2020--2021学年高二上学期物理人教版选修1--1第三章电磁感应单元练习

2020—2021 学年（人教）物理选修 1--1 第三章 电磁感应精选解析版 选修 1—1 第三章 电磁感应 1、（双选）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 2、如图所示，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( ) 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 3、A、B 两个单匝闭合线圈，穿过 A 线圈的磁通量由 0 增加到 3×103 Wb，穿 过 B 线圈的磁通量由 5×103 Wb 增加到 6×103 Wb.则两个电路中产生的感应电 动势 EA 和 EB 的关系是( ) A．EA＞EB B．EA＝EB C．EA＜EB D．无法确定 4、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＝ 2cos 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＝10 2cos 50πt(V) 5、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 图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P 为滑动变阻器的触头．下列说法正 确的是 ( ) 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 6、如图所示为远距离交流输电的简化电路图，发电厂的输出电压是 U，用等效总 电阻是 r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是 I1，其末端间的电压为 U1.在输 电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为 I2.则( ) A．用户端的电压为I1U1 I2 B．输电线上的电压降为 U C．理想变压器的输入功率为 I21r D．输电线路上损失的电功率为 I1U 7、变压器铁芯中的叠片间要互相绝缘是为了( ) A．增大电压 B．增加涡流损耗 C．减少涡流损耗 D．增大自感 8、如图所示，一线圈放在通电螺线管的正中间 A 处，现向右移动到 B 处，则 在移动过程中通过线圈的磁通量如何变化( ) A．变大 B．变小 C．不变 D．无法确定 9、如图所示，将直径为 d，电阻为 R 的闭合金属环从匀强磁场 B 中拉出，这一 过程中通过金属环某一截面的电荷量为( ) A．Bπd2 4R B.2πBd R C．Bd2 R D．Bd2 πR 10、(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 11、(多选)某型号家用交流稳压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动触头，如 图所示，当变压器输入电压发生变化时，可通过向上、向下调节 P1、P2 的位置， 使输出电压稳定在 220 V．现发现输出电压低于 220 V，欲通过调节 P1、P2 的位 置使输出电压稳定在 220 V，下列措施可行的是( ) A．保持 P1 不动，将 P2 向上移 B．保持 P2 不动，将 P1 向下移 C．将 P1 向上移，同时 P2 向下移 D．将 P1 向下移，同时 P2 向上移 12、(双选)对于电能输送的以下说法，正确的是( ) A．输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济 B．减少输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电 C．减少输电导线上功率损失的唯一方法是增大导线的横截面积 D．实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如：输送功率大小、距离远近、技 术和经济条件等 13、关于线圈的自感系数，下列说法正确的是( ) A．线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大 B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零 C．线圈中电流变化越快，自感系数越大 D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定 14、如图所示，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为多大． 15、如图为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接在一个标 有“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. 16、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， 其工作原理如图所示． (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触及到的物理知识 (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)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) 2020—2021 学年（人教）物理选修 1--1 第三章 电磁感应精选解析版 选修 1—1 第三章 电磁感应 1、（双选）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 【答案】AB [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．所以选项 A、B 正确．] 2、如图所示，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( ) 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 【答案】D [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．故选 项 D 正确．] 3、A、B 两个单匝闭合线圈，穿过 A 线圈的磁通量由 0 增加到 3×103 Wb，穿 过 B 线圈的磁通量由 5×103 Wb 增加到 6×103 Wb.则两个电路中产生的感应电 动势 EA 和 EB 的关系是( ) A．EA＞EB B．EA＝EB C．EA＜EB D．无法确定 【答案】D [根据法拉第电磁感应定律知，感应电动势 E＝n ΔΦ Δt ，尽管 A、B 两线圈的匝数相同，磁通量变化ΔΦA＞ΔΦB，但是由于变化所用时间未知，故 无法比较它们的感应电动势的大小关系．] 4、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＝ 2cos 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＝10 2cos 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＝ 2 U＝10 2 V； 而周期 T＝2×10－2s，因此ω＝2π T ＝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＝10 2cos 100πt(V)； 因此通过 R 的电流 iR 随时间 t 变化的规律是 iR＝U R ＝ 2cos 100πt(A)； 而 R 两端的电压 uR 随时间 t 变化的规律是 uR＝10 2cos 100πt(V)，故 A 正确，B、 C、D 错误．] 5、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 图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P 为滑动变阻器的触头．下列说法正 确的是 ( ) 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 【答案】D [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，所以选项 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，因此选项 B 错误；匝数比不变，所以原、副线圈的电流比不变，选项 C 错误；P 向右移动 时，负载电阻变小，根据 P＝U22 R ，因此，变压器的输出功率增加，选项 D 正确．] 6、如图所示为远距离交流输电的简化电路图，发电厂的输出电压是 U，用等效总 电阻是 r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是 I1，其末端间的电压为 U1.在输 电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为 I2.则( ) A．用户端的电压为I1U1 I2 B．输电线上的电压降为 U C．理想变压器的输入功率为 I21r D．输电线路上损失的电功率为 I1U 【答案】A [理想变压器输入和输出功率相同，设用户端得到的电压为 U2，则 有 I1U1＝U2I2，U2＝I1U1 I2 ，选项 A 正确；输电线上的电压降为ΔU＝I1r，或者Δ U＝U－U1，选项 B 错误；理想变压器的输入功率为 P＝I1U1，选项 C 错误；输 电线路上损失的电功率为ΔP＝I21r，选项 D 错误．] 7、变压器铁芯中的叠片间要互相绝缘是为了( ) A．增大电压 B．增加涡流损耗 C．减少涡流损耗 D．增大自感 【答案】C [在变压器铁芯中的叠片间要互相绝缘是为了减少变压器中的涡流 损耗．] 8、如图所示，一线圈放在通电螺线管的正中间 A 处，现向右移动到 B 处，则 在移动过程中通过线圈的磁通量如何变化( ) A．变大 B．变小 C．不变 D．无法确定 【答案】B [螺线管内部磁场向左穿过线圈，设向左穿过线圈的磁通量为Φ1， 螺线管外部磁场向右穿过线圈，设穿过的磁通量为Φ2，则净磁通量为Φ＝Φ1－ Φ2.线圈从正中间 A 处向右移动到 B 处，Φ2 增大，Φ1 不变．则Φ减小．故 B 正 确，A、C、D 错误．] 9、如图所示，将直径为 d，电阻为 R 的闭合金属环从匀强磁场 B 中拉出，这一 过程中通过金属环某一截面的电荷量为( ) A．Bπd2 4R B.2πBd R C．Bd2 R D．Bd2 πR 【答案】A [ E－＝n ΔΦ Δt ，故 q＝ I－t＝ E－ R ·Δt＝n·Bπ d 2 2 R ＝Bπd2 4R .] 10、(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 ＝6 2 2 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＝ R R＋rE＝ 9 9＋1 ×6 V＝5.4 V，A 错误；发电机的输出功率为 P 输出＝U2 R ＝5.42 9 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．] 11、(多选)某型号家用交流稳压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动触头，如 图所示，当变压器输入电压发生变化时，可通过向上、向下调节 P1、P2 的位置， 使输出电压稳定在 220 V．现发现输出电压低于 220 V，欲通过调节 P1、P2 的位 置使输出电压稳定在 220 V，下列措施可行的是( ) A．保持 P1 不动，将 P2 向上移 B．保持 P2 不动，将 P1 向下移 C．将 P1 向上移，同时 P2 向下移 D．将 P1 向下移，同时 P2 向上移 【答案】ABD [根据原、副线圈哪个匝数多，哪个线圈的电压就高，所以可以 通过增大副线圈的匝数或减少原线圈的匝数，也可同时增大副线圈的匝数、减 少原线圈的匝数来提高输出电压．所以选项 A、B、D 都可行．] 12、(双选)对于电能输送的以下说法，正确的是( ) A．输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济 B．减少输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电 C．减少输电导线上功率损失的唯一方法是增大导线的横截面积 D．实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如：输送功率大小、距离远近、技 术和经济条件等 【答案】AD [在电能输送减少功率损失方面应综合考虑各方面的因素，基本要 求是：可靠、保质、经济．所以只有 A、D 项是正确的．] 13、关于线圈的自感系数，下列说法正确的是( ) A．线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大 B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零 C．线圈中电流变化越快，自感系数越大 D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定 【答案】D [线圈的自感系数与线圈的大小、形状、匝数和是否带有铁芯有关， 而与电流及电流的变化无关．] 14、如图所示，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为多大． [解析] 由法拉第电磁感应定律知，在时间 t 内 E＝ΔΦ Δt ＝ΔS ΔtB＝vtL t B＝BLv. [答案] BLv 15、如图为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接在一个标 有“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. [解析] 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＝P2 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 16、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， 其工作原理如图所示． (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触及到的物理知识 (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)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