高考交流電電磁感應精選習題附答案

1、1如圖甲所示，電阻不計且間距為L=1m的光滑平行金屬導軌豎直放置，上端連接阻值為R=1的電阻，虛線OO下方有垂直于導軌平面向里的勻強磁場現(xiàn)將質量為m=0.3kg、電阻Rab=1的金屬桿ab從OO上方某處以一定初速釋放，下落過程中與導軌保持良好接觸且始終水平在金屬桿ab下落0.3m的過程中，其加速度a與下落距離h的關系圖象如圖乙所示已知ab進入磁場時的速度v0=3.0m/s，取g=10m/s2則下列說法正確的是（）A進入磁場后，金屬桿ab中電流的方向由b到aB勻強磁場的磁感應強度為2.0TC金屬桿ab下落0.3 m的過程中，通過R的電荷量0.24CD金屬桿ab下落0.3 m的

2、過程中，R上產生的熱量為0.45J 【答案】BC【解析】試題分析：由右手定則可知，導體棒進入磁場后，金屬桿ab中電流的方向由a到b，選項A 錯誤；ab進入磁場時，加速度變?yōu)橄蛏系膅，則由牛頓第二定律，解得B=2T，選項B正確；根據(jù)，選項C 正確；當金屬桿下落0.3m時已經做勻速運動，則，其中，解得vm=1.5m/s；根據(jù)能量關系，代入數(shù)據(jù)可得：Q=9.83J，選項D 錯誤?？键c：法拉第電磁感應定律；牛頓定律及能量守恒定律。2如圖所示，MN、PQ是兩條在水平面內、平行放置的光滑金屬導軌，導軌的右端接理想變壓器的原線圈，變壓器的副線圈與阻值為R的電阻組成閉合回路，變壓器的原副線圈匝數(shù)之比n1n2

3、=k，導軌寬度為L。質量為m的導體棒ab垂直MN、PQ放在導軌上，在水平外力作用下，從t=0時刻開始往復運動，其速度隨時間變化的規(guī)律是v=vmsin(t)，已知垂直軌道平面的勻強磁場的磁感應強度為B，導軌、導體棒、導線和線圈的電阻均不計，電流表為理想交流電表，導體棒始終在磁場中運動。則下列說法中正確的是A在t=時刻電流表的示數(shù)為B導體棒兩端的最大電壓為BLvmC電阻R上消耗的功率為D從t=0至t=的時間內水平外力所做的功為T【答案】ABC【解析】導體棒ab在水平外力作用下，從t=0時刻開始往復運動，其速度隨時間變化的規(guī)律是v=vmsin(t)，產生的感應電動勢為E=BLv=BLvmsin(t)

4、，為正弦交變電流，導體棒兩端的最大電壓為BLvm，變壓器原線圈輸入電壓有效值為U1=BLvm/，由變壓公式可得副線圈輸出電壓有效值U2=BLvm/(k)，輸出功率為P=，電阻R上消耗的功率為，變壓器原線圈電流，即任意時刻電流表的示數(shù)為，選項ABC正確；由能量守恒定律，從t=0至t=的時間內水平外力所做的功為W=PT/4+m=T+m，選項D錯誤。3在如右圖所示的電路中，放在光滑金屬導軌上的ab導體向右移動，這可能發(fā)生在A閉合S的瞬間 B斷開S的瞬間C閉合S后，減小電阻R時 D閉合S后，增大電阻R時【答案】AC【解析】試題分析：金屬桿向右運動則說明金屬桿受到向右的作用力，由左手定則可知電流的方向；

5、由楞次定律可知左側產生的磁通量的變化；則可知左側電流的變化情況金屬桿向右運動說明金屬桿受到向右的安培力，由左手定則可知，金屬桿中的電流由a到b；右側線框中產生的磁通量向上；則由楞次定律可知，左側線框中的磁場可能向下減小，也可能向上增加；左側電流由上方進入，由安培定則可知，內部磁場方向向上；故產生以上現(xiàn)象只能是磁通量突然增加；故只能為A或C；故選AC考點：楞次定律；安培定則；左手定則點評：減小電阻R的阻值時，電路中電阻減小，由歐姆定律可知電流將增大，則內部磁通量將增大4如圖所示為某小型水電站的電能輸送示意圖，A為升壓變壓器，其輸入功率為P1，輸出功率為P2，輸出電壓為U2 ；B為降壓變壓器，其輸

6、人功率為P3,，輸入電壓為U3。A、B均為理想變壓器，,輸電電流為I，輸電線的總電阻為r，則下列關系正確的是A U2= U3 B U2= U3+IrC P1 >P2 D P2=P3【答案】B【解析】由于輸電線有電阻，輸電線上有電壓降，所以U2= U3+Ir，選項A錯誤B正確。對于理想變壓器，P1 =P2，選項C錯誤；由于輸電線上發(fā)熱，消耗電能，所以P2>P3，選項D錯誤。5如圖所示為一自耦變壓器，保持電阻R´和輸入電壓不變，以下說法正確的是（ ）A滑鍵P向b方向移動，滑鍵Q不動，電流表示數(shù)減小B滑鍵P不動，滑鍵 Q上移，電流表示數(shù)不變C滑鍵P向b方向移動、滑鍵Q不動，電壓

7、表示數(shù)減小D滑鍵P不動，滑鍵Q上移，電壓表示數(shù)增大【答案】AC【解析】左側輸入一定電壓,在右側感應到變化后的電壓.起變壓作用。pa是左側電路,輸入恒定電壓V1，ab是右側電路,輸出感應電壓V2, V2=V1*(ab/pa)。根據(jù)能量守恒,左側電路和右側電路功率相同。pa增加,右側輸出電壓減小->右側電路功率降低->左側電路功率降低->左側是恒壓,只有電流降低。A正確。Q上移,右側電路電阻減小->右側電路功率增加->左側電路功率增加->左側是恒壓,只有電流增加。B錯。pa增加,右側輸出電壓減小。C正確。右側電壓只和P的位置有關,Q的位置不影響。D錯。故本題選A

8、C。6一臺理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是51，原線圈接入電壓為220V的正弦交流電，各元件正常工作，一只理想二極管和一個滑動變阻器R串聯(lián)接在副線圈上，如圖所示，電壓表和電流表均為理想交流電表。則下列說法正確的是A原、副線圈中的電流之比為51B電壓表的讀數(shù)約為44VC若滑動變阻器接入電路的阻值為20 ，則1 分鐘內產生的熱量為2904 JD若將滑動變阻器的滑片向上滑動，則兩電表讀數(shù)均增大【答案】C【解析】試題分析：理想二極管的作用是正向的電流通過時電阻很小，反向的電流通過時電阻很大，認為斷路，故理想二極管的作用是只允許正向的電流通過，再根據(jù)變壓器的原理電壓與匝數(shù)成正比，電流與匝數(shù)成反比，即可求

9、得結論。由于原、副線圈中的電流與匝數(shù)成反比，所以電流之比為1：5，A選項錯誤；原、副線圈的電壓與匝數(shù)成正比，所以副線圈兩端電壓為U2=44 V，但二極管具有單向導電性，根據(jù)有效值的定義有，從而求得電壓表兩端電壓有效值為U=22V,B選項錯誤；則1 min內產生的熱量為=2904 J，C選項正確；將滑動變阻器滑片向下滑動，接入電路中的阻值變大，但對原、副線圈兩端的電壓無影響，即電壓表的讀數(shù)不變，電流表的讀數(shù)變小，所以D錯誤?？键c：變壓器的原理 理想二極管的作用7如圖所示，理想變壓器，原副線圈的匝數(shù)比為n。原線圈接正弦交流電壓U，輸出端A、A1、A2、A3為理想的交流電流表，R

10、為三個完全相同的電阻，L為電感，C為電容，當輸入端接通電源后，電流表A讀數(shù)為I。下列判斷正確的是A副線圈兩端的電壓為nUB通過副線圈的最大電流C電流表A1的讀數(shù)I1大于電流表A2的讀數(shù)I2D電流表A3的讀數(shù)I3=0【答案】BC【解析】考點：變壓器的構造和原理分析：（1）根據(jù)原副線圈電壓之比等于電流之比即可求得R1兩段的電壓；（2）電流表的讀數(shù)是副線圈的電流的有效值，根據(jù)有效值與最大值的關系即可求得通過副線圈的最大電流；（3）根據(jù)線圈會產生感應電流阻礙原電流即可判斷I1和I2的大小；（4）電容器通交流阻直流，故有電流通過電流表A3解：A、根據(jù)=n得：=n，所以R1兩端的電壓為：，故A錯誤；B、根

11、據(jù)題意得副線圈的電流為I，所以通過副線圈的最大電流為，故B正確；C、線圈會產生感應電流阻礙原電流即I1I2，故C正確；D、電容器通交流阻直流，故有電流通過電流表A3，即I30，故D錯誤本題選不正確的故選BC8在變電站里，經常要用交流電表去監(jiān)測電網(wǎng)上的高電壓，所用的器材叫電壓互感器。如下所示的四個圖中，能正確反應其工作原理的是 【答案】B【解析】9如圖所示，LC振蕩回路中，電容器兩極板間的電場方向向下，且線圈中有沿圖示方向的磁場，則A振蕩回路中電流正在增大B磁場能正在轉化為電場能C線圈L中振蕩電流的方向從上向下D線圈L產生的自感電動勢正在阻礙電流增大【答案】B【解析】根據(jù)圖示電路知，該LC振蕩電

12、路正在充電，電流方向自下而上，電流在減小，磁場能轉化為電場能 解決本題的關鍵知道在LC振蕩電路中，當電容器充電時，電流在減小，電容器上的電荷量增大，磁場能轉化為電場能；當電容器放電時，電流在增大，電容器上的電荷量減小，電場能轉化為磁場能10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(qū)域，MN和MN是勻強磁場區(qū)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?，F(xiàn)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(qū)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?？芍狝.

13、金屬框初始位置的bc邊到邊界MN的高度為v1t1B.金屬框的邊長為 C.磁場的磁感應強度為D.在進入磁場過程中金屬框產生的熱為mgv1（t2-t1） 【答案】D【解析】試題分析：由圖知在0-t1時間內金屬線框做勻加速運動，金屬框初始位置的bc邊到邊界MN的高度為 故A錯誤由圖象可知，金屬框進入磁場過程中是做勻速直線運動，速度為v1，運動時間為t2-t1，故金屬框的邊長：l=v1（t2-t1）故B錯誤在金屬框進入磁場的過程中，金屬框所受安培力等于重力，則得：mg=BIl，又 l=v1（t2-t1），聯(lián)立解得：，故C錯誤；金屬框在進入磁場過程中金屬框產生的熱為Q，重力對其做正功，安培力對其做負功，

14、由能量守恒定律得：Q=mgl=mgv1（t2-t1），故D正確?？键c：v-t圖線；法拉第電磁感應定律；能量守恒定律。11如圖所示，相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌與水平面的夾角為，上端接有定值電阻R，勻強磁場垂直于導軌平面，磁感應強度為B.將質量為m的導體棒由靜止釋放，當速度達到v時開始勻速運動，此時對導體棒施加一平行于導軌向下的拉力，并保持拉力的功率恒為P，導體棒最終以2v的速度勻速運動導體棒始終與導軌垂直且接觸良好，不計導軌和導體棒的電阻，重力加速度為g.下列選項正確的是APmgvsinBP3mgvsinC當導體棒速度達到時加速度大小為sinD在速度達到2v以后勻速運動的過程中，R上

15、產生的焦耳熱等于拉力所做的功【答案】C【解析】試題分析：當導體棒以v勻速運動時受力平衡，則，當導體棒以勻速運動時受力平衡，則 ，故 ，拉力的功率，故A B錯誤；當導體棒速度達到時，由牛頓第二定律，解得，故C正確；由能量守恒，當速度達到以后勻速運動的過程中，R上產生的焦耳熱等于拉力及重力所做的功，故D錯誤。考點：考查了導體切割磁感線運動12如圖，足夠長的U型光滑金屬導軌平面與水平面成角（090°)，其中MN和PQ平行且間距為，導軌平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直，導軌電阻不計。金屬棒棒接入電路的電阻為，并與兩導軌始終保持垂直且良好接觸，使棒由靜止開始沿導軌下滑，當流過棒某一橫截面的電

16、量為時，它的速度大小為，則金屬棒在這一過程中：（ ）A. 棒運動的平均速度大小為 B. 滑行距離為C. 產生的焦耳熱為 D. 受到的最大安培力大小為 【答案】BD【解析】試題分析：金屬棒ab開始做加速度逐漸減小的變加速運動，不是勻變速直線運動，平均速度不等于，而是大于，故A錯誤；由電量計算公式，聯(lián)立得可得，下滑的位移大小為，故B正確；產生的焦耳熱，而這里的電流I比棒的速度大小為v時的電流小，故這一過程產生的焦耳熱小于，故C錯誤；金屬棒ab做加速運動，或先做加速運動，后做勻速運動，速度為v時產生的感應電流最大，受到的安培力最大，最大安培力大小為，故D正確考點：考查了導體切割磁感線運動13（18分

17、）如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導軌固定在傾角的斜面上，導軌電阻不計，間距L=0.4m，導軌所在空間被分成區(qū)域I和II，兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為MN，I中的勻強磁場方向垂直斜面向下，II中的勻強磁場方向垂直斜面向上，兩磁場的磁感應強度大小均為B=0.5T。在區(qū)域I中，將質量，電阻的金屬條ab放在導軌上，ab剛好不下滑。然后，在區(qū)域II中將質量，電阻的光滑導體棒cd置于導軌上，由靜止開始下滑，cd在滑動過程中始終處于區(qū)域II的磁場中，ab、cd始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸，取，問（1）cd下滑的過程中，ab中的電流方向；（2）ab剛要向上滑動時，cd的速度v多大？（3）從cd開始下滑

18、到ab剛要向上滑動的過程中，cd滑動的距離x=3.8m，此過程中ab上產生的熱量Q是多少？【答案】（1）由a流向b；（2）；（3）；【解析】試題分析：（1）由右手定則可以判斷電流方向由a流向b（2）開始放置ab剛好不下滑時，ab所受摩擦力為最大摩擦力，設其為Fmax，有 設ab剛好要上滑時，cd棒的感應電動勢為E，由法拉第電磁感應定律有 設電路中的感應電流為I，由閉合電路歐姆定律有 設ab所受安培力為F安，有 此時ab受到的最大摩擦力方向沿斜面向下，由平衡條件有 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得： （3）設cd棒的運動過程中電路中產生的總熱量為Q總，由能量守恒定律有 由串聯(lián)電路規(guī)律有 聯(lián)立解得： 考點：共

19、點力平衡、法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、能量守恒定律、串并聯(lián)電路特點14（10分）截面積為0.2m2的100匝的線圈A，處在均勻磁場中，磁場的方向垂直線圈截面，如圖所示，磁感應強度為B =（0.60.2t）T（t為時間，以秒為單位），R1= 3，R2=6，線圈電阻為r = 1，C=3F，求：（1）閉合S1、S2后，通過R2的電流大小和方向；（2）只把S1切斷后，通過R2的電量?！敬鸢浮?0.4A ab 【解析】試題分析：（1）為磁感應強度的變化率，大小為根據(jù)楞次定律判斷知，通過R2的電流方向為ab。（2）U=IR2=2.4V， ，S1切斷后，電容器所帶電量通過R2全部釋放，故通過R2的

20、電量。考點：本題考查法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、電容器。15（18分）如圖，兩根足夠長平行光滑的金屬導軌相距為l，導軌與水平面夾角為,并處于磁感應強度為B2、方向垂直導軌平面向下的勻強磁場中。兩金屬導軌的上端與阻值為R的燈泡連接，并連接水平放置、長和寬都為d的平行金屬板，板內存在垂直紙面向里的磁感應強度為B1的勻強磁場。長為l的金屬棒ab垂直于金屬導軌，且始終與導軌接觸良好。當金屬棒固定不動時，質量為m、電荷量為q的粒子流沿中線射入金屬板內，恰好在金屬板的左下邊沿穿出。粒子重力不計，重力加速度為g，導軌和金屬棒的電阻不計。（1） 粒子流帶何種電荷，速度多大？（2） 現(xiàn)將金屬棒由靜止釋

21、放，待棒沿導軌勻速下滑后，粒子流水平通過，求金屬棒質量M?！敬鸢浮浚?） （2）【解析】試題分析：（1） 由左手定則，可判定粒子流帶正電。 （2分）粒子流在磁場中做勻速圓周運動，由牛頓第二定律， （3分）得： （1分） 粒子流恰好在金屬板的邊沿穿出，由幾何關系得 （1分）解得 （1分）故 （1分）（2） 對勻速通過金屬板的粒子流，其所受的電場力等于洛倫茲力，有： （2分）金屬板的電壓， （1分）金屬棒受到的安培力 （1分）棒做勻速運動，由力的平衡條件，有： （3分）聯(lián)立式子，解得： （2分）考點：電磁感應、帶電粒子的運動RMNQPCDB16如圖所示，電阻不計的兩光滑平行金屬導軌相距L=1m，PM、QN部分水平放置在絕緣桌面上，半徑a=0.9m的光滑金屬半圓導軌處在豎直平面內，且分別在M、N處平滑相切， PQ左端與R=2的電阻連接一質量為m=1kg、電阻r=1的金屬棒放在導軌上的PQ處并與兩導軌始終垂直整個裝置處于磁感應強度大小B=1T、方向豎直向上的勻強磁場中，g取10m/s2求：（1）若金屬棒以v=3m/s速度在水平軌道上向右勻速運動，求該過程中棒受到的安培力大??； （2）若金屬棒恰好能通過軌道最高點CD處，求棒通過CD處時棒兩端的電壓；（3）設LPM=LQN=3m，若金屬棒從PQ