电磁感应 交变电流(一)

模块综合试卷(一)

(时间：90分钟 满分：100分)

一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共计48分.1～8题为单选题，9～12题为多选题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)

1．在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用．下列叙述不符合史实的是( )

A ．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应解释了电和磁之间存在联系

B ．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说

C ．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流

D ．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化

答案 C

解析 奥斯特通过著名的奥斯特实验，证明了电流周围存在磁场，安培提出分子电流假说，揭示了磁现象的电本质．楞次通过实验总结出感应电流的方向所遵循的规律——楞次定律．

2．一定值电阻接到电压为u 0的方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q

正．该电阻上电压的峰值为2u 0，周期为

T ，如图1所示．则Q 方∶Q 正等于( )

图1

A ．1∶ 2 B.2∶1 C ．1∶2

D ．2∶1

答案 C

解析 根据题图图像可知，方波交流电的有效值U 方＝u 0，正弦交流电的有效值U 正＝2u 02

＝ 2u 0，一个周期内产生的热量分别为Q 方＝u 0 2R T ，Q 正＝2u 0 2R T ，所以Q 方∶Q 正＝1∶2，C 正确．

3．如图2所示，A 为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A 的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属环B ，使B 的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木圆盘A 的轴线

OO′重合，现使胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则()

图2

A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大

B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小

C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小

D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大

答案 B

解析胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大，根据右手螺旋定则知，通过金属环B的磁场方向向下，且磁通量增大，根据楞次定律知，感应电流引起的效果阻碍原磁通量的增大，则金属环B的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以丝线受到的拉力减小，故选项B正确，A、C、D错误．4．如图3所示，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动．现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速．在圆盘减速过程中，以下说法不正确的是()

图3

A．处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高

B．所加磁场越强越易使圆盘停止转动

C．若所加磁场反向，圆盘将加速转动

D．若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动

答案 C

解析由右手定则可知，处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高，选项A正确；根据E ＝BL v可知所加磁场越强，则感应电动势越大，感应电流越大，产生的阻碍圆盘转动的安培力越大，则圆盘越容易停止转动，选项B正确；若所加磁场反向，根据楞次定律可知安培力

阻碍圆盘的转动，故圆盘仍将减速转动，选项C错误；若所加磁场穿过整个圆盘，则圆盘中无感应电流，不产生安培力，故圆盘将匀速转动，选项D正确．

5．(2019·北京101中学高二期末)如图4甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为55∶6，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈通过电流表与负载电阻R相连．若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法中正确的是()

图4

A．变压器输入电压的最大值是220 V

B．若电流表的示数为0.5 A，变压器的输入功率是12 W

C．原线圈输入的正弦交变电流的频率是100 Hz

D．电压表的示数是24 2 V

答案 B

解析由题图乙可知交流电压最大值U m＝220 2 V，故A错误；输入电压的有效值为220 V，

根据变压器电压与匝数成正比知电压表示数为U＝6

55×220 V＝24 V，即电压表的示数是

24 V，若电流表的示数为0.5 A，变压器的输入功率是P入＝P出＝UI＝24×0.5 W＝12 W，故

B正确，D错误；变压器不改变频率，由题图乙可知交流电的周期T＝0.02 s，根据f＝1

T

可知原线圈输入的正弦交变电流的频率是50 Hz，故C错误．

6．(2018·溧水高级中学高二上期中)如图5所示，直角三角形导线框abc以速度v匀速进入匀强磁场区域，从图示位置开始计时，则此过程中导线框内感应电流随时间变化的规律为下列四个图像中的哪一个()

图5

答案 A

解析 在线框进入磁场的过程中磁通量增加，根据楞次定律判断电流方向始终为abca ，进入磁场过程中切割的有效长度先变大后变小，所以线框内感应电流先变大后变小，A 正确．

7. (2018·阳泉市第十一中学高二下月考)如图6所示为远距离输电示意图，图中两变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，降压变压器原、副线圈的匝数分别为n 3、n 4，输电线的总电阻为r .将原线圈接到u ＝U m sin ωt 的交流电源上，若输送的电功率为P ，不考虑其他因素的影响，则( )

图6

A ．输电线上通过的电流为2P U m

B ．输电线上损失的电压为n 2U m 2n 1

C ．输电线上损失的电功率为2(n 1n 2)2(P U m

)2r D ．仅增大输送的电功率即可提升输电的效率

答案 C

解析 由u ＝U m sin ωt 可知输入的交流电的有效值U 1＝U m 2

，升压变压器副线圈中的电压U 2＝n 2n 1U 1，故输电线上通过的电流为I ＝P U 2＝2n 1P n 2U m

，A 错误；输电线上损失的电压为ΔU ＝Ir ＝2n 1rP n 2U m ，B 错误；输电线上损失的电功率为ΔP ＝I 2r ＝2(n 1n 2)2(P U m

)2r ，C 正确；输电的效率为η＝P －ΔP P ＝1－2(n 1n 2)2·r U m

2P ，则仅增大输送的电功率，将会降低输电的效率，故D 错误． 8.如图7所示，在匀强磁场中圆形线圈匀速转动的周期为T ，匝数为10匝，转轴O 1O 2垂直于磁场方向，线圈总电阻为2 Ω，从线圈平面与磁场方向垂直时开始计时，线圈转过30°时的瞬时电流为1 A ，下列说法正确的是( )