2023届天津市高考物理模拟试题知识点分类训练：电磁学选择题（单选题）1

2023届天津市高考物理模拟试题知识点分类训练：电磁学选择题（单选题）1

一、单选题

1．（2023·天津河东·统考二模）近年来，我国环形变压器从无到有，已形成相当大的生产规模，广泛应用于计算机、医疗设备、家电设备和灯光照明等方面，如图甲所示。环形变压器与传统方形变压器相比，漏磁和能量损耗都很小，可视为理想变压器。如图乙所示的环形变压器原线圈匝数匝，副线圈接一个“”的照明电灯，电压表与电流表均为理想交流电表。原线圈两端的交流电压随时间变化的关系图像如图丙所示，最大值，此时照明电灯恰好正常发光。则（　　）

A．副线圈匝数为匝 B．该交流电的方向每秒改变50次

C．此时电流表的读数为 D．在时刻，电压表的示数为零

2．（2023·天津·统考二模）如图所示电路，平行板电容器C的下极板接地，当开关S处于闭合状态时，一带电油滴恰能静止在电容器中的P点，下列说法正确的是（　　）

A．油滴带负电

B．将开关打开，油滴将向下运动

C．在开关闭合时向下移动滑动变阻器的滑片，油滴仍静止

D．在开关闭合时将电容器的上极板向上移一些，油滴将向上运动

3．（2023·天津·统考二模）一正弦式交变电流的i - t图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．在t0.1s时线圈平面与磁场平行

B．该交变电流的频率为2Hz

C．在t0.2s时电流方向改变

D．该交变电流的表达式为

4．（2023·天津·统考一模）如图（a）所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为3:1，RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈所接电源电压u随时间t按正弦规律变化，如图（b）所示。下列说法正确的是（　　）

A．u随t变化的规律为

B．变压器原、副线圈中的电流之比为3:1

C．变压器输入、输出功率之比为1:3

D．若热敏电阻RT的温度升高，则电流表的示数变小，变压器的输入功率变大

5．（2023·天津红桥·统考一模）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为，氖泡在两端电压达到时开始发光，下列说法中正确的有（　　）

A．开关接通后，氖泡不会发光

B．开关接通后，电压表的示数为

C．开关断开后，电压表的示数变大

D．开关断开后，变压器的输入功率变大

6．（2023·天津南开·统考一模）如图所示是等量异种点电荷形成电场中的一些点，O是两电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称。则（　　）

A．B、O、C三点比较，O点场强最弱，B点电势最高

B．E、O、F三点比较，O点电势最高、场强最弱

C．A、D两点场强相同，电势相同

D．正试探电荷沿连线的中垂线由E点运动到F点，电场力先做负功后做正功

7．（2023·天津·统考一模）平时我们所处的地球表面，实际上存在场强大小为100 V/m的电场，可将其视为匀强电场，在地面立一金属杆后空间中的等势面如图所示。空间中存在a、b、c三点，其中a点是电势为300V等势面的最高点，b、c等高。则下列说法正确的是（　　）

A．b、c两点的电势差 B．a点场强大小等于100V/m

C．a点场强方向沿竖直方向 D．a点的电势低于c点

8．（2023·天津和平·统考一模）如图所示，电场中的一簇电场线关于y轴对称分布，O点是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，下列说法正确的是（    ）

A．P点场强可能等于Q点场强

B．P点电势可能等于Q点电势

C．电荷在N点的电势能可能小于在M点的电势能

D．电荷从N运动到O电场力做的功等于从O到M电场力做的功

9．（2023·天津·模拟预测）如图所示为理想变压器，其原、副线圈匝数比为k，所接电源为有效值恒定的正弦交流电压，且不计电源内阻。原线圈接有定值电阻，副线圈接有定值电阻、，以及滑动变阻器，四个理想交流电表的连接如图所示。现将的滑动触头向下滑动少许，电表的示数变化量的绝对值分别为、、、，则下列说法正确的是（　　）

A．电压表的示数减小，电流表的示数减小

B．电压表的示数增大，电流表的示数增大

C．

D．

10．（2023·天津·模拟预测）电子感应加速器利用变化的磁场来加速电子。电子绕平均半径为的环形轨道（轨道位于真空管道内）运动，磁感应强度方向与环形轨道平面垂直。电子被感应电场加速，感应电场的方向与环形轨道相切。电子电荷量为。为了使电子在不断增强的磁场中沿着半径不变的圆轨道加速运动，求和之间必须满足的定量关系是（B和分别为电子做圆周运动，圆轨道处的磁感应强度和圆轨道内部的平均磁感应强度）（　　）

A． B． C． D．

11．（2023·天津·模拟预测）如图所示，图（1）是氢原子能级图，图（2）是研究自感现象的电路图，圈（3）是动圈式话筒原理图，图（4）是核子平均质量与原子序数关系图，下列说法正确的是（　　）

A．图（1）中一个氢原子处于的激发态，最多能辐射6种不同频率的光子

B．图（2）中电路开关闭合后，灯泡A慢慢变亮

C．图（3）利图了电磁感应的原理，声波使膜片振动，从而带动音圈产生感应电流

D．图（4）中原子核C、B结合成A时会有质量亏损，要释放能量

12．（2023·天津河西·统考一模）无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。地下铺设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，如图所示。送电线圈和受电线圈匝数比为。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为2A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（　　）

A．受电线圈的电流方向每秒改变50次

B．送电线圈的输入功率为110W

C．受电线圈的输出电压为V

D．送电线圈的输入电压为V

13．（2023·天津·模拟预测）如图甲所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为n、面积为S、总电阻为r的矩形线圈abcd绕轴OO′做角速度为ω的匀速转动，矩形线圈在转动中可以保持和外电路电阻R形成闭合电路，回路中接有一理想交流电流表，图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势e随时间t变化的图像，下列说法中正确的是（　　）

A．从t1到t3这段时间穿过线圈的磁通量变化量为2nBS

B．从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为

C．t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为nBSω

D．电流表的示数为

14．（2023·天津·模拟预测）如图所示某电场等势面分布关于图中虚线上下对称，F点在虚线上。下列说法正确的是（    ）

A．在电场中的A、B两点放置电荷量相等的试探电荷，它们受静电力

B．质子在B点电势能小于在A点电势能

C．从A点静止释放一个电子，将沿曲线e运动到B点

D．把电子从c等势面移动到e等势面，静电力做功为10eV

15．（2023·天津河北·统考一模）电容式加速传感器常用于触发汽车安全气囊等系统，如图所示。极板M、N组成的电容器视为平行板电容器，M固定，N可左右运动，通过测量电容器板间的电压的变化来确定汽车的加速度。当汽车减速时，极板M、N间的距离减小，若极板上的电荷量不变，则该电容器（　　）

A．电容变小 B．极板间电压变大

C．极板间电场强度不变 D．极板间的电场强度变小

16．（2023·天津·模拟预测）如图甲为家用燃气灶点火装置的电路原理图，转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在理想变压器的原线圈上，电压表为理想交流电表，设变压器原、副线圈的匝数分别为、。当变压器副线圈输出电压的瞬时值大于时，就会在点火针两端间引发火花进而点燃燃气，则（　　）

A．闭合，加在变压器原线圈上的正弦交变电压的有效值为

B．某交流发电机要产生与右图相同频率的交变电流，其线圈在磁场中的转速应为

C．闭合开关，电压表的示数为

D．变压器原、副线圈的匝数、满足时，才能实现点火

17．（2023·天津·模拟预测）图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，电阻R = 5Ω，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，输出的交变电压随时间变化的图像如图乙所示，不计线圈电阻。以下判断正确的是（   ）

A．电流表的示数为10A

B．线圈转动的角速度为πrad/s

C．t = 0.02s时，电刷P的电势低于电刷Q的电势

D．t = 0.01s时，穿过线圈平面的磁通量最大

18．（2023·天津·模拟预测）如图甲，理想变压器原线圈接在正弦交流电源上，原、副线圈的匝数比为4∶1，、、均为定值电阻，，，电表均为理想电表。已知中电流随时间t变化的规律如图乙所示，则（　　）

A．交流电的频率为100Hz B．电压表的示数为200V

C．电流表的示数为12A D．若烧断，变压器输出功率变大

19．（2023·天津·模拟预测）2020年爆发了新冠肺炎，该病毒传播能力非常强，因此研究新冠肺炎病毒株的实验室必须全程都在高度无接触物理防护性条件下操作。武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如图所示的模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出。流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（　　）

A．带电粒子所受洛伦兹力的方向水平向左

B．正、负粒子所受洛伦兹力的方向是相同的

C．污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速

D．只需要测量M、N两点间的电压就能够推算废液的流量

20．（2023·天津·模拟预测）图甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈的匝数比为1：200，降压变压器原、副线圈的匝数比为200：1，远距离输电线的总电阻为，若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750kW，下列说法正确的是（　　）

A．用户端交流电的频率为100Hz B．用户端电压为250V

C．输电线中的电流为15A D．输电线路的损耗功率为25kW

参考答案：

1．C

【详解】B．交流电周期为

内包含50个周期，方向改变100次，故B错误；

A．输入电压的有效值

照明点灯正常发光，副线圈的电压

根据

可知

匝

故A错误；

C．根据

解得

故C正确；

D．电压表示数为有效值，恒为12V，故D错误。

故选C。

2．A

【详解】A．由电路图可知极板间场强方向竖直向下，带电油滴处于静止状态，受到的电场力与重力平衡，方向竖直向上，可知油滴带负电，故A正确

B．将开关打开，极板电荷量保持不变，极板间电压不变，板间场强不变，油滴仍处于静止状态，故B错误；

C．在开关闭合时向下移动滑动变阻器的滑片，极板间电压不变，板间场强不变，油滴仍处于静止状态，故C错误；

D．在开关闭合时将电容器的上极板向上移一些，极板间电压不变，根据

可知板间场强减小，油滴受到的电场力小于重力，油滴将向下运动，故D错误。

故选A。

3．D

【详解】A．在t0.1s时电流为0，线圈平面与磁场垂直，故A错误；

B．该交变电流的周期为

T=0.4s

频率为

=2.5Hz

故B错误；

C．内电流方向不变，故C错误；

D．该交变电流的表达式为

故D正确。

故选D。

4．A

【详解】A．由图可知

所以u随t变化的规律为

故A正确；

B．根据变压器原副线圈电流与匝数的关系有

故B错误；

C．对理想变压器而言，其输入功率等于输出功率，即变压器输入、输出功率之比为1:1，故C错误；

D．若热敏电阻RT的温度升高，其阻值减小，所以副线圈回路中总电阻减小，而副线圈两端的电压不变，所以副线圈中电流I2增大，所以电流表的示数变大，变压器输出功率增大，则其输入功率增大，故D错误。

故选A。

5．B

【详解】根据题意可知，原线圈输入电压的有效值为

AB．根据电压与线圈匝数关系有

可得，副线圈两端电压为

则电压表的示数为，灯泡两端电压为，开关闭合后，氖泡与灯泡并联，则灯泡两端电压和氖泡两端电压均为，氖泡可以发光，故A错误，B正确；

C．开关断开前后，输入电压不变，理想变压器的变压比不变，故输出电压不变，电压表示数不变，故C错误；

D．开关断开后，电路消耗的功率减小，则变压器的输入功率减小，故D错误。

故选B。

6．A

【详解】A．根据等量异种电荷的电场线分布规律可知，B、O、C三点位置处，O点处电场线分布要稀疏一些，即B、O、C三点比较，O点场强最弱，B、O、C三点位置处的电场线由，根据沿电场线电势降低，可知，B点电势最高，A正确；

B．根据等量异种点电荷的等势线分布规律可知，中垂线本身就是一条等势线，即E、O、F三点电势相等，根据等量异种电荷的电场线分布规律可知，E、O、F三点位置处，O点处电场线分布要密集一些，即O点场强最大，B错误；

C．A、D对O对称，根据等量异种电荷的电场线分布规律可知，A、D两点位置处场强大小相等，方向相同，即这两位置的场强相同，根据等量异种电荷的电场线分布规律可知，A位置处电场线由A处指向无穷远，即A位置的电势比无穷远沿高，而D位置处电场线由无穷远指向D位置，即D位置的电势比无穷远沿低，则A点电势比D点高，C错误；

D．根据等量异种点电荷的等势线分布规律可知，中垂线本身就是一条等势线，则正试探电荷沿连线的中垂线由E点运动到F点，电场力不做功，D错误。

故选A。

7．C

【详解】A．由图可知，b、c两点的电势差为

故A错误；

B．由图可知，a点与相邻两等势面的距离小于，电势差等于，根据

可知a点场强大小大于，故B错误；

C．根据场强方向垂直于等势面，可知a点的场强方向沿竖直方向，故C正确；

D．由图可知，a点与c点在同一等势面上，电势均为，故D错误。

故选C。

8．C

【详解】A．电场线的疏密表示电场的强弱，根据电场分布可知，P点场强的大小小于Q点的场强， A错误；

B．根据电场线与等势线垂直特点，在P点所在电场线上找到Q点的等势点，根据沿电场线电势降低可知，Q点的电势比P点的电势高，B错误；

C．结合电场线与等势线垂直特点可知，N点电势高于M点，根据

可知，负电荷在M点时的电势能大于在N点时的电势能，C正确；

D．根据电场分布可知，OM间的平均电场强度比NO之间的平均电场强度小，故由公式

可知，OM间的电势差小于NO间的电势差，根据

可得正电荷从N到O过程中电场力做的功大于从O到M过程中电场力做的功，D错误；

故选C。

9．D

【详解】AB．滑动变阻器的触头向下滑动，则副线圈电路电阻值增大，作出该变压器的等效电路如图所示，可知等效电阻增大，则电流表示数减小，从而示数也减小，又因为分压减小，示数增大，由变压比可知示数增大，AB两项错误；

C．由原副线圈电压比与匝数比的关系可得

可知

由原副线圈电流比与匝数比的关系可得

可知

则有

则有

C选项错误；

D．由以上分析可知

则有

D选项正确。

故选D。

10．B

【详解】设电子做圆周运动的圆轨道上的磁感应强度大小为，方向与环面垂直。由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得

设在圆轨道切线方向作用在电子上作用力为，根据动量定理有

联立以上两式得

按照法拉第电磁感应定律，在电子运动的圆轨道上的感应电动势为

式中圆轨道所在的面上的磁通量为

这里，为圆轨道所在的面上的平均磁感应强度。联立以上两式得

考虑电子运行一圈感应电场所做的功，由电动势的定义可得

电子在圆轨道切向所受到的力为

联立以上三式得

和所表示的是同样的力的大小，联立可得

这就是为了使电子在不断增强的磁场中沿着半径不变的圆轨道加速运动，和之间必须满足的定量关系。

故选B。

11．C

【详解】A．图（1）中一个氢原子处于的激发态，最多能辐射3种不同频率的光子，分别对应于4→ 3，3→2，2→1，选项A错误；

B．图（2）中电路开关闭合后，灯泡A立刻变亮，选项B错误；

C．图（3）利图了电磁感应的原理，声波使膜片振动，从而带动音圈切割磁感线，产生感应电流，选项C正确；

D．图(4)中原子核C、B结合成A时，核子数不变，核子平均质量增加，质量增加，要吸收能量，故D项错误。

故选C。

12．B

【详解】A．受电线圈的电流频率与送点线圈中的电流频率相同，即为

一个周期内电流方向改变2次，所以每秒电流方向改变100次，A错误；

BD．根据图可知送电线圈上正弦交流电的有效值为

受电线圈中的电流为2A，可得送电线圈中的电流大小为

送电线圈的输入功率为

B正确，D错误；

C．对受电线圈的输出电压有

得

C错误。

故选B。

13．D

【详解】A．由题图乙可知，t1和t3这两个时刻穿过线圈的磁通量大小均为0，故t1到t3这段时间穿过线圈的磁通量变化量为0，故A错误；

B．从t3到t4这段时间穿过线圈的磁通量的变化量为BS，则平均感应电动势为

通过电阻R的电荷量为

故B错误；

C．t3时刻线圈产生的感应电动势为

由法拉第电磁感应定律可得

则穿过线圈的磁通量变化率为

故C错误；

D．电流表的示数为电流的有效值，则有

故D正确。

故选D。

14．D

【详解】A．等差等势面越密集（稀疏），电场线越密集（稀疏）。则A点场强较大，静电力大，A错误；

B．A、B两点电势相等，则质子在两点的电势能相等，B错误；

C．电场力方向与等势面垂直，电子不会沿曲线e运动到B点，C错误；

D．把电子从c等势面移动到e等势面，静电力做功为

D正确。

故选D。

15．C

【详解】A．由平行板电容器电容的决定式可得，d减小，C增大，故A错误；

B．电容器所带电荷量Q不变，C增大，由可得，U变小，故B错误；

CD．由匀强电场的场强与电势差关系公式可得

E与d无关，E不变，故C正确，D错误。

故选C。

16．D

【详解】AC．根据右图得到原线圈电压的最大值为，加在变压器原线圈上正弦交流电压的有效值为

电压表的示数为，故AC错误；

B．根据右图得到原线圈电流周期为，转速

某交流发电机要产生与右图相同频率的交流电，其线圈在磁场中的转速为，故B错误；

D．瞬时电压大于即火花放电；根据

且，得到实现点火的条件是:变压器原、副线圈的匝数、须满足，故D正确。

故选D。

17．C

【详解】A．由图像可知输出电压最大值为

输出电压有效值为

根据闭合电路欧姆定律可知电流表的示数为

A错误；

B．根据图像可知线圈转动的周期为

线圈转动的角速度为

B错误；

C．t = 0.02s时，线圈转动一周位置如题图，根据右手定则可判断电流从电刷Q流出，从电刷P流入，所以电刷P的电势低于电刷Q的电势，C正确；

D．t = 0.01s时，线圈平面和磁感线平行，穿过线圈平面的磁通量为零，D错误。

故选C。

18．B

【详解】A．由图乙可知，交流的的周期为，则交流电的频率为

故A错误；

B．由图乙可知，流过的电流的有效值为

由欧姆定律可知，流过的电流为

则流过副线圈的电流为

由欧姆定律可得，副线圈两端的电压为

由电压与匝数的关系可得，原线圈两端的电压为

即电压表示数为，故B正确；

C．根据电流与匝数的关系可得，流过原线圈的电流为

即电流表的读数为，故C错误；

D．若烧断，则次级电阻变大，次级电流减小，根据

P=IU

可知，变压器输出功率变小，故D错误。

故选B。

19．D

【详解】AB．根据左手定则，正电荷受到竖直向下的洛伦兹力，负电荷受到竖直向上的洛伦兹力，故AB错误；

C．不带电的液体在磁场中流动时，由于没有自由电荷，不能形成电场，MN两点没有电势差，因此无法测出流速，故C错误；

D．计算液体的流速，根据

可得流速

流量

故D正确。

故选D。

20．C

【详解】A.由图乙知升压变压器的输入电压有效值为

周期为

解得用户端交流电的频率为

故A错误；

BCD．升压变压器的输入电流

根据电流跟匝数比的关系

解得输电线中的电流为

输电线路的损耗功率为

输电线路的损耗电压为

根据电压和匝数比关系

解得升压变压器副线圈电压

降压变压器原线圈电压

根据电压和匝数比关系

解得用户端电压为

故C正确，BD错误。

故选C。