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2023届高考物理一轮基础巩固题：电磁感应、交变电流、传感器含
答案
一、选择题。
1、如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd一半处于磁感应强度为B的有界匀强
磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与其中心线重合的竖直固定转轴OO′
以角速度ω匀速转动，固定转轴恰好位于匀强磁场的右边界，则线框中感应电
流的有效值为( )
A. B. C. D.
2、如图：
发电厂的输出电压为U ，发电厂至用户间输电线的总电阻为R，通过输电线的
1
电流为I，用户得到的电压为U ，则下列输电线上损耗功率的表达式中错误的
2
是( )
A．(U －U )I B．I2R C. D.
1 2
3、如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，设磁感应强度为0.01 T，
线圈边长AB为20 cm，AD为10 cm，转速n为50 r/s，则线圈转动时感应电动
势的最大值为( )
A．1×10－2 V B．3.14×10－2 V
C．2×10－2 V D．6.28×10－2 V
4、如图所示，理想变压器的原、副线圈电路中接有规格相同的灯泡，原线圈电路接在电压有效值恒为U 的交变电源上．当S断开时，L 、L 、L 三只灯泡均
0 1 2 3
正常发光；若闭合S，已知灯泡都不会损坏，且灯丝电阻不随温度变化，则(
)
A．灯泡L 变亮 B．灯泡L 变亮
1 2
C．灯泡L 亮度不变 D．灯泡L 正常发光
3 4
5、（双选）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为20∶1，R ＝10
1
Ω，R ＝20 Ω，C＝100 μF，已知电阻R 两端的正弦交流电压如图乙所示，则(
2 1
)
甲 乙
A．原线圈输入电压的最大值为400 V
B．交流电的频率为100 Hz
C．电容器C所带电量恒为2×10－3 C
D．电阻R 消耗的电功率为20 W
1
6、电阻R、电容C与一个线圈连成闭合回路，条形磁铁静止在线圈的正上方，
N极朝下，如图所示，现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端过程中，
流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是（ ）
A．从a到b，上极板带正电 B．从a到b，下极板带正
电
C．从b到a，上极板带正电 D．从b到a，下极板带正电
7、如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面
与磁场垂直．金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面．现让金属杆PQ突然向右
运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是( )
A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向
B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向
C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向
D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向
8、(多选)如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离
排列，且与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线
圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带运动方向，根
据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈．通过观察图形，判断
下列说法正确的是( )
A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈中感应电流方向从上向下看为逆时针
B．若线圈闭合，传送带以较大速度匀速运动时，磁场对线圈的作用力增大
C．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈
D．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈
9、（双选）如图所示，三角形金属导轨 上放有一金属杆 ，在外力作用
下，使 保持与 垂直，以速度 匀速从 点开始右移，若导轨与金属棒均
为粗细相同的同种金属制成，则下列判断正确的是（ ）
A．电路中的感应电流大小不变
B．电路中的感应电动势大小不变
C．电路中的感应电动势逐渐增大D．电路中的感应电流逐渐减小
10、如图所示，一个有矩形边界的匀强磁场区域内磁场方向垂直于纸面向里．
一个三角形闭合导线框，由位置1(左)在纸面内匀速运动到位置2(右)．取线框
刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t＝0)，规定逆时针方向为电流的正方向，则
选项中能正确反映线框中电流与时间关系的图象是( )
11、(多选)用一段横截面半径为r、电阻率为ρ、密度为d的均匀导体材料做成
一个半径为R(r≪R)的圆环．圆环竖直向下落入如图所示的径向磁场中，圆环
的圆心始终在N极的轴线上，圆环所在位置的磁感应强度大小均为B，圆环在
加速下落过程中某一时刻的速度为v，忽略电感的影响，则( )
A．此时在圆环中产生了(俯视)顺时针的感应电流
B．圆环因受到了向下的安培力而加速下落
C．此时圆环的加速度a＝
D．如果径向磁场足够长，则圆环的最大速度v ＝
m
12、如图甲所示，标有“220 V 40 W”的灯泡和标有“20 μF 300 V”的电
容器并联到交流电源上， 为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示，
闭合开关。下列判断正确的是( )
A.t= 时刻， 的示数为零
B.灯泡恰好正常发光C.电容器不可能被击穿
D. 的示数保持110 V不变
二、填空含实验题。
13、如图所示，将条形磁铁插入螺线管时，产生如图所示感应电流，则
（填a或b）点电势高，条形磁铁的 （上端或下端）是N极？
14、目前有些居民区内，楼道灯的控制使用的是一种延时开关．
该延时开关的简化原理如图所示．图中D是红色发光二极管(只要有很小的电流
通过就能使其发出红色亮光)，R为限流电阻，K为控钮式开关，虚线框内S表
示延时开关电路，当按下K接通电路瞬间，延时开关触发，相当于S闭合．这
时释放K后，延时开关S约在1 min后断开，电灯熄灭．根据上述信息和原理
图，我们可推断：
按钮开关K按下前，发光二极管是 (选填“发光的”或“熄灭的”)，
按钮开关K按下再释放后，电灯L发光持续时间约 min.这一过程中发光
二极管是 。限流电阻R的阻值和灯丝电阻R 相比，应满足R
L
R 的条件．
L
三、解答题。
15、（计算题）电阻为R的矩形线框abcd，边长ab= ，ad=h，质量为m，自某
一高度自由落下，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度
为h，如图所示，若线框恰好以恒定速度通过磁场，求线框中产生的焦耳热。
（不考虑空气阻力）16、如图甲所示，理想变压器原线圈通有正弦式交变电流，副线圈接有3个电
阻和一个电容器．已知R ＝R ＝20 Ω，R ＝40 Ω，原、副线圈的匝数比为
1 3 2
10∶1，原线圈的输入功率为P＝35 W，已知通过R 的正弦交流电如图乙所示．
1
求：
(1)原线圈输入电压；
(2)电阻R 的电功率；
2
(3)电容器C流过的电流．
17、（计算类综合题）一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径
开有一条宽度为2 mm的均匀狭缝。将激光器与传感器上下对准，使二者间连
线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速
移动，激光器连续向下发射激光束。在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与
传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画
出相应图线。图甲为该装置示意图，图乙为所接收的光信号随时间变化的图线，
横坐标表示时间t，纵坐标表示接收到的激光信号强度I，图中Δt ＝1.0×10－3s，
1
Δt ＝0.8×10－3 s。
2
(1)利用图乙中的数据求1 s时圆盘转动的角速度。
(2)说明激光器的传感器沿半径移动的方向，并说理由。2023届高考物理一轮基础巩固题：电磁感应、交变电流、传感器含
答案
一、选择题。
1、如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd一半处于磁感应强度为B的有界匀强
磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与其中心线重合的竖直固定转轴OO′
以角速度ω匀速转动，固定转轴恰好位于匀强磁场的右边界，则线框中感应电
流的有效值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
2、如图：
发电厂的输出电压为U ，发电厂至用户间输电线的总电阻为R，通过输电线的
1
电流为I，用户得到的电压为U ，则下列输电线上损耗功率的表达式中错误的
2
是( )
A．(U －U )I B．I2R C. D.
1 2
【答案】C
3、如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，设磁感应强度为0.01 T，
线圈边长AB为20 cm，AD为10 cm，转速n为50 r/s，则线圈转动时感应电动
势的最大值为( )A．1×10－2 V B．3.14×10－2 V
C．2×10－2 V D．6.28×10－2 V
【答案】D
4、如图所示，理想变压器的原、副线圈电路中接有规格相同的灯泡，原线圈电
路接在电压有效值恒为U 的交变电源上．当S断开时，L 、L 、L 三只灯泡均
0 1 2 3
正常发光；若闭合S，已知灯泡都不会损坏，且灯丝电阻不随温度变化，则(
)
A．灯泡L 变亮 B．灯泡L 变亮
1 2
C．灯泡L 亮度不变 D．灯泡L 正常发光
3 4
【答案】A
5、（双选）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为20∶1，R ＝10
1
Ω，R ＝20 Ω，C＝100 μF，已知电阻R 两端的正弦交流电压如图乙所示，则(
2 1
)
甲 乙
A．原线圈输入电压的最大值为400 V
B．交流电的频率为100 Hz
C．电容器C所带电量恒为2×10－3 C
D．电阻R 消耗的电功率为20 W
1
【答案】AD
6、电阻R、电容C与一个线圈连成闭合回路，条形磁铁静止在线圈的正上方，N极朝下，如图所示，现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端过程中，
流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是（ ）
A．从a到b，上极板带正电 B．从a到b，下极板带正
电
C．从b到a，上极板带正电 D．从b到a，下极板带正电
【答案】D
7、如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面
与磁场垂直．金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金
属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面．现让金属杆PQ突然向右
运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是( )
A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向
B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向
C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向
D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向
【答案】D
8、(多选)如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离
排列，且与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线
圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带运动方向，根
据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈．通过观察图形，判断
下列说法正确的是( )
A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈中感应电流方向从上向下看为逆时针
B．若线圈闭合，传送带以较大速度匀速运动时，磁场对线圈的作用力增大
C．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈D．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈
【答案】BD
9、（双选）如图所示，三角形金属导轨 上放有一金属杆 ，在外力作用
下，使 保持与 垂直，以速度 匀速从 点开始右移，若导轨与金属棒均
为粗细相同的同种金属制成，则下列判断正确的是（ ）
A．电路中的感应电流大小不变
B．电路中的感应电动势大小不变
C．电路中的感应电动势逐渐增大
D．电路中的感应电流逐渐减小
【答案】AC
10、如图所示，一个有矩形边界的匀强磁场区域内磁场方向垂直于纸面向里．
一个三角形闭合导线框，由位置1(左)在纸面内匀速运动到位置2(右)．取线框
刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t＝0)，规定逆时针方向为电流的正方向，则
选项中能正确反映线框中电流与时间关系的图象是( )
【答案】A
11、(多选)用一段横截面半径为r、电阻率为ρ、密度为d的均匀导体材料做成
一个半径为R(r≪R)的圆环．圆环竖直向下落入如图所示的径向磁场中，圆环
的圆心始终在N极的轴线上，圆环所在位置的磁感应强度大小均为B，圆环在
加速下落过程中某一时刻的速度为v，忽略电感的影响，则( )A．此时在圆环中产生了(俯视)顺时针的感应电流
B．圆环因受到了向下的安培力而加速下落
C．此时圆环的加速度a＝
D．如果径向磁场足够长，则圆环的最大速度v ＝
m
【答案】AD
12、如图甲所示，标有“220 V 40 W”的灯泡和标有“20 μF 300 V”的电
容器并联到交流电源上， 为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示，
闭合开关。下列判断正确的是( )
A.t= 时刻， 的示数为零
B.灯泡恰好正常发光
C.电容器不可能被击穿
D. 的示数保持110 V不变
【答案】B
二、填空含实验题。
13、如图所示，将条形磁铁插入螺线管时，产生如图所示感应电流，则
（填a或b）点电势高，条形磁铁的 （上端或下端）是N极？
【答案】b点电势高，下端为N极
14、目前有些居民区内，楼道灯的控制使用的是一种延时开关．该延时开关的
简化原理如图所示．图中D是红色发光二极管(只要有很小的电流通过就能使其
发出红色亮光)，R为限流电阻，K为控钮式开关，虚线框内S表示延时开关电路，当按下K接通电路瞬间，延时开关触发，相当于S闭合．这时释放K后，
延时开关S约在1 min后断开，电灯熄灭．根据上述信息和原理图，我们可推
断：
按钮开关K按下前，发光二极管是 (选填“发光的”或“熄灭的”)，
按钮开关K按下再释放后，电灯L发光持续时间约 min.这一过程中发光
二极管是 。限流电阻R的阻值和灯丝电阻R 相比，应满足R
L
R 的条件．
L
【答案】发光的 1 熄灭的 大于
【解析】开关K按下前，S为断开，有电流经过发光二极管，故发光二极管是
发光的．当按下开关K后，延时开关S闭合，二极管和K被短路，二极管不发
光，由于延时开关S约1 min后断开，故电灯L能持续发光1 min，由于R为限
流电阻，且二极管只要有很小的电流通过就能发光，故应满足R≫R .
L
三、解答题。
15、（计算题）电阻为R的矩形线框abcd，边长ab= ，ad=h，质量为m，自某
一高度自由落下，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度
为h，如图所示，若线框恰好以恒定速度通过磁场，求线框中产生的焦耳热。
（不考虑空气阻力）
【答案】2 mgh
【解析】从线框开始进入磁场到线框刚好离开磁场的过程中，线框匀速运动，
动能不变，由能量守恒关系可知，重力势能的减少量等于线框中产生的焦耳热，
即Q=2 mgh。
16、如图甲所示，理想变压器原线圈通有正弦式交变电流，副线圈接有3个电
阻和一个电容器．已知R ＝R ＝20 Ω，R ＝40 Ω，原、副线圈的匝数比为
1 3 210∶1，原线圈的输入功率为P＝35 W，已知通过R 的正弦交流电如图乙所示．
1
求：
(1)原线圈输入电压；
(2)电阻R 的电功率；
2
(3)电容器C流过的电流．
【答案】(1)200 V (2)10 W (3)0.25 A
【解析】(1)由题图乙可知，副线圈上通过R 的电流最大值为A，故副线圈上的
1
电压最大值为U ＝20 V，由变压器原、副线圈的电压关系可得，原线圈的电
2max
压最大值为U ＝10×20 V＝200 V，有效值为200 V.
1max
(2)电阻R 的两端电压为U ＝＝20 V，电功率P ＝＝10 W.
2 2 2
(3)因为电阻R 的电功率为P ＝＝20 W；故电阻R 支路上消耗的电功率为P ＝
1 1 3 3
35 W－10 W－20 W＝5 W，故通过电容器的电流为I＝＝A＝0.25 A.
17、（计算类综合题）一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径
开有一条宽度为2 mm的均匀狭缝。将激光器与传感器上下对准，使二者间连
线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速
移动，激光器连续向下发射激光束。在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与
传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画
出相应图线。图甲为该装置示意图，图乙为所接收的光信号随时间变化的图线，
横坐标表示时间t，纵坐标表示接收到的激光信号强度I，图中Δt ＝1.0×10－3s，
1
Δt ＝0.8×10－3 s。
2
(1)利用图乙中的数据求1 s时圆盘转动的角速度。(2)说明激光器的传感器沿半径移动的方向，并说理由。
【答案】见解析。
【解析】(1)由图线读得，转盘的转动周期T＝0.8 s，角速度ω＝＝ rad/s＝7.85
rad/s。
(2)激光器和传感器沿半径向圆盘边缘移动。理由：由于脉冲宽度在逐渐变窄，
表明光信号能通过狭缝的时间逐渐减少，即圆盘上对应传感器所在位置的线速
度逐渐增加，因此激光器和传感器沿半径由中心向边缘移动。
