文档内容
2023届高考物理一轮基础巩固题：传感器、电磁感应、交变电流有
答案
一、选择题。
1、(多选)如图所示，M为半圆形导线框，圆心为O ；N是圆心角为直角的扇形
M
导线框，圆心为O ；两导线框在同一竖直平面(纸面)内，两圆弧半径相等；过
N
直线O O 的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里．现使线框
M N
M、N在t＝0时从图示位置开始分别绕过O 和O 且垂直于纸面的轴以相同的
M N
周期T逆时针匀速转动，则( )
A．两导线框中均会产生正弦式交流电
B．两导线框中感应电流的周期都等于T
C．在t＝时，两导线框中产生的感应电动势相等
D．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等
2、有一种调压变压器的构造如图所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，
C、D之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压．图中A为交
流电流表，V为交流电压表，R 、R 为定值电阻，R 为滑动变阻器，C、D两端
1 2 3
接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是( )
A．当R 接入电路的阻值不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表示数变小，
3
电压表示数变小
B．当R 接入电路的阻值不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表示数变小，
3
电压表示数变大
C．当P不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表示数变小，电压表示
数变小
D．当P不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表示数变大，电压表示
数变大
3、如图为某正弦式交变电流的图象，则该电流的瞬时值表达式为( )A．i＝10sin(100πt)A B．i＝10sin(10πt)A
C．i＝20sin(50πt)A D．i＝20sin(100πt)A
4、(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为101，B是原线
圈的中心接头，原线圈输入的电压如图乙所示，副线圈电路中R 、R 为定值电
1 3
阻，R 为NTC型热敏电阻(阻值随温度升高而减小)，C为耐压值为70 V的电容
2
器，所有电表均为理想电表．下列判断正确的是( )
A．当单刀双掷开关与A连接，电阻R 所在处温度升高时，A 的示数变大，A
2 1 2
的示数减小
B．当单刀双掷开关与B连接时，副线圈两端电压的频率变为25 Hz
C．当单刀双掷开关与B连接时，电容器C不会被击穿
D．其他条件不变，单刀双掷开关由A→B时，变压器的输出功率变为原来的
5、（双选）如图所示，理想变压器有两个副线圈，输出电压分别为5 V和3
V，要获得8 V输出电压(两个副线圈的绕向和输出端如图所示)，两个副线圈的
连接方法是( )
A．b、c连接，a、d两端输出
B．a、d连接，b、c两端输出
C．a、c连接，b、d两端输出D．b、d连接，a、c两端输出
6、（双选）两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为
导体环。当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如
图所示方向的感应电流，则（ ）
A．A可能带正电且转速减小 B．A可能带正电且转速增
大
C．A可能带负电且转速减小 D．A可能带负电且转速增大
7、如图所示，MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上的
两根金属杆，垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面，则下列
说法正确的是( )
A．若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向为
a→b→d→c→a
B．若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向为
a→c→d→b→a
C．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路中的电流为零
D．若ab、cd都向右运动，且两杆速度v >v ，则abdc回路有电流，电流方向
cd ab
为a→c→d→b→a
8、(多选)如图甲所示，单匝线圈两端A、B与一理想电压表相连，线圈内有一
垂直纸面向里的匀强磁场，线圈中的磁通量变化规律如图乙所示．下列说法正
确的是( )
A．0～0.10 s内磁通量的变化量为0.15 Wb
B．电压表读数为0.5 V
C．电压表“＋”接线柱接A端D．B端比A端的电势高
9、（双选）如图所示，两根电阻不计的光滑平行金属导轨与水平面的倾角为 ，
导轨下端接有电阻 ，匀强磁场垂直于斜面向上，质量为 、电阻不计的金属
棒 在沿斜面与棒垂直的恒力 作用下沿导轨匀速上滑，上升高度为 的过程
中（ ）
A．金属棒所受各力的合力所做的功等于零
B．金属棒所受各力的合力所做的功等于 和电阻 上发出的焦耳热之
和
C．恒力 与重力的合力所做的功等于棒克服安培力所做的功与电阻尺上
产生的焦耳热之和
D．恒力 与重力的合力所做的功等于电阻 上产生的焦耳热
10、如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60°的匀强磁场中，匀
强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定图甲中B的方向为
正方向)，导体棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好，除电阻R的阻值外，其
余电阻不计，导体棒ab在水平拉力作用下始终处于静止状态，规定a→b的方
向为电流的正方向，水平向右的方向为拉力的正方向，则在0～t 时间内，能正
1
确反映流过导体棒ab的电流I和导体棒ab所受水平拉力F随时间t变化的图象
是( )11、（双选）如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线
圈中产生的交变电流如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则( )
A.乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程
B.乙图中c时刻对应甲图中的C图
C.若乙图中d等于0.02 s，则1 s内电流的方向改变了100次
D.若乙图中b等于0.02 s，则交流电的频率为50 Hz
12、（双选）如图所示的电路中，T为一降压式自耦调压变压器．开始时灯泡
L正常发光，现在电源电压U略降低，为使灯泡L仍能正常发光，可采用的措
施是( )
A．将自耦调压变压器的滑片P适当上滑
B．将自耦调压变压器的滑片P适当下滑
C．适当增大滑动变阻器R 的阻值
2
D．适当减小滑动变阻器R 的阻值
2
二、填空含实验题。
13、如图所示，A、B两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数都为10匝，半径
R =2R ，图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则A、B线圈中产生
A B
的感应电动势之比为E ∶E =________，线圈中的感应电流之比为
A B
I ∶I =________。
A B
14、传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．有一种测量人体重的电子秤，其测
量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R(电阻会随所受压
力大小发生变化的可变电阻)，显示体重大小的仪表A(实质是理想的电流表)组
成，压力传感器表面能承受的最大压强为1×107 Pa，且已知压力传感器R的电
阻与所受压力的关系如表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源
后，压力传感器两端的电压恒为4.8 V，请回答：
压力F/N 0 250 500 750 1 000 1 250 1 500 …
电阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 …
(1)把R写成关于F的函数关系：R＝ 。
(2)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘上的示数为 mA
处．
(3)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20 mA，则这个人的体重
是 N.
三、计算类题。
15、如图甲所示的螺线管，匝数 匝，横截面积 ，电阻 ，
与螺线管串联的外电阻 ， ，方向向右穿过螺线管的匀强磁场
的磁感应强度按图乙所示规律变化，试计算电阻 的电功率。
16、（计算题）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距离为
L，其电阻不计．两导轨及其构成的平面与水平面成θ角，两根用细线连接的金
属杆ab、cd分别垂直导轨放置，平行斜面向上的外力F作用在杆ab上，使两杆
静止，已知两金属杆ab、cd的质量分别为m和2m，两金属杆的电阻都为R，并且和导轨始终保持良好接触，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场
中，磁感应强度为B.某时刻将细线烧断，保持杆ab静止不动，求：
(1)细线烧断后外力F的最小值和最大值；
(2)设细线烧断后cd杆到达最大速度前杆ab产生的电热为Q，求cd杆到达最大
速度前经过的位移s.
17、（计算类综合题）用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速
直线运动的加速度。该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻
组成的压力传感器。用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块，滑块
可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从
传感器的液晶显示屏上读出。现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在
前，传感器a在后。汽车静止时，传感器a、b的示数均为10 N(取g＝10
m/s2)。
(1)若传感器a的示数为14 N，b的示数为6.0 N，求此时汽车的加速度大小和
方向。
(2)当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数为零？
2023届高考物理一轮基础巩固题：传感器、电磁感应、交变电流有
答案
一、选择题。
1、(多选)如图所示，M为半圆形导线框，圆心为O ；N是圆心角为直角的扇形
M
导线框，圆心为O ；两导线框在同一竖直平面(纸面)内，两圆弧半径相等；过
N直线O O 的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里．现使线框
M N
M、N在t＝0时从图示位置开始分别绕过O 和O 且垂直于纸面的轴以相同的
M N
周期T逆时针匀速转动，则( )
A．两导线框中均会产生正弦式交流电
B．两导线框中感应电流的周期都等于T
C．在t＝时，两导线框中产生的感应电动势相等
D．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等
【答案】BC
2、有一种调压变压器的构造如图所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，
C、D之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压．图中A为交
流电流表，V为交流电压表，R 、R 为定值电阻，R 为滑动变阻器，C、D两端
1 2 3
接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是( )
A．当R 接入电路的阻值不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表示数变小，
3
电压表示数变小
B．当R 接入电路的阻值不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表示数变小，
3
电压表示数变大
C．当P不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表示数变小，电压表示
数变小
D．当P不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表示数变大，电压表示
数变大
【答案】A
3、如图为某正弦式交变电流的图象，则该电流的瞬时值表达式为( )A．i＝10sin(100πt)A B．i＝10sin(10πt)A
C．i＝20sin(50πt)A D．i＝20sin(100πt)A
【答案】D
4、(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为101，B是原线
圈的中心接头，原线圈输入的电压如图乙所示，副线圈电路中R 、R 为定值电
1 3
阻，R 为NTC型热敏电阻(阻值随温度升高而减小)，C为耐压值为70 V的电容
2
器，所有电表均为理想电表．下列判断正确的是( )
A．当单刀双掷开关与A连接，电阻R 所在处温度升高时，A 的示数变大，A
2 1 2
的示数减小
B．当单刀双掷开关与B连接时，副线圈两端电压的频率变为25 Hz
C．当单刀双掷开关与B连接时，电容器C不会被击穿
D．其他条件不变，单刀双掷开关由A→B时，变压器的输出功率变为原来的
【答案】AC
5、（双选）如图所示，理想变压器有两个副线圈，输出电压分别为5 V和3
V，要获得8 V输出电压(两个副线圈的绕向和输出端如图所示)，两个副线圈的
连接方法是( )
A．b、c连接，a、d两端输出B．a、d连接，b、c两端输出
C．a、c连接，b、d两端输出
D．b、d连接，a、c两端输出
【答案】AB
6、（双选）两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为
导体环。当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如
图所示方向的感应电流，则（ ）
A．A可能带正电且转速减小 B．A可能带正电且转速
增大
C．A可能带负电且转速减小 D．A可能带负电且转速增大
【答案】BC
7、如图所示，MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上的
两根金属杆，垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面，则下列
说法正确的是( )
A．若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向为
a→b→d→c→a
B．若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向为
a→c→d→b→a
C．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路中的电流为零
D．若ab、cd都向右运动，且两杆速度v >v ，则abdc回路有电流，电流方向
cd ab
为a→c→d→b→a
【答案】D
8、(多选)如图甲所示，单匝线圈两端A、B与一理想电压表相连，线圈内有一
垂直纸面向里的匀强磁场，线圈中的磁通量变化规律如图乙所示．下列说法正
确的是( )A．0～0.10 s内磁通量的变化量为0.15 Wb
B．电压表读数为0.5 V
C．电压表“＋”接线柱接A端
D．B端比A端的电势高
【答案】BC
9、（双选）如图所示，两根电阻不计的光滑平行金属导轨与水平面的倾角为 ，
导轨下端接有电阻 ，匀强磁场垂直于斜面向上，质量为 、电阻不计的金属
棒 在沿斜面与棒垂直的恒力 作用下沿导轨匀速上滑，上升高度为 的过程
中（ ）
A．金属棒所受各力的合力所做的功等于零
B．金属棒所受各力的合力所做的功等于 和电阻 上发出的焦耳热之
和
C．恒力 与重力的合力所做的功等于棒克服安培力所做的功与电阻尺上
产生的焦耳热之和
D．恒力 与重力的合力所做的功等于电阻 上产生的焦耳热
【答案】AD
10、如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60°的匀强磁场中，匀
强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定图甲中B的方向为
正方向)，导体棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好，除电阻R的阻值外，其
余电阻不计，导体棒ab在水平拉力作用下始终处于静止状态，规定a→b的方
向为电流的正方向，水平向右的方向为拉力的正方向，则在0～t 时间内，能正
1
确反映流过导体棒ab的电流I和导体棒ab所受水平拉力F随时间t变化的图象是( )
【答案】D
11、（双选）如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线
圈中产生的交变电流如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则( )
A.乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程
B.乙图中c时刻对应甲图中的C图
C.若乙图中d等于0.02 s，则1 s内电流的方向改变了100次
D.若乙图中b等于0.02 s，则交流电的频率为50 Hz
【答案】A、C
12、（双选）如图所示的电路中，T为一降压式自耦调压变压器．开始时灯泡
L正常发光，现在电源电压U略降低，为使灯泡L仍能正常发光，可采用的措
施是( )
A．将自耦调压变压器的滑片P适当上滑
B．将自耦调压变压器的滑片P适当下滑
C．适当增大滑动变阻器R 的阻值
2D．适当减小滑动变阻器R 的阻值
2
【答案】AC
二、填空含实验题。
13、如图所示，A、B两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数都为10匝，半径
R =2R ，图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则A、B线圈中产生
A B
的感应电动势之比为E ∶E =________，线圈中的感应电流之比为
A B
I ∶I =________。
A B
【答案】1∶1 1∶2
【解析】A、B两环中磁通量变化率相同，线圈匝数相同，由 可得
E ∶E =1∶1，又因为 ，故R ∶R =2∶1，所以I ∶I =1∶2。
A B A B A 1
14、传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的一种
元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．有一种测量人体重的电子秤，其测
量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R(电阻会随所受压
力大小发生变化的可变电阻)，显示体重大小的仪表A(实质是理想的电流表)组
成，压力传感器表面能承受的最大压强为1×107 Pa，且已知压力传感器R的电
阻与所受压力的关系如表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源
后，压力传感器两端的电压恒为4.8 V，请回答：
压力F/N 0 250 500 750 1 000 1 250 1 500 …
电阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 …
(1)把R写成关于F的函数关系：R＝ 。
(2)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘上的示数为 mA
处．(3)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20 mA，则这个人的体重
是 N.
【答案】（1）R＝300－·F （2）16 （3）500
【解析】(1)F＝0时，R＝300 Ω；当F＝1 000 N时，R＝180 Ω
所以＝＝－，得：R＝300－·F.
(2)由压力传感器R的电阻与所受压力的关系如表中所示，可得：F＝0，R＝300
Ω，由闭合电路欧姆定律：
I＝＝1.6×10－2 A＝16 mA
即该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘16 mA处．
(3)由闭合电路欧姆定律：R′＝＝ Ω＝240 Ω
由表中数据得，F＝500 N，
如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20 mA，则此人的体重是
500 N。
三、计算类题。
15、如图甲所示的螺线管，匝数 匝，横截面积 ，电阻 ，
与螺线管串联的外电阻 ， ，方向向右穿过螺线管的匀强磁场
的磁感应强度按图乙所示规律变化，试计算电阻 的电功率。
【答案】
【解析】本题考查法拉第电磁感应定律及电路的有关计算，解题关键是能由
图象求 。
由图乙知，螺线管中磁感应强度 均匀增加，其变化率为
，
由法拉第电磁感应定律知螺线管中产生的感应电动势由闭合电路欧姆定律知螺线管回路的电流为
，
电阻R 消耗的功率为
2
。
16、（计算题）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距离为
L，其电阻不计．两导轨及其构成的平面与水平面成θ角，两根用细线连接的金
属杆ab、cd分别垂直导轨放置，平行斜面向上的外力F作用在杆ab上，使两杆
静止，已知两金属杆ab、cd的质量分别为m和2m，两金属杆的电阻都为R，
并且和导轨始终保持良好接触，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场
中，磁感应强度为B.某时刻将细线烧断，保持杆ab静止不动，求：
(1)细线烧断后外力F的最小值和最大值；
(2)设细线烧断后cd杆到达最大速度前杆ab产生的电热为Q，求cd杆到达最大
速度前经过的位移s.
【答案】(1)mgsin θ 3mgsin θ (2)＋
【解析】(1)细线烧断瞬间，外力F取得最小值F ；
2
研究杆ab：F ＝mgsin θ.
1
cd杆到达最大速度v 时，外力F取得最大值F .
m 2
研究杆ab：F ＝mgsin θ＋F
2 安．
研究cd杆，因其匀速运动，F ′＝2mgsin θ.
安
显然F ＝F ′.
安 安
代入可得：F ＝3mgsin θ(也可研究整体)
2
(2)两杆电阻相等，故电热相等．
cd杆到达最大速度前电路产生的总电热为2Q
由能量守恒可知：2mgsin θ×s＝mv2＋2Q.
其中v为cd杆最大速度
研究cd杆，因其匀速运动，F ＝2mgsin θ.
安且F ＝BIL，E＝BLv，I＝，
安
代入得：s＝＋.
17、（计算类综合题）用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速
直线运动的加速度。该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻
组成的压力传感器。用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块，滑块
可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从
传感器的液晶显示屏上读出。现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在
前，传感器a在后。汽车静止时，传感器a、b的示数均为10 N(取g＝10
m/s2)。
(1)若传感器a的示数为14 N，b的示数为6.0 N，求此时汽车的加速度大小和
方向。
(2)当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数为零？
【答案】(1)4.0 m/s2 向右 (2)以方向向左大小为10 m/s2的加速度运动
【解析】 (1)如图所示：
依题意：左侧弹簧对滑块向右的推力F ＝14 N，右侧弹簧对滑块向左的推力F
1 2
＝6.0 N，滑块所受合力产生加速度a ，
1
根据牛顿第二定律有F －F ＝ma ，
1 2 1
得a ＝＝ m/s2＝4.0 m/s2。
1
a 与F 同方向，即向前(向右)。
1 1
(2)传感器a的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力F ′＝0，因两弹簧相同，左侧弹
1
簧伸长多少，右侧弹簧就缩短多少，所以右侧弹簧的弹力变为F ′＝20 N。滑块
2
所受合力产生加速度，由牛顿第二定律得F ＝F ′＝ma ，
合 2 2
得a ＝＝－10 m/s2，负号表示方向向后(向左)。
2
