高中物理沪科版（2020）选修第二册第二节 交变电流综合训练题

这是一份高中物理沪科版（2020）选修第二册第二节 交变电流综合训练题，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。
广东省湛江市高考物理2021-2022模拟题知识点分类汇编-05电磁感应、交变电流 一、单选题1．（2022·广东湛江·统考模拟预测）某同学学习了电磁感应相关知识之后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，线圈上方有一N极朝下、竖直放置的条形磁铁，手握磁铁在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为。将磁铁N极（　　）A．加速插向线圈的过程中，电子秤的示数小于B．加速抽出线圈的过程中，电子秤的示数大于C．加速插入线圈瞬间，线圈中感应电流沿逆时针方向（俯视）D．匀速插入线圈的过程中，磁铁减少的重力势能等于线圈中产生的焦耳热2．（2022·广东湛江·统考模拟预测）如图所示，水平面内光滑的平行长直金属导轨间距为，左端接电阻，导轨上静止放有一金属棒。正方形虚线框内有竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场，该磁场正以速度匀速向右移动，则（　　）A．电阻两端的电压恒为B．电阻中有从向的电流C．导体棒以速度向左运动D．导体棒也向右运动，只是速度比小3．（2022·广东湛江·统考二模）在如图所示的电路中，理想变压器原线圈接电压有效值恒定的正弦交流电，下列分析正确的是（　　）A．只将开关S1从2拨向1，电流表A的示数变小B．只将开关S1从2拨向1，副线圈两端的电压不变C．只将开关S2从4拨向3，R1和R2消耗的总功率变大D．只将开关S3从闭合改为断开，变压器的输入功率变小4．（2022·广东湛江·统考模拟预测）黑光灯是利用变压原理来灭蛾杀虫的一种环保型设备。如图是黑光灯高压电网的工作电路，高压电网是利用变压器将U1＝220V的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5cm。已知空气在常温常压下将被超过6220V/cm的电场击穿。为防止空气被击穿而造成短路，变压器的副线圈匝数与原线圈匝数比最大为（　　）A．10∶1 B．1∶10 C．22∶311 D．311∶225．（2022·广东湛江·一模）2020年9月，中国发布“双碳战略”，计划到2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体，特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一。若在输送电能总功率、输电线电阻不变的情况下，仅将原来的150kV高压输电升级为1350kV的特高压输电，下列说法正确的是（　　）A．输电线中的电流变大 B．输电线上损失的电压变大C．输电线上损失的功率变小 D．用户得到的电功率变小 二、多选题6．（2022·广东湛江·统考二模）如图所示，宽为L的足够长U形光滑导轨放置在绝缘水平面上，整个导轨处于竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，将一质量为m、有效电阻为R、长度略大于L的导体棒垂直于导轨放置。某时刻给导体棒一沿导轨向右、大小为v0的水平速度，不计导轨电阻，棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，则下列说法正确的是（　　）A．导体棒中感应电流方向为由a到bB．导体棒中的最大发热量为C．导体棒的加速度逐渐减小到0D．通过导体棒的电荷量最大值为7．（2022·广东湛江·一模）如图甲所示为无线充电技术中使用的通电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S，电阻为R。匀强磁场平行于线圈轴线穿过线圈，设向右为正方向，磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示。则在0到t1时间内，下列说法正确的是（　　）A．线圈a端的电势比线圈b端的电势高B．通过线圈的磁通量的变化量为C．线圈ab两端的电势差U恒为D．若用导线将线圈a、b两端连接起来，则通过导线横截面的电荷量为8．（2022·广东湛江·模拟预测）如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（   ）A．CD段直导线不受安培力 B．CD段直导线受安培力C．感应电动势最大值Em= 2Bav D．感应电动势平均值9．（2022·广东湛江·模拟预测）如图，理想变压器的输入端通过灯泡L1与输出电压恒定的正弦交流电源相连，副线圈通过导线与两个相同的灯泡L2和L3相连，开始时开关S处于断开状态．当S闭合后，所有灯泡都能发光，下列说法中正确的有（　　）A．副线圈两端电压变小B．副线圈两端电压变大C．副线圈中电流变小，灯泡L1变暗，L2变亮D．副线圈中电流变大，灯泡L1变亮，L2变暗10．（2021·广东湛江·统考一模）电压互感器是一种测量电路中电压的变压器。如图所示，电压互感器的原线圈匝数较多，并联在电路中，副线圈匝数较少，两端接在电压表上。则（　　）A．电压互感器是一种降压变压器 B．电压互感器能测量稳恒直流电路的电压C．电压互感器原、副线圈电流的频率相同 D．电压互感器副线圈的电流小于原线圈的电流11．（2021·广东湛江·统考一模）如图甲所示，是由导体做成的“U”形框架，其所在平面（在水平面上）与水平面的夹角为，质量为m的导体棒与导轨、垂直接触良好（接触面粗糙），回路的面积为S。整个装置放在垂直于框架平面的磁场中，磁场的磁感应强度大小随时间的变化关系如图乙所示，磁场的最大磁感应强度为，始终静止。在时间内，下列说法正确的是（　　）A．中感应电流的方向由P到Q B．回路中产生的感应电动势为C．所受安培力的方向垂直沿框架平面向上 D．时刻，所受摩擦力一定沿框架向下 三、解答题12．（2022·广东湛江·统考模拟预测）如图所示，月球着陆器的质量m＝10kg，其核心部件中有一个边长L＝2m、匝数N＝100匝，总电阻R＝5Ω的正方形金属线框abcd。在ab边正下方高度h＝20m处有一个垂直纸面向里与线框形状、面积相同的匀强磁场，磁感应强度B＝0.1T。现将线框由静止开始下落，从ab边进入磁场至落地的时间为t＝7.5s，线框在下落过程中始终保持竖直状态，忽略空气阻力，月球表面上的重力加速度g取1.6m/s2。（1）求着陆器ab边刚进入磁场时所受的安培力F为多大？（2）试通过计算说明着陆器着陆时的运动情况。
参考答案：1．C【详解】AB．将条形磁铁插入线圈或从线圈中抽出的过程，穿过线圈的磁通量发生了变化，线圈中产生了感应电流，线圈与条形磁铁会发生相互作用，根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，在将磁铁插入线圈（无论是匀速、加速还是减速）的过程中，线圈与磁铁相互排斥，导致电子秤的示数大于，在抽出磁铁（无论是匀速、加速还是减速）的过程中，线圈与磁铁相互吸引，导致电子秤的示数小于，故AB错误；C．根据楞次定律可判断，将一条形磁铁的N极加速插入线圈时，线圈中产生的感应电流方向为逆时针方向（俯视），故C正确；D．磁铁N极匀速插入线圈的过程中，磁铁受到重力、拉力、斥力作用，重力和拉力的合力所做的功等于线圈中产生的焦耳热，故D错误。故选C。2．D【详解】CD．根据楞次定律，磁场正以速度匀速向右移动，磁通量减小，则导体棒也向右运动，阻碍磁通量的减小，但由于要产生感应电流，棒的速度比小，C错误，D正确；B．由此可认为磁场不动棒向左切割，感应电流方向从向流过，B错误；A．产生感应电动势的大小看棒与磁场的相对速度，故电阻两端的电压小于，A错误。故选D。3．D【详解】AB．只将S1从2拨向1时，变小，由变压器的变压公式不变，副线圈两端的电压变大，由可知输出电流变大，则输出功率变大，而变压器的输入功率变大，故原线圈的电流变大，即电流表的示数变大，故AB错误；C．将开关S2从4拨向3，变小，由变压器的变压公式不变，副线圈两端的电压变小，由可知R1和R2消耗的总功率变小，故C错误；D．只将开关S3从闭合改为断开，副线圈少一个支路，其总电阻变大，而不变，由可知副线圈的功率减小，则变压器的原线圈的功率变小，故D正确；故选D。4．A【详解】由题意可知，高压电网部分的电压不能超过即副线圈电压的最大值为有效值为根据变压器的原、副线圈电压与匝数比的关系可得故选A。5．C【详解】A．由公式可知，在输电总功率不变的情况下，电压升高，输送电流变小，A错误；B．由欧姆定律可知，导线上损失的电压，输电线电阻不变，所以输电线上损失的电压变小，B错误；C．输电线上损失的功率，所以输电线上损失的功率变小，C正确；D．用户得到的电功率，变小，用户得到的电功率变大，D错误。故选C。6．BC【详解】A．根据右手定则可知，导体棒中感应电流方向为由b到a，选项A错误；B．当导体棒静止时，动能全部转化为焦耳热，则导体棒中的最大发热量为，选项B正确；C．导体棒向右运动时，受到向左的安培力作用而做减速运动，则加速度满足则随速度的减小，加速度减小，最后导体棒速度为零时加速度减小到0，选项C正确；D．从开始运动到最后停止，由动量定理可知通过导体棒的电荷量最大值为选项D错误。故选BC。7．AD【详解】A．线圈中原磁场先向左减弱后向后增强，由楞次定律可知，感应磁场方向一直向左，根据线圈环绕方向知a端电势比b端电势高，故A正确；B．在0到时间内，通过线圈的磁通量的变化量为故B错误；C．由法拉第电磁感应定律故C错误；D．若用导线将线圈a、b两端连接起来，通过导线横截面的电荷量故D正确。故选AD。8．BD【详解】AB．由楞次定律判断可知，感应电流始终沿逆时针方向，由左手定则判断，CD段直导线所受安培力始终向下，A错误、B正确；C．当线框有一半进入磁场时，切割磁感线的有效长度最大，最大感应电动势为Em = BavC错误；D．根据法拉第电磁感应定律可得，感应电动势平均 = n，n = 1则 = = = πBavD正确。故选BD。9．AD【详解】当没接通时，图中所圈部位等效电阻，当接通后，图中等效电阻为，由全电路欧姆定律可知，总电路电阻变小，故 变大，灯L1电压变大，故原线圈电压变小，所以副线圈电压也变小．故A正确，B错误；由于副线圈电压变小，故L2电流变小，L2变暗．由于原线圈 变大，根据，故副线圈电流变大．由于灯L2电流变小，故L3电流变大，故L3变亮．故C错误，D正确．10．AC【详解】A．电压互感器原线圈匝数较多，是一种降压变压器，所以A正确；B．电压互感器的工作原理是电磁感应中的互感现象，不能测量稳恒直流电压，所以B错误；C．电压互感器不能改变电流的频率，其原、副线圈电流的频率相同，所以C正确；D．因为电压互感器原线圈匝数较多，所以副线圈的电流大于原线圈的电流，所以D错误；故选AC。11．BC【详解】A．由楞次定律可以判断，导体棒中感应电流的方向由Q到P，所以A错误；B．回路中产生的感应电动势所以B正确；C．出安培定则可以判断，导体棒所受安培力的方向垂直沿框架平面向上，所以C正确；D．时刻，导体棒所受安培力大小未知。无法根据物体的平衡条件确定导体棒所受摩擦力的方向，所以D错误；故选BC。12．（1）；（2）落地速度为4m/s。【详解】（1）线框在进入磁场前的下落过程中，由机械能守恒定律得代入数据解得线框安培力（2）ab在磁场下降过程，由动量定理，有即代入数据解得说明着陆器着陆时落地速度为4m/s。