专题02 交变电流（期中真题汇编，上海专用）高二物理下学期

专题02 交变电流 1．(24-25高二下·上海大同中学·期中)如图所示的远距离输电系统，交流发电机输出电压的有效值一定，通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电，输电线的双线总电阻为R。升压变压器的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和：降压变压器的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和。当用户减少时（　　） A．增加，减小 B．增加，减小 C．减小，增加 D．减小，增加 2．(24-25高二下·上海延安中学·期中)下列有关四幅图像的说法正确的是（　　） A．图甲中的振荡电路能量守恒，不产生电磁波 B．图乙中的发电机是旋转磁极式发电机 C．图丙中的双线绕法可减小绕线的漏磁现象，从而减小磁场能的损失 D．图丁中变化的磁场产生电场是一个普遍规律，与闭合电路是否存在无关 二、多选题 3．(24-25高二下·上海第二中学·期中)以下四种电流i随时间t周期性变化的图像中，描述交流电的有（　　） A． B． C． D． 4．(24-25高二下·上海第二中学·期中)钳形电流表是一种用于测量高压输电线上电流大小的仪表。如图所示为钳形电流表的结构图和外形图，据图判断下列说法不正确的是（　　） A．读数时应该让钳口保持张开 B．通过钳形表的导线数加倍，所测得的电流将会加倍 C．钳形电流表的变压器是一个升压变压器 D．可以用钳形电流表测量稳恒强电流 三、解答题 5．(24-25高二下·上海大同中学·期中)如图所示的小型输电系统，已知发电机线圈abcd匝数。面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度，输电导线的总电阻为，降压变压器原、副线圈的匝数比为。用户区两盏白炽灯均标有“220V  40W”，电动机标有“220V  800W”，电灯及电动机均正常工作，电表均为理想表，其余导线电阻可忽略，变压器均为理想变压器。求 (1)若从垂直中性面开始计时，发电机线圈输出的瞬时电压u随时间变化的表达式 (2)输电导线损耗的电功率 (3)升压变压器原、副线圈匝数比 (4)若用户区的电动机发生断路故障，请理论分析输电系统的输电效率如何变化 6．(24-25高二下·上海位育中学·期中)如图所示，发电机输出的电压为500V，其输出的总功率是3.0×106W，总的输电线电阻r=2.5Ω，升压变压器的匝数比1∶10，在用户端用降压变压器把电压降为220V供用电器使用，（变压器均看成理想变压器）求： (1)输电线上的电流I； (2)输电线上损失功率P； (3)降压变压器的匝数之比n3∶n4。 汽车是我们出行的重要工具之一，我们学习的物理知识在汽车上有诸多应用。 7．(24-25高二下·上海格致中学·期中)使用北斗卫星导航系统导航时，用来传递信息的是（　　） A．机械波 B．超声波 C．无线电波 D．红外线 8．(24-25高二下·上海格致中学·期中)智能雨刮器会在下雨时自动启动。如图为前挡风玻璃的横截面示意图。雨刮器的工作原理可做如下简化：不下雨时，激光光源P发出的光在玻璃内传播斜射到N处，若光的入射角θ大于临界角就会发生___________现象而被接收器Q接收；下雨时N处的外侧有水滴，接收器Q接收到的光照强度_________（选填：“变大”、“不变”或“变小”），从而启动雨刮器。 9．(24-25高二下·上海格致中学·期中)（多选）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 10．(24-25高二下·上海格致中学·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__________。 11．(24-25高二下·上海格致中学·期中)电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，磁场中，边长为L、总电阻为R的单匝正方形线圈abcd竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。如乙图，某时刻永磁铁相对线框竖直向上运动时，其速度大小为v。则此时穿过线圈的磁通量为_______，线圈中的感应电流为__________时针方向（选填“顺”或“逆”），线圈中的电流大小为________，线圈受到的安培力为__________。 四、填空题 12．(24-25高二下·上海大同中学·期中)如图甲为小型交流发电机的原理图，发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，从时刻开始，通过矩形线圈的磁通量随时间变化的规律如图乙所示，已知线圈的匝数，线圈的电阻，定值电阻，电压表为理想交流电表，则线圈转动的周期为__________s，电压表的示数为__________V。 13．(24-25高二下·上海大同中学·期中)图甲是一款手机无线充电接收器，将其插入原本没有无线充电功能的手机的接口，并贴于手机背部，再将手机放在无线充电器上即可实现无线充电。其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈匝数比，两个线圈中所接电阻的阻值均为R。当ab间接上220V的正弦交变电源后，受电线圈中产生电流给手机充电；充电时，受电线圈中的电流为2A。若把装置线圈视为理想变压器、手机充电时，送电线圈中电流为__________A，送电线圈和受电线圈线路上所接电阻R的电功率比为__________。 14．(24-25高二下·上海中学东校·期中)远距离输电中，为了减小输电线上的电能损失，则必须采用_______输电。某输电线的电阻共为1.0Ω，当它输送100kW电功率时，如要输电线损失功率为100W，则输电电压为_______V，如果用400V电压输送，则用户得到的功率为_______kW。 五、综合题 15．(24-25高二下·上海位育中学·期中)(1)如图所示，矩形线图abcd在磁极间的匀强磁场中匀速转动，外接交流电压表和定值电阻，图示位置线圈平面与磁感线平行。此时（　　） A．穿过线圈的磁通量最大 B．通过线圈的电流最大 C．电压表的示数为零 D．流经电阻的电流方向改变 (2)设匀强磁场的磁感应强度，其边长，，匝数（图中只画出1匝），线圈的总电阻，线图可绕垂直于磁场且过bc和ad边中点的转轴以周期匀速转动。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环焊接在一起，并通过电刷与阻值的定值电阻连接。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。 ①求线圈中感应电动势的最大值； ②从线圈平面与磁场方向平行位置开始计时，写出线圈中感应电流i随时间t变化的关系式； ③求线圈转动过程中，电阻R上的发热功率P； ④从线圈平面与磁场方向平行位置开始计时，线圈转过圈过程中，通过电阻R的电量q。 乐中的“电磁现象”：小明在课外活动中制作了如图所示的“电子发声装置”：在一块木板两端固定两颗螺丝钉，将一根张紧的铜丝缠绕在两颗螺丝钉之间，扩音器通过导线与两螺丝钉连接，铜丝旁边放置一块磁铁，用手指在水平方向拨动铜丝，扩音器上就发出了声音。 16．(24-25高二下·上海中学东校·期中)根据上述信息，下列说法正确的是_______。 A．铜丝振动引起空气振动而发出声音 B．振动的铜丝切割磁感线产生的电流方向不变 C．铜丝振动时将电能转化为机械能 D．铜丝振动时将机械能转化为电能 17．(24-25高二下·上海中学东校·期中)“电子发声装置”可简化成如图的电路模型：左端接有电阻R的平行光滑金属导轨水平放置，固定在竖直向上的匀强磁场中，一导体杆与两导轨良好接触，在外力作用下沿导轨方向做周期为1s的简谐运动。图中O位置对应平衡位置，C、D两位置对应简谐运动的左、右最大位移处。两导轨电阻不计，下列说法正确的是_______。 A．杆由O到C的过程中，电路中电流变大 B．杆由C到D的过程中，电路中电流一直变大 C．杆通过O处时，电路中电流方向将发生改变 D．杆通过O处时，电路中电流最大 18．(24-25高二下·上海中学东校·期中)电吉他就是一种类似于小明制作的“电子发生装置”。其拾音器的原理图（如图所示）。电吉他琴身上装有线圈，被磁化的琴弦振动时，会使线圈中的磁通量发生变化，从而产生感应电流，经信号放大器放大后传到扬声器。当图中琴弦向右靠近线圈时，线圈受到_______的磁场力（请选填“向右”、“向左”或“无”），产生感应电流的过程与_______（选填“电动机”或“发电机”）原理类似。 19．(24-25高二下·上海中学东校·期中)若由于金属弦的振动，线圈内的磁通量随时间的变化如图所示，则对应感应电流的变化为_______。 A． B． C． D． 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。 20．(24-25高二下·上海格致中学·期中)下列图像中属于交变电流的有哪些____ 21．(24-25高二下·上海格致中学·期中)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 22．(24-25高二下·上海格致中学·期中)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 23．(24-25高二下·上海格致中学·期中)（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）。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 交变电流 1．(24-25高二下·上海大同中学·期中)如图所示的远距离输电系统，交流发电机输出电压的有效值一定，通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电，输电线的双线总电阻为R。升压变压器的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和：降压变压器的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和。当用户减少时（　　） A．增加，减小 B．增加，减小 C．减小，增加 D．减小，增加 【答案】A 【详解】BC．当用户减少时，交流发电机的输出电压一定，升压变压器的匝数比不变，则由 可知不变，用户消耗的电功率减少，理想降压变压器的输入功率等于输出功率，因此减少，故BC错误； A．当用户减少时，用户消耗的电功率减少，降压变压器的输入功率减少，升压变压器的输出功率减少，由 可知降压变压器的输入电流减少，由 则输电线上的电压降减少，降压变压器的输入电压增加，故A正确； D．降压变压器的匝数比不变，则由 可知降压变压器的输出电压增大，故D错误。 故选A。 2．(24-25高二下·上海延安中学·期中)下列有关四幅图像的说法正确的是（　　） A．图甲中的振荡电路能量守恒，不产生电磁波 B．图乙中的发电机是旋转磁极式发电机 C．图丙中的双线绕法可减小绕线的漏磁现象，从而减小磁场能的损失 D．图丁中变化的磁场产生电场是一个普遍规律，与闭合电路是否存在无关 【答案】D 【详解】A．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，周期性变化的磁场可以产生周期性变化的电场，二者交替产生，向远处传播，就是电磁波，图甲所示的LC振荡电路能产生电磁波，故A错误； B．图乙中的发电机是旋转电枢式发电机，不是旋转磁极式发电机，故B错误； C．对图丙，采用双线绕法时，相邻导线中电流方向相反，电流的磁效应可相互抵消，从而减小电阻的感抗，故C错误； D．对图丁，根据麦克斯韦电磁理论可知，变化的磁场产生电场是一个普遍规律，与闭合电路是否存在无关，故D正确。 故选D。 二、多选题 3．(24-25高二下·上海第二中学·期中)以下四种电流i随时间t周期性变化的图像中，描述交流电的有（　　） A． B． C． D． 【答案】ABD 【详解】方向随时间周期性变化的电流是交流电，方向不变的电流是直流电。 故选ABD。 4．(24-25高二下·上海第二中学·期中)钳形电流表是一种用于测量高压输电线上电流大小的仪表。如图所示为钳形电流表的结构图和外形图，据图判断下列说法不正确的是（　　） A．读数时应该让钳口保持张开 B．通过钳形表的导线数加倍，所测得的电流将会加倍 C．钳形电流表的变压器是一个升压变压器 D．可以用钳形电流表测量稳恒强电流 【答案】AD 【详解】A．若让钳口保持张开，则无法形成完整的闭合磁路，不能正常利用电磁感应原理测量电流，故读数时应该让钳口保持闭合，故A错误，符合题意； B．钳形电表是根据变压器原理制成的，通过钳形表的导线数加倍，相当于原线圈匝数加倍，根据，在副线圈匝数不变的情况下，所测得的电流将会加倍，故B正确，不符合题意； C．钳形电流表是将大电流变成小电流来测量，根据，大小，则 故钳形电流表的变压器是一个升压变压器，故C正确，不符合题意； D．钳形电流表是根据电磁感应原理工作的，稳恒强电流产生的磁场不变，不能在副线圈中产生感应电流，故不能用钳形电流表测量稳恒强电流，故D错误，符合题意。 故选AD。 三、解答题 5．(24-25高二下·上海大同中学·期中)如图所示的小型输电系统，已知发电机线圈abcd匝数。面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度，输电导线的总电阻为，降压变压器原、副线圈的匝数比为。用户区两盏白炽灯均标有“220V  40W”，电动机标有“220V  800W”，电灯及电动机均正常工作，电表均为理想表，其余导线电阻可忽略，变压器均为理想变压器。求 (1)若从垂直中性面开始计时，发电机线圈输出的瞬时电压u随时间变化的表达式 (2)输电导线损耗的电功率 (3)升压变压器原、副线圈匝数比 (4)若用户区的电动机发生断路故障，请理论分析输电系统的输电效率如何变化 【答案】(1) (2)8W (3) (4)输电效率提高 【详解】（1）若从垂直中性面开始计时，发电机线圈输出的瞬时电压u随时间变化的表达式为（V）； （2）电灯和电动机正常工作，则W 解得=4A 由变压器原、副线圈电流之比与线圈匝数比的关系 解得=0.4A 故输电导线损耗的电功率W （3）依题意A，而 原线圈电压有效值为V=222V 升压变压器原、副线圈匝数比为 解得 （4）若用户区的电动机发生断路故障，则用户端的总电阻R总变大，则总电流减小，故输电线上的电压损失和功率损失均减小，输电的效率因为损耗减小得以提高。 6．(24-25高二下·上海位育中学·期中)如图所示，发电机输出的电压为500V，其输出的总功率是3.0×106W，总的输电线电阻r=2.5Ω，升压变压器的匝数比1∶10，在用户端用降压变压器把电压降为220V供用电器使用，（变压器均看成理想变压器）求： (1)输电线上的电流I； (2)输电线上损失功率P； (3)降压变压器的匝数之比n3∶n4。 【答案】(1)600A (2)9×105W (3) 【详解】（1）升压变压器原线圈电流 升压变压器副线圈电流 （2）输电线上损失功率 （3）输电线上损失电压 升压变压器副线圈电压 降压变压器原线圈电压 降压变压器的匝数之比 汽车是我们出行的重要工具之一，我们学习的物理知识在汽车上有诸多应用。 7．(24-25高二下·上海格致中学·期中)使用北斗卫星导航系统导航时，用来传递信息的是（　　） A．机械波 B．超声波 C．无线电波 D．红外线 8．(24-25高二下·上海格致中学·期中)智能雨刮器会在下雨时自动启动。如图为前挡风玻璃的横截面示意图。雨刮器的工作原理可做如下简化：不下雨时，激光光源P发出的光在玻璃内传播斜射到N处，若光的入射角θ大于临界角就会发生___________现象而被接收器Q接收；下雨时N处的外侧有水滴，接收器Q接收到的光照强度_________（选填：“变大”、“不变”或“变小”），从而启动雨刮器。 9．(24-25高二下·上海格致中学·期中)（多选）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 10．(24-25高二下·上海格致中学·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__________。 11．(24-25高二下·上海格致中学·期中)电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，磁场中，边长为L、总电阻为R的单匝正方形线圈abcd竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。如乙图，某时刻永磁铁相对线框竖直向上运动时，其速度大小为v。则此时穿过线圈的磁通量为_______，线圈中的感应电流为__________时针方向（选填“顺”或“逆”），线圈中的电流大小为________，线圈受到的安培力为__________。 【答案】7．C 8． 全反射 变小 9．ACD 10． 交流 1:1 20A 11． 0 逆 【解析】7．使用北斗卫星导航系统导航时，用来传递信息的是无线电波。 故选C。 8．[1]激光光源P发出的光在玻璃内传播斜射到N处，若光的入射角θ大于临界角就会发生全反射，而被接收器接收； [2]下雨时N处的外侧有水滴，光从玻璃射向水滴时发生全反射，接收器Q接收到的光照强度变小，从而启动雨刮器。 9．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。 10．[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 11．[1]穿过线圈的磁通量为 [2]某时刻永磁铁相对线框竖直向上运动时，则线圈相对磁铁向下运动，根据右手定则可知，线圈中感应电流为逆时针方向； [3]ab、cd均切割磁感线，感应电动势为 所以感应电流为 [4]根据左手定则可知，线圈受到的安培力为 四、填空题 12．(24-25高二下·上海大同中学·期中)如图甲为小型交流发电机的原理图，发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，从时刻开始，通过矩形线圈的磁通量随时间变化的规律如图乙所示，已知线圈的匝数，线圈的电阻，定值电阻，电压表为理想交流电表，则线圈转动的周期为__________s，电压表的示数为__________V。 【答案】 【详解】[1]根据磁通量随时间变化的周期等于线圈转动的周期，由图乙可知。 [2]线圈产生的是交流电，峰值为 有效值为 电压表的示数为 【点睛】 13．(24-25高二下·上海大同中学·期中)图甲是一款手机无线充电接收器，将其插入原本没有无线充电功能的手机的接口，并贴于手机背部，再将手机放在无线充电器上即可实现无线充电。其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈匝数比，两个线圈中所接电阻的阻值均为R。当ab间接上220V的正弦交变电源后，受电线圈中产生电流给手机充电；充电时，受电线圈中的电流为2A。若把装置线圈视为理想变压器、手机充电时，送电线圈中电流为__________A，送电线圈和受电线圈线路上所接电阻R的电功率比为__________。 【答案】 0.4 1:25 【详解】[1] 受电线圈中的电流为2A。送电线圈中电流满足 解得A [2] 根据可知，送电线圈和受电线圈线路上所接电阻R的电功率比为1:25。 14．(24-25高二下·上海中学东校·期中)远距离输电中，为了减小输电线上的电能损失，则必须采用_______输电。某输电线的电阻共为1.0Ω，当它输送100kW电功率时，如要输电线损失功率为100W，则输电电压为_______V，如果用400V电压输送，则用户得到的功率为_______kW。 【答案】 高压 1×104 37.5 【详解】[1]输送功率一定时，采用高压输电可以减少导线损失的功率； [2]由题可知，导线通过的电流 故输送电压 [3]当输送电压时，此时输电线通过的电流 导线损失的功率 故用户得到的功率 五、综合题 15．(24-25高二下·上海位育中学·期中)(1)如图所示，矩形线图abcd在磁极间的匀强磁场中匀速转动，外接交流电压表和定值电阻，图示位置线圈平面与磁感线平行。此时（　　） A．穿过线圈的磁通量最大 B．通过线圈的电流最大 C．电压表的示数为零 D．流经电阻的电流方向改变 (2)设匀强磁场的磁感应强度，其边长，，匝数（图中只画出1匝），线圈的总电阻，线图可绕垂直于磁场且过bc和ad边中点的转轴以周期匀速转动。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环焊接在一起，并通过电刷与阻值的定值电阻连接。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。 ①求线圈中感应电动势的最大值； ②从线圈平面与磁场方向平行位置开始计时，写出线圈中感应电流i随时间t变化的关系式； ③求线圈转动过程中，电阻R上的发热功率P； ④从线圈平面与磁场方向平行位置开始计时，线圈转过圈过程中，通过电阻R的电量q。 【答案】(1)B (2)；；180W； 【详解】（1）A．由图可知，穿过线圈的磁通量为0。故A错误； BD．图示位置线圈的磁通量为0，磁通量变化率最大，则感应电动势最大，通过线圈的电流最大，流经电阻的电流方向不改变，故B正确，D错误； C．电压表测量电阻两端电压的有效值，则电压表的示数不为零，故C错误。 故选B。 （2）[1]线圈转动的角速度 线圈中感应电动势的最大值 [2]线圈中感应电流的最大值 感应电流i随时间t变化的关系式 [3]线圈中感应电流的有效值 电阻R上的发热功率 [4]线圈转过圈过程中，有 联立解得 乐中的“电磁现象”：小明在课外活动中制作了如图所示的“电子发声装置”：在一块木板两端固定两颗螺丝钉，将一根张紧的铜丝缠绕在两颗螺丝钉之间，扩音器通过导线与两螺丝钉连接，铜丝旁边放置一块磁铁，用手指在水平方向拨动铜丝，扩音器上就发出了声音。 16．(24-25高二下·上海中学东校·期中)根据上述信息，下列说法正确的是_______。 A．铜丝振动引起空气振动而发出声音 B．振动的铜丝切割磁感线产生的电流方向不变 C．铜丝振动时将电能转化为机械能 D．铜丝振动时将机械能转化为电能 17．(24-25高二下·上海中学东校·期中)“电子发声装置”可简化成如图的电路模型：左端接有电阻R的平行光滑金属导轨水平放置，固定在竖直向上的匀强磁场中，一导体杆与两导轨良好接触，在外力作用下沿导轨方向做周期为1s的简谐运动。图中O位置对应平衡位置，C、D两位置对应简谐运动的左、右最大位移处。两导轨电阻不计，下列说法正确的是_______。 A．杆由O到C的过程中，电路中电流变大 B．杆由C到D的过程中，电路中电流一直变大 C．杆通过O处时，电路中电流方向将发生改变 D．杆通过O处时，电路中电流最大 18．(24-25高二下·上海中学东校·期中)电吉他就是一种类似于小明制作的“电子发生装置”。其拾音器的原理图（如图所示）。电吉他琴身上装有线圈，被磁化的琴弦振动时，会使线圈中的磁通量发生变化，从而产生感应电流，经信号放大器放大后传到扬声器。当图中琴弦向右靠近线圈时，线圈受到_______的磁场力（请选填“向右”、“向左”或“无”），产生感应电流的过程与_______（选填“电动机”或“发电机”）原理类似。 19．(24-25高二下·上海中学东校·期中)若由于金属弦的振动，线圈内的磁通量随时间的变化如图所示，则对应感应电流的变化为_______。 A． B． C． D． 【答案】16．D 17．D 18． 向右 发电机 19．B 【解析】16．A．手指拨动铜导线发声是由于铜导线振动时切割磁感线产生交变的感应电流，电流通过扩音器放大后发声，故A错误； B．振动的铜丝来回切割磁感线运动方向发生改变，产生感应电流的方向随之发生改变，故B错误； CD．铜丝振动时将机械能转化为电能，故C错误，D正确。 故选D。 17．A．杆由O到C的过程中，杆切割磁感线运动的速度逐渐减小，根据可知，杆切割磁感线产生的感应电动势逐渐减小，结合欧姆定律可知，电路中电流变小，故A错误； B．同理可知，杆由C到D的过程中，杆切割磁感线运动的速度先增大后减小，产生的感应电动势先增大后减小，因此电路中电流先变大后变小，故B错误； C．由安培定则可知，杆产生感应电流的方向与杆切割磁感线运动方向有关，当杆切割磁感线运动方向发生改变时，电路中的电流方向才会随之改变，杆切割磁感线运动方向在平衡位置O点的方向不变，感应电流方向不变，故C错误； D．杆在平衡位置O点的速度最大，根据可知，杆产生的感应电动势最大，因此电路中的电流最大，故D正确。 故选D。 18．[1][2]当图中琴弦向右靠近线圈时，线圈所在位置磁场变大，磁通量变大，根据楞次定律可知，线圈受到向右的磁场力，此过程产生感应电流，与发电机原理相似。 19．根据， 可知，电流方向在改变，并且图像为正弦函数的导函数图像即余弦函数。 故选B。 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。 20．(24-25高二下·上海格致中学·期中)下列图像中属于交变电流的有哪些____ 21．(24-25高二下·上海格致中学·期中)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 22．(24-25高二下·上海格致中学·期中)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 23．(24-25高二下·上海格致中学·期中)（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】20．①②③ 21．BC 22． 高压 见解析 ACD 23．（1）0.4A，；（2）0；（3）；（4）见解析 【解析】20．交变电流的方向随时间做周期性变化。 故选①②③。 21．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。 22．[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。 23．（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。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $