2020高考物理 月刊專版 專題09 交變電流和電磁感應交變電流和電磁感應專題訓練

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1、交變電流和電磁感應交變電流和電磁感應 一．單項選擇題 1.路上使用—種電磁裝置向控制中心傳輸信號以確定火車的位置和速度， 安放在火車首節(jié)車廂下面的磁鐵能產生勻強磁場，如圖 （俯視圖）．當它經過安放在兩鐵軌間的線圈時，便會產 一電信號，被控制中心接收．當火車以恒定速度通過線時，表示線圈兩端的電壓Uab隨時間變化關系的圖像是：( ) 2如圖3所示，電源的電動勢為E，內阻r不能忽略。A、B是兩個相同的小燈泡，L是一個自感系數(shù)相當大的線圈。關于這個電路的以下說法正確的是 （ ） A．開關閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內，A燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定

2、B．開關閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內，B燈立刻亮，而后逐漸變/暗，最后亮度穩(wěn)定 C．開關由閉合到斷開瞬間，A燈閃亮一下再熄滅 D．開關由閉合到斷開瞬間，電流自左向右通過A燈 3如圖所示，垂直紙面向里的勻強磁場的區(qū)域寬度為2，磁感應強度的大小為B。一邊長為a、電阻為4R的正方形均勻導線框ABCD從圖示位置沿水平向右方向以速度v勻速穿過兩磁場區(qū)域，在下圖中線框A、B兩端電壓UAB與線框移動距離的關系圖象正確的是（ ） A．上滑過程中安培力的沖量比下滑過程大 B．上滑過程通過電阻R的電量比下滑過程多 C．上滑過程通過電阻R產生的熱量比下滑過程多 D．上滑過程的

3、時間比下滑過程長 5如圖12所示，一質量為m的金屬桿ab，以一定的初速度v0從一光滑平行金屬軌道的底端向上滑行，軌道平面與水平面成θ角，兩導軌上端用一電阻相連，磁場方向垂直軌道平面向上，軌道與金屬桿ab的電阻不計并接觸良好。金屬桿向上滑行到某一高度h后又返回到底端，在此過程中 （ ） A．整個過程中合外力的沖量大小為2mv0 B．下滑過程中合外力所做的功等于電阻R上產生的焦耳熱 C．下滑過程中電阻R上產生的焦耳熱小于 D．整個過程中重力的沖量大小為零 6如圖，閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的N極朝下。當磁鐵向下運動時（但未插入線圈內部）（ ）

4、A．線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互吸引 B．線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互排斥 C．線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互吸引 D．線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互排斥 d B b F L a (崇文區(qū))7邊長為L的正方形金屬框在水平恒力F作用下運動，穿過方向如圖的有界勻強磁場區(qū)域．磁場區(qū)域的寬度為d（d>L）。已知ab邊進入磁場時，線框的加速度恰好為零．則線框進入磁場的過程和從磁場另一側穿出的過程相比較，有 ( ) A．產生的感應電流方向相反 B．所受的安培力方向相反

5、 C．進入磁場過程的時間等于穿出磁場過程的時間 D．進入磁場過程的發(fā)熱量少于穿出磁場過程的發(fā)熱量 (崇文區(qū))8如圖所示，為兩個有界勻強磁場，磁感應強度大小均為B，方向分別垂直紙面向里和向外，磁場寬度均為L，距磁場區(qū)域的左側L處，有一邊長為L的正方形導體線框，總電阻為R，且線框平面與磁場方向垂直，現(xiàn)用外力F使線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，以初始位置為計時起點，規(guī)定：電流沿逆時針方向時的電動勢E為正，磁感線垂直紙面向里時磁通量Φ的方向為正，外力F向右為正。則以下關于線框中的磁通量Φ、感應電動勢E、外力F和電功率P隨時間變化的圖象正確的是

6、 ( ) t Φ A t P D t F C 0 0 0 0 E t B v B B (崇文區(qū))9圖甲、圖乙分別表示兩種電壓的波形，其中圖甲所示電壓按正弦規(guī)律變化，下列 C．圖甲所示電壓的瞬時值表達式為u＝220sin100πt（V） D．圖甲所示電壓經原、副線圈匝數(shù)比為10:1的理想變壓器變壓后，功率比為1：1 （豐臺區(qū)）10．某變電站用原副線圈匝數(shù)比為n1：n2的變壓器，將遠距離輸來的電能送到用 ① 可節(jié)省輸電線的銅材料 ② 可根據需要調節(jié)交流電的頻率 ③ 可減

7、少輸電線上的能量損失 ④ 可加快輸電的速度 上述四種說法正確的是： A．① ② B．① ③ C．② ③ D．③ ④ (西城區(qū))12．如圖所示，理想變壓器的原線圈接在u＝220sin（100πt）（V）的交流C．副線圈中電壓表的讀數(shù)為110V D．副線圈中輸出交流電的周期為50s 二．多項選擇題 (西城區(qū))1如圖，線圈M和線圈N繞在同一鐵芯上。M與電源、開關、滑動變阻器相連，P為滑動變阻器的滑動端，開關S處于閉合狀態(tài)。N與電阻R相連。下列說法正確的是 ( ) A．當P向右移動，通過R的電流為b到a

8、B．當P向右移動，通過R的電流為a到b C．斷開S的瞬間，通過R的電流為b到a D．斷開S的瞬間，通過R的電流為a到b (西城區(qū))2電磁學的基本現(xiàn)象和規(guī)律在生產生活中有著廣泛的應用。下列哪些電器件在工作時，主要應用了電磁感應現(xiàn)象的是 ( ) 　　　　　　 (海淀區(qū))4如圖所示，平行金屬導軌與水平面成θ角，導軌與兩相同的固定電阻R1和R2相連，勻強磁場垂直穿過導軌平面。有一導體棒ab，質量為m，導體棒的電阻R =2R1 ，與導軌之間的動摩擦因數(shù)為μ，導體

9、棒ab沿導軌向上滑動，當上滑的速度為v時，固定電阻R1消耗的熱功率為P, 此時 （ ） A．整個裝置因摩擦而產生的熱功率為μmgcosθ v B 整個裝置消耗的機械功率為 μmgcosθ v C．導體棒受到的安培力的大小為 D．導體棒受到的安培力的大小為 (海淀區(qū))5如圖甲所示，在空間存在一個變化的電場和一個變化的磁場，電場的方向水平向右（圖甲14中由B到C），場強大小隨時間變化情況如圖14乙所示；磁感應強度方向垂直于紙面、大小隨時間變化情況如圖14丙所示。在t=1s時，從A點沿AB方向（垂直于BC）以初速度v0射出第一個粒子，并在此之后，每隔2s有

10、一個相同的粒子沿AB方向均以初速度v0射出，并恰好均能擊中C點，若AB＝BC=l，且粒子由A運動到C的運動時間小于1s。 C．第一個粒子和第二個粒子運動的時間之比為π:2 D．第一個粒子和第二個粒子通過C的動能之比為 1：5 (海淀區(qū))6關于電磁場和電磁波，下列敘述中正確的是 （ ） A．均勻變化電場在它的周圍產生均勻變化的磁場 B．電磁波中每一處的電場強度和磁場強度總是相互垂直的，且與波的傳播方向垂直 C．電磁波從一種介質進入另一種介質，頻率不變，傳播速度與波長發(fā)生變化 D．電磁波能產生干涉和衍射現(xiàn)象 (海淀區(qū))7. 如圖1所示為

11、理想變壓器原線圈所接正弦交變電壓的波形。原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=10：1，串聯(lián)在原線圈電路中電流表的示數(shù)為1A，則 （ ） A．與副線圈并聯(lián)的電壓表在t=0.5′10-2s時的示數(shù)為220V B．副線圈所接用電器在1min內消耗的電能為1.32′104J C．1s內通過副線圈所接用電器的電量為60C D．副線圈中電流有效值為10A (海淀區(qū))8. 如圖2所示，理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有兩個相同的燈泡L1和L2；輸電線的等效電阻為R，開始時，開關S斷開。當S接通時，以下說法正確的是（ ） A．副線圈兩端MN輸出電壓減小 B．副線

12、圈輸電線等效電阻R上的電壓增大 C．通過燈泡L1的電流減小 D．原線圈中的電流增大 (西城區(qū))9．某發(fā)電站采用高壓輸電向外輸送電能。若輸送的總功率為P0，輸電電壓為U，輸電導線的總電阻為R。則下列說法正確的是( ) A．輸電線上的電流 B．輸電線上的電流 C．輸電線上損失的功率 D．輸電線上損失的功率 三．填空題 (海淀區(qū)) 1.如圖所示，豎直放置的足夠長的光滑平行金屬導軌，間距為l＝0.50m，導軌上端接有電阻R＝0.80Ω，導軌電阻忽略不計?？臻g有一水平方向的有上邊界的勻強磁場，磁感應強度大小為B=0.40T，方向

13、垂直于金屬導軌平面向外。質量為m=0.02kg、電阻r＝0.20Ω的金屬桿MN，從靜止開始沿著金屬導軌下滑，下落一定高度后以v=2.5m/s的速度進入勻強磁場中，在磁場下落過程中金屬桿始終與導軌垂直且接觸良好。已知重力加速度為g=10m/s2，不計空氣阻力，求在磁場中， （1）金屬桿剛進入磁場區(qū)域時加速度_______ （2）若金屬桿在磁場區(qū)域又下落h開始以v0勻速運動， v0______. 四．實驗題 (石景山區(qū)) 1用如圖所示的實驗裝置研究電磁感應現(xiàn)象．當有電流從電流表的正極流入時，指針向右偏轉．下列說法哪些是正確的：

14、 ( ) A．當把磁鐵N極向下插入線圈時，電流表指針向左偏轉 B．當把磁鐵N極從線圈中拔出時，電流表指針向左偏轉 C．保持磁鐵在線圈中靜止，電流表指針不發(fā)生偏轉 D．磁鐵插入線圈后，將磁鐵和線圈一起以同一速度向上運動，電流表指針向左偏 五．計算題 (西城區(qū))1．在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n = 1500匝，橫截面積S = 20cm2。螺線管導線電阻r = 1.0Ω，R1 = 4.0Ω，R2 = 5.0Ω，C=30μF。在一段時間內，穿過螺線管的磁場的磁 (石景山區(qū))2．如圖（甲）所示，邊長為L=2.5m、質

15、量m=0.50kg的正方形絕緣金屬線框，平放在光滑的水平桌面上，磁感應強度B=0.80T的勻強磁場方向豎直向上，金屬線框的一邊ab與磁場的邊界MN重合．在力F作用下金屬線框由靜止開始向左運動，在5.0s內從磁場中拉出．測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖象如圖（乙）所示．已知金屬線框的總電阻為R=4.0Ω． （1）試判斷金屬線框從磁場中拉出的過程中，線框中的感應電流方向? （2）t=2.0s時，金屬線框的速度？ （3）已知在5.0s內力F做功1.92J，那么，金屬框從磁場拉出過程線框中產生的焦耳熱是多少？ （豐臺區(qū)）3．如圖所示，寬度為L＝0.20 m的足夠長

16、的平行光滑金屬導軌固定在絕緣水平面上，導軌的一端連接阻值為R=1.0Ω的電阻。導軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B=0.50 T。一根質量為m=10g的導體棒MN放在導軌上與導軌接觸良好，導軌和導體棒的電阻均可忽略不計?，F(xiàn)用一平行于導軌的拉力拉動導體棒沿導軌向右勻速運動，運動速度v=10 m/s，在運動過程中保持導體棒與導軌垂直。求： （1）在閉合回路中產生的感應電流的大小； （2）作用在導體棒上的拉力的大??； （3）當導體棒移動30cm時撤去拉力，求整個過程中電阻R上產生的熱量。 (東城區(qū))4．如圖所示，兩平行金屬導軌間的距離L=0.40m，金屬導軌

17、所在的平面與水平面 (崇文區(qū))5．如圖所示，在坐標xoy平面內存在B=2.0T的勻強磁場，OA與OCA為置于豎直平面內的光滑金屬導軌，其中OCA滿足曲線方程，C為導軌的最右端，導軌OA與OCA相交處的O點和A點分別接有體積可忽略的定值電阻R1和R2，其R1=4.0Ω、R2=12.0Ω?，F(xiàn)有一足夠長、質量m=0.10kg的金屬棒MN在豎直向上的外力F作用下，以v=3.0m/s的速度向上勻速運動，設棒與兩導軌接觸良好，除電阻R1、R2外其余電阻不計，g取10m/s2，求： （1）金屬棒MN在導軌上運動時感應電流的最大值； （2）外力F的最大值； （3）金屬棒MN滑過導軌OC段，整個回路

18、產生的熱量。 交變電流和電磁感應 一．單項選擇題 二．多項選擇題 1 AD 2 BCD 3 ABD 4 AD 5 BCD 6 BCD 7 BD 8. BCD 9. BC 三．填空題 1. （1）a=5m/s2 向下；（2）v0=5m/s 四．實驗題 1 AC 五．計算題 1． 2． 3． 解： （1）感應電動勢為 E=BLv=1.0V 感應電流為 =1.0 A （4分） （2）導體棒勻速運動，

19、安培力與拉力平衡 即有F=BIL=0.1N （4分） （3） 導體棒移動30cm的時間為 = 0.03s 根據焦耳定律， Q1 = I2R t = 0.03J （或Q1=Fs=0.03J） 根據能量守恒， Q2== 0.5J 電阻R上產生的熱量 Q = Q1+Q2 = 0.53J （4分） 5. （1）金屬棒MN沿導軌豎直向上運動，進入磁場中切割磁感線產生感應電動勢。當金屬棒MN勻速運動到C點時，電路中感應電動勢最大，產生的感應電流最大。 (2)金屬棒MN勻速運動中受重力mg、安培力F安、外力F外作用 N N