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

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1、交變電流和電磁感應(yīng)交變電流和電磁感應(yīng) 一．單項(xiàng)選擇題 1.路上使用—種電磁裝置向控制中心傳輸信號(hào)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(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖 （俯視圖）．當(dāng)它經(jīng)過(guò)安放在兩鐵軌間的線圈時(shí)，便會(huì)產(chǎn) 一電信號(hào)，被控制中心接收．當(dāng)火車以恒定速度通過(guò)線時(shí)，表示線圈兩端的電壓Uab隨時(shí)間變化關(guān)系的圖像是：( ) 2如圖3所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻r不能忽略。A、B是兩個(gè)相同的小燈泡，L是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈。關(guān)于這個(gè)電路的以下說(shuō)法正確的是 （ ） A．開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)，A燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定

2、B．開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)，B燈立刻亮，而后逐漸變/暗，最后亮度穩(wěn)定 C．開關(guān)由閉合到斷開瞬間，A燈閃亮一下再熄滅 D．開關(guān)由閉合到斷開瞬間，電流自左向右通過(guò)A燈 3如圖所示，垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的區(qū)域?qū)挾葹?，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。一邊長(zhǎng)為a、電阻為4R的正方形均勻?qū)Ь€框ABCD從圖示位置沿水平向右方向以速度v勻速穿過(guò)兩磁場(chǎng)區(qū)域，在下圖中線框A、B兩端電壓UAB與線框移動(dòng)距離的關(guān)系圖象正確的是（ ） A．上滑過(guò)程中安培力的沖量比下滑過(guò)程大 B．上滑過(guò)程通過(guò)電阻R的電量比下滑過(guò)程多 C．上滑過(guò)程通過(guò)電阻R產(chǎn)生的熱量比下滑過(guò)程多 D．上滑過(guò)程的

3、時(shí)間比下滑過(guò)程長(zhǎng) 5如圖12所示，一質(zhì)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(dǎo)軌上端用一電阻相連，磁場(chǎng)方向垂直軌道平面向上，軌道與金屬桿ab的電阻不計(jì)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(guò)程中 （ ） A．整個(gè)過(guò)程中合外力的沖量大小為2mv0 B．下滑過(guò)程中合外力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱 C．下滑過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱小于 D．整個(gè)過(guò)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(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)（但未插入線圈內(nèi)部）（ ）

4、A．線圈中感應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬框在水平恒力F作用下運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)方向如圖的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域．磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為d（d>L）。已知ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框的加速度恰好為零．則線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程和從磁場(chǎng)另一側(cè)穿出的過(guò)程相比較，有 ( ) A．產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反 B．所受的安培力方向相反

5、 C．進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程的時(shí)間等于穿出磁場(chǎng)過(guò)程的時(shí)間 D．進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程的發(fā)熱量少于穿出磁場(chǎng)過(guò)程的發(fā)熱量 (崇文區(qū))8如圖所示，為兩個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直紙面向里和向外，磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng)，距磁場(chǎng)區(qū)域的左側(cè)L處，有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)體線框，總電阻為R，且線框平面與磁場(chǎng)方向垂直，現(xiàn)用外力F使線框以速度v勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，以初始位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，規(guī)定：電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)的電動(dòng)勢(shì)E為正，磁感線垂直紙面向里時(shí)磁通量Φ的方向?yàn)檎饬向右為正。則以下關(guān)于線框中的磁通量Φ、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E、外力F和電功率P隨時(shí)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(shí)值表達(dá)式為u＝220sin100πt（V） D．圖甲所示電壓經(jīng)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(tái)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(yuǎn)距離輸來(lái)的電能送到用 ① 可節(jié)省輸電線的銅材料 ② 可根據(jù)需要調(diào)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(shuō)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(xiàng)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(guān)、滑動(dòng)變阻器相連，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端，開關(guān)S處于閉合狀態(tài)。N與電阻R相連。下列說(shuō)法正確的是 ( ) A．當(dāng)P向右移動(dòng)，通過(guò)R的電流為b到a

8、B．當(dāng)P向右移動(dòng)，通過(guò)R的電流為a到b C．?dāng)嚅_S的瞬間，通過(guò)R的電流為b到a D．?dāng)嚅_S的瞬間，通過(guò)R的電流為a到b (西城區(qū))2電磁學(xué)的基本現(xiàn)象和規(guī)律在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。下列哪些電器件在工作時(shí)，主要應(yīng)用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是 ( ) 　　　　　　 (海淀區(qū))4如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面成θ角，導(dǎo)軌與兩相同的固定電阻R1和R2相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面。有一導(dǎo)體棒ab，質(zhì)量為m，導(dǎo)體棒的電阻R =2R1 ，與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，導(dǎo)體

9、棒ab沿導(dǎo)軌向上滑動(dòng)，當(dāng)上滑的速度為v時(shí)，固定電阻R1消耗的熱功率為P, 此時(shí) （ ） A．整個(gè)裝置因摩擦而產(chǎn)生的熱功率為μmgcosθ v B 整個(gè)裝置消耗的機(jī)械功率為 μmgcosθ v C．導(dǎo)體棒受到的安培力的大小為 D．導(dǎo)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(gè)變化的電場(chǎng)和一個(gè)變化的磁場(chǎng)，電場(chǎng)的方向水平向右（圖甲14中由B到C），場(chǎng)強(qiáng)大小隨時(shí)間變化情況如圖14乙所示；磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面、大小隨時(shí)間變化情況如圖14丙所示。在t=1s時(shí)，從A點(diǎn)沿AB方向（垂直于BC）以初速度v0射出第一個(gè)粒子，并在此之后，每隔2s有

10、一個(gè)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(diǎn)，若AB＝BC=l，且粒子由A運(yùn)動(dòng)到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于1s。 C．第一個(gè)粒子和第二個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為π:2 D．第一個(gè)粒子和第二個(gè)粒子通過(guò)C的動(dòng)能之比為 1：5 (海淀區(qū))6關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波，下列敘述中正確的是 （ ） A．均勻變化電場(chǎng)在它的周圍產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng) B．電磁波中每一處的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)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(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，頻率不變，傳播速度與波長(zhǎng)發(fā)生變化 D．電磁波能產(chǎn)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(shí)的示數(shù)為220V B．副線圈所接用電器在1min內(nèi)消耗的電能為1.32′104J C．1s內(nèi)通過(guò)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(guò)輸電線接有兩個(gè)相同的燈泡L1和L2；輸電線的等效電阻為R，開始時(shí)，開關(guān)S斷開。當(dāng)S接通時(shí)，以下說(shuō)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(guò)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(dǎo)線的總電阻為R。則下列說(shuō)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(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，間距為l＝0.50m，導(dǎo)軌上端接有電阻R＝0.80Ω，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)?？臻g有一水平方向的有上邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.40T，方向

13、垂直于金屬導(dǎo)軌平面向外。質(zhì)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(dǎo)軌下滑，下落一定高度后以v=2.5m/s的速度進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在磁場(chǎng)下落過(guò)程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知重力加速度為g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力，求在磁場(chǎng)中， （1）金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)加速度_______ （2）若金屬桿在磁場(chǎng)區(qū)域又下落h開始以v0勻速運(yùn)動(dòng)， v0______. 四．實(shí)驗(yàn)題 (石景山區(qū)) 1用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象．當(dāng)有電流從電流表的正極流入時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)．下列說(shuō)法哪些是正確的：

14、 ( ) A．當(dāng)把磁鐵N極向下插入線圈時(shí)，電流表指針向左偏轉(zhuǎn) B．當(dāng)把磁鐵N極從線圈中拔出時(shí)，電流表指針向左偏轉(zhuǎn) C．保持磁鐵在線圈中靜止，電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn) D．磁鐵插入線圈后，將磁鐵和線圈一起以同一速度向上運(yùn)動(dòng)，電流表指針向左偏 五．計(jì)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(dǎo)線電阻r = 1.0Ω，R1 = 4.0Ω，R2 = 5.0Ω，C=30μF。在一段時(shí)間內(nèi)，穿過(guò)螺線管的磁場(chǎng)的磁 (石景山區(qū))2．如圖（甲）所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=2.5m、質(zhì)

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(yīng)強(qiáng)度B=0.80T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，金屬線框的一邊ab與磁場(chǎng)的邊界MN重合．在力F作用下金屬線框由靜止開始向左運(yùn)動(dòng)，在5.0s內(nèi)從磁場(chǎng)中拉出．測(cè)得金屬線框中的電流隨時(shí)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(chǎng)中拉出的過(guò)程中，線框中的感應(yīng)電流方向? （2）t=2.0s時(shí)，金屬線框的速度？ （3）已知在5.0s內(nèi)力F做功1.92J，那么，金屬框從磁場(chǎng)拉出過(guò)程線框中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？ （豐臺(tái)區(qū)）3．如圖所示，寬度為L(zhǎng)＝0.20 m的足夠長(zhǎng)

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

17、所在的平面與水平面 (崇文區(qū))5．如圖所示，在坐標(biāo)xoy平面內(nèi)存在B=2.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，OA與OCA為置于豎直平面內(nèi)的光滑金屬導(dǎo)軌，其中OCA滿足曲線方程，C為導(dǎo)軌的最右端，導(dǎo)軌OA與OCA相交處的O點(diǎn)和A點(diǎn)分別接有體積可忽略的定值電阻R1和R2，其R1=4.0Ω、R2=12.0Ω。現(xiàn)有一足夠長(zhǎng)、質(zhì)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(yùn)動(dòng)，設(shè)棒與兩導(dǎo)軌接觸良好，除電阻R1、R2外其余電阻不計(jì)，g取10m/s2，求： （1）金屬棒MN在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電流的最大值； （2）外力F的最大值； （3）金屬棒MN滑過(guò)導(dǎo)軌OC段，整個(gè)回路

18、產(chǎn)生的熱量。 交變電流和電磁感應(yīng) 一．單項(xiàng)選擇題 二．多項(xiàng)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(shí)驗(yàn)題 1 AC 五．計(jì)算題 1． 2． 3． 解： （1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E=BLv=1.0V 感應(yīng)電流為 =1.0 A （4分） （2）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)，

19、安培力與拉力平衡 即有F=BIL=0.1N （4分） （3） 導(dǎo)體棒移動(dòng)30cm的時(shí)間為 = 0.03s 根據(jù)焦耳定律， Q1 = I2R t = 0.03J （或Q1=Fs=0.03J） 根據(jù)能量守恒， Q2== 0.5J 電阻R上產(chǎn)生的熱量 Q = Q1+Q2 = 0.53J （4分） 5. （1）金屬棒MN沿導(dǎo)軌豎直向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)中切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)金屬棒MN勻速運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大。 (2)金屬棒MN勻速運(yùn)動(dòng)中受重力mg、安培力F安、外力F外作用 N N