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a

B ．匀强磁场的磁感应强度为2.0T

C ．金属杆ab 下落0.3 m 的过程中，通过R 的电荷量0.24C

D ．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0

ab BLv B

L mg

mg R

R

，解得B=2T ，选项B 正确；

根据210300602411

(..)

.E BLh q I t

t t C

C R tR

R ∆ϕ∆∆∆∆，选项C 正确；当金属杆下落0.3m

时已经做匀速运动，则

mg

BIL ，其中m

ab

BLv I

R R ，解得v m =1.5m/s ；根据能量关系

22

0112

2

m Q

mv mgh

mv ，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(

2T

π

t)，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=

4T

22m k R

B ．导体棒两端的最大电压为BLv m

C ．电阻R 上消耗的功率为222

22m

B L v k R

D ．从t=0至t=4

T

的时间内水平外力所做的功为222

28m 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(

2T

π

t)，产生的感应电动势为E=BLv=BLv m sin(

2T

π

t)，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=222

22m

B L v k R ，电

阻R 上消耗的功率为222

22m 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2

2m

k R

，选项ABC 正确；由能量守恒定律，从t=0至t=4

T

的时间内水平外力所做的功为W=PT/4+12m 2m v =222

2

8m 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 3

B ． U 2= U 3+Ir

C ． P 1 >P 2

D ． 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。