重难09 电磁感应的应用（重难专练）（上海专用）2026年高考物理二轮复习讲练测

重难09 电磁感应的应用 2 2 一、自感和涡流 2 二、交变电流 3 三、 变压器 4 四、LC振荡电路 6 7 13 20 一、自感和涡流 1．自感现象：由于通过线圈自身的电流发生变化时，线圈本身产生感应电动势，阻碍电流变化的现象。 当原来电流增大时，自感电动势与原来电流方向相反； 当原来电流减小时，自感电动势与原来电流方向相同。 2．影响自感电动势的因素：电流变化率，线圈匝数、面积和长度，有无铁芯。 3. 通电自感和断电自感的比较 通电自感 断电自感 电路图 条件 A1、A2同规格，R＝RL，L较大 L很大(有铁芯) 现象 在S闭合瞬间，A2立即亮起来，A1灯逐渐变亮，最终一样亮 在开关S断开时，A灯渐渐熄灭 原因 由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，使流过A1灯的电流比流过A2灯的电流增加得慢 S断开后，通过L的电流反向通过灯A，A灯不会立即熄灭。 若RL＜RA，IL＞IA，则A灯熄前要闪亮一下； 若RL≥RA，IL≤IA，则A灯逐渐熄灭，不再闪亮一下。 能量转化 电能转化为磁场能 磁场能转化为电能 4. 涡流 (1) 当导体中的电流随时间变化时，导体内部产生旋涡状电流，简称涡流。 (2) 利用：①真空冶炼炉 ②电磁阻尼 ③电磁驱动 (3) 防止： ①变压器的铁芯用平行于磁场的绝缘硅钢薄片 ②电流反向的平行绕线 二、交变电流 1．正弦交流电的产生过程 下图是交流发电机的示意图，主要由永磁体、线圈、金属环、电刷组成。 2．正弦交流电的图象 (1) 基本规律 规律 物理量 函数 图象 电动势 e＝Emsin ωt 电压 u＝Umsin ωt ＝sin ωt 电流 i＝Imsin ωt ＝sin ωt (2) 两个特殊位置点 ①线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变． ②线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变． 3．正弦交流电的描述 (1) 周期和频率：T＝， f＝. (2) 正弦交流电的瞬时值、峰值、有效值： 物理量 物理含义 相互关系 瞬时值 交变电流某一时刻的值 e＝Emsin ωt i＝Imsin ωt 峰值 最大的瞬时值 Em＝nBSω Im＝ 有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值 E＝ U＝ I＝ ※在电路计算中可按最大值或有效值代入欧姆定律计算，得到相应的最大值或有效值。 三、 变压器 1．变压器原理：原副线圈之间的互感现象。示意图如下： 2．理想变压器 (1) 电压关系： (2) 电流关系： (3) 功率关系：由于能量守恒，P入=P出，即： (4) 变压器的电压和电流关系既是有效值也是最大值之间的关系。 (5) 变压器不改变交变电流的频率，即原副线圈中交变电流的频率不变。 3. 理想变压器各物理量变化的决定因素 当理想变压器的原、副线圈的匝数不变时，如果变压器的负载发生变化，可依据下列原则： (1)输入电压决定输出电压 (2)输出电流决定输入电流 (3)输出功率决定输入功率P1，即用多少电能就输入多少电能。 4. 变压器的两类动态电路分析 (1) 原、副线圈匝数比不变，分析原副线圈的电压、电流、电功率随负载电阻而变化的情况， 进行动态分析的顺序是： (2) 负载不变，上述物理量随原线圈、副线圈匝数比的变化而变化的情况： 一般情况下，认为原线圈输入电压U1和匝数n1不变， 当副线圈匝数n2增大时，副线圈两端电压U2增大，流过副线圈的电流I2增大， 变压器输出功率P2增大，则理想变压器的输入功率P1增大，流过原线圈的电流I1增大。 5．变压器原理的应用：远距离高压输电 输电示意图和原理图如下： (1) 功率关系：P1=P2，P3=P4，P2=P损+P3 (2) 电压关系：U3=U2-U线 (3) 由于P线= I22r线 降低损耗的方法 ①减小输电线电阻r ②减小输电电流I，所以常常采用高压输电。 四、LC振荡电路 由线圈和电容器组成的电路，就是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。 ① →放电→ ② →充电→ ③ →放电→ ④ →充电→ ⑤ 甲 电磁振荡过程 乙 电流的周期性变化（以图甲中顺时针方向电流为正） ① ② ③ ④ ⑤ 丙 电容器极板上电荷量的周期性变化（为图甲中上面极板的电荷量） 时刻t 0 T 电荷量q 最多 0 最多 0 最多 电压u 最大 0 最大 0 最大 电场能E电 最大 0 最大 0 最大 电场强度E 最大 0 最大 0 最大 电流i 0 最大 0 最大 0 磁场能E磁 0 最大 0 最大 0 磁感应强度B 0 最大 0 最大 0 （建议用时：20分钟） 1．线圈在电磁感应现象中扮演了重要的角色。如图所示，灯泡、的规格完全相同，线圈L的电阻不计，下列说法中正确的是（　　）    A．当接通电路时，和始终一样亮 B．当断开电路时，立即熄灭、过一会才熄灭 C．当断开电路时，两灯都过一会才熄灭 D．当接通电路时，先达到最大亮度，后达到最大亮度，最后两灯一样亮 【答案】D 【解析】AD．合上开关S接通电路，A2立即亮，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过A1的电流慢慢变大，最后两灯泡的电压一样大，所以一样亮，故A错误，D正确； BC．断开开关S，切断电路时，通过A2的用来的电流立即消失，线圈对电流的减小有阻碍作用，所以通 过A1的电流会慢慢变小，并且通过A2，所以两灯泡一起过一会儿熄灭，故BC错误。 故选D。 2．电磁感应应用之一为理想变压器，如图若原、副线圈的匝数比为。a、b端接入一正弦式交流电源。、为两只规格为“，”的灯泡，两电表为理想交流电表．当滑动变阻器的滑片P处于中间位置时，两灯泡恰好都正常发光。则电流表示数为 A，电压表示数为 V，此时滑动变阻器阻值为 。若在端输入如图所示的交流电u，其有效值为 V，其表达式为 V。 【答案】 440 2200 220 【解析】[1][2]正常发光，可知副线圈两端的电压为 所以原线圈两端电压为 即电压表的读数为， 根据公式 可知原线圈上的电流 根据电流与匝数成反比知副线圈的电流表的示数 [3]滑动变阻器电压为，副线圈总电流为 且副线圈上的电流为 则通过滑动变阻器电流为 则滑动变阻器电阻为 [4]有效值为 [5]由 其表达式为 3．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的感应电动势随时间变化的图像分别如图乙中的曲线a、b所示。曲线a表示的电动势的频率为 Hz，曲线b表示的电动势的最大值为 V。      【答案】 25 10 【解析】[1]曲线a表示的电动势的频率为 [2]曲线a的表示的电动势的最大值为 则曲线b的表示的电动势的最大值为 根据 可得 故曲线b表示的电动势的最大值为 （23-24高三上·上海宝山·期中）电磁感应的发现在科学上和技术上都具有划时代的意义，由此人们发明了发电机、变压器等。 4．如图1为法拉第发现电磁感应现象的实验示意图。当电键闭合瞬间，通过灵敏电流计的电流方向 为 （填“D到C”或“C到D”）。 5．如图2所示，匝数，边长的正方形线框置于匀强磁场中，从图示位置开始计时，让线框绕垂直磁场方向的轴匀速转动，通过线框的磁通量随时间变化的图像如图3所示。在和时，线框中感应电流的方向 （填“相同”或“相反”）；匀强磁场的磁感应强度为 T；线框中感应电动势的有效值为 V；线框中感应电动势的瞬时值表达式为 V。 6．LC电路在电容器充电过程中，电容器的电容 ，线圈中的磁场能 。（选填“不变”、“增加”或“减小”）。 【答案】4．D到C 5．相反 4 6．不变 减小 【解析】4．[1] A线圈连接电源，电流表与线圈B构成闭合电路，将电键闭合瞬间，B线圈磁场由无到有，磁通量发生变化，磁场方向在铁芯中顺时针方向，并且在增加，线圈B中产生感应电流；根据楞次定律增反减同，可确定，通过灵敏电流计的电流方向为D到C。 5．[2]根据图像可知曲线的斜率的正负表示感应电动势的方向，因此0.02s时和0.04s时图像的斜率的正负号相反，说明这两个时刻的电动势方向相反； [3]根据图像可知通过线框的最大磁通量为 解得 [4]根据图像可知线圈转动的周期 转动的角速度为 线圈在转动过程中产生的感应电动势的最大值为 故线圈中感应电动势的有效值为 [5]从线框平面与磁场方向平行开始计时，线框中感应电动势的瞬时值表达式为 6．[6][7] LC电路在电容器充电过程中，电容器的电容不变，充电时电流逐渐减小，线圈中的磁场能减小。 （24-25高二下·上海黄浦·期中）1831年，法拉第通过多年的实验研究终于实现了“磁生电”的梦想，发现了电磁感应定律，并且制造了第一台发电机。如今我们的生活早已离不开电，我们不仅需要发电，还需要将电能输送到千家万户。 7．下列图像中属于交变电流的有哪些 8．如图甲，风力发电装置的风轮机带动内部匝数为N的矩形铜质线圈处在磁感应强度为B的水平匀强磁 场中，线圈面积为S，电阻不计，以角速度ω绕垂直于磁场的水平转轴OO′顺时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。线圈通过电刷E、F与外电路相连，电阻阻值为R。下列说法正确的是（　　） A．线圈转动快慢不会影响感应电动势峰值的大小 B．当线圈转到图示位置时感应电流最大 C．线圈每转动一圈，流过电阻的电流方向改变两次 D．线圈转动过程中电流表的示数为 9．如图所示是发电厂给用户供电的示意图（图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表）。 （1）在远距离输电过程中，往往采用 输电来降低输电线上的损耗，并利用所学知识解释降低损耗的原因。 。 （2）设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用R0表示，变阻器R相当于用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R变小。则在用电高峰时，下列说法正确的是( ) A．电压表V1、V2的读数均不变，电压表V3、V4的读数均减小 B．电流表A1的读数不变，电流表A2、A3的读数均增大 C．电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变 D．输电线路损耗的功率增大 10．（计算）如图甲所示是一种振动发电装置的示意图。一个套在辐向永久磁铁槽中的半径为、匝数匝的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。在线圈所在位置磁感应强度的大小均为，线圈的电阻为，它的引出线接有的小电珠L。外力推动线圈框架的端，使线图沿轴线做简谐运动，便有电流通过小电珠。当线圈运动速度随时间变化的规律如图丙所示时（摩擦等损耗不计）。求： （1）电路中电流的最大值及电压表的示数； （2）t=0.02s时线圈受到的磁场力F的大小； （3）正常发电时小灯泡的功率； （4）在不改变发电装置结构的条件下，要使小灯泡的功率提高，可采取什么办法？（至少说出一种方法）。 【答案】7．①②③ 8．BC 9．（1）高压 见解析 （2）ACD 10．（1）0.4A，；（2）0；（3）；（4）见解析 【解析】7．交变电流的方向随时间做周期性变化。 故选①②③。 8．A．感应电动势峰值为 由此可知，若线圈转动快，则ω变大，峰值变大，故A错误； B．当线圈转到图示位置时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，感应电流 最大，故B正确； C．线圈每转动一圈，两次经过中性面，所以流过电阻的电流方向改变两次，故C正确； D．线圈转动过程中电流表的示数为电流的有效值，即 故D错误。 故选BC。 9．[1][2]输电线上损失的功率为， 由此可知，输电功率一定，提高输电电压，则输电电流减小，输电线上损失的功率减小，所以远距离输 电时应采用高压输电降低输电线上的损耗。 [3]A．由于发电厂的输出电压一定，可知升压变压器的原线圈两端的电压不变，即U1不变，电压表V1 的示数不变，根据可知，升压变压器副线圈两端的电压U2不变，即电压表V2的示数不变，用电 高峰期用电器总电阻减小，根据等效电阻法可知，输电回路中电流增大，即电流表A2示数变大，则输电 线上损失的电压变大，降压变压器原、副线圈两端电压均减小，即V3、V4读数减小，故A正确； B．根据电流与匝数的关系可知，电流表A1、A3读数变大，故B错误； C．电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值等于输电线电阻R0，即比值不变，故C正确； D．由于输电线中的电流变大，则输电线路损耗的功率增大，故D正确。 故选ACD。 10．（1）线圈速度随时间变化关系为 线圈产生的感应电动势为 电流的最大值为 电压表测小电珠两端电压的有效值，示数为 （2）由图可知，t=0.02s时线圈中感应电流为零，线圈受到的磁场力为0； （3）正常发电时小灯泡的功率为 （4）在不改变发电装置结构的条件下，要使小灯泡的功率提高，可增大线圈运动速度，从而增大线圈的最大感应电动势，增大电流，提高功率。 （建议用时：30分钟） 1．（多选）（24-25高二下·上海黄浦·期中）如图甲为小区进口处的智能道闸系统，其简化示意图如图乙，车辆检测器内部的电容器与电感线圈构成LC振荡电路，振荡电流如图丙。在图丙中，下列说法正确的（　　） A．t1时刻电容器两端电压为最大值 B．t3~t4时间内，电容器上的电荷量增加 C．t3时刻，线圈中的自感电动势最大 D．t1~t2时间内，电场能转化为磁场能 【答案】ACD 【解析】A．0~t1时间内，电流减小，说明电容器在充电，t1时刻电流为零，电容器充电结束，电容器上的电荷量最大，根据电容的定义式可知，电容器两端电压最大，故A正确； B．t3~t4时间内，电流不断增大，说明电容器处于放电状态，则电容器上的电荷量减小，故B错误； C．由图可知，t3时刻图线切线的斜率最大，则t3时刻电流变化最快，自感电动势最大，故C正确； D．t1~t2时间内，电流逐渐增大，磁场能增大，则电场能减小，即电场能转化为磁场能，故D正确。 故选ACD。 2．（24-25高二下·上海黄浦·期中）如图所示为电动汽车无线充电示意图，若发射线圈的输入电压为，匝数为500匝，接收线圈的匝数为1000匝，发射线圈输出功率为8.8kW。该装置可看成理想变压器，该装置采用 （选填“直流”或“交流”）电源也能为电动汽车充电，发射线圈与接收线圈中交变电流的频率之比为 ，接收线圈输出电压的峰值为 ，接收线圈输出电流的有效值为 。 【答案】交流 1:1 20A 【解析】[1]变压器是利用电磁感应原理工作的，必须用交流电源在发射线圈中产生变化的磁场，从而在接收线圈中产生感应电流； [2]变压器不改变交变电流的频率，所以发射线圈与接收线圈中交变电流的频率之比为1:1； [3]根据理想变压器原副线圈与匝数的关系可得 所以接收线圈输出电压的峰值为 [4]接收线圈输出电流的有效值为， 代入数据解得 （23-24高三上·上海虹口·期中）电能的应用遍及于生产和生活的各个方面，为了获得和利用电能，人们制造了发电机并通过传输线路将电能传输到工厂、学校、家庭…。 3．发电机是利用电磁感应原理将机械能转化为电能的装置；下列实验装置中与发电机原理相同的是（　　） A． B． C． D． 4．如图为两种不同的发电机结构示意图。图（a）为置于两个磁极间可绕水平轴转动的金属圆盘，其中心与边缘各与一个电刷接触，通过手柄使圆盘转动时可在回路中产生电流：图（b）为位于两磁极间的导体线圈，当其绕图中虚线轴转动时也能产生电流。 （1）说明这两种结构发电机共同的发电原理和输出电流特性。 、 （2）若将图（a）中半径为R的圆盘整体位于方向与盘面垂直，磁感应强度大小为B的均匀磁场中，当圆盘以恒定角速度ω旋转时，与其接触的两电刷间的电动势E= 。 5．交流电技术使高压输电成为现实，家庭电路所使用的就是电压为220V，频率为50Hz的正弦交流电，其电压随时间的变化规律如图所示。图中Um= V，Δt=t2-t1= s。该交变电压的表达式为 。 6．变压器是远距离输电不可或缺的设备。 （1）变压器的基本结构如图所示，在理想变压器中铁芯的作用是 ；理想变压器的输入功率和输出功率之比为 。 （2）变压器的铁芯由相互绝缘的多层硅钢片叠加而成，并使硅钢片平面与磁感应强度的方向平行，这是为了减小铁芯中产生的 。 7．如图，发电机的输出功率P=100kW，电压U1=250V，经理想变压器升压后向用户输电，输电线总电阻R=8Ω，在输电线上损失的功率P0=5kW，在用户端再利用理想变压器将电压降为U2=220V。求： （1）输电线路中的电流I； （2）两个变压器的匝数比=？=？ 【答案】 3．B 4．（1）穿过线圈平面的磁通量发生变化 产生稳定或者周期性变化的感应电流 （2） 5． 0.01 6． 减小磁场的损失 1:1 涡流 7．（1）25A；（2）， 【解析】3．A．通电导体在磁场中受到安培力作用，不是电磁感应现象，故A错误； B．闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，是电磁感应现象，故B正确； C．通电线圈在磁场中转动，不是电磁感应现象，故C错误； D．通电螺线管周围产生磁场，是电流的磁效应，故D错误。 故选B。 4．（1）[1][2]这两种结构发电机共同的发电原理是穿过闭合线圈的磁通量发生变化，a图发电机产生稳定 的电流，b图发电机产生周期性变化的电流； （2）[3]两电刷间的电动势为 5．[1][2][3]根据题意，电压的有效值为220V，所以 所以 6．（1）[1]在理想变压器中铁芯的作用是减小磁场的损失； [2]理想变压器没有能量损失，所以输入功率和输出功率之比为1:1； （2）[3]变压器的铁芯由相互绝缘的多层硅钢片叠加而成，并使硅钢片平面与磁感应强度的方向平行，这是为了减小铁芯中产生的涡流。 7．（1）根据题意有 代入数据解得 （2）由于理想变压器输入功率等于输出功率，所以 ， 联立解得 同理 ， 解得 （23-24高三上·上海黄浦·阶段练习）水力发电一般是指利用位于高处的河流、湖泊，水流至低处使得水轮机转动，水轮机再推动发电机发电。因水力发电厂所发出的电力电压较低，要输送给距离较远的用户，就必须将电压经过变压器增高，再由空架输电线路输送到用户集中区的变电所，最后降低为适合家庭用户、工厂用电设备的电压。 8．水力发电中所使用的发电机应用了（　　） A．磁场对电流的作用原理 B．电磁感应原理 C．电流的热效应 D．库仑定律 9．某小型水力发电站水流量为Q=5m3/s（流量是指流体在单位时间内流过某一横截面的体积），落差为h=10m，已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3、重力加速度g=10m/s2。则单位时间内水的机械能为 。 10．如图所示为该水力发电站发电之后远距离传输给用户的示意图。发电机（内阻不计）的输出电压为U1=250V，输电线总电阻为r=4Ω，为了减小损耗采用了高压输电。在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器，其中n3：n4=190：11，用户获得电压U4=220V，用户获得的功率P1=1.9×105W，若不计变压器损失的能量，求： （1）高压输电线中的电流强度I2； （2）升压变压器原、副线圈的匝数比n1：n2；    11．根据第3题和第4题的条件，进一步计算该电站将水能转化为电能的效率η有多大？ 【答案】8．B 9． 10．（1）50A；（2） 11．40% 【解析】8．水力发电中所使用的发电机应用了电磁感应原理。 故选B。 9．流水经过单位时间的质量 则机械能为 10．（1）由电功率的计算公式可知 由变压器电流与线圈匝数的比值关系有 解得 I2=I3=50A （2）由变压器电压与线圈匝数的比值关系有 线路上损失的电压 ， 升压变压器原、副线圈的匝数比： 解得 11．流水的机械功率为 =WG=W 电站将水能转化为电能的效率 （23-24高二下·上海虹口·期末）电磁感应是指因为磁通量变化产生感应电动势的现象。电磁感应现象的发现，是电磁学领域中最伟大的成就之一，它不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路。 12．下列现象属于电磁感应现象的是（　　） A．电磁炮发射出膛 B．通电导线在磁场中受到力的作用 C．一些物体在磁体或电流的作用下会显现磁性 D．当交变电流通过变压器的原线圈，能使副线圈中产生感应电动势 13．关于电磁感应在生产、生活中的应用，下列说法正确的是（　　） A．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼作用 B．真空冶炼炉的工作原理主要是电流的磁效应 C．变压器使用硅钢作为铁芯材料，原因是硅钢是铁磁性材料且电阻率较小 D．电磁炉可以用陶瓷材料的锅加热食物 14．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0。A和B是两个相同的小灯泡。实验过程中两灯泡均未烧坏，下列说法正确的是（　　） A．开关S由断开变为闭合时，A灯泡逐渐变亮 B．开关S由断开变为闭合时，B灯保持亮度不变 C．开关S由闭合变为断开时，A灯泡逐渐变暗 D．开关S由闭合变为断开时，B灯先变亮再逐渐变暗，直到熄灭 15．面积为S的单匝矩形线圈，放在磁感应强度为的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕轴匀速转动；从图示位置开始计时，则磁通量随时间的变化规律为 ；感应电动势的大小随时间变化的规律为 。 【答案】12．D 13．A 14．AD 15． 【解析】12．A．电磁炮发射出膛是电磁驱动现象，不是电磁感应现象，故A错误； B．通电导线在磁场中受到力的作用不是电磁感应现象，故B错误； C．一些物体在磁体或电流的作用下会显现磁性，这是物体被磁化，不是电磁感应现象，故C错误； D．当交变电流通过变压器的原线圈，能使副线圈中产生感应电动势，这是电磁应现象。故D正确。 故选D。 13．A．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框中可以产生感应电流，能起电磁阻尼的作用，故A正确； B．真空冶炼炉的工作原理主要是炉中金属产生涡流使炉内金属熔化，故B错误； C．变压器的铁芯所使用的材料是硅钢，原因是硅钢是铁磁性材料且电阻率较大，从而减小涡流，减小发 热量，提高变压器的效率，故C错误； D．电磁炉是在金属锅中产生的涡流发热来加热食物的，电磁炉不可以用陶瓷材料的锅来加热食物，故D 错误。 故选A。 14．AB．当开关S由断开变为闭合时，电路接通，由于电感的自感作用产生感应电动势，阻碍电流的流过，则相当于A、B串联，两灯均立即变亮，接着电感的自感效应减弱，电感中电流逐渐变大，B灯电流逐渐减小，最后电感将B灯短路，B灯熄灭，由于A灯分压变大，所以A灯变亮，故A正确，B错误； CD．当开关S由闭合变为断开时，电路断开，A灯立即熄灭，电感由于自感效应，相当于电源并与B灯 构成回路，则B灯突然变亮，并逐渐变暗直至熄灭，故C错误，D正确。 故选AD。 15．[1]图示位置线圈处于中性面，从此位置开始计时， 磁通量随时间的变化规律为 [2]线圈产生的感应电动势 其中 则感应电动势的大小随时间变化的规律为 （建议用时：40分钟） （23-24高二下·上海·期中）电磁感应是重要的物理现象，是发电机、变压器等设备的设计原理，在生活中应用广泛。 1．关于下列四幅插图的说法正确的是（　　） A．甲图中当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快 B．乙图中探测地雷的探测器通过长柄线圈中的电流是变化电流 C．丙图是通过电磁炉生成的电磁波对食物加热 D．丁图中磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，目的是起到电磁驱动的作用 2．如图所示，L是自感系数足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，A和B是两个参数相同的灯泡，若将开关S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开开关S，则下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合时，灯泡A、B同时亮，最后一样亮 B．开关S闭合后，灯泡A、B同时亮，然后灯泡A逐渐熄灭，灯泡B逐渐变亮，最后熄灭 C．开关S断开瞬间，A、B都闪亮一下逐渐熄灭 D．开关S断开瞬间，灯泡A有向左的电流 3．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的感应电动势随时间变化的图像分别如图乙中的曲线a、b所示。时线圈位于 （选填“中性面”或“垂直中性面”），曲线a对应的线圈角速度为 rad／s，曲线b表示的电动势的最大值为 V。 4．如图所示，理想变压器原线圈串联电阻后接入，电压原、副线圈的匝数比 ，电阻、，当滑动变阻器接入电阻时，理想电流表A的示数为4A， 则（　　） A．流过的电流为0.8A，频率为100Hz B．两端的电压为20V，周期为0.02s C．滑片P向上移动时，消耗的功率增大 D．滑片P向上移动时，消耗的功率减小 5．远距离输电使用高压输电。发电站一台发电机输出电功率150kW，输出电压500V，经发电站附近的升压变压器升压后，通过总电阻为10Ω的输电线路将电能输送到远距离的用户附近的降压变压器，经降压到220V后输给用户。已知输电线上损失的电功率为9kW，升、降压变压器均为理想变压器，则升压变压器的原副线圈匝数比为 ，降压变压器的原副线圈匝数比为 。 【答案】1．B 2．D 3． 中性面 10 4．B 5． 【解析】1．A．由电磁驱动原理，图甲中摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢，即同向异步，故A项错误； B．探测地雷的探雷器是利用涡流工作的，士兵手持一个长柄线圈在地面上扫过，线圈中有变化的电流， 如果地下埋着金属物品，金属中感应涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警，故B项 正确； C．电磁炉是采用磁场感应涡流加热食物的，故C项错误； D．丁图中磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，目的是起到电磁阻尼的作用，故D项错误。 故选B。 2．AB．开关闭合时，由于L对电流的阻碍作用，电流会直接通过灯泡A、B，相当于两灯泡串联，两灯泡同时亮，且亮度一样；当电路中电流稳定后，灯泡A相当于被短路了，灯泡A熄灭，B变的更亮，并保持不变，故AB错误； CD．开关断开瞬间，灯泡B中电流消失，灯泡B立即熄灭，但由于电感中产生了感应电动势，且L与灯 泡A组成自感回路，电路中有感应电流的存在，灯泡A有了向左的电流，会闪一下后再熄灭，故C错误， D正确。 故选D。 3．[1]时刻线圈产生的感应电动势均为零，可知此时穿过线圈的磁通量均最大，线圈位于中性面。 [2]由图可知，线圈a转动的周期为0.04s，所以 [3]电动势的最大值为 由图可知 所以 解得 4．AB．依原线圈接入电压的表达式可得 频率为 周期 变压器不改变交流电的频率，两端的电压 又有 ，两端的电压 流过其的电流为 故A错误，B正确； CD．设副线圈的总电阻为，有 由于理想变压器，所以有 即 整理有 由于滑片P向上滑，所以的阻值变大，由上述分析可知，阻值也变大。 由于 所以原线圈的电阻变小，消耗的功率为 所以消耗的功率减小，原线圈两端的电压为 由于 所以副线圈两端的电压增加，即电阻两端的电压增加， 由于 所以消耗的功率也变大，故CD错误。 故选B。 5．[1]根据题意可知升压变压器的原线圈电流为 因为损耗电功率为9kW，所以输送电流即升压变压器副线圈中的电流为 故升压变压器原副线圈的匝数比为 [2]升压变压器输出电压为 输电线上损失的电压为 故降压变压器原线圈两端的电压为 所以降压变压器原副线圈匝数比为 （2023高二下·上海长宁·期中）想象一个没有电灯、电机、电泵、电扇、冰箱或者电梯的世界。如果没有微波，就没有收音机或电视。下次当你按下开关时，你应该想一想尼古拉·特斯拉。特斯拉比其他任何一位发明家都更有资格说自己开创了电力时代。但在他去世70年后，在他的那些主要发明问世一个世纪后，他的名字共不像托马斯·爱迪生，亚历山大·格雷厄姆·贝尔或莱特兄弟那样为人所熟知，特斯拉不安于现状的大脑使他可以进一步超越这些在电力和机械方面的创新。他发明了一种“放大线圈”，它可以大幅度提高电流的频率和电压。特斯拉发现这样的电流可以辐射出电磁波，他敏锐地意识到这些电磁波大有可为。今天，“无线”已经是计算机网络世界中一个无处不在的术语。而特斯拉在100多年前就发现了这一原理。图为特斯拉线圈。 6．从材料中可以看出，线圈在电磁感应现象中扮演了重要的角色。如图所示，灯泡，的规格完全相同，线圈L的电阻不计，下列说法中正确的是（　　） A．当接通电路时，和始终一样亮 B．当接通电路时，先达到最大亮度，后达到最大亮度，最后两灯一样亮 C．当断开电路时，立即熄灭、过一会才熄灭 D．当断开电路时，两灯都立即熄灭 7．我们可以做很多有趣的小实验来探究电磁感应现象的规律。如图所示，铝管竖直置于水平桌面上，小磁体从铝管正上方由静止开始下落，在磁体穿过铝管的过程中，磁体不与管壁接触，且无翻转，不计空气阻力。下列选项正确的是（　　） A．磁体做匀加速直线运动 B．磁体的机械能守恒 C．磁体动能的增加量小于重力势能的减少量 D．铝管对桌面的压力大于铝管和磁体的重力之和 8．如图所示，图甲是LC振荡电路中电流随时间的变化关系图线，若以图乙回路中顺时针方向为电流的正方向，a、b、c、d均为电场能或磁场能最大的时刻，下列说法正确的是（　　） A．图乙中的a是电场能最大的时刻，对应图甲中的时刻 B．图乙中的b是电场能最大的时刻，此后的内电流方向为负 C．图乙中的c是磁场能最大的时刻，对应图甲中的时刻 D．图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后电容器的下极板将充上正电荷 9．2021年12月9日下午，神舟十三号乘组航天员在中国空间站成功进行了“天宫课堂”第一课。航天员太空授课的画面通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．麦克斯韦证实了电磁波的存在 B．电磁波可以在真空中传播 C．电磁波在各种介质中传播的速度都是 D．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 10．调节收音机内部可调电容器的电容，可以选择自己喜欢的广播节目，这一过程称为 。 11．新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线都是电磁波，下列关于电磁波的说法不正确的是（　　） A．射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高 B．光也是电磁波，电磁波是横波 C．电磁波中最容易发生干涉、衍射现象的是无线电波 D．紫外线有显著的热作用，常用于遥感技术中 【答案】6．B 7．C 8．C 9．B 10．调谐 11．D 【解析】6．AB．当接通电路时，A2立即正常发光，而线圈中电流要增大，由于自感电动势的阻碍，灯泡A1中电流只能逐渐增大，则A2先达到最大亮度，A1后达到最大亮度，电路稳定后，最后两灯一样亮，选项B正确，A错误； CD．当断开电路时，A2原来方向的电流立即减小为零，线圈中产生自感电动势，两灯泡串联和线圈组成 回路，由于线圈L的电阻不计，回路中电流从原来值逐渐减小到零，流过A2的电流与原来方向相反，则 A1和A2都要过一会儿才熄灭，选项CD错误。 故选B。 7．A．磁体在铝管中运动的过程中，虽不计空气阻力，但在过程中，出现安培力作负功现象，从而磁体的加速度小于重力加速度；根据法拉第电磁感应定律可知，磁体运动的速度越快，则产生的感应电动势越大，所以受到的安培力也越大，所以磁体的加速度是逐渐减小的，磁体不是做匀加速运动，故A错误； BC．磁体在整个下落过程中，除重力做功外，还有产生感应电流对应的安培力做功，导致减小的重力势 能，部分转化动能外，还要产生内能，故机械能不守恒，且磁体动能的增加量小于重力势能的减少量， 故B错误，C正确； D．以铝管和磁体整体为研究对象，因磁体有向下的加速度，则整体合力向下，故地面对整体的支持力小 于总重力，根据牛顿第三定律可知，铝管对桌面的压力小于铝管和磁体的重力之和，故D错误。 故选C。 8．A．图乙中的a是电场能最大的时刻，由上极板带正电，即充电时电流沿顺时针方向，对应图甲中的 时刻，A错误； B．图乙中的b是电场能最大的时刻，由下极板带正电，此后的内放电，电流沿顺时针方向为正，B错 误； C．图乙中的c是磁场能最大的时刻，此后磁场能转化为电场能，由右手螺旋定则可知电流方向为逆时针 方向，对应图甲中的时刻，C正确； D．图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后磁场能转化为电场能，由右手螺旋定则可知电流方向为顺时针 方向，此后电容C的下极板将充上负电荷，D错误。 故选C。 9．A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，A错误； BC．电磁波可以在真空中传播，在真空中传播的速度是m/s，一般在不同的介质中传播的速度不同， C错误，B正确； D．恒定的电场周围不产生磁场，恒定的磁场周围不产生电场，D错误。 故选B。 10．调节可变电容器的电容可以改变电路的固有频率，使它与要接收的电台的电磁波的频率相同，这个电 磁波在调谐电路里激起较强的电流，从而选出了这个电台。这一过程叫作调谐。 11．A．在电磁波谱中，射线是波长最短的电磁波，它比射线的频率还要高，故A正确； B．光是电磁波，电磁波是横波，故B正确； C．电磁波谱中，无线电波的波长最长，最易发生干涉、衍射现象，故C正确； D．红外线有显著的热作用，常用于遥感技术中，故D错误。 本题选不正确的，故选D。 （23-24高三上·上海崇明·期末）风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，全球风能约有2.74×109MW，可以利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。某风力发电系统有风机叶轮、传动装置，发电机、变流器、机组升压器和升压站等部分组成。完成下列问题： 12．如图，某风力发电机的叶片长35m，匀速转一圈约4s，叶片顶端A点的线速度大小 m/s。某时刻叶片A、B、C三点中( ) A．B和C的角速度相同     B．A和B的线速度相同 C．A和C的线速度相同     D．A和C的向心加速度相同 13．风力发电机的叶片转动时可形成半径为R的圆面，设风速恒定为，风向恰好垂直于叶片转动面，已知空气的密度为，该风力发电机能将此圆面内空气动能的10%转化为电能。则在时间t内经过风力发电机叶片圆面的气流的动能 。此风力发电机的发电功率 。 14．发电机主要是利用下列哪个物理原理工作的（　　） A．电流的磁效应 B．电磁感应原理 C．磁场对电流的作用 D．电磁振荡 15．如图为某发电机的模型，边长l的正方形闭合导线框abcd在磁感强度为B的匀强磁场中绕中心轴顺时针匀速转动，角速度为。某时刻转到线框平面和磁场平行。该时刻导线框内的感应电流方向为 （选“abcda”或者“adcba”）。若线框内有n匝线圈。该时刻线框内感应电动势 。 16．功率为540kW的发电机，发出的电压有效值为700V，通过机组升压变压器将电压升到10kV，则需要的升压变压器原副线圈的匝数之比 ，升压变压器线圈导线的粗细应当选择 。（A．原线圈比副线圈粗B．原线圈比副线圈细C．原线圈和副线圈一样粗细）。 17．从供电网接入小李家的正弦交流电压随时间变化图像如图所示，该交流电的频率 Hz，如用多用表交流电压挡测量该交流电压，则测量值约为 V。 【答案】12．54.95 A 13． 14．B 15．abcda 16． 7:100 A 17． 50 220 【解析】12．[1]叶片转动的角速度为 叶片顶端A点的线速度大小 [2]A．A、B、C三点中同轴转动，角速度相等，故A正确； B．根据 可得 故B错误； C．A和C的线速度大小相等，方向不同，故C错误； D．A和C的向心加速度大小相等，方向不同，故D错误。 故选A。 13．[1]在时间t内经过风力发电机叶片圆面的气流的质量为 在时间t内经过风力发电机叶片圆面的气流的动能为 [2]风力发电机的发电功率为 14．发电机中的闭合线圈在磁场中转动，切割磁感线，产生感应电流，发电机主要是利用电磁感应的原理工作的。 故选B。 15．[1]根据右手定则，该时刻导线框内的感应电流方向为abcda。 [2]线框内感应电动势 16．[1]根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系，升压变压器原副线圈的匝数之比为 [2]根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系 升压变压器原线圈的电流大于副线圈的电流，原线圈导线比副线圈导线粗。 故选A。 17．[1]交流电的频率为 [2]交流电压的测量值为交流电压的有效值，为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难09 电磁感应的应用 2 2 一、自感和涡流 2 二、交变电流 3 三、 变压器 4 四、LC振荡电路 6 7 10 15 一、自感和涡流 1．自感现象：由于通过线圈自身的电流发生变化时，线圈本身产生感应电动势，阻碍电流变化的现象。 当原来电流增大时，自感电动势与原来电流方向相反； 当原来电流减小时，自感电动势与原来电流方向相同。 2．影响自感电动势的因素：电流变化率，线圈匝数、面积和长度，有无铁芯。 3. 通电自感和断电自感的比较 通电自感 断电自感 电路图 条件 A1、A2同规格，R＝RL，L较大 L很大(有铁芯) 现象 在S闭合瞬间，A2立即亮起来，A1灯逐渐变亮，最终一样亮 在开关S断开时，A灯渐渐熄灭 原因 由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，使流过A1灯的电流比流过A2灯的电流增加得慢 S断开后，通过L的电流反向通过灯A，A灯不会立即熄灭。 若RL＜RA，IL＞IA，则A灯熄前要闪亮一下； 若RL≥RA，IL≤IA，则A灯逐渐熄灭，不再闪亮一下。 能量转化 电能转化为磁场能 磁场能转化为电能 4. 涡流 (1) 当导体中的电流随时间变化时，导体内部产生旋涡状电流，简称涡流。 (2) 利用：①真空冶炼炉 ②电磁阻尼 ③电磁驱动 (3) 防止： ①变压器的铁芯用平行于磁场的绝缘硅钢薄片 ②电流反向的平行绕线 二、交变电流 1．正弦交流电的产生过程 下图是交流发电机的示意图，主要由永磁体、线圈、金属环、电刷组成。 2．正弦交流电的图象 (1) 基本规律 规律 物理量 函数 图象 电动势 e＝Emsin ωt 电压 u＝Umsin ωt ＝sin ωt 电流 i＝Imsin ωt ＝sin ωt (2) 两个特殊位置点 ①线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变． ②线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变． 3．正弦交流电的描述 (1) 周期和频率：T＝， f＝. (2) 正弦交流电的瞬时值、峰值、有效值： 物理量 物理含义 相互关系 瞬时值 交变电流某一时刻的值 e＝Emsin ωt i＝Imsin ωt 峰值 最大的瞬时值 Em＝nBSω Im＝ 有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值 E＝ U＝ I＝ ※在电路计算中可按最大值或有效值代入欧姆定律计算，得到相应的最大值或有效值。 三、 变压器 1．变压器原理：原副线圈之间的互感现象。示意图如下，： 2．理想变压器 (1) 电压关系： (2) 电流关系： (3) 功率关系：由于能量守恒，P入=P出，即： (4) 变压器的电压和电流关系既是有效值也是最大值之间的关系。 (5) 变压器不改变交变电流的频率，即原副线圈中交变电流的频率不变。 3. 理想变压器各物理量变化的决定因素 当理想变压器的原、副线圈的匝数不变时，如果变压器的负载发生变化，可依据下列原则： (1)输入电压决定输出电压 (2)输出电流决定输入电流 (3)输出功率决定输入功率P1，即用多少电能就输入多少电能。 4. 变压器的两类动态电路分析 (1) 原、副线圈匝数比不变，分析原副线圈的电压、电流、电功率随负载电阻而变化的情况， 进行动态分析的顺序是： (2) 负载不变，上述物理量随原线圈、副线圈匝数比的变化而变化的情况： 一般情况下，认为原线圈输入电压U1和匝数n1不变， 当副线圈匝数n2增大时，副线圈两端电压U2增大，流过副线圈的电流I2增大， 变压器输出功率P2增大，则理想变压器的输入功率P1增大，流过原线圈的电流I1增大。 5．变压器原理的应用：远距离高压输电 输电示意图和原理图如下： (1) 功率关系：P1=P2，P3=P4，P2=P损+P3 (2) 电压关系：U3=U2-U线 (3) 由于P线= I22r线 降低损耗的方法 ①减小输电线电阻r ②减小输电电流I，所以常常采用高压输电。 四、LC振荡电路 由线圈和电容器组成的电路，就是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。 ① →放电→ ② →充电→ ③ →放电→ ④ →充电→ ⑤ 甲 电磁振荡过程 乙 电流的周期性变化（以图甲中顺时针方向电流为正） ① ② ③ ④ ⑤ 丙 电容器极板上电荷量的周期性变化（为图甲中上面极板的电荷量） 时刻t 0 T 电荷量q 最多 0 最多 0 最多 电压u 最大 0 最大 0 最大 电场能E电 最大 0 最大 0 最大 电场强度E 最大 0 最大 0 最大 电流i 0 最大 0 最大 0 磁场能E磁 0 最大 0 最大 0 磁感应强度B 0 最大 0 最大 0 （建议用时：20分钟） 1．线圈在电磁感应现象中扮演了重要的角色。如图所示，灯泡、的规格完全相同，线圈L的电阻不计，下列说法中正确的是（　　）    A．当接通电路时，和始终一样亮 B．当断开电路时，立即熄灭、过一会才熄灭 C．当断开电路时，两灯都过一会才熄灭 D．当接通电路时，先达到最大亮度，后达到最大亮度，最后两灯一样亮 2．电磁感应应用之一为理想变压器，如图若原、副线圈的匝数比为。a、b端接入一正弦式交流电源。、为两只规格为“，”的灯泡，两电表为理想交流电表．当滑动变阻器的滑片P处于中间位置时，两灯泡恰好都正常发光。则电流表示数为 A，电压表示数为 V，此时滑动变阻器阻值为 。若在端输入如图所示的交流电u，其有效值为 V，其表达式为 V。 3．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的感应电动势随时间变化的图像分别如图乙中的曲线a、b所示。曲线a表示的电动势的频率为 Hz，曲线b表示的电动势的最大值为 V。      （23-24高三上·上海宝山·期中）电磁感应的发现在科学上和技术上都具有划时代的意义，由此人们发明了发电机、变压器等。 4．如图1为法拉第发现电磁感应现象的实验示意图。当电键闭合瞬间，通过灵敏电流计的电流方向 为 （填“D到C”或“C到D”）。 5．如图2所示，匝数，边长的正方形线框置于匀强磁场中，从图示位置开始计时，让线框绕垂直磁场方向的轴匀速转动，通过线框的磁通量随时间变化的图像如图3所示。在和时，线框中感应电流的方向 （填“相同”或“相反”）；匀强磁场的磁感应强度为 T；线框中感应电动势的有效值为 V；线框中感应电动势的瞬时值表达式为 V。 6．LC电路在电容器充电过程中，电容器的电容 ，线圈中的磁场能 。（选填“不变”、“增加”或“减小”）。 （24-25高二下·上海黄浦·期中）1831年，法拉第通过多年的实验研究终于实现了“磁生电”的梦想，发现了电磁感应定律，并且制造了第一台发电机。如今我们的生活早已离不开电，我们不仅需要发电，还需要将电能输送到千家万户。 7．下列图像中属于交变电流的有哪些 8．如图甲，风力发电装置的风轮机带动内部匝数为N的矩形铜质线圈处在磁感应强度为B的水平匀强磁 场中，线圈面积为S，电阻不计，以角速度ω绕垂直于磁场的水平转轴OO′顺时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。线圈通过电刷E、F与外电路相连，电阻阻值为R。下列说法正确的是（　　） A．线圈转动快慢不会影响感应电动势峰值的大小 B．当线圈转到图示位置时感应电流最大 C．线圈每转动一圈，流过电阻的电流方向改变两次 D．线圈转动过程中电流表的示数为 9．如图所示是发电厂给用户供电的示意图（图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表）。 （1）在远距离输电过程中，往往采用 输电来降低输电线上的损耗，并利用所学知识解释降低损耗的原因。 。 （2）设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用R0表示，变阻器R相当于用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R变小。则在用电高峰时，下列说法正确的是( ) A．电压表V1、V2的读数均不变，电压表V3、V4的读数均减小 B．电流表A1的读数不变，电流表A2、A3的读数均增大 C．电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变 D．输电线路损耗的功率增大 10．（计算）如图甲所示是一种振动发电装置的示意图。一个套在辐向永久磁铁槽中的半径为、匝数匝的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。在线圈所在位置磁感应强度的大小均为，线圈的电阻为，它的引出线接有的小电珠L。外力推动线圈框架的端，使线图沿轴线做简谐运动，便有电流通过小电珠。当线圈运动速度随时间变化的规律如图丙所示时（摩擦等损耗不计）。求： （1）电路中电流的最大值及电压表的示数； （2）t=0.02s时线圈受到的磁场力F的大小； （3）正常发电时小灯泡的功率； （4）在不改变发电装置结构的条件下，要使小灯泡的功率提高，可采取什么办法？（至少说出一种方法）。 （建议用时：30分钟） 1．（多选）（24-25高二下·上海黄浦·期中）如图甲为小区进口处的智能道闸系统，其简化示意图如图乙，车辆检测器内部的电容器与电感线圈构成LC振荡电路，振荡电流如图丙。在图丙中，下列说法正确的（　　） A．t1时刻电容器两端电压为最大值 B．t3~t4时间内，电容器上的电荷量增加 C．t3时刻，线圈中的自感电动势最大 D．t1~t2时间内，电场能转化为磁场能 2．（24-25高二下·上海黄浦·期中）如图所示为电动汽车无线充电示意图，若发射线圈的输入电压为，匝数为500匝，接收线圈的匝数为1000匝，发射线圈输出功率为8.8kW。该装置可看成理想变压器，该装置采用 （选填“直流”或“交流”）电源也能为电动汽车充电，发射线圈与接收线圈中交变电流的频率之比为 ，接收线圈输出电压的峰值为 ，接收线圈输出电流的有效值为 。 （23-24高三上·上海虹口·期中）电能的应用遍及于生产和生活的各个方面，为了获得和利用电能，人们制造了发电机并通过传输线路将电能传输到工厂、学校、家庭…。 3．发电机是利用电磁感应原理将机械能转化为电能的装置；下列实验装置中与发电机原理相同的是（　　） A． B． C． D． 4．如图为两种不同的发电机结构示意图。图（a）为置于两个磁极间可绕水平轴转动的金属圆盘，其中心与边缘各与一个电刷接触，通过手柄使圆盘转动时可在回路中产生电流：图（b）为位于两磁极间的导体线圈，当其绕图中虚线轴转动时也能产生电流。 （1）说明这两种结构发电机共同的发电原理和输出电流特性。 、 （2）若将图（a）中半径为R的圆盘整体位于方向与盘面垂直，磁感应强度大小为B的均匀磁场中，当圆盘以恒定角速度ω旋转时，与其接触的两电刷间的电动势E= 。 5．交流电技术使高压输电成为现实，家庭电路所使用的就是电压为220V，频率为50Hz的正弦交流电，其电压随时间的变化规律如图所示。图中Um= V，Δt=t2-t1= s。该交变电压的表达式为 。 6．变压器是远距离输电不可或缺的设备。 （1）变压器的基本结构如图所示，在理想变压器中铁芯的作用是 ；理想变压器的输入功率和输出功率之比为 。 （2）变压器的铁芯由相互绝缘的多层硅钢片叠加而成，并使硅钢片平面与磁感应强度的方向平行，这是为了减小铁芯中产生的 。 7．如图，发电机的输出功率P=100kW，电压U1=250V，经理想变压器升压后向用户输电，输电线总电阻R=8Ω，在输电线上损失的功率P0=5kW，在用户端再利用理想变压器将电压降为U2=220V。求： （1）输电线路中的电流I； （2）两个变压器的匝数比=？=？ （23-24高三上·上海黄浦·阶段练习）水力发电一般是指利用位于高处的河流、湖泊，水流至低处使得水轮机转动，水轮机再推动发电机发电。因水力发电厂所发出的电力电压较低，要输送给距离较远的用户，就必须将电压经过变压器增高，再由空架输电线路输送到用户集中区的变电所，最后降低为适合家庭用户、工厂用电设备的电压。 8．水力发电中所使用的发电机应用了（　　） A．磁场对电流的作用原理 B．电磁感应原理 C．电流的热效应 D．库仑定律 9．某小型水力发电站水流量为Q=5m3/s（流量是指流体在单位时间内流过某一横截面的体积），落差为h=10m，已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3、重力加速度g=10m/s2。则单位时间内水的机械能为 。 10．如图所示为该水力发电站发电之后远距离传输给用户的示意图。发电机（内阻不计）的输出电压为U1=250V，输电线总电阻为r=4Ω，为了减小损耗采用了高压输电。在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器，其中n3：n4=190：11，用户获得电压U4=220V，用户获得的功率P1=1.9×105W，若不计变压器损失的能量，求： （1）高压输电线中的电流强度I2； （2）升压变压器原、副线圈的匝数比n1：n2；    11．根据第3题和第4题的条件，进一步计算该电站将水能转化为电能的效率η有多大？ （23-24高二下·上海虹口·期末）电磁感应是指因为磁通量变化产生感应电动势的现象。电磁感应现象的发现，是电磁学领域中最伟大的成就之一，它不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路。 12．下列现象属于电磁感应现象的是（　　） A．电磁炮发射出膛 B．通电导线在磁场中受到力的作用 C．一些物体在磁体或电流的作用下会显现磁性 D．当交变电流通过变压器的原线圈，能使副线圈中产生感应电动势 13．关于电磁感应在生产、生活中的应用，下列说法正确的是（　　） A．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼作用 B．真空冶炼炉的工作原理主要是电流的磁效应 C．变压器使用硅钢作为铁芯材料，原因是硅钢是铁磁性材料且电阻率较小 D．电磁炉可以用陶瓷材料的锅加热食物 14．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0。A和B是两个相同的小灯泡。实验过程中两灯泡均未烧坏，下列说法正确的是（　　） A．开关S由断开变为闭合时，A灯泡逐渐变亮 B．开关S由断开变为闭合时，B灯保持亮度不变 C．开关S由闭合变为断开时，A灯泡逐渐变暗 D．开关S由闭合变为断开时，B灯先变亮再逐渐变暗，直到熄灭 15．面积为S的单匝矩形线圈，放在磁感应强度为的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕轴匀速转动；从图示位置开始计时，则磁通量随时间的变化规律为 ；感应电动势的大小随时间变化的规律为 。 （建议用时：40分钟） （23-24高二下·上海·期中）电磁感应是重要的物理现象，是发电机、变压器等设备的设计原理，在生活中应用广泛。 1．关于下列四幅插图的说法正确的是（　　） A．甲图中当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快 B．乙图中探测地雷的探测器通过长柄线圈中的电流是变化电流 C．丙图是通过电磁炉生成的电磁波对食物加热 D．丁图中磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，目的是起到电磁驱动的作用 2．如图所示，L是自感系数足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，A和B是两个参数相同的灯泡，若将开关S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开开关S，则下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合时，灯泡A、B同时亮，最后一样亮 B．开关S闭合后，灯泡A、B同时亮，然后灯泡A逐渐熄灭，灯泡B逐渐变亮，最后熄灭 C．开关S断开瞬间，A、B都闪亮一下逐渐熄灭 D．开关S断开瞬间，灯泡A有向左的电流 3．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的感应电动势随时间变化的图像分别如图乙中的曲线a、b所示。时线圈位于 （选填“中性面”或“垂直中性面”），曲线a对应的线圈角速度为 rad／s，曲线b表示的电动势的最大值为 V。 4．如图所示，理想变压器原线圈串联电阻后接入，电压原、副线圈的匝数比 ，电阻、，当滑动变阻器接入电阻时，理想电流表A的示数为4A， 则（　　） A．流过的电流为0.8A，频率为100Hz B．两端的电压为20V，周期为0.02s C．滑片P向上移动时，消耗的功率增大 D．滑片P向上移动时，消耗的功率减小 5．远距离输电使用高压输电。发电站一台发电机输出电功率150kW，输出电压500V，经发电站附近的升压变压器升压后，通过总电阻为10Ω的输电线路将电能输送到远距离的用户附近的降压变压器，经降压到220V后输给用户。已知输电线上损失的电功率为9kW，升、降压变压器均为理想变压器，则升压变压器的原副线圈匝数比为 ，降压变压器的原副线圈匝数比为 。 （2023高二下·上海长宁·期中）想象一个没有电灯、电机、电泵、电扇、冰箱或者电梯的世界。如果没有微波，就没有收音机或电视。下次当你按下开关时，你应该想一想尼古拉·特斯拉。特斯拉比其他任何一位发明家都更有资格说自己开创了电力时代。但在他去世70年后，在他的那些主要发明问世一个世纪后，他的名字共不像托马斯·爱迪生，亚历山大·格雷厄姆·贝尔或莱特兄弟那样为人所熟知，特斯拉不安于现状的大脑使他可以进一步超越这些在电力和机械方面的创新。他发明了一种“放大线圈”，它可以大幅度提高电流的频率和电压。特斯拉发现这样的电流可以辐射出电磁波，他敏锐地意识到这些电磁波大有可为。今天，“无线”已经是计算机网络世界中一个无处不在的术语。而特斯拉在100多年前就发现了这一原理。图为特斯拉线圈。 6．从材料中可以看出，线圈在电磁感应现象中扮演了重要的角色。如图所示，灯泡，的规格完全相同，线圈L的电阻不计，下列说法中正确的是（　　） A．当接通电路时，和始终一样亮 B．当接通电路时，先达到最大亮度，后达到最大亮度，最后两灯一样亮 C．当断开电路时，立即熄灭、过一会才熄灭 D．当断开电路时，两灯都立即熄灭 7．我们可以做很多有趣的小实验来探究电磁感应现象的规律。如图所示，铝管竖直置于水平桌面上，小磁体从铝管正上方由静止开始下落，在磁体穿过铝管的过程中，磁体不与管壁接触，且无翻转，不计空气阻力。下列选项正确的是（　　） A．磁体做匀加速直线运动 B．磁体的机械能守恒 C．磁体动能的增加量小于重力势能的减少量 D．铝管对桌面的压力大于铝管和磁体的重力之和 8．如图所示，图甲是LC振荡电路中电流随时间的变化关系图线，若以图乙回路中顺时针方向为电流的正方向，a、b、c、d均为电场能或磁场能最大的时刻，下列说法正确的是（　　） A．图乙中的a是电场能最大的时刻，对应图甲中的时刻 B．图乙中的b是电场能最大的时刻，此后的内电流方向为负 C．图乙中的c是磁场能最大的时刻，对应图甲中的时刻 D．图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后电容器的下极板将充上正电荷 9．2021年12月9日下午，神舟十三号乘组航天员在中国空间站成功进行了“天宫课堂”第一课。航天员太空授课的画面通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．麦克斯韦证实了电磁波的存在 B．电磁波可以在真空中传播 C．电磁波在各种介质中传播的速度都是 D．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 10．调节收音机内部可调电容器的电容，可以选择自己喜欢的广播节目，这一过程称为 。 11．新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线都是电磁波，下列关于电磁波的说法不正确的是（　　） A．射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高 B．光也是电磁波，电磁波是横波 C．电磁波中最容易发生干涉、衍射现象的是无线电波 D．紫外线有显著的热作用，常用于遥感技术中 （23-24高三上·上海崇明·期末）风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，全球风能约有2.74×109MW，可以利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。某风力发电系统有风机叶轮、传动装置，发电机、变流器、机组升压器和升压站等部分组成。完成下列问题： 12．如图，某风力发电机的叶片长35m，匀速转一圈约4s，叶片顶端A点的线速度大小 m/s。某时刻叶片A、B、C三点中( ) A．B和C的角速度相同     B．A和B的线速度相同 C．A和C的线速度相同     D．A和C的向心加速度相同 13．风力发电机的叶片转动时可形成半径为R的圆面，设风速恒定为，风向恰好垂直于叶片转动面，已知空气的密度为，该风力发电机能将此圆面内空气动能的10%转化为电能。则在时间t内经过风力发电机叶片圆面的气流的动能 。此风力发电机的发电功率 。 14．发电机主要是利用下列哪个物理原理工作的（　　） A．电流的磁效应 B．电磁感应原理 C．磁场对电流的作用 D．电磁振荡 15．如图为某发电机的模型，边长l的正方形闭合导线框abcd在磁感强度为B的匀强磁场中绕中心轴顺时针匀速转动，角速度为。某时刻转到线框平面和磁场平行。该时刻导线框内的感应电流方向为 （选“abcda”或者“adcba”）。若线框内有n匝线圈。该时刻线框内感应电动势 。 16．功率为540kW的发电机，发出的电压有效值为700V，通过机组升压变压器将电压升到10kV，则需要的升压变压器原副线圈的匝数之比 ，升压变压器线圈导线的粗细应当选择 。（A．原线圈比副线圈粗B．原线圈比副线圈细C．原线圈和副线圈一样粗细）。 17．从供电网接入小李家的正弦交流电压随时间变化图像如图所示，该交流电的频率 Hz，如用多用表交流电压挡测量该交流电压，则测量值约为 V。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $