高中物理选修11电磁感应例题讲与练.docx
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高中物理选修11电磁感应例题讲与练
第三章电磁感应
第一节电磁感应现象
【典型例题】
【例1】线框ABCD从有界的匀强磁场区域穿过，下列说法中正确的是（）
A、进入匀强磁场区域的过程中，ABCD中有感应电流
B、在匀强磁场中加速运动时，ABCD中有感应电流
C、在匀强磁场中匀速运动时，ABCD中没有感应电流
D、离开匀强磁场区域的过程中，ABCD中没有感应电流
【例2】如图所示，在条形磁铁中部垂直套有A、B两个圆环，试分析穿过A环、B环的磁通量谁大。
【例3】如图所示线圈abcd在通电直导线的磁场中，分别做如下的运动，A、向右平动；B、向下平动；C、以下边为轴转动；D、从纸面向纸外做平动；E、向上平动。
但是线圈有个缺口，判断以上情况中线圈中是否有感应电流。
【基础练习】
一、选择题
1、如图所示，矩形线圈abcd放置在水平面内，磁场方向与水平方向成a角，已知a＝530，回路
面积S，磁感应强度为B，则通过线框的磁通量为：
（ ）
A、BSB、0.8BS
C、0.6BS D、0.75BS
2、如图所示，一个矩形线圈与通有相同大小的电流平行直导线同一平面，而且处在两导线
的中央，则：
（ ）
A、电流同向时，穿过线圈的磁通量为零；
B、两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零；
C、两电流同向或反向时，穿过线圈的磁通量都相等；
D、因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判断穿过线圈的磁通量是否为零．
3、闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中，图1中各情况下导线都在纸面内运动，那么下列判断中正确的是（）
A、都会产生感应电流
B、都不会产生感应电流
C、甲、乙不会产生感应电流，丙、丁会产生感应电流
D、甲、丙会产生感应电流，乙、丁不会产生感应电流
4、2．如图2所示，矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重合（互相绝缘）．现使线框绕不同的轴转动，能使框中产生感应电流的是（）
A、绕ad边为轴转动
B、绕oo′为轴转动
C、绕bc边为轴转动
D、绕ab边为轴转动
【能力提升】
1、如图所示，在条形磁铁外面套着一圆环，当圆环由磁铁N极向下平移到磁铁S极的过程中，穿过圆环的磁通量变化的情况是：
（）
A、逐渐增加
B、逐渐减少
C、逐渐增加，后逐渐减少
D、先逐渐减少，后逐渐增大
2、如图所示，长直导线MN的右侧有一矩形线框，它们在同一平面内，欲使矩形线框产生感应电流，可采取的方法是：
（）
A、线框向上平动
B、线框向下平动
C、线框以MN为轴转动
D、逐渐增加或减少MN中的电流强度
3、闭合铜环与闭合金属框相接触放在匀强磁场中，如图9所示，当铜环向右移动时（金属框不动），下列说法中正确的是（）
A、铜环内没有感应电流产生，因为磁通量没有发生变化
B、金属框内没有感应电流产生，因为磁通量没有发生变化
C、金属框ab边中有感应电流，因为回路abfgea中磁通量增加了
D、铜环的半圆egf中有感应电流，因为回路egfcde中的磁通量减少
4、一水平放置的矩形线圈abcd在条形磁铁S极附近下落，在下落过程中，线圈平面保持水平，如图10所示，位置1和3都靠近位置2，则线圈从位置1到位置2的过程中，线圈内____感应电流，线圈从位置2至位置3的过程中，线圈内____感应电流。
（填：
“有”或“无”）
5、如图所示，一个矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线同一平面，而且处在两导线的中央，求：
（1）电流同向时磁通量是否为零
（2）电流反向时磁通量是否为零
第二节、法拉第电磁感应定律
【典型例题】
【例1】如下图所示，长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度
匀速转动，磁场的磁感应强度为B，求杆OA两端的电势差．
【例2】如图所示，半径为r的金属环绕通过某直径的轴OO’以角速度
作匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B，从金属环面与磁场方向重合时开始计时，则在金属环转过30°角的过程中，环中产生的电动势的平均值是多大？
【例3】如图所示，小灯泡的规格为“2V、4W”，接在光滑水平导轨上，轨距0.1m，电阻不计。
金属棒ab垂直搁置在导轨上，电阻1Ω。
整个装置处于磁感强度B=1T的匀强磁场中。
求：
（1）为使小灯正常发光，ab的滑行速度多大？
（2）拉动金属棒ab的外力功率多大？
【基础练习】
一、选择题
1、关于电磁感应，下列说法中正确的是（）。
（A）穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大；
（B）穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零；
（C）穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大；
（D）空过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大。
2、穿过一个电阻为1Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒均匀的减少2Wb,则（）
A、线圈中的感应电动势一定是每秒减少2v
B、线圈中的感应电动势一定是2v
C、线圈中的感应电流一定是每秒减少2A
D、线圈中的感应电流一定是2A
4、平行闭合线圈的匝数为n,所围面积为S，总电阻为R，在
时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为
，则通过导线某一截面的电荷量为（）。
A、
B、
C、
D、
5、一个矩形导体线圈长为2
，宽为
，以速率V穿过一个理想边界的、宽为
的匀强磁场，如图所示，则以下各图中哪个正确地表示了矩形线圈内的电动势随时间变化的关系：
（）
【能力提升】
1、感应电动势产生的条件是：
（）
A、导体必须做切割磁力线运动；
B、导体回路必须闭合，且回路所包围面积内的孩通量发生变化；
C、无论导体回路是否闭合，只要它包围或扫过的面积内的磁通量发生变化；
D、闭合回路产生了感生电流．
2、如图所示，一闭合圆形线圈放在匀强磁场中，线圈的平面与磁场方向成θ角，磁感应强度随时间均匀变化，变化率为一定值．在下述办法中用哪一种可以使线圈中感应电流的强度增加一倍 （）
A、线圈的匝数增加一倍
B、把线圈的半径增加一倍
C、把线圈的面积增加一倍
D、改变线圈轴线对磁场的方向
E、把线圈的匝数减少到原来的一半
3、在竖直向下的匀强磁场中,有一根水平放置的金属棒沿水平方向抛出,初速度方向与棒垂直,则棒产生的感应电动势将（）
（A）随时间增大；（B）随时间减小；（C）不变化；（D）难以确定
4、如图所示，直导线ab与固定的电阻器R连成闭合电路，ab长0.40m，在磁感强度是0.60T的匀强磁场中以5.0m/s的速度向右做切割磁感线的运动，运动方向跟ab导线垂直．这时直导线ab产生的感应电动势的大小是V。
5、如图所示，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F大小
⑵拉力的功率P
⑶拉力做的功W
⑷线圈中产生的电热Q
第三节、交变电流
【典型例题】
【例1】一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率是P，当接到电压为
的交流电源上，它的发热功率是（）
A、
B、
C、
D、
【例2】图3是某交流发电机产生的交变电流的图像，根据图像可以判定（）
A、此交变电流的周期为0.1s
B、此交变电流的频率为5Hz
C、将标有“12V、3W”的灯泡接在此交变电流上，灯泡可以正常发光
D、与图像上a点对应的时刻发电机中的线圈刚好转至中性面
【例3】如图所示为某正弦式电流的图象，求其峰值，周期和角频率，并写出该电流的瞬时值表达式
【基础练习】
一、选择题
1、电流方向每秒改变50次的交变电流，它的周期和频率分别是（）
A、0.04s,25HzB、0.08s,25HzC、0.04s,50HzD、0.08s,50Hz
2、两只阻值相同的电阻分别通以正弦式交变电流和方形交变电流，如图所示，若它们的电流最大值相等，则两只电阻产生的热功率之比为（）
A、1∶4B、1∶2
C、1∶1D、2∶1
3、边长为a的正方形线框，其电阻为R，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO`轴匀速转动，如图所示，每秒转数为n，当线圈平面平行于磁感线时开始计时（）
A、线框中产生的感应电动势的瞬时值为2πBa2ncos（2πnt）
B、线框中产生的感应电动势的最大值为πBa2n
C、线框中产生的感应电流的有效值为2πBa2n/R
D、线框中感应电流的周期为1/n
4、交流发电机电枢电阻为2欧，感应电动势瞬时值表达式为e=389sin100πt（V），给电阻R=8Ω的用电器供电，则
（1）通过用电器的电流为多少？
（2）电源输出功率和发电总功率为多少？
（3）发电机输出端电压为多少？
【能力提升】
1、一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动，线圈中的感应电动势e
随时间t的变化如图所示，下面说法中正确的是（）
A、t1时刻通过线圈的磁通量为零
B、t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大
C、t3时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大
D、每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值最小
2、将一根电阻丝接到100V直流电源上，在1min内产生的热量为Q，若将此电阻丝接到某一正弦式交流电源上，则在2min内产生的热量也为Q，那么该交流电压的最大值为（）
A、50VB、
C、100VD、
3、一矩形线圈，绕与匀强磁场垂直的中心轴OO′按顺时针方向旋转．引出线的两端与互相绝缘的半圆铜环连接，两个半圆环分别与固定电刷A、B滑动接触，电刷间接有电阻，如图所示，在线圈转动过程中，通过电阻的电流（ ）
Ａ、大小和方向都不断变化．
Ｂ、大小和方向都不变．
Ｃ、大小不断变化，方向
Ｄ、大小不断变化，方向从
5、边长为a的正方形线框，其电阻为R，在磁感强度为B的匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，如图所示，每秒转数为n，当线圈平面平行于磁感线时开始计时，线框中产生的感应电动势瞬时值为？
第四节、变压器
【典型例题】
【例1】有一降压变压器，它的输入电压最大值为220V，另有一负载，当它接在22V直流电源上时，消耗功率为P，若使它接在上述变压器的次级电路中，消耗P/2的功率，则此变压器原、副线圈的匝数比为（）
A、14∶1B、1∶14C、10∶1D、1∶10
【例2】图为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接在一个标有“12V100W”的灯泡上．已知变压器初、次级线圈匝数之比为18∶1，那么灯泡正常工作时，图中的电压表读数为________V，电流表读数为________A．
【例3】如图所示电路中要使电流表读数变大，可采用的方法有（ ）
A、将
上的滑片向上移动. B、将
上的滑片向下移动.
C、将电键S由1掷向2 D、将电键S由1掷向3
【基础练习】
一、选择题
1、利用变压器不可能做到的是（）
A、增大电流B、升高电压C、减小电压D、增大功率
2、当理想变压器副线圈空载时，副线圈的（）
A、负载电阻为0B、输出电流为0C、两端电压为0D、输出功率为0
3、理想变压器工作时，原线圈一侧和副线圈一侧保持相同的物理量有①电压②电流③电
功率④频率（）
A、①②B、②③C、①④D、③④
4、有一理想变压器变压比为
，原线圈接入
电压时，将副线圈拆去18匝，输出电压为8V，则变压器原线圈的匝数应为（）
A、495匝B、1320匝C、2640匝D、990匝
【能力提升】
1、下列正确说法是（）
A、变压器也可能改变恒定电压
B、变压器的原理是一种电磁感应现象，副线圈输出的电流是原线圈电流的感应电流
C、变压器由绕在同一闭合铁芯上的若干线圈构成
D、变压器原线圈相对电源而言起负载作用，而副线圈相对负载而言起电源作用
2、理想变压器原、副线圈的电流为I1、I2，电压
、
功率为
、
关于它们之间的关系正确的说法是（）
A、
由
决定B、
与负载有关C、
由
决定D、以上说法都不对
3、一个理解的变压器原线圈接入电压
，若原、副线圈的匝数分别是1210匝和1650匝，下列哪个判断是错误的（）
A 、副线圈输出电压的频率是100Hz
B、用电压表量得副线圈两端的电压是600V
C、副线圈两端的电压的峰值是848V
D、副线圈的输出功率与原线圈的输入功率是相同的
4、一台理想变压器，原线圈加上U1电压的交变电流，副线圈两端的电压是U2，如果从副线圈上拆去n0匝后，副线圈上的电压变为U'2V，则原线圈的匝数n1=_______，副线圈原来的匝数n2=_______。
5、如图所示的变压器原线圈ab和副线圈cd的匝数之比为10∶3，副线圈外接一只100Ω的电阻．如果原线圈接交变电压源u＝100sin100πt，并以由a流入，b流出的电流为正，则在t＝0.01s时刻，c点的电势比d点的电势高还是低？
在一个周期中，电阻上的发热量为多少J？
第五节、高压输电
【典型例题】
【例1】一台发电机的功率是40KW，用电阻为0.2Ω的导线输送到用户，
（1）若用220V的电压输电，输电线上损失的功率是多少?
（2）若用22KV的电压输电，输电线上损失的功率又是多少?
（3）比较
（1）、
（2）的结果可得到什么结论?
【例2】发电厂的输出功率为200KW，输电线的电阻为0.13Ω.那么输出电压为250V或2500V，这两种情况下，在输电线上损失的功率各为多少?
输入用户的功率各为多少?
分析：
电能在输送过程中，由于电流的热效应在输电线上要损失一部分功率，而输入用户的功率应该用发电厂输出的功率减去这部分损失的功率.
【基础练习】
一、选择题
1、在电能输送过程中，若输送的电功率一定，则在输电线上损失的电功率（ ）
A、随输电线电阻的增大而增大
B、和输送电压的平方成正比
C、和输电线上电压降落的平方成正比
D、和输电线中的电流强度的平方成正比
E、和输电电压的平方成反比
2、用电器电阻值为R距交变电源L，输电线电流为I，电阻率为ρ，要求输电线上电压降不超过U．则输电线截面积最小值为（）
A、ρL/R B、2ρLI/UC、U/ρLID、2UL/ρI
3、用U1和U2两种电压通过相同长度和材料的导线输电，若输送的电功率相等，在输电线上损失的电功率也相同，则在两情况下输电线截面积之比S1：
S2为（ ）
A．
B．
C．
D．
【能力提升】
1、远距离输电要采用（）
A.低压输电B.高压输电
C.强电流输电D.弱电流输电
2、远距离输电时，为了减少输电线上电能损失，应（）
A.提高输送电压，增大输送电流B.提高输送电压，减小输送电流
C.减小输送电压，增大输送电流D.减小输送电压，减小输送电流
3、远距离输送一定功率的交变电流，若送电电压提高到n倍，则输电导线上（）
A、电能损失为原来的
B、电压损失为原来的
C、电能损失减少
D、电压损失减少
第六节、自感现象、涡流
【典型例题】
【例1】如图所示的电路，L为自感线圈，R是一个灯泡，
是电源，当S闭合瞬间，通过电灯的电流方向是。
当S切断瞬间，通过电灯的电源方向是。
【例2】在图所示的电路中，两个相同的电流表G1和G2的零点在刻度盘中央，当电流从“+”接线柱流入时，指针向右摆；当电流从“—”接线柱流入时，指针向左摆。
在电路接通后再断开开关K的瞬间，下列说法中正确的是（）
A、G1指针向右摆，G2指针向左摆
B、G1指针向左摆，G2指针向右摆
C、两表指针都向右摆
D、两表指针都向左摆
【例3】在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁如图1。
现有铜、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的A点以某一初速向磁铁滑去。
各物块在拜碰上磁铁前的运动情况将是（）
A、都作匀速运动B、甲、乙作加速运动
C、甲、乙作减速运动D、乙、丙作匀速运动
【基础练习】
一、选择题
1、当线圈中电流改变时，线圈中会产生自感电动势，自感电动势方向与原电流方向（）
A、总是相反
B、总是相同
C、电流增大时，两者方向相反
D、电流减小时，两者方向相同
2、线圈的自感系数大小的下列说法中，正确的是（）
A、通过线圈的电流越大，自感系数也越大
B、线圈中的电流变化越快，自感系数也越大
C、插有铁芯时线圈的自感系数会变大
D、线圈的自感系数与电流的大小、电流变化的快慢、是否有铁芯等都无关
3、一个线圈中的电流均匀增大，这个线圈的（）
A、自感系数均匀增大
B、磁通量均匀增大
C、自感系数、自感电动势均匀增大
D、自感系数、自感电动势、磁通量都不变
4、如图电路中，p、Q两灯相同，L的电阻不计，则（）
A、S断开瞬间，P立即熄灭，Q过一会才熄灭
B、S接通瞬间，P、Q同时达正常发光
C、S断开瞬间，通过P的电流从右向左
D、S断开瞬间，通过Q的电流与原来方向相反
5、如图2所示电路，多匝线圈的电阻和电池的内电阻可以忽略，两个电阻器的阻值都是R．电键S原来打开着，电流I0=ε／2R，今合下电键将一个电阻器短路，于是线圈中有自感电动势产生，这自感电动势（）
A、有阻碍电流的作用，最后电流由I0减小为零
B、有阻碍电流的作用，最后总小于I0
C、有阻碍电流增大作用，因而电流保持为I0不变
D、有阻碍电流增大作用，但电流最后还是要增大到2I0
6、如图3电路（a）、（b）中，电阻R和自感线圈L的电阻值都是很小．接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光[]
A、在电路（a）中，断开S，A将渐渐变暗
B、在电路（a）中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗
C、在电路（b）中，断开S，A将渐渐变暗
D、在电路（b）中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗
7、在如图16-5-6所示电路中，当电键闭合、电路稳定时，通过灯泡的电流方向为________，a点电势________b点电势（填“＞”、“＝”或“＜”）．当电键断开时，通过灯泡的电流方向为________，a点电势________b点电势．
【能力提升】
1、如图5所示，LA和LB是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻值与R相同。
由于存在自感现象，在电键S闭合和断开时，灯LA和LB先后亮暗的顺序是（）
A、接通时，LA先达最亮，断开时，LA后暗
B、接通时，LB先达最亮，断开时，LB后暗
C、接通时，LA先达最亮，断开时，LA先暗
D、接通时，LB先达最亮，断开时，LB先暗
2、如图4所示电路，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，则（）
A、S闭合瞬间，LA不亮，LB很亮；S断开瞬间，LA、LB立即熄灭
B、S闭合瞬间，LA很亮，LB逐渐亮；S断开瞬间，LA逐渐熄灭，LB立即熄灭
C、S闭合瞬间，LA、LB同时亮，然后LA熄灭，LB亮度不变；S断开瞬间，LA亮一下才熄灭，LB立即熄灭；
D、S闭合瞬间．A、B同时亮，然后A逐渐变暗到熄灭，B变得更亮；S断开瞬间，A亮一下才熄灭，B立即熄灭
3、如图所示的电路中，电阻R和自感L的值都很大，A、B是完全相同的灯泡，当电键
闭合时，下面所述的情况中正确的是：
（）
A、A比B先亮，然后A熄灭；
B、B比A先亮，而后B逐渐变暗；
C、A、B一起亮，而后A熄灭；
D、A、B一起亮，而后B熄灭。
5、如图所示，L为电感足够大而电阻可以忽略的电感线圈，A、B两只灯泡完全相同，则在下列情况下，两只灯泡的亮度变化情况为：
（1）当电键闭合直至电路稳定的过程中
（2）电键断开时
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