2024年高二物理选修32(电磁感应、交流电)复习题型归纳(有答案)

高二物理选修3-2（电磁感应、交流电）复习一、感应电流条件判断：1．有关感应电流，下列说法中正确是：（）A．只要闭合电路里有磁通量，闭合电路里就有感应电流B．穿过螺线管磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生C．线框不闭合时，虽然穿过线框磁通量发生变化，线框也没有感应电流D．只要电路一某些切割磁感线运动电路中就一定有感应电流2．如图所示，导线ab和cd相互平行，则下列情况中导线cd中无感应电流是：（）A．电键K闭合或断开瞬间B．电键K是闭合，但滑动触头向左滑C．电键K是闭合，但滑动触头向右滑S闭S闭N3．如图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路，在下列情况中，电流表指针不发生偏转是：（）A．线圈不动，磁铁插入线圈过程中B．线圈不动，磁铁拔出线圈过程中C．磁铁插在线圈内不动D．磁铁不动，线圈上下移动二、感应电流方向判断：（楞次定律、右手定则）4．电阻R、电容器C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈正上方，N极朝下，如图所示，现使磁铁开始下落，在N极接近线圈上端过程中，流过R电流方向和电容器极板带电情况是（）A．从a到b，上极板带正电B．从a到b，下极板带正电C．从b到a，上极板带正电D．从b到a，下极板带正电5.如图所示，同一平面内三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好，匀强磁场方向垂直纸面对里，导体棒电阻可忽视．当导体棒向左滑动时，下列说法正确是()A．流过R电流为由d到c，流过r电流为由b到aB．流过R电流为由c到d，流过r电流为由b到aC．流过R电流为由d到c，流过r电流为由a到bD．流过R电流为由c到d，流过r电流为由a到b6.如图所示，光滑固定导轨，m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时()A．p、q将相互靠拢B．p、q将相互远离C．磁铁加速度仍为gD.磁铁加速度小于g7.如下图几个情况中，金属导体中产生动生电动势为BLv是…（）LLLLLL甲乙丙丁A．乙和丁B．甲、乙、丁C．甲、乙、丙、丁D．只有乙8.如图所示，ab是一个能够绕垂直于纸面轴O转动闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器R滑片P自左向右滑动过程中，线圈ab将()A．静止不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．发生转动，但电源极性不明，无法确定转动方向9．如图所示，一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，现拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，将看到现象是()A．磁铁插向左环，横杆发生转动B．磁铁插向右环，横杆发生转动C．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动D．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动10.两根相互平行金属导轨水平放置于如图19所示匀强磁场中，在导轨上接触良好导体棒AB和CD能够自由滑动．当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法中正确是()A．导体棒CD内有电流通过，方向是D→CB．导体棒CD内有电流通过，方向是C→DC．磁场对导体棒CD作用力向左D．磁场对导体棒AB作用力向左11.如图所示电路为演示自感现象试验电路，若闭合开关S，电流达成稳定后通过线圈L电流为I1，通过小灯泡L2电流为I2，小灯泡L2处在正常发光状态，则下列说法中正确是：（）A.S闭合瞬间，L2灯迟缓变亮，L1灯及时变亮B.S闭合瞬间，L1和L2灯及时变亮，后L2变得更亮C.S断开瞬间，小灯泡L2中电流由I1逐渐减为零，方向与I2相反D.S断开瞬间，小灯拍L2中电流由I1逐渐减为零，方向不变三、法拉第电磁感应定律及应用12．在范围足够大、方向竖直向下匀强磁场中，B=0.2T，有一水平放置光滑框架，宽度为l=0.4m,如图所示框架上放置一质量为0.05kg，电阻为1Ω金属杆cd，框架电阻不计.若cd杆以恒定加速度a=2m/s2，由静止开始做匀变速运动，则：（1）在5s内平均感应电动势是多少？（2）第5s末，回路中电流多大？（3）第5s末，作用在cd杆上水平外力多大？13．如图（a）所示，一个电阻值为R，匝数为n圆形金属线圈与阻值为2R电阻R1连结成闭合回路.线圈半径为r1.在线圈中半径为r2圆形区域存在垂直于线圈平面对里匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化关系图线如图（b）所示.图线与横、纵轴截距分别为t0和B0.导线电阻不计.在0至t1时间内求：（1）通过电阻R1上电流大小和方向.（2）通过电阻R1上电量q及电阻R1上产生热量.14．一个质量为m=0.5kg、长为L=0.5m、宽为d=0.1m、电阻R=0.1Ω矩形线框，从h1=5m高度由静止自由下落，如图10所示.然后进入匀强磁场，刚进入时因为磁场力作用，线框刚好做匀速运动（磁场方向与线框平面垂直）.求：(1)、求磁场磁感应强度B；(2)、假如线框下边通过磁场区域时间t=0.15s，求磁场区域高度h2.15．如图14，边长l=20cm正方形线框abcd共有10匝，靠着墙角放着，线框平面与地面夹角α=30°。该区域有磁感应强度B=0.2T、水平向右匀强磁场。现将cd边向右一拉，ab边经0.1s着地。在这个过程中线框中产生感应电动势为多少？16．如图所示，光滑U型金属导轨PQMN水平固定在竖直向上匀强磁场中，磁感应强度为B,导轨宽度为L,其长度足够长，QM之间接有一个阻值为R电阻，别的某些电阻不计.一质量为m，电阻也为R金属棒ab，恰能放在导轨之上并与导轨接触良好.当给棒施加一个水平向右瞬间作用力，棒就沿轨道以初速度v0开始向右滑行.求：（1）开始运动时，棒中瞬时电流I和棒两端瞬时电压u分别为多大？（2）当棒速度由v0减小到v0/10过程中，棒中产生焦耳热Q是多少？17.光滑曲面与竖直平面交线是抛物线，如图所示，抛物线方程是y=x2，下半部处在一个水平方向匀强磁场中，磁场上边界是y=a直线(图中虚线所示).一个小金属块从抛物线上y=b(b＞a)处以速度v沿抛物线下滑.假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生焦耳热是()A.mgbB.mv2/2C.mg(b-a)D.mg(b-a)+mv四、交流电产生18.一矩形线圈，绕垂直匀强磁场并位于线圈平面内固定轴转动，线圈中感应电动势e随时间t变化如图所示，下列说法中正确是（）A.t1时刻通过线圈磁通量为零B.t2时刻通过线圈磁通量绝对值最大C.t3时刻通过线圈磁通量变化率绝对值最大D.每当e变化方向时，通过线圈磁通量绝对值都最大19．如图体现一交流电电流随时间而变化图象，此交流电有效值是()A、3.5AB、AC、AD、5A20．一台小型发电机产生电动势随时间变化正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0，则外接一只电阻为95.0灯泡，如图乙所示，则（）A.电压表eq\o\ac(○,v)示数为220vB.电路中电流方向每秒钟变化50次C.灯泡实际消耗功率为484wD.发电机线圈内阻每秒钟产生焦耳热为24.2J21．如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝矩形线圈，边长分别为10cm和20cm，内阻为5Ω，在磁感应强度B=0.5T匀强磁场中绕OO′轴以50rad/s角速度匀速转动，转动开始时线圈平面与磁场方向平行,线圈通过电刷和外部20Ω电阻R相接.求电键S合上后，（1）写出线圈内产生交变电动势瞬时值体现式（2）电压表和电流体现数；（3）电阻R上所消耗电功率是多少？（4）如保持转子匀速转动，外力每分钟需要对转子所做功；（5）从计时开始，线圈转过过程中，通过外电阻R电量；22.边长为a正方形线圈在磁感强度为B匀强磁场中，以一条边为轴匀速转动，角速度为ω，转动轴与磁场方向垂直，若线圈电阻为R，则从图7所示线圈平面与磁场方向平行位置转过90°角过程中，在线圈中产生热量是多少？23、如图所示，边长为0.5m正方形线框ABCD绕AB边在匀强磁场中匀速转动，AB边和磁场垂直，转速为每秒50转，磁感应强度为0.4T.求：(1)感应电动势最大值；(2)在转动过程中，当穿过线框磁通量为0.05Wb时，感应电动势瞬时值为多大?五、变压器24．如图，理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1．原线圈接入一电压为u＝U0sinωt交流电源，副线圈接一个R＝27.5Ω负载电阻．若U0＝220V，ω＝100πHz，则下述结论正确是（）AVAVRn1n2～B、副线圈中输出交流电周期为C、原线圈中电流表读数为AD、原线圈中输入功率为25．如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为10：1，R1＝20Ω，R2＝30Ω，C为电容器。已知通过R1正弦交流电如图乙所示，则（）A、交流电频率为0.02HzB、原线圈输入电压最大值为200VC、电阻R2电功率约为6.67WD、通过R3电流一直为零abcdfe26．如图所示，一个理想变压器原线圈及两个副线圈匝数比为n1∶n2abcdfeA、8VB、10.5VC、12.5VD、16V27．如图所示，理想变压器副线圈上接有两个灯泡L3、L4，原线圈与两个灯泡L1、L2串联接在交流电源上.若四个灯泡完全相同，且都正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n1:n2=，交流电源两端电压与灯泡两端电压之比为.28.如图所示电路中变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器R滑动触头，U1为加在原线圈两端交变电压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中电流.下列说法错误是()A.保持P位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗功率增大B.保持P位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小C.保持P位置及U1不变，S由b切换到a，则I1减小D.保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1减小29.如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合。V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3V1V2A1A2A3U2变小、I3变小B．U2不变、I3变大C．I1变小、I2变小D．I1变大、I2变大30．某火电站通过燃烧煤来发电．每秒烧煤400kg，已知每燃烧1kg煤放热500J，热能发电效率为0.6．电站通过升压器、输电线和降压器把电能输送给生产和照明组成用户，若发电机输出电压是240V，升压器原副线圈匝数之比为1：25，输电线总电阻为10Ω，用户需要电压为220V．求：(1)输电线上损失电功率为多少?(2)降压器匝数比为多少?31.如图所示，一个理想变压器（可视为理想变压器）原线圈接在220V市电上，向额定电压为1.80×104V霓虹灯供电，使它正常发光，为了安全，需要原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超出12mA时，溶丝便熔断.(1)溶丝熔断电流是多大？(2)当副线圈电路中电流为10mA时，变压器输入功率是多大？32、有一个负载电阻值为R，当将它接在20V直流电源上时，消耗电功率为P，若将R接在图中变压器次级电路中消耗电功率是P/2．已知变压器输入正弦式电压最大值为200V，求：此变压器原、副线圈匝数之比．UU2R参考答案：1、C2、D3、C4、D5、B6、AD7、B8、B9、B10、BD11、BC12、(1)0.4V(2)0.8A(3)0.164N13、解析(1)由图象分析可知，0至t1时间内eq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(B0,t0).由法拉第电磁感应定律有E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(ΔB,Δt)·S，而S＝πreq\o\al(2,2).由闭合电路欧姆定律有I1＝eq\f(E,R1＋R).联立以上各式得，通过电阻R1上电流大小I1＝eq\f(nB0πr\o\al(2,2),3Rt0).由楞次定律可判断通过电阻R1上电流方向从b到a.(2)通过电阻R1上电量：q＝I1t1＝eq\f(nB0πr\o\al(2,2)t1,3Rt0)电阻R1上产生热量：Q＝Ieq\o\al(2,1)R1t1＝eq\f(2n2B\o\al(2,0)π2r\o\al(4,2)t1,9Rt\o\al(2,0))14、解析：(1)线框进入磁场时速度为v1==10m/s，产生感应电动势为E=Bdv1，感应电流I=，所受安培力为F=BId=mg，整顿得B==0.4T.(2)、线圈所有进入磁场用时间t1==0.05s，因此由题意得：v1(t-t1)+g(t-t1)2=h2-L代入数据解得h2=1.55m.15、0.4V16、解析：开始运动时，棒中感应电动势：e=Lv0B棒中瞬时电流：i=e/2R=Lv0B/2R棒两端瞬时电压：u=e=Lv0B（2）（共９分）由能量转化与守恒定律知，全电路在此过程中产生焦耳热：Q总=mv02-m(v0)2=mv02……..(２分)∴棒中产生焦耳热为：Q=Q总=mv0217、D18、D19、D20、D21、解：（1）感应电动势最大值 Em=nBSω=100×0.5×0.1×0.2×50V=50V（2分）故交变电动势瞬时值体现式为e=Emcosωt=50cos50tV（3分）(2)感应电动势有效值 E==50V.（1分）电键S合上后，由闭合电路欧姆定律I=A=2.0A，（1分）U=IR=2×20V=40V.（1分）即电流体现数为2A，电压体现数为40V。（2分）(3)电阻R上所消耗电功率P=IU=2×40W=80W.(2分）(4)W=Q=I2(R+r)t=22×(20+5)×60J=6.0×103J（4分）(5)q=n△φ/(R+r)=nBSsin/(R+r)（3分）代入数据，解得q=3.5×10-2C22、πB2a4ω/4R23、解：(1)ω=2πn=314rad／sEm=BωS=31.4V(2)φm=BS=0.1Wb由φ=φmc