高考物理 专题冲刺集训 第10讲《电磁感应、交流电、电磁波》（含解析）.doc

第十讲电磁感应、交流电、电磁波一、单项选择题1.将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是()a感应电动势的大小与线圈的匝数无关b穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大c穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大d感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同解析：选c.由法拉第电磁感应定律en知，感应电动势的大小与线圈匝数有关，a错感应电动势正比于，与磁通量的大小无直接关系，b错误，c正确根据楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即“增反减同”，d错误2如图所示，两个端面半径同为r的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场一铜质细直棒ab水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为0.2r时铜棒中电动势大小为e1，下落距离为0.8r时电动势大小为e2.忽略涡流损耗和边缘效应关于e1、e2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是()ae1e2，a端为正be1e2，b端为正ce1e2，a端为正 de1e2，b端为正解析：选d.设下落距离为d，则铜棒在匀强磁场中切割磁感线的等效长度l2，铜棒做的是自由落体运动，故v22gd，v，故有eblvb22b，将d10.2r，d20.8r，代入后比较得e1e2；据安培定则知缝隙处的磁场方向水平向左，再由右手定则知b端等效为电源正极，电势高，选d.3某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈l、小灯泡a、开关s和电池组e，用导线将它们连接成如图所示的电路检查电路后，闭合开关s，小灯泡发光；再断开开关s，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是 ()a电源的内阻较大 b小灯泡电阻偏大 c线圈电阻偏大 d线圈的自感系数较大解析：选c.从实物连接图中可以看出，线圈l与小灯泡并联，断开开关s时，小灯泡a中原来的电流立即消失，线圈l与小灯泡组成闭合电路，由于自感，线圈中的电流逐渐变小，使小灯泡中的电流变为反向且与线圈中电流相同，小灯泡未闪亮说明断开s前，流过线圈的电流较小，原因可能是线圈电阻偏大，故选项c正确4为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡l1、l2，电路中分别接了理想交流电压表v1、v2和理想交流电流表a1、a2，导线电阻不计，如图所示当开关s闭合后()aa1示数变大，a1与a2示数的比值变小ba1示数变大，a1与a2示数的比值变大cv2示数变小，v1与v2示数的比值变大dv2示数不变，v1与v2示数的比值不变解析：选d.由知，开关s闭合后，v2示数不变，v1与v2示数的比值不变，故选项c错误，选项d正确；开关s闭合后，副线圈闭合回路的总电阻r减小，由i2知，i2变大，由知，a1示数变大，且a1与a2示数的比值不变，故选项a、b错误5北半球地磁场的竖直分量向下如图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为l的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向下列说法中正确的是()a若使线圈向东平动，则a点的电势比b点的电势高b若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低c若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为abcdad若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为adcda解析：选c.由右手定则知，若使线圈向东平动，线圈的ab边和cd边切割磁感线，c(b)点电势高于d(a)点电势，故a错；同理知b错若以ab为轴将线圈向上翻转，穿过线圈平面的磁通量将变小，由楞次定律可判得线圈中感应电流方向为abcda，c对6如图所示，两个相邻的有界匀强磁场区，方向相反且垂直纸面，磁感应强度的大小均为b，磁场区在y轴方向足够长，在x轴方向宽度均为a，一正三角形(中垂线长为a)导线框abc从图示位置向右匀速穿过磁场区域，设逆时针方向为电流的正方向，则图中线框中产生的感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是()解析：选c.由楞次定律可知，在第一个阶段感应电流沿正方向，可排除b项；在最后一个阶段感应电流方向也沿着正方向，可排除d；在中间阶段，线框在两磁场中都切割，且总有效长度在增加，可排除a，故c正确7如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈和，分别用相同材料、不同粗细的导线绕制(为细导线)两线圈在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落进入磁场，最后落到地面运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界设线圈、落地时的速度大小分别为v1、v2，在磁场中运动时产生的热量分别为q1、q2.不计空气阻力，则()av1v2，q1q2 bv1v2，q1q2cv1q2 dv1v2，q1q1，故d项正确8某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器t1和降压变压器t2向用户供电已知输电线的总电阻为r，降压变压器t2的原、副线圈匝数之比为41，降压变压器副线圈两端交变电压u220sin100t v，降压变压器的副线圈与阻值r011 的电阻组成闭合电路若将变压器均视为理想变压器，则下列说法中错误的是()a通过r0的电流有效值是20 ab降压变压器t2原、副线圈的电压比为41c升压变压器t1的输出电压等于降压变压器t2的输入电压d升压变压器t1的输出功率大于降压变压器t2的输入功率解析：选c.降压变压器副线圈电压的有效值为220 v，所以通过r0的电流有效值为 a20 a，选项a对；降压变压器t2原、副线圈的电压比等于匝数比，为41，b对；由于输电线上有电压损失和功率损失，故升压变压器t1的输出电压大于降压变压器t2的输入电压，升压变压器t1的输出功率大于降压变压器t2的输入功率，选项c错d对9如图甲、乙所示，两图分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化下列说法中正确的是()a图甲表示交流电，图乙表示直流电b两种电压的有效值相等c图甲所示电压的瞬时值表达式为u311 sin100t(v)d图甲所示电压经匝数比为101的变压器变压后频率变为原来的解析：选c.区分交流电、直流电是看电流方向是否发生变化，a错误；两交流电的峰值相同、周期相同，但除了一些特殊时刻外，图乙所示电压瞬时值都较小，故其有效值比图甲的小，b错误；由uumsint结合图象可知c正确；变压器不能改变交流电的周期和频率，d错误10如图所示，正方形线框abcd长为l，每边电阻均为r，在磁感应强度为b的匀强磁场中绕cd轴以角速度转动，c、d两点与外电路相连，外电路电阻也为r，则下列说法中正确的是()as断开时，电压表读数为bl2bs断开时，电压表读数为bl2cs闭合时，电流表读数为bl2ds闭合时，线框从图示位置转过过程中流过电流表的电荷量为解析：选b.当s断开时，线框ab边是电源，其余三边是外电路，电压表的示数是cd两端电压的有效值，ucdbl2，a错误b正确；s闭合时，整个外电路的结构是电阻r与cd边并联再与ad、bc串联，流过电阻r的电流即电流表的示数等于电路中总电流的一半，ia，c错误；流过电流表的电荷量qt，d错误二、非选择题11法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究实验装置的示意图可用图表示，两块面积均为s的矩形金属板，平行、正对、竖直地全部浸在河水中，间距为d.水流速度处处相同，大小为v，方向水平金属板与水流方向平行，地磁场磁感应强度的竖直分量为b，水的电阻率为，水面上方有一阻值为r的电阻通过绝缘导线和电键s连接到两金属板上，忽略边缘效应，求：(1)该发电装置的电动势；(2)通过电阻r的电流强度；(3)电阻r消耗的电功率解析：(1)由法拉第电磁感应定律，有ebdv.(2)两金属板间河水的电阻r由闭合电路欧姆定律，有i.(3)由电功率公式pi2r，得p()2r.答案：(1)bdv(2)(3)()2r12如图甲所示，在水平面上固定有长为l2 m、宽为d1 m的金属“u”型导轨，在“u”型导轨右侧l0.5 m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示在t0时刻，质量为m0.1 kg的导体棒以v01 m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为0.1 /m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取g10 m/s2)(1)通过计算分析4 s内导体棒的运动情况；(2)计算4 s内回路中电流的大小，并判断电流方向；(3)计算4 s内回路产生的焦耳热解析：(1)导体棒先在无磁场区域做匀减速直线运动，有mgma，v1v0at，sv0tat2代入数据解得：t1 s，s0.5 m，导体棒没