最新题库大全高考物理试题分项 专题11 电磁感应和交变电流.doc

2012年高考物理试题分类汇编：电磁感应和交流电（2012天津卷）.通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率，原线圈的电压u保持不变，输电线路的总电阻为当副线圈与原线圈的匝数比为时，线路损耗的电功率为，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到，线路损耗的电功率为，则和分别为（）a b c d解析：根据理想变压器的变压比有 ， 线路的输送功率不变有 根据焦耳定律有 ，。答案d。（2012广东卷）.某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin100t（v），对此电动势，下列表述正确的有a.最大值是v b.频率是100hzc有效值是v d.周期是0.02s答案：cd（2012福建卷）如图，理想变压器原线圈输入电压u=，副线圈电路中为定值电阻，r是滑动变阻器。和是理想交流电压表，示数分别用和表示；是理想交流电流表，示数分别用和表示。下列说法正确的是a和表示电流的瞬间值b和表示电压的最大值c滑片p向下滑动过程中，不变、变大d滑片p向下滑动过程中，变小、变小答案：c（2012北京高考卷）一个小型电热器若接在输出电压为10v的直流电源上，消耗电功率为p；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为 a5v b5v c10v d10v答案：c（2012四川卷）如图所示，在铁芯p上绕着两个线圈a和b，则 a线圈a输入正弦交变电流，线圈b可输出恒定电流 b线圈a输入恒定电流，穿过线圈b的磁通量一定为零 c线圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响 d线圈a的磁场变化时，线圈b中一定有电场答案：d(2012全国新课标).自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分，一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220v的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时，负载r上的功率为2.0kw。设此时原线圈中电流有效值为i1，负载两端电压的有效值为u2，且变压器是理想的，则u2和i1分别约为a.380v和5.3ab.380v和9.1ac.240v和5.3ad.240v和9.1a答案:b解析:先判断出原副线圈的匝数，由式得v。负载r上的功率就是变压器的输出功率，因为是理想变压器，故输入功率u1i1等于输出功率，从而求出i1=9.1a。（2012山东卷）.图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、。为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000v时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是a电压表的示数等于5vb电压表的示数等于c实现点火的条件是d实现点火的条件是答案：bc（2012江苏卷）某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈l1由火线和零线并行绕成，当右侧线圈l2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关k，从而切断家庭电路，仅考虑l1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有a家庭电路正常工作时，l2中磁通量为零b家庭电路中使用的电器增多时，l2中的磁通量不变c家庭电路发生短路时，开关k将被电磁铁吸起d地面上的人接触火线发生触电时，开关k将被电磁铁吸起。解析:因原线圈是双线绕法，所以家庭电路正常工作时、磁通量为0，a、b正确；家庭电路短路时，、磁通量仍为0，c错误；地面上的人接触火线发生触电时，两根电线电流不等且变化，开关k被磁铁吸起，d正确。答案:abd（2012重庆卷）如题15图所示，理想变压器的原线圈接入(v)的交变电压，副线圈通过电阻r=6导线对“220v/880w”电器rl供电，该电器正常工作。由此可知a 原、副线圈的匝数比为50 : 1b 交变电压的频率为100hzc 副线圈中电流的有效值为4ad 变压器的输入功率为880w答案：c(2012海南卷）.如图：理想变压器原线圈与10v的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a和b，小灯泡a的额定功率为0.3w，正常发光时电阻为30可，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09a，可计算出原、副线圈的匝数比为_，10:3流过灯泡b的电流为_0.2a,解析：副线圈电压 ， 由能量守恒得： 代人数据得：（2012安徽卷）.（16分）图1是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为的匀强磁场中，有一矩形线图可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴转动，由线圈引起的导线和分别与两个跟线圈一起绕转动的金属圈环相连接，金属圈环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电话电阻形成闭合电路。图2是线圈的住视图，导线和分别用它们的横截面来表示。已知长度为, 长度为,线圈以恒定角速度逆时针转动。（只考虑单匝线圈） (1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势 的表达式；(2)线圈平面处于与中性面成夹角位置时开始计时，如图3所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势的表达式；(3)若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻r上产生的焦耳热。（其它电阻均不计）23.(1) (2) (3)解析：(1)从中性面开始计时，经过时间t，线圈平面转过的角度，ab边和cd边的速度，则两边分别产生大小为的电动势。且两边电动势串联，故线圈中产生的电动势(2)若线圈从与中性面夹角位置时开始计时，其初相为，其表达式为：(3)由闭合电路欧姆定律得回路中电流有效值为由焦耳定律得（2012江苏卷）（15分）某兴趣小组设计一种发电装置，如图所示，在磁极与圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为，磁场均沿半径方向，匝数为n的矩形线圈abcd边长ab=cd=l、bc=ad=2l，线圈以角速度绕中心轴匀速转动，bc与ad边同时进入磁场，在磁场中，两条边的经过处的磁感应强度大小均为b，方向始终与两条边的运动方向垂直，线圈的总电阻为r，外接电阻为r，求（1）线圈切割磁感线时，感应电动势的大小em（2）线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小f（3）外接电阻上电流的有效值i答案:(1)、边的运动速度 ， 感应电动势，解得。（2）电流, 安培力 ，解得 .(3)一个周期内，通电时间,上消耗的电能，且解得。（2012福建卷）如图甲，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合。若取磁铁中心o为坐标原点，建立竖直向下正方向的x轴，则图乙中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图像是答案：b(2012全国新课标).如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为b0.使该线框从静止开始绕过圆心o、垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为a. b. c. d. 答案c解析匀速转动时感应电动势与磁场变化时感应电动势相同即可。匀速转动时感应电动势式中r为半径。磁场变化时感应电动势。二者相等可得答案。（2012上海卷） 正方形导线框处于匀强磁场中，磁场方向垂直框平面，磁感应强度随时间均匀增加，变化率为k。导体框质量为m、边长为l，总电阻为r，在恒定外力f作用下由静止开始运动。导体框在磁场中的加速度大小为_，导体框中感应电流做功的功率为_。答案：f/m，k2l4/r，（2012北京高考卷）物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”如图，她把一个带铁芯的线圈l、开关s和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈l上，且使铁芯穿过套环，闭合开关s的瞬间，套环立刻跳起某同学另找来器材再探究此实验他连接好电路，经重复实验，线圈上的套环均未动，对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是 a线圈接在了直流电源上b电源电压过高c所选线圈的匝数过多d所用套环的材料与老师的不同答案：d（2012海南卷）.如图，eof和为空间一匀强磁场的边界，其中eo，fo，且eoof；为eof的角平分线，间的距离为l；磁场方向垂直于纸面向里。一边长为l的正方形导线框沿方向匀速通过磁场，t=0时刻恰好位于图示位置。规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与实践t的关系图线可能正确的是答案：a（2012山东卷）.如图所示，相距为l的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为，上端接有定值电阻，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为b。将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率为p，导体棒最终以的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g，下列选项正确的是abc当导体棒速度达到时加速度为d在速度达到以后匀速运动的过程中，r上产生的焦耳热等于拉力所做的功答案：ac（2012四川卷）半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为r0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为b。杆在圆环上以速度v平行于直径cd向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心o开始，杆的位置由确定，如图所示。则 a=0时，杆产生的电动势为2bav b=时，杆产生的电动势为 c=0时，杆受的安培力大小为 d=时，杆受的安培力大小为答案：ad(2012全国新课标).如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。已知在t=0到t=t1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。设电流i正方向与图中箭头方向相同，则i随时间t变化的图线可能是答案:a解析:要求框中感应电流顺时针，根据楞次定律，可知框内磁场要么向里减弱（载流直导线中电流正向减小），要么向外增强（载流直导线中电流负向增大）。线框受安培力向左时，载流直导线电流一定在减小，线框受安培力向右时，载流直导线中电流一定在增大。故答案选a。（2012重庆卷）如题21图所示，正方形区域mnpq垂直纸面向里的匀强磁场。在外力作用下，一正方形闭合刚性导线框沿qn方向匀速运动，t=0时刻，其四个顶点、恰好在磁场边界中点。下列图象中能反映线框所受安培力f的大小随时间t变化规律的是答案：b（2012上海卷）（4分）为判断线圈绕向，可将灵敏电流计g与线圈l连接，如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端；当电流从电流计g左端流入时，指针向左偏转。（1）将磁铁n极向下从线圈上方竖直插入l时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为_（填“顺时针”或“逆时针”）。（2）当条形磁铁从图中虚线位置向右远离l时，指针向右偏转。俯视线圈，其绕向为_（填“顺时针”或“逆时针”）。 答案： （1）顺时针，（2）逆时针，（2012天津卷）.如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l=0.5m，左端接有阻值r=0.3的电阻，一质量m=0.1kg，电阻r=0.1的金属棒mn放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度b=0.4t，棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a=2m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x=9m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比q1：q2=2:1，导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，求（1）棒在匀加速运动过程中，通过电阻r的电荷量q（2）撤去外力后回路中产生的焦耳热q2（3）外力做的功wf答案：（18分）解析：（1）棒匀加速运动所用时间为t，有 s 根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求电路中产生的平均电流为 a 根据电流定义式有 c（2）撤去外力前棒做匀加速运动根据速度公式末速为 m/s撤去外力后棒在安培力作用下做减速运动，安培力做负功先将棒的动能转化为电能，再通过电流做功将电能转化为内能，所以焦耳热等于棒的动能减少。有 j（3）根据题意在撤去外力前的焦耳热为j 撤去外力前拉力做正功、安培力做负功（其大小等于焦耳热q1）、重力不做功共同使棒的动能增大，根据动能定理有 则 j（2012广东卷）.（18分）如图17所示，质量为m的导体棒ab，垂直放在相距为l的平行光滑金属轨道上。导轨平面与水平面的夹角为，并处于磁感应强度大小为b、方向垂直与导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平放置、间距为d的平行金属板，r和rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻。（1）调节rx=r，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流i及棒的速率v。（2）改变rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电量为+q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的rx。答案：.(18分) 解：（1）当rx=r棒沿导轨匀速下滑时，由平衡条件安培力解得感应电动势 电流解得 （2）微粒水平射入金属板间，能匀速通过，由平衡条件棒沿导轨匀速，由平衡条件 金属板间电压解得（2012上海卷）（14分）如图，质量为m的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计，质量为m的导体棒pq放置在导轨上，始终与导轨接触良好，pqbc构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为m，棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨bc段长为l，开始时pq左侧导轨的总电阻为r，右侧导轨单位长度的电阻为r0。以ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向左，磁感应强度大小均为b。在t0时，一水平向左的拉力f垂直作用于导轨的bc边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为a。（1）求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式；（2）经过多少时间拉力f达到最大值，拉力f的最大值为多少？（3）某一过程中回路产生的焦耳热为q，导轨克服摩擦力做功为w，求导轨动能的增加量。答案：（1）感应电动势为eblv，导轨做初速为零的匀加速运动，vat，eblat，sat2/2，感应电流的表达式为iblv/r总blat/（r2r0at2/2）blat/（rr0at2），（2）导轨受安培力fabilb2l2at/（rr0at2），摩擦力为ffmfnm（mgbil）mmgb2l2at/（rr0at2），由牛顿定律ffaffma，fmafaffmammg（1m）b2l2at/（rr0at2），上式中当r/tr0at即t时外力f取最大值，f maxmammg（1m）b2l2，（3）设此过程中导轨运动距离为s，由动能定理w合dek，摩擦力为ffm（mgfa），摩擦力做功为wmmgsmwammgsmq，s，dekmas（wmq），（2012江苏卷）（15分）某兴趣小组设计一种发电装置，如图所示，在磁极与圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为，磁场均沿半径方向，匝数为n的矩形线圈abcd边长ab=cd=l、bc=ad=2l，线圈以角速度绕中心轴匀速转动，bc与ad边同时进入磁场，在磁场中，两条边的经过处的磁感应强度大小均为b，方向始终与两条边的运动方向垂直，线圈的总电阻为r，外接电阻为r，求（1）线圈切割磁感线时，感应电动势的大小em（2）线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小f（3）外接电阻上电流的有效值i答案:(1)、边的运动速度 ， 感应电动势，解得。（2）电流, 安培力 ，解得 .(3)一个周期内，通电时间,上消耗的电能，且解得。(2012浙江卷)（22分）为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了一种“闪烁”装置。如图所示，自行车后轮由半径r1=5.0l0-2m的金属内圈、半径r2=0.40m的金属外圈和绝缘辐条构成。后轮的内、外圈之间等间隔地接有4根金属条，每根金属条的中间均串联有一电阻值为r的小灯泡。在支架上装有磁铁，形成了磁感应强度b=0.l0t、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场，其内半径为r1，外半径为r2、张角=，后轮以角速度=2rad/s相对于转轴转动。若不计其它电阻，忽略磁场的边缘效应。(1)当金属条ab进入“扇形”磁场时，求感应电动势e，并指出曲上的电流方向；(2)当金属条ab进入“扇形”磁场时，画出“闪烁”装置的电路图； (3)从金属条ab进入“扇形”磁场时开始，经计算画出轮子转一圈过程中，内圈与外圈之间电势差uab随时间t变化的uab-t图象；(4)若选择的是“1.5v、0.3a”的小灯泡，该“闪烁”装置能否正常工作？有同学提出，通过改变磁感应强度b、后轮外圈半径r2、角速度 和张角等物理量的大小，优化前同学的设计方案，请给出你的评价。答案：（2012福建卷）.（20分）如图甲，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为b的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管，环心0在区域中心。一质量为m、带电量为q（q0）的小球，在管内沿逆时针方向（从上向下看）做圆周运动。已知磁感应强度大小b随时间t的变化关系如图乙所示，其中。设小球在运动过程中电量保持不变，对原磁场的影响可忽略。（1）在t=0到t=t0 这段时间内，小球不受细管侧壁的作用力，求小球的速度大小；（2）在竖直向下的磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等。试求t=t0 到t=1.5t0 这段时间内：细管内涡旋电场的场强大小e；电场力对小球做的功w。答案：（2012海南卷）.如图，ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨，mn和是两根用细线连接的金属杆，其质量分别为m和2m。竖直向上的外力f作用在杆mn上，使两杆水平静止，并刚好与导轨接触；两杆的总电阻为r，导轨间距为。整个装置处在磁感应强度为b的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨电阻可忽略，重力加速度为g。在t=0时刻将细线烧断，保持f不变，金属杆和导轨始终接触良好。求（1）细线少断后，任意时刻两杆运动的速度之比；（2）两杆分别达到的最大速度。解析：设某时刻mn和速度分别为v1、v2。（1）mn和动量守恒：mv1-2mv2=0 求出：（2）当mn和的加速度为零时，速度最大对受力平衡： 由得：、2011年高考物理试题分类汇编：电磁感应与交流电1（2011福建）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n2=51，电阻r=20 ，l1、l2为规格相同的两只小灯泡，s1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图所示。现将s1接1、s2闭合，此时l2正常发光。下列说法正确的是a.输入电压u的表达式u=20sin(50)v b.只断开s1后，l1、l2均正常发光c.只断开s2后，原线圈的输入功率增大d.若s1换接到2后，r消耗的电功率为0.8w2（2011福建） 如图，足够长的u型光滑金属导轨平面与水平面成角（090),其中mn与pq平行且间距为l，导轨平面与磁感应强度为b的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，棒接入电路的电阻为r，当流过棒某一横截面的电量为q时，金属棒的速度大小为，则金属棒在这一过程中a. ab运动的平均速度大小为 b.平行导轨的位移大小为c.产生的焦耳热为d.受到的最大安培力大小为答案：babdci1i23.（2011全国）如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流i1和i2，且i1i2，a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在的平面垂直。磁感应强度可能为零的点是aa点 bb点 cc点 dd点【答案】c【解析】由安培定则和平行四边形定则知某点磁感应强度为零，则两电流在该处的磁感应强度等大反向，由安培定则和平行四边形定则知b，d两点合磁感应强度一定不为零,排除b,d,在a、c两点的磁感应强度方向相反，又i1i2排除a,故选c450ol4.（2011安徽）如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为b。电阻为r、半径为l、圆心角为45的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的o轴以角速度匀速转动（o轴位于磁场边界）。则线框内产生的感应电流的有效值为a b c d答案：d解析：交流电流的有效值是根据电流的热效应得出的，线框转动周期为t，而线框转动一周只有t/4的时间内有感应电流，则有，所以。d正确。5（2011北京）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末闪亮的原因是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 6.（2011广东）图7（a）左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中r=55，、为理想电流表和电压表。若原线圈接入如图7（b）所示的正弦交变电压，电压表的示数为110v，下列表述正确的是a、电流表的示数为2a b、原、副线圈匝数比为1:2c、电压表的示数为电压的有效值 d、原线圈中交变电压的频率为100hz答案：ac解析：交流电压表和交流电流表的示数都是有效值，电流表的示数，a、c正确。由图7（b）可知原线圈电压有效值为220v，周期0.02s，则可得原、副线圈匝数比为2:1，交变电压的频率为50hz，b、d错误。7.（2011广东）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答案：c解析：由法拉第电磁感应定律，选项a错误。穿过线圈的磁通量越大，并不代表穿过线圈的磁通量变化率大，选项b错误，c正确。由楞次定律感应电流的磁场总是阻碍产生感应电流的磁通量的变化，感应电流的磁场方向与原磁场方向有时相同，有时相反。选项d错误。8（2011江苏）如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计。匀强磁场与导轨平面垂直。阻值为r的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触。t=0时，将开关s由1掷到2。q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度。下列图象正确的是【答案】d【解析】本题考查含电容器电路及电磁感应。开关打到1时，电容器充电，打到2位置，通过右侧回路放电，随着电容器放电，电容器极板电荷量减少，两极间电压减小，电路电流减小，安培力减小，加速度减小，最终电流减为零，此时导体棒做匀速运动，导体棒两端因切割磁感线产生电动势，电容器两极板间电压不为零，极板上仍有电荷，综上，项正确。9（2011山东）为保证用户电压稳定在220v，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图。保持输入电压u1不变，当滑动接头p上下移动时可改变输出电压。某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示。以下正确的是 （ ）a、u2=190sin(50t)vb、u2=190sin(100t)v c、为使用户电压稳定在220v，应将p适当下移d、为使用户电压稳定在220v，应将p适当上移答案：bd解析：由于用户电压u2随时间t变化的曲线周期为0.02s，所以u2=190sin(100t)v，选项b正确a错误；为使用户电压稳定在220v，应减小变压器原线圈匝数，应将p适当上移，选项c错误d正确。10（2011山东）如图甲所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。两质量、长度均相同的导体棒、d，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度处。磁场宽为3，方向与导轨平面垂直。先由静止释放，刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放d，两导体棒与导轨始终保持良好接触。用表示的加速度，表示d的动能，、分别表示 、相对释放点的位移。图乙中正确的是答案：bd解析：由于c刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放d，d进入磁场时c相对释放点的位移为3h，d进入磁场后cd二者都做匀速运动，二者与导轨组成的回路磁通量不变，感应电流为零，两导体棒均做加速度为g的加速运动，图乙中a错误b正确；c出磁场时d下落2h，c出磁场后导体棒d切割磁感线产生感应电动势和感应电流，受到安培力作用做减速运动，动能减小，d出磁场后动能随下落高度的增加而增大，所以图乙中正确表示d的动能的是d。11（2011上海）如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于点，将圆环拉至位置后无初速释放，在圆环从摆向的过程中(a)感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 (b)感应电流方向一直是逆时针(c)安培力方向始终与速度方向相反 (d)安培力方向始终沿水平方向 【解析】ad【解析】圆环从位置后无初速释放，在到达磁场分界线之前，穿过圆环向里的磁感线条数在增加，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针，圆环经过磁场分界线之时，穿过圆环向里的磁感线条数在减少，根据楞次定律，感应电流方向为顺时针，圆环经过磁场分界线之后，穿过圆环向外的磁感线条数在减少，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针，a正确因为磁场在竖直方向分布均匀，圆环受到的竖直方向的安培力抵消，所以d正确12（2011上海）如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕o点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a(a)顺时针加速旋转 (b)顺时针减速旋转 (c)逆时针加速旋转 (d)逆时针减速旋转【答案】b. 【解析】圆环b具有收缩趋势，说明穿过b环的磁通量在增强，根据阻碍变化可知圆环a减速旋转，逐渐减弱的磁场使得b环产生了顺时针方向电流，根据楞次定律可知引起b环的感应电流的磁场方向向里，根据安培定则判断出a环顺时针方向旋转.所以b选项正确.13（2011浙江）如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈，上线圈两端u=51sin314tv的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是a. 2.0v b. 9.0v c. 12.7v d. 144.0v【答案】a【解析】交流电源电压的有效值，如果看成理想的来处理有：、，解得，故交流电压表的读数应该小于，所以答案为a。14（2011新课标）如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220v，额定功率为22w；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用u和i分别表示此时电压表和电流表的读数，则（ ）解析：由可知，u= u1 =110v，由p = u2i2=ui得i=0.2a，a正确答案：a15（2011天津）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，则 at =0.005s时线框的磁通量变化率为零bt =0.01s时线框平面与中性面重合c线框产生的交变电动势有效值为311vd线框产生的交变电动势的频率为100hz【解析】交变电流知识的考查。由图2可知，该交变电动势瞬时值的表达式为。当t=0.005s时，瞬时值e=311v，此时磁通量变化率最大，a错；同理当t=0.01s时，e=0v，此时线框处于中性面位置，磁通量最大，磁通量的变化率为零，b正确；对于正弦交变电流其有效值为emax/，题给电动势的有效值为220v，c错；交变电流的频率为f=1/t=/2=50hz，d错。【答案】b16（2011四川）如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为t,转轴o1o2垂直于磁场方向，线圈电阻为2。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60时的感应电流为1a。那么a.线圈消耗的电功率为4wb.线圈中感应电流的有效值为2ac.任意时刻线圈中的感应电动势为e = 4cosd. 任意时刻穿过线圈的磁通量为=sin答案：ac 解析：从图示位置开始计时时，电动势瞬时值满足，由题意知道，转过60时的电动势为2v,所以电动势最大值为4v，c选项正确；电流最大值为2a，所以有效值为a，b错误；p=i2r=4w，a选项正确；知道,所以任意时刻的磁通量=sin17（2011江苏）（15分）题13-1图为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头。原线圈输入正弦式交变电压的u-t图象如题13-2图所示。若只在ce间接一只rce=400 的电阻，或只在de间接一只rde=225 的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80w。 （1）请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式； （2）求只在ce间接400的电阻时，原线圈中的电流i1； （3）求ce和de 间线圈的匝数比。【答案】（1）v；（2）0.28 a（或a）；（3）【解析】（1）由题13 2图知 电压瞬时值 （v） （2）电压有效值 理想变压器 p1=p2原线圈中的电流解得 （3）设ab间匝数为n1解得代入数据得18.（2011海南）如图，eof和为空间一匀强磁场的边界，其中eo，fo，且eoof；为eof的角平分析，间的距离为l；磁场方向垂直于纸面向里。一边长为l的正方形导线框沿方向匀速通过磁场，t=0时刻恰好位于图示位置。规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与实践t的关系图线可能正确的是答案：a解析：设正方形导线框为abcd，以图示位置为零位置：ab边从零位置开始运动到o的过程中，只有ab边的一部分切割了磁感线，切割的有效长度从零增加到l，感应电动势变大，由右手定则可以判断，感应电流方向为逆时针（即与题目规定的正方向相同），因此排除了c、d；ab边从o位置开始继续运动到a、b两点与oe、of边接触的过程中，只有ab边切割了磁感线，切割的有效长度等于l，感应电动势不变，感应电流方向还是逆时针（即与题目规定的正方向相同）；ab边从上述位置继续运动到o点的过程中， ab边和cd变都部分切割了磁感线，ab边切割的有效长度从l减小到0，而cd边切割的有效长度从0增加到l，两条边产生的感应电动势相反，相互抵消，电动势先减少到0后反向增加，所以感应电流方向先逆时针减小到0，再从0开始顺时针增加。由此判断应该选择答案a。19.（2011海南）如图，理想变压器原线圈与一10v的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a和b，小灯泡a的额定功率为0.3w，正常发光时电阻为30，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09a，可计算出原、副线圈的匝数比为_，流过灯泡b的电流为_a。答案：10：3 0.2解析：副线圈两端电压u2等于小灯泡a两端电压ua，由得，ua=3v，则原、副线圈的匝数比；流过灯泡a的电流ia= ua/ ra=0.1a又，得i2=0.3a。流过灯泡b的电流ib= i2- ia=0.3a-0.1a=0.2a2010年高考物理试题分类汇编电磁感应（2010全国卷1）17某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为t。一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100m，该河段涨潮和落潮时有海水（视为导体）流过。设落潮时，海水自西向东流，流速为2m/s。下列说法正确的是a河北岸的电势较高 b河南岸的电势较高c电压表记录的电压为9mv d电压表记录的电压为5mv【答案】bd【解析】海水在落潮时自西向东流，该过程可以理解为：自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁场。根据右手定则，右岸即北岸是正极电势高，南岸电势低，d对c错。根据法拉第电磁感应定律v, b对a错。【命题意图与考点定位】导体棒切割磁场的实际应用题。（2010全国卷2）18.如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d水平。在竖直面内有一矩形金属统一加线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平。线圈从水平面a开始下落。已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离。若线圈下边刚通过水平面b、c（位于磁场中）和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为、和，则 a. b. d.，a端为正 b、，b端为正c、，a端为正 d、，b端为正答案：d解析：根据，可见。又根据右手定则判断电流方向从a到b，在电源内部，电流是从负极流向正极的，所以选项d正确。（2010北京卷）19.在如图所示的电路中，两个相同的下灯泡l1和l2分别串联一个带铁芯的电感线圈l和一个滑动变阻器r。闭合开关s后，调整r，使l1和l2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流为。然后，断开。若时刻再闭合，则在前后的一小段时间内，正确反映流过l1的电流、流过的电流随时间的变化的图像是答案：b【解析】本体考查通电自感，与互动变阻器r串联的l2，没有自感直接变亮，电流变化图像和a中图线，cd错误。与带铁芯的电感线圈串联的l1，自感强电流逐渐变大，b正确。（2010江苏卷）2、一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为（a） （b）1 （c）2 （d）42.b 难度：易 本题考查电磁感应定律的应用 【解析】 ,大小相等，选b。（2010江苏卷）4.如图所示的电路中，电源的电动势为e,内阻为r,电感l的电阻不计，电阻r的阻值大于灯泡d的阻值，在t=0时刻闭合开关s，经过一段时间后，在t=t1时刻断开s,下列表示a、b两点间电压uab随时间t变化的图像中，正确的是选b 考查自感和电压图象。 难度：难【解析】开关闭合时，线圈的自感阻碍作用，可看做电阻，线圈电阻逐渐减小，并联电路电阻逐渐减小。电压逐渐减小；开关闭合后再断开时，线圈的感应电流与原电流方向相同，形成回路，灯泡的电流与原来相反，并逐渐减小到0，所以本题选b。（2010江苏卷）13（15分）如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为l, 一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、有效电阻为r的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为i。整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。求： （1）磁感应强度的大小b；（2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；（3）流经电流表电流的最大值解析：（1）电流稳定后，道题棒做匀速运动 解得 （2）感应电动势 e=blv 电影电流由式解得（3）由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为机械能守恒 感应电动势的最大值感应电流的最大值解得 本题考查电磁感应的规律和电磁感应与力学的综合。难度：难。（2010广东卷）16. 如图5所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒pq沿导轨从mn处匀速运动到mn的过程中，棒上感应电动势e随时间t变化的图示，可能正确的是答案：a解析：mn只有进入磁场中才切割磁感线，因而只有中间过程有感应电动势，选a。（2010山东卷）21如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为，方向相反且垂直纸面，、为其边界，oo为其对称轴。一导线折成边长为的正方形闭合回路，回路在纸面内以恒定速度向右运动，当运动到关于oo对称的位置时a穿过回路的磁通量为零b回路中感应电动势大小为2bc回路中感应电流的方向为顺时针方向d回路中边与边所受安培力方向相同答案：acd解析：根据右手定则，回来中感应电流的方向为逆时针方向。本题考查电磁感应、磁通量、右手定则，安培力，左手定则等基本知识。难度：易。（2010上海物理）19. 如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为，边长为的正方形框的边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图解析：在0-，电流均匀增大，排除cd.在-，两边感应电流方向相同，大小相加，故电流大。在，因右边离开磁场，只有一边产生感应电流，故电流小，所以选a。本题考查感应电流及图象。难度：难。（2010上海物理）21.如图，金属环a用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧，若变阻器滑片p向左移动，则金属环a将向_（填“左”或“右”）运动，并有_（填“收缩”或“扩张”）趋势。解析：变阻器滑片p向左移动，电阻变小，电流变大，根据楞次定律，感应电流的磁场方向原电流磁场方向相反，相互吸引，则金属环a将向右移动，因磁通量增大，金属环a有收缩趋势。本题考查楞次定律。难度：易。（2010上海物理）32.（14分）如图，宽度l=0.5m的光滑金属框架mnpq固定板个与水平面内，并处在磁感应强度大小b=0.4t，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布，将质量m=0.1kg，电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上，并且框架接触良好，以p为坐标原点，pq方向为x轴正方向建立坐标，金属棒从处以的初速度，沿x轴负方向做的匀减速直线运动，运动中金属棒仅受安培力作用。求：（1）金属棒ab运动0.5m，框架产生的焦耳热q；（2）框架中anpb部分的电阻r随金属棒ab的位置x变化的函数关系；（3）为求金属棒ab沿x轴负方向运动0.4s过程中通过ab的电量q，某同学解法为：先算出金属棒的运动距离s，以及0.4s时回路内的电阻r，然后代入q=求解。指出该同学解法的错误之处，并用正确的方法解出结果。解析：（1），因为运动中金属棒仅受安培力作用，所以f=bil又，所以且，得所以（2），得，所以。（3）错误之处：因框架的电阻非均匀分布，所求是0.4s时回路内的电阻r，不是平均值。正确解法：因电流不变，所以。本题考查电磁感应、电路与牛顿定律、运动学公式的综合应用。难度：难。（2010重庆卷）23.（16分）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题23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，水的电阻为p，