1．发现电磁感应现象的科学家是( )
A．安培 B．奥斯特
C．法拉第 D．库仑
【解析】 由物理学史知道，法拉第经过长达10年的艰苦探索，揭示了产生感应电流的条件，由此可知，C正确．
【答案】 C
2．对电流磁效应的对称性思考或逆向思维，人们提出的问题是( )
A．摩擦产生热 B．电流产生磁
C．静电感应 D．磁体产生电流
【解析】 电流的磁效应是“电生磁”．根据对称性应为“磁生电”．故答案为D.
【答案】 D
3．(2012·广东学业水平测试)如图3－1－9所示，矩形线圈平面与范围足够大的匀强磁场磁感线平行，下列哪种情况下线圈中有感应电流( )
图3－1－9
A．线圈绕ab轴转动 B．线圈垂直纸面向外平移
C．线圈沿ab向下平移 D．线圈绕cd轴转动
【解析】 只有A选项磁通量发生变化，产生感应电流．
【答案】 A
4．(2012·济宁高二检测)在图3－1－10所示的实验中，能在线圈中产生感应电流的情况是( )
图3－1－10
A．磁铁静止在线圈上方 B．磁铁静止在线圈右侧
C．磁铁静止在线圈里面 D．磁铁插入或抽出线圈的过程
【解析】 磁铁静止在线圈上方，右侧、里面，穿过闭合电路的磁通量均不发生变化，但磁铁插入或抽出时，磁通量变化，故D正确．
【答案】 D
5．(2013·山东学业水平考试模拟)如图3－1－11所示，L为一根无限长的通电直导线，M为一金属环，L过M的圆心，且通以向上的电流I，则( )
图3－1－11
A．当L中的I发生变化时，环中有感应电流
B．当M左右平移时，环中有感应电流
C．当M保持水平，在竖直方向上下移动时环中有感应电流
D．只要L与M保持垂直，则以上几种情况，环中均无感应电流
【解析】 由于直线电流的磁场是垂直导线的同心圆，故只要L与M保持垂直，穿过金属环M的磁通量就为零，保持不变，环中均无感应电流产生．故D选项正确．
【答案】 D
6．(2012·延安高二测试)如图3－1－12所示，一金属圆线圈和一条形磁铁的中轴线在同一竖直平面内，下列情况中能使线圈中产生感应电流的是( )
图3－1－12
A．将磁铁竖直向上平移
B．将磁铁水平向右平移
C．将磁铁在图示的平面内，N极向上、S极向下转动
D．将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内
【解析】 图示状态下，穿过圆形线圈的磁通量为零，而A、B、C中的做法不会引起线圈中磁通量的变化，故无感应电流．
【答案】 D
7．如图3－1－13所示，一有限范围的匀强磁场，宽为d.一个边长为L的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域．若d>L，则线框穿过磁场区域的过程中，线框中产生感应电流的时间为( )
图3－1－13
A. B．
C． D．
【解析】 在线框进入和穿出磁场的过程中，穿过线框的磁通量分别增大和减小，闭合线框中有感应电流产生；整个线框在磁场中运动时，线框中无感应电流产生，所以，线框中有感应电流的时间为2L/v.
【答案】 C
8．在图3－1－14的电路中，当电键S闭合后，为使灵敏电流计的指针偏转，下列说法中可行的是( )
图3－1－14
A．将A线圈向左靠近B线圈
B．将电键S突然断开
C．保持右边电路电流不变
D．将滑动变阻器的阻值调小
【解析】 在螺线管A中有磁通量的变化就引起螺线管B中的磁通量变化，所以将滑动变阻器的阻值调小，将电键S突然断开都能使磁通量发生变化，产生感应电流，使灵敏电流计的指针偏转，B、D对．当线圈靠近的时候也可以使穿过B螺线管的磁通量变化，所以A也对．
【答案】 ABD
9．(2013·宁德检测)如图3－1－15所示，条形磁铁以速度v向螺线管靠近，下面几种说法中正确的是( )
图3－1－15
A．螺线管中不会产生感应电流
B．螺线管中会产生感应电流
C．只有磁铁速度足够大时，螺线管中才能产生感应电流
D．只有在磁铁的磁性足够强时，螺线管中才会产生感应电流
【解析】 只要磁铁靠近螺线管，通过螺线管的磁通量就会发生变化，就会有感应电流产生．
【答案】 B
10．(2013·云南学业水平测试模拟)如图3－1－16所示，在“探究产生感应电流的条件”的实验中，开关断开时，条形磁铁插入或拔出线圈的过程中，电流表表针不动；开关闭合时，磁铁静止在线圈中，电流表表针也不动；开关闭合时，将磁铁插入或拔出线圈的过程中，电流表表针发生偏转．由此得出，产生感应电流的条件是：电路必须________，穿过电路的磁通量发生________．
图3－1－16
【答案】 闭合 变化
11．在一段时间里，法拉第记下了大量实验失败的日记，然而他却一如既往，没有放弃追求，坚信既然“电能生磁”，那么“磁也一定能产生电”．正是在这种执着的追求中，1831年法拉第终于获得了成功．他制作了两个线圈，分别绕在铁环上，一个线圈与伏特电池连接，另一个线圈的两端用一根铜线连接起来，这根铜线的下方放有一根小磁针．法拉第在实验中发现，当电流接通或断开的刹那间，小磁针都发生微小摆动，而在电流稳定不变时，即使所通电流很大，小磁针也不发生任何摆动．
这就是人类发现电磁感应现象的最初实验，它是物理学上一个重要的里程碑．
问题：小磁针偏转是什么原因导致的？为什么电流稳定不变时小磁针不偏转？
法拉第磁生电实验示意图
图3－1－17
【答案】 感应电流的磁场使小磁针偏转．电流稳定时铁环中的磁通量不发生变化，在无电源的线圈中不能产生感应电流．
12．“摇绳能发电吗”？把一条大约10 m长的电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合电路．两个同学迅速摇动这条电线，可以发电吗？简述你的理由．
图3－1－18
【解析】 从探究实验来看，在地磁场中闭合电路的部分导体——“摇绳”在做切割磁感线运动；从磁通量变化来看，在“摇绳”运动的过程中，B不变，S变化．可见，发生电磁感应，产生感应电流．
【答案】 见解析
1．关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是( )
A．磁通量越大，则感应电动势越大
B．磁通量减小，则感应电动势一定减小
C．磁通量增加，感应电动势有可能减小
D．磁通量变化越大，则感应电动势也越大
【解析】 感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与磁通量和磁通量的变化量无关，故C选项正确.
【答案】 C
2．一矩形线圈在匀强磁场中向右做加速运动，如图3－2－7所示，下列说法中正确的是( )
图3－2－7
A．线圈中无感应电流，有感应电动势
B．线圈中有感应电流，也有感应电动势
C．线圈中无感应电流，无感应电动势
D．无法确定
【解析】 由于磁通量不变，则无感应电流、无感应电动势．
【答案】 C
3．(2013·银川学业水平测试模拟)如图3－2－8所示，电流表与螺线管组成闭合电路．以下关于电流表指针偏转情况的陈述中正确的是( )
图3－2－8
A．磁铁快速插入螺线管时比慢速插入螺线管时电流表指针偏转大
B．磁铁快速插入螺线管和慢速插入螺线管，磁通量变化相同，故电流表指针偏转相同
C．磁铁放在螺线管中不动时螺线管中的磁通量最大，所以电流表指针偏转最大
D．将磁铁从螺线管中拉出时，磁通量减小，所以电流表指针偏转一定减小
【解析】 电流表的指针的偏转角度是由螺线管产生的感应电动势的大小决定，而感应电动势的大小决定于磁通量的变化率，所以A正确．
【答案】 A
4．法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小( )
A．跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比
B．跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比
C．跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比
D．跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比
【解析】 由法拉第电磁感应定律，感应电动势与磁通量的变化率成正比，与磁通量的变化量、磁通量、磁感应强度的大小没有关系．所以只有C对．
【答案】 C
5．一个闭合电路产生的感应电动势较大，是因为穿过这个闭合电路的( )
A．磁感应强度大 B．磁通量较大
C．磁通量的变化量较大 D．磁通量的变化较快
【解析】 由法拉第电磁感应定律，感应电动势与磁通量的变化率(磁通量变化快慢)成正比，与磁通量的变化量、磁通量、磁感应强度无关．
【答案】 D
6．根据法拉第电磁感应定律的数学表达式，电动势的单位V可以表示为( )
A．T/s B．Wb/s
C．T·m2/s D．Wb·m2/s
【解析】 由法拉第电磁感应定律可知：
E＝＝B 可知：选项B、C正确．
【答案】 BC
7．(2013·沈阳检测)一个闭合线圈放在变化的磁场中，线圈产生的感应电动势为E.若仅将磁通量的变化率增加为原来的4倍，则线圈产生的感应电动势变为( )
A．4E B．2E
C．E D．E/2
【解析】 由于E＝n，磁通量变化率增加为原来的4倍，则感应电动势也会变为原来的4倍，则A正确．
【答案】 A
8．在图3－2－9中，放在只有右边有边界的匀强磁场内的矩形线圈，其转动轴OO′恰好在磁场边界上．若要线圈中产生感应电流，下列方法中可行的是( )
图3－2－9
A．线圈绕OO′轴转动
B．线圈绕ab边转动
C．线圈绕ac边转动但不让bd边进入磁场
D．线圈向上平移
【解析】 在线圈绕OO′轴转动和线圈绕ab边转动时，穿过线圈的磁通量都发生变化产生感应电流，所以A、B都正确．线圈绕ac边转动但不让bd边进入磁场，穿过线圈的磁通量不发生变化，线圈向上平移，磁通量也不变化，所以C、D错．
【答案】 AB
9．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转动轴垂直于磁场，若线圈所围面积的磁通量随时间变化规律如图3－2－10所示，则( )
图3－2－10
A．线圈中O时刻的感应电动势最大
B．线圈中D时刻的感应电动势为零
C．线圈中D时刻的感应电动势最大
D．线圈中O至D时刻内平均感应电动势为0.4 V
【解析】 根据法拉第电磁感应定律E＝，因为O时刻和D时刻的感应电动势均为瞬时值，而根据E＝来求的一般为平均值，由数学知识可知，当Δt→0时，E就为瞬时值，而在图线Φ－t中反映瞬时值的是曲线上该点的斜率．由图可以看出，O时刻和t＝0.01 s时曲线的斜率最大，则感应电动势最大；而D时刻曲线的斜率为零，则感应电动势为零．故A、B正确，C错误．
O时刻Φ1＝0，D时刻Φ2＝4×10－3 Wb，则ΔΦ＝Φ2－Φ1＝4×10－3 Wb，经历的时间Δt＝0.005 s，所以平均感应电动势E＝ V＝0.8 V，故D错误．
【答案】 AB
10．有时候，可用扬声器代替话筒，如图3－2－11所示．人对着扬声器锥形纸盒说话，声音使与纸盒相连的线圈在__________，从而产生随着声音的变化而变化的电流，这种产生电流的现象在物理学上称为_____________________ __________________________________________________现象．
图3－2－11
【解析】 人对着扬声器的锥形纸盒说话，声音使与纸盒相连的线圈在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流．
【答案】 磁场运动 电磁感应
11．如图3－2－12所示，导体棒ab在间距为L的两导轨上以速度v垂直磁感线运动，磁场的磁感应强度为B.试分析导体棒ab运动时产生的感应电动势多大？
图3－2－13
【解析】 由法拉第电磁感应定律知，在时间t内E＝＝B＝B＝BLv
【答案】 BLv
图3－2－13
12．如图3－2－13所示，通过单匝矩形线框的磁通量为Φ，在t时间内，线框由图示位置转过180°，求：
(1)此过程中线框中的平均感应电动势多大？
(2)设线框电阻为R，此过程中通过线框的电荷量q为多少？
【解析】 (1)＝＝.
(2)q＝t＝t＝.
【答案】 (1) (2)
1．(2013·合肥检测)下列说法中正确的是( )
A．只有大小和方向都不发生变化的电流才是直流电
B．如果电流的大小做周期性变化，则一定是交变电流
C．交变电流的最大特征是电流的方向发生变化
D．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化
【解析】 区分直流电和交流电的关键是看方向是否发生变化．
【答案】 C
2．(2012·6月广东学业水平测试)电阻器、电容器、电感器是电子电路中常用的元件．图3－3－7中“C”代表的元件是( )
图3－3－7
A．电阻器 B．电容器
C．电感器 D．开关
【答案】 B
3．一矩形线圈在匀强磁场中以角速度4π rad/s匀速转动，产生的交变电动势的图象如图3－3－8所示，则( )
图3－3－8
A．交变电流的频率是4π Hz
B．当t＝0时，线圈平面与磁感线平行
C．当t＝0.5 s时，e有最大值
D．交变电流的周期是0.5 s
【解析】 由于线圈转动的角速度试题中已给出，所以线圈的转动频率可以由公式直接求出，线圈的频率和交变电流的频率是相同的，ω＝4π rad/s，而ω＝2πf，故f＝2 Hz，T＝＝0.5 s．由图象可看出：t＝0时e＝0，线圈位于中性面，即线圈平面跟磁感线垂直．t＝0.5 s时ωt＝2π，e＝0.
【答案】 D
4．下列说法正确的是( )
A．使用交流电的电器设备所标示的额定电压、额定电流的数值均为最大值
B．用交流电流表和电压表测得的数值是有效值
C．照明电路电压为220 V指的是有效值
D．所有交变电流的有效值和最大值之间均存在E＝，U＝和I＝的关系
【解析】 本题考查交变电流有效值和最大值的关系．各种使用交流电的用电器铭牌上所标的数值均为有效值，A项错误；交流电表测量值为有效值，B项正确；照明电路电压为220 V是有效值，C项正确；E＝，U＝，I＝是正弦交变电流有效值和最大值的关系，D项错误．故正确答案为B、C.
【答案】 BC
5．一只“220 V 100 W”的灯泡接在u＝311sin 314t V的交流电源上，则下列说法中错误的是( )
A．通过灯泡的电流I＝0.64 A
B．与灯泡串联的电流表示数为I＝0.45 A
C．灯泡能正常发光
D．与灯泡并联的电压表示数为U＝220 V
【解析】 该交流电源的有效值为U＝Um/＝ V≈220 V，选项D正确．
通过灯泡的电流为I＝＝ A≈0.45 A，选项B正确．
灯泡的额定电流为I＝＝ A≈0.45 A．与实际电流相等，所以灯泡能正常发光，选项C正确．
【答案】 A
6．以下说法正确的是( )
A．发电机、电动机铭牌上所标数值为有效值
B．电容器的击穿电压为所加交变电压的有效值
C．交流电压表所测数值为瞬时值
D．保险丝所标数值为最大值
【解析】 A正确．电容器的击穿电压为最大值，电压表所测数值为有效值，保险丝所标数值为有效值．
【答案】 A
7．下列对“交变电流可以‘通过’电容器”的理解正确的是( )
A．因为交流，所以电荷可以从电容器极板间通过
B．极板之间的电介质中有电荷通过，连接极板的导线中有电流不断地流动
C．连接极板的导线中不断地有电流通过，是因为电容器在反复地充放电
D．电容器两极板间有电介质，所以交变电流才能从电容器中通过
【解析】 电容器的两极板之间是相互绝缘的，不论是恒定电流还是交变电流，自由电荷都不能通过两极板之间的绝缘体(电介质)．通常所说的交变电流“通过”电容器，并不是自由电荷穿过了电容器，而是在交流电源作用下，当电压升高时电容器充电，电容器极板上的电荷量增加，形成充电电流．
当电压降低时电容器放电，电容器极板上的电荷量减少，形成放电电流，由于电容器反复不断地充电和放电，使电路中有持续的交变电流．
【答案】 C
8．如图3－3－9所示电路，L1和L2是两个完全相同，标有“6 V 0.1 A”的灯泡，C是额定电压8 V的电容器，ab之间接有6 V的交流电源．则( )
图3－3－9
A．灯泡L1发光，L2不发光 B．灯泡L1和L2都发光
C．灯泡L1和L2亮度相同 D．灯泡L1比L2亮一些
【解析】 交流能够“通过”电容器，但电容器对交流有阻碍作用．故B、D选项正确．
【答案】 BD
9．(2013·杭州检测)已知某交流电变化规律是i＝10sin ωt A，当t＝时，电流的瞬时值为( )
A．5 A B．7.07 A
C．8.67 A D．10 A
【解析】 本题考查交流电的瞬时值．将ω＝代入i＝10sin ωt得出i＝10sint A，再将t＝代入i＝10sint A得i＝10sin(×) A＝10sin A＝10× A＝5 A，故选A.
【答案】 A
10．如图3－3－10中画出了六种电流随时间变化的图象．这六个图中的电流，都随时间t做周期性变化，其中属于交流的是_______，属于正弦式电流的是_______．
图3－3－10
【解析】 大小和方向随时间作周期性变化的电流为交流电，b、d中方向不变不是交流电．
【答案】 (a)(c)(e)(f) (c)
11．一交流电流的图象如图3－3－11所示，由图可知，该交变电流瞬时值表达式为i＝________ A，用电流表测该电流，示数为________ A，若该交流电流通过10 Ω的电阻时，电阻消耗的电功率为________ W.
图3－3－11
【解析】 要写出正弦交流电的表达式，需确定最大值和角速度，由图象可知最大值为10 A．角速度是200π，即可写出表达式．
【答案】 10 sin 200πt 10 1 000
12．一台发电机产生的按正弦规律变化的电动势的峰值为400 V，线圈匀速转动的角速度为314 rad/s，试写出电动势瞬时值的表达式．如果该发电机与只含电阻的负载组成的闭合电路的总电阻为2 000 Ω，则电路中电流的峰值为多少？电流的瞬时值表达式怎样？
【解析】 根据电动势瞬时值的公式
e＝Em sin ωt，由Em＝400 V，ω＝314 rad/s，
所以e＝400sin 314t V
又因为Im＝，i＝Imsin ωt，R＝2 000 Ω
所以Im＝ A＝0.2 A
i＝0.2sin 314t A.
【答案】 e＝400sin 314t V 0.2 A i＝0.2sin 314t A
1．下列关于理想变压器的说法，正确的是( )
A．输入功率等于输出功率
B．输送的电能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能
C．输送的电能经变压器先转化为电场能，再转化为电能
D．输送的电能经变压器的铁芯直接传输出去
【解析】 从能量的转化来看，由于过程中有电磁感应现象出现，所以会存在“磁生电”的过程，这里的“磁”就是指原线圈中产生的变化磁场，这样在副线圈中就产生了电磁感应现象，从而副线圈可以产生电能．所以A、B正确．
【答案】 AB
2．一个正常工作的理想变压器的原、副线圈中，下列物理量不一定相等的是( )
A．交变电流的频率 B．电流的有效值
C．电功率 D．磁通量的变化率
【解析】 根据变压器的工作原理，交流电的频率、磁通量的变化率、电功率都相等，只有B符合题意．
【答案】 B
3．(2012·广东学业水平测试模拟)一台理想变压器，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，原线圈接入220 V交流电压，副线圈的电压为( )
A．22 V B．55 V
C．880 V D．以上都不对
【解析】 由＝得：u2＝u1＝×220 V＝55 V，故B正确．
【答案】 B
4．(2013·乌鲁木齐检测)输入电压为220 V，输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏，为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，如图3－4－7所示，然后将原线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为( )
图3－4－7
A．1 100 360 B．1 100 180
C．2 200 180 D．220 360
【解析】 根据理想变压器＝得＝
得：n1＝1 100匝
烧坏前：＝，
所以n2＝匝＝180匝．
【答案】 B
5．(2013·吉林检测)如图3－4－8所示为一与交流电相连接的理想变压器，原线圈中电流为I1，副线圈中电流为I2，当副线圈中负载电阻R变小时( )
图3－4－8
A．I2变小，I1变小 B．I2变小，I1增大
C．I2增大，I1增大 D．I2增大，I1变小
【解析】 由于其他条件不变，在副线圈中的电阻变小时，副线圈中的电流变大，由于初级的功率等于次级的功率，初级的电流也变大，所以C对．
【答案】 C
6．如图3－4－9所示，利用一理想变压器给一个电灯供电，在其他条件不变时，若增加副线圈的匝数，则( )
图3－4－9
A．灯亮度减小 B．电流表示数增大
C．电压表示数增大 D．变压器的输入功率不变
【解析】 若增加副线圈的匝数，次级电压升高，电压表的读数增大电灯的亮度增加，输出电流增加，输入电流也随输出电流的增大而增大，所以A错，B、C对．变压器的输出功率增加，D错．
【答案】 BC
7．一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝1∶2，电源电压u＝220sin ωt V，原线圈接入一个熔断电流I0＝1 A的保险丝，副线圈中接入可变电阻R(如图3－4－10)．为了使保险丝不被熔断，调节电阻R时最低不能小于( )
图3－4－10
A．440 Ω B．440 Ω
C．880 Ω D．880 Ω
【解析】 当原线圈电流达到I1＝I0时，副线圈中电流为：
I2＝I1＝I0＝×1 A＝ A，这也就是副线圈中的最大电流．
副线圈的输出电压有效值为：U2＝U1＝×＝× V＝440 V．因此，副线圈电路中负载电阻的最小值为Rmin＝＝ Ω＝880 Ω.
【答案】 C
8．(2012·广东学业水平测试模拟)如图3－4－11所示，在口字形闭合铁芯上绕有一组线圈，与滑动变阻器、电池构成闭合回路．a、b、c为三个闭合金属环，假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，在滑动变阻器的滑片左右滑动时，能够产生感应电流的圆环是( )
图3－4－11
A．a、b两环 B．b、c两环
C．a、c两环 D．a、b、c三环
【解析】 当滑动变阻器的滑片左右滑动，则该电路中的电流大小发生变化，则闭合铁芯中的磁场发生变化，通过a、b金属环的磁通量改变，所以a、b环内有感应电流产生，而c环的磁通量总为零，故无感应电流．
【答案】 A
9．一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图3－4－12甲所示，副线圈所接电路如图3－4－12乙所示，P为滑动变阻器的触头．下列说法正确的是 ( )
图3－4－12
A．副线圈输出电压的频率为100 Hz
B．副线圈输出电压的有效值为31 V
C．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小
D．P向右移动时，变压器的输出功率增加
【解析】 由题图甲知该交流电的周期是2×10－2 s，交流电的频率是50 Hz，变压器不改变频率，所以A错误；因为原线圈电压的最大值是310 V，根据变压器的匝数与电压的关系，副线圈输出电压的最大值为31 V，因此B错误；匝数比不变，所以原、副线圈的电流比不变，C错误；P向右移动时，负载电阻变小，根据P＝，因此，变压器的输出功率增加，D正确．
【答案】 D
10．有一理想变压器，原、副线圈的匝数分别为100和10，将原线圈接在220 V交流电源上，则副线圈中磁通量变化率最大值为________．
【解析】 根据变压器的原理，磁通量的变化率等于单匝线圈的电压，次级电压U2＝220/10 V＝22 V，单匝线圈的有效值电压U＝22/10 V＝2.2 V，其最大值2.2 .
【答案】 2.2
11．如图3－4－13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“12 V 100 W”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.
图3－4－13
【解析】 分析理想变压器问题时应注意正确应用电压关系和电流关系、特别是初、次级功率相等的关系．由公式U1/U2＝n1/n2，得U1＝U2n1/n2＝216 V；因理想变压器的初、次级功率相等，所以I1＝P1/U1＝0.46 A，即电压表、电流表读数分别为216 V、0.46 A.
【答案】 216 0.46
12．像图3－4－14中那样把两块铁芯固定在一把钳子上，可以做成一个钳形测量仪．利用它可以在不切断导线的情况下，通过电流表A，测量导线中的电流．那么，导线中的电流是交流还是直流？请你说明仪器的工作原理．
图3－4－14
【答案】 导线中的电流是交流．钳形测量仪是利用电磁感应原理制造的．通电导线产生磁场，导线中通过交流电时在周围空间产生的磁场随时间变化，铁芯使磁场增强，穿过绕在铁芯上线圈的磁通量随时间变化，线圈中产生感应电动势，线圈闭合时产生感应电流，电流表A可测出线圈中的感应电流．在交流频率一定时，导线中电流越强则磁通量变化率越大，线圈中的感应电流也越大．感应电流与导线中电流有一定的关系，故通过电流表A中的电流可测出导线中的电流．
1．(2012·南昌高二检测)关于电能的输送，下列说法正确的是( )
A．长距离输电可以用低压输送
B．低压输电的目的是为了减小输电的损耗
C．高压输电的目的是为了减小输电的损耗
D．采用高压输电后线路就没有损耗了
【答案】 C
2．输电线路输送4 840 kW的电功率，采用110 kV高压输电时，输电导线中的电流为I1；假如用2 200 V电压输电时，输电导线中的电流为I2，则I1、I2的值是( )
A．I1＝4.4×104A B．I1＝44 A
C．I2＝2.2 A D．I2＝2.2×103 A
【解析】 由公式：P＝UI，I1＝＝＝44 A；I2＝＝2.2×103A，所以B、D正确．
【答案】 BD
3．(2013·宝鸡检测)关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是( )
A．由功率P＝U2/R，应降低输电电压，增大导线电阻
B．由P＝IU，应低电压小电流输电
C．由P＝I2R，应减小导线电阻或减小输电电流
D．上述说法均不对
【解析】 输电线损失的功率ΔP＝I2R＝R，即损失的功率随输电线电阻的增大而增大；损失的功率与输送电压的平方成反比．
【答案】 C
4．我国已投产运行的1 000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原采用500 kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为( )
A．P/4 B．P/2
C．2P D．4P
【解析】 由P＝UI可知输出电压由500 kV升高到1 000 kV时，电路中的电流将减为原来的一半；由P损＝I2R线可知电路中损耗的功率变为原来的，选项A正确．
【答案】 A
5．(2013·承德检测)冬天，我国南方天气异常造成的低温雨雪冰冻使我国部分地区严重受灾，其中高压输电线因结冰而损毁严重．此次灾情牵动亿万人的心．为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上输电电压为U，电流为I，热耗功率为ΔP；除冰时，输电线上的热功率需变为9ΔP，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( )
A．输电电流为3I B．输电电流为9I
C．输电电压为3U D．输电电压为U
【解析】 根据输电功率P＝UI，输电线上电阻为R，则ΔP＝I2R＝()2R，除冰时，输电线上的热耗功率为9ΔP，那么输电电流应为3I，输电功率保持不变，所以，输电电压为U/3.
【答案】 AD
6．发电机的路端电压为U，经电阻为R的输电线向远方用户供电，发电机的输出功率为P，则( )
A．输电线上的电流为P/U
B．输电线上的功率损失为U2/R
C．用户得到的功率为P－()2·R
D．用户得到的电压为PR/U
【解析】 本题是从发电机直接输送给用户，输送电流即是P/U，所以A对．由于输电线上的电压不是U，U是输送电压，所以B错．用户得到的功率是输送功率减去线路上损失的功率，C对．D是线路上损失的电压，不是用户得到的电压，D错．
【答案】 AC
7．远距离输电线路的示意图如图3－5－2所示．若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是( )
图3－5－2
A．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关
B．输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定
C．当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大
D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
【解析】 变压器的输入功率、输入电流的大小是由次级负载消耗的功率大小决定的，故A、B错；用户用电器总电阻减小，由P＝，消耗功率增大，输电线中电流增大，线路损失功率增大，C对；升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上损失电压加上降压变压器的输入电压，D错．
【答案】 C
8．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．在晚上七八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为此时( )
A．总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电压就小
B．总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小
C．总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失电压大
D．干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电流
【解析】 用电高峰，用户总电阻比深夜时小，总功率较大，干路电流较大，使输电线上电压损失随之增大，用电器的电压减小，所以电灯比深夜时要显得暗些．
【答案】 C
9．某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3×106 kW.现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是( )
A．输电线上输送的电流大小为2×105 A
B．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV
C．若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kW
D．输电线上损失的功率为ΔP＝U2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻
【解析】 由P＝IU得输电线上输送的电流
I＝＝ A＝6×103 A，
由ΔU＝Ir得输电线路上的电压损失
ΔU＝6×103×2.5 V＝15×103 V，
若改用5 kV电压输电，输电线上损失的功率为
ΔP＝I′2r＝r＝()2×2.5 W
＝9×1011 W>3×106 kW，
这是不可能的，所以C错误，选项B正确．
【答案】 B
10．发电机的输出电压为U，输出总功率为P，通过总电阻为R的输电线向用户供电，则输电线上电流为________，输电线上的电压降落为________，输电线上损失的电功率为________，用户得到的电压为________，用户得到的功率 ________.
【答案】 R ()2R U－R P－()2R
11．一台发电机的功率是40 kW，用电阻为0.2 Ω的导线输送到用户，(1)若用220 V的电压输电，输电线上损失的功率是多少？(2)若用22 kV的电压输电，输电线上损失的功率又是多少？
【解析】 要求出输电线上损失的功率，首先根据P＝UI求出输电线中的电流，再根据焦耳定律Q＝I2Rt和P＝W/t(因为W＝Q)可求出输电线上损失的功率P损＝I2R线．
(1)当输电电压为U1＝220 V时，输电电流为：I1＝＝ A，
所以输电线上损失的功率为：P1＝IR线＝()2A×0.2 Ω＝6 611.6 W.
(2)当输电电压为U2＝22千伏时，输电电流为：I2＝＝ A，
所以输电线上损失的功率为：P2＝IR线＝0.661 16 W.
【答案】 (1)6 611.6 W (2)0.661 16 W
12．发电机输出功率为40 kW，输出电压400 V，用原、副线圈的匝数比为1∶5的变压器升压后向远处供电，输电线总电阻为5 Ω，到达用户后再用变压器降为220 V，求(都为理想变压器)：
(1)输电线上损失的电功率是多少？
(2)降压变压器的原、副线圈匝数比为多少？
【解析】 画输电示意图如图所示：
(1)由＝得U2＝＝400× V＝2 000 V
又P2＝P1＝U2I2，所以I2＝＝ A＝20 A
ΔU＝I2R＝20×5 V＝100 V
ΔP损＝IR＝202×5 W＝2 000 W.
(2)U3＝U2－ΔU＝2 000 V－100 V＝1 900 V
所以＝＝＝.
【答案】 (1)2 000 W (2)95∶11
1．下列日常生活中的家用电器利用涡流原理工作的是( )
A．收音机 B．微波炉
C．电磁炉 D．日光灯
【解析】 在这几种家用电器中只有电磁炉是利用了涡流的原理来工作的．
【答案】 C
2．变压器铁芯中的叠片间要互相绝缘是为了( )
A．增大电压 B．增大涡流损耗
C．减小涡流损耗 D．增大自感
【解析】 在变压器铁芯中的叠片间要互相绝缘是为了减小变压器中的涡流损耗．
【答案】 C
3．下列关于自感现象的论述，正确的是( )
A．线圈的自感系数跟线圈电流的变化率成正比
B．当导体中电流减弱时，自感电流的方向与原电流方向相反
C．当导体中电流增大时，自感电流的方向与原电流方向相反
D．穿过线圈的磁通量的变化和线圈中电流的变化成正比
【解析】 线圈的自感系数是由线圈本身的性质决定的，与线圈的长度、单位长度的匝数、线圈的横截面积、铁芯等有关，而与线圈的电流的变化率无关，自感电流的方向总是阻碍原来线圈中电流的变化，即原来线圈中电流增大，自感电流的方向与原电流方向相反，线圈中电流减弱，自感电流的方向与原电流方向相同．由于磁通量的变化率与电流的变化率相对应，得ΔΦ∝ΔI.
【答案】 CD
4．如图3－6－6所示的电路中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为零点在表盘中央的相同的电流表．当开关S闭合时，电流表G1指针偏向右方，那么当开关S断开时，将出现的现象是( )
图3－6－6
A．G1和G2指针都立即回到零点
B．G1指针立即回到零点，而G2指针缓慢地回到零点
C．G1指针缓慢回到零点，而G2指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点
D．G1指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2指针缓慢地回到零点
【解析】 电流表指针的偏转方向与电流的流向有关．根据题意，电流自右向左时，指针向右偏．那么，电流自左向右时，指针应向左偏．当开关S断开瞬间，G1中电流立即消失，而L由于自感作用，电流不能立即消失，电流沿L、G2、G1的方向在由它们组成的闭合回路中继续维持一段短时间，即G2中的电流按原方向自右向左逐渐减为零，而G1中的电流和原方向相反，变为自左向右，和G2中的电流同时减为零；也就是G1指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2指针缓慢地回到零点，故D项正确．
【答案】 D
5．高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，如图3－6－7所示为高频感应炉的示意图．冶炼锅内盛有冶炼的金属，线圈通入高频交变电流．这种冶炼方法速度快，温度容易控制，并能避免有害杂质混入被冶炼金属中，因此适用于冶炼特种金属和贵重金属，该炉的加热原理是( )
图3－6－7
A．利用线圈电流产生的焦耳热
B．利用线圈电流产生的红外线
C．利用线圈电流的磁场在炉内产生的涡流
D．利用线圈电流的磁场激发的微波
【答案】 C
6．(2012·铁岭高二检测)如图3－6－8所示，两个电阻的阻值都是R，多匝线圈L的电阻和电池内阻均可忽略，开关S原来断开，电路中的电流I0＝，现将S闭合，于是电路中产生感应电动势，此自感电动势的作用是( )
图3－6－8
A．使电路的电流减小，最后由I0减小到零
B．有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0
C．有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变
D．有阻碍电流增大的作用，但电流还是增大，最后变为2I0
【解析】 开关S闭合时，线圈L产生的感应电动势会阻碍电流的增大，但只是对电流有阻碍作用，电流还是要增大到2I0.
【答案】 D
7．(2012·长郡中学高二测试)如图3－6－9所示是测定自感系数很大的线圈L的直流电阻的电路，L两端并联一只电压表用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路解体时最合理的做法是 ( )
图3－6－9
A．先断开S1 B．先断开S2
C．先拆除电流表 D．先拆除电源
【解析】 S1断开瞬间，L中产生很大的自感电动势，若此时S2闭合，则可能将电压表烧坏，故应先断开S2.
【答案】 B
8．(2013·河源检测)如图3－6－10所示电路中，L为电感线圈，电阻不计，A、B为两灯泡，则( )
图3－6－10
A．合上S时，A先亮，B后亮 B．合上S时，B先亮，A后亮
C．合上S后，A变亮，B熄灭 D．断开S后，A、B同时熄灭
【解析】 合上S，A、B均亮，后B熄灭，断开S，A熄灭，B逐渐熄灭．
【答案】 C
9．如图3－6－11所示的电路中，两个电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央，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，当电路接通并达到稳定时再断开的瞬间，下列哪个说法符合实际( )
图3－6－11
A．G1指针向左摆，G2指针向右摆
B．G1指针向右摆，G2指针向左摆
C．G1、G2的指针都向左摆
D．G1、G2的指针都向右摆
【解析】 S断开的瞬间，LRG1G2组成了一个新的回路，新回路的电源是L，L阻碍L中的向右的电流减小，所以回路中还有顺时针的电流．
【答案】 A
10．如图3－6－12是一演示实验的电路图，图中L是一带铁芯的多匝线圈，A是一灯泡，起初开关处于闭合状态，电路是接通的．现将开关断开，则在开关断开后电灯泡A没有立即熄灭，而是比原来更亮一下再熄灭．(1)开关断开后通过灯泡A的电流方向是怎样的？(2)在开关断开后电灯泡A为什么没有立即熄灭？(3)有人说开关断开的瞬时L中的自感电动势很大，L中的电流突然增大，所以电灯比原来更亮一下再熄灭．这种说法对不对？简述理由．
图3－6－12
【解析】 (1)开关断开后通过灯泡A的电流方向是b—A—a—L—b.
(2)在开关断开后L中因电流变化产生自感电动势，L成为新的电源向A灯供电，所以A灯没有立即熄灭．
(3)这种说法不对，L中的自感电动势阻碍电流的减小，但阻碍不是阻止，电流还是在减小，所以L中的电流不可能增大，只能减小．A灯比原来更亮一下，只能说明A灯中电流比原来的电流大，所以本实验成功的条件是开关断开前L中的电流比A灯中的电流大得多．
【答案】 见解析
11．一位老师请了几位同学参与了一项实验，实验设计如下．
实验装置：如图3－6－13所示．让几位同学“串联”在电路中，电源只需1节干电池即可．
图3－6－13
操作方法：
闭合开关S前，学生谈体验——“无感觉”；
闭合开关S后，学生再谈体验——“无感觉”；
断开开关S瞬间，同学突然受到电击——“迅速收回双手”．
1节干电池何以能使这么多同学同时受到电击？
请谈一下你的看法．
【答案】 这是断电自感现象，断电瞬间线圈中产生了自感电动势，通过同学们形成了回路，有电流流过，使同学们感到了“电击”．
12．电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质锅底，使之形成无数个小涡流，加快锅底分子运动，锅底自身高速发热达到加热食物的目的，其工作原理如图3－6－14所示．
图3－6－14
(1)使用微型电脑控制的电磁炉加热时不产生明火、无烟尘、无废气、清洁、安全、高效节能，是现代家庭中理想的灶具．请写出电磁炉在使用中涉及到的物理知识(只写两点)：________和________．
(2)在使用电磁炉加热食物时，电磁炉和锅之间的传热方向是：由________传递给________；使用电磁炉加热食物的过程中要消耗________能得到________能．
(3)某品牌电磁炉某一款式性能参数如下表所示：
型号
额定电压
额定功率
功率调节范围
温度调
节范围
热效率
DB－16
220 V
1 600 W
450～1 600 W
70～
240 ℃
(大于)90%
根据表中的参数分析，电磁炉与普通的电加热器相比，有哪些优点？(请写出两点)
【答案】 (1)电流产生磁场 热传递 (2)锅 电磁炉
电 内 (3)热效率高，功率调节范围大
综合检测(三)
第三章 电磁感应
(分值：100分 时间：60分钟)
一、选择题(本大题共8个小题，每小题6分．共48分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分．)
1．下列过程中一定能产生感应电流的是( )
A．导体和磁场做相对运动
B．导体的一部分在磁场中做切割磁感线运动
C．闭合导体静止不动，磁场相对导体运动
D．闭合导体内磁通量发生变化
【解析】 产生感应电流的条件：①电路闭合；②磁通量变化．A和B选项中电路不一定闭合，A、B错误．C选项中磁场相对导体运动，穿过回路的磁通量不一定变化，也不正确．
【答案】 D
2．(2012·1月广东学业水平测试)关于家庭安全用电，下列做法正确的是( )
A．将移动插座远离水池
B．用湿抹布擦去工作中电器上的灰尘
C．使用洗衣机时，电器外壳不接地
D．消毒碗柜、电饭煲和电冰箱同时使用一个移动插座
【解析】 因为水往往是导电的物体，使原来绝缘的情况导电，所以A对，B错；功率较大和容易漏电的电器要用三相插座并使外壳接地，C错；较大功率的电器不可共一个移动插座，以免电流过大引起事故，D错．
【答案】 A
3．(2013·嘉兴检测)关于理想变压器，下面各说法中正确的是( )
A．它的输出功率等于它的输入功率
B．它的输出功率可以大于它的输入功率
C．原副线圈两端的电压与它们的匝数成正比
D．原副线圈的电流与它们的匝数成正比
【解析】 变压器的工作原理是能量守恒定律和电磁感应现象．由能量守恒可知A对；由变压器的公式可知C对．而D项的电流应该是与它们的匝数成反比．
【答案】 AC
4．一个电阻接在10 V的直流电源上，它的发热功率为P，当它接到电压为u＝10sin 100πt V的交变电源上，发热功率是( )
A．0.25P B．0.5P
C．P D．2P
【解析】 计算交变电流的发热功率，必须选择有效值．通直流电时
P＝U/R＝100/R
通交变电流时
P′＝U/R＝(Um/)2/R＝50/R
所以P′＝P/2.故应选B项．
【答案】 B
5．有一台使用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220 V”的字样，这“220 V”是指( )
A．交流电电压的瞬时值 B．交流电电压的最大值
C．交流电电压的平均值 D．交流电电压的有效值
【解析】 凡是家用电器上标的电压或电流值都是指有效值．故D正确．
【答案】 D
6．家用电饭煲加热食物主要利用了( )
A．静电现象 B．电磁感应现象
C．电流的热效应 D．电流的磁效应
【答案】 C
7．如图1所示，电阻R和电感线圈L的值都较大，电感线圈的电阻不计，A、B是两只完全相同的灯泡，当开关S闭合时，下面能发生的情况是( )
图1
A．B比A先亮，然后B熄灭 B．A比B先亮，然后A熄灭
C．A、B一起亮，然后A熄灭 D．A、B一起亮，然后B熄灭
【解析】 在闭合时R的电阻很大，L由于自感作用对电流的阻碍作用很大．所以A、B相当于串联，同时亮，然后由于L的自感作用消失．相当于短路，所以B要熄灭，D对．
【答案】 D
8．如图2所示，磁带录音机既可用作录音，也可用作放音，其主要部件为可匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b，不论是录音还是放音过程，磁带或磁隙软铁都会产生磁化现象，下面对于它们的录音、放音过程中主要工作原理的描述，正确的是( )
图2
A．放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应
B．录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应
C．放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用
D．录音和放音的主要原理都是电磁感应
【解析】 放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应．
【答案】 A
二、非选择题(本题共4小题，共52分．计算题应写出必要的方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)
9．(9分)(2012·福州高二检测)如图3是研究电磁感应现象的实验装置图，根据图请说出能产生感应电流的几种做法(至少两种)．
图3
(1)_________________________________________________________；
(2)_________________________________________________________．
【解析】 只要能使通过线圈B的磁通量发生变化即可．如：(1)闭合开关、断开开关瞬间；
(2)将线圈A插入或拔出线圈B；
(3)调节滑动变阻器的滑动触头P；
(4)将A中软铁拔出或插入．
上述几种做法选两种即可．
【答案】 见解析
10．(12分)电路两端的交流电压是u＝Umsin 314t V，在t＝0.005 s时电压的值为10 V，则接在电路两端的电压表读数为多少？
【解析】 交流电表的读数应是交流电的有效值．由题意，在t＝0.005 s时电压是10 V代入表达式10＝Umsin(314×0.005)解得：Um＝10 V，所以有效值U＝Um/＝10/ V＝7.07 V.
【答案】 7.07 V
11．(15分)用粗细均匀的绝缘导线折成一个圆环，环内用相同绝缘导线折成内接正方形，它们都闭合，现将它们放在均匀变化的匀强磁场中，磁场方向与线圈所在平面垂直，如图4所示．已测得圆环中的感应电流I1＝0.707 mA，求内接正方形中的感应电流I2.
图4
【解析】 设单位长导线电阻为R0，圆半径为a，
则R1＝2πaR0 R2＝4aR0
S1＝πa2 S2＝2a2
由法拉第电磁感应定律和欧姆定律知
E1＝S1 I1＝
E2＝S2 I2＝
解以上方程得：I2＝＝ A＝0.5 A.
【答案】 0.5 A
12．(16分)发电站用200 kV电压向远处送电，输送功率为104 kW，输电线电阻为200 Ω，求：
(1)输电线上电流多大？
(2)输电线上功率损失多大？
(3)降压变压器输入功率多大？输入电压多大？
【解析】 输送功率为104 kW，输送电压为200 kV，则输送电流I＝＝107/(2×105) A＝50 A，
输电线损失功率为发热功率：
ΔP＝I2R＝502×200 W＝500 kW，
降压变压器的输入功率为：
104 kW－500 kW＝9 500 kW，
损失电压ΔU＝IR＝50×200 V＝10 000 V，
输入电压：200 kV－10 kV＝190 kV.
【答案】 (1)输电线上电流为50 A
(2)输电线损失功率为500 kW
(3)降压变压器输入功率为9 500 kW，输入电压为190 kV
