挑戰(zhàn)高考?jí)狠S題-專(zhuān)題09：電磁感應(yīng)與交變電流

更新時(shí)間：2021-05-07 瀏覽次數(shù)：149 類(lèi)型：三輪沖刺

一、單選題

1. (2021高二下·普寧月考) 如圖所示的電路中，A₁和A₂是完全相同的燈泡，線(xiàn)圈L的直流電阻不可以忽略，下列說(shuō)法中正確的是（）

A . 合上S時(shí)，A₁和A₂同時(shí)亮起來(lái) B . 合上S時(shí)，A₂比A₁先亮，且最后A₂比A₁要亮些 C . 斷開(kāi)S時(shí)，A₂立刻熄滅，A₁過(guò)一會(huì)兒熄滅 D . 斷開(kāi)S時(shí)，A₂會(huì)閃亮一下才熄滅

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2. (2021高二下·廣州月考) 一只閉合的矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線(xiàn)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量隨時(shí)間的變化圖像如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（）

A . t=0s時(shí)刻，穿過(guò)線(xiàn)圈平面的磁通量的變化率最大 B . t=0s時(shí)刻線(xiàn)圈平面與中性面重合 C . t=0.1s，線(xiàn)圈中電流方向改變 D . t=0.2s時(shí)刻，線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大

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3. (2021·山東模擬) 如圖所示， $\text{[math]}$ 匝矩形閉合導(dǎo)線(xiàn)框 $\text{[math]}$ 處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 $\text{[math]}$ 的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線(xiàn)框面積為電阻為 $\text{[math]}$ ．線(xiàn)框繞垂直于磁場(chǎng)的軸 $\text{[math]}$ 以角速度 $\text{[math]}$ 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并與理想變壓器原線(xiàn)圈相連，原副線(xiàn)圈匝數(shù)之比為 $\text{[math]}$ ，變壓器副線(xiàn)圈接入一只額定電壓為 $\text{[math]}$ .電阻為 $\text{[math]}$ 的燈泡，燈泡正常發(fā)光．從線(xiàn)框通過(guò)中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A . 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量變化率最大值為 $\text{[math]}$ B . 燈泡中的電流方向每秒改變 $\text{[math]}$ 次 C . 變壓器原線(xiàn)圈兩端電壓最大值為 $\text{[math]}$ D . 線(xiàn)框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流表達(dá)式為 $\text{[math]}$

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4. (2021·惠民模擬) 圖甲為一理想降壓變壓器的示意圖，原線(xiàn)圈接如圖乙所示的交流電，副線(xiàn)圈接R=20Ω的電阻和二極管，原副線(xiàn)圈匝數(shù)之比為50：1。以下說(shuō)法正確的是（）

A . 通過(guò)電阻R的電流頻率為100Hz B . 電阻R消耗的功率為0.2W C . 電阻R兩端電壓的最大值為4 $\text{[math]}$ V D . 電阻R兩端電壓的有效值為2 $\text{[math]}$ V

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5. (2021·南通模擬) 在如圖所示電路中，理想變壓器原線(xiàn)圈接在交流電源上，調(diào)節(jié)滑動(dòng)觸頭Q可以改變副線(xiàn)圈接入電路的匝數(shù)。 $\text{[math]}$ 為定值電阻，燈泡L和滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，P為滑動(dòng)變阻器的滑片，A為交流電流表。開(kāi)關(guān)S閉合，電流表A的示數(shù)為I。則（）

A . 僅將P向下滑動(dòng)，I增大 B . 僅將Q向下滑動(dòng)，燈泡變亮 C . 僅將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，燈泡變亮 D . 僅將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，變壓器的輸入功率增加

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6. (2021高二下·延慶期中) 圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場(chǎng)可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，A為理想交流電流表。線(xiàn)圈繞垂直于磁場(chǎng)的水平軸OO'沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，已知發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈電阻為5Ω，外接一只阻值為5Ω的電阻R，不計(jì)電路的其他電阻，已知電阻R兩端的電壓隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。則（）

A . 線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)速為100r/s B . 交流電流表的示數(shù)為 $\text{[math]}$ C . 0.01s時(shí)線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行 D . 電阻R在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量為4800J

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7. (2021·張家口模擬) 在如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比 $\text{[math]}$ ，原線(xiàn)圈通過(guò)電流表和定值電阻 $\text{[math]}$ 連接 $\text{[math]}$ 的交變電源，定值電阻 $\text{[math]}$ 電流表、電壓表均為理想電表，則（）

A . 電流表示數(shù)為 $\text{[math]}$ B . 電壓表示數(shù)為 $\text{[math]}$ C . 電阻 $\text{[math]}$ 的功率為 $\text{[math]}$ D . 電阻 $\text{[math]}$ 的功率為 $\text{[math]}$

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8. (2021·汕頭模擬) 如圖為日常生活中常見(jiàn)的電子打火灶點(diǎn)火裝置原理圖。將1.5 V直流電壓通過(guò)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為正弦交變電壓 $\text{[math]}$ ，再將其加在匝數(shù)比 $\text{[math]}$ 的理想變壓器的原線(xiàn)圈上，副線(xiàn)圈兩端就可獲得高壓引發(fā)電火花點(diǎn)燃燃?xì)?。下列說(shuō)法正確的是（）

A . 原線(xiàn)圈兩端所接交流電壓表的讀數(shù)為6 V B . 放電針之間電壓最高可達(dá)12000 V C . 放電針之間交流電壓頻率100 Hz D . 放電針每隔0.02 s點(diǎn)火一次

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9. (2021·廣州模擬) 如圖a，理想變壓器的原線(xiàn)圈接入圖b所示的正弦交變電壓。副線(xiàn)圈接10個(gè)并聯(lián)的彩色燈泡，每個(gè)燈泡的額定電壓為 $\text{[math]}$ 、額定電流為 $\text{[math]}$ 。若燈泡都正常工作，則（）

A . 圖b中電壓的有效值為 $\text{[math]}$ B . 圖b中交流電的頻率為 $\text{[math]}$ C . 圖a中原線(xiàn)圈上的電流為 $\text{[math]}$ D . 圖a中原副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為 $\text{[math]}$

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10. (2021·福州模擬) 如圖所示為研究遠(yuǎn)距離輸電的裝置。理想變壓器T₁、T₂的匝數(shù)比相等（n₁：n₂=n₄：n₃），變壓器T₁的輸入電壓 $\text{[math]}$ ，輸電線(xiàn)的總電阻為r，則（）

A . 閉合開(kāi)關(guān)后，燈泡兩端的電壓為50V B . 閉合開(kāi)關(guān)后，通過(guò)燈泡電流的頻率為100Hz C . 閉合的開(kāi)關(guān)數(shù)越多，所有燈泡獲得的總功率越大 D . 依次閉合開(kāi)關(guān)S₁、S₂、S₃·····，燈泡L₁越來(lái)越暗

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二、多選題

11. (2021高二下·普寧月考) 如右圖所示，光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放于導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路。當(dāng)一條形磁鐵N極朝下從高處下落接近回路時(shí) $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

A . P、Q將互相靠攏 B . 產(chǎn)生的電流方向從Q到P C . 磁鐵的加速度仍為g D . 磁鐵的加速度小于g

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12. (2021高二下·廣州月考) 如圖所示，A、B、C是三個(gè)完全相同的燈泡，L是一個(gè)自感系數(shù)較大的線(xiàn)圈（直流電阻可忽略不計(jì)）。則（）

A . S閉合時(shí)，A燈立即亮，然后逐漸熄滅 B . S閉合時(shí)，B燈立即亮，然后逐漸熄滅 C . 電路接通穩(wěn)定后，三個(gè)燈亮度相同 D . 電路接通穩(wěn)定后，S斷開(kāi)時(shí)，B，C燈逐漸熄滅

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13. (2021·遼寧模擬) 如圖所示，理想變壓器原線(xiàn)圈接在電壓有效值不變的正弦交流電源上，圖中各電表均為理想電表， $\text{[math]}$ 為定值電阻， $\text{[math]}$ 為滑動(dòng)變阻器。當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）

A . 電壓表 $\text{[math]}$ 示數(shù)不變 B . 電壓表 $\text{[math]}$ 示數(shù)變小 C . 電流表A示數(shù)變大 D . 電阻 $\text{[math]}$ 功率變大

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14. (2021·唐山模擬) 如圖所示，理想變壓器的初級(jí)線(xiàn)圈連接電壓恒定的交流電源，初、次級(jí)線(xiàn)圈均接入阻值為R的負(fù)載電阻。當(dāng)電鍵S斷開(kāi)時(shí)，與初級(jí)線(xiàn)圈連接的電壓表V₁的示數(shù)為U₁ ，與次級(jí)線(xiàn)圈連接的電壓表V₂的示數(shù)為U₂ ，則以下判斷中正確的是（）

A . 電鍵斷開(kāi)時(shí)，初級(jí)線(xiàn)圈中的輸入電流為 $\text{[math]}$ B . 交流電源的電壓為 $\text{[math]}$ C . 電鍵閉合時(shí)，電壓表V₁的示數(shù)減小 D . 電鍵閉合時(shí)，交流電源輸出功率減小

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15. (2021·漳州模擬) 如圖是遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，兩個(gè)變壓器均為理想變壓器，輸電導(dǎo)線(xiàn)的總電阻為r，升壓變壓器匝數(shù)比為n₁：n₂ ，發(fā)電機(jī)輸出的電功率為P，輸出電壓為U，導(dǎo)線(xiàn)上損失的功率為P_損，用戶(hù)得到的功率為P_用，升壓變壓器原副線(xiàn)圈兩端的電壓分別為U₁、U₂ ，輸電線(xiàn)上輸送的電流大小為I。下列判斷正確的是（）

A . 輸電線(xiàn)上電流大小為 $\text{[math]}$ B . 輸電線(xiàn)上損失的電壓為 $\text{[math]}$ C . 輸電線(xiàn)上損失的功率 $\text{[math]}$ D . 用戶(hù)得到的功率 $\text{[math]}$

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16. (2021·龍巖模擬) 圖中L₁、L₂是規(guī)格為“4V、3W”的燈泡，ab端所接的交變電壓u=16 $\text{[math]}$ sin100 $\text{[math]}$ t（V），現(xiàn)調(diào)節(jié)電阻箱R為某一值時(shí)恰好能使兩個(gè)燈泡均正常發(fā)光，變壓器為理想變壓器。則（）

A . 變壓器原副線(xiàn)圈匝數(shù)比為3：1 B . 變壓器原副線(xiàn)圈匝數(shù)比為4：1 C . 增大電阻箱R連入電路的阻值，電壓表的示數(shù)不變 D . 增大電阻箱R連入電路的阻值，電壓表的示數(shù)增大

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17. (2021高二下·麗水月考) 如圖所示，電池內(nèi)阻不計(jì)，L是電阻不計(jì)、自感系數(shù)足夠大的線(xiàn)圈，D₁、D₂是兩個(gè)規(guī)格相同的燈泡．對(duì)于這個(gè)電路，下列說(shuō)法中正確的是（）

A . S剛閉合瞬間，D₁、D₂同時(shí)亮 B . S剛閉合瞬間，D₁先亮，D₂后亮 C . 閉合S電路達(dá)到穩(wěn)定后，D₁熄滅，D₂比S剛閉合時(shí)亮 D . 閉合S待電路達(dá)到穩(wěn)定后，再將S斷開(kāi)時(shí)，D₁亮一下再逐漸變暗，D₂立即熄滅

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18. (2021高二下·成都月考) 如圖所示，M是理想變壓器，將a、b 接在電壓 $\text{[math]}$ t V的正弦交流電源上．變壓器右側(cè)為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖，其中R_T為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器（其電阻率隨溫度升高而減?。娏鞅鞟₂為值班室的顯示器，顯示通過(guò)R₁的電流，電壓表V₂顯示加在報(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫(huà)出)，R₂為定值電阻．當(dāng)傳感器R_T所在處出現(xiàn)火警時(shí)，以下說(shuō)法中正確的是（）

A . 電流表A₁的示數(shù)不變，電流表A₂的示數(shù)增大 B . 電流表A₁的示數(shù)增大，電流表A₂的示數(shù)減小 C . 電壓表V₁的示數(shù)增大，電壓表V₂的示數(shù)增大 D . 電壓表V₁的示數(shù)不變，電壓表V₂的示數(shù)減小

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19. (2021高二下·成都月考) 如圖所示，有一矩形線(xiàn)圈，面積為S，匝數(shù)為N，整個(gè)線(xiàn)圈的電阻為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，線(xiàn)圈繞OO′軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電阻為R，當(dāng)線(xiàn)圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（）

A . 磁通量的變化量為ΔΦ＝NBS B . 平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 $\text{[math]}$ C . 電阻R所產(chǎn)生的焦耳熱為 $\text{[math]}$ D . 通過(guò)電阻R的電荷量為 $\text{[math]}$

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三、綜合題

20. (2021高二下·泗縣月考) 如圖所示，矩形線(xiàn)圈abcd的匝數(shù)為N =100匝，線(xiàn)圈ab的邊長(zhǎng)為 $\text{[math]}$ bc的邊長(zhǎng)為 $\text{[math]}$ ，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁感線(xiàn)且通過(guò)線(xiàn)圈中線(xiàn)的 $\text{[math]}$ 軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度 $\text{[math]}$ ，若線(xiàn)圈自身電阻為r=1Ω，負(fù)載電阻R=9Ω。試求：
1. （1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值 $\text{[math]}$ ；
2. （2）設(shè)時(shí)間t =0時(shí)線(xiàn)圈平面與磁感線(xiàn)垂直，寫(xiě)出線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；
3. （3） 1分鐘時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q的大?。?
4. （4）線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò) $\text{[math]}$ 的過(guò)程中，通過(guò)R的電荷量。
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21. (2021高二下·蚌埠月考) 如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 $\text{[math]}$ 。矩形線(xiàn)圈ABCD共10匝，線(xiàn)圈的面積 $\text{[math]}$ ，線(xiàn)圈總電阻 $\text{[math]}$ 。線(xiàn)圈繞垂直于磁感線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸 $\text{[math]}$ 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速 $\text{[math]}$ 。外電路中的電阻 $\text{[math]}$ 。從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，求：（結(jié)果可以用π和根號(hào)表示）
1. （1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；
2. （2） $\text{[math]}$ 時(shí)通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量；
3. （3）維持該線(xiàn)圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周，外力需要做的功W。
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22. (2021高二下·蚌埠月考) 如圖1所示，匝數(shù) $\text{[math]}$ ，邊長(zhǎng) $\text{[math]}$ 的正方形線(xiàn)框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，讓線(xiàn)框繞垂直磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)線(xiàn)框的磁通量隨時(shí)間變化的圖象如圖2所示。
1. （1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為T；
2. （2）線(xiàn)框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為V；
3. （3）線(xiàn)框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為。
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23. (2021·遼寧模擬) 如圖為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線(xiàn)圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸 $\text{[math]}$ 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈的匝數(shù)為N匝，線(xiàn)圈所圍面積為S，線(xiàn)圈電阻為r，線(xiàn)圈的兩端經(jīng)滑環(huán)和電刷與阻值為R的電阻相連，其余電阻忽略不計(jì)。測(cè)得電路中交流電流表的示數(shù)為I，求：
1. （1）線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；
2. （2）線(xiàn)圈自中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，寫(xiě)出電源電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式。
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24. (2021高二下·簡(jiǎn)陽(yáng)月考) 如圖所示，一小型發(fā)電機(jī)通過(guò)升壓、降壓變壓器把電能輸送給用戶(hù)，已知發(fā)電機(jī)的輸出功率P=50kW，輸出電壓U₁=500V，升壓變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為n₁：n₂=1：10，兩個(gè)變壓器間的輸電導(dǎo)線(xiàn)的總電阻R=60Ω，降壓變壓器的輸出電壓U₄=220V，變壓器本身的損耗忽略不計(jì)，求：
1. （1）升壓變壓器副線(xiàn)圈兩端的電壓U₂.
2. （2）輸電線(xiàn)上損耗的電功率 $\text{[math]}$ .
3. （3）降壓變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比n₃：n₄.
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25. (2021高二下·成都月考) 如圖甲所示為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)的示意圖，單匝線(xiàn)圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。若從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示。已知發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈內(nèi)阻為1.0Ω，外接燈泡的電阻為9.0Ω。求：
1. （1）寫(xiě)出流經(jīng)燈泡的瞬時(shí)電流的表達(dá)式；
2. （2）轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線(xiàn)圈的最大磁通量；
3. （3）線(xiàn)圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，外力所做的功。
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