高考物理一轮复习 巩固练习 电磁感应、交变电流、传感器

2023届高考物理一轮基础巩固题：电磁感应、交变电流、传感器含答案一、选择题。1、如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd一半处于磁感应强度为B的有界匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与其中心线重合的竖直固定转轴OO′以角速度ω匀速转动，固定转轴恰好位于匀强磁场的右边界，则线框中感应电流的有效值为()A.eq\f(\r(2)BSω,4R)B.eq\f(\r(2)BSω,2R)C.eq\f(BSω,4R)D.eq\f(BSω,2R)2、如图：发电厂的输出电压为U1，发电厂至用户间输电线的总电阻为R，通过输电线的电流为I，用户得到的电压为U2，则下列输电线上损耗功率的表达式中错误的是()A．(U1－U2)IB．I2RC.eq\f(U\o\al(2,1),R)D.eq\f(U1－U22,R)3、如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，设磁感应强度为0.01T，线圈边长AB为20cm，AD为10cm，转速n为50r/s，则线圈转动时感应电动势的最大值为()A．1×10－2VB．3.14×10－2VC．2×10－2VD．6.28×10－2V4、如图所示，理想变压器的原、副线圈电路中接有规格相同的灯泡，原线圈电路接在电压有效值恒为U0的交变电源上．当S断开时，L1、L2、L3三只灯泡均正常发光；若闭合S，已知灯泡都不会损坏，且灯丝电阻不随温度变化，则()A．灯泡L1变亮B．灯泡L2变亮C．灯泡L3亮度不变D．灯泡L4正常发光5、（双选）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为20∶1，R1＝10Ω，R2＝20Ω，C＝100μF，已知电阻R1两端的正弦交流电压如图乙所示，则()甲乙A．原线圈输入电压的最大值为400VB．交流电的频率为100HzC．电容器C所带电量恒为2×10－3CD．电阻R1消耗的电功率为20W6、电阻R、电容C与一个线圈连成闭合回路，条形磁铁静止在线圈的正上方，N极朝下，如图所示，现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是（）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7、如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直．金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面．现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是()A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向8、(多选)如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带运动方向，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈．通过观察图形，判断下列说法正确的是()A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈中感应电流方向从上向下看为逆时针B．若线圈闭合，传送带以较大速度匀速运动时，磁场对线圈的作用力增大C．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈D．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈9、（双选）如图所示，三角形金属导轨上放有一金属杆，在外力作用下，使保持与垂直，以速度匀速从点开始右移，若导轨与金属棒均为粗细相同的同种金属制成，则下列判断正确的是（）A．电路中的感应电流大小不变B．电路中的感应电动势大小不变C．电路中的感应电动势逐渐增大D．电路中的感应电流逐渐减小10、如图所示，一个有矩形边界的匀强磁场区域内磁场方向垂直于纸面向里．一个三角形闭合导线框，由位置1(左)在纸面内匀速运动到位置2(右)．取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t＝0)，规定逆时针方向为电流的正方向，则选项中能正确反映线框中电流与时间关系的图象是()11、(多选)用一段横截面半径为r、电阻率为ρ、密度为d的均匀导体材料做成一个半径为R(r≪R)的圆环．圆环竖直向下落入如图所示的径向磁场中，圆环的圆心始终在N极的轴线上，圆环所在位置的磁感应强度大小均为B，圆环在加速下落过程中某一时刻的速度为v，忽略电感的影响，则()A．此时在圆环中产生了(俯视)顺时针的感应电流B．圆环因受到了向下的安培力而加速下落C．此时圆环的加速度a＝eq\f(B2v,ρd)D．如果径向磁场足够长，则圆环的最大速度vm＝eq\f(ρdg,B2)12、如图甲所示，标有“220V40W”的灯泡和标有“20μF300V”的电容器并联到交流电源上，为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关。下列判断正确的是()A.t=时刻，的示数为零B.灯泡恰好正常发光C.电容器不可能被击穿D.的示数保持110V不变二、填空含实验题。13、如图所示，将条形磁铁插入螺线管时，产生如图所示感应电流，则（填a或b）点电势高，条形磁铁的（上端或下端）是N极？14、目前有些居民区内，楼道灯的控制使用的是一种延时开关．该延时开关的简化原理如图所示．图中D是红色发光二极管(只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光)，R为限流电阻，K为控钮式开关，虚线框内S表示延时开关电路，当按下K接通电路瞬间，延时开关触发，相当于S闭合．这时释放K后，延时开关S约在1min后断开，电灯熄灭．根据上述信息和原理图，我们可推断：按钮开关K按下前，发光二极管是(选填“发光的”或“熄灭的”)，按钮开关K按下再释放后，电灯L发光持续时间约min.这一过程中发光二极管是。限流电阻R的阻值和灯丝电阻RL相比，应满足RRL的条件．三、解答题。15、（计算题）电阻为R的矩形线框abcd，边长ab=，ad=h，质量为m，自某一高度自由落下，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为h，如图所示，若线框恰好以恒定速度通过磁场，求线框中产生的焦耳热。（不考虑空气阻力）16、如图甲所示，理想变压器原线圈通有正弦式交变电流，副线圈接有3个电阻和一个电容器．已知R1＝R3＝20Ω，R2＝40Ω，原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈的输入功率为P＝35W，已知通过R1的正弦交流电如图乙所示．求：(1)原线圈输入电压；(2)电阻R2的电功率；(3)电容器C流过的电流．17、（计算类综合题）一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝。将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束。在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线。图甲为该装置示意图，图乙为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间t，纵坐标表示接收到的激光信号强度I，图中Δt1＝1.0×10－3s，Δt2＝0.8×10－3s。(1)利用图乙中的数据求1s时圆盘转动的角速度。(2)说明激光器的传感器沿半径移动的方向，并说理由。2023届高考物理一轮基础巩固题：电磁感应、交变电流、传感器含答案一、选择题。1、如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd一半处于磁感应强度为B的有界匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与其中心线重合的竖直固定转轴OO′以角速度ω匀速转动，固定转轴恰好位于匀强磁场的右边界，则线框中感应电流的有效值为()A.eq\f(\r(2)BSω,4R)B.eq\f(\r(2)BSω,2R)C.eq\f(BSω,4R)D.eq\f(BSω,2R)【答案】A2、如图：发电厂的输出电压为U1，发电厂至用户间输电线的总电阻为R，通过输电线的电流为I，用户得到的电压为U2，则下列输电线上损耗功率的表达式中错误的是()A．(U1－U2)IB．I2RC.eq\f(U\o\al(2,1),R)D.eq\f(U1－U22,R)【答案】C3、如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，设磁感应强度为0.01T，线圈边长AB为20cm，AD为10cm，转速n为50r/s，则线圈转动时感应电动势的最大值为()A．1×10－2VB．3.14×10－2VC．2×10－2VD．6.28×10－2V【答案】D4、如图所示，理想变压器的原、副线圈电路中接有规格相同的灯泡，原线圈电路接在电压有效值恒为U0的交变电源上．当S断开时，L1、L2、L3三只灯泡均正常发光；若闭合S，已知灯泡都不会损坏，且灯丝电阻不随温度变化，则()A．灯泡L1变亮B．灯泡L2变亮C．灯泡L3亮度不变D．灯泡L4正常发光【答案】A5、（双选）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为20∶1，R1＝10Ω，R2＝20Ω，C＝100μF，已知电阻R1两端的正弦交流电压如图乙所示，则()甲乙A．原线圈输入电压的最大值为400VB．交流电的频率为100HzC．电容器C所带电量恒为2×10－3CD．电阻R1消耗的电功率为20W【答案】AD6、电阻R、电容C与一个线圈连成闭合回路，条形磁铁静止在线圈的正上方，N极朝下，如图所示，现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是（）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【答案】D7、如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直．金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面．现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是()A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向【答案】D8、(多选)如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带运动方向，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈．通过观察图形，判断下列说法正确的是()A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈中感应电流方向从上向下看为逆时针B．若线圈闭合，传送带以较大速度匀速运动时，磁场对线圈的作用力增大C．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈D．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈【答案】BD9、（双选）如图所示，三角形金属导轨上放有一金属杆，在外力作用下，使保持与垂直，以速度匀速从点开始右移，若导轨与金属棒均为粗细相同的同种金属制成，则下列判断正确的是（）A．电路中的感应电流大小不变B．电路中的感应电动势大小不变C．电路中的感应电动势逐渐增大D．电路中的感应电流逐渐减小【答案】AC10、如图所示，一个有矩形边界的匀强磁场区域内磁场方向垂直于纸面向里．一个三角形闭合导线框，由位置1(左)在纸面内匀速运动到位置2(右)．取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t＝0)，规定逆时针方向为电流的正方向，则选项中能正确反映线框中电流与时间关系的图象是()【答案】A11、(多选)用一段横截面半径为r、电阻率为ρ、密度为d的均匀导体材料做成一个半径为R(r≪R)的圆环．圆环竖直向下落入如图所示的径向磁场中，圆环的圆心始终在N极的轴线上，圆环所在位置的磁感应强度大小均为B，圆环在加速下落过程中某一时刻的速度为v，忽略电感的影响，则()A．此时在圆环中产生了(俯视)顺时针的感应电流B．圆环因受到了向下的安培力而加速下落C．此时圆环的加速度a＝eq\f(B2v,ρd)D．如果径向磁场足够长，则圆环的最大速度vm＝eq\f(ρdg,B2)【答案】AD12、如图甲所示，标有“220V40W”的灯泡和标有“20μF300V”的电容器并联到交流电源上，为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关。下列判断正确的是()A.t=时刻，的示数为零B.灯泡恰好正常发光C.电容器不可能被击穿D.的示数保持110V不变【答案】B二、填空含实验题。13、如图所示，将条形磁铁插入螺线管时，产生如图所示感应电流，则（填a或b）点电势高，条形磁铁的（上端或下端）是N极？【答案】b点电势高，下端为N极14、目前有些居民区内，楼道灯的控制使用的是一种延时开关．该延时开关的简化原理如图所示．图中D是红色发光二极管(只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光)，R为限流电阻，K为控钮式开关，虚线框内S表示延时开关电路，当按下K接通电路瞬间，延时开关触发，相当于S闭合．这时释放K后，延时开关S约在1min后断开，电灯熄灭．根据上述信息和原理图，我们可推断：按钮开关K按下前，发光二极管是(选填“发光的”或“熄灭的”)，按钮开关K按下再释放后，电灯L发光持续时间约min.这一过程中发光二极管是。限流电阻R的阻值和灯丝电阻RL相比，应满足RRL的条件．【答案】发光的1熄灭的大于【解析】开关K按下前，S为断开，有电流经过发光二极管，故发光二极管是发光的．当按下开关K后，延时开关S闭合，二极管和K被短路，二极管不发光，由于延时开关S约1min后断开，故电灯L能持续发光1min，由于R为限流电阻，且二极管只要有很小的电流通过就能发光，故应满足R≫RL.三、解答题。15、（计算题）电阻为R的矩形线框abcd，边长ab=，ad=h，质量为m，自某一高度自由落下，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为h，如图所示，若线框恰好以恒定速度通过磁场，求线框中产生的焦耳热。（不考虑空气阻力）【答案】2mgh【解析】从线框开始进入磁场到线框刚好离开磁场的过程中，线框匀速运动，动能不变，由能量守恒关系可知，重力势能的减少量等于线框中产生的焦耳热，即Q=2mgh。16、如图甲所示，理想变压器原线圈通有正弦式交变电流，副线圈接有3个电阻和一个电容器．已知R1＝R3＝20Ω，R2＝40Ω，原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈的输入功率为P＝35W，已知通过R1的正弦交流电如图乙所示．求：(1)原线圈输入电压；(2)电阻R2的电功率；(3)电容器C流过的电流．【答案】(1)200V(2)10W(3)0.25A【解析】(1)由题图乙可知，副线圈上通过R1的电流最大值为eq\r(2)A，故副线圈上的电压最大值为U2max＝20eq\r(2)V，由变压器原、副线圈的电压关系可得，原线圈的电压最大值为U1max＝10×20eq\r(2