高考交流电电磁感应习题附答案

1．如图甲所示，电阻不计且间距为L=1m 的光滑平行金属导轨竖直放置，上端连接阻值为R=1Ω的电阻，虚线OO′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场．现将质量为m=0.3kg 、电阻R ab =1Ω的金属杆ab 从OO′上方某处以一定初速释放，下落过程中与导轨保持良好接触且始终水平．在金属杆ab 下落0.3m 的过程中，其加速度a 与下落距离h的关系图象如图乙所示．已知ab 进入磁场时的速度v 0=3.0m/s ，取g=10m/s 2．则下列说法正确的是（ ）A ．进入磁场后，金属杆ab 中电流的方向由b 到aB ．匀强磁场的磁感应强度为2.0TC ．金属杆ab 下落0.3 m 的过程中，通过R 的电荷量0.24CD ．金属杆ab 下落0.3 m 的过程中，R 上产生的热量为0.45J 【答案】BC 【解析】试题分析：由右手定则可知，导体棒进入磁场后，金属杆ab 中电流的方向由a 到b ，选项A 错误； ab 进入磁场时，加速度变为向上的g ，则由牛顿第二定律0ab BLv BL mgmg RR，解得B=2T ，选项B 正确；根据210300602411(..).E BLh q I tt t CC R tRR ∆ϕ∆∆∆∆，选项C 正确；当金属杆下落0.3m时已经做匀速运动，则mgBIL ，其中mabBLv IR R ，解得v m =1.5m/s ；根据能量关系2201122m Qmv mghmv ，代入数据可得：Q=9.83J ，选项D 错误。

考点：法拉第电磁感应定律；牛顿定律及能量守恒定律。

2．如图所示，MN 、PQ 是两条在水平面内、平行放置的光滑金属导轨，导轨的右端接理想变压器的原线圈，变压器的副线圈与阻值为R 的电阻组成闭合回路，变压器的原副线圈匝数之比n 1∶n 2 =k ，导轨宽度为L 。

质量为m 的导体棒ab 垂直MN 、PQ 放在导轨上，在水平外力作用下，从t=0时刻开始往复运动，其速度随时间变化的规律是v=v m sin(2Tπt)，已知垂直轨道平面的匀强磁场的磁感应强度为B ，导轨、导体棒、导线和线圈的电阻均不计，电流表为理想交流电表，导体棒始终在磁场中运动。

则下列说法中正确的是A ．在t=4T22m k RB ．导体棒两端的最大电压为BLv mC ．电阻R 上消耗的功率为22222mB L v k RD ．从t=0至t=4T的时间内水平外力所做的功为22228m B L v k R T【答案】ABC【解析】导体棒ab 在水平外力作用下，从t=0时刻开始往复运动，其速度随时间变化的规律是v=v m sin(2Tπt)，产生的感应电动势为E=BLv=BLv m sin(2Tπt)，为正弦交变电流，导体棒两端的最大电压为BLv m ，变压器原线圈输入电压有效值为U 1=BLv m /2，由变压公式可得副线圈输出电压有效值U 2=BLv m /(2k )，输出功率为P=22222mB L v k R ，电阻R 上消耗的功率为22222m B L v k R ，变压器原线圈电流，即任意时刻电流表的示数为22mk R，选项ABC 正确；由能量守恒定律，从t=0至t=4T的时间内水平外力所做的功为W=PT/4+12m 2m v =22228m B L v k R T+12m 2m v ，选项D 错误。

3．在如右图所示的电路中，放在光滑金属导轨上的ab 导体向右移动，这可能发生在A ．闭合S 的瞬间B ．断开S 的瞬间C ．闭合S 后，减小电阻R 时D ．闭合S 后，增大电阻R 时 【答案】AC 【解析】试题分析：金属杆向右运动则说明金属杆受到向右的作用力，由左手定则可知电流的方向；由楞次定律可知左侧产生的磁通量的变化；则可知左侧电流的变化情况金属杆向右运动说明金属杆受到向右的安培力，由左手定则可知，金属杆中的电流由a 到b ；右侧线框中产生的磁通量向上；则由楞次定律可知，左侧线框中的磁场可能向下减小，也可能向上增加；左侧电流由上方进入，由安培定则可知，内部磁场方向向上；故产生以上现象只能是磁通量突然增加；故只能为A 或C ； 故选AC ．考点：楞次定律；安培定则；左手定则．点评：减小电阻R 的阻值时，电路中电阻减小，由欧姆定律可知电流将增大，则内部磁通量将增大．4．如图所示为某小型水电站的电能输送示意图，A 为升压变压器，其输入功率为P 1，输出功率为P 2，输出电压为U 2 ；B 为降压变压器，其输人功率为P 3,，输入电压为U 3。

A 、B 均为理想变压器，,输电电流为I ，输电线的总电阻为r ，则下列关系正确的是A ． U 2= U 3B ． U 2= U 3+IrC ． P 1 >P 2D ． P 2=P 3 【答案】B【解析】由于输电线有电阻，输电线上有电压降，所以U 2= U 3+Ir ，选项A 错误B 正确。

对于理想变压器，P 1 =P 2，选项C 错误；由于输电线上发热，消耗电能，所以P 2>P 3，选项D 错误。

5．如图所示为一自耦变压器，保持电阻R´和输入电压不变，以下说法正确的是（）A．滑键P向b方向移动，滑键Q不动，电流表示数减小B．滑键P不动，滑键Q上移，电流表示数不变C．滑键P向b方向移动、滑键Q不动，电压表示数减小D．滑键P不动，滑键Q上移，电压表示数增大【答案】AC【解析】左侧输入一定电压,在右侧感应到变化后的电压.起变压作用。

pa是左侧电路,输入恒定电压V1，ab是右侧电路,输出感应电压V2, V2=V1*(ab/pa)。

根据能量守恒,左侧电路和右侧电路功率相同。

pa增加,右侧输出电压减小-->右侧电路功率降低-->左侧电路功率降低-->左侧是恒压,只有电流降低。

A正确。

Q上移,右侧电路电阻减小-->右侧电路功率增加-->左侧电路功率增加-->左侧是恒压,只有电流增加。

B错。

pa增加,右侧输出电压减小。

C正确。

右侧电压只和P的位置有关,Q的位置不影响。

D错。

故本题选AC。

6．一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1，原线圈接入电压为220V的正弦交流电，各元件正常工作，一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图所示，电压表和电流表均为理想交流电表。

则下列说法正确的是A．原、副线圈中的电流之比为5∶1B．电压表的读数约为44VC．若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω，则1 分钟内产生的热量为2904 JD．若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均增大【答案】C【解析】试题分析：理想二极管的作用是正向的电流通过时电阻很小，反向的电流通过时电阻很大，认为断路，故理想二极管的作用是只允许正向的电流通过，再根据变压器的原理电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，即可求得结论。

由于原、副线圈中的电流与匝数成反比，所以电流之比为1：5，A选项错误；原、副线圈的电压与匝数成正比，所以副线圈两端电压为U2=44 V，但二极管具有单向导电性，根据有效值的定义有2222U UTTR R⨯=⨯，从而求得电压表两端电压有效值为U=222V,B选项错误；则1 min内产生的热量为2UQ tR==2904 J，C选项正确；将滑动变阻器滑片向下滑动，接入电路中的阻值变大，但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的读数不变，电流表的读数变小，所以D错误。

考点：变压器的原理理想二极管的作用7．如图所示，理想变压器，原副线圈的匝数比为n。

原线圈接正弦交流电压U，输出端A、A1、A2、A3为理想的交流电流表，R为三个完全相同的电阻，L为电感，C为电容，当输入端接通电源后，电流表A读数为I。

下列判断正确的是A ．副线圈两端的电压为nU B．通过副线圈的最大电流2IC ．电流表A 1的读数I 1大于电流表A 2的读数I 2 D ．电流表A 3的读数I 3=0 【答案】BC 【解析】考点：变压器的构造和原理．分析：（1）根据原副线圈电压之比等于电流之比即可求得R 1两段的电压；（2）电流表的读数是副线圈的电流的有效值，根据有效值与最大值的关系即可求得通过副线圈的最大电流； （3）根据线圈会产生感应电流阻碍原电流即可判断I 1和I 2的大小； （4）电容器通交流阻直流，故有电流通过电流表A 3 解：A 、根据21U U =21n n =n 得：1U U =n ，所以R 1两端的电压为：U n，故A 错误； B 、根据题意得副线圈的电流为I ，所以通过副线圈的最大电流为2I ，故B 正确；C 、线圈会产生感应电流阻碍原电流即I 1＞I 2，故C 正确；D 、电容器通交流阻直流，故有电流通过电流表A 3，即I 3≠0，故D 错误． 本题选不正确的 故选BC8．在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的高电压，所用的器材叫电压互感器。

如下所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是【答案】B 【解析】9．如图所示，LC 振荡回路中，电容器两极板间的电场方向向下，且线圈中有沿图示方向的磁场，则A ．振荡回路中电流正在增大B ．磁场能正在转化为电场能C ．线圈L 中振荡电流的方向从上向下D ．线圈L 产生的自感电动势正在阻碍电流增大 【答案】B【解析】根据图示电路知，该LC 振荡电路正在充电，电流方向自下而上，电流在减小，磁场能转化为电场能． 解决本题的关键知道在LC 振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能．10．如图甲所示，abcd 是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m ，电阻为R 。

在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN 和M′N′是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc 边平行，磁场方向与线框平面垂直。

现金属线框由距MN 的某一高度从静止开始下落，图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的速度－时间图象，图象中坐标轴上所标出的字母均为已知量。

可知A.金属框初始位置的bc 边到边界MN 的高度为v 1t 1B.金属框的边长为121()2v t t C.磁场的磁感应强度为2111()mgR B t t v ＝－ D.在进入磁场过程中金属框产生的热为mgv 1（t 2-t 1）【答案】D 【解析】试题分析：由图知在0-t 1时间内金属线框做匀加速运动，金属框初始位置的bc 边到边界MN 的高度为 112v ht ．故A 错误．由图象可知，金属框进入磁场过程中是做匀速直线运动，速度为v 1，运动时间为t 2-t 1，故金属框的边长：l=v 1（t 2-t 1）．故B 错误．在金属框进入磁场的过程中，金属框所受安培力等于重力，则得：mg=BIl ，1Blv IR，又 l=v 1（t 2-t 1），联立解得：12111()mgRBv t t v ，故C 错误；金属框在进入磁场过程中金属框产生的热为Q ，重力对其做正功，安培力对其做负功，由能量守恒定律得：Q=mgl=mgv 1（t 2-t 1），故D 正确。