2024年高二物理選修32(電磁感應、交流電)復習題型歸納(有答案)

高二物理選修3-2（電磁感應、交流電）復習一、感應電流條件判斷：1．有關(guān)感應電流，下列說法中正確是：（）A．只要閉合電路里有磁通量，閉合電路里就有感應電流B．穿過螺線管磁通量發(fā)生變化時，螺線管內(nèi)部就一定有感應電流產(chǎn)生C．線框不閉合時，雖然穿過線框磁通量發(fā)生變化，線框也沒有感應電流D．只要電路一某些切割磁感線運動電路中就一定有感應電流2．如圖所示，導線ab和cd相互平行，則下列情況中導線cd中無感應電流是：（）A．電鍵K閉合或斷開瞬間B．電鍵K是閉合，但滑動觸頭向左滑C．電鍵K是閉合，但滑動觸頭向右滑S閉S閉N3．如圖所示，線圈兩端接在電流表上組成閉合電路，在下列情況中，電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)是：（）A．線圈不動，磁鐵插入線圈過程中B．線圈不動，磁鐵拔出線圈過程中C．磁鐵插在線圈內(nèi)不動D．磁鐵不動，線圈上下移動二、感應電流方向判斷：（楞次定律、右手定則）4．電阻R、電容器C與一線圈連成閉合回路，條形磁鐵靜止于線圈正上方，N極朝下，如圖所示，現(xiàn)使磁鐵開始下落，在N極接近線圈上端過程中，流過R電流方向和電容器極板帶電情況是（）A．從a到b，上極板帶正電B．從a到b，下極板帶正電C．從b到a，上極板帶正電D．從b到a，下極板帶正電5.如圖所示，同一平面內(nèi)三條平行導線串有兩個電阻R和r，導體棒PQ與三條導線接觸良好，勻強磁場方向垂直紙面對里，導體棒電阻可忽視．當導體棒向左滑動時，下列說法正確是()A．流過R電流為由d到c，流過r電流為由b到aB．流過R電流為由c到d，流過r電流為由b到aC．流過R電流為由d到c，流過r電流為由a到bD．流過R電流為由c到d，流過r電流為由a到b6.如圖所示，光滑固定導軌，m、n水平放置，兩根導體棒p、q平行放于導軌上，形成一個閉合回路，當一條形磁鐵從高處下落接近回路時()A．p、q將相互靠攏B．p、q將相互遠離C．磁鐵加速度仍為gD.磁鐵加速度小于g7.如下圖幾個情況中，金屬導體中產(chǎn)生動生電動勢為BLv是…（）LLLLLL甲乙丙丁A．乙和丁B．甲、乙、丁C．甲、乙、丙、丁D．只有乙8.如圖所示，ab是一個能夠繞垂直于紙面軸O轉(zhuǎn)動閉合矩形導體線圈，當滑動變阻器R滑片P自左向右滑動過程中，線圈ab將()A．靜止不動B．順時針轉(zhuǎn)動C．逆時針轉(zhuǎn)動D．發(fā)生轉(zhuǎn)動，但電源極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動方向9．如圖所示，一輕質(zhì)橫桿兩側(cè)各固定一金屬環(huán)，橫桿可繞中心點自由轉(zhuǎn)動，現(xiàn)拿一條形磁鐵插向其中一個小環(huán)，后又取出插向另一個小環(huán)，將看到現(xiàn)象是()A．磁鐵插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動B．磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動C．無論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都不發(fā)生轉(zhuǎn)動D．無論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都發(fā)生轉(zhuǎn)動10.兩根相互平行金屬導軌水平放置于如圖19所示勻強磁場中，在導軌上接觸良好導體棒AB和CD能夠自由滑動．當AB在外力F作用下向右運動時，下列說法中正確是()A．導體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是D→CB．導體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是C→DC．磁場對導體棒CD作用力向左D．磁場對導體棒AB作用力向左11.如圖所示電路為演示自感現(xiàn)象試驗電路，若閉合開關(guān)S，電流達成穩(wěn)定后通過線圈L電流為I1，通過小燈泡L2電流為I2，小燈泡L2處在正常發(fā)光狀態(tài)，則下列說法中正確是：（）A.S閉合瞬間，L2燈遲緩變亮，L1燈及時變亮B.S閉合瞬間，L1和L2燈及時變亮，后L2變得更亮C.S斷開瞬間，小燈泡L2中電流由I1逐漸減為零，方向與I2相反D.S斷開瞬間，小燈拍L2中電流由I1逐漸減為零，方向不變?nèi)?、法拉第電磁感應定律及應?2．在范圍足夠大、方向豎直向下勻強磁場中，B=0.2T，有一水平放置光滑框架，寬度為l=0.4m,如圖所示框架上放置一質(zhì)量為0.05kg，電阻為1Ω金屬桿cd，框架電阻不計.若cd桿以恒定加速度a=2m/s2，由靜止開始做勻變速運動，則：（1）在5s內(nèi)平均感應電動勢是多少？（2）第5s末，回路中電流多大？（3）第5s末，作用在cd桿上水平外力多大？13．如圖（a）所示，一個電阻值為R，匝數(shù)為n圓形金屬線圈與阻值為2R電阻R1連結(jié)成閉合回路.線圈半徑為r1.在線圈中半徑為r2圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面對里勻強磁場，磁感應強度B隨時間t變化關(guān)系圖線如圖（b）所示.圖線與橫、縱軸截距分別為t0和B0.導線電阻不計.在0至t1時間內(nèi)求：（1）通過電阻R1上電流大小和方向.（2）通過電阻R1上電量q及電阻R1上產(chǎn)生熱量.14．一個質(zhì)量為m=0.5kg、長為L=0.5m、寬為d=0.1m、電阻R=0.1Ω矩形線框，從h1=5m高度由靜止自由下落，如圖10所示.然后進入勻強磁場，剛進入時因為磁場力作用，線框剛好做勻速運動（磁場方向與線框平面垂直）.求：(1)、求磁場磁感應強度B；(2)、假如線框下邊通過磁場區(qū)域時間t=0.15s，求磁場區(qū)域高度h2.15．如圖14，邊長l=20cm正方形線框abcd共有10匝，靠著墻角放著，線框平面與地面夾角α=30°。該區(qū)域有磁感應強度B=0.2T、水平向右勻強磁場?，F(xiàn)將cd邊向右一拉，ab邊經(jīng)0.1s著地。在這個過程中線框中產(chǎn)生感應電動勢為多少？16．如圖所示，光滑U型金屬導軌PQMN水平固定在豎直向上勻強磁場中，磁感應強度為B,導軌寬度為L,其長度足夠長，QM之間接有一個阻值為R電阻，別的某些電阻不計.一質(zhì)量為m，電阻也為R金屬棒ab，恰能放在導軌之上并與導軌接觸良好.當給棒施加一個水平向右瞬間作用力，棒就沿軌道以初速度v0開始向右滑行.求：（1）開始運動時，棒中瞬時電流I和棒兩端瞬時電壓u分別為多大？（2）當棒速度由v0減小到v0/10過程中，棒中產(chǎn)生焦耳熱Q是多少？17.光滑曲面與豎直平面交線是拋物線，如圖所示，拋物線方程是y=x2，下半部處在一個水平方向勻強磁場中，磁場上邊界是y=a直線(圖中虛線所示).一個小金屬塊從拋物線上y=b(b＞a)處以速度v沿拋物線下滑.假設(shè)拋物線足夠長，金屬塊沿拋物線下滑后產(chǎn)生焦耳熱是()A.mgbB.mv2/2C.mg(b-a)D.mg(b-a)+mv四、交流電產(chǎn)生18.一矩形線圈，繞垂直勻強磁場并位于線圈平面內(nèi)固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中感應電動勢e隨時間t變化如圖所示，下列說法中正確是（）A.t1時刻通過線圈磁通量為零B.t2時刻通過線圈磁通量絕對值最大C.t3時刻通過線圈磁通量變化率絕對值最大D.每當e變化方向時，通過線圈磁通量絕對值都最大19．如圖體現(xiàn)一交流電電流隨時間而變化圖象，此交流電有效值是()A、3.5AB、AC、AD、5A20．一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生電動勢隨時間變化正弦規(guī)律圖象如圖甲所示。已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為5.0，則外接一只電阻為95.0燈泡，如圖乙所示，則（）A.電壓表eq\o\ac(○,v)示數(shù)為220vB.電路中電流方向每秒鐘變化50次C.燈泡實際消耗功率為484wD.發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生焦耳熱為24.2J21．如圖所示為交流發(fā)電機示意圖，匝數(shù)為n=100匝矩形線圈，邊長分別為10cm和20cm，內(nèi)阻為5Ω，在磁感應強度B=0.5T勻強磁場中繞OO′軸以50rad/s角速度勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動開始時線圈平面與磁場方向平行,線圈通過電刷和外部20Ω電阻R相接.求電鍵S合上后，（1）寫出線圈內(nèi)產(chǎn)生交變電動勢瞬時值體現(xiàn)式（2）電壓表和電流體現(xiàn)數(shù)；（3）電阻R上所消耗電功率是多少？（4）如保持轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動，外力每分鐘需要對轉(zhuǎn)子所做功；（5）從計時開始，線圈轉(zhuǎn)過過程中，通過外電阻R電量；22.邊長為a正方形線圈在磁感強度為B勻強磁場中，以一條邊為軸勻速轉(zhuǎn)動，角速度為ω，轉(zhuǎn)動軸與磁場方向垂直，若線圈電阻為R，則從圖7所示線圈平面與磁場方向平行位置轉(zhuǎn)過90°角過程中，在線圈中產(chǎn)生熱量是多少？23、如圖所示，邊長為0.5m正方形線框ABCD繞AB邊在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，AB邊和磁場垂直，轉(zhuǎn)速為每秒50轉(zhuǎn)，磁感應強度為0.4T.求：(1)感應電動勢最大值；(2)在轉(zhuǎn)動過程中，當穿過線框磁通量為0.05Wb時，感應電動勢瞬時值為多大?五、變壓器24．如圖，理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為4∶1．原線圈接入一電壓為u＝U0sinωt交流電源，副線圈接一個R＝27.5Ω負載電阻．若U0＝220V，ω＝100πHz，則下述結(jié)論正確是（）AVAVRn1n2～B、副線圈中輸出交流電周期為C、原線圈中電流表讀數(shù)為AD、原線圈中輸入功率為25．如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10：1，R1＝20Ω，R2＝30Ω，C為電容器。已知通過R1正弦交流電如圖乙所示，則（）A、交流電頻率為0.02HzB、原線圈輸入電壓最大值為200VC、電阻R2電功率約為6.67WD、通過R3電流一直為零abcdfe26．如圖所示，一個理想變壓器原線圈及兩個副線圈匝數(shù)比為n1∶n2abcdfeA、8VB、10.5VC、12.5VD、16V27．如圖所示，理想變壓器副線圈上接有兩個燈泡L3、L4，原線圈與兩個燈泡L1、L2串聯(lián)接在交流電源上.若四個燈泡完全相同，且都正常發(fā)光，則變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1:n2=，交流電源兩端電壓與燈泡兩端電壓之比為.28.如圖所示電路中變壓器為理想變壓器，S為單刀雙擲開關(guān)，P是滑動變阻器R滑動觸頭，U1為加在原線圈兩端交變電壓，I1、I2分別為原線圈和副線圈中電流.下列說法錯誤是()A.保持P位置及U1不變，S由b切換到a，則R上消耗功率增大B.保持P位置及U1不變，S由a切換到b，則I2減小C.保持P位置及U1不變，S由b切換到a，則I1減小D.保持U1不變，S接在b端，將P向上滑動，則I1減小29.如圖，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為固定電阻，開關(guān)S是閉合。V1和V2為理想電壓表，讀數(shù)分別為U1和U2；A1、A2和A3為理想電流表，讀數(shù)分別為I1、I2和I3V1V2A1A2A3U2變小、I3變小B．U2不變、I3變大C．I1變小、I2變小D．I1變大、I2變大30．某火電站通過燃燒煤來發(fā)電．每秒燒煤400kg，已知每燃燒1kg煤放熱500J，熱能發(fā)電效率為0.6．電站通過升壓器、輸電線和降壓器把電能輸送給生產(chǎn)和照明組成用戶，若發(fā)電機輸出電壓是240V，升壓器原副線圈匝數(shù)之比為1：25，輸電線總電阻為10Ω，用戶需要電壓為220V．求：(1)輸電線上損失電功率為多少?(2)降壓器匝數(shù)比為多少?31.如圖所示，一個理想變壓器（可視為理想變壓器）原線圈接在220V市電上，向額定電壓為1.80×104V霓虹燈供電，使它正常發(fā)光，為了安全，需要原線圈回路中接入熔斷器，使副線圈電路中電流超出12mA時，溶絲便熔斷.(1)溶絲熔斷電流是多大？(2)當副線圈電路中電流為10mA時，變壓器輸入功率是多大？32、有一個負載電阻值為R，當將它接在20V直流電源上時，消耗電功率為P，若將R接在圖中變壓器次級電路中消耗電功率是P/2．已知變壓器輸入正弦式電壓最大值為200V，求：此變壓器原、副線圈匝數(shù)之比．UU2R參考答案：1、C2、D3、C4、D5、B6、AD7、B8、B9、B10、BD11、BC12、(1)0.4V(2)0.8A(3)0.164N13、解析(1)由圖象分析可知，0至t1時間內(nèi)eq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(B0,t0).由法拉第電磁感應定律有E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(ΔB,Δt)·S，而S＝πreq\o\al(2,2).由閉合電路歐姆定律有I1＝eq\f(E,R1＋R).聯(lián)立以上各式得，通過電阻R1上電流大小I1＝eq\f(nB0πr\o\al(2,2),3Rt0).由楞次定律可判斷通過電阻R1上電流方向從b到a.(2)通過電阻R1上電量：q＝I1t1＝eq\f(nB0πr\o\al(2,2)t1,3Rt0)電阻R1上產(chǎn)生熱量：Q＝Ieq\o\al(2,1)R1t1＝eq\f(2n2B\o\al(2,0)π2r\o\al(4,2)t1,9Rt\o\al(2,0))14、解析：(1)線框進入磁場時速度為v1==10m/s，產(chǎn)生感應電動勢為E=Bdv1，感應電流I=，所受安培力為F=BId=mg，整頓得B==0.4T.(2)、線圈所有進入磁場用時間t1==0.05s，因此由題意得：v1(t-t1)+g(t-t1)2=h2-L代入數(shù)據(jù)解得h2=1.55m.15、0.4V16、解析：開始運動時，棒中感應電動勢：e=Lv0B棒中瞬時電流：i=e/2R=Lv0B/2R棒兩端瞬時電壓：u=e=Lv0B（2）（共９分）由能量轉(zhuǎn)化與守恒定律知，全電路在此過程中產(chǎn)生焦耳熱：Q總=mv02-m(v0)2=mv02……..(２分)∴棒中產(chǎn)生焦耳熱為：Q=Q總=mv0217、D18、D19、D20、D21、解：（1）感應電動勢最大值 Em=nBSω=100×0.5×0.1×0.2×50V=50V（2分）故交變電動勢瞬時值體現(xiàn)式為e=Emcosωt=50cos50tV（3分）(2)感應電動勢有效值 E==50V.（1分）電鍵S合上后，由閉合電路歐姆定律I=A=2.0A，（1分）U=IR=2×20V=40V.（1分）即電流體現(xiàn)數(shù)為2A，電壓體現(xiàn)數(shù)為40V。（2分）(3)電阻R上所消耗電功率P=IU=2×40W=80W.(2分）(4)W=Q=I2(R+r)t=22×(20+5)×60J=6.0×103J（4分）(5)q=n△φ/(R+r)=nBSsin/(R+r)（3分）代入數(shù)據(jù)，解得q=3.5×10-2C22、πB2a4ω/4R23、解：(1)ω=2πn=314rad／sEm=BωS=31.4V(2)φm=BS=0.1Wb由φ=φmc