学生用物理选修3-2同步提高

高中物理选修3-2同步提高专题一感应电流产生的条件和方向的判断一.感应电流产生的条件和方向的判断1.电磁感应现象〔1〕利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象，产生的电流叫感应电流。〔2〕产生感应电流的条件：穿过闭合电路中的磁通量发生变化。〔3〕磁通量变化的几种情况：①闭合电路的面积不变，磁场变化；②磁场不变，闭合电路面积发生变化；③线圈平面与磁场方向的夹角发生变化；④磁场和闭合回路面积都变化〔一般不涉及〕。2.感应电流的方向〔1〕右手定那么：伸开右手，使拇指与四指在同一平面内且跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使拇指指向导体的运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。〔2〕楞次定律①内容：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。②意义：确定了感应电流的磁场方向与引起感应电流的原磁场方向间的关系，当电路中原磁场的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当电路中原磁场的磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同，这一关系可概括为“增反，减同〞。③应用楞次定律判断感应电流方向的步骤：〔i〕查明电路中的原磁场方向；〔ii〕查明电路中的磁通量的增减；〔iii〕根据楞次定律确定感应电流的磁场方向〔新磁场的方向〕〔iv〕由安培定那么判断感应电流的方向。二.难点分析：正确理解楞次定律的关键是正确理解“阻碍〞的含义。〔1〕谁起阻碍作用？要明确起阻碍作用的是“感应电流的磁场〞；〔2〕阻碍什么？感应电流的磁场阻碍的是“引起感应电流的磁通量的变化〞，而不是阻碍原磁场，也不是阻碍原磁通量；〔3〕怎样阻碍？当引起感应电流的磁通量〔原磁通量〕增加时，感应电流的磁场就与原磁场的方向相反，感应电流的磁场“对抗〞原磁通量的增加。当原磁通量减少时，感应电流的磁场就与原磁场的方向相同，感应电流的磁场“补偿〞原磁通量的减少；〔4〕“阻碍〞不等于“阻止〞。当由于原磁通量的增加引起感应电流时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，其作用仅仅使原磁通量的增加变慢了，但磁通量仍在增加。当由于原磁通量的减少而引起感应电流时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，其作用仅仅使原磁通量的减少变慢了，但磁通量仍在减少；“阻碍〞也不意味着“相反〞，它们可能同向，也可能反向。三、总结：第一句话：增反，减同第二句话：来斥去吸强化训练1、一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如下图的匀强磁场中运动，线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线圈中的感应电流的方向分别为位置Ⅰ 位置Ⅱ〔A〕逆时针方向逆时针方向〔B〕逆时针方向顺时针方向〔C〕顺时针方向顺时针方向〔D〕顺时针方向逆时针方向2、如下图，有两个同心导体圆环。内环中通有顺时针方向的电流，外环中原来无电流。当内环中电流逐渐增大时，外环中有无感应电流？方向如何？3.如图，线圈A中接有如下图电源，线圈B有一半面积处在线圈A中，两线圈平行但不接触，那么当开关S闭和瞬间，线圈B中的感应电流的情况是：〔〕A．无感应电流B．有沿顺时针的感应电流C．有沿逆时针的感应电流D．无法确定4如下图，闭合导体环固定。条形磁铁S极向下以初速度v0沿过导体环圆心的竖直线下落的过程中，导体环中的感应电流方向如何？adbcO1O25如下图，O1O2是矩形导线框abcdadbcO1O2A.将abcd向纸外平移B.将abcd向右平移cadbL2L1C.将cadbL2L16如下图装置中，cd杆原来静止。当ab杆做如下那些运动时，cd杆将向右移动？A.向右匀速运动B.向右加速运动abC.向左加速运动D.向左减速运动ab7如下图，水平面上有两根平行导轨，上面放两根金属棒a、b。当条形磁铁如图向下移动时〔不到达导轨平面〕，a、b将如何移动？×××××××××××××××××v××××××××××××××××v××××××××××××××××VNSV〔A〕〔B〕〔C〕〔D〕〔E〕〔F〕9在某星球上的宇航员，为了确定该星球是否存在磁场，他手边有一根外表绝缘的长导线和一个灵敏电流计，现请你指导他如何操作．×××××××××××××××××vBBvvBvB〔A〕〔B〕〔C〕〔D〕11如下图，为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的坚直分量向下。飞机在我国上空匀逐巡航。机翼保持水平，飞行高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼未端处的电势为U1，右方机翼未端处的电势力U2，那么〔〕A.假设飞机从西往东飞，U1比U2高B.假设飞机从东往西飞，U2比U1高C.假设飞机从南往北飞，U1比U2高D.假设飞机从北往南飞，U2比U1高12如下图，在两根平行长直导线中，通以同方向、同强度的电流，导线框ABCD和两导线在同一平面内，导线框沿着与两导线垂直的方向自右向左在两导线间匀速运动。在运动过程中，导线框中感应电流的方向〔〕A．沿ABCD方向不变。B．沿ADCB方向不变。C．由ABCD方向变成ADCB方向。D．由ADCB方向变成ABCD方向。13.如下图，通有稳恒电流的螺线管竖直放置，铜环R沿螺线管的轴线加速下落。在下落过程中，环面始终保持水平。铜环先后经过轴线上1、2、3位置时的加速度分别为a1、a2、a3，位置2处于螺线管的中心，位置1、3与位置2等距离，那么A.a1<a2=gB.a3<a1<g18.C.a1=a3<a2D.a3<a1<a214．如下图，闭合金属铜环从高为h的曲面滚下，沿曲面的另一侧上升，设闭合环初速度为零，不计摩擦，那么〔〕A．假设是匀强磁场，环上升的高度小于hB．假设是匀强磁场，环上升的高度大于hC．假设是非匀强磁场，环上升的高度等于hD．假设是非匀强磁场，环上升的高度小于h15一根磁化的钢棒以速度v射入水平放置的固定的铜管内，v的方向沿管中心轴，不计棒的重力和空气阻力，那么在入射过程中〔〕A.铜管的内能增加B.钢棒的速率减小C.钢棒的速率不变D.钢棒的速率增大16如图〔a〕，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴.Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图〔b〕所示.P所受的重力为G，桌面对P的支持力为N，那么〔)A.t1时刻N＞GB.t2时刻N＞GC.t3时刻N＜GD.t4时刻N=G17如下图，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框，当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线框ab将〔)A.保持静止不动B.逆时针转动C.顺时针转动D.发生转动，但电源极性不明，无法确定转动方向18如图17－30所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流是由A经R到B，那么磁铁可能是：[]A．向下运动B．向上运动C．向左运动D．以上都不可能19如图17－31所示，一水平放置的矩形闭合线圈ab－cd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ab边在纸内，由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ经过位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很靠近Ⅱ，在这个过程中，线圈中感应电流[]A．沿abcd流动；B．沿dcba流动；C．从Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，从Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动D．由Ⅰ到Ⅱ沿dcba流动，从Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动20．如图17－37所示，条形磁铁水平放置，一线框在条形磁铁正上方，且线圈平面与磁铁平行，线框由N极匀速移动到S极的过程中，判断以下说法中正确的选项是[]A．线圈中无感应电流B．线圈中感应电流的方向始终是abcdC．线圈中感应电流的方向是dabc再dcbaD．线圈中感应电流的方向是dcba再abcd21．如图17－38所示，用细弹簧构成一闭合电路，中央放有一条形磁铁，当弹簧收缩时，穿过电路的磁通量Φ和电路中感应电流方向(从N极向S极看时)正确的选项是()A．Φ减小，感应电流方向为顺时针B．Φ减小，感应电流方向为逆时针C．Φ增大，感应电流方向为顺时针D．Φ增大，感应电流方向为逆时针22如图17－50所示，通电直导线L和平行导轨在同一平面内，金属棒ab静止在导轨上并与导轨组成闭合回路，ab可沿导轨自由滑动．当通电导线L向左运动时[]A．ab棒将向左滑动B．ab棒将向右滑动C．ab棒仍保持静止D．ab棒的运动方向与通电导线上电流方向有关23如图17－51所示，A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通有如图(a)所示的交流电i，那么[]A．在t1到t2时间内A、B两线圈相吸B．在t2到t3时间内A、B两线圈相斥C．t1时刻两线圈间作用力为零D．t2时刻两线圈间作用力最大24如图17－52所示，MN是一根固定的通电长导线，电流方向向上，今将一金属线框abcd放在导线上，让线圈的位置偏向导线左边，两者彼此绝缘，当导线中电流突然增大时，线框整体受力情况[]A．受力向右B．受力向左C．受力向上D．受力为零25．如图17－54所示，铁心上分别绕有线圈L1和L2，L1与置于匀强磁场中的平行金属导轨相连，L2与电流表相连，为了使电流表中的电流方向由d到c，滑动的金属杆ab应当[]A．向左加速运动B．向左匀速运动C．向右加速运动D．向右减速运动26．如图17－55所示，在线圈的左、右两侧分别套上绝缘的金属环a、b，在导体AB在匀强磁场中下落的瞬时，a、b环将[]A．向线圈靠拢B．向两侧跳开C．一起向左侧运动D．一起向右侧运动27．如图17－56所示，固定在水平面内的两光滑平行金属导轨M、N，两根导体棒中P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时A．P、Q将互相靠拢B．P、Q将互相远离C．磁铁的加速度仍为gD．磁铁的加速度小于g28．如图17－57所示，a和b为两闭合的金属线圈，c为通电线圈，由于c上电流变化，a上产生顺时针方向电流，以下说法中正确的选项是[]A．c上的电流方向一定是逆时针方向B．b上可能没有感应电流C．b上的感应电流可能是逆时针方向D．b上的感应电流一定是顺时针方向29AB为一直线电流，矩形线圈abcd的平面与AB在同一平面内，且ab//AB。当线圈从图中的M位置向右匀速平动到与M的位置对称的M’位置时，如下图，请分析由M到M’的移动过程中，在线圈中产生的感应电流的方向如何？30如下图，在两根平行长直导线M、N中通以同方向同强度的电流，矩形导线框abcd的两边与两导线平行，且与两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向自右向左在两导线间匀速移动，那么在移动过程中线框中感应电流方向是〔〕A.沿abcda不变B.沿adcba不变C.由abcda变成adcbaD.由adcba变成abcda专题二：电磁感应规律:法拉第电磁感应定律。1.计算感应电动势的常用公式，电路中感应电动势的大小跟穿过这个电路的磁通变化率成正比——法拉第电磁感应定律。，当长L的导线，以速度，在匀强磁场B中，切割磁感线。，当长为L的导线，以其一端为轴，在垂直匀强磁场B的平面内，以角速度匀速转动时，其两端感应电动势为E。对公式一：注意：①该式普遍适用于求平均感应电动势。②E只与穿过电路的磁通量的变化率有关，而与磁通的产生、磁通的大小及变化方式、电路是否闭合、电路的结构与材料等因素无关；③假设线圈的匝数为n，那么公式变为。对公式二：要注意：①为v与B的夹角。l为导体切割磁感线的有效长度〔即l为导体实际长度在垂直于B方向上的投影〕。②当导体垂直切割磁感线时〔lB〕，。2.磁通量的变化量的计算。对的计算，一般遇到有两种情况：①回路与磁场垂直的面积S不变，磁感应强度发生变化，由，此时，此式中的叫磁感应强度的变化率，假设是恒定的，即磁场变化是均匀的，那么产生的感应电动势是恒定电动势。②磁感应强度B不变，回路与磁场垂直的面积发生变化，那么，线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交变电动势就属这种情况。3.对磁通量，磁通量的变化量，磁通量的变化率的区分。磁通量，表示穿过研究平面的磁感线的条数，磁通量的变化量，表示磁通量变化的多少，磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢，，大，不一定大；大，也不一定大。四、自感现象、自感电动势、自感系数L自感现象是指由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势。自感系数简称自感或电感，它是反映线圈特性的物理量。线圈越长，单位长度上的匝数越多，截面积越大，有铁芯那么线圈的自感系数L越大。单位是亨利〔H〕。【典型例题】例1.在一横截面积为的100匝圆形闭合线圈，电阻为0.2Ω。线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直线圈截面，其磁感应强度B随时间t的变化规律如下图，求线圈中感应电流的大小。例2.如下图，U形导线框固定在水平面上，右端放有质量为m的金属棒ab，ab与导轨间的动摩擦因数为μ，它们围成的矩形边长分别为L1、L2，回路的总电阻为R。从t=0时刻起，在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场B=kt，〔k>0〕那么在t为多大时，金属棒开始移动？例3.如下图，长L1宽L2的矩形线圈电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。求：将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中，⑴拉力的大小F；⑵拉力的功率P；⑶拉力做的功W；⑷线圈中产生的电热Q；⑸通过线圈某一截面的电荷量q。例4.如下图，竖直放置的U形导轨宽为L，上端串有电阻R〔其余导体局部的电阻都忽略不计〕。磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外。金属棒ab的质量为m，与导轨接触良好，不计摩擦。从静止释放后ab保持水平而下滑。试求ab下滑的最大速度vm。例5.如图〔a〕，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴。Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图〔b〕所示。P所受的重力为G，桌面对P的支持力为N，那么〔〕A.B.C.D.[例6]图中为地磁场磁感线的示意图，在南半球地磁场的竖直分量向上，飞机在南半球上空匀速飞行，机翼保持水平，飞机高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为U1，右方机翼末端处的电势为U2〔〕A.假设飞机从西往东飞，U1比U2高B.假设飞机从东往西飞，U2比U1高C.假设飞机从南往北飞，U1比U2高D.假设飞机从北往南飞，U2比U1高[例7]如下图，用一种新材料制成一闭合线圈，当它浸入液氮中时，会成为超导体，这时手拿一永磁体，使任一磁极向下，放在线圈的正上方，永磁体便处于悬浮状态，这种现象称为超导体磁悬浮，可以用电磁感应及有关知识来解释这一现象。解析：当磁体放到线圈上方的过程中。穿过线圈的磁通量由无到有发生变化。于是超导线圈中产生感应电流，由于超导线圈中电阻几乎为零，产生的感应电流极大，相应的感应磁场也极大；由楞次定律可知感应电流的磁场相当于永磁体，与上方磁极的极性相同，永磁体将受到较大的向上的斥力，当永磁体重力与其受到磁场力相平衡时，永滋体处于悬浮状态。[例8]半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B＝0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a＝0.4m，b＝0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0＝2Ω，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计〔1〕假设棒以v0＝5m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO′的瞬时〔如图示〕MN中的电动势和流过灯L1的电流。〔2〕撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O′以OO?为轴向上翻转90?，假设此时磁场随时间均匀变化，其变化率为T/s，求L1的功率。[例9]匀强磁场磁感应强度B=0.2T，磁场宽度L=3m，一正方形金属框边长ab==1m，每边电阻r=0.2Ω，金属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如下图，求：〔1〕画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的I-t图线〔2〕画出ab两端电压的U-t图线[例10]如图甲所示，一对平行光滑导轨，放在水平面上，两导轨间的距离l=0.20m，电阻R=1.0Ω；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及两轨道的电阻均可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下，如图甲所示。现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，侧得力F与时间t的关系如图乙所示。求杆的质量m和加速度a。[例11]如下图，电动机牵引一根原来静止的、长L为1m、质量m为0.1kg的导体棒MN上升，导体棒的电阻R为1Ω，架在竖直放置的框架上，它们处于磁感应强度B为1T的匀强磁场中，磁场方向与框架平面垂直。当导体棒上升h=3.8m时，获得稳定的速度，导体棒上产生的热量为2J，电动机牵引棒时，电压表、电流表的读数分别为7V、1A，电动机内阻r为1Ω，不计框架电阻及一切摩擦，求：〔1〕棒能到达的稳定速度；〔2〕棒从静止至到达稳定速度所需要的时间。【模拟试题】一.选择题1.如下图，匀强磁场区域宽度为L，将一边长为d〔d>L〕的矩形线圈以恒定的速度v向右通过磁场区域，在这个过程中，没有感应电流的时间为〔〕A.d/vB.2d/vC.〔d－L〕/vD.〔d－2L〕/v2.如下图，两竖直放置的平行光滑导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，金属杆ab可沿导轨滑动，原先S断开，让ab杆由静止下滑，一段时间后闭合S，那么从S闭合开始计时，ab杆的运动速度v随时间t的图象不可能是以下图中的〔〕3.在闭合线圈的上方有一条形磁铁自由下落，直到穿过线圈的过程中，以下说法正确的选项是〔〕A.磁铁下落过程机械能守恒B.磁铁的机械能增加C.磁铁的机械能减少D.线圈增加的热能是由磁铁减少的机械能转化而来的如下图装置中，cd杆原来静止。当ab杆做如下那些运动时，cd杆将向右移动A.向右匀速运动B.向右加速运动C.向左加速运动D.向左减速运动5.如图〔a〕所示，一个固定不动的闭合线圈处于垂直于纸面的均匀磁场中，设垂直于纸面向里为磁感应强度B的正方向，线圈中的箭头方向为电流i的正方向。线圈中感应电流如图〔b〕，那么磁感应强度B随时间而变的图像为以下图中的〔〕6.如下图，水平放置的两根金属导轨位于方向垂直于导轨平面并指向纸里的磁场中，导轨上有两根小金属导体杆ab、cd，能沿导轨无摩擦地滑动，金属杆ab、cd与导轨间的接触电阻可忽略不计，开始时，ab、cd都是静止的，现在让cd杆以初速度v向右开始运动，如果两根导轨足够长，那么〔〕A.cd始终做减速运动，ab始终做加速运动并追上cdB.cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，但追不上cdC.cd先做减速运动，后作加速运动，ab先做加速运动后作减速运动D.开始cd做减速运动，ab做加速运动，最终两杆以相同速度做匀速运动7.如下图，两根光滑的金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻忽略不计，斜面处在方向垂直斜面向上的匀强磁场中，一质量为m，电阻可忽略不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下，沿导轨匀速上滑，并上升高度h，在这一过程中〔〕A.作用于金属棒的合力做功为零B.作用于金属棒的合力做功为重力势能mgh与电阻发出的焦耳热之和C.恒力F与安培力的合力所做的功等于零D.恒力F与重力的合力做的功等于电阻R上发出的焦耳热8.一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正。在磁场中有一细金属圆环，线圈平面位于纸面内，如图〔甲〕所示。现令磁感应强度B随时间t变化，先按图乙中所示的Oa图线变化，后来又按图线bc和cd变化，令E1、E2、E3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I1、I2、I3分别表示对应的感应电流，那么〔〕A.E1>E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向B.E1<E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向C.E1<E2，I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向D.E2=E3，I2沿顺时针方向，I3沿顺时针方向9.如下图，有一闭合线圈放在匀强磁场中，线圈的轴线和磁场线方向成30°角，磁感应强度随时间均匀变化，用下述方法中的哪一种可使线圈中的感应电流增加一倍〔〕A.使线圈的匝数增加一倍B.使线圈的面积增加一倍C.使线圈的半径增加一倍D.改变线圈的轴线方向，使之与磁场方向平行10如下图，金属三角形导轨COD上放置一根金属棒MN，拉动MN使它以速度v向右匀速平动。如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体，电阻率都相同，那么在MN运动过程中，闭合回路的〔〕A.感应电动势保持不变B.感应电流保持不变C.感应电动势逐渐增大D.感应电流逐渐增大11如下图，平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在平面。一根金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻均不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在金属轨上滑行时，通过电阻R的电流强度是〔〕A.B.C.D.12.如下图，a、b、c为三个在同一平面内的同心圆环，环的半径，各环的电阻都相等。当a环中通入的顺时针方向的电流突然增大时，b、c两环中感应电流的方向及大小的关系是〔〕A.均为顺时针，B.均为逆时针，C.均为顺时针，D.均为逆时针，13.两个匝数不同，但大小、材料、总质量均相同的正方形线圈，先后从磁场外同一高度自由下落，垂直穿过磁场区域后落地〔不计空气阻力〕那么它们〔〕A.下落的时间相同，线圈产生的热量相同B.下落的时间相同，匝数少的线圈产生的热量多C.匝数少线圈落地的时间少，产生的热量多D.匝数多线圈落地的时间少，产生的热量多14.如图〔a〕所示，水平放置的两平行导轨左侧连接电阻，其他电阻不计，导体杆MN放在导轨上，在水平恒力F的作用下，沿导轨向右运动，并将穿过方向竖直向下的有界匀强磁场，磁场边界PQ与MN平行，从MN进入磁场开始计时，通过的感应电流i随时间t的变化可能是图〔b〕中的〔〕〔b〕15.如下图矩形线圈长为L，宽为h，电阻为R，质量为m，自某一高度在空中自由下落〔空气阻力不计〕，然后进入一宽度也为h的磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈进入磁场时的动能为，穿出磁场时的动能为，这一过程线圈中产生的焦耳热为Q，线圈克服安培力做功，重力做功为，线圈重力势能减少量为Δ，那么以下关系中正确的选项是〔〕A.B.C.D.16如图〔a〕所示，A是一边长为l的正方形线框，电阻为R。今维持线框以恒定速度v沿x轴转动，并穿过图中所示的匀强磁场B区域。假设以x轴正方向作为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为时间的零点，那么磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线为图〔b〕中的〔〕〔a〕〔b〕17.如下图，用铝板制成“〞型框，将一质量为m的带电小球用绝缘细绳悬挂在框的上板上，让整体在垂直于水平方向的匀强磁场中向左以速度v匀速运动，悬线拉力为T，那么〔〕A.悬线竖直，T=mgB.悬线竖直，T<mgC.v选择适宜的大小，可使T=0D.条件缺乏，不能判定18如下图，匀强磁场的磁感应强度为B，磁场中有正方形线框abcd，线框总电阻为R，边长为L，每边质量为m，磁场方向水平向右。开始时线框处于水平位置且bc边与磁场垂直。把线框由静止释放使它以bc为轴，在ts内由水平位置转到竖直位置刚好又静止下来，那么在这个过程中，线框中平均感应电动势为____________，产生的热量为____________。19.一电容器的电容为10μF，垂直于回路平面的磁场的磁感应强度以的变化率增加，回路面积为，如下图，那么A、C两板的电势差为____________V，A板带电荷的种类为____________，带电量为____________C。20.如下图，abcd为一边长为l，具有质量的刚性导线框位于水平面内，bc边中串接有电阻R，导线的电阻不计。虚线表示一匀强磁场区域的边界，它与线框ab边平行，磁场区域的宽度为2l，磁场磁感强度为B，方向竖直向下，线框在一垂直于ab边的水平恒定拉力作用下，沿光滑水平面运动，直到通过磁场区域。ab边刚进入磁场时，线框便变为匀速运动，此时通过电阻R的电流的大小为，试在图的坐标上定性画出：从导线框刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，流过电阻R的电流i的大小随ab边的位置坐标x变化的曲线。21.如下图，正方形线圈abcd边长为L，电阻为R，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，当线圈以ab边为轴、角速度ω匀速转动至图示位置时，穿过线圈的磁通量变化率=____________，磁力矩M=____________。22.把一个矩形线圈从有理想边界的匀强磁场中匀速拉出如图。第一次速度为，第二次速度为，且，那么两情况下拉力的功之比=____________，拉力的功率之比=____________，线圈中产生的焦耳热之比____________。23如下图，线圈匝数n=100匝，面积S=50cm2，线圈总电阻r=10Ω，外电路总电阻R=40Ω，沿轴向匀强磁场的磁感应强度由B=0.4T，在0.1s内均匀减小为零再反向增为B'=0.1T，那么磁通量的变化率为________Wb／s，感应电流大小为________A，线圈的输出功率为________W。24.如下图，A、B两闭合线圈用同样导线且均绕成10匝，半径为rA=2rB，内有以B线圈作为理想边界的匀强磁场，假设磁场均匀减小，那么A、B环中感应电动势之比EA：EB=________；产生的感应电流之比IA：B=________。如下图，矩形线圈abcd质量为m，宽为d，在竖直平面内由静止自由下落。其下方有如图方向的匀强磁场，磁场上、下边界水平，宽度也为d，线圈ab边刚进入磁场就开始做匀速运动，那么在线圈穿越磁场的全过程，产生电热_________J。26.如下图水平放置的两平行金属板相距为d，金属板与两平行金属导轨相连，导轨间距为L，匀强磁场与导轨平面垂直，磁场的磁感应强度为B，由于导轨上有一导体棒曲在运动，导致平行板间有一质量为m，电荷量为－q的液滴处于静止状态.求导体ab的速度大小和方向。28如下图，MN、PQ是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与水平面的夹角为θ，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场。磁感应强度为B，在导轨的M、P端连接一个阻值为R的电阻，一根垂直于导轨放置的金属棒ab，质量为m，从静止释放开始沿导轨下滑，求ab棒的最大速度。〔要求画出ab棒的受力图，ab与导轨间的动摩擦因数为μ，导轨和金属棒的电阻不计〕29.如下图，MN和PQ为相距L=30cm的平行金属导轨，电阻为的金属棒ab可紧贴平行导轨运动，相距d=20cm、水平放置的两平行金属板E和F分别与a、b相连。图中，金属棒ac=cd=bd，导轨和连线的电阻不计，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，当ab以速度v向右做匀速运动时，恰能使一带电粒子以速率v在金属板间做匀速圆周运动，求ab棒匀速运动的速率v的取值范围。〔g取10m/s2〕30.如图〔a〕所示的螺线管，匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2。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〔b〕所示规律变化，试计算电阻的电功率和a、b两点的电势〔设c点电势为零〕。新题速递1、〔2023湖南2月联考〕如下图，LOM为一45°角折线，折线内有一方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一边长为l的正方形导线框沿垂直于OM的方向以速度v作匀速直线运动，在t＝0的刻恰好位于图中所示位置。以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流－时间〔I－t〕关系的是〔时间以为单位〕〔〕2、〔江西省重点中学协作体2023届高三第二次联考〕如图，水平虚线MN的上方有一匀强磁场，矩形导线框abcd从某处以v0的速度竖直上抛，向上运动高度H后进入与线圈平面垂直的匀强磁场，此过程中导线框的ab边始终与边界MN平行，在导线框从抛出到速度减为零的过程中，以下四个图中能正确反映导线框的速度与时间关系的是〔〕3、〔2023北京海淀期末〕如图7所示，在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，沿水平面固定一个V字型金属框架CAD，∠A=θ，导体棒EF在框架上从A点开始在外力作用下，沿垂直EF方向以速度v匀速向右平移，使导体棒和框架始终构成等腰三角形回路。框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为R，框架和导体棒均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好。关于回路中的电流I和消耗的电功率P随时间t变化关系的以下四个图象中可能正确的选项是〔〕4、〔2023年2月山东潍坊重点中学联考〕如下图，边长为L的正方形线框，从图示位置开始沿光滑斜面向下滑动，中途穿越垂直纸面向里、有理想边界的匀强磁场区域．磁场的宽度大于L，以i表示导线框中的感应电流，从线框刚进入磁场开始计时，取逆时针方向为电流正方向，以下i－t关系图象，可能正确的选项是5、〔2023年2月江西九江市七校联考〕如下图，有理想边界的直角三角形区域abc内部存在着两个方向相反的垂直纸面的匀强磁场，e是斜边ac上的中点，be是两个匀强磁场的理想分界线.现以b点为原点O，沿直角边bc作x轴，让在纸面内与abc形状完全相同的金属线框ABC的BC边处在x轴上，t=0时导线框C点恰好位于原点O的位置.让ABC沿x轴正方向以恒定的速度v穿过磁场，现规定逆时针方向为导线框中感应电流的正方向,在以下四个i-x图像中，能正确表示感应电流随线框位移变化关系的是()6、〔2023年2月深圳第一次调研〕如下图，在x≤0的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面向里.矩形线框abcd从t=0时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，那么线框中的感应电流I〔取逆时针方向的电流为正〕随时间t的变化图线是()7、〔2023年2月山西四校联考〕如图1所示，在O≤x≤2L的区域内存在着匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面〔纸面〕向里，具有一定电阻的矩形线框abcd位于xOy平面内，线框的ab边与y轴重合，bc边的长度为L。令线框从t=0时刻由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，那么线框中的感应电流i〔取顺时针方向的电流为正〕随时间t的函数图象大致是图2中的〔〕8、〔2023年3月山东烟台一模〕如右图所示，在坐标系xOy中，有边长为L的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处．在y轴的右侧的第Ⅰ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，下边界与x轴重合,右边界与y轴平行．t＝0时刻，线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域．取沿a→b→c→d→a的感应电流方向为正，那么在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i、ab间的电势差Uab随时间t变化的图线是以下图中的()9、〔2023年3月兰州诊断〕如下图，在磁感应强度为B的匀强磁场中有固定的金属框架ABC，∠B=θ，导体棒DE在框架上从B点开始在外力作用下，沿垂直DE方向以速度v匀速向右平移，使导体棒和框架构成等腰三角形回路。设框架和导体棒材料相同，其单位长度的电阻均为R，框架和导体棒均足够长．不计摩擦及接触电阻。关于回路中的电流I和电功率P随时间t变化的以下四个图象中正确的选项是()10、〔2023年3月山东省淄博市一模〕矩形导线框abcd放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的图象如图甲所示。设t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，那么在0~4s时间内，图乙中能正确反映线框中感应电流i随时间t变化的图象是〔规定电流顺时针方向为正〕11、〔2023年3月江西南昌一模〕如下图，一个边长为a、电阻为R的等边三角形线框，在外力作用下，以速度v匀速穿过宽均为a的两个匀强磁场．这两个磁场的磁感应强度大小均为B，方向相反．线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直．取逆时针方向的电流为正．假设从图示位置开始，线框中产生的感应电流i与沿运动方向的位移x之间的函数图象，下面四个图中正确的选项是12、〔2023年3月江西省六校联考〕如下图，两个垂直纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B，磁场区域宽度均为a，一正三角形〔中垂线长为a〕导线框ABC从图示位置沿x轴正方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在以下图中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的选项是〔〕13、〔2023广东汕头二模〕如下图，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为l，导轨左端连接一个电阻．一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上．在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向下，磁感应强度为B．对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力，使杆从静止开始运动，杆到达磁场区域时速度为v，之后进入磁场恰好做匀速运动．不计导轨的电阻，假定导轨与杆之间存在恒定的阻力．求：〔1〕导轨对杆ab的阻力大小f．〔2〕杆ab中通过的电流及其方向．〔3〕导轨左端所接电阻的阻值R．14、〔2023年5月福建厦门模拟〕如下图，倾角为θ的足够长的光滑绝缘斜面上存在宽度均为L的匀强磁场和匀强电场区域，磁场的下边界与电场的上边界相距为3L，其中电场方向沿斜面向上，磁场方向垂直于斜面向下、磁感应强度的大小为B。电荷量为q的带正电小球〔视为质点〕通过长度为L的绝缘轻杆与边长为L、电阻为R的正方形单匝线框相连，组成总质量为m的“〞型装置，置于斜面上，线框下边与磁场的上边界重合。现将该装置由静止释放，当线框下边刚离开磁场时恰好做匀速运动；当小球运动到电场的下边界时刚好返回。L=1m，B=0.8T，q=2.210-6C，R=0.1Ω，m=0.8kg，θ=53，sin53=0.8，g取10m/s2。求：⑴线框做匀速运动时的速度大小；⑵电场强度的大小；⑶正方形单匝线框中产生的总焦耳热.15、〔2023内蒙古包头三模〕如图甲,电阻不计的轨道MON与PRQ平行放置，ON及RQ与水平面的倾角=53°，MO及PR局部的匀强磁场竖直向下，ON及RQ局部的磁场平行轨道向下，磁场的磁感应强度大小相同，两根相同的导体棒ab和cd分别放置在导轨上，与导轨垂直并始终接触良好。棒的质量m=1.0kg，R=1.0，长度与导轨间距相同，L=1.0m，棒与导轨间动摩擦因数=0.5，现对ab棒施加一个方向向右，大力随乙图规律变化的力F的作用，同时由静止释放cd棒，那么ab棒做初速度为零的匀加速直线运动，g取10m/s2，求：(1)ab棒的加速度大小；(2)磁感应强度B的大小；(3)假设在前2s内外力做功W=30J，求这一过程中电路产生的焦耳热；(3)求cd棒到达最大速度所需的时间.16、〔江苏南通市2023届高三第一学期期末〕如下图，两平行光滑的金属导轨AD、CE相距L=1.0m，导轨平面与水平面的夹角α=30o，下端A、C用导线相连，导轨电阻不计．PQGH范围内有方向垂直斜面向上、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场，磁场的宽度d=0.6m，边界PQ、HG均与导轨垂直．电阻r=0.40Ω的金属棒MN放置在导轨上，棒两端始终与导轨电接触良好，从与磁场上边界GH距离为b=0.40m的位置由静止释放，当金属棒进入磁场时，恰好做匀速运动，棒在运动过程中始终与导轨垂直，取g=10m/s2．求：〔1〕金属棒进入磁场时的速度大小v；〔2〕金属棒的质量m；〔3〕金属棒在穿过磁场的过程中产生的热量Q．17、〔2023广州汕头二模〕如下图，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为l，导轨左端连接一个电阻．一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上．在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向下，磁感应强度为B．对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力，使杆从静止开始运动，杆到达磁场区域时速度为v，之后进入磁场恰好做匀速运动．不计导轨的电阻，假定导轨与杆之间存在恒定的阻力．求：〔1〕导轨对杆ab的阻力大小f．〔2〕杆ab中通过的电流及其方向．〔3〕导轨左端所接电阻的阻值R．18、〔2023年5月吉林市质检〕如下图，两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L=1m，导轨平面与水平面夹角，导轨电阻不计。磁感应强度为B1=2T的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L=1m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m1=2kg、电阻为R1=1Ω。两金属导轨的上端连接右侧电路，电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离和板长均为d=0.5m，定值电阻为R?2=3Ω，现闭合开关S并将金属棒由静止释放，重力加速度为g=10m/s2，求：〔1〕金属棒下滑的最大速度为多大？〔2〕当金属棒下滑到达稳定状态时，整个电路消耗的电功率P为多少？〔3〕当金属棒稳定下滑时，在水平放置的平行金属间加一垂直于纸面向里的匀强磁场B2=3T，在下板的右端且非常靠近下板的位置有一质量为m2=3×10—4kg、带电量为q=－1×10-4C的液滴以初速度v水平向左射入两板间，该液滴可视为质点。要使带电粒子能从金属板间射出，初速度v应满足什么条件？专题三交变电流一.交流电：1.交流电：大小和方向随时间作周期性变化的电流。如：2.正弦交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场轴匀速转动。〔1〕电动势的产生：③任意时刻t，线圈从中性面转过角度θ=ω·t说明：①交流电的峰值与线圈转轴位置和线圈形状都无关。②交流电瞬时表达式是正弦或余弦，取决于计时零点线圈所处位置。〔2〕外电路闭合，R外，r〔3〕线圈转动一圈，交流电变化一个周期，电流方向变化两次。〔每经过中性面时，e=0，i=0，电流方向将发生改变〕3.描述交流电变化规律：4.描述交流电物理量：〔5〕有效值：根据交流电热效应利用等效原理规定：让交流电和恒定电流通过同样阻值的电阻，在相等时间内产生的热量Q相等，那么恒定电流的值为交流电有效值。式交流电，依据定义Q交=Q直求有效值。〔2〕通常所说交流电值均指交流电的有效值。秒电流方向改变100次〕交流电器的铭牌上标明U额、I额是有效值，交流电表〔电压表、电流表〕读数也是有效值。〔3〕计算通过电量，用平均值，计算交流产生热量，电功率用有效值。Q=I2Rt，P=I2R二.变压器1.主要构造：输入线圈〔原、初级〕、输出线圈〔副、次级〕、闭合铁芯2.工作原理：原线圈输入交流电U1，在铁芯中产生变化的磁通量，这样原线圈产生自感，副线圈产生电磁感应，反过来，副线圈在铁芯中产生变化的磁通量，引起原线圈的电磁感3.〔1〕理想变压器：传输交流电能时，自身不消耗电能。P2=P1。①原、副线圈没有电阻，不产生焦耳热，不计铜损。③不计铁芯内电磁感应，即不计铁损。注：三.远距离输电1.输电原理：输电线总电阻R线，输送电功率P，输电电压U。2.高压输电原理：P输，输电电压U，输电线电阻R线，n1，n2，n3，n4。【典型例题】例1.如下图，N=100匝的正方形线圈，边长L=10cm，电阻r=1Ω，在匀强磁场中，B=0.4T，以n=100/π〔r/s〕的转速匀速转动，线圈通过滑环和电刷与R=9Ω的电阻组成闭合回路〔伏特表是恒热电表〕，求：〔1〕从中性面开始计时，写出线圈中产生电动势e的表达式。〔2〕伏特表的示数。〔3〕1min内，外力所做的功WF=？例2.如下图，〔a〕图为电热毯的电路示意图，电热毯接在u=311sinωt〔V〕的电源上，电热毯被加热到一定程度后，由于装置P的作用，使加在电热丝ab两端的电压变为如图〔b〕所示的波形，从而进入保温状态，假设电热丝电阻保持不变，此时图〔a〕中交流电压表读出交流电的有效值是〔〕A.156VB.220VC.311VD.110V例3.如下图为一理想变压器，K为单刀双掷开关，T为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，那么〔〕A.保持U1及T的位置不变，K由a合到b时，I1将增大B.保持T的位置及U1不变，K由b合到a时，R消耗的功率减小C.保持U1不变，K合在a处，使T上滑，I1将增大D.保持T的位置不变，K合在a处，假设U1增大，I1将增大例4.〔1997年高考〕如图〔甲〕、〔乙〕所示两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220伏的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110伏。假设分别在c、d间与g、h两端加上110伏的交流电压，那么a、b间与e、f间的电压分别为〔〕A.220伏，220伏B.220伏，110伏C.110伏，110伏D.220伏，0练习一1.〔全国I·黑蒙桂理综，20〕〔6分〕处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直。在t=0时刻，线圈平面与纸面重合〔如下图〕，线圈的cd边离开纸面向外运动。假设规定由方向的感应电流为正，那么能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图线是〔〕2.正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图1所示的方式连接，，交流电压表的示数是10V。图2是交变电源输出电压u随时间t变化的图象。那么〔〕A.通过R的电流随时间t变化的规律是B.通过R的电流随时间t变化的规律是C.R两端的电压随时间t变化的规律是D.R两端的电压随时间t变化的规律是3.当交流发电机的线圈平面与磁感线成60°角时，电流瞬时值为0.5A，那么该电流的有效值是〔〕A.B.C.D.4.一闭合矩形线圈abcd绕固定轴OO’匀速转动，OO’位于线圈平面内垂直于匀强磁场的磁感线，如图甲所示，通过线圈内的磁通量随时间的变化规律如图乙所示，以下说法正确的选项是〔〕A.时刻通过线圈的磁通量变化率最大B.时刻线圈中感应电流方向改变C.时刻线圈中感应电流方向改变D.时刻线圈中感应电动势最小5.〔南京〕一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T，从中性面开始计时，当时，感应电动势的瞬时值为2V，那么此交变电动势的有效值为〔〕A.B.C.D.6.一个电热器接在10V的直流电源上，在时间t内产生的热量为Q，今将该电热器接在一交流电源上，它在2t内产生的热量为Q，那么这一交流电源的交流电压的最大值和有效值分别是A.最大值是V，有效值是10VB.最大值是10V，有效值是VC.最大值是V，有效值是5VD.最大值是20V，有效值是V7.〔西城〕有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为4：1，原线圈接在一个交流电源上，交流电的变化规律如下图，副线圈所接的负载电阻是。那么A.原线圈交流电的频率为50HzB.副线圈输出电压为55VC.流过副线圈的电流是5AD.变压器输入、输出功率之比为4：18.〔天津〕如下图，理想变压器原线圈接在正弦交变电压，副线圈通过输电线连接两只相同的灯泡L1、L2，输电线的等效电阻为R，在图示状态下，形状S是断开的，当开关S闭合时，以下说法正确的选项是〔〕A.副线圈两端的输出电压减小B.等效电阻R两端的电压减小C.通过灯泡L1的电流减小D.原线圈中的电流减小9.〔南京〕如下图，T为理想变压器，A1、A2为理想交流电流表，V1、V2为理想交流电压表，R1、R2、R3为电阻，原线圈两端接电压一定的正弦交流电，当开关S闭合时，各交流电表的示数变化情况应是〔〕A.电压表V1读数变小B.电压表V2读数变大C.电流表A1读数变大D.电流表A2读数变小练习二1、〔2023年北京东城二模〕在一支氖管两端加一个正弦交流电压u=50sin(314t)V。当氖管两端电压到达或超过U0=25V时，氖管就能发光。那么在此交流电的一个周期内氖管的发光时间为A．0.2sB．0.02sC．0.01sD．0.005s、2、〔2023年5月6日河南六市联考理综物理〕一个100匝的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的电动势e随时间t变化的关系如下图，图线为正弦曲线，那么A．该交流电的电动势有效值为220VB．该交流电的电动势有效值为110VC．t=1.5πs时，穿过线圈的磁通量变化率最大D．穿过线圈的磁通量最大值为2.2Wb3、〔2023年4月北京通州区模拟〕图1、图2分别表示两种电压随时间变化的图象，其中图1所示电压按正弦规律变化，图2所示电压是“锯齿〞形规律变化。以下说法中正确的选项是A．图1表示交流电，图2表示直流电B．两种电压的有效值相等，都是220VC．图1所示电压的瞬时值表达式为u＝311sin50πtVD．图1所示电压在经过匝数比为10∶1的理想变压器变压后，频率保持不变图1图24、〔2023年3月江苏三校联考〕在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，那么A．t=0.005s时线框的磁通量变化率为零B．t=0.01s时线框平面与中性面重合C．线框产生的交变电动势有效值为311VD．线框产生的交变电动势的频率为100Hz5、〔2023年3月山东潍坊一模〕如下图，匝数为100匝的矩形线圈abcd处于磁感应强度B=T的水平匀强磁场中，线圈面积S=0.5m2，内阻不计．线圈绕垂直于磁场的轴以角速度ω=10πrad/s匀速转动。线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接入一只“12V，12W〞灯泡，灯泡正常发光，以下说法中正确的选项是A．通过灯泡的交变电流的频率是50HzB．变压器原、副线圈匝数之比为l0∶1C．矩形线圈中产生的电动势的最大值为120VD．假设将灯泡更换为“12V．24W〞且保证其正常发光，需要增大矩形线圈的转速6、〔2023年3月福州质检〕有一不动的矩形线圈abcd，处于范围足够大的可转动的匀强磁场中。如下图，该匀强磁场是由一对磁极NS产生，磁极以OO’为轴匀速转动。在t=0时刻，磁场的方向与线圈平行，磁极N离开纸面向外转动。规定由a→b→c→d→a方向的感应电流为正，那么能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图线是7、〔2023年3月吉林二模〕如下图，闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，沿着OO′方向观察，线圈沿顺时针方向转动。匀强磁场的磁感强度为B，线圈匝数为n，ab边的边长为L1，ad边的边长为L2，线圈电阻为R，转动的角速度为w，那么当线圈转至图示位置时A．线圈中感应电流的方向为abcdaB．线圈中的感应电动势为2nBL2wC．穿过线圈磁通量随时间的变化率最大D．线圈ad边所受安培力的大小为n2B2L1L2w/R,方向垂直纸面向里8、2023河北衡水第五次调研〕如右图所示，有一矩形线圈，面积为S，匝数为N，内阻为r，绕垂直磁感线的对称轴OO/以角速度ω匀速转动，从图示位置转900的过程中，以下说法正确的选项是A．通过电阻R的电量B．通过电阻R的电量Q=C．外力做功平均功率P=D．从图示位置开始计时，那么感应电动势随时间变化的规律为e＝NBSωsinωt9、〔浙江省六校2023年2月联考〕如下图，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B=T的水平匀强磁场中，线框面积S=0.5m2，线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω=200rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈线接入一只“220V，60W〞灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10A，以下说法正确的选项是A．图示位置穿过线框的磁通量为零B．线框中产生交变电压的有效值为500VC．变压器原、副线圈匝数之比为25︰11D．变压器输出端最多能并联83只60瓦的灯泡10、〔2023湖南2月联考〕一交流发电机的线圈电阻为1Ω，将其输出端接在电阻为10Ω的电阻丝上，其输出电压从某时刻开始随时间变化的图象如下图，那么A．线圈转动的角速度为100rad/sB．交流发电机的电动势最大值为200VC．电阻丝的发热功率为2kWD．假设将此发电机接在匝数比为1∶2的理想变压器上可使输出频率提高1倍11、〔2023安徽合肥一模〕一台发电机的结构示意图如图I所示，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，它们的外表呈半圆柱面形状。M是圆柱形铁芯，铁芯外套有一矩形线圈，线圈绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动。磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场。假设从图示位置开始计时电动势为正值，以下图象中能正确反映线圈中感应电动势e随时间t变化规律的是〔〕12、〔2023年2月西安五校联考〕如右图所示，N匝矩形导线框以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO′匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想电流表和二极管D。二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。以下说法正确的选项是A．图示位置电流为0B．R两端电压的有效值U=NBSC．一个周期内通过R的电荷量q=2BS/RD．交流电流表的示数I=NBS13、〔河北省唐山市2023届高三下学期第一次模拟〕一矩形线圈绕垂直于匀强磁场方向、并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化情况如下图，那么A.t1时刻穿过线圈的磁通量为零B.t2时刻穿过线圈的磁通量为零C.t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为零D.t4时刻穿过线圈的磁通量变化率为零14、〔2023年2月陕西师大附中第四次模拟〕如下图，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图象，当只改变线圈的转速后，产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下说法正确的选项是A．线圈先后两次转速之比为2∶3B．通过线圈的磁通量最大值之比为3∶2C．先后两次交流电的最大值之比为3∶2D．先后两次交流电的有效值之比为∶15、〔2023年2月宁波八校联考〕如下图电路，电阻R1与电阻R2阻值相同，都为R，和R1并联的D为理想二极管〔正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大〕，在A、B间加一正弦交流电u＝20sin100πt〔V〕，那么加在R2上的电压有效值为A．10VB．20VC．15VD．5V16、〔2023北京海淀期末〕如图13甲所示，长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O1O2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D〔集流环〕焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图13乙所示，其中B0、B1和t1均为。在0~t1的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动。求：〔1〕0~t1时间内通过电阻R的电流大小；〔2〕线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；〔3〕线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量。17、〔2023年5月安徽省合肥三模〕如下图为一小型交变电流发电机的工作原理图，两磁极间的磁场可看成勻强磁场，磁感应强度为B，矩形线圈abcd以恒定角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴OO’逆时针方向转动，矩形abcd关于OO’对称，矩形线圈共有N匝，边长为L1,bc边长为L2，线圈电阻为r，外接电阻为R。(1)在线圈位于如下图的垂直于磁场方向的位置开始计时,规定由a→b(或c→d)方向的感应电动势为正,推导出线圈中感应电动势e随时间t变化的表达式。(