2020高考物理 月刊專版 專題09 交變電流和電磁感應(yīng)高考在線2020

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1、交變電流和電磁感應(yīng) 1．（福建）圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2=5∶1，電阻R=20 Ω，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開關(guān)。原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時(shí)B.只斷開S1后，L1、L2均正常發(fā)光 C.只斷開S2后，原線圈的輸入功率增大 D.若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8W 答案：D 2．（福建） 如圖，足夠長(zhǎng)的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成角（0＜＜90°),其中MN與PQ平行且間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。金屬棒由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，棒接入電路的電阻為R，當(dāng)流

2、過棒某一橫截面的電量為q時(shí)，金屬棒的速度大小為，則金屬棒在這一過程中 A. ab運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為 B.平行導(dǎo)軌的位移大小為 C.產(chǎn)生的焦耳熱為 D.受到的最大安培力大小為 答案：B a b d c I1 I2 3.（全國(guó)）如圖，兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流I1和I2，且I1＞I2，a、b、c、d為導(dǎo)線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點(diǎn)，且a、b、c與兩導(dǎo)線共面；b點(diǎn)在兩導(dǎo)線之間，b、d的連線與導(dǎo)線所在的平面垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的點(diǎn)是 A．a(chǎn)點(diǎn) B．b點(diǎn) C．c點(diǎn) D．d點(diǎn) 【答案】C 【解析】由安培定則和平行四邊形定則知

3、某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，則兩電流在該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，由安培定則和平行四邊形定則知b，d兩點(diǎn)合磁感應(yīng)強(qiáng)度一定不為零,排除B,D,在a、c兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反，又I1＞I2．排除A,故選C 4.（安徽）如圖所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。電阻為R、半徑為L(zhǎng)、圓心角為45°的扇形閉合導(dǎo)線框繞垂直于紙面的O軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（O軸位于磁場(chǎng)邊界）。則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為 A． B． C． D． 答案：D 解析：交流電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)得出的，線框轉(zhuǎn)動(dòng)周期為T，而線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周只有T/4的時(shí)間內(nèi)有感應(yīng)電流，則有，所以。D正確。 5．（北京）

4、某同學(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象，自己找來(lái)帶鐵心的線圈L、小燈泡A、開關(guān)S和電池組E，用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路。檢查電路后，閉合開關(guān)S，小燈泡發(fā)光；再斷開開關(guān)S，小燈泡僅有不顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象。雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見老師演示時(shí)出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因。你認(rèn)為最有可能造成小燈泡末閃亮的原因是 A．電源的內(nèi)阻較大 B．小燈泡電阻偏大 C．線圈電阻偏大 D．線圈的自感系數(shù)較大 答案：C 6.（廣東）圖7（a）左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為理想變壓器，負(fù)載電路中R=55Ω，、為理想電流表和電壓表。若原線圈接入如圖7（b）所示的正弦交變電壓，電壓表的示數(shù)為110V，下列表述正確的是

5、 A、電流表的示數(shù)為2A B、原、副線圈匝數(shù)比為1:2 C、電壓表的示數(shù)為電壓的有效值 ，A、C正確。由圖7（b）可知原線圈電壓有效值為220V，周期0.02S，則可得原、副線圈匝數(shù)比為2:1，交變電壓的頻率為50Hz，B、D錯(cuò)誤。 7.（廣東）將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，下列表述正確的是 A、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān) B、穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 C、穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 D、感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向始終相同 答案：C 8．（江蘇）如圖所示，水平面內(nèi)

6、有一平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直。阻值為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌靜止放置，且與導(dǎo)軌接觸。t=0時(shí)，將開關(guān)S由1擲到2。q、i、v和a分別表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度和加速度。下列圖象正確的是 減小，安培力減小，加速度減小，最終電流減為零，此時(shí)導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒兩端因切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，電容器兩極板間電壓不為零，極板上仍有電荷，綜上，Ｄ項(xiàng)正確。 9．（山東）為保證用戶電壓穩(wěn)定在220V，變電所需適時(shí)進(jìn)行調(diào)壓，圖甲為調(diào)壓變壓器示意圖。保持輸入電壓u1不變，當(dāng)滑動(dòng)接頭P上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓。某次檢測(cè)得到用戶電壓u2隨時(shí)間t變化的曲線如圖乙所示。

7、以下正確的是 （ ） 解析：由于用戶電壓u2隨時(shí)間t變化的曲線周期為0.02s，所以u(píng)2=190sin(100πt)V，選項(xiàng)B正確A錯(cuò)誤；為使用戶電壓穩(wěn)定在220V，應(yīng)減小變壓器原線圈匝數(shù)，應(yīng)將P適當(dāng)上移，選項(xiàng)C錯(cuò)誤D正確。 10．（山東）如圖甲所示，兩固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)。兩質(zhì)量、長(zhǎng)度均相同的導(dǎo)體棒、d，置于邊界水平的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方同一高度處。磁場(chǎng)寬為3，方向與導(dǎo)軌平面垂直。先由靜止釋放，剛進(jìn)入磁場(chǎng)即勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)再由靜止釋放d，兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸。用表示的加速度，表示d的動(dòng)能，、分別表示 、相對(duì)釋放點(diǎn)的位移。圖乙中正確的是 答案：BD 解析：由于c剛

8、進(jìn)入磁場(chǎng)即勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)再由靜止釋放d，d進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)c相對(duì)釋放勻分布。一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于點(diǎn)，將圓環(huán)拉至位置后無(wú)初速釋放，在圓環(huán)從擺向的過程中 (A)感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針再逆時(shí)針 (B)感應(yīng)電流方向一直是逆時(shí)針 (C)安培力方向始終與速度方向相反 (D)安培力方向始終沿水平方向 【解析】AD． 【解析】圓環(huán)從位置后無(wú)初速釋放，在到達(dá)磁場(chǎng)分界線之前，穿過圓環(huán)向里的磁感線條數(shù)在增加，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，圓環(huán)經(jīng)過磁場(chǎng)分界線之時(shí)，穿過圓環(huán)向里的磁感線條數(shù)在減少，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，圓環(huán)經(jīng)過磁場(chǎng)分界線之后，穿過圓環(huán)向外的磁感

9、線條數(shù)在減少，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，A正確．因?yàn)榇艌?chǎng)在豎直方向分布均勻，圓環(huán)受到的豎直方向的安培力抵消，所以D正確． 12．（上海）如圖，均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a與金屬圓環(huán)b同心共面放置，當(dāng)a繞O點(diǎn)在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，b中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，且具有收縮趨勢(shì)，由此可知，圓環(huán)a (A)順時(shí)針加速旋轉(zhuǎn) (B)順時(shí)針減速旋轉(zhuǎn) (C)逆時(shí)針加速旋轉(zhuǎn) (D)逆時(shí)針減速旋轉(zhuǎn) 【答案】B. 【解析】圓環(huán)b具有收縮趨勢(shì)，說明穿過b環(huán)的磁通量在增強(qiáng)，根據(jù)阻礙變化可知圓環(huán)a減速旋轉(zhuǎn)，逐漸減弱的磁場(chǎng)使得b環(huán)產(chǎn)生了順時(shí)針方向電流，根據(jù)楞次定律可知引起b環(huán)的感應(yīng)電流的

10、磁場(chǎng)方向向里，根據(jù)安培定則判斷出a環(huán)順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn).所以B選項(xiàng)正確. 13．（浙江）如圖所示，在鐵芯上、下分別繞有匝數(shù)n1=800和n2=200的兩個(gè)線圈，上線圈兩端u=51sin314tV的交流電源相連，將下線圈兩端接交流電壓表，則交流電壓表的讀數(shù)可能是 A. 2.0V B. 9.0V C. 12.7V D. 144.0V 【答案】A 【解析】交流電源電壓的有效值，如果看成理想的來(lái)處理有：、、，解得，故交流電壓表的讀數(shù)應(yīng)該小于，所以答案為A。 14．（新課標(biāo)）如圖，一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1：2；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220V，額定功率為22W

11、；原線圈電路中接有電壓表和電流表?，F(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光。若用U和I分別表示此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù)，則（ ） 解析：由可知，U= U1 =110V，由P = U2I2=UI得I=0.2A，A正確 答案：A 15．（天津）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖1所示，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖2所示，則 A．t =0.005s時(shí)線框的磁通量變化率為零 B．t =0.01s時(shí)線框平面與中性面重合 C．線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為311V D．線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的頻率為100Hz 【解析】交變電流知識(shí)的考查。由圖2可知，該交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)

12、值的表達(dá)式為。當(dāng)t=0.005s時(shí)，瞬時(shí)值e=311V，此時(shí)磁通量變化率最大，A錯(cuò)；同理當(dāng)t=0.01s時(shí)，e=0V，此時(shí)線框處于中性面位置，磁通量最大，磁通量的變化率為零，B正確；對(duì)于正弦交變電流其有效值為Emax/，題給電動(dòng)勢(shì)的有效值為220V，C錯(cuò)；交變電流的頻率為f=1/T=ω/2π=50Hz，D錯(cuò)。 【答案】B 16．（四川）如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形線圈的周期為T,轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場(chǎng)方向，線圈電阻為2。從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過60°時(shí)的感應(yīng)電流為1A。那么 A.線圈消耗的電功率為4W B.線圈中感應(yīng)電流的有效值為2A C.任意時(shí)刻線圈中的

13、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e = 4cos D. 任意時(shí)刻穿過線圈的磁通量為=sin 答案：AC 17．（江蘇）（15分）題13-1圖為一理想變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個(gè)接頭。原線圈輸入正弦式交變電壓的u-t圖象如題13-2圖所示。若只在ce間接一只Rce=400 Ω的電阻，或只在de間接一只Rde=225 Ω的電阻,兩種情況下電阻消耗的功率均為80W。 （1）請(qǐng)寫出原線圈輸入電壓瞬時(shí)值uab的表達(dá)式； （2）求只在ce間接400Ω的電阻時(shí)，原線圈中的電流I1； 【解析】（1）由題13 – 2圖知 電壓瞬時(shí)值 （V） （2）電壓有效值 理想

14、變壓器 P1=P2 原線圈中的電流 解得 （3）設(shè)ab間匝數(shù)為n1 解得 代入數(shù)據(jù)得 18.（海南）如圖，EOF和為空間一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界，其中EO∥，F(xiàn)O∥，且EO⊥OF；為∠EOF的角平分析，間的距離為l；磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框沿方向勻速通過磁場(chǎng)，t=0時(shí)刻恰好位于圖示位置。規(guī)定導(dǎo)線框中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí)為正，則感應(yīng)電流i與實(shí)踐t的關(guān)系圖線可能正確的是 答案：A 解析：設(shè)正方形導(dǎo)線框?yàn)锳BCD，以圖示位置為零位置： AB邊從零位置開始運(yùn)動(dòng)到O’的過程中，只有AB邊的一部分切割了磁感線，切割的有效長(zhǎng)度從零增加到l，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變大，由右手定則可以判斷，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針（即與題目規(guī)定的正方向相同），因此排除了C、D； AB邊從O’位置開始繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到A、B兩點(diǎn)與OE、OF邊接觸的過程中，只有AB邊切割了磁感線，切割的有效長(zhǎng)度等于l，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，感應(yīng)電流方向還是逆時(shí)針（即與題目規(guī)定的正方向相同）； 副線圈的匝數(shù)比；流過燈泡a的電流Ia= Ua/ Ra=0.1A 又，得I2=0.3A。流過燈泡b的電流Ib= I2- Ia=0.3A-0.1A=0.2A