2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)教师用-阶段复习(五)　电磁感应和交变电流

阶段复习(五)电磁感应和交变电流(限时:45分钟)1.很多汽车的车窗有防夹手功能。车窗在关闭过程中碰到障碍时会停止并打开,实现该功能可能使用的传感器是()A.生物传感器 B.气体传感器 C.温度传感器 D.压力传感器答案D解析汽车的车窗有防夹手功能,在关闭过程中碰到障碍时会停止并打开,这是因为使用压力传感器,故D正确,A、B、C错误。2.风速测速仪的简易装置如图甲所示,某段时间内线圈中产生的感应电流的波形如图乙所示,下列说法正确的是()A.若风速变大,图乙中感应电流的周期变大B.若风速变大,图乙中感应电流的峰值变大C.图乙中感应电流最大时,风速最大D.图乙中感应电流随时间变化的原因是风速在变答案B解析若风速变大,则转速变大,角速度变大,根据T=2πω可知,周期变小,故A错误;根据Em=NωBS可知,风速变大,感应电动势峰值变大,再根据Im=EmR+r可知,感应电流的峰值变大,故B正确;题图乙中感应电流最大时,是穿过线圈的磁通量的变化率最大,并不是风速最大,故C错误;题图乙中感应电流随时间变化的原因是穿过线圈的磁通量变化率随时间在变化3.如图所示,在铁芯P上绕着上下两个线圈a和b,匝数分别为n1=800和n2=200,上线圈a两端与u=1002sin(314t)V的交流电源相连,将下线圈b两端接交流电压表,考虑到漏磁,则()A.若上线圈输入正弦式交变电流,下线圈可输出恒定电流B.若上线圈输入恒定电流,穿过下线圈的磁通量为零C.电压表读数不可能为25VD.电压表读数可能为252V答案C解析根据电磁感应原理,若上线圈输入正弦式交变电流,下线圈可输出正弦式交变电流,A错误;若上线圈输入恒定电流,穿过下线圈的磁通量不变,但不为零,B错误;输入交流电的有效值为U1=100V,若不考虑漏磁,则下线圈电压有效值U2=n2n1U1=200800×100V=25V,考虑到漏磁影响,则下线圈电压小于25V,即电压表读数小于25V,C正确4.如图,理想变压器原线圈输入电压u=Umsinωt,副线圈电路中R0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U1和U2表示;和是理想交流电流表,示数分别用I1和I2表示。下列说法正确的是()A.I1和I2表示电流的瞬时值B.U1和U2表示电压的最大值C.滑片P向下滑动过程中,U2不变、I1变大D.滑片P向下滑动过程中,U2变小、I1变小答案C解析交流电压表和交流电流表显示的示数都为有效值,A、B错误;由于输入端电压U1和理想变压器匝数比不变,所以U2不变,滑片P向下滑动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电流I2变大,输出功率变大,则输入功率变大,电流I1变大,C正确,D错误。5.某学校创建绿色校园引入一批节能灯,如图甲所示。该路灯通过光控开关实现自动控制,路灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变,图乙为其内部电路简化原理图,电源电动势为E,内阻为r,Rt为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小)。现增加光照强度,则下列判断正确的是()A.R0两端电压变大 B.电路干路电流减小C.A、B两灯都变亮 D.B灯变亮,A灯变暗答案A解析由题意,增加光照强度,Rt减小,外电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律得知,干路电流I增大;电源的内电压U内=Ir,内电压增大,路端电压U减小,则A灯变暗,通过R0电流为I0=I-IA,I增大,而IA减小,则I0增大,R0两端电压U0增大,故A正确,B错误;而R0、B灯的电压之和等于路端电压,路端电压减小,则B的电压减小,B灯变暗,即A、B两灯都变暗,故C、D错误。6.(多选)如图甲是一小型交流发电机供电原理图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,理想变压器原、副线圈分别与发电机和灯泡连接,灯泡上标有“6V,3W”字样且正常发光(除灯泡外不计其余电阻)从某时刻开始计时,发电机输出端的电流随时间变化图像如图乙,下列说法正确的是()A.当t=0.04s时发电机内线圈平面与磁场方向平行B.发电机输出电流的瞬时值i=2sin(50πt)AC.变压器原、副线圈匝数之比为2∶4D.发电机1分钟内产生的电能为180J答案BD解析由题图乙可知,当t=0.04s时,发电机电流为零,线圈恰好处于中性面上,线圈平面与磁场方向垂直,故A错误;交流电的周期T=0.04s,角频率ω=2πT=50πrad/s,因此发电机输出电流的瞬时值i=2sin(50πt)A,故B正确;流过副线圈的电流的有效值I2=PU=0.5A,原线圈电流的有效值I1=IM2=1A,因此变压器原、副线圈匝数之比n1n2=I2I1=12,故C错误;整个电路只有灯泡消耗能量,因此发电机1分钟内产生的电能E=Pt=37.(多选)变压器除了有改变电压、电流作用外,还有变换负载的阻抗作用,以实现阻抗匹配。如图所示,将阻值为R0的负载接在理想变压器副线圈两端,则图(a)中虚线部分可等效为图(b)中阻值为R的电阻接在AB两点上,即R的两端电压为U1,通过的电流为I1。已知变压器的匝数比为n1∶n2,若图(a)的AB两端接在电动势为E,内阻为r的交流电源上,要使此电源的输出功率达到最大,下列说法正确的是()A.R0=R时输出功率最大 B.最大输出功率P=EC.输出功率最大时U2=n1E2n2 D.R答案BD解析题图(b)电路与题中电源相连时,如图为电源输出功率随外电阻的变化图像,可知当R=r时输出功率最大,最大输出功率为Pmax=I2R=ER+r2R=E24r,B正确;题图(a)电路与题中电源相连时,可得电源输出功率为P1=U1I1,由变压器规律可得U1U2=n1n2,I1I2=n2n1,由欧姆定律可得U2=I2R0,联立解得P1=I12·n12n22R0,题图(b)电路与题中电源相连时,电源输出功率为P2=I12·R,结合B的解析可知,当输出功率最大时,P1=P2,解得R=n12n22R0,故R0≠R,A错误;根据闭合电路欧姆定律可得U1=ER+r8.如图甲所示,MN、PQ是间距l=0.5m且足够长的平行导轨,NQ⊥MN,导轨的电阻均不计。导轨平面与水平面间的夹角θ为37°,NQ间连接有一个R=4Ω的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上,磁感应强度的大小B0=1T。将一根质量m=0.05kg、阻值为r的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好。现由静止释放金属棒,当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度,已知在此过程中通过金属棒横截面的电荷量q=0.2C,且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示,设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2),求:(1)金属棒与导轨间的动摩擦因数μ;(2)cd离NQ的距离x;(3)金属棒滑行至cd处的过程中,电阻R上产生的热量。答案(1)0.5(2)2m(3)0.08J解析(1)由题图乙知,当v=0时,a=2m/s2,由牛顿第二定律得mgsinθ-μmgcosθ=ma解得μ=0.5。(2)由题图乙可知,当vmax=2m/s时,金属棒速度稳定,滑到cd处当金属棒达到稳定速度时,有mgsinθ=F+μmgcosθ其中安培力F=IlB0E=B0lvmaxI=E解得r=1Ω又因为q=I-Δt=ΔΦΔt(R+r)解得x=2m。(3)根据动能定理有mgxsinθ-μmgxcosθ-WF=12mvmax解得WF=0.1JQ总=WF=0.1J则电阻R上产生的热量QR=45Q总=0.08J9.如图所示,在磁感应强度大小为B的匀强磁场区域内,垂直磁场方向的水平面中有两根固定的足够长的平行金属导轨,在导轨上面平放着两根导体棒ab和cd,两棒彼此平行且相距d,构成一矩形回路。导轨间距为L,两导体棒的质量均为m,电阻均为R,导轨电阻可忽略不计。设导体棒可在导轨上无摩擦地滑行,初始时刻ab棒静止,给cd棒一个向右的初速度v0,求:(1)当cd棒速度减为0.6v0时,ab棒的速度v及加速度a的大小;(2)ab、cd棒间的距离从d增大到最大的过程中,通过回路的电荷量q及两棒间的最大距离x。答案(1)0.4v0B2L2v010mR解析(1)两棒组成的系统所受合外力为零,动量守恒,有mv0=0.6mv0+mv解得v=0.4v0回路中感