专题1.4 电磁感应 交变电流 电磁波 知识清单-2025-2026学年高二上学期物理期末综合复习

该高中物理知识清单系统整合了电磁感应、交变电流、电磁波三大模块内容，涵盖磁通量、楞次定律、法拉第电磁感应定律、变压器原理等12个核心考点，搭建了从基础概念辨析到综合问题解决的递进式学习支架。 清单以思维导图统领知识体系，通过“考点分类+模型建构+表格对比”呈现内容，如单双棒问题用表格梳理过程分析与规律公式，楞次定律推论结合实例图示，培养学生科学思维与物理观念。配套50道综合提升题分层设计，标注重难点与解题技巧，助力学生自主复习，也为教师教学设计提供精准参考。

鼎力物理 https://shop.xkw.com/650102 人教版(2019) 专题1.4 电磁感应 交变电流 电磁波知识清单 目录 【思维导图】 1 【知识梳理】 2 考点一 磁通量 电磁感应现象 2 考点二 楞次定律和右手定则 3 考点三 法拉第电磁感应定律 4 考点四 自感、涡流、电磁阻尼和电磁驱动 5 考点五 电磁感应中的电路问题和图像问题 6 考点六 电磁感应中的单双棒问题 7 考点七 交变电流的两个特殊位置 10 考点八 交变电流的四值问题 10 考点九 变压器的基本关系和动态分析 11 考点十 远距离输电 12 考点十一 电磁振荡 13 考点十二 电磁波谱及特点 14 【综合提升50题】 14 考点一 磁通量 电磁感应现象 一、 磁通量及磁通量的变化 1.磁通量的计算 (1)公式：Φ＝BS。 适用条件：①匀强磁场；②磁场与平面垂直。 (2)若磁场与平面不垂直，应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积，Φ＝BScos θ。式中Scos θ即为平面S在垂直于磁场方向上的投影面积，也称为“有效面积”(如图所示)。 2．判断磁通量是否变化的方法 (1)根据公式Φ＝BS sin θ(θ为B与S间的夹角)判断。 (2)根据穿过平面的磁感线的条数是否变化判断。 二、感应电流产生的条件 1．判断感应电流有无的方法 3．产生感应电流的三种常见情况 考点二 楞次定律和右手定则 一、楞次定律 1.内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 2.适用范围：一切电磁感应现象 3.“阻碍”的含义及步骤 楞次定律中“阻碍”的含义 “四步法”判断感应电流方向 二、右手定则 1.内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。 2.适用情况：导线切割磁感线产生感应电流。 3.右手定则应用“三注意”： ①磁感线必须垂直穿入掌心。 ②拇指指向导体运动的方向。 ③四指所指的方向为感应电流方向。 三、楞次定律的推论 内容 例　证 阻碍原磁通量变化——“增反减同” 阻碍相对运动——“来拒去留” 使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩” 考点三 法拉第电磁感应定律 1.利用法拉第电磁感应定律求电动势 (1)公式E＝n求解的是一个回路中某段时间内平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值。 (2)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率共同决定，而与磁通量Φ的大小、变化量ΔΦ的大小没有必然联系。 (3)磁通量的变化率对应Φ­t图线上某点切线的斜率。 (4)通过回路截面的电荷量q＝，仅与n、ΔΦ和回路电阻R有关，与时间长短无关。 （5）感应电动势E＝S有效中的S有效为圆环回路在磁场中的面积，而不是圆环回路的面积。 2.动生电动势的大小 （1）E＝Blv的三个特性 正交性 本公式要求磁场为匀强磁场，而且B、l、v三者互相垂直 有效性 公式中的l为导体棒切割磁感线的有效长度，如图中ab 相对性 E＝Blv中的速度v是导体棒相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系 （2）动生电动势的三种情况 情景图 研究对象 一段直导线(或等效成直导线) 绕一端转动的一段导体棒 绕与B垂直的轴转动的导线框 表达式 E＝BLv E＝BL2ω E＝NBSωsin ωt 考点四 自感、涡流、电磁阻尼和电磁驱动 一、通电和断电自感 与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡 电路图 通电时 电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮 电流突然增大，然后逐渐减小达到稳定 断电时 电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向不变 电路中稳态电流为I1、I2： ①若I2≤I1，灯泡逐渐变暗； ②若I2＞I1，灯泡“闪亮”后逐渐变暗。 两种情况下灯泡中电流方向均改变 二、涡流 1.产生涡流的两种情况 (1)块状金属放在变化的磁场中。 (2)块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。 2．产生涡流时的能量转化 伴随着涡流现象，其他形式的能转化成电能最终在金属块中转化为内能。 (1)金属块放在变化的磁场中，则磁场能转化为电能，最终转化为内能。 (2)如果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，则由于克服安培力做功，金属块的机械能转化为电能，最终转化为内能。 三、电磁阻尼和电磁驱动 电磁阻尼 电磁驱动 不同点 成因 由于导体在磁场中运动而产生感应电流，从而使导体受到安培力 由于磁场运动引起磁通量的变化而产生感应电流，从而使导体受到安培力 效果 安培力的方向与导体运动方向相反，阻碍导体运动 导体受安培力的方向与导体运动方向相同，推动导体运动 能量转化 导体克服安培力做功，其他形式能转化为电能，最终转化为内能 由于电磁感应，磁场能转化为电能，通过安培力做功，电能转化为导体的机械能，而对外做功 相同点 两者都是电磁感应现象，都遵循楞次定律，都是安培力阻碍引起感应电流的导体与磁场间的相对运动 考点五 电磁感应中的电路问题和图像问题 1．电磁感应中电路知识的关系图 2．“三步走”分析电路为主的电磁感应问题 3．电磁感应图像问题的种类及分析方法 4．电磁感应图像类选择题的常用解法 (1)排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是物理量的正负，排除错误的选项。 (2)函数法：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图像进行分析和判断。 考点六 电磁感应中的单双棒问题 1.用动量观点处理电磁感应中的单棒模型 (1)三类常见单棒模型 模型 过程分析 规律 阻尼式 （导轨光滑，电阻为R，导体棒电阻为r） 设运动过程中某时刻的速度为v，加速度为a，，a、v反向，导体棒做减速运动，v↓⇒a↓，当a＝0时，v＝0，导体棒做加速度减小的减速运动，最终静止 1.力学关系：； 2.能量关系： 3.动量电量关系：； 电动式 （导轨光滑，电阻为R，导体棒电阻不计，电源电动势为E内阻为r） 开关S闭合瞬间，ab棒受到的安培力 ，此时，速度v↑ ⇒E反BLv↑⇒ ⇒FA＝BIL↓⇒加速度a↓， 当E反＝E时，v最大， 且 1.力学关系：； 2.动量关系： 3.能量关系： 4.两个极值： (1)最大加速度：当v=0时，E反=0， (2)最大速度：当E反＝E时， 发电式 (导轨光滑，电阻为R，导体棒电阻为r，F为恒力) 设运动过程中某时刻棒的速度为v，加速度为， 随v的增加，a减小， 当a＝0时，v最大。 1.力学关系： 2.动量关系： 3.能量关系： 4.两个极值： （1）最大加速度：当v=0时，。 （2）最大速度：当a=0时， (2)三类含容单棒模型 模型 过程分析 规律 放电式 (先接1后接2,导轨光滑) 电容器充电后，电键接2后放电，导体棒向右移动，切割磁感线，产生反电动势，当电容器电压等于Blvm时，导体棒以最大速度匀速运动。 1.电容器充电量： 2.放电结束时电量： 3.电容器放电电量： 4.动量关系：； 5.功能关系： 无外力充电式 （导轨光滑） 充电电流减小，安培力减小，a减小，当a＝0时，导体棒匀速直线运动 达到最终速度时： 1.电容器两端电压：（v为最终速度） 2.电容器电量： 3.动量关系：； 有外力充电式 （所有电阻不计， 导轨光滑） 电容器持续充， 得I恒定，a恒定，导体棒做匀加速直线运动 1.力学关系： 2.电流大小： 3.加速度大小： 2.用动量观点处理电磁感应中的双棒模型 (1)等间距双棒模型 模型 过程分析 规律 无外力等距式 （导轨光滑） 棒2做变减速运动，棒1做变加速运动，稳定时，两棒的加速度均为零，以相同的速度匀速运动.对系统动量守恒，对其中某棒适用动量定理。 1.电流大小： 2.稳定条件：两棒达到共同速度 3.动量关系： 4.能量关系：； 有外力等距式 （导轨光滑） a2减小，a1增大，当a2＝a1时二者一起匀加速运动，存在稳定的速度差 1.电流大小： 2.力学关系：；。（任意时刻两棒加速度） 3.稳定条件：当a2＝a1时，v2-v1恒定；I恒定；FA恒定；两棒匀加速。 4.稳定时的物理关系： ；；； (2)不等间距双棒模型 模型 过程分析 规律 无外力不等距式 （导轨光滑） 棒1做变减速运动，棒2做变加速运动，稳定时，两棒的加速度均为零，两棒以不同的速度做匀速运动，所围的面积不变.v1L1＝v2L2 1.动量关系：； 2.稳定条件： 3.最终速度：； 4.能量关系： 5.电量关系： 考点七 交变电流的两个特殊位置 1.两个特殊位置的对比： 中性面位置（甲、丙） 与中性面垂直位置（乙、丁） 位置 线圈平面与磁场垂直 线圈平面与磁场平行 磁通量 最大 零 磁通量变化率 零 最大 感应电动势 零 最大 感应电流 零 最大 电流方向 改变 不变 2.交变电流的变化特点 （1）线圈转至与磁感线平行时，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故线圈每转一周，电动势最大值出现两次。 （2）线圈每经过中性面一次，感应电流和感应电动势的方向都要改变一次。线圈转动一周，两次经过中性面，感应电动势和感应电流的方向都改变两次。 考点八 交变电流的四值问题 1.峰值： （1）由e＝NBSωsin ωt可知，电动势的峰值Em＝NBSω。 （2）交变电动势的最大值，由线圈匝数N、磁感应强度B、转动角速度ω及线圈面积S决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关，但转轴必须垂直于磁场，因此如图所示几种情况，若N、B、S、ω相同，则电动势的最大值相同。 （3）电流的峰值可表示为Im＝。 2.正弦交变电流的瞬时值表达式： （1）从中性面位置开始计时：e＝Emsinωt，i＝Imsinωt，u＝Umsinωt。 （2）从与中性面垂直的位置开始计时：e＝Emcosωt，i＝Imcosωt，u＝Umcosωt。 3.有效值的计算方法： 求解交变电流的有效值，通常采用以下两种方法： （1）若按正（余）弦规律变化的交变电流，可利用交变电流的有效值与峰值的关系求解，即E＝，U＝，I＝。 （2）对于非正弦式交变电流，必须根据有效值的定义进行计算。 第一步：计算交变电流在一个周期内产生的热量Q； 第二步：将热量Q用相应的物理量的有效值表示Q＝I2RT或Q＝T； 第三步：代入数值，求解有效值。 4.提醒： （1）在交流电路中，电压表、电流表、功率表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值，在没有具体说明的情况下，所给出的交变电流的电压、电流指的都是有效值。 （2）在计算交变电流通过导体产生的热量和电功率以及确定保险丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值，如电功率的计算式P＝UI中，U、I均为有效值；若计算通过电路某一横截面的电量，必须用交变电流的平均值。 考点九 变压器的基本关系和动态分析 1.理想变压器的基本关系 理想变压器 没有能量损失(铜损、铁损)，没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中) 基本关系 功率关系 原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，P入＝P出 电压关系 原、副线圈的电压比等于匝数比，U1∶U2＝n1∶n2，与负载的多少无关 电流关系 只有一个副线圈时，I1∶I2＝n2∶n1；有多个副线圈时，由P入＝P出即I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn得I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn 频率关系 f1＝f2(变压器不改变交流电的频率) 处理技巧 等效电阻 2.理想变压器的动态分析 匝数比不变的情况 负载电阻不变的情况 (1)U1不变，根据＝，输入电压U1决定输出电压U2，可以得出不论负载电阻R如何变化，U2不变。 (2)当负载电阻发生变化时，I2变化，根据输出电流I2决定输入电流I1，可以判断I1的变化。 (3)I2变化引起P2变化，根据P1＝P2，可以判断P1的变化。 (1)U1不变，发生变化，U2变化。 (2)R不变，U2变化，I2发生变化。 (3)根据P2＝和P1＝P2，可以判断P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化。 考点十 远距离输电 1.远距离输电的几个基本关系式： （1）功率关系：P1＝P2，P2＝P损＋P3，P3＝P4。 （2）电压关系：＝，U2＝U线＋U3，＝。 （3）电流关系：＝，I2＝I线＝I3，＝。 （4）输电电流：I线＝＝＝＝。 （5）输电导线上损耗的电功率：P损＝P2－P3＝IR线＝＝U线I线。 （6）输电导线上的电压损失：U线＝I线R线＝U2－U3。 2.两个联系： （1）线圈1（匝数为n1）和线圈2（匝数为n2）中各个量间的关系是：＝，I1n1＝I2n2，P1＝P2。 （2）线圈3（匝数为n3）和线圈4（匝数为n4）中各个量间的关系是：＝，I3n3＝I4n4，P3＝P4。 3.掌握一个定律：根据能量守恒定律得P2＝ΔP＋P3。 考点十一 电磁振荡 1.电磁振荡过程各物理量变化情况规律： 时刻（时间） 工作过程 q E i B 能量 0→ 放电过程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm E电→E磁 → 充电过程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0 E磁→E电 → 放电过程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm E电→E磁 →T 充电过程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0 E磁→E电 2.振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像（如图所示）： 3.LC振荡电路充、放电过程的判断方法 （1）根据电流流向判断，当电流流向带正电的极板时，处于充电过程；反之，处于放电过程。 （2）根据物理量的变化趋势判断：当电容器的带电荷量q（U、E）增大时，处于充电过程；反之，处于放电过程。 （3）根据能量判断：电场能增加时，充电；磁场能增加时，放电。 4.发射电磁波的条件： （1）要有足够高的振荡频率。理论研究表明，振荡电路向外界辐射能量的本领，即单位时间内辐射出去的能量，与振荡频率密切相关，频率越高，发射电磁波的本领越大。 （2）开放电路，要使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间。 5.电磁波的发射示意图（如图所示）： 考点十二 电磁波谱及特点 1.电磁波谱的排列： 按波长由长到短依次为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 2.不同电磁波的特点及应用： 特点 用途 无线电波 波动性强 广播和通讯，天体卫星研究 红外线 热作用强 红外线摄影；红外线遥感 可见光 感光性强 复色光波长（红）（紫）（频率） 没有大气；天空蓝色原因短波散射；傍晚阳光红色原因短波吸收 紫外线 化学作用；荧光效应 灭菌消毒，促进人体对钙的吸收，利用荧光效应防伪 X射线 穿透力强 检查、探测、透视、治疗 γ射线 穿透力最强 治疗疾病、探测金属部件内部缺陷 1．如图所示，有一金属圆环置于条形磁铁左端，圆环平面与条形磁铁左端面重合，磁铁处于圆环中央位置，现把圆环平行向右移动到条形磁铁的正中间（条形磁铁始终过圆环中心），关于该过程中圆环中磁通量的变化，下列说法正确的是（　　） A．磁通量逐渐变大 B．磁通量逐渐变小 C．磁通量先变大后变小 D．磁通量先变小后变大 【答案】A 【详解】磁感线是闭合的，根据条形磁铁磁感线的特点，可知磁铁外部穿过圆环的磁通量变小，但磁铁内部穿过圆环的磁通量保持不变且可与外部穿过圆环的磁通量相抵消，所以圆环中的磁通量变大。 故选A。 2．如图所示，边长为L的正方形线圈ABCD放置于磁感应强度为B的水平向右的匀强磁场中，此时线圈平面与磁场平行，且磁场与AB平行，下列说法正确的是（　　） A．线圈以AB为轴转动，能产生感应电流 B．线圈以AC为轴转动，不能产生感应电流 C．线圈以AC为轴转动90°的过程中，磁通量的变化量为 D．线圈以AB为轴转动90°的过程中，磁通量的变化量为 【答案】C 【详解】A．线圈以AB为轴转动，通过线圈的磁通量始终为零，磁通量没有变化，所以没有感应电流，A错误； B．线圈以AC为轴转动，通过线圈的磁通量改变，线圈中产生了感应电动势，所以有感应电流，B错误； C．线圈以AC为轴转动90°的过程中，图中的位置上，磁通量，转过90°时的磁通量 ，磁通量的变化量 ，C正确； D．线圈以AB为轴转动90°的过程中，通过线圈的磁通量始终为零,磁通量的变化量也是零，D错误。 故选C 。 3．以下几种物理情境，线圈或回路中能产生感应电流的是（　　） A．甲图中导线平行放置在水平面上的圆形线圈的某条直径上方，增大导线中的电流 B．乙图中两根金属杆置于平行金属导轨上，以相同的速率反向运动 C．丙图中矩形导电线圈垂直于匀强磁场匀速向右平移过程中 D．丁图中轴与磁场平行，线圈绕轴转动过程中 【答案】B 【详解】A．通过线圈的磁通量始终为零，磁通量没有变化，不能产生感应电流，A错误； B．两根金属杆置于平行金属导轨上，以相同的速率反向运动，闭合回路的面积增加，磁通量增大，回路中有感应电流，B正确； C．矩形导电线圈垂直于匀强磁场匀速向右平移过程中，线圈的磁通量始终为，磁通量没有变化，不能产生感应电流，C错误； D．线圈绕轴转动过程中，线圈的磁通量始终为零，磁通量没有变化，不能产生感应电流，D错误。 故选 B。 4．如图所示，水平绝缘的桌面上放置一个金属环，现有一个竖直的条形磁铁从圆环左上方沿水平方向快速移动经过正上方到达右上方，在此过程中（    ） A．圆环一定向右运动 B．圆环受到的摩擦力方向不变 C．圆环对桌面的压力一直增大 D．圆环对桌面的压力先减小后增大 【答案】B 【详解】A．当磁铁向右运动时，线圈中的磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈有向下和向右的趋势，但不知道圆环受到水平面的摩擦力大小，所以金属环不一定运动，故A错误； BCD．当磁铁向右运动靠近环时，线圈中的磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈有向下和向右的趋势，安培力合力斜向右下方；而磁铁远离线框时，线圈有向右和向上的运动趋势，同时运动趋势向右，安培力合力斜向右上方，可知环有向右运动的趋势，可能向右运动，受到的摩擦力的方向一定始终向左，方向不变，同时环对桌面的压力先增大后减小，故B正确，CD错误。 故选B。 5．如图所示，某同学改装了一把吉他，吉他身上安装着线圈，金属琴弦通有方向向上的恒定电流。当琴弦在线圈所在平面振动时，线圈中会产生感应电流，经信号放大器放大后由扬声器发出乐音。关于此过程，下列说法正确的是（　　） A．琴弦向左运动时，线圈有收缩的趋势 B．琴弦向右运动时，线圈中产生逆时针方向的感应电流 C．琴弦振动时，线圈中电流方向始终不变 D．若将线圈换成塑料线圈，吉他仍能正常发出乐音 【答案】B 【详解】A．琴弦向左运动的过程中，穿过线圈的磁通量减小，由“增缩减扩”可知，线圈有扩张的趋势，故A错误； B．琴弦向右运动时，穿过线圈的磁通量向里增大，根据楞次定律可知，线圈中产生逆时针方向的感应电流，故B正确； C．分析可知，琴弦向左运动时，线圈中产生顺时针方向的感应电流，故琴弦振动时，线圈中的电流方向发生改变，故C错误； D．若将线圈换成塑料线圈，则无法发生电磁感应现象，则吉他不能正常发出乐音，故D错误。 故选B。 6．如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，发现细线悬挂的线圈c向左偏转（　　） A．向右做匀速运动 B．向右做加速运动 C．向左做减速运动 D．向左做匀速运动 【答案】B 【详解】AD．导体棒ab向右或向左做匀速运动时，ab中产生的感应电流不变，螺线管产生的磁场是稳定的，穿过c的磁通量不变，c中没有感应电流，不受安培力作用，不会被螺线管吸引或排斥，故AD错误； B．导体棒ab向右做加速运动时，根据法拉第电磁感应定律 可得ab中产生的感应电流 增大，螺线管产生的磁场增大，穿过c的磁通量增大，相当于螺线管靠近线圈c，根据“来拒去留”规律，螺线管与线圈c相互排斥，线圈c将向左摆动，故B正确； C．同理，可知当导体棒ab向左做减速运动时，ab中产生的感应电流减小，螺线管产生的磁场减小，穿过c的磁通量减小，相当于螺线管远离线圈c，根据“来拒去留”规律，螺线管与线圈c相互吸引，线圈c将向右摆动，故C错误。 故选B。 7．如图，水平长直玻璃管外套有线圈，线圈与电压传感器组成闭合回路，玻璃管内、线圈的左侧有一磁铁通过细绳与电动机（图中未画出）相连。通过调节磁铁速度大小以及接入回路中的线圈匝数，可以研究法拉第电磁感应定律。现分别让磁铁以恒定速度v、2v匀速穿过线圈，线圈接入回路中的匝数分别调节为n、2n，得到下列四幅线圈两端电压随时间变化的图像（图像中标注的时间段对应磁铁通过的距离是相同的）。已知磁铁运动过程中不会发生翻转，线圈缠绕方向已标出，电压传感器可视为理想电压表，下列说法正确的是（　　） A．从右向左看，线圈电流方向先顺时针后逆时针 B．图3对应的磁铁速度为2v、线圈匝数为n C．线圈对磁铁的作用力先向左后向右 D．图3、图4中t轴上方面积相同 【答案】D 【详解】A．磁铁S极向右，线圈磁通量先变大后变小，根据楞次定律与右手螺旋定则，线圈电流方向先逆时针后顺时针，A错误； B．磁铁以恒定速度v、2v穿过线圈，所用时间分别为t、，所以图1，图3对应的磁铁速度为v，图2、图4对应的磁铁速度为2v，若其余条件相同，仅匝数分别为n、2n时，线圈电动势最大值应为2倍关系，图1，图2对应的线圈匝数为n，图3，图4对应的线圈匝数为2n，B错误； C．根据楞次定律来拒去留可知线圈对磁铁的作用力始终阻碍两者的相对运动，C错误； D．根据法拉第电磁感应定律，图3、图4中t轴上方面积为，D正确。 故选D。 8．如图所示为某品牌汽车的减震系统装置示意图，强磁体固定在汽车底盘上，阻尼线圈固定在轮轴上，轮轴与底盘通过弹簧主减震系统相连，在振动过程中磁体可在线圈内上下移动。则（    ） A．对调磁体的磁极，电磁减震系统就起不到减震效果 B．增多线圈匝数，不影响安培力的大小 C．只要产生振动，电磁减震系统就能起到减震效果 D．振动过程中，线圈中有感应电流，且感应电流方向不变 【答案】C 【详解】AC．对调磁体的磁极，震动过程线圈仍会产生感应电流，不影响减震效果。故A错误；C正确； B．根据法拉第电磁感应定律 线圈匝数越多，产生的感应电动势越大，线圈电流越大，电磁阻尼现象越明显，会影响安培力的大小。故B错误； D．振动过程中，线圈中磁通量的变化情况会根据磁体的靠近或者远离而不同，由楞次定律可知，感应电流方向也会随之改变。故D错误。 故选C。 9．转速传感器用来检测齿轮旋转速度，为汽车自动控制系统提供关键数据。转速传感器结构示意图如图甲所示，当齿轮转动时会导致感应线圈内磁通量变化，产生感应电流。当齿轮从图甲中位置开始计时，0~0.2s内车载电脑显示的电流信号如图乙所示，该齿轮共有12个凸齿。下列说法正确的是（　　）    A．齿轮的转速为5r/s B．齿轮的旋转周期为2.4s C．t=0.1s时，感应线圈内磁通量的变化率最大 D．0.05s~0.15s内，感应线圈内磁通量的变化率先变大后变小 【答案】B 【详解】B．由图乙可知，电流信号的周期为0.2s，而齿轮共有12个凸齿，则齿轮的旋转周期为 故B正确； A．齿轮的转速为 故A错误； C．由图乙可知，t=0.1s时，感应电流为零，则感应电动势为零，所以感应线圈内磁通量的变化率为零，故C错误； D．0.05s~0.15s内，感应电流先减小后增大，则感应电动势先减小后增大，所以感应线圈内磁通量的变化率先变小后变大，故D错误。 故选B。 10．如图，圆柱形区域内存在竖直向上的磁场，磁感应强度的大小随时间的变化关系为，其中、为正的常数。在此区域的水平面内固定一个半径为内壁光滑的圆环形细玻璃管，将一电荷量大小为的带负电小球在管内由静止释放，不考虑带电小球在运动过程中产生的磁场，则从上往下看，下列说法正确的是（　　） A．小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 B．小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 C．小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 D．小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 【答案】A 【详解】根据磁感应强度可判断磁场均匀增大，从上往下看，产生顺时针方向的感应电场，带负电的小球受力方向与电场方向相反，所以小球沿逆时针方向运动，感应电动势 转动一周的过程中，小球动能的增量等于电场力做的功，即 故选A。 11．如图所示，将一根表面涂有绝缘漆的相同硬质细导线绕成闭合线圈，线圈中大圆环半径为小圆环的3倍，已知小圆环面积为S，垂直线圈平面方向有一匀强磁场，磁感应强度随时间变化关系式为B=kt（k为大于零的常数），则线圈中产生的感应电动势大小为（　　） A．kS B．5kS C．9kS D．13kS 【答案】B 【详解】由于线圈中大圆环半径为小圆环的3倍，则大圆环面积为小圆环的9倍，小圆环产生的感应电动势和大圆环产生的感应电动势方向相反，所以 故选B。 12．如图甲所示，一个匝数的圆形导体线圈，面积，电阻。在线圈中存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地，则下列说法正确的是（    ） A．圆形线圈中产生的感应电动势为6V B．电阻R两端的电压为4.5V C．通过电阻R的电流为1.5A D．在0~4s时间内，流经电阻R的电荷量为9C 【答案】C 【详解】A．线圈产生的电动势为 V=4.5V 故A错误； BC．根据欧姆定律可知，电流为 A 电阻R两端的电压为 V 故B错误，C正确； C．在0~4s时间内，流经电阻R的电荷量为 C 故D错误； 故选C。 13．如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以角速度匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．棒产生的电动势为 B．电阻消耗的电功率为 C．微粒的电荷量与质量之比为 D．电容器所带的电荷量为 【答案】C 【详解】AB．根据法拉第电磁感应定律可得，棒产生的电动势为 电路中的电流 电阻消耗的电功率为 故AB错误； CD．由于导体棒电阻不计，则电容器两端电压等于电动势，则有 解得 电容器所带的电荷量为 故C正确，D错误。 故选C。 14．飞机水平匀速飞越南极上空时，由于地磁场的作用，下列说法正确的是（    ） A．从东向西飞行，机翼上有从左向右的电流 B．从东向西飞行，机翼上有从右向左的电流 C．从西向东飞行，左侧机翼电势较高 D．从西向东飞行，右侧机翼电势较高 【答案】D 【详解】AB．地理上的南极是地磁的北极，则在南极上空地磁场斜向上，地磁场有水平向北的分量，和竖直向上的分量，当飞机从东向西飞行时，飞机切割磁感线产生感应电动势，但飞机不能构成闭合回路，因此机翼中无电流，故AB错误； CD．当飞机从西向东飞行时，飞机切割磁感线产生感应电动势，由右手定则可知，右侧机翼电势较高，故C错误，D正确。 故选D。 15．1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机—法拉第圆盘发电机，其原理图如图所示，水平匀强磁场B垂直于盘面，圆盘绕水平轴C以角速度匀速转动，铜片D与圆盘的边缘接触，圆盘、导线和电阻R组成闭合回路，圆盘半径为L，圆盘接入CD间的电阻为R，其他电阻均可忽略不计。下列说法正确的是（　　） A．点电势高于点电势 B．两端的电压为 C．圆盘转动过程中，产生的电功率为 D．圆盘转动过程中，安培力的功率为 【答案】D 【详解】A．根据右手定则可知， C处的电势比D处的电势低，故A错误； B．圆盘产生的电动势大小 两端的电压为 故B错误； C．圆盘转动过程中，根据欧姆定律得电路中的电流为 则圆盘转动过程中，产生的电功率为 故C错误； D．圆盘转动过程中，安培力的功率为 故D正确。 故选D。 16．如图电路中，A、B是相同的两小灯泡。L是一个带铁芯线圈，电阻可不计。调节R，可使电路稳定时两灯都正常发光，则（　　） A．闭合S时，A、B灯都立刻变亮 B．断开S时，A、B灯一起慢慢熄灭 C．断开S时，通过A、B两灯的电流方向都与原电流方向相同 D．断开S时，B灯会突然闪亮一下后再熄灭 【答案】B 【详解】A．开关闭合时，B灯立即变亮；在开关闭合瞬间，通过线圈的电流在增大，导致线圈出现自感电动势，从而阻碍灯泡A的电流增大，则A灯慢慢变亮，最后达到正常发光状态，故A错误； BCD．断开开关S的瞬间，由于L的自感电动势的存在，在L和A中的电流会通过L、A、B形成新的回路维持不变，通过A灯的电流的方向不变，而B灯的电流方向与原电流方向相反；断开开关S的瞬间，因通过两灯的电流大小与原来的电流大小相同，所以两灯会慢慢熄灭，但不会闪亮一下，故B正确，CD错误。 故选B。 17．学完电磁感应涡流的知识后，某个同学回家制作了一个简易加热器，如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的是（　　） A．将金属杯换为陶瓷杯 B．增加线圈的匝数 C．取走线圈中的铁芯 D．将交流电源换成电动势更大的直流电源 【答案】B 【分析】由题意可知，本题是涡流现象的应用，即采用线圈产生变化的磁场使金属杯产生感应电流，从而进行加热。 【详解】A．将金属杯换为陶瓷杯，陶瓷杯不产生感应电流，不会产生涡流，无法加热杯内的水，A不符合题意； B．由法拉第电磁感应定律可知，增加线圈的匝数，可以提高金属杯产生的感应电动势，进而增大金属杯的感应电流，提高加热功率，则可以缩短加热时间，B符合题意； C．取走线圈中的铁芯，线圈产生的磁场减弱，金属杯产生的感应电动势减小，进而金属杯的感应电流减小，加热功率减小，则会增加加热时间，C不符合题意； D．将交流电源换成电动势更大的直流电源，线圈不产生变化的磁场，金属杯不会产生感应电流，不会产生涡流，D不符合题意； 故选B。 18．为了使在磁场中转动的绝缘轮快速停下来，小明同学设计了以下四种方案：图甲、乙中磁场方向与轮子的转轴平行，图甲中在轮上固定闭合金属线圈，图乙中在轮上固定未闭合金属线圈；图丙、丁中磁场方向与轮子的转轴垂直，图丙中在轮上固定闭合金属线框，图丁中在轮上固定一些细金属棒。四种方案中效果最好的是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 【答案】C 【详解】AB．图甲和图乙中当轮子转动时，穿过线圈的磁通量都是不变的，不会产生感生感应电流，则不会有磁场力阻碍轮子的运动，故AB错误； C．图丙中在轮上固定一些闭合金属线框，线框长边与轮子转轴平行，当轮子转动时会产生感应电动势，形成感应电流，则会产生磁场力阻碍轮子转动，使轮子很快停下来，故C正确； D．图丁中在轮上固定一些细金属棒，当轮子转动时会产生感应电动势，但是不会形成感应电流，则也不会产生磁场力阻碍轮子转动，故D错误。 故选C。 19．如下图，为“日”字形导线框，其中和均为边长为的正方形，导线、的电阻相等，其余部分电阻不计。导线框右侧存在着宽度略小于的匀强磁场，磁感应强度为，导线框以速度匀速穿过磁场区域，运动过程中线框始终和磁场垂直且无转动。线框穿越磁场的过程中，两点电势差随位移变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由于匀强磁场的宽度略小于，导线在磁场内时在磁场外时，导线充当电源，设导线、的电阻为R，表示路端电压，即 又 联立，解得 同理，导线在磁场内时在磁场外时，导线充当电源，是外电路并联电压，路端电压 导线在磁场内时在磁场外时，导线充当电源，是外电路并联电压，路端电压 故选A。 20．如图所示为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为，方向分别为垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为，距磁场区域的左侧处，有一边长为的正方形导体线框，总电阻为，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力使线框以速度匀速穿过磁场区域，以线框在初始位置时为计时起点，规定电流沿逆时针方向时线框中的电动势为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量的方向为正，外力向右为正。则下列关于穿过线框的磁通量、线框中产生的感应电动势、外力和电功率随时间变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．线框进入磁场时磁通量随时间的变化关系为 而运动到两磁场交接处时 线框离开磁场时磁通量随时间的变化关系为 因此图像中间部分的斜率是两端的2倍，故A错误； B．线框进入磁场或离开磁场时产生的感应电动势 同理，运动到两磁场交接处时产生的感应电动势 故B错误； CD．线框运动到两个磁场交接处时，回路中的电动势大小为进入磁场时的2倍，电流也为进入磁场时的2倍，并且线框处于两个磁场交接处时，线框左右两边都受到向左的安培力，因此线框在横跨左右两磁场区域时，根据可知，受到的安培力是线框在进入磁场或离开磁场时的4倍，安培力的功率也是在进入磁场或离开磁场时的4倍，但由于整个运动过程中，所受安培力方向始终向左，即外力始终向右，故C错误，D正确。 故选D。 21．在光滑水平绝缘桌面上有一边长为l、电阻为R的正方形导线框，在导线框右侧有一宽度为d（）的匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的左、右边框平行，磁感应强度大小为B，磁场方向竖直向下。导线框以向右的初速度v0进入磁场，线框左边出磁场时速度为零。规定电流的逆时针方向为正，建立如图所示的Ox坐标轴。关于线框的加速度大小a、速度大小v、所受安培力大小F以及线框中电流i随x变化关系的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】B．根据 解得 两边同时乘以时间t 根据动量定理得 又因为 解得 斜率不变，线框的速度v与线框是位移x是线性关系，B错误； D．根据 ，线框的速度v与线框是位移x是线性关系，则电流i与x也是线性关系，D错误； C．在 的过程中，线圈的磁通量不变，不产生感应电流，不受安培力，C错误； A．根据， 电流i与x也是线性关系，所以加速度a与x也是线性关系；速度减小，电流减小，安培力减小，加速度减小；当过程中，匀速运动，加速度等于零，A正确。 故选A。 22．如图所示，一质量为m、边长为的正方形导线框abcd，由高度h处自由下落，ab边进入磁感应强度为B的匀强磁场区域后，线圈开始做匀速运动，直到dc边刚刚开始穿出磁场为止。已知磁场区域宽度为l。重力加速度为g，不计空气阻力。线框在穿越磁场过程中，下列说法正确的是（   ） A．线框进入磁场的过程中电流方向为顺时针方向 B．线框穿越磁场的过程中电流大小为 C．线框穿越磁场的过程中产生的焦耳热为 D．线框进入磁场的过程中通过导线横截面的电荷量为 【答案】C 【详解】A．线框进入磁场的过程中，ab边切割磁感应线，根据右手定则可知，电流方向为逆时针方向，故A错误； B．由题知，线框进入磁场后开始做匀速运动，根据平衡条件有 解得电流为 故B错误； C．从ab边进入磁场到cd边则好离开磁场，线框一直做匀速运动，且下降的高度为；根据能量守恒，可知线框穿越磁场的过程中产生的焦耳热等于减小的重力势能，则有 故C正确； D．线框从高为h处静止释放，根据能量守恒有 解得 则线框以进入磁场做匀速运动，经时间t完全进入磁场，则有 则线框进入磁场的过程中通过导线横截面的电荷量为 故D错误。 故选C。 23．如图甲所示，间距的两根足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面上，右端连接的定值电阻，导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度。一质量的金属棒垂直导轨放置，在水平拉力F的作用下由静止开始沿导轨向左加速运动，当金属棒的速度时撤去拉力F，撤去拉力F之前金属棒的图像如图乙所示，运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒与导轨的电阻不计。则（    ） A．撤去拉力F前金属棒的加速度逐渐减小 B．撤去F后，通过金属棒的电荷量为1.8C C．撤去F之前，金属棒克服安培力做的功为0.2J D．整个运动过程中，电阻R产生的热量为2J 【答案】C 【详解】A．由图像可知 v=kx 则 则 即 a=kv 则随速度的增加，加速度增加，即撤去拉力F前金属棒的加速度逐渐增加，选项A错误； B．撤去F后，由动量定理 解得通过金属棒的电荷量为 选项B错误； C．撤去F之前，由图像可知v=x，金属棒克服安培力 安培力与位移成正比，可知安培力做的功为 选项C正确； D．撤去F后电阻上产生的热量 撤去F之前产生的热量 则整个运动过程中，电阻R产生的热量 Q=0.2J+2J=2.2J 选项D错误。 故选C。 24．电磁轨道炮原理的俯视图如图所示，它是利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，应用此原理可研制新武器和航天运载器。图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C，两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为的匀强磁场（图中未画出），导轨电阻不计。炮弹可视为一质量为、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。首先开关S接1使电容器完全充电，然后将S接至2，MN开始向右运动，若导轨足够长，则在此后的运动过程中，电容器上的最少电荷量为（　　） A．0 B． C． D． 【答案】C 【详解】开关S接1使电容器完全充电，所以电容器放电前所带的电荷量 开关S接2后，MN开始向右加速运动，速度达到最大值vm时，MN上的感应电动势 最终电容器所带电荷量 通过MN的电量 由动量定理，有 即 解得 则 故C。 25．如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，两导轨间的距离为L。导轨上面横放着两根导体棒ab、cd，与导轨一起构成闭合回路。两根导体棒的质量均为m，长度均为L，电阻均为R，其余部分的电阻不计。在整个导轨所在的平面内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。开始时，两导体棒均在导轨上静止不动，某时刻给导体棒ab以水平向右的初速度v0，则（　　） A．导体棒ab刚获得速度v0时受到的安培力大小为 B．导体棒ab、cd速度会减为0 C．两导体棒运动的整个过程中产生的热量为mv02 D．当导体棒ab的速度变为v0时，导体棒cd的加速度大小为 【答案】C 【详解】A．导体棒ab刚获得速度v0时产生感应电动势 感应电流为 安培力为 联立可得 故A错误； B．运动过程中，两导体棒系统动量守恒，有 可得最终两棒速度为 故B错误； C．两导体棒运动的整个过程中产生的热量为机械能的损失 故C正确； D．由动量守恒可得 解得 导体棒ab产生的电动势为 导体棒cd产生的电动势为 两电动势反向，则总电动势为 感应电流为 安培力为 联立可得 则导体棒cd的加速度大小为 故D错误。 故选C。 26．一手摇交流发电机线圈在匀强磁场中匀速转动，内阻不计。转轴位于线圈平面内，并与磁场方向垂直。产生的电动势随时间变化的规律如图所示，则（　　） A．该交变电流频率是0.4Hz B．计时起点，线圈恰好与中性面垂直 C．时，穿过线圈平面的磁通量最小 D．该交变电动势有效值为10V 【答案】B 【详解】A．由题图可知该交变电流周期为 频率是 故A错误； B．时电动势最大，穿过线圈的磁通量为零，线圈恰好与中性面垂直，故B正确； C．时，线圈恰好与中性面重合，穿过线圈平面的磁通量最大，故C错误； D．该交变电动势有效值为 故D错误。 故选B。 27．如图为某交流发电机工作图，两磁极、间可视为匀强磁场，匝数为的矩形线圈绕逆时针匀速转动，角速度为，内阻为，理想交流电压表示数为，负载的阻值为，不计电路中其他电阻。则下列说法正确的是（　　） A．线圈产生的感应电动势最大值为 B．负载上消耗的功率 C．线圈从图示位置开始转动过程中，通过线圈的电荷量为 D．线圈从图示位置开始转动时，处于中性面位置，且磁通量为 【答案】D 【详解】A．由 即 A错误； B．电阻消耗的功率为 B错误； C．线圈从图示位置开始转动过程中， C错误； D．线圈从图示位置开始转动时，处于中性面位置，磁通量最大 故可得 D正确。 故选D。 28．图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并将其加在理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。下列说法正确的是（　　） A．交变电流的周期是内电流方向变化了50次 B．原、副线圈通过交变电流的频率之比为 C．电压表示数为 D．若原副线圈匝数比为，可以使燃气灶点火 【答案】D 【详解】A．根据题图可知交变电流的周期是0.02s，一个周期内电流方向改变两次，则1s内电流方向变化了次，故A错误； B．变压器不改变交流电的频率，比可知原、副线圈通过交变电流的频率之比为1:1，故B错误； C．电压表示数为交变电源的有效值，则电压表示数为 故C错误； D．变压器原线圈电压的最大值为，根据理想变压器原副线圈电压比等于线圈的匝数比可得副线圈电压的最大值 大于，可知可以使燃气灶点火，故D正确。 故选D。 29．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2∶1，在原线圈回路中接有定值电阻R1=400Ω，副线圈回路中接有滑动变阻器R2，R2的最大阻值也为400Ω，原线圈接交流电压的正弦式交流电，电流表和电压表均为理想交流电表，电源内阻忽略不计。当滑动变阻器滑片自上向下滑动过程中，下列说法正确的是（　　） A．副线圈中交流电的频率为100Hz B．当R2=200Ω时，R2消耗的功率最大 C．当R2=200Ω时，电压表V的示数为 D．电压表与电流表的示数变化量ΔU、ΔI的比值 【答案】D 【详解】A．根据正弦式交流电的表达式，可知，故A错误； B．根据理想变压器的特点，变压器原线圈与副线圈的电压比为U1∶U2=n1∶n2，流经的电流之比I1∶I2=n2∶n1，可知U1=2U2，I2=2I1 理想变压器原线圈的回路中 电阻R2的电功率为 代入数据推导可得 由数学关系式可知，当R1=4R2时，功率最大，此时电阻是100Ω，故B错误； C．将原线圈电路公式进行变形，即 其中U0应是有效值，即 代入数据后，可得，故C错误； D．将原线圈电路公式进行变形得 由函数关系可知，故D正确。 故选D。 30．图甲为吸尘器的电路图，理想自耦变压器原线圈一端连接着图乙所示的正弦交流电。调节滑片P可形成四个不同挡位，1档吸尘力度最小，4档吸尘力度最大。当滑片P位于线圈图示位置时，原、副线圈的匝数比为1∶2，吸尘力度为2档，此时交流电源的输出功率为P0。已知电动机内阻为r，和电动机串联的电阻阻值为R。下列说法正确的是（　　） A．滑片P向上滑动，吸尘力度变大 B．当吸尘力度为2档时，流过电动机电流为 C．当吸尘力度为2档时，电动机的总功率为 D．当吸尘力度为2档时，吸尘器的机械功率为 【答案】D 【详解】A．滑片P向上滑动，变压器原线圈的匝数增大，原线圈两端的电压和副线圈的匝数不变，根据 可知变压器副线圈的电压减小，故电阻R和电动机的电压都会减小，所以电动机输入功率减小，故吸尘力度变小，故A错误； BC．由图乙可知原线圈中交流电压的最大值为，原线圈两端的电压为交流电压的有效值，则有 当吸尘力度为2档时，原、副线圈的匝数比为1∶2，根据 可得变压器副线圈的电压 因电动机是非纯电阻元件，不满足欧姆定律的使用条件，所以流过电动机电流 故电动机的总功率不能用 故电动机的总功率，故BC错误； D．由题知，交流电源的输出功率为P0，根据理想变压器原副线圈的功率相等，可知副线圈的功率也为P0，根据 解得 吸尘器的机械功率为，故D正确。 故选D。 31．如图所示，a、b端输入电压有效值不变的交变电流，变压器为自耦式理想变压器，滑片T用于调节副线圈匝数，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表。当副线圈上的滑片T移动或者滑动变阻器的滑片P移动时，电压表和电流表示数变化量的绝对值分别为ΔU和ΔI，下列说法正确的是（　　） A．滑片T保持不动，滑片P上移，电压表的示数减小 B．滑片T保持不动，滑片P下移，保持不变 C．滑片P保持不动，滑片T上移，电流表的示数减小 D．滑片P保持不动，滑片T下移，变压器的输出功率变大 【答案】B 【详解】A．将变压器与副线圈接入的电路等效为一个电阻，等效电阻为 滑片T保持不动，变压器匝数比一定，滑片P上移，R3接入电阻增大，则等效电阻Rx增大，在原线圈电路中有 可知原线圈中电流I1减小，则R1两端的电压减小，所以原线圈两端电压增大，根据电压匝数比的关系可知，副线圈两端电压增大，即电压表的示数增大，故A错误； B．滑片T保持不动，变压器匝数比一定，滑片P下移，R3接入电阻减小。在原线圈电路中有 根据电压匝数关系有 联立得 可得 可知保持不变，故B正确； C．滑片P保持不动，滑片T上移，副线圈匝数增大，匝数比减小，根据等效电阻 可知等效电阻Rx减小，在原线圈电路中有 可知原线圈中电流I1增大，所以电流表的示数增大，故C错误； D．滑片P保持不动，滑片T下移，副线圈匝数减小，匝数比增大，根据等效电阻 可知等效电阻Rx增大。变压器的输出功率为 由于等效电阻Rx与定值电阻R1的大小关系不确定；根据功率函数可知，Rx增大变压器的输出功率可能一直减小，也可能先增大后减小，也可能一直增大，故D错误。 故选B。 32．风能是一种清洁无公害可再生能源，风力发电非常环保，且风能蕴量巨大。如图所示为某风力发电厂向一学校供电的线路图，已知发电厂的输出功率为8kW，输出电压为400V，用户端电压为220V，输电线总电阻R=20Ω，升压变压器原，副线圈匝数比n1：n2=1∶10，变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．输电线上损耗的功率为40W B．用户端的电流为36A C．降压变压器的匝数比n3：n4=22∶1 D．若用户端的用电器变多，则输电线上损失的功率会减小 【答案】B 【详解】A．升压变压器原线圈的电流为 输电线电流为 输电线上损耗的功率为 A错误； B．用户端的电流为 解得 B正确； C．降压变压器的匝数比为 C错误； D．若用户端的用电器变多，降压变压器副线圈的电流增大，降压变压器原线圈电流增大，输电线电流增大，则输电线上损失的功率增大，D错误。 故选B。 33．如图所示是某LC电磁振荡电路，设在某时刻电路中电流的方向和电容器上、下极板带电情况如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．电容器在充电，所带电荷量正在逐渐增大 B．电路中的磁场能正在转化成电场能 C．若减小电容器的电容，则发射的电磁波频率变大 D．若增大线圈的自感系数L，则发射的电磁波波长将变短 【答案】C 【详解】AB．电流从电容器正极板经外电路流向电容器负极板，说明电容器正在放电，电容器所带的电荷量正在减少，电路中的电场能减少，磁场能增加，即电场能转化为磁场能，故A错误，B错误； CD．发射的电磁波的频率等于LC振荡回路的频率，为 则发射的电磁波的波长 可见减小电容器的电容，则发射的电磁波频率变大；增大线圈的自感系数L，则发射的电磁波波长变长，故C正确，D错误。 故选C。 34．为实现自动计费和车位空余信息的提示和统计功能等，某智能停车位通过预埋在车位地面下方的LC振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率发生变化，计时器根据振荡电流的变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．时刻，线圈L的磁场能为零 B．过程电容器内的电场强度逐渐减小 C．由图乙可判断汽车正驶出智能停车位 D．过程，电容器带电量逐渐增大 【答案】C 【详解】A．由乙图可知，时刻电流最大，此时电容器中电荷量为零，电场能最小，磁场能最大，故A错误； B．在乙图中，过程中，电流逐渐减小，电容器正在充电，电容器内电场强度逐渐增大，故B错误； C．由图乙可知，振荡电路的周期变小，根据 可知线圈自感系数变小，则汽车正驶离智能停车位，故C正确； D．过程，电流逐渐增大，电场能逐渐转化为磁场能，电容器处于放电过程，电容器带电量逐渐减小，故D错误。 故选C。 35．电磁波在医院得到了广泛应用，关于电磁波的某些特性，下列说法不正确的是（　　） A．伽玛手术刀治疗癌症是利用γ强穿透力，能量高的特性 B．胸透又称荧光透视，是利用X射线具有穿透性，荧光性和摄影效应的特性 C．红外线测温仪，是利用了红外线波长较长的特性 D．医用紫外灭菌灯是利用了紫外线的消毒特性 【答案】C 【详解】A．γ射线能量高、穿透力强，医院常用γ射线照射癌细胞，治疗癌症，故A正确； B．X射线具有穿透性，荧光性和摄影效应的特性，所以可以用来做胸透，故B正确； C．红外线测温仪，是利用了红外线的热效应，故C错误； D．医院用紫外线灯照射的方法来消毒灭菌，是利用了紫外线的消毒特性，故D正确。 由于本题选择错误的，故选 C。 36．（多选）动圈式扬声器的结构如图甲所示，图乙为磁铁和线圈部分从右往左看的剖面图，有指向圆心内部的辐射形磁场。当人对着纸盆说话，纸盆带着线圈左右运动（在乙图中垂直剖面上下运动）能将声信号转化为电信号。已知线圈有匝，线圈半径为，总电阻为，线圈所在位置的磁感应强度大小为，则（　　） A．纸盆向左运动时，图乙的线圈中产生逆时针方向的感应电流 B．纸盆向左运动时，图乙的线圈中产生顺时针方向的感应电流 C．纸盆向右运动速度为时，线圈所受安培力为 D．纸盆向右运动速度为时，线圈所受安培力为 【答案】AD 【详解】AB．纸盆向左运动时，由右手定则可知，图乙的线圈中产生逆时针方向的感应电流，故A正确，B错误； CD．纸盆向右运动速度为v时，切割磁感线的长度为2πR，线圈中产生的感应电动势为E=nB•2πR•v=2πnBRv 则线圈中感应电流大小为 线圈上所受的安培力大小 故C错误，D正确。 故选AD。 37．（多选）现代高层建筑中，电梯系统安装了电磁缓冲装置。在电梯轿厢底部对称安装了8台永久强磁铁，磁铁S极均朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，当电梯轿厢超速下降时会迅速启动缓冲系统，使线圈立即闭合。当电梯轿厢超速下降到如图所示位置时，下列说法正确的是（　　） A．下方线圈对轿厢有阻碍作用，上方线圈对轿厢无阻碍作用 B．轿厢上方与下方之间的金属线圈相互排斥 C．从上往下看，轿厢上方线圈的感应电流沿顺时针方向 D．上方线圈有收缩的趋势，下方线圈有扩张的趋势 【答案】BC 【详解】BC．电梯轿厢底部安装了永磁铁，故上、下方线圈在电梯轿厢下降时会产生感应电流，根据楞次定律，从上往下看可知，上方线圈电流方向为顺时针，下方线圈电流方向为逆时针，两线圈相互排斥，故BC正确； AD．上、下方线圈均对轿厢有阻碍作用，轿厢向下运动，远离上方线圈，故上方线圈有扩张的趋势，轿厢靠近下方线圈，故下方线圈有收缩的趋势，故AD错误。 故选BC。 38．（多选）在如图甲所示的虚线框内有匀强磁场，一固定的金属线圈abcd有部分处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。线圈中产生的电动势E、电流I、焦耳热Q、线框受到的安培力F与时间t的关系图像可能正确的是（　　）    A． B． C． D． 【答案】AD 【详解】A．设线圈处于磁场中的面积为S，根据法拉第电磁感应定律有 B-t图像中，0~T0、2T0~4T0内，变化率恒定且方向相反，T0~2T0内，变化率为零，所以0~T0、2T0~4T0内，感应电动势大小相等，但方向相反，T0~2T0内，感应电动势为零，故A正确； C．根据闭合电路欧姆定律，可知0~T0、2T0~4T0内，感应电流大小相等，方向相反，T0~2T0内，感应电流为零，故C错误； B．由于0~T0、2T0~4T0内，感应电流大小均恒定不变，T0~2T0内，感应电流为零，根据焦耳热，可知0~T0、2T0~4T0内，焦耳热随时间均匀变化，故B错误； D．根据安培力，可知0~T0内安培力随时间均匀增大，2T0~4T0内安培力随时间先均匀减小后增大，T0~2T0内，安培力为零，故D正确。 故选AD。 39．（多选）如图所示，两水平虚线间存在垂直于纸面方向的匀强磁场，两虚线的距离为，磁感应强度大小为B，边长为h的正方形导体框由虚线1上方无初速度释放，在释放瞬间ab边与虚线1平行且相距h。已知导体框的质量为m，总电阻为r，重力加速度为g，ab边与两虚线重合时的速度大小相等，忽略空气阻力，导体框在运动过程中不会发生转动，则（    ） A．线圈可能先加速后减速 B．导体框在穿越磁场的过程中，产生的焦耳热为 C．导体框的最小速度是 D．导体框从ab边与虚线1重合到cd边与虚线1重合时所用的时间为 【答案】CD 【详解】AC．已知 ab边与两虚线重合时的速度大小相等，则导体框在cd边与虚线1重合时速度最小。设ab边与虚线1重合时速度为，则有 设cd边与虚线1重合时导体框的速度为，ab边与虚线2重合时的速度为，则有 联立解得 整个过程中导体框经历了先加速、再减速、又加速的过程，再次减速，出磁场后做匀加速运动，故A错误、C正确； B．根据运动的对称性可知，导线框完全离开磁场时的速度为 根据能量守恒定律可得 解得 故B错误； D．设导体框从ab边与虚线1重合到cd边与虚线1重合时所用的时间为，线框中的平均感应电流为，则由动量定理可得 根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律可知，流过导体某一截面的电荷量为 联立解的 故D正确。 故选CD。 40．（多选）间距为L的平行光滑金属导轨MN、PQ水平段处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，导轨的弯曲段处在磁场之外，如图甲所示。导体棒a与b接入电路的有效电阻分别为R、2R．导体棒a的质量为m，b棒放置在水平导轨上足够远处，a棒在弯曲段导轨上距水平段高度为h处由静止释放，以导体棒a刚进入磁场时为计时起点，导体棒a的速度随时间变化的v-t图像如图乙所示（未知）。运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，不计导轨电阻，重力加速度大小为g，以下说法中正确的是（    ） A．导体棒a刚进入磁场时受到的安培力大小为 B．导体棒b的质量为2m C．这段时间内通过a、b棒的电荷量之比为 D．这段时间内导体棒b产生的内能 【答案】ACD 【详解】A．由题图乙可知，棒刚进入磁场时的速度为，从开始下落到进入磁场，根据机械能守恒定律有 棒切割磁感线产生的感应电动势 根据闭合电路欧姆定律 棒受到的安培力 联立以上各式解得 故A正确； B．设棒的质量为，两棒最终稳定速度为，以的方向为正方向，由图线可知，棒进入磁场后，棒和棒组成的系统动量守恒： 解得 故B错误； C．这段时间内通过，棒的电流相等，则由，可知，通过两金属棒的电荷量之比为，故C正确； D．设棒产生的内能为，棒产生的内能为，根据能量守恒定律 两棒串联，产生的内能与电阻成正比 解得 故D正确。 故选ACD。 41．（多选）如图所示，两根等高光滑的半圆形圆弧轨道，半径为r，间距为L，轨道竖直固定且电阻不计。在轨道左端连一阻值为R1的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，现有一根长度稍大于L、质量为m、接入电路电阻为R2的金属棒，从轨道的左端ab处开始（记为t=0时刻），在变力F的作用下以初速度v0沿圆弧轨道做匀速圆周运动至cd处，直径ad、bc水平，整个过程中金属棒与导轨接触良好。该过程中（　　） A．流过金属棒的电流方向始终是从a流向b B．流过金属棒的电流随运动时间变化的关系式为 C．通过电阻R1的电荷量 D．作用力F做的功 【答案】ABD 【详解】A．根据右手定则可知，流过金属棒的电流方向始终是从a流向b，故A正确； B．设t时刻金属棒与圆心的连线和水平方向的夹角为θ，则 产生的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律可得 故B正确； C．通过电阻R1的电荷量 故C错误； D．根据功能关系可知，金属棒在整个运动过程中有，，， 联立解得作用力F做的功 故D正确。 故选ABD。 42．（多选）如图所示，水平面上固定足够长的光滑金属导轨PQ、MN，虚线左右两侧导轨的宽度分别为2L和L，两侧匀强磁场的方向分别竖直向上和竖直向下，磁感应强度大小分别为B和2B，材料和横截面积均相同的导体棒a、b垂直于导轨放置在虚线两侧。已知导体棒两端与导轨始终接触良好，导体棒b的质量为m，电阻为R，导体棒a始终未运动到虚线位置，不计导轨电阻。现使导体棒a、b同时获得沿导轨向右的初速度和，则下列说法正确的是（　　） A．a、b两导体棒组成的系统动量守恒 B．通过导体棒的最大电流为 C．a、b两导体棒减速过程中加速度大小之比为 D．整个过程中a导体棒产生的热量为 【答案】CD 【详解】已知导体棒的材料相同、横截面积相同，导体棒b的质量为m，电阻为R，易知导体棒a的质量是为2m，电阻为2R。 A．导体棒a所受安培力大小为：Fa=2BIL 方向水平向左；导体棒b所受安培力大小为Fb=2BIL 方向水平向左，可见两者所受安培力等大同向，故两者组成的系统合外力不为零，动量不守恒，故A错误； B．根据右手定则判断可得回路中两者产生的感应电流方向均为逆时针（从上往下俯视回路），可得回路中产生的总的感应电动势E等于两者分别产生的感应电动势之和，故初始时刻通过导体棒的电流最大电流，初始回路中的电动势最大为：Em=B×2Lv0+2BL×2v0=6BLv0 则最大电流为： 故B错误； C．由A选项的分析可知两者所受安培力均向左，均做减速运动，而导体棒a的质量是为2m，导体棒b的质量是为m，根据牛顿第二定律可得a、b导体棒减速的加速度大小之比为1：2，故C正确； D．a、b导体棒减速的加速度大小之比为1：2，初速度大小之比也是1：2，根据v=at可知，二者同时减速到零。整个过程中回路中产生的热为： 整个过程中a导体棒产生的热量为： 故D正确。 故选CD。 43．（多选）如图所示，将一根绝缘硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状，导线两端通过两个小金属环a、b与长直金属杆连接，在外力F作用下，正弦形金属导线可以在杆上无摩擦滑动，金属杆的电阻不计，导线电阻为R，ab间距离为2L，导线组成的正弦图形顶部、底部到杆的距离都是d。在导线右侧有一有界匀强磁场区域，磁场的左右边界与金属杆垂直，磁场的宽度为L，磁感应强度为B。若导线在外力F作用下沿杆以恒定的速度v向右运动，在运动过程中导线所在平面始终与磁场垂直。则在导线穿过磁场的过程中（　　） A．导线上有电流流过的时间为 B．导线上的电流最大值为 C．外力F做的功为 D．导线上的电流的瞬时值表达式为 【答案】BC 【详解】A．正弦形金属导线穿过磁场的过程都有电流，则有电流的时间为，故A错误； B．切割磁场的有效长度最大值为2d时，感应电流最大，则有感应电动势的最大值 最大电流为，故B正确； CD．正弦形金属导线穿过磁场的过程，在0~L的距离上产生的电流大小的变化规律与离开时在2L~3L的距离上产生的电流大小的变化规律相同，所以 则导线从开始向右运动到L的过程中 则电流的瞬时值 则此过程中电动势的最大值为 有效值为 导线从L向右运动到2L的过程中 则电流的瞬时值 则此过程中电动势的最大值为 有效值为 导线从2L向右运动到3L的过程与导线从开始向右运动L的过程相同，在整个过程中产生的内能为，故C正确，D错误。 故选BC。 44．（多选）如图所示，某理想变压器接在电压有效值恒为360V的正弦交流电源两端，原、副线圈的匝数之比，定值电阻R0=90Ω，R1=20Ω，滑动变阻器最大阻值R=40Ω。初始时滑动变阻器的滑片P位于滑动变阻器的中点，将滑片P向上缓慢滑至a点的过程中，下列说法正确的是（　　） A．交流电源的输出功率先增大后减小 B．定值电阻R0消耗的电功率逐渐增大 C．P在中点时通过R0的电流为2A D．副线圈负载消耗的电功率逐渐减小 【答案】CD 【详解】A．将原线圈等效为电阻，则有 其中 题意可知初始时滑动变阻器的滑片P位于滑动变阻器的中点，将滑片P向上缓慢滑至a点的过程中，R增大，则增大，则原线圈电流I减小，由于交流电源电压U不变，根据 可知交流电源的输出功率减小，故A错误； B．定值电阻R0消耗的电功率 由于电流I减小，则电阻R0消耗的电功率逐渐减小，故B错误； C．P在中点时 可知 通过R0的电流 故C正确； D．将等效为交流电源内阻，滑片P向上缓慢滑至a点的过程中，从10Ω开始增大到，则从90Ω增大到，当 副线圈消耗的功率最大，故随着从90Ω增大到过程，副线圈负载消耗的电功率逐渐减小，故D正确。 故选CD。 45．（多选）一小型水力发电站要将电能输送到附近的用户，输电线路如图甲所示，输送的总功率为，发电站的输出电压随时间变化的图像如图乙所示，为减少输电功率损失，先用一理想升压变压器将电压升高再输出，已知升压变压器原、副线圈的匝数比，输电线的总电阻。下列说法正确的是（　　） A．用户获得的交流电的频率为50Hz B．升压变压器副线圈两端的电压为350V C．通过输电线R的电流 D．由于输电线有电阻，输电过程中损失的功率为2000W 【答案】AD 【详解】A．交流电的周期为，则交流电的频率为50Hz，在输电的过程中，频率不变，故A正确； B．升压变压器的输入电压为 则输出电压为 故B正确； C．输电线上的电流 故C错误； D．输电线上损失的功率为 故D正确。 故选AD。 46．如图甲，列车进站时利用电磁制动技术产生的电磁力来刹车。某种列车制动系统核心部分的模拟原理图如图乙所示，一闭合正方形刚性单匝均匀导线框abcd放在水平面内，其质量为m，阻值为R，边长为L；左、右两边界平行且宽度为L的区域内有磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。当线框运动到ab边与磁场左边界间的距离为L时，线框具有水平向右的速度，当cd，边离开磁场右边界时线框速度恰好为零。已知运动中ab边始终与磁场左边界平行，线框始终还受到与运动方向相反、大小恒为的阻力作用，求： (1)线框进入磁场的过程中通过线框某一横截面的电荷量绝对值q； (2)线框ab边刚进入磁场时a、b间的电压； (3)线框通过磁场过程中在ab边上产生的焦耳热。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）线框进入磁场的过程中，根据法拉第电磁感应定律则有 根据闭合电路欧姆定律有 通过导体得电荷量 （2）设线框边刚进入磁场时的速度大小为，根据动能定理则有 解得 ，间的电压 解得 （3）对全过程，根据能量守恒定律有 解得 47．如图所示，水平放置的粗糙金属导轨相距，导轨左端接有的电阻，空间存在斜向右上且与水平面的夹角为的匀强磁场，磁感应强度大小为。现有一根质量的导体棒，在平行导轨方向、大小为的恒力作用下以速度沿导轨匀速运动，某时刻撤去力F，导体棒继续运动距离s后停止。整个运动过程中导体棒始终和导轨垂直，导轨足够长，且导轨和导体棒的电阻均忽略不计，重力加速度g取10m/s2。求： (1)导体棒匀速运动阶段电阻R的发热功率？ (2)导体棒和导轨之间的动摩擦因数？ (3)撤去力F以后，导体棒运动距离为时，证明其速度大于。 【答案】(1) (2) (3)见解析 【详解】（1）导体棒受力如图所示 导体棒匀速运动时，回路的感应电流 则电阻R的发热功率 （2）由平衡条件 解得 （3）撤去力F以后导体棒运动距离x时其速度为以向右为正方向，根据动量定理得： 整理得 可得 代入可得 已知撤去力F导体棒继续运动距离s后停止，即时， 则 设当时，用时，速度为，则有 联立得 撤去力F以后，导体棒做减速运动，前的位移所用时间小于总时间的，即，得。 48．如图所示为某种“电磁枪”的原理图。在竖直向下的匀强磁场中，两根相距的平行长直金属导轨水平放置，左端接电容为的电容器，一导体棒放置在导轨上，与导轨垂直且接触良好，不计导轨电阻及导体棒与导轨间的摩擦。已知磁场的磁感应强度大小为，导体棒的质量为、接入电路的电阻为。开关闭合前电容器的电荷量为。 (1)求闭合开关瞬间通过导体棒的电流； (2)求闭合开关瞬间导体棒的加速度大小； (3)导体棒达到最大理论速度。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）闭合开关的瞬间电容器两板间的电压为 通过导体棒的电流为 联立可得 （2）由牛顿第二定律 解得闭合开关瞬间导体棒的加速度大小 （3）导体棒达到最大理论速度时电容器两端电压等于导体棒切割磁感线产生的感应电动势 对导体棒应用动量定理，又因为 联立可得 49．如图所示，水平面内固定有两根平行的光滑长直金属轨道，间距为L，电阻不计。虚线左侧区域有竖直向下的磁感应强度为B1=B的匀强磁场，虚线右侧有竖直向上的磁感应强度为B2=2B的匀强磁场。t=0时刻金属杆a以v1=v0的初速度向左滑动，金属杆b以v2=2v0的初速度向右滑动。金属杆ab始终与导轨垂直且接触良好，金属杆a始终在左侧轨道磁场区域运动，金属杆b始终在右侧轨道磁场区域运动。金属杆a的质量为m，电阻为2r，金属杆b的质量为2m，电阻为r。求： （1）t=0时刻金属杆b瞬间的加速度大小； （2）金属杆a最多能产生多少焦耳热； （3）当金属杆b的速度为时，金属杆a的速度大小为多少。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）t=0时刻，两金属杆切割磁感线产生感应电动势，两杆的电流方向均向下，则有 t=0时刻对金属杆b根据牛顿第二定律有 解得 （2）根据左手定则可知两金属杆均受向左的安培力，当两杆产生的感应电流相等时两杆的速度分别为，，则有 分别对两金属杆运用动量定理有 解得 ， 对两金属杆根据功能关系有 金属杆a的焦耳热为 解得 （3）当金属杆b的速度为时，分别对两金属杆运用动量定理有 解得 50．如图所示，有一光滑的水平导电轨道置于竖直向上的匀强磁场中，导轨由两宽度分别为2L、L组合而成，两导体棒ab、cd分别垂直两导轨水平放置，质量都为m、有效电阻都为R。现给ab一水平向左的初速度v0，导轨电阻不计且足够长，最终cd离开宽轨且滑上无磁场的光滑圆弧轨道上，cd上升的最大高度为h，重力加速度为g。从cd开始运动到cd离开磁场这一过程中，求： （1）ab开始运动瞬间cd所受安培力的大小和方向； （2）ab做匀速运动时的速度大小； （3）上述过程中闭合电路中产生的焦耳热。 【答案】（1） ，方向向左；（2） ；（3） 【详解】（1）ab开始运动瞬间，产生电动势 E=BLv0 根据闭合电路的欧姆定律可得 根据右手定则可得电流方向为dbac，根据左手定则可知cd所受安培力方向向左，安培力大小为 F=2BIL 解得 （2）cd滑上无磁场的光滑圆弧轨道，初速度为v1，则 cd和ab在导轨上最终做匀速运动时，此时闭合回路的磁通量不变，所以ab棒的速度v2为cd棒速度v1的2倍，则 v2＝2 （3）由功能关系，有 得 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $鼎力物理 https://shop.xkw.com/650102 人教版(2019) 专题1.4 电磁感应 交变电流 电磁波知识清单 目录 【思维导图】 1 【知识梳理】 2 考点一 磁通量 电磁感应现象 2 考点二 楞次定律和右手定则 3 考点三 法拉第电磁感应定律 4 考点四 自感、涡流、电磁阻尼和电磁驱动 5 考点五 电磁感应中的电路问题和图像问题 6 考点六 电磁感应中的单双棒问题 7 考点七 交变电流的两个特殊位置 10 考点八 交变电流的四值问题 10 考点九 变压器的基本关系和动态分析 11 考点十 远距离输电 12 考点十一 电磁振荡 13 考点十二 电磁波谱及特点 14 【综合提升50题】 14 考点一 磁通量 电磁感应现象 一、 磁通量及磁通量的变化 1.磁通量的计算 (1)公式：Φ＝BS。 适用条件：①匀强磁场；②磁场与平面垂直。 (2)若磁场与平面不垂直，应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积，Φ＝BScos θ。式中Scos θ即为平面S在垂直于磁场方向上的投影面积，也称为“有效面积”(如图所示)。 2．判断磁通量是否变化的方法 (1)根据公式Φ＝BS sin θ(θ为B与S间的夹角)判断。 (2)根据穿过平面的磁感线的条数是否变化判断。 二、感应电流产生的条件 1．判断感应电流有无的方法 3．产生感应电流的三种常见情况 考点二 楞次定律和右手定则 一、楞次定律 1.内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 2.适用范围：一切电磁感应现象 3.“阻碍”的含义及步骤 楞次定律中“阻碍”的含义 “四步法”判断感应电流方向 二、右手定则 1.内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。 2.适用情况：导线切割磁感线产生感应电流。 3.右手定则应用“三注意”： ①磁感线必须垂直穿入掌心。 ②拇指指向导体运动的方向。 ③四指所指的方向为感应电流方向。 三、楞次定律的推论 内容 例　证 阻碍原磁通量变化——“增反减同” 阻碍相对运动——“来拒去留” 使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩” 考点三 法拉第电磁感应定律 1.利用法拉第电磁感应定律求电动势 (1)公式E＝n求解的是一个回路中某段时间内平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值。 (2)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率共同决定，而与磁通量Φ的大小、变化量ΔΦ的大小没有必然联系。 (3)磁通量的变化率对应Φ­t图线上某点切线的斜率。 (4)通过回路截面的电荷量q＝，仅与n、ΔΦ和回路电阻R有关，与时间长短无关。 （5）感应电动势E＝S有效中的S有效为圆环回路在磁场中的面积，而不是圆环回路的面积。 2.动生电动势的大小 （1）E＝Blv的三个特性 正交性 本公式要求磁场为匀强磁场，而且B、l、v三者互相垂直 有效性 公式中的l为导体棒切割磁感线的有效长度，如图中ab 相对性 E＝Blv中的速度v是导体棒相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系 （2）动生电动势的三种情况 情景图 研究对象 一段直导线(或等效成直导线) 绕一端转动的一段导体棒 绕与B垂直的轴转动的导线框 表达式 E＝BLv E＝BL2ω E＝NBSωsin ωt 考点四 自感、涡流、电磁阻尼和电磁驱动 一、通电和断电自感 与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡 电路图 通电时 电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮 电流突然增大，然后逐渐减小达到稳定 断电时 电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向不变 电路中稳态电流为I1、I2： ①若I2≤I1，灯泡逐渐变暗； ②若I2＞I1，灯泡“闪亮”后逐渐变暗。 两种情况下灯泡中电流方向均改变 二、涡流 1.产生涡流的两种情况 (1)块状金属放在变化的磁场中。 (2)块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。 2．产生涡流时的能量转化 伴随着涡流现象，其他形式的能转化成电能最终在金属块中转化为内能。 (1)金属块放在变化的磁场中，则磁场能转化为电能，最终转化为内能。 (2)如果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，则由于克服安培力做功，金属块的机械能转化为电能，最终转化为内能。 三、电磁阻尼和电磁驱动 电磁阻尼 电磁驱动 不同点 成因 由于导体在磁场中运动而产生感应电流，从而使导体受到安培力 由于磁场运动引起磁通量的变化而产生感应电流，从而使导体受到安培力 效果 安培力的方向与导体运动方向相反，阻碍导体运动 导体受安培力的方向与导体运动方向相同，推动导体运动 能量转化 导体克服安培力做功，其他形式能转化为电能，最终转化为内能 由于电磁感应，磁场能转化为电能，通过安培力做功，电能转化为导体的机械能，而对外做功 相同点 两者都是电磁感应现象，都遵循楞次定律，都是安培力阻碍引起感应电流的导体与磁场间的相对运动 考点五 电磁感应中的电路问题和图像问题 1．电磁感应中电路知识的关系图 2．“三步走”分析电路为主的电磁感应问题 3．电磁感应图像问题的种类及分析方法 4．电磁感应图像类选择题的常用解法 (1)排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是物理量的正负，排除错误的选项。 (2)函数法：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图像进行分析和判断。 考点六 电磁感应中的单双棒问题 1.用动量观点处理电磁感应中的单棒模型 (1)三类常见单棒模型 模型 过程分析 规律 阻尼式 （导轨光滑，电阻为R，导体棒电阻为r） 设运动过程中某时刻的速度为v，加速度为a，，a、v反向，导体棒做减速运动，v↓⇒a↓，当a＝0时，v＝0，导体棒做加速度减小的减速运动，最终静止 1.力学关系：； 2.能量关系： 3.动量电量关系：； 电动式 （导轨光滑，电阻为R，导体棒电阻不计，电源电动势为E内阻为r） 开关S闭合瞬间，ab棒受到的安培力 ，此时，速度v↑ ⇒E反BLv↑⇒ ⇒FA＝BIL↓⇒加速度a↓， 当E反＝E时，v最大， 且 1.力学关系：； 2.动量关系： 3.能量关系： 4.两个极值： (1)最大加速度：当v=0时，E反=0， (2)最大速度：当E反＝E时， 发电式 (导轨光滑，电阻为R，导体棒电阻为r，F为恒力) 设运动过程中某时刻棒的速度为v，加速度为， 随v的增加，a减小， 当a＝0时，v最大。 1.力学关系： 2.动量关系： 3.能量关系： 4.两个极值： （1）最大加速度：当v=0时，。 （2）最大速度：当a=0时， (2)三类含容单棒模型 模型 过程分析 规律 放电式 (先接1后接2,导轨光滑) 电容器充电后，电键接2后放电，导体棒向右移动，切割磁感线，产生反电动势，当电容器电压等于Blvm时，导体棒以最大速度匀速运动。 1.电容器充电量： 2.放电结束时电量： 3.电容器放电电量： 4.动量关系：； 5.功能关系： 无外力充电式 （导轨光滑） 充电电流减小，安培力减小，a减小，当a＝0时，导体棒匀速直线运动 达到最终速度时： 1.电容器两端电压：（v为最终速度） 2.电容器电量： 3.动量关系：； 有外力充电式 （所有电阻不计， 导轨光滑） 电容器持续充， 得I恒定，a恒定，导体棒做匀加速直线运动 1.力学关系： 2.电流大小： 3.加速度大小： 2.用动量观点处理电磁感应中的双棒模型 (1)等间距双棒模型 模型 过程分析 规律 无外力等距式 （导轨光滑） 棒2做变减速运动，棒1做变加速运动，稳定时，两棒的加速度均为零，以相同的速度匀速运动.对系统动量守恒，对其中某棒适用动量定理。 1.电流大小： 2.稳定条件：两棒达到共同速度 3.动量关系： 4.能量关系：； 有外力等距式 （导轨光滑） a2减小，a1增大，当a2＝a1时二者一起匀加速运动，存在稳定的速度差 1.电流大小： 2.力学关系：；。（任意时刻两棒加速度） 3.稳定条件：当a2＝a1时，v2-v1恒定；I恒定；FA恒定；两棒匀加速。 4.稳定时的物理关系： ；；； (2)不等间距双棒模型 模型 过程分析 规律 无外力不等距式 （导轨光滑） 棒1做变减速运动，棒2做变加速运动，稳定时，两棒的加速度均为零，两棒以不同的速度做匀速运动，所围的面积不变.v1L1＝v2L2 1.动量关系：； 2.稳定条件： 3.最终速度：； 4.能量关系： 5.电量关系： 考点七 交变电流的两个特殊位置 1.两个特殊位置的对比： 中性面位置（甲、丙） 与中性面垂直位置（乙、丁） 位置 线圈平面与磁场垂直 线圈平面与磁场平行 磁通量 最大 零 磁通量变化率 零 最大 感应电动势 零 最大 感应电流 零 最大 电流方向 改变 不变 2.交变电流的变化特点 （1）线圈转至与磁感线平行时，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故线圈每转一周，电动势最大值出现两次。 （2）线圈每经过中性面一次，感应电流和感应电动势的方向都要改变一次。线圈转动一周，两次经过中性面，感应电动势和感应电流的方向都改变两次。 考点八 交变电流的四值问题 1.峰值： （1）由e＝NBSωsin ωt可知，电动势的峰值Em＝NBSω。 （2）交变电动势的最大值，由线圈匝数N、磁感应强度B、转动角速度ω及线圈面积S决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关，但转轴必须垂直于磁场，因此如图所示几种情况，若N、B、S、ω相同，则电动势的最大值相同。 （3）电流的峰值可表示为Im＝。 2.正弦交变电流的瞬时值表达式： （1）从中性面位置开始计时：e＝Emsinωt，i＝Imsinωt，u＝Umsinωt。 （2）从与中性面垂直的位置开始计时：e＝Emcosωt，i＝Imcosωt，u＝Umcosωt。 3.有效值的计算方法： 求解交变电流的有效值，通常采用以下两种方法： （1）若按正（余）弦规律变化的交变电流，可利用交变电流的有效值与峰值的关系求解，即E＝，U＝，I＝。 （2）对于非正弦式交变电流，必须根据有效值的定义进行计算。 第一步：计算交变电流在一个周期内产生的热量Q； 第二步：将热量Q用相应的物理量的有效值表示Q＝I2RT或Q＝T； 第三步：代入数值，求解有效值。 4.提醒： （1）在交流电路中，电压表、电流表、功率表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值，在没有具体说明的情况下，所给出的交变电流的电压、电流指的都是有效值。 （2）在计算交变电流通过导体产生的热量和电功率以及确定保险丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值，如电功率的计算式P＝UI中，U、I均为有效值；若计算通过电路某一横截面的电量，必须用交变电流的平均值。 考点九 变压器的基本关系和动态分析 1.理想变压器的基本关系 理想变压器 没有能量损失(铜损、铁损)，没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中) 基本关系 功率关系 原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，P入＝P出 电压关系 原、副线圈的电压比等于匝数比，U1∶U2＝n1∶n2，与负载的多少无关 电流关系 只有一个副线圈时，I1∶I2＝n2∶n1；有多个副线圈时，由P入＝P出即I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn得I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn 频率关系 f1＝f2(变压器不改变交流电的频率) 处理技巧 等效电阻 2.理想变压器的动态分析 匝数比不变的情况 负载电阻不变的情况 (1)U1不变，根据＝，输入电压U1决定输出电压U2，可以得出不论负载电阻R如何变化，U2不变。 (2)当负载电阻发生变化时，I2变化，根据输出电流I2决定输入电流I1，可以判断I1的变化。 (3)I2变化引起P2变化，根据P1＝P2，可以判断P1的变化。 (1)U1不变，发生变化，U2变化。 (2)R不变，U2变化，I2发生变化。 (3)根据P2＝和P1＝P2，可以判断P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化。 考点十 远距离输电 1.远距离输电的几个基本关系式： （1）功率关系：P1＝P2，P2＝P损＋P3，P3＝P4。 （2）电压关系：＝，U2＝U线＋U3，＝。 （3）电流关系：＝，I2＝I线＝I3，＝。 （4）输电电流：I线＝＝＝＝。 （5）输电导线上损耗的电功率：P损＝P2－P3＝IR线＝＝U线I线。 （6）输电导线上的电压损失：U线＝I线R线＝U2－U3。 2.两个联系： （1）线圈1（匝数为n1）和线圈2（匝数为n2）中各个量间的关系是：＝，I1n1＝I2n2，P1＝P2。 （2）线圈3（匝数为n3）和线圈4（匝数为n4）中各个量间的关系是：＝，I3n3＝I4n4，P3＝P4。 3.掌握一个定律：根据能量守恒定律得P2＝ΔP＋P3。 考点十一 电磁振荡 1.电磁振荡过程各物理量变化情况规律： 时刻（时间） 工作过程 q E i B 能量 0→ 放电过程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm E电→E磁 → 充电过程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0 E磁→E电 → 放电过程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm E电→E磁 →T 充电过程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0 E磁→E电 2.振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像（如图所示）： 3.LC振荡电路充、放电过程的判断方法 （1）根据电流流向判断，当电流流向带正电的极板时，处于充电过程；反之，处于放电过程。 （2）根据物理量的变化趋势判断：当电容器的带电荷量q（U、E）增大时，处于充电过程；反之，处于放电过程。 （3）根据能量判断：电场能增加时，充电；磁场能增加时，放电。 4.发射电磁波的条件： （1）要有足够高的振荡频率。理论研究表明，振荡电路向外界辐射能量的本领，即单位时间内辐射出去的能量，与振荡频率密切相关，频率越高，发射电磁波的本领越大。 （2）开放电路，要使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间。 5.电磁波的发射示意图（如图所示）： 考点十二 电磁波谱及特点 1.电磁波谱的排列： 按波长由长到短依次为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 2.不同电磁波的特点及应用： 特点 用途 无线电波 波动性强 广播和通讯，天体卫星研究 红外线 热作用强 红外线摄影；红外线遥感 可见光 感光性强 复色光波长（红）（紫）（频率） 没有大气；天空蓝色原因短波散射；傍晚阳光红色原因短波吸收 紫外线 化学作用；荧光效应 灭菌消毒，促进人体对钙的吸收，利用荧光效应防伪 X射线 穿透力强 检查、探测、透视、治疗 γ射线 穿透力最强 治疗疾病、探测金属部件内部缺陷 1．如图所示，有一金属圆环置于条形磁铁左端，圆环平面与条形磁铁左端面重合，磁铁处于圆环中央位置，现把圆环平行向右移动到条形磁铁的正中间（条形磁铁始终过圆环中心），关于该过程中圆环中磁通量的变化，下列说法正确的是（　　） A．磁通量逐渐变大 B．磁通量逐渐变小 C．磁通量先变大后变小 D．磁通量先变小后变大 2．如图所示，边长为L的正方形线圈ABCD放置于磁感应强度为B的水平向右的匀强磁场中，此时线圈平面与磁场平行，且磁场与AB平行，下列说法正确的是（　　） A．线圈以AB为轴转动，能产生感应电流 B．线圈以AC为轴转动，不能产生感应电流 C．线圈以AC为轴转动90°的过程中，磁通量的变化量为 D．线圈以AB为轴转动90°的过程中，磁通量的变化量为 3．以下几种物理情境，线圈或回路中能产生感应电流的是（　　） A．甲图中导线平行放置在水平面上的圆形线圈的某条直径上方，增大导线中的电流 B．乙图中两根金属杆置于平行金属导轨上，以相同的速率反向运动 C．丙图中矩形导电线圈垂直于匀强磁场匀速向右平移过程中 D．丁图中轴与磁场平行，线圈绕轴转动过程中 4．如图所示，水平绝缘的桌面上放置一个金属环，现有一个竖直的条形磁铁从圆环左上方沿水平方向快速移动经过正上方到达右上方，在此过程中（    ） A．圆环一定向右运动 B．圆环受到的摩擦力方向不变 C．圆环对桌面的压力一直增大 D．圆环对桌面的压力先减小后增大 5．如图所示，某同学改装了一把吉他，吉他身上安装着线圈，金属琴弦通有方向向上的恒定电流。当琴弦在线圈所在平面振动时，线圈中会产生感应电流，经信号放大器放大后由扬声器发出乐音。关于此过程，下列说法正确的是（　　） A．琴弦向左运动时，线圈有收缩的趋势 B．琴弦向右运动时，线圈中产生逆时针方向的感应电流 C．琴弦振动时，线圈中电流方向始终不变 D．若将线圈换成塑料线圈，吉他仍能正常发出乐音 6．如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，发现细线悬挂的线圈c向左偏转（　　） A．向右做匀速运动 B．向右做加速运动 C．向左做减速运动 D．向左做匀速运动 7．如图，水平长直玻璃管外套有线圈，线圈与电压传感器组成闭合回路，玻璃管内、线圈的左侧有一磁铁通过细绳与电动机（图中未画出）相连。通过调节磁铁速度大小以及接入回路中的线圈匝数，可以研究法拉第电磁感应定律。现分别让磁铁以恒定速度v、2v匀速穿过线圈，线圈接入回路中的匝数分别调节为n、2n，得到下列四幅线圈两端电压随时间变化的图像（图像中标注的时间段对应磁铁通过的距离是相同的）。已知磁铁运动过程中不会发生翻转，线圈缠绕方向已标出，电压传感器可视为理想电压表，下列说法正确的是（　　） A．从右向左看，线圈电流方向先顺时针后逆时针 B．图3对应的磁铁速度为2v、线圈匝数为n C．线圈对磁铁的作用力先向左后向右 D．图3、图4中t轴上方面积相同 8．如图所示为某品牌汽车的减震系统装置示意图，强磁体固定在汽车底盘上，阻尼线圈固定在轮轴上，轮轴与底盘通过弹簧主减震系统相连，在振动过程中磁体可在线圈内上下移动。则（    ） A．对调磁体的磁极，电磁减震系统就起不到减震效果 B．增多线圈匝数，不影响安培力的大小 C．只要产生振动，电磁减震系统就能起到减震效果 D．振动过程中，线圈中有感应电流，且感应电流方向不变 9．转速传感器用来检测齿轮旋转速度，为汽车自动控制系统提供关键数据。转速传感器结构示意图如图甲所示，当齿轮转动时会导致感应线圈内磁通量变化，产生感应电流。当齿轮从图甲中位置开始计时，0~0.2s内车载电脑显示的电流信号如图乙所示，该齿轮共有12个凸齿。下列说法正确的是（　　）    A．齿轮的转速为5r/s B．齿轮的旋转周期为2.4s C．t=0.1s时，感应线圈内磁通量的变化率最大 D．0.05s~0.15s内，感应线圈内磁通量的变化率先变大后变小 10．如图，圆柱形区域内存在竖直向上的磁场，磁感应强度的大小随时间的变化关系为，其中、为正的常数。在此区域的水平面内固定一个半径为内壁光滑的圆环形细玻璃管，将一电荷量大小为的带负电小球在管内由静止释放，不考虑带电小球在运动过程中产生的磁场，则从上往下看，下列说法正确的是（　　） A．小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 B．小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 C．小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 D．小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 11．如图所示，将一根表面涂有绝缘漆的相同硬质细导线绕成闭合线圈，线圈中大圆环半径为小圆环的3倍，已知小圆环面积为S，垂直线圈平面方向有一匀强磁场，磁感应强度随时间变化关系式为B=kt（k为大于零的常数），则线圈中产生的感应电动势大小为（　　） A．kS B．5kS C．9kS D．13kS 12．如图甲所示，一个匝数的圆形导体线圈，面积，电阻。在线圈中存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地，则下列说法正确的是（    ） A．圆形线圈中产生的感应电动势为6V B．电阻R两端的电压为4.5V C．通过电阻R的电流为1.5A D．在0~4s时间内，流经电阻R的电荷量为9C 13．如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以角速度匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．棒产生的电动势为 B．电阻消耗的电功率为 C．微粒的电荷量与质量之比为 D．电容器所带的电荷量为 14．飞机水平匀速飞越南极上空时，由于地磁场的作用，下列说法正确的是（    ） A．从东向西飞行，机翼上有从左向右的电流 B．从东向西飞行，机翼上有从右向左的电流 C．从西向东飞行，左侧机翼电势较高 D．从西向东飞行，右侧机翼电势较高 15．1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机—法拉第圆盘发电机，其原理图如图所示，水平匀强磁场B垂直于盘面，圆盘绕水平轴C以角速度匀速转动，铜片D与圆盘的边缘接触，圆盘、导线和电阻R组成闭合回路，圆盘半径为L，圆盘接入CD间的电阻为R，其他电阻均可忽略不计。下列说法正确的是（　　） A．点电势高于点电势 B．两端的电压为 C．圆盘转动过程中，产生的电功率为 D．圆盘转动过程中，安培力的功率为 16．如图电路中，A、B是相同的两小灯泡。L是一个带铁芯线圈，电阻可不计。调节R，可使电路稳定时两灯都正常发光，则（　　） A．闭合S时，A、B灯都立刻变亮 B．断开S时，A、B灯一起慢慢熄灭 C．断开S时，通过A、B两灯的电流方向都与原电流方向相同 D．断开S时，B灯会突然闪亮一下后再熄灭 17．学完电磁感应涡流的知识后，某个同学回家制作了一个简易加热器，如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的是（　　） A．将金属杯换为陶瓷杯 B．增加线圈的匝数 C．取走线圈中的铁芯 D．将交流电源换成电动势更大的直流电源 18．为了使在磁场中转动的绝缘轮快速停下来，小明同学设计了以下四种方案：图甲、乙中磁场方向与轮子的转轴平行，图甲中在轮上固定闭合金属线圈，图乙中在轮上固定未闭合金属线圈；图丙、丁中磁场方向与轮子的转轴垂直，图丙中在轮上固定闭合金属线框，图丁中在轮上固定一些细金属棒。四种方案中效果最好的是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 19．如下图，为“日”字形导线框，其中和均为边长为的正方形，导线、的电阻相等，其余部分电阻不计。导线框右侧存在着宽度略小于的匀强磁场，磁感应强度为，导线框以速度匀速穿过磁场区域，运动过程中线框始终和磁场垂直且无转动。线框穿越磁场的过程中，两点电势差随位移变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 20．如图所示为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为，方向分别为垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为，距磁场区域的左侧处，有一边长为的正方形导体线框，总电阻为，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力使线框以速度匀速穿过磁场区域，以线框在初始位置时为计时起点，规定电流沿逆时针方向时线框中的电动势为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量的方向为正，外力向右为正。则下列关于穿过线框的磁通量、线框中产生的感应电动势、外力和电功率随时间变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 21．在光滑水平绝缘桌面上有一边长为l、电阻为R的正方形导线框，在导线框右侧有一宽度为d（）的匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的左、右边框平行，磁感应强度大小为B，磁场方向竖直向下。导线框以向右的初速度v0进入磁场，线框左边出磁场时速度为零。规定电流的逆时针方向为正，建立如图所示的Ox坐标轴。关于线框的加速度大小a、速度大小v、所受安培力大小F以及线框中电流i随x变化关系的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 22．如图所示，一质量为m、边长为的正方形导线框abcd，由高度h处自由下落，ab边进入磁感应强度为B的匀强磁场区域后，线圈开始做匀速运动，直到dc边刚刚开始穿出磁场为止。已知磁场区域宽度为l。重力加速度为g，不计空气阻力。线框在穿越磁场过程中，下列说法正确的是（   ） A．线框进入磁场的过程中电流方向为顺时针方向 B．线框穿越磁场的过程中电流大小为 C．线框穿越磁场的过程中产生的焦耳热为 D．线框进入磁场的过程中通过导线横截面的电荷量为 23．如图甲所示，间距的两根足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面上，右端连接的定值电阻，导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度。一质量的金属棒垂直导轨放置，在水平拉力F的作用下由静止开始沿导轨向左加速运动，当金属棒的速度时撤去拉力F，撤去拉力F之前金属棒的图像如图乙所示，运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒与导轨的电阻不计。则（    ） A．撤去拉力F前金属棒的加速度逐渐减小 B．撤去F后，通过金属棒的电荷量为1.8C C．撤去F之前，金属棒克服安培力做的功为0.2J D．整个运动过程中，电阻R产生的热量为2J 24．电磁轨道炮原理的俯视图如图所示，它是利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，应用此原理可研制新武器和航天运载器。图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C，两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为的匀强磁场（图中未画出），导轨电阻不计。炮弹可视为一质量为、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。首先开关S接1使电容器完全充电，然后将S接至2，MN开始向右运动，若导轨足够长，则在此后的运动过程中，电容器上的最少电荷量为（　　） A．0 B． C． D． 25．如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，两导轨间的距离为L。导轨上面横放着两根导体棒ab、cd，与导轨一起构成闭合回路。两根导体棒的质量均为m，长度均为L，电阻均为R，其余部分的电阻不计。在整个导轨所在的平面内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。开始时，两导体棒均在导轨上静止不动，某时刻给导体棒ab以水平向右的初速度v0，则（　　） A．导体棒ab刚获得速度v0时受到的安培力大小为 B．导体棒ab、cd速度会减为0 C．两导体棒运动的整个过程中产生的热量为mv02 D．当导体棒ab的速度变为v0时，导体棒cd的加速度大小为 26．一手摇交流发电机线圈在匀强磁场中匀速转动，内阻不计。转轴位于线圈平面内，并与磁场方向垂直。产生的电动势随时间变化的规律如图所示，则（　　） A．该交变电流频率是0.4Hz B．计时起点，线圈恰好与中性面垂直 C．时，穿过线圈平面的磁通量最小 D．该交变电动势有效值为10V 27．如图为某交流发电机工作图，两磁极、间可视为匀强磁场，匝数为的矩形线圈绕逆时针匀速转动，角速度为，内阻为，理想交流电压表示数为，负载的阻值为，不计电路中其他电阻。则下列说法正确的是（　　） A．线圈产生的感应电动势最大值为 B．负载上消耗的功率 C．线圈从图示位置开始转动过程中，通过线圈的电荷量为 D．线圈从图示位置开始转动时，处于中性面位置，且磁通量为 28．图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并将其加在理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。下列说法正确的是（　　） A．交变电流的周期是内电流方向变化了50次 B．原、副线圈通过交变电流的频率之比为 C．电压表示数为 D．若原副线圈匝数比为，可以使燃气灶点火 29．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2∶1，在原线圈回路中接有定值电阻R1=400Ω，副线圈回路中接有滑动变阻器R2，R2的最大阻值也为400Ω，原线圈接交流电压的正弦式交流电，电流表和电压表均为理想交流电表，电源内阻忽略不计。当滑动变阻器滑片自上向下滑动过程中，下列说法正确的是（　　） A．副线圈中交流电的频率为100Hz B．当R2=200Ω时，R2消耗的功率最大 C．当R2=200Ω时，电压表V的示数为 D．电压表与电流表的示数变化量ΔU、ΔI的比值 30．图甲为吸尘器的电路图，理想自耦变压器原线圈一端连接着图乙所示的正弦交流电。调节滑片P可形成四个不同挡位，1档吸尘力度最小，4档吸尘力度最大。当滑片P位于线圈图示位置时，原、副线圈的匝数比为1∶2，吸尘力度为2档，此时交流电源的输出功率为P0。已知电动机内阻为r，和电动机串联的电阻阻值为R。下列说法正确的是（　　） A．滑片P向上滑动，吸尘力度变大 B．当吸尘力度为2档时，流过电动机电流为 C．当吸尘力度为2档时，电动机的总功率为 D．当吸尘力度为2档时，吸尘器的机械功率为 31．如图所示，a、b端输入电压有效值不变的交变电流，变压器为自耦式理想变压器，滑片T用于调节副线圈匝数，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表。当副线圈上的滑片T移动或者滑动变阻器的滑片P移动时，电压表和电流表示数变化量的绝对值分别为ΔU和ΔI，下列说法正确的是（　　） A．滑片T保持不动，滑片P上移，电压表的示数减小 B．滑片T保持不动，滑片P下移，保持不变 C．滑片P保持不动，滑片T上移，电流表的示数减小 D．滑片P保持不动，滑片T下移，变压器的输出功率变大 32．风能是一种清洁无公害可再生能源，风力发电非常环保，且风能蕴量巨大。如图所示为某风力发电厂向一学校供电的线路图，已知发电厂的输出功率为8kW，输出电压为400V，用户端电压为220V，输电线总电阻R=20Ω，升压变压器原，副线圈匝数比n1：n2=1∶10，变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．输电线上损耗的功率为40W B．用户端的电流为36A C．降压变压器的匝数比n3：n4=22∶1 D．若用户端的用电器变多，则输电线上损失的功率会减小 33．如图所示是某LC电磁振荡电路，设在某时刻电路中电流的方向和电容器上、下极板带电情况如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．电容器在充电，所带电荷量正在逐渐增大 B．电路中的磁场能正在转化成电场能 C．若减小电容器的电容，则发射的电磁波频率变大 D．若增大线圈的自感系数L，则发射的电磁波波长将变短 34．为实现自动计费和车位空余信息的提示和统计功能等，某智能停车位通过预埋在车位地面下方的LC振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率发生变化，计时器根据振荡电流的变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．时刻，线圈L的磁场能为零 B．过程电容器内的电场强度逐渐减小 C．由图乙可判断汽车正驶出智能停车位 D．过程，电容器带电量逐渐增大 35．电磁波在医院得到了广泛应用，关于电磁波的某些特性，下列说法不正确的是（　　） A．伽玛手术刀治疗癌症是利用γ强穿透力，能量高的特性 B．胸透又称荧光透视，是利用X射线具有穿透性，荧光性和摄影效应的特性 C．红外线测温仪，是利用了红外线波长较长的特性 D．医用紫外灭菌灯是利用了紫外线的消毒特性 36．（多选）动圈式扬声器的结构如图甲所示，图乙为磁铁和线圈部分从右往左看的剖面图，有指向圆心内部的辐射形磁场。当人对着纸盆说话，纸盆带着线圈左右运动（在乙图中垂直剖面上下运动）能将声信号转化为电信号。已知线圈有匝，线圈半径为，总电阻为，线圈所在位置的磁感应强度大小为，则（　　） A．纸盆向左运动时，图乙的线圈中产生逆时针方向的感应电流 B．纸盆向左运动时，图乙的线圈中产生顺时针方向的感应电流 C．纸盆向右运动速度为时，线圈所受安培力为 D．纸盆向右运动速度为时，线圈所受安培力为 37．（多选）现代高层建筑中，电梯系统安装了电磁缓冲装置。在电梯轿厢底部对称安装了8台永久强磁铁，磁铁S极均朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，当电梯轿厢超速下降时会迅速启动缓冲系统，使线圈立即闭合。当电梯轿厢超速下降到如图所示位置时，下列说法正确的是（　　） A．下方线圈对轿厢有阻碍作用，上方线圈对轿厢无阻碍作用 B．轿厢上方与下方之间的金属线圈相互排斥 C．从上往下看，轿厢上方线圈的感应电流沿顺时针方向 D．上方线圈有收缩的趋势，下方线圈有扩张的趋势 38．（多选）在如图甲所示的虚线框内有匀强磁场，一固定的金属线圈abcd有部分处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。线圈中产生的电动势E、电流I、焦耳热Q、线框受到的安培力F与时间t的关系图像可能正确的是（　　）    A． B． C． D． 39．（多选）如图所示，两水平虚线间存在垂直于纸面方向的匀强磁场，两虚线的距离为，磁感应强度大小为B，边长为h的正方形导体框由虚线1上方无初速度释放，在释放瞬间ab边与虚线1平行且相距h。已知导体框的质量为m，总电阻为r，重力加速度为g，ab边与两虚线重合时的速度大小相等，忽略空气阻力，导体框在运动过程中不会发生转动，则（    ） A．线圈可能先加速后减速 B．导体框在穿越磁场的过程中，产生的焦耳热为 C．导体框的最小速度是 D．导体框从ab边与虚线1重合到cd边与虚线1重合时所用的时间为 40．（多选）间距为L的平行光滑金属导轨MN、PQ水平段处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，导轨的弯曲段处在磁场之外，如图甲所示。导体棒a与b接入电路的有效电阻分别为R、2R．导体棒a的质量为m，b棒放置在水平导轨上足够远处，a棒在弯曲段导轨上距水平段高度为h处由静止释放，以导体棒a刚进入磁场时为计时起点，导体棒a的速度随时间变化的v-t图像如图乙所示（未知）。运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，不计导轨电阻，重力加速度大小为g，以下说法中正确的是（    ） A．导体棒a刚进入磁场时受到的安培力大小为 B．导体棒b的质量为2m C．这段时间内通过a、b棒的电荷量之比为 D．这段时间内导体棒b产生的内能 41．（多选）如图所示，两根等高光滑的半圆形圆弧轨道，半径为r，间距为L，轨道竖直固定且电阻不计。在轨道左端连一阻值为R1的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，现有一根长度稍大于L、质量为m、接入电路电阻为R2的金属棒，从轨道的左端ab处开始（记为t=0时刻），在变力F的作用下以初速度v0沿圆弧轨道做匀速圆周运动至cd处，直径ad、bc水平，整个过程中金属棒与导轨接触良好。该过程中（　　） A．流过金属棒的电流方向始终是从a流向b B．流过金属棒的电流随运动时间变化的关系式为 C．通过电阻R1的电荷量 D．作用力F做的功 42．（多选）如图所示，水平面上固定足够长的光滑金属导轨PQ、MN，虚线左右两侧导轨的宽度分别为2L和L，两侧匀强磁场的方向分别竖直向上和竖直向下，磁感应强度大小分别为B和2B，材料和横截面积均相同的导体棒a、b垂直于导轨放置在虚线两侧。已知导体棒两端与导轨始终接触良好，导体棒b的质量为m，电阻为R，导体棒a始终未运动到虚线位置，不计导轨电阻。现使导体棒a、b同时获得沿导轨向右的初速度和，则下列说法正确的是（　　） A．a、b两导体棒组成的系统动量守恒 B．通过导体棒的最大电流为 C．a、b两导体棒减速过程中加速度大小之比为 D．整个过程中a导体棒产生的热量为 43．（多选）如图所示，将一根绝缘硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状，导线两端通过两个小金属环a、b与长直金属杆连接，在外力F作用下，正弦形金属导线可以在杆上无摩擦滑动，金属杆的电阻不计，导线电阻为R，ab间距离为2L，导线组成的正弦图形顶部、底部到杆的距离都是d。在导线右侧有一有界匀强磁场区域，磁场的左右边界与金属杆垂直，磁场的宽度为L，磁感应强度为B。若导线在外力F作用下沿杆以恒定的速度v向右运动，在运动过程中导线所在平面始终与磁场垂直。则在导线穿过磁场的过程中（　　） A．导线上有电流流过的时间为 B．导线上的电流最大值为 C．外力F做的功为 D．导线上的电流的瞬时值表达式为 44．（多选）如图所示，某理想变压器接在电压有效值恒为360V的正弦交流电源两端，原、副线圈的匝数之比，定值电阻R0=90Ω，R1=20Ω，滑动变阻器最大阻值R=40Ω。初始时滑动变阻器的滑片P位于滑动变阻器的中点，将滑片P向上缓慢滑至a点的过程中，下列说法正确的是（　　） A．交流电源的输出功率先增大后减小 B．定值电阻R0消耗的电功率逐渐增大 C．P在中点时通过R0的电流为2A D．副线圈负载消耗的电功率逐渐减小 45．（多选）一小型水力发电站要将电能输送到附近的用户，输电线路如图甲所示，输送的总功率为，发电站的输出电压随时间变化的图像如图乙所示，为减少输电功率损失，先用一理想升压变压器将电压升高再输出，已知升压变压器原、副线圈的匝数比，输电线的总电阻。下列说法正确的是（　　） A．用户获得的交流电的频率为50Hz B．升压变压器副线圈两端的电压为350V C．通过输电线R的电流 D．由于输电线有电阻，输电过程中损失的功率为2000W 46．如图甲，列车进站时利用电磁制动技术产生的电磁力来刹车。某种列车制动系统核心部分的模拟原理图如图乙所示，一闭合正方形刚性单匝均匀导线框abcd放在水平面内，其质量为m，阻值为R，边长为L；左、右两边界平行且宽度为L的区域内有磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。当线框运动到ab边与磁场左边界间的距离为L时，线框具有水平向右的速度，当cd，边离开磁场右边界时线框速度恰好为零。已知运动中ab边始终与磁场左边界平行，线框始终还受到与运动方向相反、大小恒为的阻力作用，求： (1)线框进入磁场的过程中通过线框某一横截面的电荷量绝对值q； (2)线框ab边刚进入磁场时a、b间的电压； (3)线框通过磁场过程中在ab边上产生的焦耳热。 47．如图所示，水平放置的粗糙金属导轨相距，导轨左端接有的电阻，空间存在斜向右上且与水平面的夹角为的匀强磁场，磁感应强度大小为。现有一根质量的导体棒，在平行导轨方向、大小为的恒力作用下以速度沿导轨匀速运动，某时刻撤去力F，导体棒继续运动距离s后停止。整个运动过程中导体棒始终和导轨垂直，导轨足够长，且导轨和导体棒的电阻均忽略不计，重力加速度g取10m/s2。求： (1)导体棒匀速运动阶段电阻R的发热功率？ (2)导体棒和导轨之间的动摩擦因数？ (3)撤去力F以后，导体棒运动距离为时，证明其速度大于。 48．如图所示为某种“电磁枪”的原理图。在竖直向下的匀强磁场中，两根相距的平行长直金属导轨水平放置，左端接电容为的电容器，一导体棒放置在导轨上，与导轨垂直且接触良好，不计导轨电阻及导体棒与导轨间的摩擦。已知磁场的磁感应强度大小为，导体棒的质量为、接入电路的电阻为。开关闭合前电容器的电荷量为。 (1)求闭合开关瞬间通过导体棒的电流； (2)求闭合开关瞬间导体棒的加速度大小； (3)导体棒达到最大理论速度。 49．如图所示，水平面内固定有两根平行的光滑长直金属轨道，间距为L，电阻不计。虚线左侧区域有竖直向下的磁感应强度为B1=B的匀强磁场，虚线右侧有竖直向上的磁感应强度为B2=2B的匀强磁场。t=0时刻金属杆a以v1=v0的初速度向左滑动，金属杆b以v2=2v0的初速度向右滑动。金属杆ab始终与导轨垂直且接触良好，金属杆a始终在左侧轨道磁场区域运动，金属杆b始终在右侧轨道磁场区域运动。金属杆a的质量为m，电阻为2r，金属杆b的质量为2m，电阻为r。求： （1）t=0时刻金属杆b瞬间的加速度大小； （2）金属杆a最多能产生多少焦耳热； （3）当金属杆b的速度为时，金属杆a的速度大小为多少。 50．如图所示，有一光滑的水平导电轨道置于竖直向上的匀强磁场中，导轨由两宽度分别为2L、L组合而成，两导体棒ab、cd分别垂直两导轨水平放置，质量都为m、有效电阻都为R。现给ab一水平向左的初速度v0，导轨电阻不计且足够长，最终cd离开宽轨且滑上无磁场的光滑圆弧轨道上，cd上升的最大高度为h，重力加速度为g。从cd开始运动到cd离开磁场这一过程中，求： （1）ab开始运动瞬间cd所受安培力的大小和方向； （2）ab做匀速运动时的速度大小； （3）上述过程中闭合电路中产生的焦耳热。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $