2026届高考物理安培力、交流电、远距离输电计算题专题

《计算题专题》参考答案 1．如图所示，在与水平方向成角的金属导轨间连一电源，电源电动势，内阻，在相距的平行导轨上垂直于导轨放一重的金属棒，棒在两导轨间电阻，其余电阻不计，磁场方向竖直向上，导轨和金属棒之间的摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导体棒静止，，，求： (1)流过金属棒的电流强度大小； (2)匀强磁场的磁感应强度取值范围。 2．如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ相距为，导轨平面与水平面的夹角为，导轨上端连接一定值电阻，导轨的电阻不计，整个装置处于方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上，且与导轨保持良好的接触，金属棒的质量为，电阻为。现将金属棒从紧靠NQ处由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为时，速度达到最大值。（重力加速度g取），求： (1)匀强磁场的磁感应强度的大小； (2)金属棒沿导轨下滑距离为14m的过程中，电阻R产生的焦耳热Q及通过金属棒截面的电荷量q； 3．如图所示，正方形线圈abcd绕对称轴（在匀强磁场中匀速转动，转速为，已知，匝数，磁感应强度，图示位置线圈平面与磁感线平行。闭合回路中线圈的电阻，外电阻。求： (1)交流电压表的示数； (2)从图示位置转过过程中的平均电动势； (3)从图示位置转过过程中的通过线圈截面的电荷量q。 4．远距离输电示意图如图所示，其中变压器为理想变压器，水电站发电机的输出功率为440kW，发电机的电压为220V。通过升压变压器升高电压至11kV后向远处输电，在用户端用降压变压器把电压降为220V，使用户得到的功率为432kW。求： (1)输电线的总电阻r； (2)降压变压器的原、副线圈的匝数比。 5．如图所示，在磁感应强度B=0.2T的水平匀强磁场中，有一边长为L=10cm，匝数N=100匝，总电阻r=1Ω的正方形线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动，转速，有一电阻R=9Ω，通过电刷与两滑环接触，R两端接有一理想交流电压表，求： (1)若从线圈通过中性面时开始计时，写出电动势的瞬时表达式； (2)线圈转到图示位置时电压表的示数； (3)在1分钟内外力驱动线圈转动所做的功； 6．如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，已知匀强磁场的磁感应强度大小为B，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，线圈的转速为，线圈与二极管、阻值为的定值电阻及理想交流电流表相连。求： (1)线圈由图示位置转过过程中，通过的电荷量； (2)交流电流表的示数。 7．一台小型电动机在3V电压下工作，用此电动机提升重力为4N的物体时，通过它的电流是0.2A，在30s内可使该物体被匀速提升3m。若不计一切摩擦和阻力，求： (1)电动机的输入功率； (2)在提升重物的30s内，电动机线圈所产生的热量； (3)电动机线圈的电阻。 8．如图所示为某遥控玩具赛车内部电路图，电源电动势，内电阻，指示灯、均标有“3V 3W”字样，电动机M正常工作时的电压，线圈电阻，当闭合开关S，将滑动变阻器R的阻值调到时，电动机M和指示灯均能正常工作，指示灯电阻视为不变。求： (1)电动机的额定功率； (2)电动机输出的机械功率； (3)电源的效率（保留三位有效数字）。 26年高考物理安培力、交流电、远距离输电计算题专题 试卷第4页，共4页 试卷第1页，共4页 学科网（北京）股份有限公司 1．(1) (2) 【详解】（1）由闭合电路的欧姆定律可得 （2）当导体棒有下滑趋势时，则有 解得 当导体棒有上滑趋势时 解得 故磁感应强度的取值范围为 2．(1)4T (2)12J，14C 【详解】（1）金属板速度达到最大值，金属板所受外力为0，对棒进行分析，根据平衡条件有 金属棒中的感应电流 解得 （2）根据能量守恒定律有 则电阻R产生的焦耳热 解得 感应电动势的平均值 感应电流的平均值 根据电流的定义式有 解得 3．(1) (2) (3) 【详解】（1）角速度为 产生的感应电动势最大值为 交流电有效值为 则交流电压表的示数为 （2）周期为 平均电动势为 （3）通过线框截面电量为 4．(1) (2) 【详解】（1）输电线上的电流 输电线上损失的功率 又 解得 （2）降压变压器的输入电压 降压变压器原、副线圈的匝数比为 5．(1) (2) (3)4800J 【详解】（1）根据角速度定义式，得 若从线圈通过中性面时开始计时，则有 （2）电压表示数为有效值；电动势有效值 电压表示数 （3）在1分钟内外力驱动线圈转动所做的功 解得 6．(1) (2) 【详解】（1）线圈由图示位置开始转动，根据右手定则可知，产生的感应电流为顺时针方向，二极管处于正向导通状态。转过过程中，根据法拉第电磁感应定律有 又 根据闭合电路欧姆定律有 根据电流定义式有 解得 （2）线圈转动一周只有一半的时间有电流流过电阻，感应电动势的峰值，由于交流电流表测量的是有效值，得 解得 7．(1)0.6W (2)6J (3) 【详解】（1）电动机的输入功率为 （2）在提升重物的30s内，电动机消耗的电能为，根据能量守恒可得 可得电动机线圈所产生的热量为 （3）根据焦耳定律可得 可得电动机线圈的电阻为 8．(1)6W (2)5W (3) 【详解】（1）滑动变阻器与电源内阻的电压之和为 总电流 灯泡电流 故电动机电流 电动机的额定功率 （2）电动机消耗的热功率 则电动机的机械功率 （3）电源总功率 电源内功率 电源输出功率 故电源的效率 答案第2页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $