2022年高二物理选修3-2(电磁感应、交流电)复习题型归纳(有答案).doc

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，下列说法中对旳是：（ ）
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互相平行，则下列状况中导线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
N
D．电键K始终是闭合，不滑动触头
3．如图所示，线圈两端接在电流表上构成闭合电路，在下列状况中，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状况是（ ）
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向里，导体棒电阻可忽视．当导体棒向左滑动时，下列说法对旳是(　　)
A．流过R电流为由d到c，流过r电流为由b到a
B．流过R电流为由c到d，流过r电流为由b到a
C．流过R电流为由d到c，流过r电流为由a到b
D．流过R电流为由c到d，流过r电流为由a到b
6.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，形成一种闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时(　　)
A．p、q将互相靠拢 B．p、q将互相远离
C．磁铁加速度仍为g D. 磁铁加速度不不小于g
7. 如下图几种状况中，金属导体中产生动生电动势为BLv是…（ ）
L
L
L
L
L

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是一种可以绕垂直于纸面轴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，无法拟定转动方向
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种小环，后又取出插向另一种小环，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
10.两根互相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可以自由滑动．当AB在外力 F作用下向右运动时，下列说法中对旳是(　　)
A．导体棒CD内有电流通过，方向是D→C
B．导体棒CD内有电流通过，方向是C→D
C．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实验电路，若闭合开关S，电流达到稳定后通过线圈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，则下列说法中对旳是：（ ）
A. S闭合瞬间，L2灯缓慢变亮，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．在范畴足够大、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=0.4 m,如图所示框架上放置一质量为0.05 kg，电阻为1 Ω金属杆cd，框架电阻不计.若cd杆以恒定加速度a=2 m/s2，由静止开始做匀变速运动，则：
（1）在5 s内平均感应电动势是多少？
（2）第5 s末，回路中电流多大？
（3）第5 s末，作用在cd杆上水平外力多大？

13．如图（a）所示，一种电阻值为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向里匀强磁场，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.

14．一种质量为m=0.5 kg、长为L=0.5 m、宽为d=0.1 m、电阻R=0.1 Ω矩形线框，从h1=5 m高度由静止自由下落，如图10所示.然后进入匀强磁场，刚进入时由于磁场力作用，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)、如果线框下边通过磁场区域时间t=0.15 s，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之间接有一种阻值为R电阻，别旳某些电阻不计.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.当给棒施加一种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，下半部处在一种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).一种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. mgb B.mv2/2 C.mg(b-a) D.mg(b-a)+mv2/2

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，下列说法中对旳是（ ）
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、3.5 A B、A C、A D、5 A

20．一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.电压表示数为220v
B.电路中电流方向每秒钟变化50次
C.灯泡实际消耗功率为484w
D.发电机线圈内阻每秒钟产生焦耳热为24.2J

21．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 10 cm和20 cm，内阻为 5Ω，在磁感应强度B=0.5 T匀强磁场中绕OO′轴以50 rad/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，抱负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，副线圈接一种R＝27.5 Ω负载电阻．若U0＝220V，ω＝100π Hz，则下述结论对旳是（ ）
A
V
R
n1
n2
～

A、副线圈中电压表读数为55 V
B、副线圈中输出交流电周期为
C、原线圈中电流表读数为 A
D、原线圈中输入功率为
25．如图甲所示，抱负变压器原、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0.02 Hz
B、原线圈输入电压最大值为200 V
C、电阻R2电功率约为6.67 W
D、通过R3电流始终为零

a
b
c
d
f
e
26．如图所示，一种抱负变压器原线圈及两个副线圈匝数比为n1∶n2∶n3=4∶2∶1，所连接三个灯泡完全相似，阻值均为2Ω。现用抱负交流电压表测得cd端电压值为4V，那么ab端输入电压为（ ）
A、8V B、10.5V C、12.5V D、16V

27．如图所示，抱负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.若四个灯泡完全相似，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抱负变压器，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，一抱负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
为抱负电压表，读数分别为U1和U2； A1
、A2
和A3
为抱负电流表，读数分别为I1、I2和I3。现断开S，U1数值不变，下列推断中对旳是（ ）
A． U2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1 kg煤放热500 J，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构成顾客，若发电机输出电压是240 V，升压器原副线圈匝数之比为1：25，输电线总电阻为10Ω，顾客需要电压为220 V．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，一种抱负变压器（可视为抱负变压器）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过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、有一种负载电阻值为R，当将它接在20 V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200 V，求：此变压器原、副线圈匝数之比．

U2
R

参照答案：
1、C 2、D 3、C 4、D 5、B 6、AD 7、B 8、B 9、B 10、BD 11、BC 12、(1)0.4V(2)0.8A(3)0.164N
13、解析　(1)由图象分析可知，0至t1时间内＝.由法拉第电磁感应定律有E＝n＝n·S，而S＝πr.由闭合电路欧姆定律有I1＝.联立以上各式得，通过电阻R1上电流大小I1＝.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＝
电阻R1上产生热量：Q＝IR1t1＝
14、解析：(1)线框进入磁场时速度为v1==10 m/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==0.4 T.
(2)、线圈所有进入磁场用时间t1==0.05 s，因此由题意得：v1(t-t1)+ g(t-t1)2=h2-L
代入数据解得h2=1.55 m.
15、0.4V
16、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=mv02
17、D 18、D 19、D 20、D
21、解：（1）感应电动势最大值
Em=nBSω =100×0.5×0.1×0.2×50 V=50 V （2分）
故交变电动势瞬时值体现式为
e= Em cosωt =50cos50t V （3分）
(2)感应电动势有效值 E==50 V. （1分）
电键S合上后，由闭合电路欧姆定律
I= A=2.0 A， （1分）
U=IR=2×20 V=40 V. （1分）
即电流体现数为 2 A，电压体现数为 40 V。 （2分）
(3) 电阻R上所消耗电功率 P=IU=2×40 W=80 W. (2分）
(4) W=Q =I2(R+r) t=22×(20+5) ×60J=6.0×103J （4分）
(5) q=n△φ/(R+r)= nBS sin / (R+r) （3分）
代入数据，解得 q= 3.5×10-2C （1分）
22、πB2a4ω/4R
23、解：(1)ω=2πn=314rad／s Em=BωS=31.4V
(2)φm=BS=0.1Wb 由φ=φm cosθ 得 θ=60°
由交流电体现式 E=Emsinθ≈27.2V
24、A 25、C 26、B 27、2:1 4:1 28、CD 29、BC
30、发电机输出功率 P1=0.8×300×500W=1.2×104 W （2分）
送电电压U2=U1=6000V （1分）
送电电流I2=P1/U2=20A （1分）
损失功率P损=IR=4000W （2分）
U3=U2－I2R=5800V （1分）
（3分）
31、解析：(1)设原、副线圈上电压、电流分别为U1、U2、I1、I2，根据抱负变压器输入功率等于输出功率，有I1U1＝I2U2
当I2＝12mA时，I1即为熔断电流．代入数据，得I1＝0.98 A.
(2)设副线圈中电流为I2′＝10mA时，变压器输入功率为P1，根据抱负变压器输入功率等于输出功率，有P1＝I2′U2，代入数据得，P1＝180W.
答案：(1)0.98 A　(2)180W
32、解析：由得 （2分）
（2分）
因此 V
20
=
=
¢
U
U
m
（2分）