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阶段性训练（四）
考察内容（电磁感应 交变电流）
一．选择题
1．如图所示，李辉用多用电表的欧姆挡测量一个变压器线圈的电阻。刘伟为了方便，未注意操作
规范，直接用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量，完成读数后李辉把多用表的表笔与被测线
圈脱离时，刘伟突然惊叫起来，觉得有电击感。下列说法正确的是（ ）
A．发生电击前，没有电流通过刘伟
B．发生电击时，通过多用电表的电流很大
C．发生电击时，通过变压器线圈的电流瞬间变大
D．发生电击前后，通过刘伟的电流方向相反
2．下列四幅教材插图，属于电磁驱动应用的是（ ）
A．甲：选用铝框做磁电式电表骨架
B．乙：利用真空冶炼炉来冶炼金属
C．丙：转动把手时蹄形磁铁两极间的铝框随之同向转动
D．丁：在运输灵敏电流表时用导线把两接线柱连在一起
3．我国“南锟”号是世界上首台达到兆瓦级的漂浮式波浪能发电装置，它可以将波浪能转化为机
械能，再通过发电机转化为电能，为南海各岛提供了强有力的电力保障。其使用的旋转磁极式发电
机的简化装置如右图所示，矩形线圈abcd 固定不动，磁铁绕OO'轴转动，abcd 与OO'在同一平面内。
下列判断正确的是（ ）
1
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A．兆瓦是能量的单位
B．磁铁匀速转动时线圈中电流保持不变
C．图示时刻线圈中电流为零
D．图示时刻线圈中电流方向为dcba
4．将阻值为50Ω的电阻接在正弦式交流电源上，通过电阻的电流i 随时间t 变化的图像如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．交变电流在一个周期内电流方向改变一次
B．交变电流的表达式为i=2cos(10πt )A
C．电阻消耗的电功率为100 W
D．电阻两端的电压峰值为50√2V
5．如图所示，一细条形磁铁系于棉线下端形成单摆，摆的正下方固定一水平放置的环形导线。将
磁铁从图示位置由静止释放，来回摆动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．导线中电流方向始终不变
B．磁铁向上摆动时，导线有收缩趋势
C．磁铁向下摆动时，导线中电流方向与图示方向相同
D．忽略空气阻力，磁铁摆动的幅度将不变
2
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6．在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，螺线管与灵敏电流计构成闭合电路，如图所示，
条形磁铁N 极朝下，现将磁铁靠近螺线管（ ）
A．螺线管产生向上的感应磁场
B．穿过螺线管中的磁通量减小
C．螺线管受到磁铁向上的拉力
D．电流计的指针会向左边偏转
7．如图所示，三根完全相同的电阻丝一端连在一起并固定在转轴O 上，另一端分别固定于导体圆
环上的A、C、D 点，并互成120°角，导体圆环的电阻不计。转轴的右侧空间有垂直于纸面向里的
匀强磁场，范围足够大，现让圆环绕转轴O 顺时针匀速转动，在连续转动的过程中，对其中一根电
阻丝OA，下列说法正确的是（ ）
A．电流方向始终不变
B．A 点的电势始终高于O 点的电势
C．电流大小始终不变
D．电流大小有三个不同值
8．图甲为风力发电的简易模型，绕有线圈的
形铁芯开口处装有磁铁，风叶转动时带动磁铁一
起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化。当风叶匀速转动时，发电机输出电压视为正弦式交流电。
发电机与一变压器的原线圈相连，变压器原、副线圈匝数比为n1:n2=10:1，当风速为某一恒定值
时，变压器原线圈两端的电压随时间变化的关系图像如图乙所示。此时，若风速减小，导致风叶转
速变为原来的1
2
，此过程中小灯泡阻值不变，所有线圈均为理想线圈，不计内阻。则下列说法中正
3
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确的是（ ）
A．变压器原线圈电压的瞬时值表达式变为u=15√2cos(100 πt )V
B．电压表V2的示数为3√2V
C．小灯泡的功率变为原来的1
2
D．发电机产生的交变电流的周期变为0.04s
9．手摇式发电机是登山爱好者必备的物品，其原理示意图如图所示。一半径为r 的单匝半圆形金
属线圈处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，转动手柄，发电机通过理想变
压器给灯泡供电。变压器原、副线圈匝数比为k，熔断器的熔断电流为I0，不计金属线圈的内阻。
现以转速n 从图示位置开始匀速顺时针转动手柄，则下列说法正确的是（ ）
A．转过180°时产生的感应电流最大
B．产生的感应电动势最大值为2π
2nBr
2
C．金属线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e = π
2nBr
2sin2πnt
D．灯泡工作过程中的最大电流值为I 0
k
10．电磁炮的基本发射原理如图所示，宽度为L 的两条平行金属导轨水平固定，磁感应强度大小为
B 的匀强磁场方向竖直向上，带有弹体的金属杆垂直导轨放置，现给金属导体通上恒定电流I，经
过一段时间t，弹体与金属杆的整体发射出去。已知弹体与金属杆的整体质量为m，金属杆与导轨
间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
4
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A．弹体的加速度大小为BIL
m
B．金属杆与导轨间的摩擦生热为1
2 μgBILt
2−1
2 μ
2 g
2mt
2
C．弹体发射出去时的速度大小为BILt
m
D．若金属导轨的电阻忽略不计，发射过程中消耗掉的电能为B
2 I
2 L
2t
2
2m
−BILμgt
2
2
11．如图所示，相距为d 的足够长平行光滑金属导轨MP、NQ与水平面间夹角为θ，处于磁感应强
度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，导轨上端接有一电阻。水平导体棒ab以速度v 沿导轨匀
速下滑，棒与导轨垂直且接触良好。已知重力加速度为g，则（ ）
A．导体棒中电流方向为a→b
B．回路中的电动势为Bdv
C．导体棒受到的安培力大小为mgsinθ
D．回路中的电功率为mgv sinθ
12．家庭应急手摇式电筒的两个截面示意图如图甲、乙所示。晃动电筒使半径为r 的圆形线圈沿轴
线运动，速度随时间变化的规律为v = v0sinωt，线圈匝数为n，电阻不计，线圈所在位置磁感应
强度大小恒为B。理想变压器的原副线圈匝数比为k，灯泡的额定功率为P，若灯泡刚好正常发光，
则灯泡正常工作时的电阻等于（ ）
5
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A．2n
2π
2r
2B
2v0
2
k
2 P
B．4 n
2π
2r
2B
2v0
2
k
2 P
C．2n
2π
2r
2B
2v0
2
kP
D．4 n
2π
2r
2B
2v0
2
kP
二．多选题
13．如图所示，空间分布有一半径为R的半圆形匀强磁场，磁感应强度为B，一边长为R的单匝正
方形金属线框（阻值分布均匀）从图示位置向右以速度v匀速通过磁场区域，则关于金属线框的情
况下列说法正确的是（ ）
A．金属线框穿过磁场区域的过程中，感应电流先逐渐增大后逐渐减小直至为零
B．当金属线框的位移为R
2
时，ab间的电势差为−B √3 R
8
v
C．当金属线框的位移为3 R
2
时，ac间的电势差为0
D．当金属线框的位移为3 R
2 时，bd间的电势差为B √3 R
2
v
14．如图所示，粗细均匀的金属棒和塑料棒长度均为l=0.4m，金属棒质量m=0.2kg，电阻R=0.2Ω。
两棒随水平传送带以恒定速度v0=2m/s 向右传送，离开传送带后进入光滑水平区域1，接着滑上一
光滑固定的水平金属导轨MN、PQ，导轨相互平行且与平台边界垂直，间距也为l，N、Q 两端连接
了R1=0.3Ω 的电阻，导轨所在区域有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B=1T，棒与导轨接触
良好，始终与平台保持平行。两棒依次穿过磁场区域后，再经过光滑水平区域2，从距地面高度
6
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H=1.25m 的平台上水平飞出落到地面上。已知金属棒落点与平台边界的水平距离x1=0.5m，各边界
均平滑连接，忽略导轨的电阻及空气阻力，取重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．金属棒刚进入磁场时的加速度大小为8m/s2
B．金属棒刚离开磁场时的速度大小为1m/s
C．金属棒穿过磁场的过程中，电阻R 产生的热量为0.3J
D．金属棒与塑料棒落点之间的水平距离为0.5m
15．如图所示的电路中，交流电源的电动势为9 V、内阻可忽略不计，定值电阻R1= R2=12Ω，小
灯泡L1、L2的规格均为“6V 6W”，理想变压器T1、T2原副线圈的匝数比分别为1:2和2:1。分别接
通电路I 和电路II，两电路都稳定工作时，则（ ）
A．L2比L1更亮
B．L2与L1一样亮
C． R2的电功率比R1的小
D． R2的电功率与R1相等
三．实验题
16．物理兴趣小组用可拆变压器“探究变压器原副线圈电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、
乙所示。
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(1)探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个
探究过程采用的科学探究方法是_____。
A．等效法
B．理想模型法
C．控制变量法
D．演绎法
(2)器原、副线圈匝数分别选择n1=800匝、n2= 400匝，原线圈与10V 正弦式交流电源相连，用理
想电压表测得输出电压U 2=2.5 V，输出电压测量值明显小于理论值，造成这种现象的主要原因是
____。
A．副线圈匝数n2略少于400 匝
B．变压器存在电磁辐射
C．原、副线圈存在电流热效应
D．两块变压器铁芯没有组装在一起
(3)等效法、理想模型法是重要的物理学方法，合理采用物理学方法会让问题变得简单，这体现了物
理学科“化繁为简”之美。图丙为某电学仪器原理图，变压器原副线圈的匝数分别为n1、n2。若将
右侧实线框内的电路等效为一个电阻，可利用闭合电路的规律解决如下极值问题：在交流电源的电
压有效值U 0不变的情况下，在调节可变电阻R 的过程中，当R = 时（用n1、n2、R0表示），R
获得的功率最大。
17．甲、乙、丙三位同学利用如图所示电磁感应实验装置进行的实验。
(1)如图1 所示，甲同学“探究感应电流方向”的实验，将线圈A 插入线圈B 中，闭合开关S 瞬间，
发现电流计指针右偏，则下列甲同学操作中同样能使指针向右偏转的有__________（填字母）。
A．开关闭合后将向A 线圈中插入铁芯
B．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向左滑动
C．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动
D．开关闭合后将A 线圈迅速从B 线圈中拔出
(2)如图2 所示，乙同学对课本演示实验装置改进后制作了“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联
的红、黄两只发光二极管（简称LED）、一定匝数的螺线管以及强力条形磁铁组成。正确连接好实
验电路后。将条形磁铁从图示位置向下移动一小段距离，出现的现象是__________（填字母）。
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A．红灯短暂发光、黄灯不发光
B．红灯、黄灯均不发光
C．红灯不发光、黄灯短暂发光
D．两灯交替短暂发光
(3)如图3 所示，丙同学利用光敏电阻制作了电磁感应演示实验装置。图中R 为光敏电阻（光照强度
变大，电阻变小），轻质金属环A 用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A 线圈平面与螺线管线圈平面
平行），并位于螺线管右侧。当光照增强时，从右向左看，金属环A 出现的现象是__________（填
字母）。
A．金属环A 中电流方向顺时针，将向左运动
B．金属环A 中电流方向顺时针，将向右运动
C．金属环A 中电流方向逆时针，将向左运动
D．金属环A 中电流方向逆时针，将向右运动
四．计算题
18．如图所示是某同学模拟远距离输电的实验示意图，矩形线圈abcd 电阻不计，面积S=0.02m2，
匝数N=100 匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的OO'轴以角速度ω=10πrad/s 匀速转动。已知磁感应
强度大小B = √2
10 π T，输电线路等效电阻R=2Ω，输电功率保持P=400W 不变，电压表是理想交流
电压表，升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器。从图示位置开始计时。
(1)写出感应电动势随时间变化的关系式；
(2)若用户得到的功率为350W，求升压变压器T 1
原、副线圈的匝数比n1
n2
。
19．图甲为磁悬浮电梯，它是通过磁场的运动使其运行的装置。图乙为其简化后的原理图，主要包
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括磁场、含有导线框的轿厢、两根绝缘的竖直导轨，导轨间距为b，间隔分布的匀强磁场的磁感应
强度为B，方向垂直于导轨平面向里，相邻磁场间的距离和磁场宽度均为a。当磁场在竖直方向分
别以速v1、v2、v3向上匀速运动时，跨在两导轨间的导线框MNPQ将受到磁场力，从而使轿厢悬
停、向上或向下运动。已知导线框的长为b、宽为a、总电阻为R，重力加速度为g，摩擦和空气阻
力可忽略，则：
(1)轿厢悬停在图示位置时，MN边的电流方向？
(2)轿厢的总质量M 多大？
(3)轿厢向上匀速运动时，外界提供给轿厢的功率P 为多少？
20．如图甲所示，粗细均匀的无限长光滑平行导轨固定在倾角θ =30°的斜面上，在边界EF 下方区
域存在垂直导轨平面向下的匀强磁场B，有两根相同金属棒ab、cd 分别从磁场边界EF 上方
x0=10 m位置和边界EF 位置同时由静止释放，cd 棒运动的v −t图像如图乙所示，其中OM、NP 段
为曲线，其它段为直线。已知磁感应强度B = 4 T，导轨间距L=0.5 m，导体棒的质量均为
m=0.2kg，导体棒电阻均为R =2Ω，导轨电阻不计，g 取10 m /s
2。求：
(1)v1的大小并直接写出ab 棒在整个运动过程中加速度的最大值；
(2)从t =0到t =2s导体棒cd 位移大小xcd；
(3)导体棒ab 进入磁场后，通过导体棒ab 的电荷量q1。
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