南海區2012屆高三物理專題訓練題專題8：電磁感應與交流電選編：石門中學劉富根一、 單選題1.電磁感應現象中產生感應電流，關于能量轉化問題以下說法中正確的是()A一定是磁場能轉化為電能B一定是電場能轉化為電能C一定是機械能轉化為電能D以上說法均不正確2.如圖所示，MN是一根固定的通電長直導線，電流方向向上今將一金屬線框abcd放在導線上，讓線框的位置偏向導線的左邊，兩者彼此絕緣，當導線中的電流I突然增大時，線框的整體受力情況為 ()A受力向左 B受力向右C受力向上 D受力為零3. 如圖所示是某種型號的電熱毯的電路圖，電熱毯接在交變電源上，通過裝置P使加在電熱絲上的電壓的波形如右圖所示此時接在電熱絲兩端的交流電壓表的讀數為 （ ）A110 V B156 V C220 V D311 V4.如圖甲、乙、丙中，除導體棒ab可動外，其余部分均固定不動，甲圖中的電容器C原來不帶電設導體棒、導軌和直流電源的電阻均可忽略，導體棒和導軌間的摩擦也不計，圖中裝置均在水平面內，且都處于方向垂直水平面(即紙面)向下的勻強磁場中，導軌足夠長現給導體棒ab一個向右的初速度v0，在甲、乙、丙三種情形下導體棒ab的最終運動狀態是 ()A三種情形下導體棒ab最終都做勻速運動B甲、丙中，ab棒最終將以不同速度做勻速運動；乙中，ab棒最終靜止C甲、丙中，ab棒最終將以相同速度做勻速運動；乙中，ab棒最終靜止D三種情形下導體棒ab最終都靜止5.如圖所示，閉合金屬線框從一定高度自由下落進入勻強磁場中，磁場足夠大，從ab邊開始進入磁場到cd邊剛進入磁場的這段時間內，線框運動的速度時間圖象不可能是()6. 現代的電話將聽筒電路與話筒電路分開，電路原理示意圖如圖所示圖中線圈與線圈匝數相等，R0=1.2 k，R=3.6k，Rx為可變電阻當Rx調到某一值時，從聽筒中聽不到話筒傳出的聲音，則Rx的值為 （ ）A0 B1.2 k C1.8 K D3.6 k7.如圖乙所示，abcd是放置在水平面上且由導體做成的框架，質量為m的導體棒PQ和ab、cd接觸良好，回路的總電阻為R，整個裝置放在垂直于框架平面的變化的磁場中，磁場的磁感應強度變化情況如圖甲所示，PQ始終靜止，關于PQ與框架之間摩擦力Fm在從零到t1時間內的變化情況，正確的是 ()AF摩始終為零BF摩一直減小CF摩一直增大 DF摩先減小后增大8.如圖所示，一單匝閉合線框在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉軸勻速轉動，在轉動過程中，線框中的最大磁通量為m，最大感應電動勢為Em，下列說法正確的是()A當磁通量為零時，感應電動勢也為零B當磁通量減小時，感應電動勢在減小C當磁通量等于0.5m，感應電動勢等于0.5EmD角速度等于Em/m9.將硬導線中間一段折成不封閉的正方形，每邊長為l，它在磁感應強度為B、方向如圖的勻強磁場中勻速轉動，轉速為nr/s，導線在a、b兩處通過電刷與外電路連接，外電路有額定功率為P的小燈泡并能正常發光，電路中除燈泡外，其余部分的電阻不計，燈泡的電阻應為()A(2l2nB)2/P B2(l2nB)2/PC(l2nB)2/2P D(l2nB)2/P10.某交流發電機給燈泡供電，產生正弦式交變電流的圖象如圖所示，下列說法中正確的是 ()A交變電流的頻率為0.02HzB交變電流的瞬時表達式為i5cos50t(A)C在t0.01s時，穿過交流發電機線圈的磁通量最大D若發電機線圈電阻為0.4，則其產生的熱功率為5W11.如圖所示，L1、L2是高壓輸電線，圖中兩電表示數分別是220V和10A，已知圖甲中原、副線圈匝數比為100:1，圖乙中原、副線圈匝數比為1:10，則()A圖甲中的電表是電壓表，輸電電壓為22000VB圖甲是電流互感器，輸電電流是100AC圖乙中的電表是電壓表，輸電電壓為22000VD圖乙是電流互感器，輸電電流是10A12.如圖所示，電路中有四個完全相同的燈泡，額定電壓均為U，額定功率均為P，變壓器為理想變壓器，現在四個燈泡都正常發光，則變壓器的匝數比n1:n2和電源電壓U1分別為 ()A1:22U B1:24UC2:14U D2:12U二、雙選題13.繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上，鐵芯上套著一個鋁環，線圈與電源、電鍵相連，如圖所示線圈上端與電源正極相連，閉合電鍵的瞬間，鋁環向上跳起則下列說法中正確的是 ()A若保持電鍵閉合，則鋁環不斷升高B若保持電鍵閉合，則鋁環停留在某一高度C若保持電鍵閉合，則鋁環跳起到某一高度后將回落D如果電源的正、負極對調，觀察到的現象不變14.如圖所示，AOC是光滑的金屬軌道，AO沿豎直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金屬直桿如圖立在導軌上，直桿從圖示位置由靜止開始在重力作用下運動，運動過程中Q端始終在OC上，空間存在著垂直紙面向外的勻強磁場，則在PQ桿滑動的過程中，下列判斷正確的是()A感應電流的方向始終是由PQB感應電流的方向先是由PQ，后是由QPCPQ受磁場力的方向垂直桿向左DPQ受磁場力的方向先垂直于桿向左，后垂直于桿向右15.如圖所示，兩光滑平行導軌水平放置在勻強磁場中，磁場垂直導軌所在平面，金屬棒ab可沿導軌自由滑動，導軌一端跨接一個定值電阻R，導軌電阻不計現將金屬棒沿導軌由靜止向右拉，若保持拉力F恒定，經時間t1后速度為v，加速度為a1，最終以速度2v做勻速運動；若保持拉力的功率P恒定，棒由靜止經時間t2后速度為v，加速度為a2，最終也以速度2v做勻速運動，則 ()At2t1 Bt1t2Ca22a1 Da23a116.如圖所示，相距為d的兩條水平虛線L1、L2之間是方向水平向里的勻強磁場，磁感應強度為B，質量為m、電阻為R的正方形線圈abcd邊長為L(Ld)，將線圈在磁場上方高h處由靜止釋放，cd邊剛進入磁場時速度為v0，cd邊剛離開磁場時速度也為v0，則線圈穿越磁場的過程中(從cd邊剛入磁場一直到ab邊剛離開磁場) ()A感應電流做功為mglB感應電流做功為mgdC線圈的最小速度可能為D線圈的最小速度一定為17.如圖所示，ab、cd是固定在豎直平面內的足夠長的金屬框架除bc段電阻為R，其余電阻均不計，ef是一條不計電阻的金屬桿，桿兩端與ab和cd接觸良好且能無摩擦下滑，下滑時ef始終處于水平位置，整個裝置處于垂直框面的勻強磁場中，ef從靜止下滑，經過一段時間后閉合開關S，則在閉合S后 ()Aef的加速度可能大于gB閉合S的時刻不同，ef的最終速度也不同C閉合S的時刻不同，ef最終勻速運動時電流的功率也不同Def勻速下滑時，減少的機械能等于電路消耗的電能18. 在如圖(a)(b)所示電路中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，且小于燈D的電阻，接通開關S，使電路達到穩定，燈泡D發光，則 ( )A在電路(a)中，斷開S，D將逐漸變暗B在電路(a)中，斷開S，D將先變得更亮，然后才變暗C在電路(b)中，斷開S，D將逐漸變暗D在電路(b)中，斷開S，D將先變得更亮，然后漸暗19.如圖所示，水平光滑的平行金屬導軌，左端接有電阻R，勻強磁場B豎直向下分布在導軌所在的空間內，質量一定的金屬棒PQ垂直導軌放置今使棒以一定的初速度v0向右運動，當其通過位置a、b時，速率分別為va、vb，到位置c時棒剛好靜止，設導軌與棒的電阻均不計，a到b與b到c的間距相等，則金屬棒在由a到b和由b到c的兩個過程中()A回路中產生的內能不相等B棒運動的加速度相等C安培力做功相等D通過棒橫截面積的電量相等20.導體框架dabc構成的平面與水平面成角，質量為m的導體棒PQ與導體軌道ad、bc接觸良好而且相互垂直軌道ad、bc平行，間距為L.abQP回路的面積為S，總電阻為R且保持不變勻強磁場方向垂直框架平面斜向上，其變化規律如圖乙所示從t0開始，導體棒PQ始終處于靜止狀態，圖乙中為已知量，B0足夠大，則 ()A產生感應電流時，導體棒PQ中的電流方向為由P到QB產生感應電流時，感應電流為恒定電流C產生感應電流時，導體棒PQ受到的安培力為恒力DPQ恰好不受摩擦力時，磁感應強度的大小為21.如圖所示，電動機牽引一根原來靜止的、長L為1m、質量m為0.1kg的導體棒MN上升，導體棒的電阻R為1，架在豎直放置的框架上，它們處于磁感應強度B為1T的勻強磁場中，磁場方向與框架平面垂直當導體棒上升h3.8m時，獲得穩定的速度，導體棒上產生的熱量為2J，電動機牽引棒時，電壓表、電流表的讀數分別為7V、1A，電動機內阻r為1，不計框架電阻及一切摩擦，則以下判斷正確的是 ()A導體棒向上做勻減速運動B電動機的輸出功率為7WC導體棒達到穩定時的速度為v2m/sD導體棒從靜止至達到穩定速度所需要的時間為1s22.矩形線框在勻強磁場內勻速轉動過程中，線框輸出的交流電電壓隨時間變化的圖象如圖所示，下列說法中正確的是 ()A交流電壓的有效值為36VB交流電壓的最大值為36V，頻率為0.25HzC2s末線框平面垂直于磁場，通過線框的磁通量最大D1s末線框平面垂直于磁場，通過線框的磁通量變化最快23.阻值為10的電阻接到電壓波形如圖所示的交流電源上，以下說法正確的是()A電壓的有效值為10VB通過電阻的電流有效值為AC電阻消耗電功率為5WD電阻每秒鐘產生的熱量為10J24.在兩塊金屬板上加上交變電壓uUmsint，當t0時，板間有一個電子正好處于靜止狀態，下面關于電子以后的運動情況的判斷正確的是 ()AtT時，電子回到原出發點B電子始終向一個方向運動Ct時，電子將有最大速度Dt時，電子的位移最大25.如圖所示，圖線a是線圈在勻強磁場中勻速轉動時所產生正弦交流電的圖象，當調整線圈轉速后，所產生正弦交流電的圖象如圖線b所示，以下關于這兩個正弦交流電的說法正確的是 ()A線圈先后兩次轉速之比為3:2B兩種情況在0.3s內通過線圈的磁通量之比為1:1C兩種情況在相等時間內產生的焦耳熱之比Qa:Qb3:2D兩種情況在相等時間內產生的焦耳焦之比Qa:Qb9:426.如圖所示為一理想變壓器，原、副線圈的匝數之比為1:n，副線圈接有一個定值電阻R，則 ()A若ab之間接電動勢為U的蓄電池，則R中的電流為B若ab之間接電動勢為U的蓄電池，則原、副線圈中的電流均為零C若ab之間接電壓為U的交流電，則原線圈中的電流為D若ab之間接電壓為U的交流電，則副線圈中的電流為三、計算題27. 如圖所示，PN與QM兩平行金屬導軌相距1m，電阻不計，兩端分別接有電阻R1和R2，且R16，ab導體的電阻為2，在導軌上可無摩擦地滑動，垂直穿過導軌平面的勻強磁場的磁感應強度為1T.現ab以恒定速度v3m/s勻速向右移動，這時ab桿上消耗的電功率與R1、R2消耗的電功率之和相等，求：(1)R2的阻值(2)R1與R2消耗的電功率分別為多少？(2)拉ab桿的水平向右的外力F為多大？28. 如圖所示，水平面上有兩電阻不計的光滑金屬導軌平行固定放置，間距d為0.5 m，左端通過導線與阻值為2 W的電阻R連接，右端通過導線與阻值為4 W的小燈泡L連接，在CDEF矩形區域內有豎直向上的勻強磁場，CE長為2 m，CDEF區域內磁場的磁感應強度B隨時間變化如圖所示，在t0時，一阻值為2 W的金屬棒在恒力F作用下由靜止開始從AB位置沿導軌向右運動，當金屬棒從AB位置運動到EF位置過程中，小燈泡的亮度沒有發生變化，求：（1）通過小燈泡的電流強度；（2）恒力F的大??；（3）金屬棒的質量。29. 如圖所示，平行且足夠長的兩條光滑金屬導軌，相距0.5m，與水平面夾角為30，不電阻，廣闊的勻強磁場垂直穿過導軌平面，磁感應強度B0.4T，垂直導軌放置兩金屬棒ab和cd，長度均為0.5m，電阻均為0.1，質量分別為0.1 kg和0.2 kg，兩金屬棒與金屬導軌接觸良好且可沿導軌自由滑動現ab棒在外力作用下，以恒定速度v1.5ms沿著導軌向上滑動，cd棒則由靜止釋放，試求： (取g10ms2)（1）金屬棒ab產生的感應電動勢；（2）閉合回路中的最小電流和最大電流；（3）金屬棒cd的最終速度30. 如圖，ef,gh為水平放置的足夠長的平行光滑導軌，導軌間距為L=1m，導軌左端連接一個R=2的電阻，將一根質量為0.2kg的金屬棒cd垂直地放置導軌上，且與導軌接觸良好，導軌與金屬棒的電阻均不計，整個裝置放在磁感應強度為B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向下?，F對金屬棒施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開始向右運動。（1）若施加的水平外力恒為F=8N，則金屬棒達到的穩定速度v1是多少？（2）若施加的水平外力的功率恒為P=18W，則金屬棒達到的穩定速度v2是多少？（3）若施加的水平外力的功率恒為P=18W，則金屬棒從開始運動到速度v3=2m/s的過程中電阻R產生的熱量為8.6J，則該過程所需的時間是多少？31.如圖所示，光滑的金屬導軌間距為L，導軌平面與水平面成角，導軌下端接有阻值為R的電阻，質量為m的金屬細桿ab與絕緣輕質彈簧相連靜止在導軌上，彈簧勁度系數為k，上端固定，彈簧與導軌平面平行，整個裝置處在垂直于導軌平面斜向上的勻強磁場中，磁感應強度為B.現給桿一沿導軌向下的初速度v0，桿向下運動至速度為零后，再沿導軌平面向上運動達最大速度，大小為v1，然后減速為零，再沿導軌平面向下運動一直往復運動到靜止(導軌與金屬細桿的電阻忽略不計)試求：(1)細桿獲得初速度瞬間，通過R的電流大小；(2)當桿速度為v1時離最初靜止時位置的距離L1；(3)桿由初速度v0開始運動直到最后靜止，電阻R上產生的焦耳熱Q.32.如圖(甲)所示，abcd是位于豎直平面內的正方形閉合金屬線框，金屬線框的質量為m，電阻為R，在金屬線框的下方有一勻強磁場區，MN和MN是勻強磁場區域的水平邊界，并與線框的bc邊平行，磁場方向與線框平面垂直，現金屬線框由距MN的某一高度從靜止開始下落，圖(乙)是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強磁場區域瞬間的速度時間圖象，圖象中坐標軸上所標出的字母均為已知量，求：(1)金屬線框的邊長；(2)磁場的磁感應強度大?。?3)金屬線框在整個下落過程中所產生的熱量33. 如圖所示，由粗細均勻的電阻絲繞成的矩形導線框abcd固定于水平面上，導線框邊長=L, =2L，整個線框處于豎直方向的勻強磁場中，磁場的磁感應強度為B，導線框上各段導線的電阻與其長度成正比，已知該種電阻絲單位長度上的電阻為，的單位是/m今在導線框上放置一個與ab邊平行且與導線框接觸良好的金屬棒MN,MN的電阻為r，其材料與導線框的材料不同金屬棒MN在外力作用下沿x軸正方向做速度為v的勻速運動，在金屬棒從導線框最左端（該處x=0)運動到導線框最右端的過程中：(1)請寫出金屬棒中的感應電流I隨x變化的函數關系式；(2)試證明當金屬棒運動到bc段中點時，MN兩點間電壓最大，并請寫出最大電壓Um的表達式；(3)試求出在此過程中，金屬棒提供的最大電功率Pm；(4)試討論在此過程中，導線框上消耗的電功率可能的變化情況34.如圖甲所示，相距為L的兩平行金屬導軌MN、PQ固定在絕緣水平面上，處于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度為B，導軌足夠長且電阻不計兩根相同的金屬棒c和d與導軌垂直放置，它們的質量均為m，電阻均為R，間距為s0，與導軌間的動摩擦因數均為，設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等在t0時刻，對c棒施加一水平向右的力，使其從靜止開始做勻加速直線運動在t0時刻，d棒開始運動，此后保持水平力不變，由速度傳感器測得兩金屬棒的vt圖象如圖乙所示，從t1時刻開始兩金屬棒以相同的加速度做勻加速直線運動，此時兩金屬棒的間距為s，試求：(1)在0至t1時間內通過金屬棒c的電荷量；(2)t0時刻回路的電功率和金屬棒c的速度大??；(3)t1時刻兩金屬棒的加速度大小35.如圖(甲)所示，一邊長L2.5m、質量m0.5kg的正方形金屬線框，放在光滑絕緣的水平面上，整個裝置放在方向豎直向上、磁感應強度B0.8T的勻強磁場中，它的一邊與磁場的邊界MN重合在水平力F作用下由靜止開始向左運動，經過5s線框被拉出磁場測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖象如(乙)圖所示，在金屬線框被拉出的過程中(1)求通過線框導線截面的電荷量及線框的電阻；(2)寫出水平力F隨時間t變化的表達式；(3)已知在這5s內力F做功1.92J，那么在此過程中，線框產生的焦耳熱是多少？36如圖（a）所示，一端封閉的兩條平行光滑導軌相距L，距左端L處的中間一段被彎成半徑為H的1/4圓弧，導軌左右兩段處于高度相差H的水平面上圓弧導軌所在區域無磁場，右段區域存在勻強磁場B0，左段區域存在均勻分布但隨時間線性變化的磁場B（t），如圖（b）所示，兩磁場方向均豎直向上在圓弧頂端，放置一質量為m的金屬棒ab，與導軌左段形成閉合回路，從金屬棒下滑開始計時，經過時間t0滑到圓弧底端設金屬棒在回路中的電阻為R，導軌電阻不計，重力加速度為g（1）問金屬棒在圓弧內滑動時，回路中感應電流的大小和方向是否發生改變?為什么?（2）求0到t0時間內，回路中感應電流產生的焦耳熱量（3）探討在金屬棒滑到圓弧底端進入勻強磁場B0的一瞬間，回路中感應電流的大小和方向電磁感應與交流電專題復習參考答案一、 單選題123456789101112DBBBBCDDBDAC二、 雙選題1314151617181920212223242526CDBDBDCDADADADBDCDBCBCBCADCD三、 計算題27、解：(1)內外功率相等，則內外電阻相等2解得R23(2)EBlv113V3V總電流IA0.75A路端電壓UIR外0.752V1.5VP1W0.375WP2W0.75W(3)拉ab桿的水平向右的外力FF安BIl10.7510.75(N)28、解（1）金屬棒未進入磁場時，R總RLR/25 W，E10.5 V，ILE1/R總0.1 A，（2）因燈泡亮度不變，故4 s末金屬棒進入磁場時剛好勻速運動，IILIRIL0.3 A，FFABId0.3 N，（3）E2I（R）1 V，v1 m/s，a0.25 m/s2，m1.2 kg。29、解（1） （2）剛釋放cd棒時，cd棒受到安培力為： cd棒受到的重力為： Gcd=mg sin30= 1N ； ；cd棒沿導軌向下加速滑動，既abcd閉合回路的；電流也將增大，所以最小電流為：; 當cd棒的速度達到最大時，回路的電流最大，此時cd棒的加速度為零。由 （3）由 30、解：（1）由E=BLv、I=E/R和F=BIL知 F=(B2L2v)/R 帶入數據后得v1=4m/s (2) 代入數據后得 （3） 31、(1)由EBLv0；I0可得I0.(2)設桿最初靜止不動時彈簧伸長x0，kx0mgsin當桿的速度為v1時彈簧伸長x1，kx1mgsinBI1L此時I1，L1x1x0得L1.(3)桿最后靜止時，桿在初始位置，由能量守恒可得Qmv32、(1)金屬線框進入磁場過程中做勻速直線運動，速度為v1，運動時間為t2t1，所以金屬線框的邊長為Lv1(t2t1)(2)在金屬線框進入磁場的過程中，金屬線框所受安培力等于重力mgBILI