柳铁一中电磁感应交变电流单元测试题 (2)

一．选择题（共30小题）1．（2015•嘉定区一模）很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒．一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐．让条形磁铁从静止开始下落．条形磁铁在圆筒中的运动速率（）A．均匀增大B．先增大，后减小C．逐渐增大，趋于不变D．先增大，再减小，最后不变2．（2014•广东）如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块（）A．在P和Q中都做自由落体运动B．在两个下落过程中的机械能都守恒C．在P中的下落时间比在Q中的长D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大3．（2013•虹口区一模）如图所示，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行．已知在t=0到t=t1的时间间隔内，长直导线中电流i随时间变化，使线框中感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右．图中箭头表示电流i的正方向，则i随时间t变化的图线可能是（）A．B．C．D．4．（2012•福建）如图，一圆形闭合铜环由高处从静止开始加速下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合．若取磁铁中心O为坐标原点，建立竖直向下为正方向的x轴，则图中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是（）A．B．C．D．5．（2011•上海）如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a（）A．顺时针加速旋转B．顺时针减速旋转C．逆时针加速旋转D．逆时针减速旋转6．（2010•上海）如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L，边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图（）A．B．C．D．7．（2015春•青阳县校级月考）纸面内两个半径均为R的圆相切于O点，两圆形区域内分别存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间变化．一长为2R的导体杆OA绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为ω，t=0时，OA恰好位于两圆的公切线上，如图所示．若选取从O指向A的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图象可能正确的是（）A．B．C．D．8．（2014•四川）如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上，H、P的间距很小．质量为0.2kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1m 的正方形，其有效电阻为0.1Ω．此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B=（0.4﹣0.2t）T，图示磁场方向为正方向，框、挡板和杆不计形变．则（）A．t=1s时，金属杆中感应电流方向从C到DB．t=3s时，金属杆中感应电流方向从D到CC．t=1s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.1ND．t=3s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.2N9．（2012•四川）半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R0．圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B．杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定，如图所示．则（）A．θ=0时，杆产生的电动势为2BavB．θ=时，杆产生的电动势为C．θ=0时，杆受的安培力大小为D．θ=时，杆受的安培力大小为10．（2014春•赣州期末）如图（a），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（b）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（）A．B．C．D．11．（2013•犍为县校级模拟）如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0．使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化．为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为（）A．B．C．D．12．（2010•四川）如图所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面．现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点，使其向上运动．若b始终保持静止，则它所受摩擦力可能（）A．变为0 B．先减小后不变C．等于F D．先增大再减小13．（2010•浙江）半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图1所示．有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图2所示．在t=0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静止微粒，则以下说法正确的是（）A．第2秒内上极板为正极B．第3秒内上极板为负极C．第2秒末微粒回到了原来位置D．第3秒末两极板之间的电场强度大小为14．（2015•新泰市模拟）如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2．原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端．假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大．用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为U ab和U cd，则（）A．U ab：U cd=n1：n2B．增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小C．负载电阻的阻值越小，cd间的电压U cd越大D．将二极管短路，电流表的读数加倍15．（2014•天津）如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a，b所示，则（）A．两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2：3C．曲线a表示的交变电动势频率为25HzD．曲线b表示的交变电动势有效值为10V16．（2013•广东）如图，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=2：1，V和A均为理想电表，灯光电阻R L=6Ω，AB端电压u1=12sin100πt（V）．下列说法正确的是（）A．电流频率为100Hz B．V的读数为24VC．A的读数为0.5A D．变压器输入功率为6W17．（2013•江苏）如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L 能发光．要使灯泡变亮，可以采取的方法有（）A．向下滑动P B．增大交流电源的电压C．增大交流电源的频率D．减小电容器C的电容18．（2012•天津）通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R．当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则P1和分别为（）A．，B．，C．，D．（）2R，19．（2011•福建）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1：n2=5：1，电阻R=20Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图所示．现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光．下列说法正确的是（）A．输入电压u的表达式u=20sin（50π）VB．只断开S1后，L1、L2均正常发光C．只断开S2后，原线圈的输入功率增大D．若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8W20．（2010•山东）一理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头（）A．副线圈输出电压的频率为50HzB．副线圈输出电压的有效值为31VC．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小D．P向右移动时，变压器的输出功率增加21．（2008•山东）图1、图2分别表示两种电压的波形，其中图1所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是（）A．图1表示交流电，图2表示直流电B．两种电压的有效值相等C．图1所示电压的瞬时值表达式位u=311sin100πtVD．图1所示电压经匝数比为10：1的变压器变压后，频率变为原来的22．（2015•山东模拟）如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生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错误的是（）A．在图中t=0时刻穿过线圈的磁爱量均为零B．线圈先后两次转速之比为3：2C．交流电a的瞬时值为u=10sin5πtVD．交流电b的最大值为23．（2015•临潼区校级模拟）如图所示，理想变压器原线圈中正弦式交变电源的输出电压和电流分别为U1和I1，两个副线圈的输出电压和电流分别为U2和I2、U3和I3．接在原副线圈中的五个完全相同的灯泡均正常发光．则下列表述正确的是（）A．U1：U2：U3=1：1：2B．I1：I2：I3=1：2：1C．三个线圈匝数n1：n2：n3之比为5：2：1D．电源电压U1与原线圈两端电压U1′之比为5：424．（2015•乐山二模）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，原线圈接电压恒定的交流电，副线圈输出端接有R=4Ω的电阻和两个“18V，9W”相同小灯泡，当开关S断开时，小灯泡L1刚好正常发光，则（）A．原线圈输入电压为200VB．S断开时原线圈中的电流为0.05AC．闭合开关S后，原、副线圈中的电流之比增大D．闭合开关S后，小灯泡L1消耗的功率减小25．（2015•河南模拟）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，原线圈输人电压的变化规律为u=220sin100πt（V），P为滑动变阻器的滑片．当副线圈上的滑片M处于图示位置时，灯泡A能发光．操作过程中，小灯泡两端的电压均未超过其额定值，且认为灯泡的电阻不受温度的影响，则（）A．副线圈输出电压的有效值为22VB．滑片P向左移动时，变压器的输出功率增加C．滑片P向右移动时，为保证灯泡亮度不变，需将滑片M向上移D．滑片M向上移动时，为保证灯泡亮度不变，需将滑片P向左移26．（2015•黄冈模拟）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为44：5，b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，负载电阻R=25Ω，电表均为理想电表．在原线圈c、d两端接入如图乙所示的正弦交流电，下列说法中正确的是（）A．当S与a连接时，电流表的示数为1AB．当S与b连接时，电压表的示数为50VC．将S由a拨到b，电阻R消耗的功率增大为原来的4倍D．无论S接a还是接b，1s内电阻R上电流方向都改变50次27．（2014•山东）如图，将额定电压为60V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上，闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表（均为理想电表）的示数分别为220V和2.2A，以下判断正确的是（）A．变压器输入功率为484WB．通过原线圈的电流的有效值为0.6AC．通过副线圈的电流的最大值为2.2AD．变压器原、副线圈匝数比n1：n2=11：328．（2014•浙江学业考试）﹣台发电机，输出的功率为1.0×106W，所用输电导线的电阻是10Ω，当发电机接到输电线路的电压是5.0×103V时，输电导线上的电流是2.0×102A，则在输电导线上损失的热功率为（）A．2.0×103W B．4.0×105W C．1.0×l06W D．2.5×106W 29．（2014•临沂模拟）如图甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图象如图乙所示，经原副线圈的匝数比为1：10的理想变压器为一灯泡供电，如图丙所示，副线圈电路中灯泡额定功率为22W．现闭合开关，灯泡正常发光．则（）A．t=0.01s时刻穿过线框回路的磁通量为零B．交流发电机的转速为50r/sC．变压器原线圈中电流表示数为1AD．灯泡的额定电压为220V30．（2014•秦州区校级模拟）如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻r，外电路的电阻为R，a、b的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度ω绕轴OO′匀速转动，则以下判断正确的是（）A．图示位置线圈中的感应电动势最大，其值为E m=BL2ωB．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e=BL2ωsinωtC．线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为q=D．线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为Q=一．选择题（共30小题）1．C 2．C 3．A 4．B 5．B 6．AC 7．C 8．AC 9．AD 10．C 11．C 12．AB 13．A 14．BD 15．AC 16．D 17．BC 18．D 19．D 20．AD 21．C 22．A 23．BD 24．ABD 25．AD 26．C 27．BD 28．B 29．BC 30．D。

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11．电磁感应式无线充电系统原理如图(a)所示，给送电线圈中通以变化的电流，就会在邻近的受电线 圈中产生感应电流，从而实现充电器与用电装置之间的能量传递．某受电线圈的匝数 n＝50 匝，电阻 r＝1.0 Ω，c、d 两端接一阻值 R＝9.0 Ω的电阻，当送电线圈接交变电流后，在受电线圈内产生了与线 圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间变化的规律如图(b)所示．求：(结果保留两位有效数字)
A．A 可能带正电且转速减小 B．A 可能带正电且转速恒定 C．A 可能带负电且转速减小 D．A 可能带负电且转速增大 3．如图甲所示的闭合线圈置于垂直线圈平面的磁场中，若磁感应强度 B 随时间变化的规律如图乙所 示(以竖直向上为磁感应强度的正方向)，则下列选项能正确反映线圈中感应电流 i 随时间 t 变化的是(以 顺时针方向为电流正方向)( )
升压变压器原线圈中电流 I1 满足 P1＝U1I1，得 I1＝200 A
升压变压器原副线圈中电流 I2 满足 I22R 线＝4%×P1
解得 I2＝530 A
由I1＝n2，得n1＝ 1 . I2 n1 n2 12
(2)降压变压器的输入电压 U3 满足 P1－4%P1＝U3I2，代入数据解得 U3＝5 760 V
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2021 届高考一轮模块总复习单元训练题之电磁感应、交变电流
一、选择题(本题包括 8 小题，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．) 1．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的 繁荣与人类文明的进步．下列表述正确的是( )
(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比值是多少？ (2)如果用户用电器的额定电压为 220 V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比值是多 少？

第十二章电磁感应章末自测时间：90分钟满分：100分第Ⅰ卷选择题一、选择题(本题包括10小题，共40分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不选的得0分)图11．如图1所示，金属杆ab、cd可以在光滑导轨PQ和RS上滑动，匀强磁场方向垂直纸面向里，当ab、cd分别以速度v1、v2滑动时，发现回路感生电流方向为逆时针方向，则v1和v2的大小、方向可能是()A．v1>v2，v1向右，v2向左B．v1>v2，v1和v2都向左C．v1＝v2，v1和v2都向右D．v1＝v2，v1和v2都向左解析：因回路abdc中产生逆时针方向的感生电流，由题意可知回路abdc的面积应增大，选项A、C、D错误，B正确．答案：B图22．(2009年河北唐山高三摸底)如图2所示，把一个闭合线圈放在蹄形磁铁两磁极之间(两磁极间磁场可视为匀强磁场)，蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO′轴转动．当蹄形磁铁匀速转动时，线圈也开始转动，当线圈的转动稳定后，有()A．线圈与蹄形磁铁的转动方向相同B．线圈与蹄形磁铁的转动方向相反C．线圈中产生交流电D．线圈中产生为大小改变、方向不变的电流解析：本题考查法拉第电磁感应定律、楞次定律等考点．根据楞次定律的推广含义可知A正确、B错误；最终达到稳定状态时磁铁比线圈的转速大，则磁铁相对图3线圈中心轴做匀速圆周运动，所以产生的电流为交流电．答案：AC3．如图3所示，线圈M和线圈P绕在同一铁芯上．设两个线圈中的电流方向与图中所标的电流方向相同时为正．当M中通入下列哪种电流时，在线圈P中能产生正方向的恒定感应电流()解析：据楞次定律，P中产生正方向的恒定感应电流说明M中通入的电流是均匀变化的，且方向为正方向时应均匀减弱，故D正确．答案：D图44．(2008年重庆卷)如图4所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈，当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力N及在水平方向运动趋势的正确判断是()A．N先小于mg后大于mg，运动趋势向左B．N先大于mg后小于mg，运动趋势向左C．N先小于mg后大于mg，运动趋势向右D．N先大于mg后小于mg，运动趋势向右解析：由题意可判断出在条形磁铁等高快速经过线圈时，穿过线圈的磁通量是先增加后减小，根据楞次定律可判断：在线圈中磁通量增大的过程中，线圈受指向右下方的安培力，在线圈中磁通量减小的过程中，线圈受指向右上方的安培力，故线圈受到的支持力先大于mg 后小于mg，而运动趋势总向右，D正确．答案：D5．如图5(a)所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同线圈Q，P和Q 共轴，Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图(b)所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为F N，则()图5A．t1时刻F N＞G B．t2时刻F N>GC．t3时刻F N<G D．t4时刻F N＝G3 / 8解析：t 1时刻，Q 中电流正在增大，穿过P 的磁通量增大，P 中产生与Q 方向相反的感应电流，反向电流相互排斥，所以F N >G ；t 2时刻Q 中电流稳定，P 中磁通量不变，没有感应电流，F N ＝G ；t 3时刻Q 中电流为零，P 中产生与Q 在t 3时刻前方向相同的感应电流，而Q 中没有电流，所以无相互作用，F N ＝G ；t 4时刻，P 中没有感应电流，F N ＝G.答案：AD6．用相同导线绕制的边长为L 或2L 的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图6所示．在每个线框进入磁场的过程中，M 、N 两点间的电压分别为U a 、U b 、U c 和U d .下列判断正确的是( )图6A ．U a <U b <U c <U dB ．U a <U b <U d <U cC ．U a ＝U b <U d ＝U cD ．U b <U a <U d <U c解析：线框进入磁场后切割磁感线，a 、b 产生的感应电动势是c 、d 电动势的一半．而不同的线框的电阻不同．设a 线框电阻为4r ，b 、c 、d 线框的电阻分别为6r 、8r 、6r .则U a＝BL v ·3r 4r ＝3BL v 4，U b ＝BL v ·5r 6r ＝5BL v 6，U c ＝B 2L v ·6r 8r ＝3BL v 2，U d ＝B 2L v ·4r 6r ＝4Bl v 3.所以B 正确． 答案：B图77．(2009年安徽皖南八校联考)如图7所示，用一块金属板折成横截面为“”形的金属槽放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中，并以速度v 1向右匀速运动，从槽口右侧射入的带电微粒的速度是v 2，如果微粒进入槽后恰能做匀速圆周运动，则微粒做匀速圆周运动的轨道半径r 和周期T 分别为( )A.v 1v 2g ，2πv 2gB.v 1v 2g ，2πv 1gC.v 1g ，2πv 1gD.v 1g ，2πv 2g 解析：金属板折成“”形的金属槽放在磁感应强度为B 的匀强磁场中，并以速度v 1向右匀速运动时，左板将切割磁感线，上、下两板间产生电势差，由右手定则可知上板为正，下板为负，E ＝U d ＝Bl v 1l＝B v 1，微粒做匀速圆周运动，则重力等于电场力，方向相反，故有m ＝qE g ＝qB v 1g ，向心力由洛伦兹力提供，所以q v 2B ＝m v 22r ，得r ＝m v 2qB ＝v 1v 2g ，周期T ＝2πr v 2＝2πv 1g，故B 项正确．答案：B8．超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起，同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力的新型交通工具．其推进原理可以简化为如图8所示的模型：在水平面上相距L 的两根平行直导轨间，有竖直方向等距离分布的匀强磁场B 1和B 2，且B 1＝B 2＝B ，每个磁场的宽度都是l ，相间排列，所有这些磁场都以相同的速度向右匀速运动，这时跨在两导轨间的长为L 、宽为l 的金属框abcd (悬浮在导轨上方)在磁场力作用下也将会向右运动．设金属框的总电阻为R ，运动中所受到的阻力恒为F f ，金属框的最大速度为v m ，则磁场向右匀速运动的速度v 可表示为( )图8A ．v ＝(B 2L 2v m －F f R )/B 2L 2B ．v ＝(4B 2L 2v m ＋F f R )/4B 2L 2C ．v ＝(4B 2L 2v m －F f R )/4B 2L 2D ．v ＝(2B 2L 2v m ＋F f R )/2B 2L 2解析：导体棒ad 和bc 各以相对磁场的速度(v －v m )切割磁感线运动．由右手定则可知回路中产生的电流方向为abcda ，回路中产生的电动势为E ＝2BL (v －v m )，回路中电流为I ＝2BL (v －v m )/R ，由于左右两边ad 和bc 均受到安培力，则合安培力为F 合＝2×BLI ＝4B 2L 2(v －v m )/R ，依题意金属框达到最大速度时受到的阻力与安培力平衡，则F f ＝F 合，解得磁场向右匀速运动的速度v ＝(4B 2L 2v m ＋F f R )/4B 2L 2，B 对．答案：B9．矩形导线框abcd 放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B 随时间变化的图象如图9所示，t ＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里．在0～4 s 时间内，线框中的感应电流(规定顺时针方向为正方向)、ab 边所受安培力(规定向上为正方向)随时间变化的图象分别为下图中的( )图9解析：在0～1 s 内，穿过线框中的磁通量为向里的减少，由楞次定律，感应电流的磁场垂直纸面向里．由安培定则，线框中感应电流的方向为顺时针方向. 由法拉第电磁感应定律，E =n ΔB ·S Δt ，E 一定，由I =E R，故I 一定，由左手定则，ab 边受的安培力向上．由于磁场变弱，故安培力变小．同理可判出在1～2 s 内，线框中感应电流的方向为顺时针方向，ab 边受的安培力为向下的变强.2～3 s 内，线框中感应电流的方向为逆时针方向，ab 边受的安培力为向上的变弱，因此选项AD 对．答案：AD10．如图10甲所示，用裸导体做成U 形框架abcd ，ad 与bc 相距L ＝0.2 m ，其平面与水平面成θ＝30°角．质量为m ＝1 kg 的导体棒PQ 与ad 、bc 接触良好，回路的总电阻为R ＝5 / 81 Ω.整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中，磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化情况如图乙所示(设图甲中B 的方向为正方向)．t ＝0时，B 0＝10 T ，导体棒PQ 与cd 的距离x 0＝0.5 m ．若PQ 始终静止，关于PQ 与框架间的摩擦力大小在0～t 1＝0.2 s 时间内的变化情况，下面判断正确的是( )图10 A ．一直增大B ．一直减小C ．先减小后增大D ．先增大后减小解析：由图乙，ΔB Δt ＝B 0t 1＝50 T/s ，t ＝0时，回路所围面积S ＝Lx 0＝0.1 m 2，产生的感应电动势E ＝ΔB ·S Δt ＝5 V ，I ＝E R＝5 A ，安培力F ＝B 0IL ＝10 N ，方向沿斜面向上．而下滑力mg sin30°＝5 N ，小于安培力，故刚开始摩擦力沿斜面向下．随着安培力减小，沿斜面向下的摩擦力也减小，当安培力等于mg sin30°时，摩擦力为零．安培力再减小，摩擦力变为沿斜面向上且增大，故选项C 对．答案：C第Ⅱ卷 非选择题二、填空与实验题(本题包括2小题，共12分．把答案填在相应的横线上或按题目要求作答)图1111．如图11所示，有一弯成θ角的光滑金属导轨POQ ，水平放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直．有一金属棒MN 与导轨的OQ 边垂直放置，金属棒从O 点开始以加速度a 向右运动，求t 秒末时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是________．解析：该题求的是t 秒末感应电动势的瞬时值，可利用公式E ＝B l v 求解．开始运动t 秒末时，金属棒切割磁感线的有效长度为L ＝OD tan θ＝12at 2tan θ. 根据运动学公式，这时金属棒切割磁感线的速度为v ＝at .由题知B 、L 、v 三者互相垂直，有E ＝BL v ＝12Ba 2t 3tan θ，即金属棒运动t 秒末时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是E ＝12Ba 2t 3tan θ. 答案：12Ba 2t 3tan θ图1212．如图12所示，有一闭合的矩形导体框，框上M 、N 两点间连有一电压表，整个装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，且框面与磁场方向垂直．当整个装置以速度v 向右匀速平动时，M 、N 之间有无电势差？________(填“有”或“无”)，电压表的示数为________．解析：当矩形导线框向右平动切割磁感线时，AB 、CD 、MN 均产生感应电动势，其大小均为BL v ，根据右手定则可知，方向均向上．由于三个边切割产生的感应电动势大小相等，方向相同，相当于三个相同的电源并联，回路中没有电流，而电压表是由电流表改装而成的，当电压表中有电流通过时，其指针才会偏转．既然电压表中没有电流通过，其示数应为零．也就是说，M 、N 之间虽有电势差BL v ，但电压表示数为零．答案：有 0三、计算题(本题包括4小题，共48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)图1313．如图13所示是一种测量通电线圈中磁场的磁感应强度B 的装置，把一个很小的测量线圈A 放在待测处，线圈与测量电荷量的冲击电流计G 串联，当用双刀双掷开关S 使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，从而引起电荷的迁移，由表G 测出电荷量Q ，就可以算出线圈所在处的磁感应强度B .已知测量线圈的匝数为N ，直径为d ，它和表G 串联电路的总电阻为R ，则被测出的磁感应强度B 为多大？解析：当双刀双掷开关S 使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律可得：E ＝N ΔΦΔt ＝N 2Bπ(d 2)2Δt由欧姆定律和电流的定义得：I ＝E R ＝Q Δt ，即Q ＝E RΔt 联立可解得：B ＝2QR πNd 2. 答案：2QR πNd 27 / 8图1414．如图14所示，线圈内有理想边界的磁场，开始时磁场的磁感应强度为B 0.当磁场均匀增加时，有一带电微粒静止于平行板(两板水平放置)电容器中间，若线圈的匝数为n ，平行板电容器的板间距离为d ，粒子的质量为m ，带电荷量为q .(设线圈的面积为S)求：(1)开始时穿过线圈平面的磁通量的大小．(2)处于平行板电容器间的粒子的带电性质．(3)磁感应强度的变化率．解析：(1)Φ＝B 0S .(2)由楞次定律，可判出上板带正电，故推出粒子应带负电．(3)E ＝n ΔΦΔt ，ΔΦ＝ΔB ·S ， q ·E d ＝mg ，联立解得：ΔB Δt ＝mgd nqS. 答案：(1)B 0S (2)负电 (3)ΔB Δt ＝mgd nqS15．用密度为d 、电阻率为ρ、横截面积为A 的薄金属条制成边长为L 的闭合正方形框abb ′a ′.如图15所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行．图15设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计．可认为方框的aa ′边和bb ′边都处在磁极间，极间磁感应强度大小为B .方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平(不计空气阻力)．(1)求方框下落的最大速度v m (设磁场区域在竖直方向足够长)；(2)当方框下落的加速度为g 2时，求方框的发热功率P ； (3)已知方框下落时间为t 时，下落高度为h ，其速度为v t (v t <v m )．若在同一时间t 内，方框内产生的热与一恒定电流I 0在该框内产生的热相同，求恒定电流I 0的表达式．解析：(1)由题意可知，方框质量和电阻分别为：m ＝4LAd ；R ＝ρ4L A当方框所受安培力F ＝G 时，方框达到最大速度v m方框下落速度为v m 时，产生的感应电动势E ＝B ·2L ·v m感应电流I ＝B ·2L ·v m R ＝BA v m 2ρ安培力F ＝BI ·2L ＝B 2AL v m ρG ＝mg ＝4LAdg ，方向竖直向下由：B 2AL ρv m＝4LAdg 得：方框下落的最大速度v m ＝4ρd B 2g . (2)当方框加速度为g 2时，根据牛顿第二定律得： mg －BI ·2L ＝m g 2，得：I ＝mg 4BL ＝Adg B ，则方框的发热功率：P ＝I 2R ＝4ρALd 2g 2B 2. (3)在整个过程中，由能量守恒定律：mgh ＝12m v 2t ＋I 20Rt解得：I 0＝mRt (gh －12v 2t )将m 、R 代入上式，得：I 0＝A dρt (gh －12v 2t ).答案：(1)4ρd B 2g (2)4ρALd 2g 2B 2(3)I 0＝A dρt (gh －12v 2t )。

2021届高考一轮模块总复习单元训练题之电磁感应、交变电流一、选择题(本题包括8小题，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．)1．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步．下列表述正确的是()A．电磁感应现象是洛伦兹最先发现的B．电动机是利用电磁感应原理，将机械能转化为电能C．楞次最先发现了电流的磁效应D．感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果2．两个同心圆环A、B置于同一水平面上，O为圆心，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环．当A 沿如图所示的方向绕O点转动时，B中产生图示方向的感应电流．则()A．A可能带正电且转速减小B．A可能带正电且转速恒定C．A可能带负电且转速减小D．A可能带负电且转速增大3．如图甲所示的闭合线圈置于垂直线圈平面的磁场中，若磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示(以竖直向上为磁感应强度的正方向)，则下列选项能正确反映线圈中感应电流i随时间t变化的是(以顺时针方向为电流正方向)()4．如图所示，是研究通电自感现象的电路图，L1、L2是两上规格相同的小灯泡，闭合开关S调节可变电阻R，使两个灯泡的亮度相同，调节可变电阻R1，使它们都正常发光，然后断开开关S，待电路稳定后，重新闭合开关S.对于上述过程，下列说法正确的是()A．开关S闭合瞬间，L1立刻变亮，L2逐渐变亮B．开关S断开瞬间，L2立刻熄灭，L1逐渐熄灭C．稳定后，L和R两端电势差一定相同D．稳定后，L1和L2两端电势差不相同5．如图(a)所示，在足够长的倾角为θ的光滑斜面上有一金属线框，垂直于斜面方向的匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图(b)所示(规定垂直斜面向上为正方向)．t＝0时刻将线框由静止释放，在线框下滑的过程中，下列说法正确的是()A．线框中产生大小、方向均随时间周期性变化的电流B．MN边受到的安培力先减小后增大C．线框做匀加速直线运动D．线框中产生的焦耳热等于其机械能的损失6．一个电阻中分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如图所示，在相同时间内电阻产生热量最多的是()7．如图，将手摇交流发电机与一理想变压器的原线圈相连，副线圈电路中接有三个定值电阻、开关、灯泡及一个压敏电阻．压敏电阻具有这样的特点：只有加在它两端的电压大于某一值时，才会有电流通过．现将手摇发电机的手柄匀速转动，小灯泡周期性的闪亮，闭合开关后，小灯泡不再闪亮，下列说法正确的是()A．将滑动触头P向上滑动，可能使灯泡继续闪亮，且闪亮频率不变B．将滑动触头P向下滑动，可能使灯泡继续闪亮，但闪亮频率变小C．将滑动触头P向上滑动，可能使灯泡继续闪亮，但闪亮频率变大D．增大发电机手柄的转速，可能使灯泡继续闪亮，但闪亮频率变大8．如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，保持输入电压不变．开始时单刀双掷开关K接a；S 断开时，小灯泡A发光较暗，要使小灯泡A亮度增加，下列操作可行的是()A．闭合开关SB．开关K接bC．把滑动变阻器滑片向左移动D．把滑动变阻器滑片向右移动二、非选择题9.如图为一研究“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)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后：①将小线圈迅速插入大线圈时，灵敏电流计指针将________(填“左偏”或“右偏”)．②小线圈插入大线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将________(填“左偏”或“右偏”)．10.轻质绝缘细线吊着一质量为m＝0.42 kg、边长为L＝1 m、匝数n＝10的正方形线圈，其总电阻为r＝1 Ω.在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示．磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示．(重力加速度g取10 m/s2)(1)判断线圈中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针？(2)求线圈的电功率；(3)求t＝4 s时轻质绝缘细线的拉力大小．11．电磁感应式无线充电系统原理如图(a)所示，给送电线圈中通以变化的电流，就会在邻近的受电线圈中产生感应电流，从而实现充电器与用电装置之间的能量传递．某受电线圈的匝数n＝50匝，电阻r＝1.0 Ω，c、d两端接一阻值R＝9.0 Ω的电阻，当送电线圈接交变电流后，在受电线圈内产生了与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间变化的规律如图(b)所示．求：(结果保留两位有效数字)(1)t1到t2时间内，通过电阻R的电荷量；(2)在一个周期内，电阻R产生的热量．12．一台小型发电机的最大输出功率为P1＝100 kW，输出电压恒为U1＝500 V，现用电阻率为ρ＝1.8×10－8Ω·m、横截面积为S＝1.0×10－5 m2的输电线向距离l＝4×103 m处的用电单位输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率为发电机总功率的4%，理想升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，理想降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4.(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比值是多少？(2)如果用户用电器的额定电压为220 V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比值是多少？参考答案一.选择题1 2 3 4 5 6 7 8 DCDCBCDADBD二.非选择题 9.解：(1)如图所示(2)大线圈中的磁通量增加时，产生的感应电流使灵敏电流计指针向右偏．①将小线圈迅速插入大线圈时，大线圈中的磁通量增加，灵敏电流计的指针向右偏；②将滑动变阻器的触头迅速向左拉时，小线圈中的电流减小，则大线圈中的磁通量减小，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向左偏． 10．解：(1)由楞次定律知感应电流的方向为逆时针方向．(2)由法拉第电磁感应定律得 E ＝n ΔΦΔt ＝n ×12L 2ΔBΔt ＝0.5 V 则P ＝E 2r ＝0.25 W(3)t ＝4 s 时，B ＝0.6 T ，I ＝Er ＝0.5 A ，F 安＝nBIL ，F 安＋F 线＝mg 联立解得F 线＝1.2 N.11．解：(1)受电线圈中产生的平均感应电动势为E －＝n ⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔΦΔt通过电阻R 的电流为I －＝E －R ＋r通过电阻R 的电荷量为q ＝I －Δt由题图(b)知，在t 1到t 2的时间内ΔΦ＝－4.0×10－4 Wb联立解得q ＝2.0×10－3 C. (2)由题图(b)知周期T ＝π×10－3 s 又ω＝2πT受电线圈中产生的电动势的最大值E m ＝nΦm ω 受电线圈中产生的感应电流的最大值I m ＝E mR ＋r通过电阻R 的电流的有效值I ＝I m2电阻R 在一个周期内产生的热量Q ＝I 2RT 联立解得Q ＝5.7×10－2 J.12．解：(1)导线电阻R 线＝ρ2lS ，代入数据解得R 线＝14.4 Ω升压变压器原线圈中电流I 1满足P 1＝U 1I 1，得I 1＝200 A 升压变压器原副线圈中电流I 2满足I 22R 线＝4%×P 1 解得I 2＝503 A 由I 1I 2＝n 2n 1，得n 1n 2＝112. (2)降压变压器的输入电压U 3满足P 1－4%P 1＝U 3I 2，代入数据解得U 3＝5 760 V 因为输出电压U 4＝220 V ，由U 3U 4＝n 3n 4，得n 3n 4＝28811.。