2022届高考物理二轮复习：电磁感应、交变电流、传感器（含答案）

备战2022届高考物理（电磁感应、交变电流、传感器）二轮题附答

案

一、选择题。

1、（多选）如图甲所示，竖直向上的匀强磁场的磁感应强度Bo=O.5T,并且以等

=0.1T/s的变化率均匀增大，图象如图乙所示，水平放置的导轨不计电阻，不计

摩擦阻力，宽度L=0.5m,在导轨上放着一金属棒MN,电阻Ro=O.lC,并且

水平细线通过定滑轮悬吊着质量M=0.2kg的重物.导轨上的定值电阻R=0.4

C，与P、Q端点相连组成回路.又知PN长d=0.8m.在重物被拉起的过程中，

下列说法中正确的是（g取10N/kg）（）

A.电流的方向由P到Q

B.电流的大小为0.1A

C.从磁感应强度为Bo开始计时，经过495s的时间，金属棒MN恰能将重物拉

起

D.电阻R上产生的热量约为16J

2、（多选）如图所示，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形

导线框，圆心为ON;两导线框在同一竖直平面（纸面）内，两圆弧半径相等；过

直线OMON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在1=0时从图示位置开始分别绕过OM和ON且垂直于纸面的轴以相同的周期

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1="时，两导线框中产生的感应电动势相等

O

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

3、一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为

原线圈.通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈.在a、b间

输入电压为Ui的交变电流时，c、d间的输出电压为U2.在将滑动触头从M点顺

时针旋转到N点的过程中（）

A.U2>Ui,U2降低B.U2>Ui,U2升高

C.U2<Ui,U2降低D.U2<Ui,U2升高

4、（多选）如图甲所示是一种振动发电装置的示意图，半径为r=O.lm、匝数n=

20的线圈位于辐向分布的磁场中，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），线圈所在位置的磁感应强度的大小均为B=1T,线圈电阻

为Ri=0.5C,它的引出线接有R2=9.5C的小电珠L,外力推动线圈框架的P

端，使线圈沿轴线做往复运动，线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示

（摩擦等损耗不计），则（）

A.小电珠中电流的峰值为0.16A

B.小电珠中电流的有效值为0.16A

C.电压表的示数约为1.5V

D.t=0.1s时外力的大小为0.128N

5、（多选）一自耦变压器如图所示，其a、b端接到一电压有效值不变的交变电源

两端，在c、d间接有一定值电阻R1和滑动变阻器Ro。电压表均可视为理想交

流电压表，输电导线的电阻均可忽略不计。则下列说法正确的是（）

A.保持滑动触头位置不变，将滑动变阻器滑片P下滑时，三个电压表的示数均

减小

B.保持滑动触头位置不变，将滑动变阻器滑片P下滑时，私、V2的示数不变，

而V3的示数减小

C.保持滑动变阻器滑片P不动时，将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过

程中，三个电压表的示数均减小

D.保持滑动变阻器滑片P不动时，将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过

程中，VI示数不变，而V2、V3示数均减小

6、采用220kV高压向远方的城市输电。当输送功率一定时，为使输电线上损耗

的功率减小为原来的;，输电电压应变为（）

A.55kVB.llOkVC.440kVD.880kV

7、如图所示，而是一个可绕垂直于纸面的轴。转动的闭合矩形导线框，当滑动

变阻器R的滑片自左向右滑动时，线框时的运动情况是（）

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，无法确定转动的方向

8、如图所示，匀强磁场存在于虚线框内，矩形线圈竖直下落.如果线圈受到的

磁场力总小于其重力，则它在1、2、3、4位置时的加速度关系为（）

□1

;……目……：

;xxxx!

!xA|xx；

；X1XJXX[

A.ai>a2>a3>a4B.ai=a3>a2>a4

C.ai=a3>a4>a2D.a4=a2>a3>a)

9、图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L和L2为电感线圈.实验

时，断开开关Si瞬间，灯Ai突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2,灯A2逐

渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同.下列说法

正确的是（）

A.图1中，Ai与Li的电阻值相同

B.图1中，闭合Si,电路稳定后，Ai中电流大于Li中电流

C.图2中，变阻器R与L2的电阻值相同

D.图2中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等

10、下列几种说法中正确的是（）

A.线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大

B.线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大

C.线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大

D.线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大

11、一矩形线圈abed位于一随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在

的平面向里（如图甲所示），磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示.以I

表示线圈中的感应电流（图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向），则下列选项中

能正确表示线圈中电流I随时间t变化规律的是（）

//A//A

Ol[_2：3r4；5凹入

O|O1234L56^S

AB

〃AZ/A

•―1•

34口iIII

01:2；;56,/s01；23：4i-J56,/s

cD

12、（双选）如图所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两

端电压为一峰值不变的正弦交变电压，副线圈接一可变电阻R。在其他条件不变

的情况下，为使变压器输入功率增大，下列措施正确的是（）

A.仅增加原线圈匝数mB.仅增加副线圈匝数n2

C.仅减小电阻R的阻值D.仅增大电阻R的阻值

二、填空含实验题。

13、如图所示，MN为一根固定的通有恒定电流，的长直导线，导线框而cd与

在同一竖直平面内（彼此绝缘），当导线框以竖直向下的速度。经过图示位置时,

线框中感应电流方向是o

14、光电门传感器为门式结构，如图所示.A管发射红外线，B管接收红外线.A、

B之间无挡光物体时，电路断开；有物体经过A、B之间时B管挡被光，电路接

通.计算机根据挡光物体的和，自动算出物体的。

Gi红外线

八

三、解答题。

15、如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为

n,ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B。M和

N是两个集流环，负载电阻为R,线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：

⑴感应电动势的最大值。

(2)从图示位置起转过圈的时间内，负载电阻R上产生的热量。

(3)从图示位置起转过圈的时间内，通过负载电阻R的电荷量。

⑷电流表的示数。

16、如图所示，足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距L=lm,导轨平面与

水平面夹角a=30。，导轨电阻不计.磁感应强度B=LOT的匀强磁场垂直导轨

平面斜向下，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m=0.01kg、电阻不计.定值电阻Ri=30Q,电阻箱电阻调到

R2=120Q,电容C=O.O1F,重力加速度g取10m/s2.现将金属棒由静止释放.

(1)在开关接到1的情况下，求金属棒下滑的最大速度；

⑵在开关接到1的情况下，当R2调至30Q后且金属棒稳定下滑时，R2消耗的

电功率为多少；

⑶在开关接到2的情况下，求经过时间t=2.0s时金属棒的速度.

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2mm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Ati=l.OxlO-3s,At2=0.8xlO-3So

(1)利用图乙中的数据求1s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。

备战2022届高考物理(电磁感应、交变电流、传感器)二轮题附答

案

一、选择题。

AR

1、(多选)如图甲所示，竖直向上的匀强磁场的磁感应强度Bo=0.5T,并且以詈

=0.1T/s的变化率均匀增大，图象如图乙所示，水平放置的导轨不计电阻，不计

摩擦阻力，宽度L=0.5m,在导轨上放着一金属棒MN,电阻Ro=0.1C,并且

水平细线通过定滑轮悬吊着质量M=0.2kg的重物.导轨上的定值电阻R=0.4

Q,与P、Q端点相连组成回路.又知PN长d=0.8m.在重物被拉起的过程中,

下列说法中正确的是（g取10N/kg）（）

A.电流的方向由P到Q

B.电流的大小为0.1A

C.从磁感应强度为Bo开始计时，经过495s的时间，金属棒MN恰能将重物拉

起

D.电阻R上产生的热量约为16J

【答案】AC

2、（多选）如图所不，M为半圆形导线框，圆心为OM;N是圆心角为直角的扇形

导线框，圆心为ON;两导线框在同一竖直平面（纸面）内，两圆弧半径相等；过

直线OMON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在t=0时从图示位置开始分别绕过OM和ON且垂直于纸面的轴以相同的周期

T逆时针匀速转动，则（）

XXXXXXX

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

在时，两导线框中产生的感应电动势相等

C.o

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

3、一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为

原线圈.通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈.在a、b间

输入电压为Ui的交变电流时，c、d间的输出电压为U2.在将滑动触头从M点顺

时针旋转到N点的过程中（）

A.U2>Ui,U2降低B.U2>Ui,U2升高

C.U2<Ui,U2降低D.U2<Ui,U2升高

【答案】C

4、（多选）如图甲所示是一种振动发电装置的示意图，半径为r=O.lm、匝数n=

20的线圈位于辐向分布的磁场中，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），线圈所在位置的磁感应强度的大小均为B=*T,线圈电阻

为Ri=0.5C,它的引出线接有R2=9.5Q的小电珠L,外力举动线圈框架的P

端，使线圈沿轴线做往复运动，线圈运动速度v随时间I变化的规律如图丙所示

（摩擦等损耗不计），则（）

A.小电珠中电流的峰值为0.16A

B.小电珠中电流的有效值为0.16A

C.电压表的示数约为1.5V

D.t=0.1s时外力的大小为0.128N

【答案】AD

5、（多选）一自耦变压器如图所示，其a、b端接到一电压有效值不变的交变电源

两端，在c、d间接有一定值电阻Ri和滑动变阻器Ro。电压表均可视为理想交

流电压表，输电导线的电阻均可忽略不计。则下列说法正确的是（）

A.保持滑动触头位置不变，将滑动变阻器滑片P下滑时，三个电压表的示数均

减小

B.保持滑动触头位置不变，将滑动变阻器滑片P下滑时，VHV2的示数不变，

而V3的示数减小

C.保持滑动变阻器滑片P不动时，将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过

程中，三个电压表的示数均减小

D.保持滑动变阻器滑片P不动时，将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过

程中，VI示数不变，而V2、V3示数均减小

【答案】BD

6、采用220kV高压向远方的城市输电。当输送功率一定时，为使输电线上损耗

的功率减小为原来的;，输电电压应变为（）

A.55kVB.110kVC.440kVD.880kV

【答案】C

7、如图所示，而是一个可绕垂直于纸面的轴。转动的闭合矩形导线框，当滑动

变阻器R的滑片自左向右滑动时，线框〃〃的运动情况是（）

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，无法确定转动的方向

【答案】C

8、如图所示，匀强磁场存在于虚线框内，矩形线圈竖直下落.如果线圈受到的

磁场力总小于其重力，则它在1、2、3、4位置时的加速度关系为（）

□1

;……目……：

;xxxx!

!xA|xx；

；X1XJXX［

A.ai>a2>a3>a4B.ai=a3>a2>a4

C.ai=a3>a4>a2D.a4=a2>a3>a）

【答案】B

9、图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L［和L?为电感线圈.实验

时，断开开关Si瞬间，灯Ai突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2,灯A2逐

渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同.下列说法

正确的是（

L,

图1

A.图1中，Ai与L］的电阻值相同

B.图1中，闭合Si,电路稳定后，Ai中电流大于L）中电流

C.图2中，变阻器R与L2的电阻值相同

D.图2中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等

【答窠】C

10、下列几种说法中正确的是（）

A.线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大

B.线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大

C.线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大

D.线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大

【答案】D

11、一矩形线圈abed位于一随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在

的平面向里（如图甲所示），磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示.以I

表示线圈中的感应电流（图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向），则下列选项中

能正确表示线圈中电流I随时间t变化规律的是（）

AB

//A

n?4n.

o1：2;;56,7s

CD

【答案】c

12、（双选）如图所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两

端电压为一峰值不变的正弦交变电压，副线圈接一可变电阻R。在其他条件不变

的情况下，为使变压器输入功率增大，下列措施正确的是（）

A.仅增加原线圈匝数mB.仅增加副线圈匝数n2

C.仅减小电阻R的阻值D.仅增大电阻R的阻值

【答案】B、C

二、填空含实验题。

13、如图所示，MN为一根固定的通有恒定电流，的长直导线，导线框而cd与MV

在同一竖直平面内（彼此绝缘），当导线框以竖直向下的速度。经过图示位置时,

线框中感应电流方向是o

【答案】电流方向为出?。必

14、光电门传感器为门式结构，如图所示.A管发射红外线，B管接收红外线.A、

B之间无挡光物体时，电路断开；有物体经过A、B之间时B管挡被光，电路接

通.计算机根据挡光物体的和.,自动算出物体的

挡光时间速度

【解析】物块刚接触光电门时，电路接通，计时开始；物体通过时，电路断开,

通电结束，计时结束.计算机根据挡光物体的宽度和挡光时间，自动算出物体的

运动速度。

三、解答题。

15、如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为

n,ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B。M和

N是两个集流环，负载电阻为R,线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：

(1)感应电动势的最大值。

(2)从图示位置起转过圈的时间内，负载电阻R上产生的热量。

(3)从图示位置起转过圈的时间内，通过负载电阻R的电荷量。

(4)电流表的示数。

7r4B2r4nnBr2n2r2nB

【答案】⑴dBnr,⑵8R⑶2R(4)2R

16、如图所示，足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距L=lm,导轨平面与

水平面夹角a=30。，导轨电阻不计.磁感应强度B=LOT的匀强磁场垂直导轨

平面斜向下，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m=0.01kg、电阻不计.定值电阻Ri=30Q,电阻箱电阻调到

R2=120Q,电容C=0.01F,重力加速度g取10m次.现将金属棒由静止释放.

(1)在开关接到1的情况下，求金属棒下滑的最大速度；

⑵在开关接到1的情况下，当R2调至30。后且金属棒稳定下滑时，R2消耗的

电功率为多少；

(3)在开关接到2的情况下，求经过时间t=2.0s时金属棒的速度.

【答案】⑴7.5m/s⑵0.075W(3)5m/s

【解析】(1)当金属棒匀速下滑时速度最大，设最大速度为Vm，此时棒处于平衡

DTv

状态，故有mgsi