全程训练2018届高考物理一轮总复习 周测九 电磁感应 交变电流(B卷)

《电磁感应》综合检测(时刻:90分钟总分值:100分)【测控导航】考点题号1.磁通量152.楞次定律1,2,83.法拉第电磁感应定律3,54.自感45.电磁感应的图像6,7,116.法拉第电磁感应定律的综合应用9,10,12,16,17,187.实验13,1412题有多项正确,全数选对得4分,选对但不全得2分,有选错或不选的得0分)1. (2016·浙江嘉兴一中检测)如下图为安检门原理图,左侧门框中有一通电线圈,右边门框中有一接收线圈.工作进程中某段时刻通电线圈中存在顺时针方向(从左向右看)均匀增大的电流,那么( D )A.无金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向为顺时针B.无金属片通过时,接收线圈中的感应电流增大C.有金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向为顺时针D.有金属片通过时,接收线圈中的感应电流大小发生转变解析:当左侧通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流时,通过右边线圈的磁通量增大,依照楞次定律能够明白,右边线圈产生的感应电流为逆时针方向,由于磁场是均匀增大,那么产生的感应电流为恒定的,应选项A,B错误;当有金属片通过时,接收线圈中磁通量仍然增大,故产生的感应电流方向仍然为逆时针,可是由于金属片中也要产生感应电流,因此接收线圈中的感应电流大小发生转变,应选项C错误,D正确.2. 如下图,螺线管与灵敏电流计相连,磁铁从螺线管的正上方由静止释放,向下穿过螺线管.以下说法正确的选项是( D )A.电流计中的电流先由a 到b,后由b 到aB.a 点的电势始终低于b 点的电势C.磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量D.磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度解析:当磁铁N 极向下运动,致使穿过线圈的磁通量变大,且方向向下,那么由楞次定律可得线圈中产生感应电流方向盘旋而下,螺线管下端相当于电源的正极,因此通过G 的电流方向为从b 到a,当S 极离开螺线管时,穿过线圈的磁通量变小,且方向向下,那么螺线管上端相当于电源的正极,因此通过G 的电流方向为从a 到b,那么a 点的电势先低于b 点的电势,后高于b 点电势,故A,B 错误;磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量和磁铁的动能,故C 错误;磁铁刚离开螺线管时,磁铁受到的磁场力阻碍磁铁远离螺线管(去留),那么加速度a<g,故D 正确.3. 法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机.铜质圆盘竖直放置在水平向左的匀强磁场中,圆盘圆心处固定一个摇柄,边缘和圆心处各有一个铜电刷与其紧贴,用导线将电刷与电阻R 连接起来形成回路.转动摇柄,使圆盘如图示方向转动.已知匀强磁场的磁感应强度为B,圆盘半径为l,圆盘匀速转动的角速度为ω.以下说法正确的选项是( A )A.圆盘产生的电动势为12B ωl 2,流过电阻R 的电流方向为从b 到a B.圆盘产生的电动势为12B ωl 2,流过电阻R 的电流方向为从a 到b C.圆盘产生的电动势为B ωπl 2,流过电阻R 的电流方向为从b 到aD.圆盘产生的电动势为B ωπl 2,流过电阻R 的电流方向为从a 到b 解析:圆盘产生的电动势为E=Blv=Bl ·0+ωl 2=12B ωl 2,由右手定那么,选取其中的一个半径来判定,可知流过电阻R 的电流方向为从b 到a,选项A 正确.4. (2016·广东华南师大附中检测)如下图,A,B 是两盏完全相同的白炽灯,L 是直流电阻不计、自感系数专门大的自感线圈,若是断开开关S 1,闭合S 2,A,B 两灯都能一样发光.若是最初S 1是闭合的,S 2是断开的.那么不可能显现的情形是( A )A.刚一闭合S 2,A 灯就亮,而B 灯延迟一段时刻才亮B.刚闭合S 2时,线圈L 中的电流为零C.闭合S 2以后,A 灯变亮,B 灯由亮变暗D.再断开S 2时,A 灯当即熄灭,B 灯先亮一下然后熄灭 解析:如题图所示,原先开关S 1是闭合的,若是开关S 2突然闭合时,线圈中的电流突然增大,因此它会产生专门大的反电动势,现在相当于线圈断路,电阻专门大,因此灯A,B 都同时发光,但等一段时刻后,线圈的电阻会慢慢变小,因此灯B 会慢慢变暗,最后因短路而熄灭,因此选项A 是不可能显现的;刚闭合S 2时,线圈的电阻相当于无穷大,故现在线圈L 中的电流能够以为是零,选项B 情形可能显现;闭合S 2以后,A 灯变亮,B 灯由亮变暗,选项C 情形可能显现;再断开S 2时,A 灯因为没有了电流而当即熄灭,B 灯与线圈组成的闭合电路会因为线圈产生的电动势而先亮一下然后熄灭,应选项D 情形可能显现. 5. (2016·巴中市一般高中模拟)矩形线圈abcd,长ab=20 cm,宽bc=10 cm,匝数n=200,线圈回路总电阻R=5 Ω.整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的磁场穿过.假设磁感应强度B 随时刻t 的转变规律如下图,那么( D )A.线圈回路中感应电动势随时刻均匀转变B.线圈回路中产生的感应电流为0.5 AC.当t=0.3 s 时,线圈的ab 边所受的安培力大小为0.016 ND.在1 min 内线圈回路产生的焦耳热为48 J 解析:由法拉第电磁感应定律可得 E=n ΔΦΔt =n ΔBSΔt =200×(20-5)×10-2×20×10-2×10×10-230×10-2V=2 V,由闭合电路欧姆定律可得I=E R =25A=0.4 A,选项A,B 错误;当t=0.3 s 时,通电导线受到的安培力为F=nBIL=200×20×10-2×0.4×20×10-2 N=3.2 N,选项C 错误;在1 min 内线圈回路产生的焦耳热Q=I 2Rt=0.42×5×60 J=48 J,选项D 正确.6.(2016·江苏泰州一模)在竖直方向的匀强磁场中,水平放置一个面积不变的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图(甲)所示,取线圈中磁场B 的方向向上为正,当磁场中的磁感应强度B 随时刻t 如图(乙)转变时,图(丙)中能正确表示线圈中感应电流转变的图像是( A )解析:在0～T 2内,依照法拉第电磁感应定律,E=ΔΦΔt =4B 0ST,感应电流i 0=ER.依照楞次定律,感应电流的方向与图示箭头方向相反,为负值;在T2～T 内,依照法拉第电磁感应定律,E ′=ΔΦΔt =8B 0ST=2E,因此感应电流是之前的2倍.再依照楞次定律,感应电流的方向与图示方向相反,为负值.应选项A 正确,B,C,D 错误.7. (2016·浙江嘉兴高三期末)如图(甲)所示,垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2L,磁感应强度的大小为B 0,一边长为L 、电阻为R 的正方形均匀导线框ABCD 从图示位置开始沿x 轴正方向以速度v 匀速穿过磁场区域,在(乙)图中给出的线框C,D 两头的电压U CD 与线框移动距离x 的关系的图像正确的选项是( D )解析:由楞次定律判定可知,在线框穿过磁场的进程中,C 点的电势始终高于D 的电势,那么U CD 始终为正值,那么选项C 错误;CD,AB 两边切割磁感线时产生的感应电动势为E=BLv.在0～L 内,CD 切割磁感线CD 两头的电压是路端电压,那么U CD =34E=34BLv;在L ～2L内,线框完全在磁场中运动,穿过线框的磁通量没有转变,不产生感应电流,那么U CD =E=BLv;在2L ～3L 内,CD 两头的电压等于感应电动势的14,那么U CD =14E=14BLv,应选项A,B 错误,D 正确. 8. (2016·江苏南通调研)如下图,圆形导体线圈a 平放在绝缘水平桌面上,在a 的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管、电源和滑动变阻器连接成如下图的电路.假设将滑动变阻器的滑片P 向上滑动,以下说法中正确的有( BD )A.穿过线圈a 的磁通量增大B.线圈a 对水平桌面的压力小于其重力C.线圈a 中将产生俯视逆时针方向的感应电流D.线圈a 中将产生俯视顺时针方向的感应电流解析:当滑动触头P 向上移动时电阻增大,由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b 的电流减小,b 线圈产生的磁场减弱,故穿过线圈a 的磁通量变小;依照b 中的电流方向和安培定那么可知b 产生的磁场方向向下穿过线圈a,依照楞次定律,a 中的感应电流的磁场要阻碍原先磁场的减小,故a 的感应电流的磁场方向也向下,依照安培定那么可知线圈a 中感应电流方向俯视应为顺时针,选项A,C 错误,D 正确.当滑动触头向上滑动时,能够用“等效法”,即将线圈a 和b 看做两个条形磁铁,不难判定现在两磁铁相互吸引,故线圈a 对水平桌面的压力将减小,选项B 正确.9.如下图,固定于水平面上宽为l 的滑腻金属架abcd 处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,左端接必然值电阻R,质量为m 的金属棒MN 沿框架以初速度v 0向右运动,电阻为r=R2,假设导轨足够长,电阻不计,对整个运动进程以下说法正确的选项是( AC )A.电阻R 上产生的焦耳热为13m v 02 B.金属棒MN 上产生的焦耳热为14m v 02 C.通过导体棒MN 的电荷量为mv 0BlD.最终MN 停泊的位置距离其初始位置为mv 0R 2B 2l 2解析:由于金属棒向右做加速度慢慢减小的减速运动,直到速度减为零,因此系统整个进程中产生的总焦耳热等于金属棒减小的动能,即Q 总=12m v 02,那么R 上产生的焦耳热Q R =23Q 总=13m v 02,金属棒MN 上产生的焦耳热Q r =13Q 总=16m v 02,应选项A 正确、B 错误.依照动量定理,B I l Δt=mv 0,即Bql=mv 0,因此q=mv 0Bl,应选项C 正确.依照q=ΔΦR 总=2Blx 3R ,有mv 0Bl =2Blx 3R,那么x=3mv 0R 2B 2l 2,应选项D 错误.10.(2016·四川雅安三诊)如下图,电阻不计、相距L 的两条足够长的平行金属导轨倾斜放置,与水平面的夹角为θ,整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为B,导轨上固定有质量为m,电阻为R 的两根相同的导体棒,导体棒MN 上方导轨粗糙下方滑腻,将两根导体棒同时释放后,观看到导体棒MN 下滑而EF 始终维持静止,当MN 下滑的距离为s 时,速度恰好达到最大值v m ,那么以下表达正确的选项是( AC )A.导体棒MN 的最大速度v m =2mgRsinθB 2L 2B.现在导体棒EF 与导轨之间的静摩擦力为mgsin θC.当导体棒MN 从静止开始下滑s 的进程中,通过其横截面的电荷量为BLs2RD.当导体棒MN 从静止开始下滑s 的进程中,导体棒MN 中产生的热量为mgssin θ-12m v m 2解析:当MN 达到最大速度时知足mgsin θ=B 2L 2v m 2R ,解得v m =2mgRsinθB 2L2,选项A 正确;现在导体棒EF 知足mgsin θ+F 安=f 静,故现在导体棒EF 与导轨之间的静摩擦力大于mgsin θ,选项B 错误;当导体棒MN 从静止开始下滑s 的进程中,通过其横截面的电荷量为q=ΔΦR 总=BLs2R ,选项C 正确;当导体棒MN 从静止开始下滑s 的进程中,两个导体棒中产生的总热量为mgssin θ-12m v m 2,那么MN 中产生的热量是12(mgssin θ-12m v m 2),选项D 错误.11.在伦敦奥运会上,100 m 赛跑跑道双侧设有跟踪仪,其原理如图(甲)所示,水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L=0.5 m,一端通过导线与阻值为R=0.5 Ω的电阻连接.导轨上放一质量为m=0.5 kg 的金属杆,金属杆与导轨的电阻忽略不计.匀强磁场方向垂直纸面向里.用与导轨平行的拉力F 作用在金属杆上,使杆运动.当改变拉力的大小时,相对应的速度v 也会转变,从而使跟踪仪始终与运动员维持一致.已知v 和F 的关系如图(乙)所示.(取重力加速度g=10 m/s 2)那么( BCD )A.金属杆受到的拉力与速度成正比B.该磁场的磁感应强度为1 TC.图线在横轴的截距表示金属杆与导轨间的阻力大小D.导轨与金属杆之间的动摩擦因数μ=0.4解析:由题图(乙)可知拉力与速度是一次函数关系,但不成正比,应选项A 错误;图线在横轴的截距是速度为零时的拉力,金属杆将要运动,现在最大静摩擦力等于该拉力,也等于运动时的滑动摩擦力,选项C 正确;由F-BIL-μmg=0及I=BLv R ,可得F-B 2L 2vR-μmg=0,从题图(乙)上别离读出两组F,v 数据代入上式即可求得B=1 T,μ=0.4,因此选项B,D 正确.12.如图(甲)所示,正方形金属线圈abcd 位于竖直平面内,其质量为m,电阻为R.在线圈的下方有一匀强磁场,MN 和M ′N ′是磁场的水平边界,并与bc 边平行,磁场方向垂直于纸面向里.现使金属线框从MN 上方某一高度处由静止开始下落,图(乙)是线圈由开始下落到完全穿过匀强磁场区域刹时的v t 图像,图中字母均为已知量.重力加速度为g,不计空气阻力.以下说法正确的选项是( BC )A.金属线圈刚进入磁场时感应电流方向沿adcba 方向B.金属线圈的边长为v 1(t 2-t 1)C.磁场的磁感应强度为1v1(t 2-t 1)√mgRv 1 D .金属线圈在0～t 4的时刻内所产生的热量为2m g v1(t2-t1)+12m(v 22-v 32) 解析:由楞次定律可知,金属线圈刚进入磁场时感应电流方向沿abcda 方向,选项A 错误;线圈进入磁场的进程为匀速运动,故可知金属线圈的边长为L=v 1(t 2-t 1),选项B 正确;由平稳可知mg=B 2L 2v 1R,解得B=1v 1(t 2-t 1)√mgRv 1,选项C 正确;由能量关系可知,金属线圈在0～t 4的时刻内所产生的热量为Q =m g h +12m v 12-12m v 32,其中h =2v 1(t 2-t 1)+12(v 1+v 2) (t 3-t 2),应选项D 错误.二、非选择题(共52分)13.(7分)如图为“研究电磁感应现象”的实验装置.(1)将图中所缺的导线补接完整.(2)若是在闭合开关时发觉灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后可能显现的情形有:①将小螺线管迅速插入大螺线管时,灵敏电流计指针将 .②小螺线管插入大螺线管后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,灵敏电流计指针将.解析:(1)将电源、开关、变阻器、小螺线管串联成一个回路,再将电流计与大螺线管串联成另一个回路,电路图如下图.(2)闭合开关,穿过大螺线管的磁通量增大,灵敏电流表的指针向右偏;①将小螺线管迅速插入大螺线管时,磁场方向不变,穿过大螺线管的磁通量增大,灵敏电流计指针将向右偏转一下.②小螺线管插入大螺线管后,由电路图可知,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,小螺线管电流变小,穿过大螺线管的磁场方向不变,但磁通量变小,灵敏电流计指针将向左偏转一下.答案:(1)观点析(2)①向右偏转一下②向左偏转一下评分标准:(1)问3分,(2)问每空2分.14.(6分)(2016·上海徐汇区一模)在“用DIS研究回路中感应电动势的大小与磁通量转变快慢的关系”的实验中,为了研究感应电动势E与时刻Δt的关系,某小组同窗利用图中的实验装置进行实验:让小车以不同的速度靠近螺线管,取得在不同挡光时刻Δt内的感应电动势平均值E.通过利用小车结尾的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出,就能够取得一系列的感应电动势的平均值E和时刻Δt.次数1 2 3 4 5 6 7 8 测量值E/V 0.116 0.136 0.170 0.191 0.215 0.277 0.292 0.329 Δt/(×8.206 7.486 6.286 5.614 5.340 4.462 3.980 3.64610-3 s)(1)观看和分析该实验装置可看出,在实验中,每次测量的挡光时刻Δt内,磁铁相对螺线管位置的转变都(选填“相同”或“不同”),从而实现了操纵不变.(2)在取得上述表格中的数据以后,为了研究E与Δt的关系,可采纳图像处置数据的方式,在直角坐标系中作的关系图线,假设图线是大体过坐标原点的倾斜直线,可得出的实验结论是.(3)假设要进一步研究感应电动势与线圈匝数的关系,实验时应操纵 相同.解析:(1)观看和分析该实验装置可看出,在实验中,每次测量的挡光时刻Δt 内,磁铁相对螺线管位置的转变都相同,从而实现了操纵螺线管中磁通量的转变量不变.(2)由表中实验数据可知,感应电动势E 与挡光时刻Δt 的乘积必然,说明感应电动势E 与挡光时刻Δt 成反比,那么感应电动势E 与挡光时刻Δt 的倒数成正比,为了研究E 与Δt 的关系,可采纳图像处置数据的方式,在直角坐标系中作感应电动势E 与挡光时刻Δt 的倒数的关系图线,假设图线是大体过坐标原点的倾斜直线,可得出的实验结论是在匝数和磁通量不变的情形下,感应电动势E 和时刻Δt 成反比.(3)假设要进一步研究感应电动势与线圈匝数的关系,需要操纵通过螺线管的磁通量的转变率相同,因此实验时应操纵小车通过光电门的挡光时刻Δt 相同,或小车动身的速度相同. 答案:(1)相同 螺线管中磁通量的转变量(2)感应电动势E 与挡光时刻Δt 的倒数 在匝数和磁通量不变的情形下,感应电动势E 和时刻Δt 成反比(3)小车通过光电门的挡光时刻Δt 评分标准:每问2分.15. (6分)(2016·辽宁大连八中月考)如下图,空间存在垂直于纸面的均匀磁场,在半径为a 的圆形区域内、外,磁场方向相反,磁感应强度的大小均为B.一半径为b,电阻为R 的圆形导线环放置在纸面内,其圆心与圆形区域的中心重合.在内外磁场同时由B 均匀地减小到零的进程中,求通过导线截面的电荷量q.解析:圆形导线环的初始磁通量Φ1=B πa 2-B π(b 2-a 2)=πB(2a 2-b 2)(当b<√2a), 末磁通量Φ2=0;因此磁通量的转变为ΔΦ=πB(2a 2-b 2),(2分) 那么通过电阻为R 的圆形导线环的电荷量q=I ·Δt=E R ·Δt=ΔΦRΔt ·Δt=ΔΦR =Bπ(2a 2-b 2)R(2分)同应当b>√2a 时,通过圆形导线环的电荷量 q=Bπ(b 2-2a 2)R.(2分)答案:Bπ(b 2-2a 2)R 或Bπ(2a 2-b 2)R16.(10分) 两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为l.导轨上面横放着两根导体棒ab 和cd,组成矩形回路,如下图.两根导体棒的质量皆为m,电阻皆为R,回路中其余部份的电阻可不计.在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B.设两导体棒都可沿导轨无摩擦地滑行.开始时,棒cd 静止,棒ab 有指向棒cd 的初速度v 0(如图).假设两导体棒在运动中始终不接触,求:(1)在运动中产生的焦耳热最多是多少?(2)当ab 棒的速度变成初速度的34时,cd 棒的加速度是多少?解析:(1)ab 棒受到与运动方向相反的安培力作用做减速运动,cd 棒那么在安培力作用下做加速运动.在ab 棒的速度大于cd 棒的速度时,回路总有感应电流,ab 棒继续减速,cd 棒继续加速.两棒速度达到相同后,回路面积维持不变,磁通量不转变,不产生感应电流,两棒以相同的速度v 做匀速运动.从初始至两棒达到速度相同的进程中,两棒总动量守恒,有 mv 0=2mv,即v=12v 0(2分)依照能量守恒,整个进程中产生的总热量为 Q=12m v 02-12(2m)v 2=14m v 02.(2分)(2)设ab 棒的速度变成初速度的34时,cd 棒的速度为v ′,那么由动量守恒得 mv 0=m ·34v 0+mv ′,(1分)现在回路中的感应电动势为E=(34v 0-v ′)Bl,(1分) 感应电流为I=E2R ,(1分)现在cd 棒所受的安培力F=IlB,(1分) cd 棒的加速度a=F m ,(1分) 由以上各式,可得a=B 2l 2v 04mR .(1分)答案:(1)14m v 02(2)B 2l 2v 04mR17.(10分)(2016·福建厦门质检) 如下图,质量为m=0.1 kg 、电阻r=0.1 Ω的导体棒MN 垂直放在相距为L=0.5 m 的平行滑腻金属导轨上.导轨平面与水平面的夹角为θ=30°,并处于磁感应强度大小为B=0.4 T,方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,导轨下端接有阻值R=0.3 Ω的电阻,棒在外力F 作用下,以v=8 m/s 的速度沿导轨向上做匀速运动,通过一按时刻后撤去外力,棒继续运动一段距离s=2 m 后抵达最高位置,导轨足够长且电阻不计,棒在运动进程中始终与导轨垂直且两头与导轨维持良好接触,重力加速度g 取10 m/s 2,求:(1)棒MN 向上匀速运动进程中,回路中的电流;(2)从撤去外力至棒MN 抵达最高位置的进程中,通过电阻R 的电荷量q;(3)从撤去外力至棒MN 抵达最高位置的进程中,整个回路产生的焦耳热Q.解析:(1)棒MN 向上匀速运动进程中,切割磁感线产生的感应电动势为E=BLv(1分) 解得E=1.6 V(1分) 感应电流为I=ER+r (1分) 解得I=4 A.(1分)(2)依照法拉第电磁感应定律可知,电路中产生的平均电动势E =ΔΦt =BLst(1分)电路中产生的平均电流 I =E R+r =BLs t(R+r).(1分) q=I t=BLsR+r=1 C.(1分)(3)从撤去外力至棒MN 抵达最高位置的进程中,依照能量守恒有12mv 2=mgs ·sin θ+Q(2分)解得Q=2.2 J.(1分)答案:(1)4 A (2)1 C (3)2.2 J 18. (13分)(2016·江苏泰州模拟)如下图,滑腻斜面的倾角α=30°,在斜面上放置一矩形线框abcd,ab 边的边长l 1=1 m,bc 边的边长l 2=0.6 m,线框的质量m=1 kg,电阻R=0.1 Ω,线框通过细线与重物相连,重物质量M=2 kg,斜面上ef 线(ef ∥gh)的右上方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T.线框从静止开始运动,进入磁场最初一段时刻是匀速的,ef 和gh 的距离s=11.4 m(取g=10 m/s 2),求:(1)线框进入磁场前重物的加速度; (2)线框进入磁场时匀速运动的速度v;(3)ab 边由静止开始运动到gh 线处所用的时刻t;(4)ab 边运动到gh 线处的速度大小和在线框由静止开始到运动到gh 线的整个进程中产生的焦耳热.解析:(1)线框进入磁场前,线框仅受到细线的拉力F T 、斜面的支持力和线框重力,重物受到重力和拉力F T .那么由牛顿第二定律得 对重物有Mg-F T =Ma(1分)对线框有F T -mgsin α=ma.(1分)联立解得线框进入磁场前重物的加速度为a=Mg -mgsinαM+m =2×10-1×10×122+1m/s 2=5 m/s 2.(1分)(2)因为线框进入磁场的最初一段时刻做匀速运动,因此重物受力平稳Mg=F T ′,(1分) 线框abcd 受力平稳F T ′=mgsin α+F A ,(1分)ab 边进入磁场切割磁感线,产生的电动势为E=Bl 1v,产生的感应电流为I=E R =Bl 1vR(1分)受到的安培力为F A =BIl 1 联立上述各式得Mg=mgsin α+B 2l 12vR(1分)解得v=6 m/s.(1分)(3)线框abcd 进入磁场前,做匀加速直线运动;进磁场最初一段时刻的进程中,做匀速直线运动,进入磁场后到运动到gh 线,仍做匀加速直线运动,进磁场前线框的加速度大小与重物的加速度大小相同,为a=5 m/s 2.(1分) 该时期运动时刻为t 1=v a =65 s=1.2 s. 进磁场进程中匀速运动时刻为 t 2=l 2v =0.66s=0.1 s.(1分)线框完全进入磁场后线框受力情形同进入磁场前,因此该时期的加速度仍为a=5 m/s 2,s-l 2=vt 3+12a t 32;代入得11.4-0.6=6×t 3+12×5×t 32解得t 3=1.2 s,因此ab 边由静止开始运动到gh 线所用的时刻为t=t 1+t 2+t 3=2.5 s.(1分) (4)线框ab 边运动到gh 处的速度为v ′=v+at 3=6 m/s+5×1.2 m/s=12 m/s,(1分) 整个运动进程产生的焦耳热为Q=F A l 2=(Mg-mgsin α)l 2=(20-10×sin 30°)×0.6 J=9 J.(1分)答案:(1)5 m/s 2(2)6 m/s (3)2.5 s (4)12 m/s 9 J【备用题组】1.(2016·北京海淀区高三期末)如图(甲)所示,一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中,且线圈平面与磁场垂直.设垂直纸面向里为磁感应强度B 的正方向,磁感应强度B 随时刻而转变的情形如图(乙)所示,图(甲)中线圈上的箭头的方向为感应电流i 的正方向.那么在图(丙)中给出的线圈中感应电流i 随时刻而转变的图像可能的是( C )解析:由(乙)图知,在0～0.5 s 内磁感应强度均匀增大,依照E=n ΔΦΔt =n ΔBΔt S 知,产生感应电动势不变,因此感应电流不变,可判定A,B 错误;在0～0.5 s 内,B 增大,磁通量Φ增大,依照楞次定律知感应电流的磁场与原磁场方向相反,垂直纸面向外,再由右手定那么可判定感应电流方向为逆时针方向,为负,故C 正确,D 错误.2. (2016·天津一中高三月考)竖直平面内有一形状为抛物线的滑腻曲面轨道,如下图,抛物线方程是y=x 2,轨道下半部份处在一个水平向外的非匀强磁场中,磁场的上边界是y=a 的直线(图中虚线所示),一个小金属环(可视为质点)从抛物线上y=b(b>a)处以速度v 沿抛物线下滑,假设抛物线足够长,金属环沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是( B )A.mgbB.mgb+12mv 2C.mg(b-a)D.mg(b-a)+12mv 2解析:因磁场为非匀强磁场,那么金属环在抛物线内滑动时总会产生感应电流,消耗机械能,最终停在抛物线的最低点,依照能量守恒定律,得损失的机械能为ΔE=mgb+12mv 2,应选B. 3.如下图,四条水平虚线等间距地散布在同一竖直面上,间距为h.在Ⅰ,Ⅱ两区间散布着完全相同、方向水平向里的磁场,磁感应强度大小按B t 图转变(图中B 0已知).现有一个长方形金属线框ABCD,质量为m,电阻为R,AB=CD=L,AD=BC=2h.用一轻质细线把线框ABCD 竖直悬挂着,AB 边恰好在Ⅰ区的正中央.t 0(未知)时刻细线恰好松弛,以后当即剪断细线,当CD 边抵达M 3N 3时线框恰好匀速运动.(空气阻力不计,g=10 m/s 2)求:(1)t 0的值;(2)线框AB 边抵达M 2N 2时的速度v;(3)从剪断细线到整个线框通过两个磁场区的进程中产生的电能有 多少?解析:(1)t 0时刻细线恰好松弛,对线框受力分析有 B 0IL=mg,I=ER因感生产生的感应电动势为 E=ΔΦΔt =ΔB ·S Δt =B 0t 0S,S=L ·12h, 得t 0=B 02L 2h2mgR .(2)当CD 边抵达M 3N 3时线框恰好匀速运动,速度为v ′,对线框受力分析有B 0I ′L=mg,I ′=E'R因CD 边切割产生的感应电动势E ′=B 0Lv ′,v ′=mgR B 02L 2从线框AB 边抵达M 2N 2时一直运动到CD 边抵达M 3N 3的进程中线框中无感应电动势产生,只受到重力作用,线框下落高度为3h,依照动能定理得mg ·3h=12mv ′2-12mv 2线框AB 边抵达M 2N 2时的速度v=√m 2g 2R 2B 04L 4-6gh .(3)线框从静止开始下落到CD 边刚离开M 4N 4的进程中线框中产生的电能为E 电,线框下落高度为4.5h,依照能量守恒得,mg4.5h=E 电+12mv ′2, E电=92mgh-m 3g 2R 22B 04L 4. 答案:(1)B 02L 2h2mgR(2)√m 2g 2R 2B 04L 4-6gh(3)92mgh-m 3g 2R 22B 04L 44. 如下图,两条足够长的平行金属导轨相距L,与水平面的夹角为θ,整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,虚线上方轨道滑腻且磁场方向向上,虚线下方轨道粗糙且磁场方向向下.当导体棒EF 以初速度v 0沿导轨上滑至最大高度的进程中,导体棒MN 一直静止在导轨上,假设两导体棒质量均为m 、电阻均为R,导轨电阻不计,重力加速度为g,在此进程中导体棒EF 上产生的焦耳热为Q,求:(1)导体棒MN 受到的最大摩擦力; (2)导体棒EF 上升的最大高度.解析:(1)EF 取得向上的初速度v 0时,产生感应电动势E=BLv 0 电路中电流为I,由闭合电路欧姆定律I=E2R 现在对导体棒MN 受力分析,由平稳条件 F A +mgsin θ=f,F A =BIL 解得f=B 2L 2v 0+mgsin θ.(2)导体棒EF 上升进程MN 一直静止,对系统由能量守恒定律得12m v 02=mgh+2Q 解得h=mv 02-4Q2mg. 答案:(1)B 2L 2v 02R +mgsin θ(2)mv 02-4Q2mg。

2018广东高考物理一轮电磁感应测试(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，1～5题每小题只有一个选项正确，6～8小题有多个选项符合题目要求，全选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分)1．首先发现电流的磁效应和电磁感应现象的物理学家分别是( )A．安培和法拉第B．法拉第和楞次C．奥斯特和安培D．奥斯特和法拉第解析：选 D.首先发现电流磁效应的科学家是奥斯特；发现电磁感应现象的科学家是法拉第，故选项D正确．2．磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁( )A．向上运动B．向下运动C．向左运动D．向右运动解析：选 B.据题意，从图示可以看出磁铁提供的穿过线圈原磁场的磁通量方向向下，由安培定则可知线圈中感应电流激发的感应磁场方向向上，即两个磁场的方向相反，则由楞次定律可知原磁场通过线圈的磁通量的大小在增加，故选项B正确．3．某学校操场上有如图所示的运动器械：两根长金属链条将一根金属棒ab 悬挂在固定的金属架上．静止时ab水平且沿东西方向．已知当地的地磁场方向自南向北斜向下跟竖直方向成45°，现让ab随链条荡起来，跟竖直方向最大偏角45°，则下列说法正确的是( )A ．当ab 棒自南向北经过最低点时，ab 中感应电流的方向是自西向东B ．当链条与竖直方向成45°时，回路中感应电流最大C ．当ab 棒自南向北经过最低点时，安培力的方向与水平向南的方向成45°斜向下D ．在ab 棒运动过程中，不断有磁场能转化为电场能解析：选C.当ab 棒自南向北经过最低点时，由右手定则知电流方向自东向西，故A 错误；当ab 运动方向与B 方向垂直时感应电流最大，当链条偏南与竖直方向成45°时，ab 运动方向(沿圆轨迹的切线方向)与磁场方向平行，此时感应电流为零，最小，故B 错误；当ab 棒自南向北经过最低点时，由左手定则知安培力的方向与水平向南的方向成45°斜向下，C 正确；在ab 棒运动过程中，不断有机械能转化为电场能，故D 错误．4．如图甲所示，线圈ABCD 固定于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，当磁场变化时，线圈AB 边所受安培力向右且变化规律如图乙所示，则磁场的变化情况可能是下列选项中的( )解析：选 D.由题意可知，安培力的方向向右，根据左手定则，可知：感应电流的方向由B 到A ，再由右手定则可知，当垂直向外的磁场在增加时，会产生由B 到A 的感应电流，由法拉第电磁感应定律，结合闭合电路欧姆定律，则安培力的表达式F ＝B ΔB Δt SL R ，因安培力的大小不变，则B ΔB Δt 是定值，若磁场B 增大，则ΔB Δt 减小，若磁场B 减小，则ΔBΔt增大，故D 正确，A 、B 、C 错误．5．如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长l a＝3l b，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则()A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流B．a、b线圈中感应电动势之比为9∶1C．a、b线圈中感应电流之比为3∶4D．a、b线圈中电功率之比为3∶1解析：选 B.根据楞次定律可知，两线圈内均产生逆时针方向的感应电流，选项A错误；因磁感应强度随时间均匀增大，则ΔBΔt＝k，根据法拉第电磁感应定律可知E＝nΔΦΔt＝nΔBΔtl2，则EaEb＝⎝⎛⎭⎪⎫312＝91，选项B正确；根据I＝ER＝Eρ4nlS′＝n ΔBΔtl2S′4ρnl＝klS′4ρ∝l，故a、b线圈中感应电流之比为3∶1，选项C错误；电功率P＝IE＝klS′4ρ·nΔBΔtl2＝nk2l3S′4ρ∝l3，故a、b线圈中电功率之比为27∶1，选项D错误；故选B.6．如图所示是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图．将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘；图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一竖直平面内；转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流．若图中铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路总电阻为R，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为ω.则下列说法正确的是( )A．回路中有大小和方向周期性变化的电流B ．回路中电流大小恒定，且等于BL 2ω2RC ．回路中电流方向不变，且从b 导线流进灯泡，再从a 导线流向旋转的铜盘D ．若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场，不转动铜盘，灯泡中一定有电流流过解析：选BC.据题意，当盘转动后，由右手定则可以确定电流流向盘的中心，从b 端流出到达a 端，故选项A 错误；所产生的电动势大小为：E ＝BLv ＝BLL ω2，则产生的电流大小为：I ＝E R ＝BL 2ω2R ，故B 选项正确；根据右手定则判断电流方向，电流为b 到a ，所以C 正确；如果将匀强磁场改成变化的磁场，铜盘不转动的话，没有导体切割磁场，回路中不会产生感应电流，故D 选项错误．7．如图所示的电路中，电感L 的自感系数很大，电阻可忽略，D 为理想二极管，则下列说法正确的有( )A ．当S 闭合时，L 1立即变亮，L 2逐渐变亮B ．当S 闭合时，L 1一直不亮，L 2逐渐变亮C ．当S 断开时，L 2立即熄灭D ．当S 断开时，L 1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭解析：选BD.当S 闭合时，因二极管加上了反向电压，故二极管截止，L 1一直不亮；通过线圈的电流增加，感应电动势阻碍电流增加，故使得L 2逐渐变亮，选项B 正确，A 错误；当S 断开时，由于线圈自感电动势阻碍电流的减小，故通过L 的电流要在L 2－L 1－D －L 之中形成新的回路，故L 1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭，选项C 错误，D 正确；故选B 、D.8．如图所示，两根光滑、足够长的平行金属导轨固定在水平面上．滑动变阻器接入电路的电阻值为R (最大阻值足够大)，导轨的宽度L ＝0.5 m ，空间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度的大小B ＝1 T ．内阻r ＝1 Ω的金属杆在F ＝5 N 的水平恒力作用下由静止开始运动．经过一段时间后，金属杆的速度达到最大速度v m ，不计导轨电阻，则有( )A ．R 越小，v m 越大B ．金属杆的最大速度大于或等于20 m/sC ．在金属杆达到最大速度之前，恒力F 所做的功等于电路中消耗的电能D ．金属杆达到最大速度后，金属杆中电荷沿杆长度方向定向移动的平均速率v e 与恒力F 成正比解析：选BD.当导体棒达到最大速度时满足F ＝F 安；则F ＝B BLv mr ＋RL ，解得v m＝F r ＋R B 2L 2，可知R 越大，v m 越大，选项A 错误；金属杆的最大速度v m＝F r ＋RB 2L 2＝5×1＋R 12×0.52＝20(1＋R )m/s ，则金属杆的最大速度大于或等于20 m/s ，选项B正确；在金属杆达到最大速度之前，恒力F 所做的功等于电路中消耗的电能与导体棒动能增量之和，选项C 错误；金属杆达到最大速度后导体棒中的电流I ＝FBL，则I ＝neSv e ，则v e ＝I neS ＝F BLneS，故金属杆达到最大速度后，金属杆中电荷沿杆长度方向定向移动的平均速率v e 与恒力F 成正比，选项D 正确；故选B 、D.二、非选择题(共4小题， 52分)9．(12分)很多人喜欢到健身房骑车锻炼，某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置，如图所示．自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中，后轮圆形金属盘在磁场中转动时，可等效成一导体棒绕圆盘中心O 转动．已知磁感应强度B ＝0.5 T ，圆盘半径l ＝0.3 m ，圆盘电阻不计．导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O 相连，导线两端a 、b 间接一阻值R ＝10 Ω的小灯泡．后轮匀速转动时，用电压表测得a 、b 间电压U ＝0.6 V.(1)与a连接的是电压表的正接线柱还是负接线柱？(2)圆盘匀速转动10分钟，则此过程中产生了多少电能 ?(3)自行车车轮边缘线速度是多少？解析：(1)根据右手定则，轮子边缘点是等效电源的负极，则a点接电压表的负接线柱(2)根据焦耳定律Q＝U2 R t代入数据得Q＝21.6 J(3)由U＝E＝12Bl2ω得v＝lω＝8 m/s答案：(1)负(2)Q＝21.6 J (3)v＝8 m/s10．(12分)如图所示，平行光滑U形导轨倾斜放置，倾角θ＝30°，导轨间的距离L＝1.0 m，电阻R＝R1＝3.0 Ω，电容器电容C＝2×10－8F，导轨电阻不计，匀强磁场的方向垂直于导轨平面向上，磁感应强度B＝2.0 T，质量m＝0.4 kg，电阻r＝1.0 Ω的金属棒ab垂直置于导轨上，现用沿轨道平面且垂直于金属棒的大小F＝5.0 N的恒力，使金属棒ab从静止起沿导轨向上滑行，求：(1)金属棒ab达到匀速运动时的速度大小(g＝10 m/s2 )；(2)金属棒ab从静止开始到匀速运动的过程中通过电阻R1的电荷量．解析：(1)当金属棒匀速运动时，由力的平衡条件得：F＝mg sin 30°＋BIL 求得：I＝1.5 A.由闭合电路欧姆定律得：I＝ER＋r＝BLvR＋r联立以上方程解得金属棒匀速运动的速度大小为：v＝3 m/s.(2)当金属棒匀速运动时，电容器两端的电压U＝IR＝4.5 V电容器极板上聚集的电荷量Q＝CU＝9×10－8 C，所以通过R 1的电荷量Q ′＝Q ＝9×10－8C 答案：(1)v ＝3 m/s (2)9×10－8 C11．(12分)如图所示，水平放置的三条光滑平行金属导轨a ，b ，c ，相距均为d ＝1 m ，导轨ac 间横跨一质量为m ＝1 kg 的金属棒MN ，棒与导轨始终良好接触．棒的总电阻r ＝2 Ω，导轨的电阻忽略不计. 在导轨bc 间接一电阻为R ＝2 Ω的灯泡，导轨ac 间接一理想电压表．整个装置放在磁感应强度B ＝2 T 匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下．现对棒MN 施加一水平向右的拉力F ，使棒从静止开始运动，已知施加的水平外力功率恒定，经过t ＝1 s 时间棒达到稳定时速度3 m/s.试求：(1)金属棒达到稳定时施加水平恒力F 为多大？水平外力F 的功率为多少？ (2)金属棒达到稳定时电压表的读数为多少？ (3)此过程中灯泡产生的热量是多少？解析：(1)当F ＝F 安时，金属棒速度达到稳定， 则F 安＝BIdI ＝BdvR ＋r 2，联立得F ＝4 N ，P ＝Fv ＝12 W. (2)设电压表的读数为U ，则有U ＝Bdv ＋U LU L ＝BdvR ＋r 2R ，代入数据得U ＝10 V. (3)设小灯泡和金属棒产生的热量分别为Q 1、Q 2，根据焦耳定律得知：Q 1Q 2＝R r2.由功能关系得：Pt ＝Q 1＋Q 2＋12mv 2，代入数据得Q 1＝5 J.答案：(1)F ＝4 N P ＝12 W (2)U ＝10 V (3)Q 1＝5 J12．(16分)如图甲所示，斜面的倾角α＝30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长L1＝1 m，bc边的边长L2＝0.6 m，线框的质量m＝1 kg，线框的电阻R＝ 0.1 Ω，线框受到沿斜面向上的恒力F的作用，已知F＝15 N，线框与斜面间的动摩擦因数μ＝33.线框的边ab∥ef∥gh，斜面的efhg区域有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙的B－t图象所示，时间t是从线框由静止开始运动起计时的．如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh线的距离x＝5.1 m，取g＝10 m/s2.求：(1)线框进入磁场前的加速度a；(2)线框进入磁场时匀速运动的速度v；(3)在丙图中画出线框从静止开始运动直至ab边运动到gh线过程的v－t 图象；(4)线框从静止开始运动直至ab边运动到gh线的过程中产生的焦耳热Q.解析：(1)线框进入磁场前，线框受到线框的重力、拉力F、斜面的支持力和斜面对线框的摩擦力作用，由牛顿第二定律：F－mg sin α－μmg cos α＝ma 得线框进入磁场前的加速度a＝5 m/s2.(2)因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动，ab边进入磁场切割磁感线，产生的电动势E1＝BL1v形成的感应电流I1＝E 1 R受到沿斜面向下的恒定的安培力F安＝BI1L1线框受力平衡，有F＝mg sin α＋μmg cos α＋F安此时磁感应强度必恒定不变B＝0.5 T，代入数据解得v＝2 m/s.(3)线框abcd进入磁场前做匀加速直线运动，进入磁场前的运动时间t 1＝va＝0.4 s进入磁场过程中线框做匀速运动的时间t2＝L2v＝0.3 s.线框完全进入磁场后至运动到gh线，线框受力情况与进入磁场前相同，仍做匀加速直线运动，所以该阶段的加速度大小仍为a＝5 m/s2，该过程有x－l2＝vt3＋12at23，解得t3＝1 s线框从静止开始运动直至ab边运动到gh线过程的v－t图象如图；(4)线框整体进入磁场后，ab边运动到gh线的过程中，线框中有感应电流的时间t4＝t1＋t2＋t3－0.9 s＝0.8 sE 2＝ΔB·SΔt＝0.5×0.62.1－0.9V＝0.25 V此过程产生的焦耳热Q2＝E22Rt4＝0.5 J.线框匀速进入磁场过程中产生的焦耳热Q1＝I21Rt2＝3 J线框从静止开始运动直至ab边运动到gh线的过程中产生的焦耳热Q＝Q1＋Q2＝3.5 J答案：(1)5 m/s2(2)2 m/s (3)如图(4)3.5 J。

2018年全国卷高考物理总复习《电磁感应》习题跟踪集训1．如图，固定在水平桌面上的光滑金属导轨cd、eg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与导轨接触良好，在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计，现用一水平向右的恒力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右沿导轨滑动，滑动中杆ab始终垂直于导轨，金属杆受到的安培力用F安表示，则下列说法正确的是（）A．金属杆ab做匀加速直线运动B．金属杆ab运动过程回路中有顺时针方向的电流C．金属杆ab所受到的F安先不断增大，后保持不变D．金属杆ab克服安培力做功的功率与时间的平方成正比【答案】C2．如图所示，由均匀导线制成的半径为R的圆环，以速度v匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场．当圆环运动到图示位置（∠aOb=90°）时，a、b两点的电势差为（）A．B．C．D．【答案】D3．如图所示，在匀强磁场的上方有一质量为m、半径为R的细导线做成的圆环，圆环的圆心与匀强磁场的上边界的距离为h。

将圆环由静止释放，圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间，速度均为。

已知匀强磁场的磁感应强度为B，导体圆环的电阻为r，重力加速度为g，则下列说法不正确的是（）A．圆环刚进入磁场的瞬间，速度B．圆环进入磁场的过程中，电阻产生的热量为C．圆环进入磁场的过程中，通过导体横截面的电荷量为D．圆环进入磁场的过程做的是匀速直线运动【答案】D4．如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，导轨间距为l，电阻不计。

导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B。

金属杆放置在导轨上，与导轨的接触点为M、N，并与导轨成θ角。

金属杆以ω的角速度绕N点由图示位置匀速转动到与导轨ab垂直，转动过程金属杆与导轨始终良好接触，金属杆单位长度的电阻为r。

则在金属杆转动过程中（）A．M、N两点电势相等B．金属杆中感应电流的方向是由N流向MC．电路中感应电流的大小始终为D．电路中通过的电量为【答案】A5．（多选）如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向匀强磁场，PQ 为两个磁场的边界，磁场范围足够大，磁感应强度的大小分别为B 1＝B 、B 2＝2B 。

周测九电磁感应交变电流(B卷)(本试卷满分95分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的．全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分)1.如图所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西稳定、强度较大的直流电流．现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏电流计，图中未画出)检测此通电直导线的位置，若不考虑地磁场的影响，在检测线圈位于水平面内，从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中，俯视检测线圈，其中感应电流的方向是( )A．先顺时针后逆时针B．先逆时针后顺时针C．先顺时针后逆时针，然后再顺时针D．先逆时针后顺时针，然后再逆时针2.(多选)某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成．当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路．仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有( ) A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零B．家庭电路中使用的用电器增多时，L2中的磁通量不变C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起3.如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其自感系数很大，直流电阻忽略不计．下列说法正确的是( )A．S闭合瞬间，A先亮B．S闭合瞬间，A、B同时亮C．S断开瞬间，B逐渐熄灭D．S断开瞬间，A闪亮一下，然后逐渐熄灭4．如图甲，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图乙所示，已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是( )5．(多选)如图甲所示，竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B 0＝0.5 T ，并且以ΔBΔt＝0.1T/s 的变化率均匀增大，图象如图乙所示，水平放置的导轨不计电阻，不计摩擦阻力，宽度L ＝0.5 m ，在导轨上放着一金属棒MN ，电阻R 0＝0.1 Ω，并且水平细线通过定滑轮悬吊着质量M ＝0.2 kg 的重物．导轨的定值电阻R ＝0.4 Ω，与P 、Q 端点相连组成回路．又知PN 长d ＝0.8 m ．在重物被拉起的过程中，下列说法中正确的是(g 取10 N/kg)( )A ．电阻R 中电流的方向由P 到QB ．电流的大小为0.1 AC ．从磁感应强度为B 0开始计时，经过495 s 的时间，金属棒MN 恰能将重物拉起D ．电阻R 上产生的热量约为16 J6．图甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，下列说法正确的是( )A ．图甲表示交流，图乙表示直流B ．图甲电压的有效值为220 V ，图乙电压的有效值小于220 VC ．图乙电压的瞬时值表达式为u ＝2202sin 100πt VD ．图甲电压经过匝数比为10∶1的变压器变压后，频率变为原来的0.1倍 7.如图所示，一理想变压器的原、副线圈分别由双线圈ab 和cd (匝数都为n 1)、ef 和gh (匝数都为n 2)组成．用I 1和U 1表示输入电流和电压，I 2和U 2表示输出电流和电压．在下列四种接法中，符合关系U 1U 2＝n 1n 2，I 1I 2＝n 2n 1的有( )①b 与c 相连，以a 、d 为输入端；f 与g 相连，以e 、h 为输出端 ②b 与c 相连，以a 、d 为输入端；e 与g 相连，以f 、h 为输出端③a 与c 相连，b 与d 相连作为输入端；f 与g 相连，以e 、h 为输出端④a与c相连，b与d相连作为输入端；e与g相连，f与h相连作为输出端A．①② B．②③ C．③④ D．①④8.如图所示为一自耦变压器，保持电阻R′和输入电压不变，以下说法正确的是( ) A．滑片P向b方向移动，滑片Q下移，电流表示数减小B．滑片P不动，滑片Q上移，电流表示数不变C．滑片P向b方向移动，滑片Q不动，电压表示数增大D．滑片P不动，滑片Q上移或下移，电压表示数始终不变二、非选择题(本题包括4小题，共47分)9．(11分)两根足够长的平行金属导轨间的距离为L，导轨光滑且电阻不计，导轨所在的平面与水平面夹角为θ.在导轨所在平面内，分布磁感应强度为B、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．把一个质量为m的导体棒ab放在金属导轨上，在外力作用下保持静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，与金属导轨接触的两点间的导体棒电阻为R1.完成下列问题：(1)如图甲，金属导轨的一端接一个内阻为r的直流电源，撤去外力后导体棒仍能静止，求直流电源的电动势；(2)如图乙，金属导轨的一端接一个阻值为R2的定值电阻，撤去外力让导体棒由静止开始下滑，在加速下滑的过程中，当导体棒的速度达到v时，求此时导体棒的加速度；(3)求第(2)问中导体棒所能达到的最大速度．10．(12分)半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面．BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示．整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下．在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻(图中未画出)．直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触．设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒和导轨的电阻均可忽略．重力加速度大小为g.求：(1)通过电阻R的感应电流的方向和大小；(2)外力的功率．11．(12分)如图甲所示，匀强磁场的磁感应强度B为0.5 T，其方向垂直于倾角θ为30°的斜面向上．绝缘斜面上固定有“∧”形状的光滑金属导轨MPN(电阻忽略不计)，MP 和NP长度均为2.5 m，MN连线水平，长为3 m．以MN中点O为原点，OP为x轴建立一维坐标系Ox.一根粗细均匀的金属杆CD，长度d为3 m，质量m为1 kg，电阻R为0.3 Ω，在拉力F的作用下，从MN处以恒定速度v＝1 m/s在导轨上沿x轴正向运动(金属杆与导轨接触良好)．g取10 m/s2.(1)求金属杆CD运动过程中产生的感应电动势E及运动到x＝0.8 m处电势差U CD；(2)推导金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式，并在图乙中画出F－x关系图象；(3)求金属杆CD从MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热．12．(12分)如图所示，MN、PQ是两条水平、平行放置的光滑金属导轨，导轨的右端接理想变压器的原线圈，变压器的副线圈与电阻R＝20 Ω组成闭合回路，变压器的原副线圈匝数之比n1∶n2＝1∶10，导轨宽L＝5 m．质量m＝2 kg、电阻不计的导体棒ab垂直MN、PQ 放在导轨上，在水平外力F作用下，从t＝0时刻开始在图示的两虚线范围内往复运动，其速度随时间变化的规律是v＝2sin20πt(m/s)．垂直轨道平面的匀强磁场的磁感应强度B＝4 T．导轨、导线和线圈电阻均不计．求：(1)ab棒中产生的电动势的表达式；ab棒中产生的是什么电流？(2)电阻R上的电热功率P.(3)从t＝0到t1＝0.025 s的时间内，通过外力F所做的功．周测九电磁感应交变电流(B卷)1．D如图为地下通电直导线产生的磁场的正视图，当线圈在通电直导线正上方的左侧时由楞次定律知，线圈中感应电流方向为逆时针，同理在右侧也为逆时针，当线圈一部分在左侧一部分在右侧时为顺时针，故D正确．ΔB ·t R 0＋R ＝拉起，则F 安＝T 解得t ＝495 s ，故，故D 项错误．安＝mg sin θ.mg R 1＋r θBL时，产生的感应电动势B 2L B L m R 1＋R 2.sin θ时，导体棒达到最大速度mg R 1＋R 2θB L 2答案：(1)mg R 1＋r θBL m R 1＋R 2 (3)mg R 1＋R 2θB L 2解题思路：(1)在Δt 时间内，导体棒扫过的面积为[(2r )－r 2]①根据法拉第电磁感应定律，导体棒上感应电动势的大小为—x图线与x轴所围成的图形的面积，，故全过程产生的焦耳热Q＝W F－ΔE p＝。

月考三电磁场电磁感应交、直流电路第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一个选项正确，第7～10题有多个选项正确．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．1.两块相互靠近的平行金属板M、N组成电容器，充电后与电源断开，M板带正电，N板带负电，且电荷量保持不变．如图所示，板间有一个用绝缘细线悬挂的带电小球(可视为质点)，小球静止时与竖直方向的夹角为θ，忽略带电小球所带电荷量对极板间匀强电场的影响，则 ( )A．小球带负电；若将细线烧断，小球将做匀加速直线运动B．小球带正电；若将细线烧断，小球将做自由落体运动C．若只将N板水平向右平移稍许，电容器的电容将变小，夹角θ将变大D．若只将N板竖直向上平移稍许，电容器的电容将变小，央角θ将变大2．如图所示，等量异种点电荷A、B固定在同一水平线上，竖直固定的光滑绝缘杆与AB 的中垂线重合，C、D是绝缘杆上的两点，ACBD构成一个正方形．一带负电的小球(可视为点电荷)，套在绝缘杆上自C点无初速度释放，由C运动到D的过程中，下列说法正确的是( )A．小球的速度先减小后增大B．小球的速度先增大后减小C．杆对小球的作用力先减小后增大D．杆对小球的作用力先增大后减小3．如图所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕转轴OO′以角速度ω匀速转动，轴OO′垂直于磁感线，制成一台交流发电机．它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为1∶2，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大．从正方形线圈处于图示位置开始计时，下列判断正确的是( )A．交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBωL2sinωtB．变压器的输入功率与输出功率之比为2∶1C．电压表V示数为NBωL2D．若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均减小4．如图甲，一绝缘带电物块(视为质点)无初速度地放在皮带底端，皮带轮以恒定的角速度沿顺时针方向转动，该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，物块由底端P运动至皮带轮顶端Q的过程中，其v－t图象如图乙所示，物块全程运动的时间为4.5 s且运动过程中电荷量保持不变，关于带电物块及运动过程的说法正确的是( )A．皮带的运动速度大小可能为2.5 m/sB．若已知皮带的长度，可求出该过程中物块与皮带发生的相对位移C．在2～4.5 s内，带电物块与皮带保持相对静止D．物块带负电5.如图所示，有a、b两个完全相同的带电粒子(不计重力)从两块平行金属板正中间的O 点分别沿轴线OO′方向以相同速度射入，当开关S断开时，a粒子沿OO′射入匀强磁场中做匀速圆周运动，打在竖直挡板上的P点，测得O′P＝x1；当开关S接通时，b粒子恰好从下极板端点C处射出，射出后打在竖直挡板的Q点，测得CQ＝x2.若用t1表示a粒子从O到P的运动时间，用t2表示b粒子从O到Q的运动时间．则下列说法正确的是 ( ) A．x1>x2 B．t1>t2C．粒子带正电 D．A端是电源的正极6.如图所示，已知带电荷量均为＋Q的点电荷M、N固定不动且连线水平，试探电荷P可在M、N连线的中垂面内绕中心点O做匀速圆周运动，重力忽略不计．则 ( ) A．圆轨道上各点的电势处处不相等B．P可能带正电，也可能带负电C．P做圆周运动的半径越小，线速度一定越大D．P做圆周运动的半径越小，角速度一定越大7.如图所示为著名物理学家费曼设计的一个实验装置：水平绝缘圆板可绕通过其中心的竖点沿圆弧移动到A点的过程中，导线框中感应电流的方向先为逆时针方点沿圆弧移动到图中∠CAD＝30°位置的过程中，点时，导线框中的感应电动势最大闭合时，一质量为m、带电荷量为q的液滴，静止在电容器的K2断开，然后将B板向下平移到图中虚线位置，则下列点电势高其电阻忽略不计)研究自感现象的实验电路，图中两个是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图象．关于这些图象，下列说法中正确的是 ( )S由断开变为闭合，通过传感器S1的电流随时间变化的情况S由断开变为闭合，通过传感器S1的电流随时间变化的情况S由闭合变为断开，通过传感器S2的电流随时间变化的情况S由闭合变为断开，通过传感器S2的电流随时间变化的情况第Ⅱ卷(非选择题共70分)·m.(保留三位有效数字)实验小组要测量一节干电池的电动势和内电阻．实验室有如下器材可供选．待测干电池(电动势约为1.5 V，内阻约为1.0 Ω)量程3 V)量程15 V)量程0.6 A)(阻值为50 Ω)．滑动变阻器(阻值范围0～50 Ω)．开关、导线若干为了尽量减小实验误差，在如图1所示的四个实验电路中应选用________．实验中电压表应选用________(填器材前的字母)．实验中测出几组电流表和电压表的读数并记录在下表中.序号12345 6电压U/V 1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10电流I/A0.0600.1200.2400.2600.3600.480请你将第5组数据描绘在图2给出的U－I坐标系中并完成U－I图线．(4)由此可以得到，此干电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.(结果均保留两位小数)(5)有位同学从实验室找来了一个电阻箱，用如图3所示的电路测量干电池的电动势和内电阻．闭合开关后，改变电阻箱阻值．当电阻箱阻值为R1时，电流表示数为I1；当电阻箱阻值为R2时，电流表示数为I2.已知电流表的内阻为R A.请你用R A、R1、R2、I1、I2表示出干电池的内电阻r＝________.三、计算或论述题：本题共4小题，共50分．解答应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．13.(10分)如图所示电路中，电源电动势E＝12 V，内阻r＝1 Ω，电阻R1＝9 Ω，R2＝5 Ω，R3是一只滑动变阻器，其阻值变化范围为0～20 Ω，求：(1)电流表的示数为0.4 A，R3的阻值为多大；(2)电源的总功率最大值；(3)R3能获得的最大功率．14.如图所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd10 Ω，线圈位于磁感应强度线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环Ω的定值电阻连接．现使线圈绕过＝400 rad/s匀速转动．电路中的其他电阻以及线圈如图所示，两平行光滑金属导轨倾斜放置且固定，，导轨下端有垂直于轨道的挡板，上端连接一个阻值、方向垂直导轨向上的匀强磁场中，两根相同的金属棒靠在挡板上，棒cd在沿导轨平面向上的拉力作用下，的匀加速运动．已知每根金属棒质量为平面上，以坐标原点O为圆心的四分之一圆形区域的匀强磁场，其中M、N点距坐标原点处有一个粒子源，不断地向xOy的带正电粒子，它们的速度大小都是v＝1×105 m/s，与x轴正方向的夹角分布在由题意知，粒子进入磁场后向下偏转，由左手定则知粒子带负电，选项粒子在板间向下偏转，所受电场力向下，故B端是电源的正极，选项在磁场中的运动轨迹如图所示．线圈接通电源瞬间，则根据麦克斯韦电磁场理论可知，变化的磁场产生电场，使圆板转动．由于线圈中电流方向未知，向未知，所以不能确定小球所受的电场力方向，无法判断小球的电性，错误；线圈接通电源瞬间，则变化的磁场产生电场，从而导致带电为了减小实验误差，实验要多测几组数据，因此实验要用滑动变阻由于待测干电池的内阻与电流表的内阻相差不大，(2)待测干电池的电动势约为图象时，要让尽可能多的点在同一条直线上，不在同一条直线上的点对称分布在直图象可知，干电池的电动势E＝1.5由闭合电路欧姆定律得，E＝I1(R1分) 0.83(0.81～0.85)(2分))由题意可求：U并＝I2R2＝2 V根据闭合电路的欧姆定律，E＝U并＋I(R1＋r)0.6 A′＝R1＋r R2 r＋R＋R2＝＝nBΔSR＋rΔt(3)7.5×10－ C对挡板的压力为零时，受力分析可得轴射入的粒子，轨迹如图甲所示，OP＝ 2 m，则△O1OPπ点射出的粒子，轨迹如图乙所示，由几何关系可知为等腰直角三角形OM＝45°(4分)出射时，轨迹如图丙所示。

课时达标第29讲[解密考纲]理解交变电流的产生过程，能正确推出交变电流的表达式；理解描述交变电流的几个物理量，会计算交变电流的有效值．1．如图所示，面积均为S的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e＝BSωsin ωt的图是(A)解析：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动，产生的正弦交变电动势为e＝BSωsin ωt，由这一原理可判断，A图中感应电动势为e＝BSωsin ωt；B 图中的转动轴不在线圈所在平面内；C、D图中的转动轴与磁场方向平行，而不是垂直．2．如图所示电路中，电源电压u＝311sin(100πt) V，A、B间接有“220 V440 W”的电暖宝、“220 V220 W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝．下列说法正确的是(D)A．交流电压表的示数为311 VB．电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3 2 AC．电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍D．1 min内抽油烟机消耗的电能为1.32×104 J解析：交流电压表的示数为有效值为220 V，故选项A错误；由公式P＝UI知电路要正常工作，干路中电流有效值为3 A，所以保险丝的颇定电流不能小于3 A，故选项B错误；电暖宝是纯电阻用电器，P热＝P电，而抽油烟机是非纯电阻用电器，P热<P电，故选项C错误；1 min内抽油烟机消耗的电能为W＝Pt＝1.32×104 J，故选项D正确．3．调光灯、调速电风扇以前是用变压器来实现的，该技术的缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速．现在的调光灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的．如图为经过一个双向可控硅调节后加在电灯上的电压．那么现在电灯上的电压为(C)A ．U mB ．2U m2C ．U m 2D ．U m 4解析：电灯上的电压值，如没有特殊说明一般指电压的有效值，设加在电灯上电压的有效值为U ，取一个周期，由电流的热效应得U 2R T ＝⎝⎛⎭⎫U m 22R ·T 4＋⎝⎛⎭⎫U m 22R ·T4，所以可得U ＝U m2，故选项C 正确．4．交流发电机在工作时产生的电压的表达式为u ＝U m sin ωt ，保持其他条件不变，使该线圈的转速和匝数同时增加一倍，则此时电压的变化规律变为( B )A ．4U m sin ωtB ．4U m sin 2ωtC ．2U m sin ωtD ．U m sin ωt解析：线圈的转速和匝数同时增加一倍，则U m 增加到原来的4倍，线圈的转速增加一倍，则ω为原来的两倍，故电压的变化规律变为4U m sin 2ωt ，选项B 正确．5．一个边长为6 cm 的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，电阻为0.36 Ω.磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图所示，则线框中感应电流的有效值为( B )A ．2×l0－5AB ．6×10－5 AC ．22×10－5A D ．322×10－5A解析：由法拉第电磁感应定律和欧姆定律可得0～3 s 内产生的感应电流I 1＝2×10－5 A,3～5 s 内产生的感应电流I 2＝3×10－5 A ，且与0～3 s 内方向相反，于是可作出i 随时间t 变化的图象如图所示．由有效值的定义得I 21Rt 1＋I 22Rt 2＝I 2Rt ，代入数据可得I ＝6×10－5 A ，故B 选项正确．6．如图所示电路，电阻R 1与电阻R 2阻值相同，都为R ，和R 1并联的D 为理想二极管(正向电阻可看做零，反向电阻可看做无穷大)，在A 、B 间加一正弦交变电压U ＝202sin 100πt V ，则加在R 2上的电压的有效值为( D )A ．10 VB ．20 VC ．15 VD ．510 V解析：根据有效值的定义可得(20 V )2R ×T 2＋(10 V )2R ×T 2＝U 2R ×T, 解得加在R 2上的电压的有效值U ＝510 V ，D 项正确．7．将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l ，它在磁感应强度为B 、方向如图所示的匀强磁场中匀速转动，转速为n ，导线在a 、b 两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为P 的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为( B )A ．(2πl 2nB )2PB ．2(πl 2nB )2PC ．(l 2nB )22PD ．(l 2nB )2P解析：导线转动过程中产生正弦交流电，其最大值为E m ＝2πnBl 2，根据小灯泡正常发光，有P ＝⎝⎛⎭⎫E m 221R，解得R ＝2(πl 2nB )2P ，B 项正确．8．实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的OO ′轴匀速转动．今在发电机的输出端接一个电阻R 和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10 V ．已知R ＝10 Ω，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是 ( D )A ．线圈平面与磁场平行时，线圈中的瞬时电流为零B ．从线圈平面与磁场平行开始计时，线圈中感应电流瞬时值表达式为i ＝2sin 50πt AC ．流过电阻R 的电流每秒钟方向改变25次D ．电阻R 上的热功率等于10 W解析：线圈平面与磁场平行时，线框切割磁场的两边正好垂直切割，瞬时感应电流最大，A 项错．由题意得E m ＝10 2 V ，f ＝25 Hz ，i ＝2cos 50πt A ，B 项错；电流方向每秒改变50次，C 项错；P R ＝U 2R ＝E 2R＝10 W ，D 项正确．9．如图所示，图线a 是线圈在磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图象如图线b 所示．以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是( C )A ．线圈先后两次转速之比为1∶2B ．交流电a 的电压瞬时值u ＝10sin 0.4πt VC ．交流电b 电压的最大值为203V D ．在图中t ＝0时刻穿过线圈的磁通量为零解析：由题图可知，周期T a ＝0.4 s ，T b ＝0.6 s ，则线圈先后两次转速之比n a ∶n b ＝T b ∶T a＝3∶2，故选项A 错误；由题图知交流电a 的电压最大值U m a ＝10 V ，周期T a ＝0.4 s ，ωa ＝2πT a ＝5π rad/s ，交流电压的瞬时值表达式为u ＝U m a sin ωt ＝10sin 5πt (V)，故选项B 错误；由电动势的最大值E m ＝NBSω，知两个电压最大值之比U m a ∶U m b ＝ωa ∶ωb ＝3∶2，则交流电b 电压的最大值为203 V ，故选项C 正确；t ＝0时刻u ＝0，根据法拉第电磁感应定律，磁通量变化率为零，而磁通量最大，故选项D 错误．10．(多选)图甲为一台小型发电机构造示意图，内阻r ＝5.0 Ω，外电路电阻R ＝95 Ω，电路中其余电阻不计．发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的周定轴转动，线圈匝数N ＝100.转动过程中穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t 按正弦规律变化，如图乙所示，则( BC )A ．t ＝3.14×10－2 s 时，该小型发电机的电动势为零B ．该小型发电机的电动势的最大值为200 VC ．电路中电流最大值为2 AD ．串联在外电路中的交流电流表的读数为2 A解析：t ＝3.14×10－2 s 时，磁通量Φ的变化率最大，该小型发电机的电动势有最大值，选项A 错误；从Φ－t 图线可以看出，Φmax ＝1.0×10－2 Wb ，T ＝3.14×10－2 s ，ω＝2πT ，感应电动势的最大值E max ＝NωΦmax ＝200 V ，选项B 正确；电路中电流最大值I max ＝E maxR ＋r＝2 A ，选项C 正确；交流电流表读数是交变电流的有效值，即I ＝I max2＝1.4 A ，选项D 错误．11．(2015·山东卷)如图甲，R 0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内．左端连接在一周期为T 0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R 0的电流i 始终向左，其大小按图乙所示规律变化．规定内圆环a 端电势高于b 端时，a 、b 间的电压为u ab 为正，下列u ab t 图象可能正确的是( C )解析：由题知通过外圆环的电流方向始终是顺时针方向，大小做周期性变化．分析0.5T 0时间内，前0.25T 0电流增加，由楞次定律可以判断出通过内圆环电流逆时针，此时a 端电势高于b 端，后0.25T 0电流减少，由楞次定律可以判断出通过内圆环电流顺时针，此时a 端电势低于b 端．每个0.5T 0时间内都是同样的变化规律，故C 项正确．。

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周测九电磁感应交变电流(A卷）(本试卷满分95分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的．全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分)1.两根通电直导线M、N都垂直纸面固定放置,通过它们的电流方向如图所示，正方形线圈L 的平面跟纸面平行，现将线圈从位置A沿M、N连线的中垂线迅速平移到位置B，则在平移过程中，线圈中的感应电流（)A．沿顺时针方向，且越来越小B．沿逆时针方向,且越来越大C．始终为零D．先顺时针,后逆时针2。

某磁场磁感线如图所示，有一铜线圈自图示A位置下落至B位置，在下落过程中，自上往下看,线圈中感应电流的方向是( )A．始终顺时针 B．先顺时针再逆时针C．始终逆时针 D．先逆时针再顺时针3。

（多选)如图所示，一根空心铝管竖直放置，把一枚小圆柱形的永磁体从铝管上端由静止释放，经过一段时间后，永磁体穿出铝管下端口．假设永磁体在铝管内下落过程中始终沿着铝管的轴线运动，不与铝管内壁接触，且无翻转．忽略空气阻力，则下列说法中正确的是（) A．若仅增强永磁体的磁性，则永磁体穿出铝管时的速度变小B．若仅增强永磁体的磁性，则永磁体穿过铝管的时间缩短C．若仅增强永磁体的磁性，则永磁体穿过铝管的过程中产生的焦耳热减少D．若铝管有自上到下的裂缝，则在永磁体穿过铝管的过程中，永磁体动能的增加量等于其重力势能的减少量4。

2018届高考物理第一轮复习电磁感应和交变电流课堂练习二1．如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中，线框面积为S ，电阻为R 。

线框绕与cd 边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框中感应电流的有效值I= 。

线框从中性面开始转过2π的过程中，通过导线横截面的电荷量q= 。

2．在“用DIS 研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，应将螺线管接入电源后放置在水平桌面上，调节磁传感器的高度，使磁传感器的探管正好在螺线管的 上。

启动“绘图”功能后，在显示屏上可观察到B —d 图线，如图所示,请根据图像写出实验结果： 。

3．（10分） 发电机转子是匝数n =100，边长L =20cm 的正方形线圈，置于磁感应强度B =0.5T 的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以ω=100π（rad ／s ）的角速度转动，当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时．线圈的电阻r =1Ω，外电路电阻R =99Ω．试求：（1）写出交变电流瞬时值表达式；（2）外电阻上消耗的功率；（3）从计时开始，线圈转过3π过程中，通过外电阻的电荷量是多少?4．如图所示，在磁感强度B = 2T 的匀强磁场中，有一个半径r =0.5m 的金属圆环．圆环所在的平面与磁感线垂直．OA 是一个金属棒，它沿着顺时针方向以20rad ／s 的角速度绕圆心O 匀速转动．A 端始终与圆环相接触OA 棒的电阻R =0.1Ω，图中定值电阻R 1=100Ω，R 2=4Ω，电容器的电容C =100pF ．圆环和连接导线的电阻忽略不计，求：（1）电容器的带电量．哪个极板带正电．（2）电路中消耗的电功率是多少？5．如图甲所示，不计电阻的U 形光滑导轨框架水平放置，框架中间有竖直方向的匀强磁场，导轨间距为1m,有一导体棒ab横放在框架上，其质量为m＝0.1kg，电阻R＝4欧，现用轻绳拴住导体棒，轻绳一端通过定滑轮绕在电动机转轴上，另一端通过定滑轮与质量为M＝0.3kg的物体相连，电动机的内阻为r＝0.1欧，接通电路后，电压表的读数恒为U=8V，电流表的读数恒为I=1A，电动机牵引原来静止的导体棒ab在U形光滑导轨框架水平向右运动，其运动情况如图乙所示（g=10m/s2）。

1．如图所示，铜质导电板置于匀强磁场中，通电时铜板中电流方向向下，由于磁场的作用，则()A．板左侧聚集较多电子，使b点电势高于a点B．板左侧聚集较多电子，使a点电势高于b点C．板右侧聚集较多电子，使a点电势高于b点D．板右侧聚集较多电子，使b点电势高于a点2.如图所示，在平行线MN、PQ之间存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面的磁场(未画出)，磁场的磁感应强度从左到右逐渐增大。

一带电微粒进入该区域时，由于受到空气阻力作用，恰好能沿水平直线OO′通过该区域。

带电微粒所受的重力忽略不计，运动过程带电荷量不变。

下列判断正确的是()A．微粒从左到右运动，磁场方向向里B．微粒从左到右运动，磁场方向向外C．微粒从右到左运动，磁场方向向里D．微粒从右到左运动，磁场方向向外3．如图所示，ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中，线圈ab将()A．静止不动B．逆时针转动C．顺时针转动D．发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动的方向4．如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速度匀速运动。

为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈，通过观察图形。

判断下列说法正确的是()A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动B．若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动C．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈D．从图中可以看出，第4个线圈是不合格线圈5．如图所示，一带铁芯线圈置于竖直悬挂的闭合铝框右侧，与线圈相连的导线abcd内有水平向里变化的磁场。

下列哪种变化磁场可使铝框向左偏离()6．电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器。

如图甲为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管。

一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号。

绝密★启用前2018届高考一轮总复习章末检测卷：第十章 交变电流 传感器物理试题试卷副标题考试范围：xxx ；考试时间：0分钟；命题人：xxx学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________注意事项．1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上第I 卷（选择题）一、选择题（题型注释）1、某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L 1由火线和零线并行绕成．当右侧线圈L 2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K ，从而切断家庭电路．仅考虑L 1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有A ．家庭电路正常工作时，L 2中的磁通量为零B ．家庭电路中使用的电器增多时，L 2中的磁通量不变C ．家庭电路发生短路时，开关K 将被电磁铁吸起D ．地面上的人接触火线发生触电时，开关K 将被电磁铁吸起2、一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流e ＝220sin 100πt (V )，那么( )A ．该交变电流的频率是100 HzB ．当t ＝0时，线圈平面恰好与中性面垂直C ．当t ＝s 时，e 最大D ．该交变电流电动势的有效值为220V3、如图9甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，在t ＝时刻 ( )A ．线圈中的电流最大B ．穿过线圈的磁通量最大C ．线圈所受的安培力为零D ．穿过线圈磁通量的变化率最大4、远距离输电装置如图所示，升压变压器和降压变压器均是理想变压器。

当K 由2改接为1时，下列说法正确的是（ ）A ．电压表读数变大B ．电流表读数变大C ．电流表读数变小D ．输电线损失的功率减小5、正弦交变电流经过匝数比为n 1∶n 2＝10∶1的理想变压器与电阻R 、交流电压表V 、交流电流表A 按图甲所示方式连接，R ＝10 Ω.图乙是R 两端电压U 随时间变化的图象，U m ＝10 V ，则下列说法中正确的是( )A ．通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R ＝cos 100πt (A )B ．电流表A 的读数为0.1 AC ．电流表A 的读数为AD ．电压表V 的读数为10 V6、如图所示，M 是一小型理想变压器，接线柱a 、b 接在电压u ＝311sin 314t(V )的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统，其中R 2是用半导体热敏材料(电阻随温度升高而降低)制成的传感器，电流表A 2是值班室的显示器，显示通过R 1的电流，电压表V 2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R 3是一定值电阻．当传感器R 2所在处出现火情时，下列说法正确的是( )A ．A 1的示数不变，A 2的示数增大B ．V 1的示数增大，V 2的示数增大C ．V 1的示数减小，V 2的示数减小D ．A 1的示数增大，A 2的示数减小7、如图所示，动圈式话筒能够将声音转变为微弱的电信号(交变电流)．产生的电信号一般都不是直接送给扩音机，而是经过一只变压器(视为理想变压器)之后再送给扩音机放大，变压器的作用是为了减少电信号沿导线传输过程中的电能损失，关于话筒内的这只变压器，下列判断正确的是( )A ．一定是降压变压器，因为P ＝I 2R ，降压后电流减少，导线上损失的电能减少B ．一定是降压变压器，因为，降压后电压降低，导线上损失的电能减少C ．一定是升压变压器，因为，升压后，电流增大，使到达扩音机的信号加强D ．一定是升压变压器，因为P ＝UI ，升压后，电流减小，导线上损失的电能减少8、关于图甲、乙、丙、丁，下列说法正确的是( )A ．图甲中电流的峰值为2 A ，有效值为A ，周期为5 sB ．图乙中电流的峰值为5 A ，有效值为2.5AC ．图丙中电流的峰值为2 A ，有效值为AD．图丁中电流的最大值为4 A，有效值为A，周期为2 s第II 卷（非选择题）二、填空题（题型注释）9、(1)如图甲所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻R g 的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央．若用不透光的黑纸将R g 包裹起来，表针将向________(填“左”或“右”)转动；若用手电筒光照射R g ，表针将向________(填“左”或“右”)转动．(2)如图乙所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与负温度系数的热敏电阻R T 的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央．若往R T 上擦些酒精，表针将向________(填“左”或“右”)转动；若用吹风机热风吹向R T ，表针将向________(填“左”或“右”)转动．三、计算题（题型注释）10、如图甲所示，长、宽分别为L 1、L 2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n ，总电阻为r ，可绕其竖直中心轴O 1O 2转动．线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C 、D （集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R 相连．线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B 的大小随时间t 的变化关系如图乙所示，其中B 0、B 1和t 1均为已知．在0～t 1的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t 1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动．求：（1）0～t 1时间内通过电阻R 的电流大小；（2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R 产生的热量； （3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R 的电荷量．四、简答题（题型注释）11、如图所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈abcd 的边长ab ＝cd ＝50 cm ，bc ＝ad ＝20 cm ，匝数n ＝100，线圈的总电阻r ＝0.20 Ω，线圈在磁感强度B ＝0.050 T 的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′匀速转动，线圈两端通过电刷E 、F 与阻值R ＝4.8 Ω的定值电阻连接，当线圈以角速度ω匀速转动时，发电机的输出功率为2.16×103W ，计算中π取3.(1)推导发电机线圈产生感应电动势的最大值的表达式E m ＝nBSω(其中S 表示线圈的面积)；(2)求线圈转动的角速度ω；(3)求线圈以ω角速度转动100圈过程中发电机产生的电能．12、如图所示，某小型发电站的发电机输出交流电压为500 V ，输出电功率为50 kW ，如果用电阻为3 Ω的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？假如，要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220 V 供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少？13、某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示．在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为π，磁场均沿半径方向．匝数为N 的矩形线圈abcd 的边长ab ＝cd ＝l 、bc ＝ad ＝2l.线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，bc 和ad 边同时进入磁场．在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B 、方向始终与两边的运动方向垂直．线圈的总电阻为r ，外接电阻为R.求：(1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小E m ； (2)线圈切割磁感线时，bc 边所受安培力的大小F ； (3)外接电阻上电流的有效值I.参考答案1、ABD 、2、C3、BC4、AB5、C6、D7、D8、B9、 (1)左右 (2)左右10、（1）0～t1时间内通过电阻R的电流大小为；（2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量为πRω；（3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为11、(1)见解析(2)300 rad/s(3)4 500 J12、200 V；2×104W；1∶10；497∶2213、(1)2NBl2ω(2) (3)【解析】1、试题分析：当家庭电路正常工作时，家庭电路正常工作时，零线和火线中的电流大小相等、方向始终相反，在L1 中产生的磁场方向始终相反，磁场相互叠加，L1 、L2 中的磁通量为零，A对，家庭电路中使用的电器增多及电路发生短路时，零线和火线中的电流变大但大小仍然相等，电流方向始终相反，L1、L2 中的磁通量仍为零，不变，B项正确，C项错，地面上的人接触火线发生触电时，零线和火线中的电流大小不相等，L1 中的磁通量不为零，发生变化，L2中的磁通量不为零发生变化，线圈L2中产生感应电流，此时开关K将被电磁铁吸起D项对.考点：考查电磁感应，变压器的原理，电磁继电器，考查分析、理解能力.点评：在判断此类问题时，要抓住原线圈磁场的产生，引起副线圈磁通量的变化，从而判断电磁铁磁性的有无，确定工作电路的工作情况.2、试题分析：该交变电流的频率是，选项A错误；当t＝0 时，e=0，此时线圈平面恰好与中性面重合，选项B错误；当t=s 时，e=220V，此时感应电动势最大，选项C正确；该交变电流电动势的有效值为，选项D错误；故选C．考点：交流电【名师点睛】此题是对交流电产生问题的考查；主要是要掌握正弦交流电的瞬时值、最大值及有效值的关系；知道最大值等于有效值的倍；线圈在中性面时电动势为零，与中性面垂直时电动势最大．3、注意线圈转动过程中通过两个特殊位置(平行于磁感线和垂直于磁感线)时的特点；磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率不同；t＝＝，线圈转过90°，本题应选B、C.4、当S由2改接为1时，升压变压器的原线圈匝数不变，副线圈匝数变大，所以输送电压变大，降压变压器的输入电压和输出电压均变大，电压表示数变大，选项A正确；降压变压器的输出电压变大时，流过灯泡的电流I灯也变大，输电线上的电流I线也随着I灯的变大而变大，所以电流表示数变大，选项B正确，C错误；I线变大时，输电线损失的功率P线＝I R变大，选项D错误．5、由图乙知T＝2×10－2s，f＝50 Hz，ω＝2πf＝100πrad/s，I m＝＝1 A，故i R＝cos 100πt(A)，选项A错误；通过R的电流的有效值，再根据知，，选项B错误，C正确；电压表读数应为副线圈两端电压的有效值，即，故选项D错误；故选C．6、当传感器R2所在处出现火情时，R2的电阻减小，导致电路的总电阻减小，所以电路中的总电流将会增加，A1测量的是原线圈中的总电流，由于副线圈的电流增大了，所以原线圈的电流也要增大；由于电源的电压不变，原、副线圈的电压也不变，所以V1的示数不变，由于副线圈中电流增大，R3两端的电压变大，所以V2的示数要减小，即R1两端的电压也要减小，所以A2的示数要减小，故ABC错误，D正确．故选D.7、根据变压器的作用是为了减少电信号沿导线传输过程中的电能损失可知，话筒内的这只变压器一定是升压变压器，因为P＝UI，升压后，电流减小，导线上损失的电能减少，选项D正确．8、题图甲是正弦式交变电流图线，峰值(最大值)为2 A，有效值是峰值的，即A，周期为4 s，所以选项A错误；题图乙电流大小改变但方向不变，所以不是交变电流，计算有效值时因为热效应与电流方向无关，所以仍是峰值的，即2.5A，所以选项B正确；题图丙是图甲减半的脉冲电流，有效值不可能为峰值的，所以选项C 错误；题图丁是交变电流图线，周期为2 s，根据有效值定义则有，解得电流有效值I＝2.5A，所以选项D错误．故选B.9、光敏电阻是对光敏感的电阻，当有光照射的时候，其电阻减小．在欧姆表的表盘上，偏转角度越大说明电阻值越小，所以当外界没有光照的情况下，电阻很大，偏转角度很小，故表针向左转动，反则向右转动．负温度系数的热敏电阻的含义是当温度升高时电阻阻值减小．当用酒精涂抹在热敏电阻上的时候，酒精蒸发使温度降低，电阻阻值增大，偏转角度减小，故表针向左转动，反则向右转动．10、试题分析：（1）先求出感应电动势，再根据闭合电路欧姆定律求解电流；（2）线框产生感应电动势的最大值E m=nB1 L1L2ω，进而求出有效值，根据Q=I2Rt即可求解在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；（3）先求出平均电动势，再求出平均电流，根据q=即可求解．解：（1）0～t1时间内，线框中的感应电动势为：E="n"根据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻R的电流为：I=（2）线框产生感应电动势的最大值为：E m=nB1 L1L2ω感应电动势的有效值为：E=nB1 L1L2ω通过电阻R的电流的有效值为：I=线框转动一周所需的时间为：t=此过程中，电阻R产生的热量为：Q=I2Rt=πRω（3）线框从图甲所示位置转过90°的过程中，平均感应电动势为：平均感应电流为：通过电阻R的电荷量为：q=答：（1）0～t1时间内通过电阻R的电流大小为；（2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量为πRω；（3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为【点评】本题考查交变电流最大值、有效值的理解和应用的能力，对于交流电表的测量值、计算交流电功率、电功等都用到有效值，求电量时，I需要用平均值．11、(1)当线圈平面与磁场平行时，线圈产生的感应电动势最大．E m＝2nBLv＝2nB·L ab·ω＝nBSω.(2)该发电机产生交变电动势的有效值E＝发电机的输出功率.联立解得ω＝300 rad/s.(3)根据.联立解得Q＝4500 J．点睛：本题关键是要能够区分交流的有效值、瞬时值、最大值和平均值，求解电表读数用有效值，求解电量用平均值.12、用500 V电压送电时示意图如图所示，则输电线上的电流，用户获得电压U1＝U0－I0R＝(500－100×3) V＝200 V用户获得的功率P1＝U1I0＝2×104W．改用高压输送时，示意图如图所示，要求P损＝0.6%P，即P损＝50×103×0.6%W＝300 W．输电电流发电站升压后输电电压升压变压器匝数比输电线上损失的电压U′＝IR＝10×3 V＝30 V到达用户输入变压器电压U2＝U－U′＝(5 000－30) V＝4 970 V所以降压变压器的原副线圈的匝数比为点睛：解决本题的关键知道升压变压器的输出电压、损失电压和降压变压器的输入电压的关系，以及知道输出功率和输出电流和输出电压的关系.13、(1)bc、ad边的运动速度v＝ω，感应电动势E m＝4NBlv.解得E m＝2NBl2ω.(2)电流安培力F＝2NBI m l解得.(3)一个周期内，通电时间t＝TR上消耗的电能且W＝I2RT.解得点睛：本题研究交变电流的产生，实质上是电磁感应知识的具体应用，是右手定则、法拉第电磁感应定律、安培力等知识的综合应用．。