如图：边长为20厘米正方形线圈绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，转速为n=120r/min，磁感应强度为B=0.2T．（1）求转动中最大感应电动势及其位置；（2）若以图示位置为计时起点，写出电动势的瞬时表达式．【考点】；．【专题】交流电专题．【分析】（1）线圈平面与磁场平行时产生的感应电动势最大，由公式Em=NBSω求解．（2）根据e=Emcosωt可写出电动势的瞬时值表达式【解答】解：（1）n=120r/min=2r/s；当线圈平面与磁场平行时ab边和cd边垂直切割磁感线，产生的感应电动势最大，最大电动势为：&& Em=NBSω=NBl2×2πn=20×0.2×0.22×2π×2V=0.64πV≈2V（2）线圈从电动势为0的位置开始转动，故表达式为：e=Emcosωt=2cos（2π×2t）=2cos（4πt）答：（1）转动中最大感应电动势为2V；线圈平面与磁场平行；（2）电动势的瞬时表达式为2cos（4πt）．【点评】本题关键要掌握正弦交变电流的规律，要注意电动势瞬时值表达式与计时起点有关，图示位置开始计时时，电动势的瞬时值表达式为 e=Emcosωt，不是e=Emsinωt．声明：本试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布。答题：　难度：0.80真题：0组卷：4
解析质量好中差2012 年全国各地关于物理选修 3-2(电磁感应)试题精编一、选择题1．湖南省长沙市一中·雅礼中学 2012 届高三三月联考如图所示，两条平行虚线 之间存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，虚线间的距离为 L．金属圆环的直 径也是 L．自圆环从左边界进入磁场开始计时，以垂直于磁场边界的恒定速度 v 穿过磁场区域。规定逆时针方向为感应电流 i 的正方向，则圆
环中感应电流 i 随 其移动距离 x 的 i～x 图象最接近iv B 2L O L L x O L 2L x O L 2L x O L 2L x( Ai)i iABC 1D2 2．江苏省黄桥中学 2012 届高三物理校本练习如图，一个半径为 L 的半圆形硬导体 AB 以速度 v，在水平 U 型框架上匀 ． 速滑动，匀强磁场的磁感应强度为 B，回路电阻为 R0 半圆形 硬导体 AB 的电阻为 r， 其余电阻不计,则半圆形导体 AB 切割 磁感线产生感应电动势的大小及 AB 之间的电势差分别为( C BLvR0 所 A. BLv; B. 2 BLv; BLv R0 ? r 示 2 BLvR0 C. 2 BLv; D. BLv;2 BLv R0 ? r ，两 图 如A R0 R0 B)3．广东省汕尾市 2012 届高三上学期期末调研考试一矩形线圈位于一随时间 t 变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，如图 1 所示，条 磁感应强度 B 随 t 的变化规律如图 2 所示。以 I 表示线圈中的感应电流，以图 1中线圈上箭头所示方向的电流为正，则以下的 I—t 图中正确的是 平行 虚 线 之 间 存 在(A)4．河南省南召二高 2012 届高三上学期期末模拟如图所示，a、b 是用 同种规格的铜丝做成的两个同心圆环，两环半径之比为 2∶3，其中仅在a 环所围区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场．当该匀强磁场的磁感应强度均匀增大时，a、b 两环内的感应电动势大小和感应电流大小之比 分别为 （ A. 1∶1，3∶2 A ） B. 1∶1，2∶3 C. 4∶9，2∶3 D. 4∶9，9∶4× × × × × a × ×bB5．四川省内江市 2012 届高三二模模拟如图所示，两个垂直纸面的匀强磁场方 向相反。磁感应强度的大小均为 B，磁场区域的宽度为 a，一正三角形（高度为a）导线框 ABC 从图示位置沿图示方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在下图中感应电流 I 与线框移动距离 x 的关系图的是（ C ）6．广东省汕尾市 2012 届高三上学期期末调研考试处于竖直向上匀强磁场中的 两根电阻不计的平行金属导轨， 下端连一电阻 R， 导轨与水平面之间的夹角为 ? 。 一电阻可忽略的金属棒 ab，开始固定在两导轨上某位置，棒与导轨垂 直。如图所示，现释放金属棒让其由静止开始沿轨道平面下滑。就导轨 光滑和粗糙两种情况比较， 当两次下滑的位移相同时， 则有 ( A．重力势能的减小量相同 B．机械能的变化量相同 C．磁通量的变化量相同 D．磁通量的变化率相同 7．江苏省黄桥中学 2012 届高三物理校本练习如图所示，在 一根铁捧上绕有绝缘线圈，a、c 是线圈两端，b 为中间抽头， 把 a、b 两点接入一平行金属导轨，在导轨上横放一金属棒， 导轨间有如图所示的匀强磁场，要使 a、c 两点的电势都高于 AC )b 点，则金属棒沿导轨的运动情况可能是（ A．向右做匀加速直线运动 B．向左做匀加速直线运动 C．向右做匀减速直线运动 D．向左做匀减速直线运动C）8. 河南省郑州 47 中 09-10 学年高三上学期模拟在如图所示的倾角为 θ 的光滑斜 面上，存在着两个磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，区域 I 的磁场方向垂直斜面向上，区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下， 磁场的宽度均为 L，一个质量为 m、电阻为 R、边长也为 L 的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，当 ab 边刚越过 GH 进入磁场Ⅰ区时，恰好以速度 v1 做匀速直线运动；当 ab 边下滑到 JP 与 MN 的中间位置时，线框又恰好以速度 v2 做匀速直线运动，从 ab 进入 GH 到 MN 与 JP 的中间位置的过程中，线框的动能变化量大小为△Ek， 重力对线框做功大小为 W1，安培力对线框做功大小为 W2，下列说法中正确的 有：( CD ) A、在下滑过程中，由于重力做正功，所以有 v2＞v1。 B、从 ab 进入 GH 到 MN 与 JP 的中间位置的过程中，机械能守恒。 C、从 ab 进入 GH 到 MN 与 JP 的中间位置的过程，有（W1+△Ek ）机械能转化 为电能。 D、从 ab 进入 GH 到 MN 与 JP 的中间位置的过程中，线框动能的变化量大小 为△Ek= W2－W1。 9． 江苏省黄桥中学 2012 届高三物理校本练习下图是法拉第研制成的 世界上第一台发电机模型的原理图．将铜盘放在磁场中，让磁感线垂 直穿过铜盘，图中 a、b 导线与铜盘的中轴线处在同一平面内，转动 铜盘，就可以使闭合电路获得电流．若图中铜盘半径为 L，匀强磁场 的磁感应强度为 B，回路总电阻为 R，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度 为 ω．则下列说法正确的是（ A．回路中电流大小恒定 B．回路中电流方向不变，且从 b 导线流进灯泡，再从 a 流向旋转的铜盘 C．回路中有大小和方向作周期性变化的电流 D．若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场，不转动铜盘，灯泡 AB ）中也会有电流流过 10. 广东省廉江三中 2012 届高三湛江一模预测题 如图所示，金属杆 ab 以恒定 的速率 v 在光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路总电阻为 R（恒 定不变） ，整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确 的是（ AC ）R b a vA．ab 杆中的电流强度与速率 v 成正比 B．磁场作用于 ab 杆的安培力与速率 v 成正比 C．电阻 R 上产生的电热功率与速率 v 成正比 D．外力对 ab 杆做功的功率与速率 v 成正比 11． 辽宁省抚顺市 2012 届高三六校联合体第一次模拟考试物理学的发展丰富了 人类对物质世界的认识， 推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣 与人类文明的进步，下列表述正确的 是( A A.牛顿发现了万有引力定律 B.牛顿通过实验测出了引力常量 C 伽利略发现了行星运动的规律 D. 洛伦兹发现了电磁感应定律 12．湖南省雅礼中学 2012 届高三上学期第五次月考如图，与直导线 AB 共面的 轻质闭合金属圆环竖直放置，两者彼此绝缘，环心位于 AB 的上方。当 AB 中通 有由 A 至 B 的电流且强度不断增大的过程中，关于圆环运动情况以下叙述 正确的是 ( A )A I B)A．向下平动 B．向上平动 C．转动：上半部向纸内，下半部向纸外 D．转动：下半部向纸内，上半部向纸外 13．江苏省扬州中学 2012 届高三综合练习绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上， 铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、电键相连，如图所示．线圈 上端与电源正极相连，闭合电键的瞬间，铝环向上跳起．若保持 电键闭合，则（ A．铝环不断升高 CD ）B．铝环停留在某一高度 C．铝环跳起到某一高度后将回落 D．如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变 14． 海南省海口市 2012 届高三调研测试物理学的基本原理在生产生活中有着 广泛应用.下面列举的四种器件中，利用电磁感应原理工作的是 （ B 管 15．福建省厦门外国语学校 2012 届高三第三次月考如图 a 所示，虚线 上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框 平面的轴 O 以角速度 ω 匀速转动。 设线框中感应电流方向以逆时针为 正，那么在图 b 中能正确描述线框从图 a 中所示位置开始转动一周的 过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是 （ A ） ） B．电磁炉 C．质谱仪 D．示波 A．回旋加速器16．贵州省兴义市清华实验学校 2012 届高三 9 月月考如图所示,一闭合 的小金属环用一根绝缘细杆挂在固定点 O 处，使金属圆环在竖直线 OO′ 的两侧来回摆动的过程中穿过水平方向的匀强磁场区域，磁感线的方向 和水平面垂直。若悬点摩擦和空气阻力均不计，则 相反 B．金属环进入磁场区域后越靠近 OO′线时速度越大，而且产生的感应电流越大 C．金属环开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后不再减小 D．金属环在摆动过程中，机械能将全部转化为环中的电能 17．河南省武陟一中 2012 届高三第一次月考如图所示，竖直放置的两根平 行金属导轨之间接有定值电阻 R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持 垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场 中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力 F 作用下加速上升的一R F（ AC ）A．金属环每次进入和离开磁场区域都有感应电流，而且感应电流的方向段时间内，力 F 做的功与安培力做的功的代数和等于： A （ A．棒的机械能增加量 C．棒的重力势能增加量 B．棒的动能增加量 D．电阻 R 上放出的热量）18、福建省厦门外国语学校 2012 届高三第三次月考如图所示，金 属棒 ab 置于水平放置的光滑框架 cdef 上，棒与框架接触良好， 匀强磁场垂直于 ab 棒斜向下．从某时刻开始磁感应强度均匀减 小，同时施加一个水平方向上的外力 F 使金属棒 ab 保持静止， 则F ( C ) B．方向向右，且为变力 D．方向向左，且为恒力 A．方向向右，且为恒力 C．方向向左，且为变力19．江苏省淮阴中学 2012 届高三摸底考试如图所示，Q 是单匝金属线圈，MN 是一个螺线管，它的绕线方法没有画出，Q 的输出端 a、b 和 MN 的输入端 c、d 之间用导线相连，P 是在 MN 的正下方水平放置的用细导线绕制的软弹簧线圈。 若在 Q 所处的空间加上与环面垂直的变化磁场，发现在 t１至 t２时间段内弹簧线 圈处在收缩状态，则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能是 ( D )B BB B B B B B BO Ot1t2 AtO Ot1t2 BtO Ot1t2 CtO Ot1t2 Dt20．湖南省雅礼中学 2012 届高三上学期第五次月考如图所示，L1、L2、L3 是完全相同的灯泡，L 为直流电阻可忽略的自感线圈，开关 S 原来接通，当开关 S 断开时，下面说法正确的是(电源内阻不计) A．L1 闪亮一下后熄灭 B．L2 闪亮一下后恢复原来的亮度 C．L3 变暗一下后恢复原来的亮度 D．L3 闪亮一下后恢复原来的亮度 21．江苏省淮阴中学 2012 届高三摸底考试在竖直向上的匀强磁场中，水 平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，线圈所围的面积为 0.1m2，线圈电B/TL1 L SL2 L3(D)BI 图（1）0.1O123 4 图（2）5t/s阻为 1 ? ．规定线圈中感应电流 I 的正方向从上往下看是顺时针方向，如图（1） 所示．磁场的磁感应强度 B 随时间 t 的变化规律如图（2）所示．则以下说法正 确的是 ( BC ) Ａ．在时间 0～5s 内，I 的最大值为 0.1A Ｂ．在第 4s 时刻，I 的方向为逆时针 Ｃ．前 2 s 内，通过线圈某截面的总电量为 0.01C Ｄ．第 3s 内，线圈的发热功率最大 22. 福建省厦门外国语学校 2012 届高三第三次月考如图所示电路中， 电源电动势为 E，线圈 L 的电阻不计。以下判断正确的是 A．闭合 S，稳定后，电容器两端电压为 E B．闭合 S，稳定后，电容器的 a 极带正电 C．断开 S 的瞬间，电容器的 a 极板将带正电 D．断开 S 的瞬间，电容器的 a 极板将带负电 23．山东省费县一中 2012 届高三第一次调研测试如图为一种早期 发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接 的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，在磁极绕转轴匀 速转动过程中， 磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧 XOY 运动， O （ 是线圈中心） ，则（ D ） A.从 X 到 O，电流由 E 经 G 流向 F，先增大再减小 B.从 X 到 O，电流由 F 经 G 流向 E，先减小再增大 C.从 O 到 Y，电流由 F 经 G 流向 E，先减小再增大 D.从 O 到 Y，电流由 E 经 G 流向 F，先增大再减小 24．湖南师大附中 2012 届高三第五次月考试卷等离子气流由左方连续以 v0 射 入 Pl 和 P2 两板间的匀强磁场中,ab 直 导线与 Pl、P2 相连接，线圈 A 与直导 线 cd 连接.线圈 A 内有随图乙所示的 变化磁场.且磁场 B 的正方向规定为 向左， 如图甲所示， 则下列叙述正确的 ．． 是 ( BD ) A.0～ls 内 ab、cd 导线互相排斥 B.1～2s 内 ab、cd 导线互相吸引 C.2～3s 内 ab、cd 导线互相吸引 D.3～4s 内 ab、cd 导线互相排斥 ( C )25．吉林省长白县 2012 届高三质量检测如图所示，一圆柱形铁芯上沿轴线 方向绕有矩形线圈，铁芯与磁极的缝隙间形成了辐向均匀磁场。磁场的 中心与铁芯的轴线重合. 当铁芯绕轴线以角速度 ω 转动的过程中，线圈 中的电流变化图象是下图中的哪一个？（从图位置开始计时，NS 极间缝隙 的宽度不计. 以 a 边的电流进入纸面， b 边的电流出纸面为正方向） （ D ）26．海南省海口市 2012 届高三调研测试在光滑水平面上，边长为 L 的正 方形导线框 abcd 在水平拉力作用下，以恒定的速度 v0 从匀强磁场的左区 B1 完全拉进右区 B2。 在该过程中， 导线框 abcd 始终与磁场的边界平行。 1 =B2， B 方向垂直线框向下，中间有宽度为 L/2 的无磁场区域，如图 2 所示。规定线框 中逆时针方向为感应电流的正方向。从 ab 边刚好出磁场左区域 B1 开始计时， 到 cd 边刚好进入磁场右区域 B2 为止，下面四个线框中感应电流 i 随时间 t 变化 的关系图像中正确的是 ( D )27．吉林省长白县 2012 届高三质量检测如图所示，矩形线圈处于匀强磁场中， 当磁场分别按图（1）图（2）两种方式变化时，t0 时间内线圈产生的电能及通过 线圈某一截面的电量分别用 W1 、 W2 、 q1 、 q2 表示，则下列关系式正确的是 （ A ） A．W1= W2 q1= q 2 B．W1&W2 q1= q 2 C．W1& W2 q1& q 2 D．W1& W2 q 1& q 2 28．浙江省温州市十校联合体 2012 届高三期中联考如图所示电路， 两根光滑金属导轨， 平行放置在倾角为 θ 的斜面上， 导轨下端接有电阻 R， 导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可略去不计的金属棒 ab 质量为 m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力 F 的作用，金属棒沿导轨匀 速下滑，则它在下滑 h 高度的过程中，以下说法正确的是（ AC ） Ａ．作用在金属棒上各力的合力做功为零 Ｂ．重力 做功等于系统产生的电能 Ｃ．金属棒克服安培力做功等于电阻 R 上产生的焦耳热 Ｄ．金属棒克服恒力 F 做功等于电阻 R 上发出的焦耳热 29．湖南师大附中 2012 届高三第五次月考试卷如图所示，相距为 d 的两水平直 线 L1 和 L2 分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为 B，正方形 线框 abcd 边长为 L(L&d)、质量为 m。将线框在磁场上方 ab 边距 L1 为 h 处 ? 由静止开始释放，当 ab 边进入磁场时速度为 o ，cd 边刚穿出磁场时速度也 ? 为 o 。从 ab 边刚进入磁场到 cd 边刚穿出磁场的整个过程中： ( B ) A．线框一直都有感应电流 B．线框一定有减速运动的过程 C．线框不可能有匀速运动的过程 D．线框产生的总热量为 mg(d+h+L) 30. 河南省新郑州二中分校 2012 届高三第一次模拟如图所示， 一导 体棒在匀强磁场中沿金属导轨做简谐运动，OO′为平衡位置，aa′和bb? 分别为离开平衡位置的最大位移处，则(AD )A.若金属棒自 OO′向 aa′运动过程中，电容器上极板带正电 B.若金属棒自 bb′向 OO′运动过程中，电容器上极板带正电 C.当金属棒通过 OO′时，电容器所带电荷量最大 D.当金属棒通过 aa′时，电容器所带电荷量最大二、填空题31．河南省武陟一中 2012 届高三第一次月考如图所示，单匝矩形闭合 导线框 abcd 全部处于磁感应强度为 B 的水平匀强磁场中， 线框面积为 S，电阻为 R。线框绕与 cd 边重合的竖直固定转轴以角速度 ω 匀速转 动，线框中感应电流的有效值 I = 。线框从中性面开始转B b c a dω过π 2的过程中，通过导线横截面的电荷量 q =2 BS? BS ， 2R R。答案：三、计算题32．江苏省黄桥中学2012届高三物理校本练习如图所示，MN、PQ是足够长的 光滑平行导轨，其间距为L，且MP⊥MN．导轨平面与水平面间的夹角θ=300．MP 接有电阻R．有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B0．将一 根质量为m的金属棒ab紧靠PM放在导轨上，且与导轨接触良好，金 属棒的电阻也为R，其余电阻均不计．现用与导轨平行的恒力F=mg 沿导轨平面向上拉金属棒，使金属棒从静止开始沿导轨向上运动， 金属棒运动过程中始终与MP平行．当金属棒滑行至cd处时已经达到 稳定速度，cd 到MP的距离为S．求： （1）金属棒达到的稳定速度； （2）金属棒从静止开始运动到 cd 的过程中，电阻 R 上产生的热量； （3）若将金属棒滑行至 cd 处的时刻记作 t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐 减小， 可使金属棒中不产生感应电流， 写出磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系式． 解析： （1）当金属棒稳定运动时， F ? mg sin ? ? F安v? mgR B02 L22 B0 L2 v F安 ? 2R解得：（2）由动能定理得：FS ? mg sin ? ? S ? W克安 ?1 2 mv ? 0 2W克安 ?1 m3 g 2 R 2 mgS ? 4 2 2 B0 L41 m3 g 2 R 2 QR ? mgS ? 4 4 B04 L4（3）当回路中的总磁通量不变时，金属棒中不产生感应电流。此时金属棒将 1 沿导轨做匀加速运动。 F ? mg sin? ? ma a? g 2 3 2 2 B0 L S 1 B? 2 2 B0 LS ? BL( S ? vt ? at 2 ) B0 L (2 S ? gt 2 ) ? 2m g R t 2 33．江苏省田家炳实验中学 2012 届高三上学期期末模拟如 图所示，两足够长平行光滑的金属导轨 MN、PQ 相距为 L， 导轨平面与水平面夹角 α＝30°，导轨上端跨接一定值电阻R，导轨电阻不计．整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，长为 L 的金属棒 cd 垂直于 MN、PQ 放置在导轨上，且与导轨保持电接触良好，金属棒的质量为 m、电阻为 r，重力加速度为 g，现将金属棒由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为 s 时，速度达到最大值 vm．求： （1）金属棒开始运动时的加速度大小； （2）匀强磁场的磁感应强度大小； （3）金属棒沿导轨下滑距离为 s 的过程中，电阻 R 上产生的电热． 解析： （1）金属棒开始运动时的加速度大小为 a，由牛顿第二定律有mg sin ? ? ma 解得 a ? gs i n ?（2）设匀强磁场的磁感应强度大小为 B，则金属棒达到最大速度时 E v ? 产生的电动势 E ? B Lm c o s 回路中产生的感应电流 I ? R?r 金属棒棒所受安培力 F ? B I Lcd 棒所受合外力为零时，下滑的速度达到最大，则 F cos ? ? mg sin ?由②③④⑤式解得B? 1 L 2m g ( R r ) ? 3vmR Q总 R?r2 mR ( gs ? vm ) 2( R ? r )（3）设电阻 R 上产生的电热为 Q，整个电路产生的电热为 Q 总，则mgs sin ? ? 1 2 mvm ? Q总 2 Q?由 ⑥⑦ 式 解 得Q?34．陕西省西安高新一中 2012 届高三高考模拟一矩形线圈 abcd 放置在如图 所示的有理想边界的匀强磁场中（oo′的左边有匀强磁场，右边没有） ，线圈的 两端接一只灯泡。已知线圈的匝数 n=100，电阻 r=1.0Ω，ab 边长 L1=0.5m， ad 边长 L2=0.3m，小灯泡的电阻 R=9.0Ω，磁场的磁感应强度 B=1.0×10-2T。 线圈以理想边界 oo′为轴以角速度 ω=200rad/s 按如图所示的方向匀速转动 2 （OO′轴离 ab 边距离 L2 ） ，以如图所示位置为计时起点。求： 3 T ①在 0— 的时间内，通过小灯泡的电荷量 4 ②画出感应电动势随时间变化的图象 以 abcda 方向为正方向，至少画出一个完整的周期） ③小灯泡消耗的电功率。2 nBL1 ? L2 E n?? 3 ?t ? ? ? 0.01C （1） 解析： 通过小灯泡的电荷量 q= I ?t ? （1） R总 R总 R?ra Bωdbc（4 分）（2）ab 边在磁场里切割磁感线时最大感应电动 势为2 E1= nBL1 ? L2 ? ? 3 （2 分）e /v（2）20 10 0 -10 -20代入数据得： E1=20V cd 边在磁场里切割磁感线时最大感应电动 势为：1 E2= nBL1 ? L2 ? ? 3 （2 分）? 200?100t/s（3）代入数据得： E2=10V 图象如右表所示： （图象 4 分） （3）设线圈的感应电动势的有效值为 U，则： 20 10 ( )2 ( )2 2 2 ? T ? 2 ? T ? U ?T （4） （4 分） R 2 R 2 R 得：U2=125 V2 U 2 （ ）R 则小灯泡消耗的电功率 P= （5） （2 分） R总 代入数据得：P=112.5W （2 分）35．上海市七校 2012 届高三下学期联考如图所示，长为 L，电阻 为 r=0.30Ω、质量为 m=0.10kg 的金属棒 CD 垂直跨搁在位于水平 面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也为 L，金属棒与导 轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有阻值 R=0.50Ω 的电 阻。量程为 0～3.OA 的电流表串接在一条导轨上，量程为 0～1.OV 的电压表接 在电阻 R 的两端。 垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面。 现以向右恒定外力 F 使金属棒向右移动。当金属棒以 V=2.0m/s 的速度在导轨平面上匀速滑动时，观 察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏。问： （1）此满偏的电表是什么表？说明理由。 （2）拉动金属棒的外力 F 多大？（3）若此时撤去外力 F，金属棒将逐渐慢下来，最终停止在导轨上。求从撤 去外力到金属棒停止运动的过程中通过电阻 R 的电量。 解析： （1）电压表满偏 …………（2’） 理由是：若电流表满偏，回路中的电流应是 I=3.0A，则电压表的示数应是 U=IR=1.5V 大于电压表量程；这不符合题意；若是电压表满偏，这时回路的电 流是 I=U/R=2.0A，说明电流表未满偏。…………(2’) （2）根据能的转化和守恒定律：F v=I2(R+r),而 I=U/R， 解得: F=U2(R+r)/R2v=1.6N (3) 取极小的?t 时，可以看作匀变 速运动由牛二定律： F=ma， 即 可以得到： BIL?t1=m?v1 BIL?t3=m?v3 BIL?tn=m?vn 两边求和 BI1L?t1+ BI2L?t2+…= m?v1+ m?v2+… 即 BLq=mΔv=mv q=mv/BL=0.25C …………(2’) …………(2’) BIL=ma=m?v/?t， …………(2’) BIL?t2=m?v2 …… …………(2’) …………(2’)36．福建省泉州市四校 2012 届高三上学期期末联考如图，固定在同一水平面内 的两根长直金属导轨的间距为 L， 其右端接有阻值为 R 的电阻， 整个装置处在竖 直向上、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，一质量为 m (质量分布均匀)的导 体杆 ab 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触， 杆与导轨之间的动摩擦因数为 μ。现杆在水平向左、 垂直于杆的恒力 F 作用下从静止开始沿导轨运动，当 杆运动的距离为 d 时，速度恰好达到最大（运动过程 中杆始终与导轨保持垂直） 设杆接入电路的电阻为 r， 。 导轨电阻不计，重力加速度为 g。求此过程中： （1）杆的速度的最大值； （2）通过电阻 R 上的电量； （3）电阻 R 上的发热量 解析：1）3 分） （ （ 设杆的速度的最大值为 V， 电路中的最大感应电动势为． E=BLV○ 1BLV 2 ○ R?r 杆的速度最大时，杆处于平衡状态． F ? ?mg ? BIL ○ 3F b r R a B对应的电流为． I ?联解○○○有． 123V?( F ? ? mg )( R ? r ) 4 ○ B 2 L2?? BLd ? R?r R?r(2) （3 分） 通过电阻 R 上的电量． Q ?1 （3） 分）由能量守恒定律．电路中总发热量为． Q总 ? Fd ? ?mgd ? mV 2 ○ （4 5 2 （2 分） R 电阻 R 上的发热量为． Q ? 6 Q总 ○ R?r R R m( F ? ?mg ) 2 ( R ? r ) 2 由．○○○有． Q ? 456 （2 分） Q总 ? ( Fd ? ?mgd ? R?r R?r 2 B 4 L4 37．海南省海口市 2012 届高三调研测试如图所示：宽度 L=1m 的足够长的 U 形金属框架水平放置，框架处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强 度 B=1T，框架导轨上放一根质量 m=0.2kg、电阻 R=1.0Ω 的金属棒 ab， 棒 ab 与导轨间的动摩擦因数 μ=0.5， 现用功率恒为 6w 的牵引力 F 使棒从 静止开始沿导轨运动 （ab 棒始终与导轨接触良好且垂直） 当棒的电阻 R 产生热 ， 量 Q=5.8J 时获得稳定速度，此过程中，通过棒的电量 q=2.8C（框架电阻不计， g 取 10m/s2） 。问： （1）ab 棒达到的稳定速度多大？ （2）ab 棒从静止到稳定速度的时间多少？ 解： （1）P ? FvF安＝BIL BLv I? R…① …② …③ …④（1 分） （1 分） （1 分） （1 分） （1 分） (2 分)棒稳定时： F ? F安 ? μmg 由①②③④联立解得v ? 2m / s1 (2)由能量守恒得： Pt ? Q ? ?mgS ? mv 2 ① 2 E ?? ? q ? It I? E? ?? ? B S L R t BSL qR ② (2 分) ? q? S? R BL BSL （直接写出 q ? 得出② 式亦可得分） R 由① ②联立解得： t ? 1.5s (2 分)38．福建省龙岩二中 2012 届高三摸底考试如图甲所示.空间有一宽为2L 的匀强磁场区域，磁感应强度为 B，方向垂直纸面向外.abcd 是由均匀电阻丝 做成的边长为 L 的正方形线框，总电阻值为 R.线框以垂直磁场边界的速度 v 匀 速通过磁场区域.在运动过程中，线框 ab、cd 两边始终与磁场边界平行.设线框 刚进入磁场的位置 x=0，x 轴沿水平方向向右。求： （1）cd 边刚进入磁场时，ab 两端的电势差，并指明哪端电势高； （2）线框穿过磁场的过程中，线框中产生的焦耳热； （3）在下面的乙图中，画出 ab 两端电势差 Uab 随距离变化的图象。其中 U0 = BLv。 解： （1）dc 切割磁感线产生的感应电动势 回路中的感应电流I?E = BLvab 两端的电势差势高BLv R 1 1 U ? I ? R ? BLv 4 4b 端电（2） 设线框从 dc 边刚进磁场到 ab 边刚进磁场所用时间 为t 由焦耳定律L ? vtQ? 2 B 2 L3 v RQ ? 2 I 2 Rt求出（3） 说明：画对一条 39．吉林省长白县 2012 届高三质量检测如图所示，两条平行的足 够长的光滑金属导轨与水平面成 α=53? 角，导轨间距离 L=0.8m.其 上端接一电源和一固定电阻，电源的电动势 E=1.5V,其内阻及导轨 的电阻可忽略不计. 固定电阻 R=4.5Ω.导体棒 ab 与导轨垂直且水 平， 其质量 m=3×10-2kg,电阻不计. 整个装置处于竖直向上的匀强磁 ．．．． 场中，磁感应强度 B=0.5T.(g=10m/s2 sin53?=0.8 （2）求 ab 稳定时的速度； （3） ab 棒以稳定速度运动时电路中产生的焦耳热功率 PQ 及 ab 棒重力的 求 功率 PG . 从计算结果看两者大小关系是怎样的？请解释为什么有这样的关系？ 解： （1）mgsinα=BILcosα 解得：I=1A ……2 分 ……1 分BIL Ncos53?=0.6 )（1）将 ab 棒由静止释放，最终达到一个稳定的速度，求此时电路中的电流；mg（2）I=BLv cos? ? E ……2 分 R 解得：v=25m/s ……2 分（3）PQ=I2R=4.5W……1 分PG=mgvsinα=6W……1 分重力势能的减少量，一部分转化成电能，以焦耳热的形式释放， 另一部分给电源充电。1 分 40． 贵州省兴义市清华实验学校 2012 届高三 9 月月考两足够长且不计其电阻的 光滑金属轨道，如图所示放置，间距为 d=100cm，在左端斜轨道部分高 h=1.25m 处放置一金属杆 a，斜轨道与平直轨道以光滑圆弧连接，在平直轨 道右端放置另一金属杆 b，杆 A．b 电阻 Ra=2Ω，Rb=5Ω，在平直轨道区域 有竖直向上的匀强磁场，磁感强度 B=2T。现杆 b 以初速度 v0=5m/s 开始向 左滑动，同时由静止释放杆 a，杆 a 滑到水平轨道过程中，通过杆 b 的平均 电流为 0.3A； 下滑到水平轨道后，以 a 下滑到水平轨道时开始计时，A． a b 运动图象如图所示(a 运动方向为正)，其中 ma=2kg，mb=1kg，g=10m/s2， 求 （1）杆 a 落到水平轨道瞬间杆 a 的速度 v； （2）杆 a 在斜轨道上运动的时间； （3）在整个运动过程中杆 b 产生的焦耳热。 解： （1） v ? 2 gh ? 5m/s ， （2）b 棒， Bd I ?t ? mb ?v 0 ? 2? ，得 ?t ? 5s 1 1 161 2 （3）共产生的焦耳热为 Q ? ma gh ? mb ? v0 ? (ma ? mb )v?2 ? J 2 2 6 5 115 B 棒中产生的焦耳热为 Q? ? Q? J ? 19J 2?5 6 41．江苏省扬州中学 2012 届高三综合练习如图所示，在磁感应强度为B=2T，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，有一个由两条曲线状的金属导线及两电阻（图中黑点表示）组成的固定导轨，两电阻的阻值分别为R1=3Ω、R2=6Ω，两电阻的体积大小可忽略不计，两条导线的电阻忽略不计且中间用绝缘材料隔开，导轨平面与磁场垂直（位于纸面内） ，导 轨与磁场边界（图中虚线）相切，切点为 A．现有一根电阻不计、足够 长的金属棒 MN 与磁场边界重叠，在 A 点对金属棒 MN 施加一个方向与磁场垂 直、位于导轨平面内的并与磁场边界垂直的拉力 F，将金属棒 MN 以速度 v=5m／s 匀速向右拉，金属棒 MN 与导轨接触良好，以切点为坐标原点，以 F 的方向 为正方向建立 x 轴，两条导线的形状符合曲线方程 y ? ?2 2 sin?4x m．求：（1）推导出感应电动势 e 的大小与金属棒的位移 x 的关系式； （2）整个过程中力 F 所做的功； （3）从 A 到导轨中央的过程中通过 R1 的电荷量． 解： （1） L ? 2 y ? 4 2 sin?4xm ，所以 e ? Blv ? 40 2 sin?4xV5? tV 。由于导体做匀速运动，力 F 所做的功 4 E 等于电路中电流所做的功。有效值 E ? max ? 40 V ，导体切割磁感线的时间 2 RR 3? 6 2? ? 2? ，拉 力 F 所 做的功 t? ? 1.6s ，电路 中总电 阻 R ? 1 2 ? R1 ? R2 3 ? 6 5? / 4（2）因为 x=vt，所以 e ? 40 2 sinE2 t ? 1280 J R 5? （3）由 e ? 40 2 sin tV ，可知 Emax=BSω=Φmω ， 4 所以 W ? Q热 ??m ?40 2 32 2 ? ， Wb 通过电阻 R1 的电量为 ? 5? / 4 ? 32 2 2? R2 2? 6 ? ? 64 2 C Q电 ? I1 ?t ? ? m ? ? R1 ? R 2 R 9 2 3? ?E max42．福建省龙岩二中 2012 届高三摸底考试如图所示，足够长的光滑平行导轨MN、PQ 竖直放置，磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的 M 与 P 两端连接阻值为 R=0.40Ω 的电阻，质量为 m=0.010kg，电阻r=0.30Ω 的金属棒 ab 紧贴在导轨上。 现使金属棒 ab 由静止开始下滑， 其下滑距离与时间的关系如下表所示（不计导轨的电阻，取 g=10m/s2） 时 间 t（s） 0 0 0.1 0.1 0.2 0.3 0.3 0.7 0.4 1.4 0.5 2.1 0.6 2.8 0.7 3.5 下滑距离 s（m）（1）试画出金属棒 ab 在开始运动的 0.7s 内的位移-时间图象； （2）求金属棒 ab 在开始运动的 0.7s 内电阻 R 上产生的热量； （3）求重力对金属棒做功的最大功率.解： （1）位移—时间图像如图 （2）由图可知 0.7s 末的速度 ?s v? ? 7m / s ?t 0.7s 内下降的高度 h=3.5m 由能量守恒得出 1 mgh ? mv 2 ? Q热 2 QR I 2R ? 2 Q热 I ( R ? r ) 解得： QR ?R Q热 ? 0.06 J (R ? r)（3）Pm= mgvm 由图知 v m ? 7m / sPm=0.7W43．江苏省淮阴中学 2012 届高三摸底考试如图所示，在倾角为 300 的光滑斜面 上固定一光滑金属导轨 CDEFG，OH∥CD∥FG， ∠DEF=600CD ? DE ? EF ? FG ? OE ?，1 一根质量 AB ? L 。 2 为 m 的导体棒 AB 在电机牵引下， 以恒定速度 v0沿 OH 方向从斜面底端开始运动，滑上导轨并到达斜面顶端， AB⊥OH。金属导 轨的 CD、FG 段电阻不计，DEF 段与 AB 棒材料与横截面积均相同，单位长度 的电阻均为 r，O 是 AB 棒的中点，整个斜面处在垂直斜面向上、磁感应强度为B 的匀强磁场中。求：(1) 导体棒在导轨上滑动时电路中电流的大小； (2) 导体棒运动到 DF 位置时 AB 两端的电压； (3) 将导体棒从底端拉到顶端电机对外做的功。 解：(1) 设 AB 棒等效切割长度为 l，则 电动势为 E = Blv0 回路电阻为 R =3l r E 回路电流为 I= R Bv0 得 I? 3r （2）AB 棒滑到 DF 处时U BA ? U DA ? U FD ? U BFU D A? U B F B L v ? 0 BLv 2 U FD ? 2lr ? BLv0 3rl 3 5 得 U BA ? BLv0 3（ 1 分） （1 分） （ 1 分） （1 分）（1 分） 2分 2分 1分 1分 （1 分）F（3）电机做的功 W ? ?EP ? Q1 ? Q2?E p ? mg (2 L ? L cos30 0 ) sin 30 0 ? 4? 3 mg L 4数值上等于克服安培力 Q1 是 AB 棒在 DEF 上滑动时产生的电热， 做的功Q1 ? W安0 ? F安max 2 3B 2 L2v0 3 l? 2 12rS又 F安 ? S ， Q1 ? W安 ? 故（2 分）Q2 是 AB 棒在 CDFG 导轨上滑动时产生的电热，电流恒定，电阻不变L B 2 L2 v0 ? Bv ? Q2 ? I 2 Rt ? ? 0 ? 3Lr ? v0 3r ? 3r ?2（1 分） （1 分）得B 2 L2v0 4? 3 W? (mgL ? ) 4 3r44. 福建省福州八中 2012 届高三毕业班第三次质检如图所示， OACO 为置于水 平面内的光滑闭合金属导轨，O、C 处分别接有短电阻丝（图中粗线所示） 1= 4Ω、R2=8Ω（导轨其它部分电阻不计） ，R 。导轨 OAC 的形状满足方程 。磁感强度 B=0.2T 的匀强磁场方向垂直于导轨平面。 y ? 2 sin( x) （单位：m） 3 一足够长的金属棒在水平外力 F 作用下，以恒定的速率 v=5.0m/s 水平向右在导 轨上从 O 点滑动到 C 点，棒与导轨接触良好且始终保持与 OC 导轨垂直，不计 棒的电阻。求： （1）外力 F 的最大值； （2）金属棒在导轨上运动时电阻丝 R1 上消耗的最大功率； （3）在滑动过程中通过金属棒的电流 I 与时间 t 的关系。 解：?交变电流 一、选择题 1．湖南省长沙市一中·雅礼中学 2012 届高三三月联考如图所示，理想变压器的 原副线圈匝数比 n1:n2＝1:10，副线圈与阻值 R＝20Ω 的电阻相连．原线圈 两端所加的电压 u＝20 2 sin20πt（V） ，则 A．交流电压表的示数为 20 2 V B．副线圈输出交流电的频率为 10Hz C．电阻 R 上消耗的电功率为 2kW D．原线圈中电流的最大值为 100A 2．福建省泉州市四校 2012 届高三上学期期末联考如图所示，理想变压器原、 副线圈的匝数比为 10 ． 1，b 是原线圈的中心接头，电压表 V 和电流表 A 均为 理想电表， 除滑动变阻器电阻 R 以外其余电阻均不计， 从某时刻开始在原线圈 c、 d 两端加上交变电压，其瞬时值表达式为 u1 ? 220 2 sin100?t (V)．下列说法中 正确的是（ A ） A．当单刀双掷开关与 a 连接时，电压表的示数为 22 V 1 B． t ? s 时，点 c、d 间的电压瞬时值为 110V 600 C．单刀双掷开关与 a 连接，滑动变阻器触头 P 向上移动的过程中，电 压表和电流表的示数均变小 D．当单刀双掷开关由 a 扳向 b 时，电压表和电流表的示数均变小 3. 江苏省田家炳实验中学 2012 届高三上学期期末模拟如图甲所示， 光滑的水平 桌面上固定着一根绝缘的长直导线，可以自由移动的矩形导线框 abcd 靠近长 直导线静止放在桌面上． 当长直导线中的电流按图乙所 示的规律变化时(图甲中电流所示的方向为正方向)，则 ( BD ) A、在 t2 时刻，线框内没有电流，线框不受力 B、t1 到 t2 时间内，线框内电流的方向为 abcda C、t1 到 t2 时问内，线框向右做匀减速直线运动 D、t1 到 t2 时间内，线框克服磁场力做功 4． 湖南省雅礼中学 2012 届高三上学期第五次月考一个阻值为 2Ω 的线圈在匀强第 6 题图（ BC ）u~VR磁场中转动产生的交变电动势为 e=10 2 sin20?tV，当该线圈与一阻值为 8Ω 的电阻组成闭合回路时，下列说法正确的是： （A ） A．t=0 时，线圈平面位于中性面 C．电阻的热功率为 16W B．t=0 时，穿过线圈的磁通量为 0 D．用电压表测路端电压时读数为 11.3V5. 四川省内江市 2012 届高三二模模拟如图所示，M 是一小型理想变压器，接 线柱 a、b 接在电压 u=311sin314t(V)的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一 火警报警系统原理图，其中 R2 为用半导体热敏材料制成的传感器，所有电表均 为理想电表， 电流表 A2 为值班室的显示器， 显示 通过 R1 的电流，电压表 V2 显示加在报警器上的 电压（报警器未画出） R3 为一定值电阻。当传 ， 感器 R2 所在处出现火情时，以下说法中正确的 是（ D ） A．A1 的示数增大，A2 的示数增大 C．V1 的示数增大，V2 的示数增大 D．V1 的示数减小，V2 的示数减小 D．A1 的示数增大，A2 的示数减小 6．福建省泉州市四校 2012 届高三上学期期末联考如图，一根通有交流电 i=Imsinωt 的长直导线 OO/（规定电流从 O 流向 O/为电流的正方向） ，与一 个断开的圆形线圈处在同一平面内，已知某时刻线圈的 M 端的电势高于 N 端的，则交流电可能处于每个周期内的( A A． 第一个 1/4 周期内 C． 前 1/2 周期内 )M N O O/B． 第二个 1/4 周期内 D． 后 1/2 周期内7．湖南师大附中 2012 届高三第五次月考试卷矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于 磁场方向的轴匀速转动，下列说法正确的是 （ ．． A． 在中性面时，通过线圈的磁通量最大； B． 在中性面时，感应电动势最大； C．穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零； D．线圈每通过中性面两次，电流方向改变一次。 8．贵州省兴义市清华实验学校 2012 届高三 9 月月考一正弦交流电的电压随时 间变化的规律如图所示。由图可知（ BD ）u/V100 0 1 2 3 4 5 6 t/10－2 sA）A．该交流电的电压瞬时值的表达式为 u＝100sin(25t)V B．该交流电的频率为 25 Hz C．该交流电的电压的有效值为 141.4V D． 若将该交流电压加在阻值 R＝100 Ω 的电阻两端， 则电阻消耗的功率时 50 W 9．山东省兖州市 2012 届高三上学期模块检测阻值为 l0 ? 的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上．以下 说法中正确的是( BC ) A．电压的有效值为 l0V B．通过电阻的电流有效值为 A C．电阻消耗电功率为 5W D．电阻每秒种产生的热量为 10J 10．福建省龙岩二中 2012 届高三摸底考试某理想变压器的原、副线圈按 如图所示电路连接，图中电表均为理想交流电表，且 R1=R2，电键 S 原 来闭合。现将 S 断开，则电压表的示数 U、电流表的示数 I、电阻 R1 上 的功率 P1、变压器原线圈的输入功率 P 的变化情况分别是 A．U 增大 B．I 增大 C．P1 减小 （ A ） D．P 增大A n1 n2 R1S V R211．江苏省淮阴中学 2012 届高三摸底考试如图所示，在 AB 间接入正弦交流电U1=220V，通过理想变压器和二极管 D1、D2 给阻值 R=20Ω 的纯电阻负载供电，已知 D1、D2 为相同的理想二极管，正向电阻为 0，反向电阻无穷大，变压器原 线圈 n1=110 匝，副线圈 n2=20 匝，Q 为副线圈正中央抽头，为保证安全，二极 管 的 反 向 耐 压 值 至 少 为 U0 ， 设 电 阻 R 上 消 耗 的 热 功 率 为 P ， 则 有 ( C ) A．U0=40 2 V，P=80W B．U0=40V，P=80W C．U0=40 2 V，P=20 W D．U0=40V，P=20 WB D1 A n1 Q n2 R U D212．湖南师大附中 2012 届高三第五次月考试卷如图所示，理想变压器的原线圈 匝数为 n1=1000 匝，副线圈匝数 n2=200 匝，交变电源的电动势 e =311sin314ta V，电阻 R=88Ω，电流表和电压表对电路的影响忽略不计，下列结论正确的是 A1 ．． V1 b c A2 V2 R d（AB）A.电流频率为 50HZ B.电流表 A1 的示数约为 0.1A C.电压表 V1 的示数为 311V D.电阻 R 的发热功率约为 44W 13. 河南省郑州 47 中 09-10 学年高三上学期模拟如图所示，理 想变压器的原线圈接交流电压 U 1 ? 220 2 sin 314 t (V ) ，副线圈接 两个完全相同的灯泡“110V0.5A”,已知原副线圈的匝数比为 2/1， 要保证两个灯泡均正常发光，则原线圈中的电流为：( A、2A B、1A C、0.5A D、0.25A C )U114. 广东省蓝田中学 2012 届高三摸底考试对于理想变压器，下列说法中正确的 是 （ AC ） A．原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率增大而增大 B．原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流减少而增大 C．原线圈的电压不随副线圈的输出电流变化而变化 D．当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零 15．山东省费县一中 2012 届高三第一次调研测试如图所示，理想变压器的原、 副线圈匝数比为 1:5， 原线圈两端的交变电压为 u ? 20 2 sin 100? t V 氖泡在两端 电 压 达 到 100V 时 开 始 发 光 ， 下 列 说 法 中 正 确 的 有 ( AB ) A．开关接通后，氖泡的发光频率为 100Hz B．开关接通后，电压表的示数为 100 V C．开关断开后，电压表的示数变大 D．开关断开后，变压器的输出功率不变 16．海南省海口市 2012 届高三调研测试电吹风是电动机带动风叶转动的装 置，电热丝给空气加热得到热风。设电动机线圈和电热丝的总电阻为 R，接在一 电压为 u=U0sinωt ( BD ) 的交流电源上，若已知电吹风使用时消耗的功率为 P，通过 I ， 则 有 电 热 丝 和 电 动 机 线 圈 的 总 电 流 为A. B. C. D.U 02 P? 2RP ? I 2RP ? I 2RP? 2 U0I 217． 浙江省温州市十校联合体 2012 届高三期中联考一个矩形线圈在匀强磁场中 转动产生的交变电流 e= 220 2 sin100?t (V)，那么（ C ） A．该交变电流的频率是 l00 Hz B．当 t = 0 时，线圈平面恰好与中性面垂直 C．当 t =1 s 时，e 有最大值 200D．该交变电流电动势的有效值为 220 2 V 18、天津市 2012 届高三上学期六校联考如图所示，图线 a 是线圈在匀强磁场中 匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的 图象如图线 b 所示， 以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是 A．在图中 t = 0 时刻穿过线圈的磁通量均为零 B．线圈先后两次转速之比为 3:2 C．交流电 a 的瞬时值为 u ? 10sin5? t V 20 D．交流电 b 的最大值为 V 3-10 0.1(10a BCDu/V)b0.3 0.5t/sO19．湖南省雅礼中学 2012 届高三上学期第五次月考如图所示，理想变压器的副 线圈上通过输电线接有三个灯炮 L1、L2 和 L3，输电线的等效电阻为 R，原线 圈接有一个理想的电流表，开始时，开关 S 接通，当 S 断开时， 以下说法中正确的是 ( D ) A．原线圈两端 P、Q 间的输入电压减小 B．等效电阻 R 上消耗的功率变大 C．原线圈中电流表示数增大 D．灯炮 L1 和 L2 变亮 20.福建省厦门外国语学校 2012 届高三第三次月考矩形金属线圈共 10 匝，绕垂 直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势 e 随时间 t 变化的情况如图所示.下列说法中正确的是 （ A．此交流电的频率为 0.2Hz B．此交流电动势的有效值为 1V C．t=0.1s 时，线圈平面与磁场方向平行 D．t=0.1s 时，通过线圈的磁通量最大D）21. 江苏省田家炳实验中学 2012 届高三上学期期末模拟某交流发电机给灯泡供 电， 产生正弦式交变电流的图象如图所示， 下列说法中正确 的是（ D ） A．交变电流的频率为 0.02Hz B．交变电流的瞬时表达式为 i ? 5cos50? t (A) C．在 t=0.01s 时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大 D．若发电机线圈电阻为 0.4Ω，则其产生的热功率为 5W 22．广东省汕尾市 2012 届高三上学期期末调研考试用电高峰期，电灯往往会变 暗，其原理可简化为如下物理问题．如图，理想变压器的副线圈上，通过输电线 连接两只相同的灯泡 L1 和 L2，输电线的等效电阻为 R，原线圈输入有效值恒定 的交流电压，当开关 S 闭合时，以下说法正确的是 A．灯泡 L1 两端的电压减小 B．原线圈输入功率减小 C．副线圈输出电压减小 D．电阻 R 两端的电压增大 ( AD )二、填空题 23．河南省南召二高 2012 届高三上学期期末模拟某理想变压器初、次级匝数比 为 55：9，初级接压 u ? 311 sin100?t V 的交流电源上，则与次级并联的电压表的 读 数 为 _______V ， 当 次 级 接 上 60 ? 的 电 灯 一 盏 时 ， 变 压 器 输 入 功 率 为 _________W。 答案：36 21.6 24．四川省宜宾市 2012 届高三摸底测试如图所示，某理想变压器的原线圈接一 交流电 e ? 220 2 sin ? t （V） ，副线圈接如图所示的电路（图中电表均为理想交 流电表） 且 R1 = R2。 ， 电键 S 原来为闭合， 现将 S 断开， 则电压表的示数 U ____（选填“增大” “保持不变”或“减小” 下同） 、 ， 。变压器原线圈的输入功率 P____。答案:增大减小三、计算题 25． 贵州省兴义市清华实验学校 2012 届高三 9 月月考如图是一种自行车上照明 用的车头灯发电机的结构示意图，转轴的一端装有一对随轴转动的磁极，另一端 装有摩擦小轮。电枢线圈绕在固定的 U 形铁芯上，自行车车轮 转动时， 通过摩擦小轮带动磁极转动， 使线圈中产生正弦交流电， 给车头灯供电。 已知自行车车轮半径 r=35cm， 摩擦小轮半径 r0=1.00cm， 线 圈有 n=800 匝，线圈横截面积 s=20cm2，总电阻 R1=40Ω， 旋转磁极的磁感应强度 B＝0.010T，车头灯电阻 R2＝10Ω。 当车轮转动的角速度ω＝8rad/s 时。求： （1）发电机磁极转动的角速度。 （2）车头灯中电流的有效值。 解： （1）磁极与摩擦小轮转动的角速度相等，由于自行车车轮与摩擦小轮与摩擦 小轮之间无相对滑动，故有 ?0 ? r0 ? ? ? r?0 ? ?rr0 ? 8? 0.35 rad / s ? 280 rad / s 0.01① ②（2）摩擦小轮带动磁极转动，线圈产生的感应电动势的最大值为E m ? NBS? 0 ? 800 ? 0.010 ? 280 ? 20 ? 10 ?4 V ? 4.48V③ ④ ⑤感应电动势的有效值 E ? Em 通过电流的有效值 I ?2?4.48 2V ? 3.2VE 3.2 ? A ? 64 mA R1 ? R2 4 ? 1026． 贵州省兴义市清华实验学校 2012 届高三 9 月月考一座小型水电站发电机输 出功率为 100kW，输出电压为 500V。输电线的电阻为 10Ω，允许功率损耗为输 出功率的 4% ，用电单位需要 220V 电压。求：所用升压变压器和降压变压器 的原、副线圈的匝数比各为多少？解：由题意得：I1＝P／ U1＝200AI22R＝P× 4% ，I2＝20A所以升压变压器原、副线圈的匝数比：n1／n2＝I2／I1＝1／10 U2＝U1n2／n1＝5000v 圈的匝数比： n3／n4＝U3／U4＝240／11 27．湖南省雅礼中学 2012 届高三上学期第五次月考 一个直流电动机的内电阻 r ? 2? ，与 R=8 ? 的电阻串联接在 线圈上，如图所示。已知线圈面积为 线圈的电阻为 2 欧， 线圈在 B ?2U3＝U2－I2R＝4800v所以降压变压器原、副线O × × × × × × M S R2 2 × m ，共 100 匝， 20 ×? 以转速 n=600r/min 匀速转动时， 在合上开关 S 后电动机正常工作时，电压表的示数为 100V，求电动机正常工作 时的输出功率。 解：线圈转动时产生的电动势的最大值为：Em ? N B S ? 2 0 0 2 V ?T 的匀强磁场中绕 O O'O'O × × × × × × × × M S RV(2 分) (1 分)O'V有效值为： E ?Em 2? 200 VE ?U ? 10 A R ? r' 电动机正常工作时的输出功率为 P ? UI ? I 2 r ? 800 W (3 分)设线圈的电阻为 r ' ，则电路中的电流 I 为 I ?(2 分)
2012年全国各地关于物理选修3-2(电磁感应)试题精编——提供以文本文档的格式的各类文档免费下载和在线浏览。}