2012高考物理 月刊专版 专题09 交变电流和电磁感应高考在线2011VIP

用心 爱心 专心1 交变电流和电磁感应交变电流和电磁感应 1 福建 图甲中理想变压器原 副线圈的匝数之比 n1 n2 5 1 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 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 8W 答案 D 2 福建 如图 足够长的 U 型光滑金属导轨平面与水平面成角 0 90 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ab 轨始终保持垂直且良好接触 棒接入电路的电ab 阻为 R 当流过棒某一横截面的电量为 q 时 金ab 属棒的速度大小为 则金属棒在这一过程中vab A ab 运动的平均速度大小为 1 2 B 平行导轨的位移大小为 qR BL 用心 爱心 专心2 C 产生的焦耳热为qBL D 受到的最大安培力大小为 22 sin B L R 答案 B 3 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 I1 I2 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 A a点 B b点 C c点 D d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I1 I2 排 除 A 故选 C 4 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 2 2 BL R 2 2 2 BL R 2 2 4 BL R 2 4 BL R 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 222 4 L BL T RI RT R 2 4 BL I R 正确 5 北京 某同学为了验证断电自感现象 自己找来带 ab d c I1I2 用心 爱心 专心3 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 答案 C 6 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 A V 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 2 C 电压表的示数为电压的有效值 A C 正确 由图 7 b 可知原线圈电压有效值为 220V 周期 110 2 55 U IAA R 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 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 用心 爱心 专心4 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 8 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 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 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 用心 爱心 专心5 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 100 t 2 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 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c d 置于边界水平的匀强磁场上方同一 高度h处 磁场宽为 3h 方向与导轨平面垂直 先由静止释放 c c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 c a表示c的加速度 kd E表示d 的动能 c x d x分别表示 c d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 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Oaa 向的过程中b 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 用心 爱心 专心6 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a 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 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 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 用心 爱心 专心7 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 VU 2 51 1 解得 故交流电压表的读数应该小于 2 1 2 1 n n U U 800 1 n200 2 nVU0 9 2 所以答案为 A V0 9 14 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 2 1 2 1 n n U U 答案 A 15 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 A t 0 005s 时线框的磁通量变化率为零 B t 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 311V D 线框产生的交变电动势的频率为 100Hz 用心 爱心 专心8 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311sin100et 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 2 电流的频率为f 1 T 2 50Hz D 错 答案 B 16 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 4W B 线圈中感应电流的有效值为 2A C 任意时刻线圈中的感应电动势为 e 4cos 2 t T D 任意时刻穿过线圈的磁通量为 sin T 2 t T 答案 AC 17 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 用心 爱心 专心9 解析 1 由题 13 2 图知 200 rads 电压瞬时值 V 400sin200 ab ut 2 电压有效值 1 200 2UV 理想变压器 P1 P2 原线圈中的电流 1 1 1 P I U 解得 1 2 0 28 5 IAA 或 3 设 ab 间匝数为 n1 1 1 1 1 22 ce ce de de cede cede UU nn UU nn UU RR 同理 由题意知 解得 cece dede nR nR 代入数据得 4 3 ce de n n 18 海南 如图 EOF和为空间一匀强磁场的边E O F 界 其中EO FO 且EO OF 为 EOF的E O F O OO 角平分析 间的距离为l 磁场方向垂直于纸面向里 一 OO 边长为l的正方形导线框沿方向匀速通过磁场 t 0 时刻 OO 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 用心 爱心 专心10 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