高考交流电电磁感应精选习题附答案

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1.如图甲所示,电阻不计且间距为L=1m 的光滑平行金属导轨竖直放置,上端连接阻值为R=1Ω的电阻,虚线OO′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场.现将质量为m=、电阻R ab =1Ω的金属杆ab 从OO′上方某处以一定初速释放,下落过程中与导轨保持良好接触且始终水平.在金属杆ab 下落的过程中,其加速度a 与下落距离h 的关系图象如图乙所示.已知ab 进入磁场时的速度v 0=s ,取g=10m/s 2.则下列说法正确的是( )

A .进入磁场后,金属杆ab 中电流的方向由b 到a

B .匀强磁场的磁感应强度为

C .金属杆ab 下落m 的过程中,通过R 的电荷量

D .金属杆ab 下落m 的过程中,R 上产生的热量为 【答案】BC 【解析】

试题分析:由右手定则可知,导体棒进入磁场后,金属杆ab 中电流的方向由a 到b ,选项A 错误; ab 进入磁场时,加速度变为向上的g ,则由牛顿第二定律0

ab BLv B

L mg mg R R

-=

+,解得B=2T ,选项B 正确;

根据210300602411

(..).E BLh q I t t t C C R tR R ∆ϕ∆∆∆∆创-==

====+,选项 C 正确;当金属杆下落时已经做匀速运动,则mg

BIL =,其中m ab

BLv I R R =

+,解得v m =s ;根据能量关系22

01122m Q mv mgh mv =+-,代入数据可得:Q=,选项D 错误。

考点:法拉第电磁感应定律;牛顿定律及能量守恒定律。

2.如图所示,MN 、PQ 是两条在水平面内、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,变压器的副线圈与阻值为R 的电阻组成闭合回路,变压器的原副线圈匝数之比n 1∶n 2 =k ,导轨宽度为L 。质量为m 的导体棒ab 垂直MN 、PQ 放在导轨上,在水平外力作用下,从t=0时刻开始往复运动,其速度随时间变化的规律是v=v m sin(

2T

π

t),已知垂直轨道平面的匀强磁场的磁感应强度为B ,导轨、导体棒、导线和线圈的电阻均不计,电流表为理想交流电表,导体棒始终在磁场中运动。则下列说法中正确的是

A .在t=

4T

22m k R

B .导体棒两端的最大电压为BLv m

C .电阻R 上消耗的功率为222

22m

B L v k R

D .从t=0至t=4

T

的时间内水平外力所做的功为222

28m B L v k R T

【答案】ABC

【解析】导体棒ab 在水平外力作用下,从t=0时刻开始往复运动,其速度随时间变化的规律是v=v m sin(

2T

π

t),产生的感应电动势为E=BLv=BLv m sin(

2T

π

t),为正弦交变电流,导体棒两端的最大电压为BLv m ,变压器原线圈输入电压有效值为U 1=BLv m /2,由变压公式可得副线圈输出电压有效值U 2=BLv m /(2k ),输出功率为P=222

22m

B L v k R ,电阻

R 上消耗的功率为222

22m B L v k R ,变压器原线圈电流,即任意时刻电流表的示数为2

2m

k R

,选项ABC 正确;由能量守恒定律,从t=0至t=4T 的时间内水平外力所做的功为W=PT/4+12m 2m v =222

2

8m B L v k R T+12

m 2

m v ,选项D 错误。 3.在如右图所示的电路中,放在光滑金属导轨上的ab 导体向右移动,这可能发生在

A .闭合S 的瞬间

B .断开S 的瞬间

C .闭合S 后,减小电阻R 时

D .闭合S 后,增大电阻R 时 【答案】AC 【解析】

试题分析:金属杆向右运动则说明金属杆受到向右的作用力,由左手定则可知电流的方向;由楞次定律可知左侧产生的磁通量的变化;则可知左侧电流的变化情况

金属杆向右运动说明金属杆受到向右的安培力,由左手定则可知,金属杆中的电流由a 到b ;右侧线框中产生的磁通量向上;则由楞次定律可知,左侧线框中的磁场可能向下减小,也可能向上增加;左侧电流由上方进入,由安培定则可知,内部磁场方向向上;故产生以上现象只能是磁通量突然增加;故只能为A 或C ; 故选AC .

考点:楞次定律;安培定则;左手定则.

点评:减小电阻R 的阻值时,电路中电阻减小,由欧姆定律可知电流将增大,则内部磁通量将增大.

4.如图所示为某小型水电站的电能输送示意图,A 为升压变压器,其输入功率为P 1,输出功率为P 2,输出电压为U 2 ;B 为降压变压器,其输人功率为P 3,,输入电压为U 3。A 、B 均为理想变压器,,输电电流为I ,输电线的总电

阻为r ,则下列关系正确的是

A . U 2= U 3

B . U 2= U 3+Ir

C . P 1 >P 2

D . P 2=P 3 【答案】B

【解析】由于输电线有电阻,输电线上有电压降,所以U 2= U 3+Ir ,选项A 错误B 正确。对于理想变压器,P 1 =P 2,选项C 错误;由于输电线上发热,消耗电能,所以P 2>P 3,选项D 错误。

5.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.滑键P向b方向移动,滑键Q不动,电流表示数减小

B.滑键P不动,滑键Q上移,电流表示数不变

C.滑键P向b方向移动、滑键Q不动,电压表示数减小

D.滑键P不动,滑键Q上移,电压表示数增大

【答案】AC

【解析】左侧输入一定电压,在右侧感应到变化后的电压.起变压作用。pa是左侧电路,输入恒定电压V1,ab是右侧电路,输出感应电压V2, V2=V1*(ab/pa)。根据能量守恒,左侧电路和右侧电路功率相同。pa增加,右侧输出电压减小-->右侧电路功率降低-->左侧电路功率降低-->左侧是恒压,只有电流降低。A正确。Q上移,右侧电路电阻减小-->右侧电路功率增加-->左侧电路功率增加-->左侧是恒压,只有电流增加。B错。pa增加,右侧输出电压减小。C正确。右侧电压只和P的位置有关,Q的位置不影响。D错。故本题选AC。

6.一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1,原线圈接入电压为220V的正弦交流电,各元件正常工作,一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上,如图所示,电压表和电流表均为理想交流电表。则下列说法正确的是

A.原、副线圈中的电流之比为5∶1

B.电压表的读数约为44V

C.若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω,则1 分钟内产生的热量为2904 J

D.若将滑动变阻器的滑片向上滑动,则两电表读数均增大

【答案】C

【解析】

试题分析:理想二极管的作用是正向的电流通过时电阻很小,反向的电流通过时电阻很大,认为断路,故理想二极管的作用是只允许正向的电流通过,再根据变压器的原理电压与匝数成正比,电流与匝数成反比,即可求得结论。由于原、副线圈中的电流与匝数成反比,所以电流之比为1:5,A选项错误;原、副线圈的电压与匝数成正比,所以副线圈两端电压为U2=44V,但二极管具有单向导电性,

根据有效值的定义有

22

2

2

U U

T

T

R R

⨯=⨯,从而求得电压表两端电压有效值为U=222V,B选项错误;则

1min内产生的热量为

2

U

Q t

R

==2904 J,C选项正确;将滑动变阻器滑片向下滑动,接入电路中的阻值

变大,但对原、副线圈两端的电压无影响,即电压表的读数不变,电流表的读数变小,所以D错误。考点:变压器的原理理想二极管的作用

7.如图所示,理想变压器,原副线圈的匝数比为n。原线圈接正弦交流电压U,输出端A、A1、A2、A3为理想的交流电流表,R为三个完全相同的电阻,L为电感,C为电容,当输入端接通电源后,电流表A读数为I。下列判断正确的是