電磁感應(yīng)的應(yīng)用-2025年上海高考物理復(fù)習(xí)專練（解析版）

重難點13電磁感應(yīng)的應(yīng)用

<1

點備題趨勢

年度是否出題選擇型填空題計算題實驗題

2024年VVV

2025年（預(yù)）☆☆☆☆☆VV

（2025年預(yù)測的可能性僅供參考，每顆☆代表出題的可能性為20%,以此類推）

重難詮釋

◎

【思維導(dǎo)圖】

1.自

a.電流變嶙

2.影響自感電動勢因素b.線圈的匝數(shù)、長度、面積

自感和渦流c.有芯

a.通電自感

3.自/------------

-------------〈b.斷電自感

1.LC振蕩電路4.渦流：利用和防止

2.振蕩周期的變化規(guī)律電磁振蕩

1.交流電的產(chǎn)生過程：中性面

3.電流圖像

2.流電郵j■值：e=Emsin3t

3.^{gEm=nBSa

1.麥克斯韋電磁場理論

交變電流

2.電磁波的發(fā)射

電磁場理論4.有效值

3.電磁波的傳播c=M電磁感應(yīng)的應(yīng)用

、5.圖像：磁通量、感應(yīng)電動勢、電流

4.電頻譜

6.發(fā)電機/---------------

----------〈b.1個期方向順班

1.光敏電阻：光強增大，四小

2.熱敏電阻傳感器

1.J1B：5?

3.霍爾元件

a.電壓色.

A〃、

2.理想變壓器b.電流-/=—

變壓器

c.mB］率P1=P2+P3

3.輸出功率決定輸入功率（用多少給多少）

a.功率線損P=Fr

4.遠距離輸電

b.電壓穌

【高分技巧】

一、自感和渦流

1.自感現(xiàn)象：由于通過線圈自身的電流發(fā)生變化時，線圈本身產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，阻礙電流變化的現(xiàn)象。

當原來電流增大時，自感電動勢與原來電流方向相反；

當原來電流減小時，自感電動勢與原來電流方向相同。

2.影響自感電動勢的因素：電流變化率，線圈匝數(shù)、面積和長度，有無鐵芯。

3.通電自感和斷電自感的比較

通電自感斷電自感

門

電路圖

1——IHRT-_I

條件Ai、A2同規(guī)格，R=RL,L較大L很大(有鐵芯)

在S閉合瞬間，A?立即亮起來，Ai燈

現(xiàn)象在開關(guān)S斷開時，A燈漸漸熄滅

逐漸變亮，最終一樣亮

S斷開后，通過L的電流反向通過燈A,A燈

由于開關(guān)閉合時，流過電感線圈的電流迅

不會立即熄滅。

速增大，使線圈產(chǎn)生自感電動勢，阻礙了

原因若RL<RA，IL>IA，則A燈熄前要閃亮一下；

電流的增大，使流過Ai燈的電流比流過

若RLNRA，IL<U，則A燈逐漸熄滅，不再閃亮

A2燈的電流增加得慢

一下。

能量轉(zhuǎn)化電能轉(zhuǎn)化為磁場能磁場能轉(zhuǎn)化為電能

4.渦流

(1)當導(dǎo)體中的電流隨時間變化時，導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生旋渦狀電流，簡稱渦流。

(2)利用：①真空冶煉爐②電磁阻尼③電磁驅(qū)動

(3)防止:

①變壓器的鐵芯用平行于磁場的絕緣硅鋼薄片

②電流反向的平行繞線

二、交變電流

1.正弦交流電的產(chǎn)生過程

下圖是交流發(fā)電機的示意圖，主要由永磁體、線圈、金屬環(huán)、電刷組成。

o

甲乙

A(B)D(C)

D(C)A(B)

2.正弦交流電的圖象

(1)基本規(guī)律

律

函數(shù)圖象

e

Em

電動勢e=EmSincotoT\.

-Em

u

.,REm.

電壓u—UTTmSincot—,sincot

R-\~ro

也［一…kA'

i

EmIm

電流i—/msincot一門1sincotOL

一，m

(2)兩個特殊位置點

①線圈平面與中性面重合時，S±B,。最大，后=0,e=0,1=0,電流方向?qū)l(fā)生改變.

②線圈平面與中性面垂直時，S//B,0=0,后最大，e最大，i最大，電流方向不改變.

3.正弦交流電的描述

⑴周期和頻率：片舞f4

(2)正弦交流電的瞬時值、峰值、有效值:

物理量物理含義相互關(guān)系

瞬時值交變電流某一時刻的值c.-cotz-/msincot

峰值最大的瞬時值Em一nBScoI一p|

mR-rr

跟交變電流的熱效應(yīng)等效T-,EmUmIm

有效值TTT

的恒定電流的值ERU一市飛

※在電路計算中可按最大值或有效值代入歐姆定律計算，得到相應(yīng)的最大值或有效值。

三、變壓器

1.變壓器原理：原副線圈之間的互感現(xiàn)象。示意圖如下，:

2.理想變壓器

(2)電流關(guān)系：/1nl=12rLi+Z3n3+

(3)功率關(guān)系：由于能量守恒，P^P出，即：ipi=I2U2+I3U3+

(4)變壓器的電壓和電流關(guān)系既是有效值也是最大值之間的關(guān)系。

(5)變壓器不改變交變電流的頻率，即原副線圈中交變電流的頻率不變。

3.理想變壓器各物理量變化的決定因素

當理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)不變時，如果變壓器的負載發(fā)生變化，可依據(jù)下列原則:

(1)輸入電壓4決定輸出電壓

⑵輸出電流“決定輸入電流人

4.變壓器的兩類動態(tài)電路分析

(、

(1)原、副線圈匝數(shù)比五不變，分析原副線圈的電壓、電流、電功率隨負載電阻而變化的情況,

進行動態(tài)分析的順序是：5->Sf￡T月->4

(2)負載不變，上述物理量隨原線圈、副線圈匝數(shù)比的變化而變化的情況：

一般情況下，認為原線圈輸入電壓U1和匝數(shù)ni不變，

當副線圈匝數(shù)也增大時，副線圈兩端電壓U2增大，流過副線圈的電流12增大，

變壓器輸出功率P2增大，則理想變壓器的輸入功率P1增大，流過原線圈的電流L增大。

5.變壓器原理的應(yīng)用：遠距離高壓輸電

輸電示意圖和原理圖如下：

(1)功率關(guān)系：P1=P2,P3=P4,P2=Pia+P3

(2)電壓關(guān)系：U3=U2-U線

(3)由于P線=b2r線降低損耗的方法

①減小輸電線電阻r

②減小輸電電流I,所以常常采用高壓輸電。

四、LC振蕩電路

由線圈乙和電容器C組成的電路，就是最簡單的振蕩電路，稱為LC振蕩電路。

①一》放電一②一》充電一＞③一》放電一④一■充電一⑤

乙電流的周期性變化(以圖甲中順時針方向電流為正)

①②④⑤

丙電容器極板上電荷量的周期性變化（q為圖甲中上面極板的電荷量）

TT3T

0T

時亥Ur42T

電荷量q最多0最多0最多

電壓U最大0最大0最大

電場能E電最大0最大0最大

電場強度E最大0最大0最大

電流i0最大0最大0

磁場能E磁0最大0最大0

磁感應(yīng)強度B0最大0最大0

五、霍爾元件

霍爾元件的工作原理如下，MN間距為d,沿電流方向橫截面積為S：

由于洛倫茲力的作用，在N側(cè)積累正電荷，在M側(cè)積累負電荷，MN間會出現(xiàn)電勢差U。

限時提升練

（建議練習(xí)時間：60分鐘）

一、單選題

1.（22-23高二?上海?隨堂練習(xí)）如圖所示，A、B是兩個完全相同的燈泡，D是理想二極管，力是帶鐵芯

的線圈，其電阻忽略不計。下列說法正確的是（）

A.S閉合瞬間，A先亮

B.S閉合瞬間，A、B同時亮

C.S斷開瞬間，A閃亮一下，然后逐漸熄滅

D.S斷開瞬間，B逐漸熄滅

【答案】C

【詳解】AB.剛通電時，自感線圈相當于斷路，二極管中為反向電流，則電流既不通過A燈，也不通

過B燈。電路穩(wěn)定時，依題意，自感線圈相當于導(dǎo)線，則電流流過B燈，B燈發(fā)光，則S閉合瞬間，A、

B兩燈均不亮，然后A燈仍不亮，B燈逐漸變亮，故AB錯誤；

CD.開關(guān)斷開瞬間，自感線圈相當于電源，自感線圈與二極管、A燈形成回路，二極管中為正向電流,

則A燈閃亮一下，然后逐漸熄滅，開關(guān)斷開后，B燈不處在回路中，B燈立即熄滅，故C正確，D錯誤。

故選C。

2.為了有效隔離外界振動對STM的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板，并施加磁

場來快速衰減其微小振動，如圖所示。無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動后,

對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是（）

STM掃描頭

\

可加磁場區(qū)

Xi.

紫銅薄板'

【答案】A

【詳解】該裝置的原理是利用電磁阻尼。薄板出現(xiàn)擾動時，穿過薄板表面的磁通量如果發(fā)生變化，就會

產(chǎn)生感應(yīng)電流，薄板就會受到安培力作用，安培力總是阻礙導(dǎo)體相對磁場的運動，從而使薄板盡快停下

來。

A.薄板上、下、左、右運動時，磁通量都會發(fā)生變化，所以都會產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以都會受到安培力

作用而很快停下來，故A正確；

B.薄板只有向左運動時，磁通量才會發(fā)生變化，才會產(chǎn)生感應(yīng)電流，進而受到安培力作用而很快停下

來，而向上、向下和向右運動時，則不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B錯誤；

C.板只有向左運動較大距離時，磁通量才會發(fā)生變化，才會產(chǎn)生感應(yīng)電流，進而受到安培力作用而很

快停下來，而向上向下和向右運動時，則不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故c錯誤；

D.薄板只有向左、向右運動時，磁通量才會發(fā)生變化，才會產(chǎn)生感應(yīng)電流，進而受到安培力作用而很

快停下來，而向上、向下運動時，則不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D錯誤。

故選A。

3.(23-24高二下.上海嘉定?期末)如圖所示的實驗電路中，二是自感線圈，R為定值電阻，電源內(nèi)阻不可忽

略。U0時閉合開關(guān)S,一段時間后斷開開關(guān)，則電流傳感器所記錄的電流，隨時間/變化的圖像可能為

()

【答案】D

【詳解】閉合S瞬間，線圈中產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流增加，則線圈相當于斷路，此時通過電流傳感器

的電流最大；隨線圈阻礙作用的減小，通過線圈的電流逐漸變大，通過電流傳感器的電流逐漸減小，電

路穩(wěn)定后，外電路電阻不變，外電壓不變，通過電流傳感器的電流不變；斷開開關(guān)S瞬間，由于自感現(xiàn)

象，電感線圈阻礙電流減小，通過線圈L的電流此時從左向右流過電流傳感器，與原來方向相反，且逐

漸減小。

故選D。

4.（23-24高二下.上海?期末）圖甲是使用220V正弦交變電源的手機無線充電裝置，其工作原現(xiàn)如乙所示。

其中S為探測開關(guān)，如果手機支持無線快充，則S與1接通，此時送電線和受電線圈的數(shù)比M：N2=3:1,

手機兩端的電壓為9V,充電功率為27W；送電線所接的電阻為R=40。，若把裝置線圈視為理想變壓器,

下列說法正確的是（）

甲乙

A.快速充電時，油間輸入功率為220W

B.快速充電時，受電線圈兩端電壓約為73.3V

C.快速充電時，油端與手機兩端端電壓比為3:1

D.快速充電時，送電線圈和受電線圈電流比為3:1

【答案】A

【詳解】C.M端與手機兩端電壓比為。小。手機=220:9故C錯誤；

D.快速充電時，送電線圈和受電線圈電流比為牛="；故D錯誤;

27

B.S與1接通，此時次級電流為I2=—A=3A

則初級電流為II=^12=1A

此時初級電壓為L/1=220V-40xlV=180V

次級電壓為鞏=去U1=60V故B錯誤；

A.ab間輸入功率為尸=U0d=220xlW=220W故A正確。

故選Ao

5.甲圖表示zr振蕩電路，乙圖iT圖像為其電流隨時間變化的圖像。在y0時刻，回路中電容器的M板

帶正電。在某段時間里，回路的磁場能在減小，而M板仍帶正電，則這段時間對應(yīng)圖像中（）

A.Oa段B.ab段C.be段D.cd段

【答案】D

【詳解】在f=0時，電容器開始放電，且M極板帶正電，結(jié)合i-f圖像可知，電流以逆時針方向為正方

向。某段時間里，回路的磁場能在減小，是磁場能向電場能的轉(zhuǎn)化過程，磁場能減小，電場能增大，說

明回路中的電流在減小，電容器在充電，充電完畢時電流減小為0,而此時M板帶正電，則電流方向為

順時針方向。因此這段時間內(nèi)電流為負且正在減小，符合條件的只有圖像中的cd段；

故選D。

二、多選題

6.（22-23高二?上海?隨堂練習(xí)）水力發(fā)電站和火力發(fā)電站都采用旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機，但是發(fā)電機的結(jié)構(gòu)一

般不同。水力發(fā)電站常采用圖甲所示原理的發(fā)電機，A、B、C、D均為線圈；火力發(fā)電站常采用圖乙所

示原理的發(fā)電機，A、B、C、D均為沿軸方向的導(dǎo)線。當圖中固定有磁鐵的轉(zhuǎn)子順時針勻速旋轉(zhuǎn)到圖示

位置時，某同學(xué)在兩圖中標示了電流方向，下列說法正確的是（）

圖甲圖乙

A.圖甲中A、C線圈電流標示方向正確

B.圖甲中B、D線圈電流標示方向正確

C.圖乙中A、B導(dǎo)線電流標示方向正確

D.圖乙中C、D導(dǎo)線電流標示方向正確

【答案】AC

【詳解】AB.題圖甲中，A、B、C、D線圈中磁場均減弱，根據(jù)磁場減弱方向，結(jié)合楞次定律和安培

定則，可知A、C線圈電流標示方向正確，B、D線圈電流標示方向錯誤，故A正確，B錯誤；

CD.題圖乙中，磁鐵運動，導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生電流，由右手定則可知，A、B導(dǎo)線電流標示方向正確,

C、D導(dǎo)線電流標示方向錯誤，故C正確，D錯誤。

故選ACo

7.圖甲是交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極之間的磁場可視為勻強磁場，金屬線圈ABCD繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動。

A為電流傳感器（與計算機相連），R為定值電阻，線圈電阻為廠，其余電阻不計。圖乙為計算機上顯示

的電流數(shù)據(jù)隨時間變化的圖像，下列說法中正確的是（）

A.金屬線圈恰好處于圖甲所示的位置時感應(yīng)電動勢為0,對應(yīng)圖乙中?；蚱邥r刻

B.金屬線圈恰好處于圖甲所示的位置時感應(yīng)電動勢最大，對應(yīng)圖乙中芍或。時刻

C.g時刻穿過線圈的磁通量的絕對值最小，磁通量變化率最大

D.芍、。時刻穿過線圈的磁通量的絕對值最小，磁通量變化率最大

【答案】AD

【詳解】AB.金屬線圈恰好處于圖甲所示的位置，該位置為中性面，磁通量最大感應(yīng)電動勢為0,此時

瞬時電流為0,對應(yīng)圖乙中匕時刻或與時刻，故A正確，B錯誤；

C.右、與時刻電流為0,感應(yīng)電動勢為0,此時線圈平面處于中性面，穿過線圈的磁通量的絕對值最大,

磁通量變化率最小，故C項錯誤；

D.與、〃時刻電流最大，感應(yīng)電動勢最大，此時線圈平面與磁感線平行，穿過線圈的磁通量為0,即穿

過線圈的磁通量的絕對值最小，磁通量變化率最大，故D項正確。

故選AD。

8.（22-23高二?上海?隨堂練習(xí)）如圖甲所示，在勻強磁場中，一巨型金屬線圈兩次不同的轉(zhuǎn)速繞與磁感線

垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的eT圖像分別如圖乙中曲線a、b所示，則（）

乙

A.兩次r=0時刻穿過線圈的磁通量均為零

B.曲線a表示的交變電動勢的最大值為30V

C.曲線6表示的交變電動勢有效值為15V

D.曲線a、6對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為3:2

【答案】BD

【詳解】A.兩次仁0時刻線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢均為零，可知此時穿過線圈的磁通量均最大，故A錯

誤；

B.曲線a表示的交變電動勢的最大值為30V,故B正確；

D.轉(zhuǎn)速〃在單位為r/s時，本質(zhì)上就指頻率，即有n=f=:

fT.0.03s3

故兩者的轉(zhuǎn)速之比為T==故D正確；

fbT?0.02s2

C.線圈在磁場中，感應(yīng)電動勢的瞬時值為e=NBScosina）t=2^NBSfsinIKft

則電動勢的最大值5m

則有

4maxJb,

2

曲線a表示的交變電動勢最大值是30V,解得E「、=20V

則曲線b表示的交變電動勢有效值為Eb/=1。出V故C錯誤。

故選BDo

三、實驗題

9.（23-24高二下?上海嘉定?期末）在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中:

（1）除導(dǎo)線和可拆變壓器外，下列器材中還需要用到的是（

A.干電池組B.滑動變阻器C.學(xué)生電源D.直流電壓表E.多用電表F.條形磁鐵

(2)某同學(xué)多次改變原、副線圈的匝數(shù)，測量并記錄多組輸入、輸出電壓值，數(shù)據(jù)如下：為得出規(guī)律還需

要根據(jù)所得數(shù)據(jù)計算，在誤差允許范圍內(nèi)，表中數(shù)據(jù)基本符合的規(guī)律。

原線圈匝數(shù)加(匝)副線圈匝數(shù)“2(匝)輸入電壓U1(V)輸出電壓U2(V)

1002004.328.27

1008004.3233.9

4008004.338.26

40016004.3316.52

(3)如圖所示，可拆變壓器鐵芯由U形部分P和橫檔部分Q組合而成，為減少鐵芯中的渦流損耗，橫檔

部分Q中絕緣硅鋼片的堆疊方式應(yīng)為()

?U

【答案】(l)CE(2)」和77k變壓器原副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比(3)B

n2U2

【詳解】(1)在探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中，使用的是低壓交流電源，所以不需

要干電池，磁場是利用了電流的磁效應(yīng)，所以也不需要條形磁鐵，測量線圈兩端的電壓需要使用多用電

表的交流電壓擋，不需要直流電壓表和直流電流表。本實驗不需要滑動變阻器控制電流，故不需要滑動

變阻器。

故選CEo

?u

(2)[1]為得出規(guī)律還需要根據(jù)所得數(shù)據(jù)計算:、和毛。

n_100_j_U4.32八s

第一組數(shù)據(jù)，線圈的匝數(shù)比}電壓之比—}1二----比0.52

n22002U28.27

ni_100_￡U\4.32

第二組數(shù)據(jù)，線圈的匝數(shù)比電壓之比—L=------?0.13

n28008U233.9

4_40。_j_U,4.33八6

第三組數(shù)據(jù)，線圈的匝數(shù)比電壓之比—^二----Q0.52

%8002U28.26

r\_4001U、4.33八”

第四組數(shù)據(jù)，線圈的匝數(shù)比電壓之比

~4

n21600U216.52

[2]在誤差允許范圍內(nèi)，表中數(shù)據(jù)基本符合變壓器原副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比的規(guī)律。

（3）根據(jù)題意可知，由于變壓器工作時會在鐵芯Q中存在變化的磁通量，為了減小能量傳遞過程中的

損失，應(yīng)盡可能使鐵芯Q中不產(chǎn)生較大的渦流，應(yīng)通過相互絕緣的硅鋼片使平行于efgh的各平面和平

行于abfe的各平面都不能形成閉合回路，所以作為橫擋的鐵芯Q的硅鋼片應(yīng)按照平行于。劭e平面的形

式設(shè)計。

故選Bo

四、綜合題

（24-25高三上?上海?期中）電磁感應(yīng)現(xiàn)象與應(yīng)用

1831年法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，麥克斯韋建立了電磁場理論。

10.如圖利用了電磁感應(yīng)定律，該定律由（選填：A.法拉第B.奧斯特）提出；當圓盤向同一方

向時快時慢地轉(zhuǎn)動時，通過電阻器的電流方向會不會改變（選填：A.不會B.會）。

11.如圖所示，一理想變壓器原線圈的匝數(shù)4=110。匝，副線圈的匝數(shù)%=220匝，交流電源的電壓

"=220>/^sin（100R）V,R為負載電阻，電壓表、電流表均為理想電表，則下列說法中正確的是（）

A.交流電的頻率為100HzB.變壓器的輸入功率大于輸出功率

C.電流表Ai的示數(shù)大于電流表A2的示數(shù)D.電壓表的示數(shù)為44V

12.某儲能裝置是一個電容為60^F擊穿電壓為5000V的電容器?，F(xiàn)用直流為5000V高壓對電容器進行充電,

電容器充電后儲存的電量為C；若改用有效值為5100V的交流電給其充電，會不會損壞電

容器（選填：A.不會B.會）。

13.如圖發(fā)電機模型，一邊長為L的單匝正方形線圈，在磁感應(yīng)強度為3的勻強磁場中以角速度。繞O。'軸

勻速轉(zhuǎn)動。通過理想變壓器與負載電阻為R相連，不計其它電阻，變壓器左右線圈匝數(shù)之比為上，則:

(1)當線圈平面與磁場(選涂：A.垂直B.平行)時，磁通量最大，線圈中的電動勢為0；

轉(zhuǎn)動過程中，電動勢最大值為;

(2)當線圈平面與磁場垂直時，開始計時，線圈中的電動勢e隨時間變化的關(guān)系式為；

(3)(計算)線圈轉(zhuǎn)動過程中電阻R的功率。

【答案】10.法拉第不會11.D12.0.3會13.垂直BI3(Oe=Bl}cosm(ot,

BN。?

2Rk2

【解析】10.口］［2］如圖利用了電磁感應(yīng)定律，該定律由法拉第提出；當圓盤向同一方向時快時慢地轉(zhuǎn)

動時，根據(jù)右手定則可知通過電阻器的電流方向不會改變。

27r27r1

11.A.交流電的周期T=—--s=0.02s頻率/=-=50Hz故A錯誤；

co100%T

B.理想變壓器的輸出功率等于輸入功率，故B錯誤；

C.原副線圈的電流比等于匝數(shù)之反比，因為如>"2,所以刀</2,即電流表A1示數(shù)小于電流表A2示

數(shù)，故C錯誤；

D.原線圈的電壓a=4=220V因為--=~貝US=44V故D正確。

故選D。

12.口］電容器充電后儲存的電量為Q=CU=60x10^x5000C=0.3C

⑵若改用有效值為5100V的交流電給其充電，超過電容器的擊穿電壓，故會損壞電容器。

13.(1)口］⑵當線圈平面與磁場垂直時，磁通量最大，線圈中的電動勢為0；轉(zhuǎn)動過程中，當線圈平

面與磁場平行時，線圈中的電動勢最大，電動勢的最大值為Em=BSa>=BI?a>

(2)［3］當線圈平面與磁場垂直時，開始計時，線圈中的電動勢e隨時間變化的關(guān)系式為

2

e=Emsincot=BL?sina>t

（3）線圈轉(zhuǎn)動過程中變壓器原線圈電壓有效值5年=平

副線圈電壓有效值力=+喂

電阻R的功率月=生=

R2Rk2

五、解答題

（23-24高二下?上海?期中）交流發(fā)電機

有一種能產(chǎn)生交流電的發(fā)電機，工作原理源自法拉第電磁感應(yīng)定律，其基本部分由產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的

線圈和產(chǎn)生磁場的磁極組成。一交流發(fā)電機的模型如圖所示，〃=100匝的矩形閉合導(dǎo)線框湖必處于磁

感應(yīng)強度B=0.1T的水平勻強磁場中，線框面積S=0.4m2,線框繞垂直于磁場的軸。。以角速度o=50rad/s

14.U0時穿過線框平面的磁通量為（）

A.0B.0.04WbC.4Wb

15.仁0時穿過線框平面的磁通量變化率為（）

A.0B.200Wb/sC.2Wb/s

16.該發(fā)電機產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時間f變化的表達式e=（V）

17.如果交流發(fā)電機右邊與一調(diào)壓變壓器相連，線圈繞在一個圓環(huán)形的鐵芯上，移動滑動觸頭P,就可

調(diào)節(jié)輸出電壓，輸出端接有一燈泡，燈泡正常發(fā)光?，F(xiàn)將P沿順時針方向移動，則燈泡的亮度將（）

A.逐漸增強B.逐漸減弱C.保持不變

18.若發(fā)電機輸出的交流電經(jīng)理想變壓器升壓后向遠處輸送，最后經(jīng)理想變壓器降壓后輸送給用戶。則下

列說法正確的是（）

A.若減少升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比，輸電線上損失的功率將減小

B.用戶獲得的交流電頻率與發(fā)電機輸出的交流電頻率相同

C.若增加用戶用電負載的數(shù)量，輸電線上損失的功率將增加

D.根據(jù)歐姆定律輸電電壓增加，則輸電電流增加

19.如圖所示，理想變壓器的原線圈接高電壓，降壓后通過一段電阻不可忽略的線路接用電器。S原來閉合,

且R尸現(xiàn)將S斷開，那么交流電壓表的示數(shù)U,交流電流表的示數(shù)/和用電器K上的功率P/將分

別是()

A.U增大,/增大，B增大

C.。減小，/減小，B減小D.。增大，/減小，H增大

【答案】14.A15.C16.e=200cos50r17.B18.ABC19.D

【解析】14.Z=0時穿過線框平面的磁通量為①°=BSsinO=O.4xO.lxOWb=O

故選Ao

15.穿過線框平面的磁通量的表達式為?=BSsinmt=0.04sin50?(Wb)

穿過線框平面的磁通量變化率表達式為①'=2cos50f(Wb/s)

t=0時穿過線框平面的磁通量變化率為＜D^=2cosOWb/s=2Wb/s

故選C。

16.該發(fā)電機產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時間f變化的表達式=NBSaicoscot=200cos50?(V)

17.現(xiàn)將P沿順時針方向移動，變壓器原線圈匝數(shù)不變，副線圈的匝數(shù)減少，根據(jù)理想變壓器原副線

圈電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系=-副線圈兩端的電壓減小，燈泡的亮度將逐漸減弱。

故選B。

18.A.若減少升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比，根據(jù)^=~

U2n2

輸電電壓4增加，根據(jù)P入=1,5=1用可知輸電電流減小，損失功率減小，故A正確；

B.變壓器不改變交流電的頻率，則用戶獲得的交流電頻率與發(fā)電機輸出的交流電頻率相同，故B正確;

C.若增加用戶用電負載的數(shù)量，總電阻減小，總電流增大，根據(jù)AP=I2R

輸電線損失功率增大，故C正確；

D.根據(jù)P入可知輸電電壓增加，輸電電流減小，故D錯誤。

故選ABCo

19.理想變壓器不計原，副線圈的直流電阻，原、副線圈兩端的電壓保持不變，S斷開后，次級回路的

總電阻增大，故次級回路中電流減小，根據(jù)理想變壓器原副線圈電流與線圈匝數(shù)的關(guān)系，可知初級回

路中電流減小，即交流電流表的示數(shù)/減?。惠旊娋€等效電阻R上的電壓減小，則用電器兩端電壓增大,

U2

交流電壓表的示數(shù)U增大，根據(jù)f；=—故用電器用上的功率<增大。

故選D。

（23-24高三下?上海?階段練習(xí)）線圈

線圈在電磁領(lǐng)域功能多樣。由金屬導(dǎo)線繞制而成的線圈有電阻；通電線圈周圍存在磁場；線圈中還能

產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，又被稱為電感器。

20.如圖，電阻箱中的線圈采用雙線繞法制作，能避免回路中產(chǎn)生自感電動勢，其原因是。

21.若家庭電路的交流電壓如圖所示。某小區(qū)的降壓變壓器視為理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)比為10：1,

23.圖（6）中的LC振蕩電路可用于發(fā)射電磁波，電流i隨時間f的變化關(guān)系如圖（c）所示，取圖（6）中

所示電流方向為正。

（1）每秒內(nèi)電流i的方向改變次。

（2）某時刻電路中有正方向電流，且電容器上極板帶正電，則該時刻所在的時間段是o

A.0~0.5X10-3SB.O.5xlO^s~l.OxlO-3s

C.1.0X10^3S~1.5X10-3SD.1.5X10^3S~2.0X10^S

【答案】20.見解析21.22005022.銅損鐵損23.1000B

【解析】20.[1]由題意可知，由于兩個線圈的繞向相同，但電流方向相反，由安培定則可知，電流產(chǎn)

生的磁場方向相反；由于兩導(dǎo)線電流相等，各自產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小相等，而磁場方向相反，相互

抵消，所以螺線管內(nèi)沒有磁場，采用雙線繞法可以使磁場相互抵消，避免回路中產(chǎn)生自感電動勢。

21.[1]由圖知，家庭電路的交流電壓有效值