2022屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)：電磁感應(yīng)、交變電流、傳感器（含答案）

第7頁共15頁備戰(zhàn)2022屆高考物理（電磁感應(yīng)、交變電流、傳感器）二輪題附答案一、選擇題。1、(多選)如圖甲所示，豎直向上的勻強磁場的磁感應(yīng)強度B0＝0.5T，并且以eq\f(ΔB,Δt)＝0.1T/s的變化率均勻增大，圖象如圖乙所示，水平放置的導(dǎo)軌不計電阻，不計摩擦阻力，寬度L＝0.5m，在導(dǎo)軌上放著一金屬棒MN，電阻R0＝0.1Ω，并且水平細線通過定滑輪懸吊著質(zhì)量M＝0.2kg的重物．導(dǎo)軌上的定值電阻R＝0.4Ω，與P、Q端點相連組成回路．又知PN長d＝0.8m．在重物被拉起的過程中，下列說法中正確的是(g取10N/kg)()A．電流的方向由P到QB．電流的大小為0.1AC．從磁感應(yīng)強度為B0開始計時，經(jīng)過495s的時間，金屬棒MN恰能將重物拉起D．電阻R上產(chǎn)生的熱量約為16J2、(多選)如圖所示，M為半圓形導(dǎo)線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框，圓心為ON；兩導(dǎo)線框在同一豎直平面(紙面)內(nèi)，兩圓弧半徑相等；過直線OMON的水平面上方有一勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里．現(xiàn)使線框M、N在t＝0時從圖示位置開始分別繞過OM和ON且垂直于紙面的軸以相同的周期T逆時針勻速轉(zhuǎn)動，則()A．兩導(dǎo)線框中均會產(chǎn)生正弦式交流電B．兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于TC．在t＝eq\f(T,8)時，兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等D．兩導(dǎo)線框的電阻相等時，兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等3、一自耦變壓器如圖所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個線圈，將其接在a、b間作為原線圈．通過滑動觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈．在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時，c、d間的輸出電壓為U2.在將滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過程中()A．U2>U1，U2降低B．U2>U1，U2升高C．U2<U1，U2降低D．U2<U1，U2升高4、(多選)如圖甲所示是一種振動發(fā)電裝置的示意圖，半徑為r＝0.1m、匝數(shù)n＝20的線圈位于輻向分布的磁場中，磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如圖乙所示)，線圈所在位置的磁感應(yīng)強度的大小均為B＝eq\f(0.20,π)T，線圈電阻為R1＝0.5Ω，它的引出線接有R2＝9.5Ω的小電珠L，外力推動線圈框架的P端，使線圈沿軸線做往復(fù)運動，線圈運動速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖丙所示(摩擦等損耗不計)，則()甲乙丙A．小電珠中電流的峰值為0.16AB．小電珠中電流的有效值為0.16AC．電壓表的示數(shù)約為1.5VD．t＝0.1s時外力的大小為0.128N5、(多選)一自耦變壓器如圖所示，其a、b端接到一電壓有效值不變的交變電源兩端，在c、d間接有一定值電阻R1和滑動變阻器R0。電壓表均可視為理想交流電壓表，輸電導(dǎo)線的電阻均可忽略不計。則下列說法正確的是()A．保持滑動觸頭位置不變，將滑動變阻器滑片P下滑時，三個電壓表的示數(shù)均減小B．保持滑動觸頭位置不變，將滑動變阻器滑片P下滑時，V1、V2的示數(shù)不變，而V3的示數(shù)減小C．保持滑動變阻器滑片P不動時，將滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過程中，三個電壓表的示數(shù)均減小D．保持滑動變阻器滑片P不動時，將滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過程中，V1示數(shù)不變，而V2、V3示數(shù)均減小6、采用220kV高壓向遠方的城市輸電。當(dāng)輸送功率一定時，為使輸電線上損耗的功率減小為原來的eq\f(1,4)，輸電電壓應(yīng)變?yōu)?)A．55kVB．110kVC．440kVD．880kV7、如圖所示，是一個可繞垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動的閉合矩形導(dǎo)線框，當(dāng)滑動變阻器的滑片自左向右滑動時，線框的運動情況是（）A．保持靜止不動B．逆時針轉(zhuǎn)動C．順時針轉(zhuǎn)動D．發(fā)生轉(zhuǎn)動，但電源極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動的方向8、如圖所示，勻強磁場存在于虛線框內(nèi)，矩形線圈豎直下落．如果線圈受到的磁場力總小于其重力，則它在1、2、3、4位置時的加速度關(guān)系為()A．a(chǎn)1＞a2＞a3＞a4B．a(chǎn)1＝a3＞a2＞a4C．a(chǎn)1＝a3＞a4＞a2D．a(chǎn)4＝a2＞a3＞a19、圖1和圖2是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個電路圖，L1和L2為電感線圈．實驗時，斷開開關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)S2，燈A2逐漸變亮，而另一個相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同．下列說法正確的是()A．圖1中，A1與L1的電阻值相同B．圖1中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流C．圖2中，變阻器R與L2的電阻值相同D．圖2中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等10、下列幾種說法中正確的是（）A．線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大B．線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大C．線圈放在磁場越強的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大D．線圈中磁通量變化越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大11、一矩形線圈abcd位于一隨時間變化的勻強磁場內(nèi)，磁場方向垂直線圈所在的平面向里(如圖甲所示)，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示．以I表示線圈中的感應(yīng)電流(圖甲中線圈上箭頭方向為電流的正方向)，則下列選項中能正確表示線圈中電流I隨時間t變化規(guī)律的是()12、（雙選）如圖所示，某理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)均可調(diào)節(jié)，原線圈兩端電壓為一峰值不變的正弦交變電壓，副線圈接一可變電阻R。在其他條件不變的情況下，為使變壓器輸入功率增大，下列措施正確的是()A.僅增加原線圈匝數(shù)n1B.僅增加副線圈匝數(shù)n2C.僅減小電阻R的阻值D.僅增大電阻R的阻值二、填空含實驗題。13、如圖所示，為一根固定的通有恒定電流，的長直導(dǎo)線，導(dǎo)線框與在同一豎直平面內(nèi)（彼此絕緣），當(dāng)導(dǎo)線框以豎直向下的速度。經(jīng)過圖示位置時，線框中感應(yīng)電流方向是。14、光電門傳感器為門式結(jié)構(gòu)，如圖所示．A管發(fā)射紅外線，B管接收紅外線．A、B之間無擋光物體時，電路斷開；有物體經(jīng)過A、B之間時B管擋被光，電路接通．計算機根據(jù)擋光物體的________和________，自動算出物體的________。三、解答題。15、如圖所示，一個半徑為r的半圓形線圈，以直徑ab為軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n，ab的左側(cè)有垂直于紙面向里(與ab垂直)的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。M和N是兩個集流環(huán)，負載電阻為R，線圈、電流表和連接導(dǎo)線的電阻不計，求： (1)感應(yīng)電動勢的最大值。(2)從圖示位置起轉(zhuǎn)過圈的時間內(nèi)，負載電阻R上產(chǎn)生的熱量。(3)從圖示位置起轉(zhuǎn)過圈的時間內(nèi)，通過負載電阻R的電荷量。(4)電流表的示數(shù)。16、如圖所示，足夠長平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L＝1m，導(dǎo)軌平面與水平面夾角α＝30°，導(dǎo)軌電阻不計．磁感應(yīng)強度B＝1.0T的勻強磁場垂直導(dǎo)軌平面斜向下，金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m＝0.01kg、電阻不計．定值電阻R1＝30Ω，電阻箱電阻調(diào)到R2＝120Ω，電容C＝0.01F，重力加速度g取10m/s2.現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放．(1)在開關(guān)接到1的情況下，求金屬棒下滑的最大速度；(2)在開關(guān)接到1的情況下，當(dāng)R2調(diào)至30Ω后且金屬棒穩(wěn)定下滑時，R2消耗的電功率為多少；(3)在開關(guān)接到2的情況下，求經(jīng)過時間t＝2.0s時金屬棒的速度．17、（計算類綜合題）一水平放置的圓盤繞豎直固定軸轉(zhuǎn)動，在圓盤上沿半徑開有一條寬度為2mm的均勻狹縫。將激光器與傳感器上下對準(zhǔn)，使二者間連線與轉(zhuǎn)軸平行，分別置于圓盤的上下兩側(cè)，且可以同步地沿圓盤半徑方向勻速移動，激光器連續(xù)向下發(fā)射激光束。在圓盤轉(zhuǎn)動過程中，當(dāng)狹縫經(jīng)過激光器與傳感器之間時，傳感器接收到一個激光信號，并將其輸入計算機，經(jīng)處理后畫出相應(yīng)圖線。圖甲為該裝置示意圖，圖乙為所接收的光信號隨時間變化的圖線，橫坐標(biāo)表示時間t，縱坐標(biāo)表示接收到的激光信號強度I，圖中Δt1＝1.0×10－3s，Δt2＝0.8×10－3s。(1)利用圖乙中的數(shù)據(jù)求1s時圓盤轉(zhuǎn)動的角速度。(2)說明激光器的傳感器沿半徑移動的方向，并說理由。備戰(zhàn)2022屆高考物理（電磁感應(yīng)、交變電流、傳感器）二輪題附答案一、選擇題。1、(多選)如圖甲所示，豎直向上的勻強磁場的磁感應(yīng)強度B0＝0.5T，并且以eq\f(ΔB,Δt)＝0.1T/s的變化率均勻增大，圖象如圖乙所示，水平放置的導(dǎo)軌不計電阻，不計摩擦阻力，寬度L＝0.5m，在導(dǎo)軌上放著一金屬棒MN，電阻R0＝0.1Ω，并且水平細線通過定滑輪懸吊著質(zhì)量M＝0.2kg的重物．導(dǎo)軌上的定值電阻R＝0.4Ω，與P、Q端點相連組成回路．又知PN長d＝0.8m．在重物被拉起的過程中，下列說法中正確的是(g取10N/kg)()A．電流的方向由P到QB．電流的大小為0.1AC．從磁感應(yīng)強度為B0開始計時，經(jīng)過495s的時間，金屬棒MN恰能將重物拉起D．電阻R上產(chǎn)生的熱量約為16J【答案】AC2、(多選)如圖所示，M為半圓形導(dǎo)線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框，圓心為ON；兩導(dǎo)線框在同一豎直平面(紙面)內(nèi)，兩圓弧半徑相等；過直線OMON的水平面上方有一勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里．現(xiàn)使線框M、N在t＝0時從圖示位置開始分別繞過OM和ON且垂直于紙面的軸以相同的周期T逆時針勻速轉(zhuǎn)動，則()A．兩導(dǎo)線框中均會產(chǎn)生正弦式交流電B．兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于TC．在t＝eq\f(T,8)時，兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等D．兩導(dǎo)線框的電阻相等時，兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等【答案】BC3、一自耦變壓器如圖所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個線圈，將其接在a、b間作為原線圈．通過滑動觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈．在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時，c、d間的輸出電壓為U2.在將滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過程中()A．U2>U1，U2降低B．U2>U1，U2升高C．U2<U1，U2降低D．U2<U1，U2升高【答案】C4、(多選)如圖甲所示是一種振動發(fā)電裝置的示意圖，半徑為r＝0.1m、匝數(shù)n＝20的線圈位于輻向分布的磁場中，磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如圖乙所示)，線圈所在位置的磁感應(yīng)強度的大小均為B＝eq\f(0.20,π)T，線圈電阻為R1＝0.5Ω，它的引出線接有R2＝9.5Ω的小電珠L，外力推動線圈框架的P端，使線圈沿軸線做往復(fù)運動，線圈運動速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖丙所示(摩擦等損耗不計)，則()甲乙丙A．小電珠中電流的峰值為0.16AB．小電珠中電流的有效值為0.16AC．電壓表的示數(shù)約為1.5VD．t＝0.1s時外力的大小為0.128N【答案】AD5、(多選)一自耦變壓器如圖所示，其a、b端接到一電壓有效值不變的交變電源兩端，在c、d間接有一定值電阻R1和滑動變阻器R0。電壓表均可視為理想交流電壓表，輸電導(dǎo)線的電阻均可忽略不計。則下列說法正確的是()A．保持滑動觸頭位置不變，將滑動變阻器滑片P下滑時，三個電壓表的示數(shù)均減小B．保持滑動觸頭位置不變，將滑動變阻器滑片P下滑時，V1、V2的示數(shù)不變，而V3的示數(shù)減小C．保持滑動變阻器滑片P不動時，將滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過程中，三個電壓表的示數(shù)均減小D．保持滑動變阻器滑片P不動時，將滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過程中，V1示數(shù)不變，而V2、V3示數(shù)均減小【答案】BD6、采用220kV高壓向遠方的城市輸電。當(dāng)輸送功率一定時，為使輸電線上損耗的功率減小為原來的eq\f(1,4)，輸電電壓應(yīng)變?yōu)?)A．55kVB．110kVC．440kVD．880kV【答案】C7、如圖所示，是一個可繞垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動的閉合矩形導(dǎo)線框，當(dāng)滑動變阻器的滑片自左向右滑動時，線框的運動情況是（）A．保持靜止不動B．逆時針轉(zhuǎn)動C．順時針轉(zhuǎn)動D．發(fā)生轉(zhuǎn)動，但電源極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動的方向【答案】C8、如圖所示，勻強磁場存在于虛線框內(nèi)，矩形線圈豎直下落．如果線圈受到的磁場力總小于其重力，則它在1、2、3、4位置時的加速度關(guān)系為()A．a(chǎn)1＞a2＞a3＞a4B．a(chǎn)1＝a3＞a2＞a4C．a(chǎn)1＝a3＞a4＞a2D．a(chǎn)4＝a2＞a3＞a1【答案】B9、圖1和圖2是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個電路圖，L1和L2為電感線圈．實驗時，斷開開關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)S2，燈A2逐漸變亮，而另一個相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同．下列說法正確的是()A．圖1中，A1與L1的電阻值相同B．圖1中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流C．圖2中，變阻器R與L2的電阻值相同D．圖2中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等【答案】C10、下列幾種說法中正確的是（）A．線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大B．線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大C．線圈放在磁場越強的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大D．線圈中磁通量變化越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大【答案】D11、一矩形線圈abcd位于一隨時間變化的勻強磁場內(nèi)，磁場方向垂直線圈所在的平面向里(如圖甲所示)，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示．以I表示線圈中的感應(yīng)電流(圖甲中線圈上箭頭方向為電流的正方向)，則下列選項中能正確表示線圈中電流I隨時間t變化規(guī)律的是()【答案】C12、（雙選）如圖所示，某理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)均可調(diào)節(jié)，原線圈兩端電壓為一峰值不變的正弦交變電壓，副線圈接一可變電阻R。在其他條件不變的情況下，為使變壓器輸入功率增大，下列措施正確的是()A.僅增加原線圈匝數(shù)n1B.僅增加副線圈匝數(shù)n2C.僅減小電阻R的阻值D.僅增大電阻R的阻值【答案】B、C二、填空含實驗題。13、如圖所示，為一根固定的通有恒定電流，的長直導(dǎo)線，導(dǎo)線框與在同一豎直平面內(nèi)（彼此絕緣），當(dāng)導(dǎo)線框以豎直向下的速度。經(jīng)過圖示位置時，線框中感應(yīng)電流方向是?！敬鸢浮侩娏鞣较驗?4、光電門傳感器為門式結(jié)構(gòu)，如圖所示．A管發(fā)射紅外線，B管接收紅外線．A、B之間無擋光物體時，電路斷開；有物體經(jīng)過A、B之間時B管擋被光，電路接通．計算機根據(jù)擋光物體的________和________，自動算出物體的________?！敬鸢浮繉挾葥豕鈺r間速度【解析】物塊剛接觸光電門時，電路接通，計時開始；物體通過時，電路斷開，通電結(jié)束，計時結(jié)束．計算機根據(jù)擋光物體的寬度和擋光時間，自動算出物體的運動速度。三、解答題。15、如圖所示，一個半徑為r的半圓形線圈，以直徑ab為軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n，ab的左側(cè)有垂直于紙面向里(與ab垂直)的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。M和N是兩個集流環(huán)，負載電阻為R，線圈、電流表和連接導(dǎo)線的電阻不計，求： (1)感應(yīng)電動勢的最大值。(2)從圖示位置起轉(zhuǎn)過圈的時間內(nèi)，負載電阻R上產(chǎn)生的熱量。(3)從圖示位置起轉(zhuǎn)過圈的時間內(nèi)，通過負載電阻R的電荷量。(4)電流表的示數(shù)?！敬鸢浮?1)π2Bnr2(2)(3)(4)16、如圖所示，足夠長平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L＝1m，導(dǎo)軌平面與水平面夾角α＝30°，導(dǎo)軌電阻不計．磁感應(yīng)強度B＝1.0T的勻強磁場垂直導(dǎo)軌平面斜向下，金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m＝0.01kg、電阻不計．定值電阻R1＝30Ω，電阻箱電阻調(diào)到R2＝120Ω，電容C＝0.01F，重力加速度g取10m/s2.現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放．(1)在開關(guān)接到1的情況下，求金屬棒下滑的最大速度；(2)在開關(guān)接到1的情況下，當(dāng)R2調(diào)至30Ω后且金屬棒穩(wěn)定下滑時，R2消耗的電功率為多少；(3)在開關(guān)接到2的情況下，求經(jīng)過時間t＝2.0s時金屬棒的速度．【答案】(1)7.5m/s(2)0.075W(3)5m/s【解析】(1)當(dāng)金屬棒勻速下滑時速度最大，設(shè)最大速度為vm，此時棒處于平衡狀態(tài)，故有mgsinα＝F安，而F安＝BIL，I＝eq\f(BLvm,R總)，其中R總＝150Ω，聯(lián)立解得mgsinα＝eq\f(B2L2,R總)vm，解得vm＝eq\f(mgR總,B2L2)sinα＝7.5m/s.