2024-2025學年高二物理專項復習：電磁感應

2024-2025學年高二物理舉一反三系列2.52電磁感應本章測試B（含答案）2.52電磁感應本章測試B

原卷版

一、單選題

1.圖為士兵用探雷器進行掃雷，該探雷器利用渦流工作。下列說法正確的是（）

A.探雷器使用直流電工作

B.渦流是在探雷器的線圈中產生的

C.探雷器靜止在地雷上方時，將無法報警

D.該探雷器探測網(wǎng)狀金屬物品時，靈敏度會降低

2.無線充電技術已經(jīng)廣泛應用于日常生活中，如圖甲為電動汽車無線充電原理圖，M為受電線圈，N為送電線圈。

圖乙為受電線圈M的示意圖，線圈匝數(shù)為小橫截面積為S,a、6兩端連接車載變流裝置，某段加時間內線圈N

產生的磁場平行于圓軸線向上穿過線圈M。下列說法正確的是（）

A.當線圈M中磁感應強度B不變時，能為電動汽車充電

B.當線圈N接入恒定電流時，線圈M兩端產生恒定電壓

C.當線圈M中的磁感應強度8增加時，線圈M兩端產生電壓可能變大

D.若這段加時間內線圈M中磁感應強度大小均勻增加AB,則M中產生的電動勢為雙

Ar

3.如圖所示，水平的平行虛線間距為d,中間有沿水平方向的勻強磁場，一個阻值為R的正方形金屬線圈邊長,

線圈質量為加，線圈在磁場上方某一高度處由靜止釋放，保持線圈平面與磁場方向垂直，其下邊緣剛進入磁場和剛

穿出磁場時的速度相等，不計空氣阻力，重力加速度為g,則（）

XXXX

XXXXd

XXXX,,

A.線圈進，出磁場過程中感應電流均沿逆時針方向

B.線圈下邊緣剛進入磁場時的加速度最小

C.線圈在進入磁場和穿出磁場過程中產生的焦耳熱之和為機g（d+D

D.線圈在進入磁場和穿出磁場過程中產生的焦耳熱之和為2mgd

4.如圖所示，由均勻導線制成的半徑為R的圓環(huán)，以速度v勻速進入一磁感應強度大小為B的勻強磁場。當圓環(huán)

運動到圖示位置（406=90。）時，a、b兩點的電勢差Uab為（）

—xxxx

/------tiD

xx

/Ryx\xxx

xxx

xxX

X

X

A.y/2BRvV2

2

C.--BRv

5.一外皮絕緣的導線扭成如圖所示的三個圓形平面閉合回路，回路半徑分別為K、2R、3R?；芈分卸加袆驈姶艌?,

且8與回路平面垂直并指向內，回路外無磁場。當B的大小以速率上增大時，則（）

A.回路中感應電動勢大小為14mtR2,中間圓環(huán)中感應電流方向為順時針

B.回路中感應電動勢大小為14蘇京，中間圓環(huán)中感應電流方向為逆時針

C.回路中感應電動勢大小為6萬去2,中間圓環(huán)中感應電流方向為順時針

D.回路中感應電動勢大小為6萬欣2,中間圓環(huán)中感應電流方向為逆時針

6.如圖所示，一粗糙的平行金屬軌道平面與水平面成。角，兩軌道上端用一電阻R相連，該裝置處于勻強磁場中，

磁場方向垂直軌道平面向上。質量為機的金屬桿成以初速度W從軌道底端向上滑行，滑行到某高度場后又返回到

底端。若運動過程中金屬桿始終保持與導軌垂直且接觸良好，軌道與金屬桿的電阻均忽略不計。則下列說法不正確

A.金屬桿油上滑過程中與下滑過程通過電阻R的電荷量大小一樣多

B.金屬桿上滑過程中重力、安培力與摩擦力所做總功等于-:機喏

C.金屬桿油上滑過程與下滑過程因摩擦而產生的內能一定相等

D.金屬桿ab在整個過程中損失的機械能等于裝置產生的焦耳熱

7.如圖所示，豎直放置的兩根足夠長的平行金屬導軌相距L導軌電阻不計，導軌間接有一定值電阻R,質量為優(yōu)、

電阻為r的金屬棒與兩導軌始終保持垂直并良好接觸，且無摩擦，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向與導軌平面

垂直，重力加速度為g,現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，金屬棒下落高度為時開始做勻速運動，在此過程中（）

A.金屬棒的最大速度為師

B.通過電阻R的電荷量為豈絲

R+r

C.金屬棒克服安培力做的功等于電阻R上產生的熱量

D.安培力對金屬棒做的功等于金屬棒動能的增加量

二、多選題

8.如圖所示，半徑為r的粗糙四分之一圓弧導軌與光滑水平導軌平滑相連，四分之一圓弧導軌區(qū)域沒有磁場，水平

導軌區(qū)域存在磁感應強度大小為3、方向豎直向上的勻強磁場，導軌間距為/,ab、cd是質量為機、接入電路中電

阻為R的金屬棒，導軌電阻忽略不計。cd靜止在平滑軌道上，仍從四分之一圓弧軌道頂端由靜止釋放，在圓弧軌

道上克服阻力做功，咫乙水平導軌足夠長，ab、cd始終與導軌垂直并接觸良好，且不會相撞，重力加速度為g。

從湖棒進入水平軌道開始，下列說法正確的是（）

A.油棒先做勻減速運動，最后做勻速運動

B.cd棒先做勻加速直線運動，最后和仍以相同的速度做勻速運動

C.M棒剛進入磁場時，打棒電流為必應

2R

D.漏棒的最終速度大小為應

2

9.如圖所示，A、B是兩盞完全相同的白熾燈，工是電阻不計的電感線圈，如果斷開開關Si,接通S2,A、B兩燈

都能同樣發(fā)光。若最初S1是接通的，S2是斷開的，那么下列描述中正確的是（）

A.剛接通S2,A燈就立即亮，B燈延遲一段時間才亮

B.剛接通S2時，線圈L中的電流為零

C.接通S2以后，A燈變亮，B燈由亮變暗

D.接通S2,電路穩(wěn)定后再斷開S2時，A燈立即熄滅，B燈先亮一下，然后熄滅

10.如圖所示，矩形線框浦/通過與之相連的硬導線搭接在金屬導軌MEFN上，整個裝置放在與之垂直的勻強磁

B.R中有電流通過，方向為E—F

C.R中有電流通過，方向為尸―ED.線框邊仍與cd中的電流方向相同

三、實驗題

11.如圖，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關與電源連接，另一線圈與遠處沿南北方向水平放置在

紙面內的直導線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導線正上方，開關未閉合時小磁針處于靜止狀態(tài)。則開關閉合后

的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向的方向轉動；開關閉合并保持一段時間后再斷開的瞬間，小磁針的N極

朝垂直紙面向的方向轉動。（均選填“外”或“里”）

12.小華同學正在進行“探究法拉第電磁感應現(xiàn)象”的實驗。

（1）已將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電表及開關按如圖所示部分連接，要把電路連接完整

且正確，則N連接到接線柱(選填"a"、"b”或"c”)，M連接到接線柱(選填2”、“b”或％”)。

(2)正確連接電路后，開始實驗探究，某同學發(fā)現(xiàn)當他將滑動變阻器的滑片尸向右勻速滑動時，靈敏電流計的指

針向右偏轉，由此可以判斷o

A.滑動變阻器的滑片P向右加速滑動，靈敏電流計的指針向左偏轉

B.線圈A中的鐵芯向上拔出或斷開開關，都能引起靈敏電流計的指針向右偏轉

C.滑動變阻器的滑片尸勻速向左滑動，靈敏電流計的指針靜止在中央

(3)實驗中小華同學發(fā)現(xiàn)在兩次電磁感應現(xiàn)象中，第一次電流計的指針擺動的幅度比第二次指針擺動的幅度大，

原因是線圈中第一次的(選填“磁通量”、“磁通量的變化量”或“磁通量的變化率”)比第二次的大。

四、解答題

13.如圖所示，水平面上兩根足夠長的光滑金屬導軌平行固定放置，導軌間距離為L=0.5m,一端通過導線與阻值

為R=0.4Q的電阻連接；質量"7=O.5kg、長也為L=0.5m、電阻r=0.1。的金屬桿靜止放置在導軌上，導軌的電阻

忽略不計；導軌所在位置有磁感應強度為3=1T的勻強磁場，磁場的方向垂直導軌平面向上，現(xiàn)在給金屬桿施加一

水平向右的拉力歹，使金屬桿從靜止開始做加速度為a=lm/s2的勻加速直線運動。求：

(1)從靜止開始運動，經(jīng)時間，=4s時拉力歹的大小；

(2)上述尸4s內拉力F的沖量4o

14.如圖所示，在空間中有一垂直紙面方向的勻強磁場區(qū)域，磁場上下邊緣間距為/z=5.2m,磁感應強度為B=1T,

邊長為L=lm、電阻為R=l。、質量為機=lkg的正方形導線框緊貼磁場區(qū)域的上邊從靜止下落，當線圈邊到達

磁場的下邊緣時，恰好開始做勻速運動，重力加速度為g=10m/s2,求：

(1)尸。邊運動到磁場下邊緣時的速度V；

(2)導線框穿過磁場所產生的焦耳熱；

(3)導線框從開始下落到PQ邊到達磁場下邊緣所經(jīng)歷的時間。

15.如圖，兩根固定的光滑平行導軌MN、MM的傾角為。，導軌間距為LM、兩端接有阻值為R的電阻.在

導軌間長度為乙、寬度為1的長方形區(qū)域內有勻強磁場，磁感應強度大小為8,方向垂直于導軌平面向上。一質量

為根的金屬桿必從導軌上的位置1由靜止釋放，恰好能勻速穿過整個磁場區(qū)域。已知重力加速度大小為g,仍桿

和導軌的電阻均不計，兩者始終垂直且接觸良好。

(1)求位置1與磁場上邊界間的距離習；

(2)若湖桿從磁場外導軌上某位置2由靜止釋放，到達磁場下邊界時加速度恰好為零，穿過磁場區(qū)域過程中電阻

R產生的焦耳熱為Q,求位置2與位置1間的距離加。

16.如圖所示，固定的光滑絕緣斜面與水平面夾角為1=30。，斜面上相距d的水平虛線MN和PQ間有垂直斜面向

下的勻強磁場。質量為機、邊長為〃">￡)、電阻為R的正方形金屬線框仍cd放在斜面上，線框由粗細均勻的相同

材料制成。將其從上方某處由靜止釋放。當〃邊剛進入磁場時，線框即以速度%做勻速運動，當油邊剛到磁

場邊界PQ時，線框的加速度大小為ggo斜面足夠長，線框運動過程中〃邊始終與MN平行，重力加速度為g,求：

(1)勻強磁場的磁感應強度&

(2)cd邊剛進入磁場時，c、d兩點間的電勢差U；

(3)線框從cd邊剛進入磁場到湖邊剛到磁場邊界PQ的過程產生的焦耳熱Q。

2.52電磁感應本章測試B解析版

一、單選題

1.圖為士兵用探雷器進行掃雷，該探雷器利用渦流工作。下列說法正確的是（）

A.探雷器使用直流電工作

B.渦流是在探雷器的線圈中產生的

C.探雷器靜止在地雷上方時，將無法報警

D.該探雷器探測網(wǎng)狀金屬物品時，靈敏度會降低

【答案】D【詳解】AB.探雷器利用了電磁感應原理，即必須使用交流電工作。探雷器產生的變化的磁場在金屬物

品內部產生渦流，渦流又會產生磁場，反過來影響原來的磁場，引發(fā)探雷器發(fā)出信號。故AB錯誤；C.探雷器靜

止在地雷上方時，因為探雷器產生變化的磁場，所以地雷中也能產生泯流，從而引發(fā)探雷器報警，故C錯誤；D.如

果該探雷器探測網(wǎng)狀金屬物品時，渦流現(xiàn)象會減弱，則靈敏度會降低，故D正確。故選D。

2.無線充電技術已經(jīng)廣泛應用于日常生活中，如圖甲為電動汽車無線充電原理圖，M為受電線圈，N為送電線圈。

圖乙為受電線圈M的示意圖，線圈匝數(shù)為“、橫截面積為S,a、。兩端連接車載變流裝置，某段Af時間內線圈N

產生的磁場平行于圓軸線向上穿過線圈M。下列說法正確的是（）

A.當線圈M中磁感應強度B不變時，能為電動汽車充電

B.當線圈N接入恒定電流時，線圈M兩端產生恒定電壓

C.當線圈M中的磁感應強度8增加時，線圈M兩端產生電壓可能變大

D.若這段加時間內線圈M中磁感應強度大小均勻增加AB,則M中產生的電動勢為學

【答案】C【詳解】A.當送電線圈N接入恒定電流，則產生的磁場不變化，受電線圈M中的磁通量沒有發(fā)生變化，

故無法產生感應電流，不能為電動汽車充電，故A錯誤；B.當線圈N接入恒定電流時，受電線圈M中的磁通量

不變，故M兩端不能產生感應電動勢，線圈M兩端無電壓，故B錯誤；C.穿過線圈M的磁感應強度增加，根據(jù)

法拉第電磁感應定律，如果磁感應強度增加的越來越快，則產生增大的感應電動勢，線圈M兩端產生的電壓就可

能變大，故c正確；D.根據(jù)法拉第電磁感應定律，有E==故D錯誤；故選C。

3.如圖所示，水平的平行虛線間距為d,中間有沿水平方向的勻強磁場，一個阻值為R的正方形金屬線圈邊長,

線圈質量為加，線圈在磁場上方某一高度處由靜止釋放，保持線圈平面與磁場方向垂直，其下邊緣剛進入磁場和剛

穿出磁場時的速度相等，不計空氣阻力，重力加速度為g,則（）

XXXX

XXXXd

XXXX,,

A.線圈進，出磁場過程中感應電流均沿逆時針方向

B.線圈下邊緣剛進入磁場時的加速度最小

C.線圈在進入磁場和穿出磁場過程中產生的焦耳熱之和為機g（d+l）

D.線圈在進入磁場和穿出磁場過程中產生的焦耳熱之和為2mgd

【答案】D【詳解】A.根據(jù)楞次定律可知，線圈進磁場過程中感應電流沿逆時針方向，線圈出磁場過程中感應電

流沿順時針方向，故A錯誤；B.正方形金屬線圈邊長/<d,正方形完全進入磁場中后，只受重力作用加速，且下

邊緣剛進入磁場和剛穿出磁場時的速度相等，可知金屬線圈進入磁場過程中做減速運動，設加速度為。，則有

&=2?/=紿七一何即。=生包一g可知，金屬框在進入磁場過程中作加速度減小的減速運動，線圈下邊

緣剛進入磁場時的加速度并非最小，故B錯誤；CD.根據(jù)能量轉化與守恒定律可知，線圈從下邊緣剛進入磁場到

剛穿出磁場過程中線圈減少的機械能轉化為焦耳熱Q=-AE=相初又因為其下邊緣剛進入磁場和剛穿出磁場時的速

度相等，線圈在進入磁場和穿出磁場過程中產生的焦耳熱相同，產生的焦耳熱之和為。=22=2W初故C錯誤，D正

確。故選D。

4.如圖所示，由均勻導線制成的半徑為H的圓環(huán)，以速度u勻速進入一磁感應強度大小為3的勻強磁場。當圓環(huán)

運動到圖示位置（406=90。）時，〃、Z?兩點的電勢差Uab為（）

VAXXX5X

XX

XX

XX

XX

XX

XX

XXXX

A.&,BRvB.—BRv

2

C.一旦BRvD.一述BRy

44

Bx

X

X

X

【答案】D【詳解】有效切割長度即〃、。連線的長度，如圖所示由幾何關系知有效切

X

X

X

X

割長度為"二病二產=0尺所以產生的電動勢為E=電流的方向為。一4所以。"＜。，由于在磁

場部分的阻值為整個圓的:，所以=-；B?^2Rv=-乎BRv故選D。

5.一外皮絕緣的導線扭成如圖所示的三個圓形平面閉合回路，回路半徑分別為R、2R、3R?；芈分卸加袆驈姶艌?,

且8與回路平面垂直并指向內，回路外無磁場。當B的大小以速率上增大時，則（）

A.回路中感應電動勢大小為14萬依?2,中間圓環(huán)中感應電流方向為順時針

B.回路中感應電動勢大小為中間圓環(huán)中感應電流方向為逆時針

C.回路中感應電動勢大小為6林出，中間圓環(huán)中感應電流方向為順時針

D.回路中感應電動勢大小為中間圓環(huán)中感應電流方向為逆時針

【答案】C【詳解】根據(jù)楞次定律，半徑為3R和R的回路產生的感應電動勢與半徑為2R的回路的感應電動勢方向

相反，整個回路的感應電動勢為E=覬（3Ry+?a一碗（2R）2=6QrR2中間感應電流的方向為順時針。故選C。

6.如圖所示，一粗糙的平行金屬軌道平面與水平面成。角，兩軌道上端用一電阻R相連，該裝置處于勻強磁場中，

磁場方向垂直軌道平面向上。質量為機的金屬桿油以初速度丫。從軌道底端向上滑行，滑行到某高度場后又返回到

底端。若運動過程中金屬桿始終保持與導軌垂直且接觸良好，軌道與金屬桿的電阻均忽略不計。則下列說法不正確

的是（）

A.金屬桿ab上滑過程中與下滑過程通過電阻R的電荷量大小一樣多

B.金屬桿油上滑過程中重力、安培力與摩擦力所做總功等于-;加說

C.金屬桿ab上滑過程與下滑過程因摩擦而產生的內能一定相等

D.金屬桿ab在整個過程中損失的機械能等于裝置產生的焦耳熱

【答案】D【詳解】A.根據(jù)公式4=呼可知，上滑過程與下滑過程磁通量的變化量相等，則通過電阻R的電荷量

一樣多，故A正確；B.金屬桿仍上滑過程中，由動能定理有%+叫培力+叱可知，重力和安培力與摩

擦力所做功之和等于--根式，故B正確；C.根據(jù)摩擦生熱的公式。=力依題意，上滑和下滑過程中，位移大小相

等，摩擦力大小相等均為/=cos6聯(lián)立可得，上滑過程與下滑過程因摩擦而產生的內能一定相等，故C正確;

D.金屬桿油在整個過程中損失的機械能等于整個裝置產生的焦耳熱和摩擦產生的熱量之和。故D錯誤。本題選

錯誤的，故選D。

7.如圖所示，豎直放置的兩根足夠長的平行金屬導軌相距乙導軌電阻不計，導軌間接有一定值電阻R,質量為加、

電阻為r的金屬棒與兩導軌始終保持垂直并良好接觸，且無摩擦，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向與導軌平面

垂直，重力加速度為g,現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，金屬棒下落高度為時開始做勻速運動，在此過程中（）

A.金屬棒的最大速度為"了

B.通過電阻R的電荷量為詈

C.金屬棒克服安培力做的功等于電阻R上產生的熱量

D.安培力對金屬棒做的功等于金屬棒動能的增加量

【答案】B【詳解】A.金屬棒勻速運動時速度最大，根據(jù)功能關系機g/z=；?+Q可知最大速度囁＜7^^故A

AOBLh

錯誤；B.通過電阻R的電荷量為4=村==故B正確；C.由功能關系可知，金屬棒克服安培力做的功等于電

阻R與r上產生的熱量之和，故C錯誤；D.根據(jù)動能定理可知，重力和安培力對金屬棒做功之和等于金屬棒動能

的增加量，故D錯誤。故選B。

二、多選題

8.如圖所示，半徑為r的粗糙四分之一圓弧導軌與光滑水平導軌平滑相連，四分之一圓弧導軌區(qū)域沒有磁場，水平

導軌區(qū)域存在磁感應強度大小為8、方向豎直向上的勻強磁場，導軌間距為/,ab、cd是質量為機、接入電路中電

阻為R的金屬棒，導軌電阻忽略不計。cd靜止在平滑軌道上，仍從四分之一圓弧軌道頂端由靜止釋放，在圓弧軌

道上克服阻力做功gmgr,水平導軌足夠長，ab、〃始終與導軌垂直并接觸良好，且不會相撞，重力加速度為g。

從湖棒進入水平軌道開始，下列說法正確的是（)

A.油棒先做勻減速運動，最后做勻速運動

B.cd棒先做勻加速直線運動，最后和仍以相同的速度做勻速運動

C.油棒剛進入磁場時，必棒電流為空應

2R

D.漏棒的最終速度大小為應

2

【答案】CD【詳解】AB.成棒進入磁場受向左的安培力，做減速運動，所以安培力減小，則成棒先做加速度減

小的減速運動，cd棒與成棒串聯(lián)，所以先做加速度減小的加速運動，最后它們共速，做勻速運動，故A、B錯誤；

CD."棒剛進入磁場的速度就是它下滑到底端的速度，根據(jù)動能定理mgr-:相=可得速度為v=病感應

電動勢為E=Blv兩金屬棒串聯(lián)，故兩棒瞬時電流為/="應兩棒共速時由動量守恒定律有mv=2相/得速度大小

2R

為丫，=應故C、D正確。故選CD。

2

9.如圖所示，A、B是兩盞完全相同的白熾燈，L是電阻不計的電感線圈，如果斷開開關Si,接通S2,A、B兩燈

都能同樣發(fā)光。若最初Si是接通的，S2是斷開的，那么下列描述中正確的是（）

A.剛接通S2,A燈就立即亮，B燈延遲一段時間才亮

B.剛接通S2時，線圈L中的電流為零

C.接通S2以后，A燈變亮，B燈由亮變暗

D.接通S2,電路穩(wěn)定后再斷開S2時，A燈立即熄滅，B燈先亮一下，然后熄滅

【答案】BCD【詳解】AB.接通S2電源就開始給電路供電電感線圈L會發(fā)生通電自感現(xiàn)象，使通過線圈的電流由

零逐漸增大，但自感現(xiàn)象不會影響到兩燈泡的發(fā)亮，所以燈泡A、B會同時變亮，A錯誤，B正確；C.待電路穩(wěn)

定后，由于線圈的電阻不計，B燈相當于與一段導線并聯(lián)，被短路所以B燈將會熄滅，電源只給A燈供電，A燈將

變得更亮，C正確；D.在斷開S2時，A燈與電路斷開將立即熄滅，而B燈與電感線圈構成閉合電路，由于線圈的

自感現(xiàn)象，B燈會先亮一下后再熄滅，D正確。故選BCD。

10.如圖所示，矩形線框必必通過與之相連的硬導線搭接在金屬導軌上，整個裝置放在與之垂直的勻強磁

場中，當線框向右運動時（）

A.R中無電流通過B.R中有電流通過，方向為E—F

C.R中有電流通過，方向為F—ED.線框邊出?與cd中的電流方向相同

【答案】BD

【詳解】當線框向右運動時，線框及硬導線切割磁感線產生感應電流，由右手定則可判定感應電流的方向向上，即

線框邊仍與中的電流均是向上的，通過R的電流為從E到尸，故BD正確，AC錯誤。

故選BD。

三、實驗題

11.如圖，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關與電源連接，另一線圈與遠處沿南北方向水平放置在

紙面內的直導線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導線正上方，開關未閉合時小磁針處于靜止狀態(tài)。則開關閉合后

的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向的方向轉動；開關閉合并保持一段時間后再斷開的瞬間，小磁針的N極

朝垂直紙面向的方向轉動。（均選填“外”或“里”）

【答案】里外

【詳解】山⑵根據(jù)安培定則，開關閉合時鐵芯上產生水平向右的磁場。根據(jù)楞次定律，直導線上將產生由南向北的

電流，根據(jù)安培定則，直導線上方的磁場垂直紙面向里，故小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉動；開關閉合并

保持一段時間后再斷開的瞬間，根據(jù)楞次定律，直導線上將產生由北向南的電流，這時直導線上方的磁場垂直紙面

向外，故小磁針N極朝垂直紙面向外的方向轉動。

12.小華同學正在進行“探究法拉第電磁感應現(xiàn)象”的實驗。

（1）已將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電表及開關按如圖所示部分連接，要把電路連接完整

且正確，則N連接到接線柱（選填"a"、"b”或"c”），M連接到接線柱（選填%"、%"或％”）。

(2)正確連接電路后，開始實驗探究，某同學發(fā)現(xiàn)當他將滑動變阻器的滑片尸向右勻速滑動時，靈敏電流計的指

針向右偏轉，由此可以判斷0

A.滑動變阻器的滑片P向右加速滑動，靈敏電流計的指針向左偏轉

B.線圈A中的鐵芯向上拔出或斷開開關，都能引起靈敏電流計的指針向右偏轉

C.滑動變阻器的滑片尸勻速向左滑動，靈敏電流計的指針靜止在中央

(3)實驗中小華同學發(fā)現(xiàn)在兩次電磁感應現(xiàn)象中，第一次電流計的指針擺動的幅度比第二次指針擺動的幅度大，

原因是線圈中第一次的(選填“磁通量”、“磁通量的變化量”或“磁通量的變化率”)比第二次的大。

【答案】acB磁通量的變化率

【詳解】(1)口]將電流計與線圈B串聯(lián)成另一個回路，所以N連接以

⑵將電源、電鍵、變阻器、線圈A串聯(lián)成一個回路，注意滑動變阻器接一上一下兩個接線柱，所以M連接c。

(2)[3]A.由題意可知，當P向右勻速滑動時，線圈A中的電流應越來越小，則其磁場減小，磁通量減少，此時

線圈B中產生了電流使指針向右偏轉，故可知當B中的磁通量減小時，電流表指向右偏?；瑒幼冏杵骰瑒佣薖向

右加速滑動時，線圈B中磁通量減小，故指針應向右偏轉，故A錯誤；

B.當鐵芯拔出或斷開開關時，線圈A中磁場減小，故線圈B中磁通量減小，指針向右偏轉，故B正確；

C.滑片勻速向左運動時，線圈A中也會產生變化的磁場，線圈B中產生了感應電流使指針偏轉，故C錯誤。

故選B?

(3)[4]在電磁感應現(xiàn)象中，磁通量的變化率等于電動勢。電動勢越大，感應電流越大。所以第一次電流計的指針

擺動的幅度比第二次的大。原因是線圈中第一次的磁通量的變化率比第二次的大。

四、解答題

13.如圖所示，水平面上兩根足夠長的光滑金屬導軌平行固定放置，導軌間距離為L=0.5m,一端通過導線與阻值

為R=0.40的電阻連接；質量〃z=0.5kg、長也為L=0.5m、電阻r=0.1。的金屬桿靜止放置在導軌上，導軌的電阻

忽略不計；導軌所在位置有磁感應強度為3=1T的勻強磁場，磁場的方向垂直導軌平面向上，現(xiàn)在給金屬桿施加一

水平向右的拉力尸，使金屬桿從靜止開始做加速度為a=lm/s2的勻加速直線運動。求：

(1)從靜止開始運動，經(jīng)時間尸4s時拉力F的大?。?/p>

(2)上述尸4s內拉力廠的沖量

【答案】⑴2.5N；(2)6N-S【詳解】⑴根據(jù)題意可知，尸4s時，導體棒的速度為v=at=4m/s感應電動勢為

F

E=&,=2V感應電流為安培力為a=B〃=2N以金屬桿為研究對象’由牛頓運動定律得

/-"=儂/解得尸=2.5N(2)根據(jù)題意可知，在0~4s內由動量定理得4-乙二加丫由安培力計算式以及沖量計算

式得〃=8以￡/加)=3%由電磁感應中通過導體截面電量關系式得4=獸=半土由勻變速直線運動的位移時間

R+rR+r

2

關系公式得x=^at代入數(shù)據(jù)后聯(lián)立解得在。?4s內拉力尸的沖量ZF=6N-s

14.如圖所示，在空間中有一垂直紙面方向的勻強磁場區(qū)域，磁場上下邊緣間距為/z=5.2m,磁感應強度為B=1T,

邊長為L=lm、電阻為R=1Q、質量為根=lkg的正方形導線框緊貼磁場區(qū)域的上邊從靜止下落，當線圈尸0邊到達

磁場的下邊緣時，恰好開始做勻速運動，重力加速度為g=10m/s2,求：

(1)PQ邊運動到磁場下邊緣時的速度v；

(2)導線框穿過磁場所產生的焦耳熱；

(3)導線框從開始下落到PQ邊到達磁場下邊緣所經(jīng)歷的時間。

【答案】(1)10m/s；(2)12J；(3)1.1s【詳解】(1)設導線框邊進入磁場的速度為vo,尸。邊運動到磁場下邊

R2T2

緣時的速度為V,PQ邊到達磁場的下邊緣時導線框受力平衡，則有機g=2"解得v=10m/s(2)導線框從進入磁

R

場到離開磁場的過程中，根據(jù)能量守恒定律，有機g(/z+L)=g機/+。解得。=i2j(3)設導線框從開始下落到

PQ邊到達磁場下邊緣所經(jīng)歷的時間為t,導線框進入磁場所經(jīng)歷的時間為At,根據(jù)動量定理得機gf-3/3加=:如

4=小=絲=肢解得”1.1s

RR

15.如圖，兩根固定的光滑平行導軌肋V、MN'的傾角為6,導軌間距為LM,AT兩端接有阻值為R的電阻.在

導軌間長度為乙、寬度為1的長方形區(qū)域內有勻強磁場，磁感應強度大小為8,方向垂直于導軌平面向上。一質量

為根的金屬桿必從導軌上的位置1由靜止釋放，恰好能勻速穿過整個磁場區(qū)域。已知重力加速度大小為g,必桿

和導軌的電阻均不計，兩者始終垂直且接觸良好。

(1)求位置1與磁場上邊界間的距離》；

(2)若成桿從磁場外導軌上某位置2由靜止釋放，到達磁場下邊界時加速度恰好為零，穿過磁場區(qū)域過程中電阻

R產生的焦耳熱為Q,求位置2與位置1間的距離加。

【答案】(1)哪段；⑵就癡-"【詳解】(1)設"桿到達磁場上邊界時的速度大小為口由機械能守

1P

恒定律得mgs,sinO=-mv2導體棒切割磁感線產生的電動勢E=BLv由閉合電路歐姆定律得I=~ab桿受到的安培

2A

力大小FA=BILab桿勻速穿過磁場區(qū)域，有mgsin0="解得年=空空誓(2)設位置2與磁場上邊界的距離為,

2BL

由于/桿到達磁場下邊界時加速度恰好為零，故油桿到達磁場下邊界時速度大小仍為V,由能量守恒定律有

2

mg(s2+d]sin0=-mv+Q又As=卜—sj解得加=——----d

2mgsin6

16.如圖所示，固定的光滑絕緣斜面與水平面夾角為a=30。，斜面上相距d的水平虛線MV和PQ間有垂直斜面向

下的勻強磁場。質量為機、邊長為L(d>L)、電阻為R的正方形金屬線框abed放在斜面上，線框由粗細均勻的相同

材料制成。將其從上方某處由靜止釋放。當〃邊剛進入磁場時，線框即以速度%做勻速運動，當/邊剛到磁

場邊界PQ時，線框的加速度大小為:go斜面足夠長，線框運動過程中以邊始終與肱V平行，重力加速度為g,求:

(1)勻強磁場的磁感應強度8；

(2)川邊剛進入磁場時，c、d兩點間的電勢差U；

(3)線框從〃邊剛進入磁場到"邊剛到磁場邊界尸。的過程產生的焦耳熱°。

【答案】⑴力曹；⑵宮甌；⑶些在「【詳解】⑴根據(jù)法拉第電磁感應定律可得線框

cd邊剛進入磁場時產生的感應電動勢為4=8乙%①根據(jù)閉合電路歐姆定律可得此時線框中的電流為/。=與②

由平衡條件可得根gsinauB/oE③聯(lián)立①②③解得5=J警④(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律可得U⑤

Ly2v04

聯(lián)立①④⑤解得。=生邈且⑥(3)設油邊剛到磁場邊界P。時線框的速度大小為四，此時線框中的感應電動

8

勢為旦=或匕⑦線框中的電流為人=耳⑧由題意并根據(jù)牛頓第二定律有B/Jfgsina".一⑨聯(lián)立

A2

④⑦⑧⑨解得匕=2%⑩對線框從cd邊剛進入磁場到ab邊剛到磁場邊界PQ的過程由能量守恒定律有

mg(d+L)sina~~mvo+Q?聯(lián)立⑩?解得Q=?

3.1交變電流原卷版

目錄

一、【交流電和直流電的概念知識點梳理】...............................................................17

二、【交變電流的產生和變化知識點梳理】...............................................................18

三、【交流發(fā)電機類型知識點梳理】.....................................................................23

一、【交流電和直流電的概念知識點梳理】

1.交變電流：大小和方向隨時間做周期性變化的電流叫作交變電流，簡稱交流.

2.常見的交變電流的波形圖

實際應用中，交變電流有著不同的變化規(guī)律，常見的有以下幾種，如圖所示.

家庭電路中的示波器中的鋸電子電路中激光通信

正弦式電流齒形掃描電壓的矩形脈沖中的尖脈沖

3.直流：方向不隨時間變化的電流稱為直流，大小和方向都不隨時間變化的電流叫作恒定電流.

【交流電和直流電的概念舉一反三練習】

1.（多選）下列關于交變電流和直流的說法中正確的是（）

A.如果電流大小做周期性變化，則一定是交變電流

B.直流的大小可以變化，但方向一定不變

C.交變電流一定是按正弦規(guī)律變化的

D.交變電流的最大特征是電流的大小和方向做周期性的變化

2.關于交變電流的理解，下列說法正確的是（）

A.如果電流大小隨時間做周期性變化，則一定是交變電流

B.交變電流一定是按正弦規(guī)律變化的

C.交變電流電壓的大小和方向隨時間做周期性變化

D.化學電池提供的電流也可能是交變電流

3.下列的關于電流i隨時間，變化的圖象中，不是表示交變電流的是（）

【交變電流的產生和變化知識點梳理】

1.兩個特殊位置

(1)中性面位置(S_LB,如圖中的甲)

線圈平面與磁場垂直的位置，此時。最大，笑為0,e為0,i為0.

線圈經(jīng)過中性面時，電流方向發(fā)生改變，線圈轉一圈電流方向改變兩次.

(2)垂直中性面位置(S〃B,如圖中的乙)

此時。為0,等最大，e最大，i最大.電流方向不改變.

2.從中性面開始計時，線圈中產生的電動勢的瞬時值表達式：e=￡msincot,&叫作電動勢的峰值，Em=NcoBS.

3.正弦式交變電流：按正弦規(guī)律變化的交變電流叫作正弦式交變電流，簡稱正弦式電流.

4.正弦式交變電流和電壓

電流表達式z=Zmsincot,電壓表達式a=UmSinM淇中人、Um分別是電流和電壓的最大值，也叫峰值.

5.正弦交變電流的瞬時值表達式

⑴從中性面位置開始計時①電動勢(e)：e=￡msino3②電壓(M)：u=Umsmmt,③電流⑺：i=/mSinM

(2)從與中性面垂直的位置開始計時e=￡mcosmt,z=Zmcoscot,u=Umcoscot.

⑶正弦式交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計時)

函數(shù)圖像

磁通量0=0mcosa)t=BScoscot

電動勢e-Emsina>t=nBSa>sin(ot

u-Usina>t=t^Lsinmt

電壓mR+r

i-Isina>t=^-sinmt

電流mR+r

6.關于交變電流的產生及規(guī)律的三點注意

(1)只有當線圈從中性面位置開始計時，電流的瞬時值表達式才是正弦形式，其變化規(guī)律與線圈的形狀及轉動軸處于

線圈平面內的位置無關.

(2)注意峰值公式Em=nBSco中的S為有效面積.

（3）在解決有關交變電流的圖像問題時，應先把交變電流的圖像與線圈的轉動位置對應起來，再根據(jù)特殊位置特征求

解.

7.交變電流的峰值

NcoBSNmBSR

Em=Na)BS,u—

/m—?+/mR+r'

8.確定正弦式交變電流電動勢瞬時值表達式的基本方法

（1）確定線圈轉動到哪個位置開始計時，以確定瞬時值表達式是按正弦規(guī)律變化還是按余弦規(guī)律變化.

（2）確定線圈轉動的角速度.

⑶確定感應電動勢的峰值Em=NcoBS.

（4）寫出瞬時值表達式e=￡msincot或e=EmCosa>t.

【交變電流的產生和變化舉一反三練習】

4.如圖所示，（甲）T（乙）-（丙）―（丁）過程是交流發(fā)電機發(fā)電的示意圖，用導體制成的兩個電刷分別壓在

兩個滑環(huán)上，線圈在勻速轉動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路連接（從紙面向里看線圈轉動方向為逆時針）。

下列說法正確的是（）

A.在圖（甲）位置時,線圈中的磁通量為零

B.在圖（乙）位置時,感應電流方向發(fā)生變化

C.在圖（丙）位置時,線圈中的感應電動勢最大

D.在圖（?。┪恢脮r,cd邊電流方向為d->c

5.如圖所示，一線圈在勻強磁場中勻速轉動，經(jīng)過圖示位置時（）

A.穿過線圈的磁通量最大,磁通量的變化率最大

B.穿過線圈的磁通量最大,磁通量的變化率最小

C.穿過線圈的磁通量最小,磁通量的變化率最大

D.穿過線圈的磁通量最小,磁通量的變化率最小

6.（多選）如圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，A為交流電流

表。線圈繞垂直于磁場的水平軸O。'勻速轉動，從圖示位置開始計時，產生的交變電流隨時間變化的圖像如圖乙所

示。以下判斷正確的是（)

0E

甲

A.線圈轉動的轉速為25r/s

B.電流表的示數(shù)為10A

C.1s鐘內線圈中電流方向改變了50次

D.0.01s時線圈平面與中性面垂直

7.某交流發(fā)電機正常工作時的電動勢為-即sin初，如果發(fā)電機轉子轉速提高一倍，線圈匝數(shù)也同時增加一倍，其

他條件不變，則發(fā)電機的電動勢為（）

A.e=4EmsmcotB.e=^Emsin2a)t

C.e=EmsincotD.e=2Emsmcot

8.如圖所示為演示交變電流產生的裝置圖，關于這個實驗，正確的說法是（）

A.圖示位置為中性面，線圓中無感應電流

B.圖示位置ab邊的感應電流方向為bra

C.線圈平面與磁場方向平行時，磁通量變化率為零

D.線圈每轉動一周，指針左右擺動一次

9.如圖甲所示是目前市面上流行的手搖手機充電器，它體型小，攜帶方便，可以在緊急狀態(tài)下給手機臨時充電，

其示意圖如圖乙所示。若某人搖動手柄給手機充電時，其內部線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉動，下

甲乙

A.線圈轉動的快慢程度不會影響回路中的電流大小

B.當線圈轉到圖乙所示位置時，電流方向將發(fā)生改變

C.若從圖乙位置開始計時，線圈中的電流瞬時值表達式為，=Osin的

D.當線圈轉到圖乙所示位置時，穿過線圈磁通量的變化率最大

10.一閉合矩形線圈必cd繞垂直于磁感線的固定軸00,勻速轉動，線圈平面位于如圖甲所示的勻強磁場中。通過

線圈的磁通量①隨時間，的變化規(guī)律如圖乙所示，下列說法正確的是（）

A.乙、4時刻通過線圈的磁通量變化率最大

B.芍、。時刻線圈中感應電流方向改變

C.々、%時刻線圈中磁通量最大

D.乙、與時刻線圈中感應電動勢最小

11.如圖是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，A為交流電流表。線圈

繞垂直于磁場的水平軸。0'沿逆時針方向勻速轉動，從圖示位置開始計時，下列選項正確的是（）

A.圖示位置時，線圈處于中性面，穿過線圈平面的磁通量最大，電流表示數(shù)最大

B.圖示位置時，線圈處于平行面，穿過線圈平面的磁通量最小，電流表示數(shù)最大

C.從圖示位置旋轉90。，線圈處于中性面，穿過線圈平面的磁通量最大，磁通量的變化率最大，電流表示數(shù)最

大

D.從圖示位置開始往逆時針方向旋轉產生正弦式交變電流

12.在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁場垂直的軸勻速