高考物理一輪復習考點精講精練階段性訓練（四）（原卷版）（內容：電磁感應 交變電流）

階段性訓練（四）考察內容（電磁感應交變電流）一．選擇題1．金屬探測器已經廣泛應用于安檢場所，下列關于金屬探測器的說法正確的是（）A．金屬探測器可用于食品生產中，防止細小的砂石顆?；烊胧称分?B．金屬探測器探測金屬時，被探測金屬中感應出渦流 C．金屬探測器在使用時必須快速移動 D．金屬探測器只能探測出鐵磁性的金屬材料2．外環(huán)線圈中通有正弦交流電，它產生的磁場會與所遇的金屬物發(fā)生作用，導致金屬物自身也會產生微弱的電流，來自金屬物的磁場進入內環(huán)線圈被接收到后，檢測器會發(fā)出報警聲。若外環(huán)線圈某時刻產生向下且增強的磁場，則下列說法中正確的是（）A．此時金屬物產生的感應磁場的方向豎直向下 B．此時金屬物中的渦流從上往下看是沿順時針方向 C．金屬物發(fā)出的磁場穿過內環(huán)線圈時，內環(huán)線圈會產生微弱的電流 D．金屬物發(fā)出磁場是一種電磁感應現(xiàn)象3．如圖所示，李輝、劉偉用多用電表的歐姆擋測量變壓器初級線圈的電阻。實驗中兩人沒有注意操作的規(guī)范：李輝兩手分別握住紅黑表筆的金屬桿，劉偉用兩手分別握住線圈裸露的兩端讓李輝測量。測量時表針擺過了一定角度，最后李輝把多用電表的表筆與被測線圈脫離。在這個過程中，他們二人中有人突然“哎喲”驚叫起來，覺得有電擊感。下列說法正確的是（）A．電擊發(fā)生在李輝用多用電表紅黑表筆的金屬桿接觸線圈裸露的兩端時 B．有電擊感的是劉偉，因為所測量變壓器是升壓變壓器 C．發(fā)生電擊前后，流過劉偉的電流方向發(fā)生了變化 D．發(fā)生電擊時，通過多用電表的電流很大4．如圖所示，在足夠大的、磁感應強度為B的勻強磁場中，一匝數(shù)為N、面積為S的矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉軸勻速轉動，則當線框平面與中性面（）A．垂直時，線框的四條邊受到安培力 B．垂直時，線框的磁通量變化率最大 C．重合時，線框產生的感應電動勢最大 D．重合時，穿過線框的磁通量為NBS5．2023年8月15日，游客在新疆吐魯番的沙漠上游玩時，頭發(fā)突然豎了起來。當時無風，但頭頂烏云密布。下列相關說法正確的是（）A．這是一種電磁感應現(xiàn)象 B．這是一種靜電感應現(xiàn)象 C．此時人的頭與腳帶異種電荷 D．此時人應躺下或蹲下，并向高處撤離6．轉筆是一項用不同的方法與技巧、以手指來轉動筆的休閑活動，深受廣大中學生的喜愛，如圖所示。轉筆也包含了許多的物理知識，假設某轉筆高手能讓筆繞其上的某一點O做勻速圓周運動，下列有關該同學轉筆中涉及到的物理知識的敘述正確的是（）A．筆桿上的各點做圓周運動的向心力是由手和筆之間的萬有引力提供的 B．筆桿上的點離O點越遠的，做圓周運動的角速度越大 C．若該同學使用的是金屬筆桿，且考慮地磁場的影響，金屬筆桿兩端一定會形成電勢差，也會產生很強的電流 D．若該同學使用中性筆，筆尖上的小鋼珠有可能因快速的轉動做離心運動被甩走7．如圖所示，L是自感系數(shù)很大、電阻很小的線圈，P、Q是兩個相同的小燈泡。開始時，開關S處于閉合狀態(tài)，P燈微亮，Q燈正常發(fā)光。斷開開關（）A．P閃亮后再熄滅，且通過P中的電流反向 B．Q閃亮后再熄滅，且通過Q中的電流方向不變 C．P比Q先熄滅 D．P與Q同時熄滅8．“自激發(fā)電機”具有自勵磁的特點，它無需外部勵磁電源就能自行激勵產生磁場。其原理如圖所示：一金屬圓盤在某一大小恒定、方向時刻沿切線方向的外力作用下，在弱的軸向磁場B中繞金屬軸OO'轉動，根據法拉第電磁感應定律，盤軸與盤邊之間將產生感應電動勢，圓盤下方螺旋形導線M端通過電刷與盤邊相連，N端與盤軸相連，MN中就有感應電流產生，最終回路中的電流會達到穩(wěn)定值，磁場也達到穩(wěn)定值。下列說法正確的是（）A．MN中的電流方向從N→M B．圓盤轉動的速度先增大后減小 C．MN中感應電流的磁場方向與原磁場方向相同 D．磁場達到穩(wěn)定狀態(tài)后，MN中不再產生感應電流9．如圖甲所示，矩形線圈abcd在勻強磁場中勻速轉動可以產生交變電流，其電動勢e隨時間t變化的圖像如圖乙所示，線圈電阻r＝1Ω，電阻R＝9Ω。則（）A．t＝0.01s時，線圈與中性面垂直 B．線圈轉動一周，電流的方向改變一次 C．電阻R兩端電壓為10V D．電阻R在10s內產生的熱量為90J10．2022年11月23日由三峽集團研制的單機容量16兆瓦海上風電機組成功下線，該機組是目前全球單機容量最大、葉輪直徑最大的風電機組，風力發(fā)電機簡易模型如甲圖所示，某興趣小組自制了一臺風力發(fā)電機，試驗中葉輪帶動線圈在勻強磁場中轉動，產生的交流電電流隨時間變化的圖像如圖乙所示，則下列說法中正確的是（）A．電流的頻率為5Hz B．電流的有效值為10A C．線圈處于甲圖所示位置時產生的電流最大 D．電流的瞬時值表達式為i＝10sin10πt（A）11．如圖為高鐵供電流程的簡化圖，牽引變電所的理想變壓器將電壓為U1的高壓電進行降壓；動力車廂內的理想變壓器再把電壓降至U4，為動力系統(tǒng)供電，此時動力系統(tǒng)的電流為I4，發(fā)電廠的輸出電流為I1；若變壓器的匝數(shù)n2＝n3，則下列關系式正確的是（）A．U1：U4＝n1：n4 B．U1：U4＝n4：n1 C．I1：I4＝n1：n4 D．I1：I4＝n4：n112．自耦變壓器在高鐵技術中被廣泛應用．如圖所示，一理想自耦變壓器接在u=2202sin100πt（V）的正弦交流電壓上，P為滑動觸頭，初始位置位于線圈CD的中點G，A1和A2為理想交流電表，定值電阻R＝1000A．電流表A1的示數(shù)為0.22A B．電阻R在1分鐘時間里產生的熱量約為11.6kJ C．將P向上滑動，A2的示數(shù)將變大 D．將P上滑到CG的中點，電阻R的功率將變?yōu)樵瓉淼?二．多選題（共3小題）13．如圖所示，一根足夠長水平滑桿SS'上套有一質量為m的光滑鋁環(huán)，在滑桿的正下方放置一足夠長光滑絕緣軌道PP′，PP′與桿SS′平行。現(xiàn)使質量為M的條形磁鐵正對鋁環(huán)的圓心以水平初速度v0沿絕緣軌道向右運動，圓環(huán)平面始終垂直于滑桿，則（）A．從左往右看，圓環(huán)中感應電流的方向始終為順時針 B．磁鐵不會穿過滑環(huán)，且最終二者共速 C．磁鐵與圓環(huán)的最終速度為MM+mD．整個過程最多能產生熱量Mm14．如圖所示為電動汽車無線充電示意圖，若發(fā)射線圈的電壓為u=2202A．利用該裝置只能采用交流電源為電動汽車充電 B．接收線圈交變電流的頻率為100Hz C．發(fā)射線圈中電流的有效值為20A D．接收線圈電壓的峰值為44015．如圖，電阻不計的光滑金屬導軌由直窄軌AB、CD，直寬軌EF、GH和連接直軌BE、GD構成，整個導軌處于同一水平面內，AB∥EF∥GH，BE和GD共線且與AB垂直，窄軌間距為L2，寬軌間距為L?？臻g有方向豎直向上的勻強磁場，寬軌所在區(qū)域的磁感應強度大小為B，窄軌所在區(qū)域的磁感應強度大小為2B。棒長均為L、質量均為m、電阻均為R的金屬直棒a、b始終與導軌垂直且接觸良好。初始時刻，b棒靜止在寬軌上，a棒從窄軌上某位置以平行于AB的初速度v0A．a棒剛開始運動時，b棒的加速度大小為2BB．經過足夠長的時間后，a棒的速度大小為23v0C．整個過程中，通過回路的電荷量為mvD．整個過程中，b棒產生的焦耳熱為1三．實驗題（共2小題）16．小紅用如圖甲所示的裝置探究“影響感應電流方向的因素”，螺線管與電流計構成閉合電路，條形磁鐵N極朝下，請回答下列問題：（1）要想使電流計指針發(fā)生偏轉，即有感應電流產生，小紅進行了以下四種操作，其中可行的是AB（選填選項前的字母）。A．螺線管不動，磁鐵勻速插入或拔出螺線管B．螺線管不動，磁鐵加速插入或拔出螺線管C．磁鐵與螺線管保持相對靜止，一起勻速向上運動D．磁鐵與螺線管保持相對靜止，一起在水平面內做圓周運動（2）在（1）的研究中，小紅發(fā)現(xiàn)電流計指針偏轉方向會有不同，也就是感應電流方向不同，根據（1）中的操作，則感應電流方向與下列哪些因素有關（選填選項前的字母）。A．螺線管的匝數(shù)B．磁鐵的磁性強弱C．磁鐵運動的方向D．磁鐵運動的速度大?。?）小紅又將實驗裝置改造，如圖乙所示，螺線管A經過滑動變阻器與開關、電池相連構成直流電路；螺線管B與電流計構成閉合電路，螺線管B套在螺線管A的外面，為了探究影響感應電流方向的因素，閉合開關后，以不同速度移動滑動變阻器的滑片，觀察指針擺動情況；由此實驗可以得出恰當?shù)慕Y論是（選填選項前的字母）。A．螺線管A的磁性變強或變弱影響指針擺動幅度大小B．螺線管A的磁性變強或變弱影響指針擺動方向C．螺線管A的磁性強弱變化快慢影響指針擺動幅度大小D．螺線管A的磁性強弱變化快慢影響指針擺動方向（4）在（3）的研究中，完成實驗后未斷開開關，也未把A、B兩螺線管和鐵芯分開設置，在拆除電路時突然被電擊了一下，則被電擊是在拆除（選填“A”或“B”）螺線管所在電路時發(fā)生的。試分析被電擊的原因：。17．小明在課外活動中制作了如圖1所示的“電子發(fā)聲裝置”：在一塊木板兩端固定兩顆螺絲釘，將一根張緊的銅絲纏繞在兩顆螺絲釘之間，擴音器通過導線與兩螺絲釘連接，銅絲旁邊放置一塊磁鐵，用手指在水平方向撥動銅絲，擴音器上就發(fā)出了聲音。（1）根據上述信息，下列說法正確的是A．銅絲振動引起空氣振動而發(fā)出聲音B．振動的銅絲切割磁感線產生直流電流C．銅絲振動時將電能轉化為機械能D．銅絲振動時能量轉化的原理與發(fā)電機原理相同（2）上題的“電子發(fā)聲裝置”可簡化成如圖2的電路模型：左端接有電阻R的平行光滑金屬導軌水平放置，固定在豎直向上的勻強磁場中，一導體桿與兩導軌良好接觸，在外力作用下沿導軌方向做周期為1s的簡諧運動。圖中O位置對應平衡位置，C、D兩位置對應簡諧運動的左、右最大位移處。兩導軌電阻不計，下列說法正確的是。A．每經過1s，流過電阻R的電流方向變化一次B．桿在C位置時，電阻R的發(fā)熱功率最大C．桿由C到O的運動過程中，流過電阻R的電流由b→aD．桿由C到D的運動過程中，流過電阻R的電流一直變大（3）電吉他的拾音器的原理圖（如圖3所示）。電吉他琴身上裝有線圈，被磁化的琴弦振動時，會使線圈中的磁通量發(fā)生變化，從而產生感應電流，經信號放大器放大后傳到揚聲器。當圖中琴弦向右靠近線圈時，線圈受到A的磁場力（請?zhí)钔颗c答案對應的字母選項：A：向右；B：向左）；（4）若由于金屬弦的振動，螺線管內的磁通量隨時間的變化如圖4所示，則對應感應電流的變化為。四．計算題（共3小題）18．某供電系統(tǒng)電路如圖所示，磁體間的磁場可視為勻強磁場，磁感應強度大小為0.20T。矩形線圈ABCD匝數(shù)為100匝、面積為0.5m2，繞垂直于磁場的軸勻速轉動，角速度為902（1）線圈轉到圖中位置時感應電動勢的大?。唬?）圖中交流電壓表的示數(shù)；（3）變壓器的原副線圈匝數(shù)之比。19．如圖所示，MN、PQ為間距L＝0.5m足夠長的平行導軌，NQ⊥MN，導軌平面與水平面間的夾角θ＝37°，NQ間連接有一個R＝4Ω的電阻。有一勻強磁場垂直于導軌平面，磁感應強度為B0＝lT，將一根質量為m＝0.05kg、軌道間有效電阻為r＝1Ω的金屬棒ab緊靠NQ放置在導軌上，且與導軌接觸良好，導軌的電阻不計。現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導軌向下運動過程中始終與NQ平行。已知金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，當金屬棒滑行至cd處時已經達到穩(wěn)定速度。試解答以下問題：（g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）（1）請定性說明金屬棒在達到穩(wěn)定速度前的加速度和速度各如何變化？（2）當金屬棒滑行至cd處時回路中的電流多大？金屬棒ab兩端的電勢差多大？（3）金屬棒達到的穩(wěn)定速度時重力做功的瞬時功率多大？20．如圖所示，平行長直光滑固定的金屬導軌MN、PQ平面與水平面的夾角θ＝30°，導軌間距為L＝0.5m，上端接有R＝3Ω的