2020--2021人教物理选修1--1第3章 电磁感应附答案

2020--2021人教物理选修1--1第3章
电磁感应附答案
选修1—1第三章
电磁感应
1、如图所示，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(　　)
A.
B.
C.
D.
2、一个300匝的线圈，穿过它的磁通量在0.01
s内由6×10－2
Wb均匀地减小到3×10－2
Wb.求线圈中的感应电动势的大小．
3、正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图甲所示的方式连接，R＝10
Ω，交流电压表的示数是10
V．图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象．则下列说法正确的是(　　)
A．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝cos
100πt(A)
B．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝sin
50πt(V)
C．R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR＝10cos
100πt(V)
D．R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR＝10cos
50πt(V)
4、(双选)一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2，已知n1＞n2，则(　　)
A．U1＞U2，P1＝P2
B．P1＝P2，I1＜I2
C．I1＜I2，U1＜U2
D．P1＞P2，I1＞I2
5、(双选)某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R线．则下列说法正确的是(　　)
A．输电线上的电流I＝
B．输电线上的电流I＝
C．输电线上损失的功率P＝·R线
D．输电线上损失的功率P＝
6、在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采用了双线并绕的方法，如图所示，其原理是(　　)
A．当电路中的电流变化时，两股导线产生的自感电动势相互抵消
B．当电路中的电流变化时，两股导线产生的感应电流相互抵消
C．当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁通量相互抵消
D．以上说法都不对
7、下列几种说法中正确的是(　　)
A．线圈中磁通量的变化量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
B．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大
C．线圈放在磁场越强的位置，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越大
8、(双选)如图所示，甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈内阻为1
Ω，外接灯泡的电阻为9
Ω，则(　　)
A．
电压表的示数为6
V
B.
发电机的输出功率为4
W
C．在1.0×10－2
s时刻，穿过线圈的磁通量最大
D．在0.5×10－2
s时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大
9、(双选)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1.电池和交变电源的电动势都为6
V，内阻均不计．下列说法正确的是(　　)
A．S与a接通的瞬间，R中无感应电流
B．S与a接通稳定后，R两端的电压为0
C．S与b接通稳定后，R两端的电压为3
V
D．S与b接通稳定后，原、副线圈中电流的频率之比为2∶1
10、远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R.变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是(　　)
A．＝
B．I2＝
C．I1U1＝IR
D．I1U1＝I2U2
11、如图所示，交流电源的电压有效值跟直流电源的电压相等，当将双刀双掷开关接到直流电源上时，灯泡的实际功率为P1，而将双刀双掷开关接在交流电源上时，灯泡的实际功率为P2，则
(　　)
A．P1＝P2
B．P1＞P2
C．P1＜P2
D．不能比较
12、一个有10匝的闭合导体线圈，若在0.01
s内，通过线圈的磁通量由0.04
Wb均匀地减小到零，则在这段时间内线圈产生的感应电动势为多少？
13、思考判断
(1)变压器主要由铁芯和绕在铁芯上的线圈组成．
(
)
(2)变压器不但能改变交流电压，也能改变直流电压．
(
)
(3)变压器的原、副线圈是用导线连接在一起的，所以当原线圈接交流电源时，副线圈有电流输出．
(
)
(4)变压器的工作原理是电磁感应．
(
)
(5)变压器副线圈匝数多，则副线圈的电压高．
(
)
(6)变压器的输入功率决定输出功率，有P入＝P出．
(
)
14、如图所示的电路，L为自感线圈，R是一个灯泡，E是电源，当开关S闭合瞬间，通过电灯的电流方向是________．
当S断开瞬间，通过电灯的电流方向是________．
选修1—1第三章
电磁感应
1、如图所示，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(　　)
A.
B.
C.
D.
【答案】C　[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.]
2、一个300匝的线圈，穿过它的磁通量在0.01
s内由6×10－2
Wb均匀地减小到3×10－2
Wb.求线圈中的感应电动势的大小．
[解析]　E＝n＝300×
V＝900
V.
[答案]　900
V
3、正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图甲所示的方式连接，R＝10
Ω，交流电压表的示数是10
V．图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象．则下列说法正确的是(　　)
A．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝cos
100πt(A)
B．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝sin
50πt(V)
C．R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR＝10cos
100πt(V)
D．R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR＝10cos
50πt(V)
【答案】A　[交流电压表的示数是10
V，则电压表的最大值为Um＝
U＝10
V；
而周期T＝2×10－2s，因此ω＝＝100π
rad/s；
交变电源输出电压u随时间t变化的图象如题图所示，则输出电压u随时间t的表达式为u＝10cos
100πt(V)；
因此通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝＝cos
100πt(A)；
而R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR＝10cos
100πt(V)，故A正确，B、C、D错误．]
4、(双选)一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2，已知n1＞n2，则(　　)
A．U1＞U2，P1＝P2
B．P1＝P2，I1＜I2
C．I1＜I2，U1＜U2
D．P1＞P2，I1＞I2
【答案】AB　[由理想变压器的电压关系＝知，当n1＞n2时，U1＞U2，由电流关系＝知，当n1＞n2时，I1＜I2，而功率在变压过程中不变，所以A、B项均正确．]
5、(双选)某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R线．则下列说法正确的是(　　)
A．输电线上的电流I＝
B．输电线上的电流I＝
C．输电线上损失的功率P＝·R线
D．输电线上损失的功率P＝
【答案】BC　[输电线上的电流I线＝＝，故A错误，B正确；输电线上的功率损失P＝IR线＝·R线＝eq
\f(U,R线)，故C正确，D错误．]
6、在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采用了双线并绕的方法，如图所示，其原理是(　　)
A．当电路中的电流变化时，两股导线产生的自感电动势相互抵消
B．当电路中的电流变化时，两股导线产生的感应电流相互抵消
C．当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁通量相互抵消
D．以上说法都不对
【答案】C　[由于采用双线并绕的方法，当电流通过时，两股导线中电流方向是相反的，不管电流怎样变化，任何时刻两股电流总是等大反向的，所产生的磁通量也是等大反向的，故总磁通量等于零，在该线圈中不会产生电磁感应现象，因此消除了自感，选项A、B错误，C正确．]
7、下列几种说法中正确的是(　　)
A．线圈中磁通量的变化量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
B．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大
C．线圈放在磁场越强的位置，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越大
【答案】D　[根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量无关，与磁通量的变化量无关，与线圈的匝数和磁通量的变化率成正比，因此，选项A、B都是错误的；感应电动势的大小与磁场的强弱也无关，所以，选项C错误；线圈中磁通量变化越快意味着线圈中磁通量的变化率越大，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，变化率越大，线圈中产生的感应电动势越大，故选项D正确．]
8、(双选)如图所示，甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈内阻为1
Ω，外接灯泡的电阻为9
Ω，则(　　)
A．
电压表的示数为6
V
B.
发电机的输出功率为4
W
C．在1.0×10－2
s时刻，穿过线圈的磁通量最大
D．在0.5×10－2
s时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大
【答案】CD　[发电机相当于一个电源，电压表测量路端电压，电源电动势为E＝
V＝6
V，根据闭合回路欧姆定律可得路端电压，即电压表示数为U＝E＝×6
V＝5.4
V，A错误；发电机的输出功率为P输出＝＝
W＝3.24
W，B错误；在1.0×10－2s时刻，瞬时电流为零，即此时磁通量最大，磁通量变化率最小，在0.5×10－2
s时刻，瞬时电压对应峰值，此时磁通量变化率最大，磁通量为零，故C、D正确．]
9、(双选)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1.电池和交变电源的电动势都为6
V，内阻均不计．下列说法正确的是(　　)
A．S与a接通的瞬间，R中无感应电流
B．S与a接通稳定后，R两端的电压为0
C．S与b接通稳定后，R两端的电压为3
V
D．S与b接通稳定后，原、副线圈中电流的频率之比为2∶1
【答案】BC　[在S与a接通的瞬间，由于电流由零突然变大，所以线圈中的磁通量会发生变化，副线圈中的R会有感应电流，所以A错误．
在S与a接通稳定后，电路中的电流稳定，磁通量不会发生变化，所以副线圈中不会有感应电流产生，电阻R两端的电压为0，所以B正确．
在S与b接通稳定后，由于b是交流电源，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压为3
V，所以C正确．
变压器不会改变交流电源的频率，所以原、副线圈中电流的频率是相同的，所以D错误．]
10、远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R.变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是(　　)
A．＝
B．I2＝
C．I1U1＝IR
D．I1U1＝I2U2
【答案】D　[根据理想变压器的工作原理得I1U1＝I2U2、＝.U2不是加在R两端的电压，故I2≠，而I1U1等于R上消耗的功率IR与下一级变压器的输入功率之和．故选项D正确．]
11、如图所示，交流电源的电压有效值跟直流电源的电压相等，当将双刀双掷开关接到直流电源上时，灯泡的实际功率为P1，而将双刀双掷开关接在交流电源上时，灯泡的实际功率为P2，则
(　　)
A．P1＝P2
B．P1＞P2
C．P1＜P2
D．不能比较
【答案】B　[电感对直流电没有阻碍，但对交流电有阻碍作用，所以P1＞P2，选项B正确．]
12、一个有10匝的闭合导体线圈，若在0.01
s内，通过线圈的磁通量由0.04
Wb均匀地减小到零，则在这段时间内线圈产生的感应电动势为多少？
[解析]　根据法拉第电磁感应定律E＝n＝10×
V＝40
V.
[答案]　40
V
13、思考判断
(1)变压器主要由铁芯和绕在铁芯上的线圈组成．
(
)
(2)变压器不但能改变交流电压，也能改变直流电压．
(
)
(3)变压器的原、副线圈是用导线连接在一起的，所以当原线圈接交流电源时，副线圈有电流输出．
(
)
(4)变压器的工作原理是电磁感应．
(
)
(5)变压器副线圈匝数多，则副线圈的电压高．
(
)
(6)变压器的输入功率决定输出功率，有P入＝P出．
(
)
【答案】（1）√
（2）×
（3）×
（4）√
（5）√
（6）×
14、如图所示的电路，L为自感线圈，R是一个灯泡，E是电源，当开关S闭合瞬间，通过电灯的电流方向是________．
当S断开瞬间，通过电灯的电流方向是________．
[解析]　S闭合时，流经R的电流A→B.在S断开瞬间，由于电源提供给R的电流很快消失，而线圈中电流减小时要产生一个和原电流方向相同的自感电动势来阻碍原电流减小，所以线圈此时相当于一个电源，与电灯R构成放电电路，故通过R的电流方向是B→A.
[答案]　A→B　B→A