
不斷變大,根據 ,可知變壓器原線圈的電壓有效值變大,輸入電壓有效值不變,則
兩端的電壓不斷變小,則電壓表示數 變小,原線圈的電壓、電流都變大,則功率變大,根
據原、副線圈的功率相等,可知 消耗的功率增大。
【另解】等效電阻法 由理想變壓器變壓規律和變流規律可得,原、副線圈及定值電阻
. .
. .
的等效電阻為；保持 位置不變,將原、副線圈及電
阻等效為一定值電阻,向左緩慢滑動過程中, 接入電路的電阻減小,則整個電路的總
電阻減小,由歐姆定律可知,回路中電流 增大,原線圈兩端電壓增大,又電源電壓不變,故電
壓表示數 減小,A錯誤。
設原、副線圈的匝數比為,同理可得,則 ,整理得
,保持位置不變,向下緩慢滑動的過程中,不斷變大,則變小,對 由歐姆定
律可知,可知 不斷變小。
根據原、副線圈的功率相等可知,消耗的功率 ,
整理可得,又,可知時,消耗的功率最大,故 消耗的功
率先增大后減小。
覺醒原創
1.如圖所示，一理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電壓表，副線圈接入電路的匝數
可以通過滑動觸頭調節，在副線圈上連接了定值電阻和滑動變阻器， 為滑動變阻
器的滑動觸頭。在原線圈上加一電壓 的正弦交流電，則( )
B
A.電壓表的示數為
B.保持的位置不動，將 向上滑動時，變壓器的輸入功率變
小
C.保持的位置不動，將 向上滑動時，電壓表示數變小
D.保持的位置不動，將 向上滑動時，通過原、副線圈的電
流之比變小
【解析】 原線圈兩端所加正弦交流電電壓的最大值為 ,而理想交流電壓表的
示數應為正弦交流電電壓的有效值。
保持的位置不動,將 向上滑動時,負載的總電阻變大,因副線圈兩端的電壓不變,副
線圈負載的電功率變小,所以原線圈的輸入功率也變小。
保持的位置不動,將 向上滑動時,原、副線圈的匝數比變小,但電壓表示數為原線
圈兩端電壓,與原、副線圈的匝數比無關,故電壓表示數不變。
保持的位置不動,將 向上滑動時,原、副線圈的匝數比變小,因理想變壓器原、副
線圈的電流之比與其匝數比成反比,所以通過原、副線圈的電流之比變大。
2.［多選］無線通信的原理就是用振蕩電路產生電磁波，如圖甲所示為 振蕩電路，
圖乙的圖像表示 振蕩電路中電流隨時間變化的關系，下列說法正確的是( )
BC
圖甲
圖乙
A. 時間內，電容器處于充電狀態
B.、 兩時刻電容器的電場能最大
C. 時間內，電容器兩板間電壓逐漸增大
D.增大電路的振蕩周期，可以使該電路更有效地發射電磁波
【解析】 從圖像可知, 時間內,電流在增大,電場能轉化為磁場能,電容器在
放電。
、 兩時刻電流為零,磁場能為零,所以電場能最大。
時間內,電流在減小,磁場能轉化為電場能,電容器在充電,電容器兩板間電壓增
大。
根據電磁波發射的特點可知,要有效地發射電磁波,振蕩電路必須要有足夠高的振蕩
頻率,所以需要減小電路的振蕩周期。
3.逆變器是把直流電轉變成交流電的裝置，駕車外出野營或旅游時，用逆變器連接到汽
車蓄電池上就能輸出正弦式交變電流，可以帶動家用的電風扇、電飯煲、照明燈等電器
正常工作。逆變器主要由交流轉換器和變壓電路組成，原理圖如圖所示，逆變器中的交
流轉換器可以將電壓為的直流電轉變成 的交變電流。將一逆變器
的輸入端接到汽車蓄電池上，在另一端接有燈泡和電風扇，逆變器內部變壓器的原線圈
接有理想交流電流表，開始時開關閉合，電流表示數為 ，燈泡和電風扇都正常工
作。已知燈泡的額定電壓為，電阻為，電風扇的額定電壓為 ，內部
電動機線圈電阻為，汽車蓄電池的電壓為 ，變壓器可視為理想變壓器，電風
扇可視為一電動機，燈泡可視為純電阻元件，則下列說法正確的是( )
A.如果將開關 斷開，逆變器內變壓器原線圈的
電壓將減小
B.逆變器內變壓器原、副線圈的匝數比為
C.電風扇的額定功率為
D.電風扇的機械效率為
√
【解析】 交流轉換器可以將電壓為的直流電轉變成 的交變
電流,汽車蓄電池的電壓為,則轉化后交流電的電壓為 ,電壓
的有效值為,則逆變器內變壓器原線圈的電壓為 ,不隨負載功率的變化而變
化。
燈泡的額定電壓為,燈泡正常工作時變壓器副線圈的電壓為 ,原、副
線圈的匝數比為 。
電流表示數為,則變壓器原線圈中的電流為 ,根據變壓器電流關系有
,可得副線圈中的電流為,燈泡的額定電壓為,電阻為 ,通過
燈泡的電流為,則通過電風扇的電流為 ,電風扇的額定功
率為 。
電風扇熱功率為,電風扇的機械效率為 。

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