階段性訓(xùn)練（四）

考察內(nèi)容（電磁感應(yīng)交變電流）

一.選擇題

1.金屬探測器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于安檢場所，下列關(guān)于金屬探測器的說法正確的是（）

A.金屬探測器可用于食品生產(chǎn)中，防止細(xì)小的砂石顆粒混入食品中

B.金屬探測器探測金屬時，被探測金屬中感應(yīng)出渦流

C.金屬探測器在使用時必須快速移動

D.金屬探測器只能探測出鐵磁性的金屬材料

【解答】解：AD.金屬探測器只能探測金屬，各種金屬物都會被探測器探測到，不能用于食品生

產(chǎn)，不能防止細(xì)小的沙石顆?；烊胧称分?，故AD錯誤；

B.金屬探測器探測金屬時，被測金屬中感應(yīng)出渦流，故B正確；

C.探測過程中金屬探測器應(yīng)與被測物體相對運(yùn)動即可，不用快速移動，故C錯誤；

故選：B。

2.外環(huán)線圈中通有正弦交流電，它產(chǎn)生的磁場會與所遇的金屬物發(fā)生作用，導(dǎo)致金屬物自身也會產(chǎn)

生微弱的電流，來自金屬物的磁場進(jìn)入內(nèi)環(huán)線圈被接收到后，檢測器會發(fā)出報警聲。若外環(huán)線圈

某時刻產(chǎn)生向下且增強(qiáng)的磁場，則下列說法中正確的是（）

A.此時金屬物產(chǎn)生的感應(yīng)磁場的方向豎直向下

B.此時金屬物中的渦流從上往下看是沿順時針方向

C.金屬物發(fā)出的磁場穿過內(nèi)環(huán)線圈時，內(nèi)環(huán)線圈會產(chǎn)生微弱的電流

D.金屬物發(fā)出磁場是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象

【解答】解：AB.由題知探測器發(fā)射線圈發(fā)出的磁場豎直向下且增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律可確定金屬

物中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向應(yīng)豎直向上，根據(jù)安培定則，金屬物中的感應(yīng)電流的方向從上往下

看是逆時針方向，故AB錯誤；

C.由于外環(huán)線圈中通有正弦交流電，則金屬物產(chǎn)生的渦流也是周期性變化的，所以金屬物發(fā)出

周期性變化的磁場，該磁場穿過接收線圈時，會引起接收線圈產(chǎn)生微弱的電流，使探測器報警,

故c正確;

D.金屬物發(fā)出磁場是因為金屬物內(nèi)有電流產(chǎn)生，電流周圍存在磁場，是電流的磁效應(yīng)現(xiàn)象，故

D錯誤。

故選：Co

3.如圖所示，李輝、劉偉用多用電表的歐姆擋測量變壓器初級線圈的電阻。實(shí)驗中兩人沒有注意操

作的規(guī)范：李輝兩手分別握住紅黑表筆的金屬桿，劉偉用兩手分別握住線圈裸露的兩端讓李輝測

量。測量時表針擺過了一定角度，最后李輝把多用電表的表筆與被測線圈脫離。在這個過程中，

他們二人中有人突然“哎喲”驚叫起來，覺得有電擊感。下列說法正確的是（）

A.電擊發(fā)生在李輝用多用電表紅黑表筆的金屬桿接觸線圈裸露的兩端時

B.有電擊感的是劉偉，因為所測量變壓器是升壓變壓器

C.發(fā)生電擊前后，流過劉偉的電流方向發(fā)生了變化

D.發(fā)生電擊時，通過多用電表的電流很大

【解答】解：A.電擊發(fā)生在多用電表紅黑表筆的金屬桿脫離線圈裸露兩端的時刻，而不是紅黑

表筆的金屬桿接觸線圈裸露的兩端時，故A錯誤；

B.有電擊感的是手握線圈裸露兩端的劉偉，因為線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，故B錯誤；

C.發(fā)生電擊前，劉偉和線圈是并聯(lián)關(guān)系；斷開瞬間，線圈中的電流急劇減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的

方向與原電流的方向相同，但線圈和劉偉構(gòu)成了一個閉合的電路，線圈相當(dāng)于電源，所以流過劉

偉的電流方向發(fā)生了變化，故C正確；

D.發(fā)生電擊時，通過線圈的電流很大；由于已經(jīng)斷開了連接，所以通過多用電表的電流為零，

故D錯誤。

故選：Co

4.如圖所示，在足夠大的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，一匝數(shù)為N、面積為S的矩形金屬線框

繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，則當(dāng)線框平面與中性面（)

A.垂直時，線框的四條邊受到安培力

B.垂直時，線框的磁通量變化率最大

C.重合時，線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大

D.重合時，穿過線框的磁通量為NBS

【解答】解：A.當(dāng)線框平面與中性面垂直時，上下兩邊的電流方向與磁感線平行，所以上下兩

邊不受安培力，故A錯誤；

B.當(dāng)線框平面與中性面垂直時，磁通量為零，此時線框的磁通量變化率最大，感應(yīng)電動勢最大,

B正確；

CD.當(dāng)線框平面與中性面重合時，磁通量最大，線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最小為0,磁通量為

（P=BS

故CD錯誤；

故選：Bo

5.2023年8月15日，游客在新疆吐魯番的沙漠上游玩時，頭發(fā)突然豎了起來。當(dāng)時無風(fēng)，但頭頂

烏云密布。下列相關(guān)說法正確的是（）

A.這是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象

B.這是一種靜電感應(yīng)現(xiàn)象

C.此時人的頭與腳帶異種電荷

D.此時人應(yīng)躺下或蹲下，并向高處撤離

【解答】解：頭頂烏云密布，頭發(fā)突然豎了起來是一種靜電感應(yīng)現(xiàn)象，此時頭發(fā)與云帶異種電荷，

腳與大地連接不帶電，人應(yīng)躺下或蹲下，并向低處撤離，故B正確，ACD錯誤；

故選：Bo

6.轉(zhuǎn)筆是一項用不同的方法與技巧、以手指來轉(zhuǎn)動筆的休閑活動，深受廣大中學(xué)生的喜愛，如圖所

示。轉(zhuǎn)筆也包含了許多的物理知識，假設(shè)某轉(zhuǎn)筆高手能讓筆繞其上的某一點(diǎn)0做勻速圓周運(yùn)動,

下列有關(guān)該同學(xué)轉(zhuǎn)筆中涉及到的物理知識的敘述正確的是（）

A.筆桿上的各點(diǎn)做圓周運(yùn)動的向心力是由手和筆之間的萬有引力提供的

B.筆桿上的點(diǎn)離。點(diǎn)越遠(yuǎn)的，做圓周運(yùn)動的角速度越大

C.若該同學(xué)使用的是金屬筆桿，且考慮地磁場的影響，金屬筆桿兩端一定會形成電勢差，也會

產(chǎn)生很強(qiáng)的電流

D.若該同學(xué)使用中性筆，筆尖上的小鋼珠有可能因快速的轉(zhuǎn)動做離心運(yùn)動被甩走

【解答】解：A、筆桿上的各點(diǎn)做圓周運(yùn)動的向心力是由桿的彈力提供，與萬有引力無關(guān)，故A

錯誤；

B、同軸轉(zhuǎn)動，角速度相同，所以筆桿上各點(diǎn)做圓周運(yùn)動的角速度相同，故B錯誤；

C、若該同學(xué)使用的是金屬筆桿，且考慮地磁場的影響，金屬筆桿兩端一定會形成電勢差，不會

產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯誤；

D、若該同學(xué)使用中性筆，筆尖上的小鋼珠有可能因快速的轉(zhuǎn)動，提供的向心力小于需要的向心

力，小鋼珠做離心運(yùn)動被甩走，故D正確。

故選：D。

7.如圖所示，L是自感系數(shù)很大、電阻很小的線圈，P、Q是兩個相同的小燈泡。開始時，開關(guān)S處

于閉合狀態(tài)，P燈微亮，Q燈正常發(fā)光。斷開開關(guān)（）

A.P閃亮后再熄滅，且通過P中的電流反向

B.Q閃亮后再熄滅，且通過Q中的電流方向不變

C.P比Q先熄滅

D.P與Q同時熄滅

【解答】解：開關(guān)S處于閉合狀態(tài)時，電流達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，P燈微亮，Q燈正常發(fā)光，則IP很小，

可得：IL>IP,線圈相當(dāng)于一個很小的電阻，線圈與燈泡P處于并聯(lián)關(guān)系，則有RL<R燈；斷開開

關(guān)，L線圈相當(dāng)于一個電源，其與燈泡P構(gòu)成自感回路，電路中電流方向沿逆時針方向，燈泡Q

不接入電路立即熄滅，線圈的電流從原來的數(shù)值II逐漸減小到零，因為IL>IP,所以燈泡P會閃

亮后逐漸變暗熄滅。故A正確，BCD錯誤。

故選：Ao

8.“自激發(fā)電機(jī)”具有自勵磁的特點(diǎn)，它無需外部勵磁電源就能自行激勵產(chǎn)生磁場。其原理如圖所

示：一金屬圓盤在某一大小恒定、方向時刻沿切線方向的外力作用下，在弱的軸向磁場B中繞金

屬軸OO'轉(zhuǎn)動，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，盤軸與盤邊之間將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，圓盤下方螺旋形

導(dǎo)線M端通過電刷與盤邊相連，N端與盤軸相連，MN中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生，最終回路中的電流

會達(dá)到穩(wěn)定值，磁場也達(dá)到穩(wěn)定值。下列說法正確的是（）

A.MN中的電流方向從N-M

B.圓盤轉(zhuǎn)動的速度先增大后減小

C.MN中感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同

D.磁場達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，MN中不再產(chǎn)生感應(yīng)電流

【解答】解：A.根據(jù)右手定則知，MN中的電流方向從MfN,故A錯誤；

B.圓盤在大小恒定、方向時刻沿切線方向的外力作用下，轉(zhuǎn)動的速度先越來越大，磁場也越來

越大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=BLv

知產(chǎn)生的電動勢也越來越大，流過電阻R的電流也越來越大，最終回路中的電流達(dá)到穩(wěn)定值，磁

場也達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，則圓盤轉(zhuǎn)動的速度也達(dá)到穩(wěn)定值，故B錯誤；

C.根據(jù)右手螺旋定則判斷知MN中感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，故C正確；

D.可將圓盤看成若干個沿著半徑方向的幅條組成，因此在任何時刻都有幅條切割磁感線，故磁

場達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，MN中也產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D錯誤。

故選：Co

9.如圖甲所示，矩形線圈abed在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動可以產(chǎn)生交變電流，其電動勢e隨時間t變化

A.t=O.Ols時，線圈與中性面垂直

B.線圈轉(zhuǎn)動一周，電流的方向改變一次

C.電阻R兩端電壓為10V

D.電阻R在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為90J

【解答】解：A、由圖像可知，t=0.01s時，電動勢為零，線圈位于中性面，故A錯誤；

B、線圈轉(zhuǎn)動一周，電流的方向變化兩次，故B錯誤；

C、由圖像可知，電動勢的峰值為Em=10&V

有效值為E=^=^V=10V

RQ

電阻R兩端的電壓為U=pv-E=wxl°V=9V

K-TIV十，

故c錯誤；

D^電流為1=p,=Q?-IA=1A

K-riy~r1

電阻R在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q=l2Rt=12）<9><10J=90J

故D正確。

故選：D。

10.2022年11月23日由三峽集團(tuán)研制的單機(jī)容量16兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組成功下線，該機(jī)組是目前

全球單機(jī)容量最大、葉輪直徑最大的風(fēng)電機(jī)組，風(fēng)力發(fā)電機(jī)簡易模型如甲圖所示，某興趣小組自

制了一臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)，試驗中葉輪帶動線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交流電電流隨時間變化的

圖像如圖乙所示，則下列說法中正確的是（）

低速圖速發(fā)電機(jī)等效圖

甲

A.電流的頻率為5Hz

B.電流的有效值為10A

C.線圈處于甲圖所示位置時產(chǎn)生的電流最大

D.電流的瞬時值表達(dá)式為i=10sinl0m(A)

【解答】解：A、由圖像可知，交變電流的周期為T=0.2s

11

頻率為f=/=含Hz=5Hz

故A正確；

B、由圖像可知，電流的峰值為Im=10A

則有效值為1=倍=*=5近A

故B錯誤；

C、線圈處于圖甲所示位置時，磁通量最大，磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動勢為零，感應(yīng)電流為

零，故C錯誤；

D、線圈轉(zhuǎn)動的角速度為3=爺=^rad/s=lOirrad/s

電流的瞬時值表達(dá)式為i=lmcoscot=lOcoslOirt(A)

故D錯誤。

故選：Ao

11.如圖為高鐵供電流程的簡化圖，牽引變電所的理想變壓器將電壓為Ui的高壓電進(jìn)行降壓；動力

車廂內(nèi)的理想變壓器再把電壓降至U4,為動力系統(tǒng)供電，此時動力系統(tǒng)的電流為14,發(fā)電廠的輸

A.Ui：U4=ni：n4B.Ui：U4=n4：ni

C.Ii：l4=ni：n4D.Ii：I4=n4：m

【解答】解：AB.由變壓器的原副線圈的電壓關(guān)系可知

u1

21

u2

n2

u3

n3

U4

n4

根據(jù)題意n2=n3

且U3加上r上的電壓等于U2可得

U2>U3

故Ui：U4>ni：n4

故AB錯誤；

CD.由變壓器的原副線圈的電流關(guān)系可知

hn2

乜=%

h—n3

根據(jù)題意：n2=n3

根據(jù)串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)：12=13

可得II：I4=n4：ni

故C錯誤，D正確。

故選：D。

12.自耦變壓器在高鐵技術(shù)中被廣泛應(yīng)用.如圖所示，一理想自耦變壓器接在a=220V5sinl007rt

（V）的正弦交流電壓上，P為滑動觸頭，初始位置位于線圈CD的中點(diǎn)G,Ai和A2為理想交流

電表，定值電阻R=1000C,下列說法正確的是（）

A.電流表Ai的示數(shù)為0.22A

B.電阻R在1分鐘時間里產(chǎn)生的熱量約為11.6kJ

C.將P向上滑動，A2的示數(shù)將變大

D.將P上滑到CG的中點(diǎn)，電阻R的功率將變?yōu)樵瓉淼娜?/p>

4

Ui1

【解答】解：A.根據(jù)理想變壓器電壓規(guī)律可得====-，Ui=220V,解得U2=440V

U2n22

根據(jù)歐姆定律可知/2=華=^^A=0.44A

根據(jù)/=’,解得Ii=0.88A,故A錯誤；

B.電阻R在1鐘時間里產(chǎn)生的熱量約為Q=%Rt,解得Q《lL6kJ,故B正確；

C.將P上滑時，升壓比變大，副線圈電壓減小，再根據(jù)閉合電路歐姆定律可得A2示數(shù)變小，故C

錯誤；

D.若將向上滑動到CG的中點(diǎn)，升壓比將從1：2變?yōu)?：4,電阻R的電壓將變?yōu)樵瓉淼模郾?，?/p>

據(jù)p=%可知，電阻功率將變?yōu)樵瓉淼?,故D錯誤。

故選：Bo

二.多選題（共3小題）

13.如圖所示，一根足夠長水平滑桿SS，上套有一質(zhì)量為m的光滑鋁環(huán)，在滑桿的正下方放置一足

夠長光滑絕緣軌道PP',PP'與桿SS'平行。現(xiàn)使質(zhì)量為M的條形磁鐵正對鋁環(huán)的圓心以水平

初速度vo沿絕緣軌道向右運(yùn)動，圓環(huán)平面始終垂直于滑桿，則（）

A.從左往右看，圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向始終為順時針

B.磁鐵不會穿過滑環(huán)，且最終二者共速

M

C.磁鐵與圓環(huán)的最終速度為;——為

M+m0

Mm■,

D.整個過程最多能產(chǎn)生熱量二——-v2

2（M+m）0

【解答】解：A.若條形磁鐵能穿過金屬環(huán)，在條形磁鐵靠近圓環(huán)左端時，向左的磁通量就越大，

會感應(yīng)出向右的磁場，電流方向從左向右看為順時針方向，在右端遠(yuǎn)離磁鐵時，向左的磁通量減

小，感應(yīng)出向左的磁場，電流方向從左向右看為逆時針，故A錯誤；

BC.磁鐵在靠近金屬環(huán)的過程中金屬環(huán)的感應(yīng)電流方向產(chǎn)生的磁場與原磁場的方向相反，所以磁

鐵受到阻力的作用，同理，在離開金屬環(huán)的過程中金屬環(huán)的感應(yīng)電流方向產(chǎn)生的磁場與原磁場的

方向相同，也是受到阻力的作用，但是由于不知道初速度以及環(huán)與磁鐵的質(zhì)量之間的關(guān)系，所以

不能判斷出磁鐵是否能夠會穿越滑環(huán)運(yùn)動；選取磁鐵與圓環(huán)組成的系統(tǒng)為研究的系統(tǒng)，系統(tǒng)在水

平方向受到的合力為0,滿足動量守恒；設(shè)磁鐵運(yùn)動的方向為正方向，最終共同速度為v

Mvo=(M+m)v

解得〃=薪”。，故B錯誤，C正確；

D.磁鐵若能穿過金屬環(huán)，二者的末速度相等時損失的動能最大，運(yùn)動的過程中系統(tǒng)的產(chǎn)生的熱

量等于系統(tǒng)損失的動能，為

Q=2^Vo+^)V2=2(M+m)V°2,故D正確。

故選：CD?

14.如圖所示為電動汽車無線充電示意圖，若發(fā)射線圈的電壓為a=220V2sm(1007rt)y,匝數(shù)為500

匝，接收線圈的匝數(shù)為1000匝，發(fā)射線圈的功率為8.8kW,該裝置可看成理想變壓器，則()

A.利用該裝置只能采用交流電源為電動汽車充電

B.接收線圈交變電流的頻率為100Hz

C.發(fā)射線圈中電流的有效值為20A

D.接收線圈電壓的峰值為440魚U

【解答】解：A、變壓器的工作條件為交流電源，由此可知利用該裝置只能采用交流電源為電動

汽車充電，故A正確；

B、根據(jù)f=/=嘿/z=50Hz,又因為接收線圈交變電流的頻率與發(fā)射線圈交變電流頻率相同,

故B錯誤；

C、根據(jù)理想變壓器輸入功率等于輸出功率，可知發(fā)射線圈中電流的有效值1=與=嗡耨=40A,

故c錯誤；

D、根據(jù)變壓比公式」=二可知，U2=Ui—,解得U2=440VTV,故D正確；

故選：ADo

15.如圖，電阻不計的光滑金屬導(dǎo)軌由直窄軌AB、CD,直寬軌EF、GH和連接直軌BE、GD構(gòu)成，

L

整個導(dǎo)軌處于同一水平面內(nèi)，AB〃EF〃GH,BE和GD共線且與AB垂直，窄軌間距為5，寬軌

間距為L。空間有方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場，寬軌所在區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,窄軌所在區(qū)

域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B。棒長均為L、質(zhì)量均為m、電阻均為R的金屬直棒a、b始終與導(dǎo)軌

垂直且接觸良好。初始時刻，b棒靜止在寬軌上，a棒從窄軌上某位置以平行于AB的初速度vo

2B?

A.a棒剛開始運(yùn)動時,b棒的加速度大小為餐

一2

B.經(jīng)過足夠長的時間后，a棒的速度大小為§vo

C.整個過程中，通過回路的電荷量為吧

2BL

D.整個過程中，b棒產(chǎn)生的焦耳熱為石說

【解答】解：A.a棒剛開始運(yùn)動時，回路電動勢滿足：Eo=2B3°=BLvo

根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)：回路總電阻滿足：/?總=學(xué)

由歐姆定律：/=看，

結(jié)合安培力：Fb=BIL,

牛頓第二定律：Fb=mab

可得b棒的加速度大小為：與="野J。

故A正確；

B.分析知，a棒、b棒向右分別做加速度減小的減速和加速運(yùn)動，回路電動勢E=%-Eb=

2畤%-BLvb=BL(ya-vb)

當(dāng)va=vb=v后，E=0,兩棒均做勻速運(yùn)動，對兩棒組成的系統(tǒng)，合外力滿足：F^=BIL-2BI^=

0

以向右為正方向，根據(jù)系統(tǒng)動量守恒，有mvo=2mv

故經(jīng)過足夠長的時間后，a棒的速度大小為：故B錯誤；

C.整個過程，以向右為正方向，對b棒由動量定理，結(jié)合電流的定義式：q=it,可得：BL^At+

i24t+—Fin4t）=BLq=

可得通過回路的電荷量為q=舞，故C正確；

11Vexn

D.整個過程，對系統(tǒng)由能量守恒定律有：-rnv1Q=-（m+m）（y）2+Q

1

解得：Q=4mvo

故b棒產(chǎn)生的焦耳熱為：Qb=暮-Q=詔

K總°

故D錯誤。

故選：ACo

三.實(shí)驗題（共2小題）

16.小紅用如圖甲所示的裝置探究“影響感應(yīng)電流方向的因素”，螺線管與電流計構(gòu)成閉合電路，條

形磁鐵N極朝下，請回答下列問題：

（1）要想使電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即有感應(yīng)電流產(chǎn)生，小紅進(jìn)行了以下四種操作，其中可行的是

AB（選填選項前的字母）。

A.螺線管不動，磁鐵勻速插入或拔出螺線管

B.螺線管不動，磁鐵加速插入或拔出螺線管

C.磁鐵與螺線管保持相對靜止，一起勻速向上運(yùn)動

D.磁鐵與螺線管保持相對靜止，一起在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動

（2）在（1）的研究中，小紅發(fā)現(xiàn)電流計指針偏轉(zhuǎn)方向會有不同，也就是感應(yīng)電流方向不同，根

據(jù)（1）中的操作，則感應(yīng)電流方向與下列哪些因素有關(guān)（選填選項前的字母）。

A.螺線管的匝數(shù)B.磁鐵的磁性強(qiáng)弱C.磁鐵運(yùn)動的方向D.磁鐵運(yùn)動的速度大小

（3）小紅又將實(shí)驗裝置改造，如圖乙所示，螺線管A經(jīng)過滑動變阻器與開關(guān)、電池相連構(gòu)成直

流電路；螺線管B與電流計構(gòu)成閉合電路，螺線管B套在螺線管A的外面，為了探究影響感應(yīng)

電流方向的因素，閉合開關(guān)后，以不同速度移動滑動變阻器的滑片，觀察指針擺動情況；由此實(shí)

驗可以得出恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)論是（選填選項前的字母）。

A.螺線管A的磁性變強(qiáng)或變?nèi)跤绊懼羔様[動幅度大小

B.螺線管A的磁性變強(qiáng)或變?nèi)跤绊懼羔様[動方向

C.螺線管A的磁性強(qiáng)弱變化快慢影響指針擺動幅度大小

D.螺線管A的磁性強(qiáng)弱變化快慢影響指針擺動方向

（4）在（3）的研究中，完成實(shí)驗后未斷開開關(guān)，也未把A、B兩螺線管和鐵芯分開設(shè)置，在拆

除電路時突然被電擊了一下，則被電擊是在拆除（選填"A”或"B"）螺線管所在電路時

發(fā)生的。試分析被電擊的原因：。

【解答】解：（1）AB、螺線管不動磁鐵不管是勻速還是加速插入或拔出螺線管磁通量都會發(fā)生改

變，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故AB正確；

CD、磁鐵與螺線管保持相對靜止，一起勻速向上運(yùn)動或一起在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，螺線管磁通

量都不發(fā)生變化，故不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計指針不偏轉(zhuǎn)，故CD錯誤；

（2）根據(jù)（1）的操作會發(fā)現(xiàn)磁鐵插入或拔出時螺線管時電流計指針偏轉(zhuǎn)方向會有不同，故可知

感應(yīng)電流方向與磁鐵運(yùn)動的方向有關(guān)，故C正確，ABD錯誤；

（3）以不同速度移動滑動變阻器的滑片可以改變螺線管A的磁性強(qiáng)弱及其強(qiáng)弱變化快慢，通過

操作可以判斷螺線管A的磁性變強(qiáng)或變?nèi)跤绊懼羔様[動方向，磁性強(qiáng)弱變化快慢影響指針擺動幅

度大小，故BC正確，AD錯誤；

（4）在拆除螺線管A時，電流快速減小，由于自感作用，螺線管A會產(chǎn)生很大的感應(yīng)電動勢,

所以被電擊一下；

故答案為：（1）AB；（2）C；（3）BC；（4）A,電流快速減小，由于自感作用，螺線管A會產(chǎn)生

很大的感應(yīng)電動勢；

17.小明在課外活動中制作了如圖1所示的“電子發(fā)聲裝置”：在一塊木板兩端固定兩顆螺絲釘，將

一根張緊的銅絲纏繞在兩顆螺絲釘之間，擴(kuò)音器通過導(dǎo)線與兩螺絲釘連接，銅絲旁邊放置一塊磁

鐵，用手指在水平方向撥動銅絲，擴(kuò)音器上就發(fā)出了聲音。

圖1圖2

(1)根據(jù)上述信息，下列說法正確的是

A.銅絲振動引起空氣振動而發(fā)出聲音

B.振動的銅絲切割磁感線產(chǎn)生直流電流

C.銅絲振動時將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

D.銅絲振動時能量轉(zhuǎn)化的原理與發(fā)電機(jī)原理相同

(2)上題的“電子發(fā)聲裝置”可簡化成如圖2的電路模型：左端接有電阻R的平行光滑金屬導(dǎo)

軌水平放置，固定在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，一導(dǎo)體桿與兩導(dǎo)軌良好接觸，在外力作用下沿導(dǎo)軌

方向做周期為1s的簡諧運(yùn)動。圖中0位置對應(yīng)平衡位置，C、D兩位置對應(yīng)簡諧運(yùn)動的左、右最

大位移處。兩導(dǎo)軌電阻不計，下列說法正確的是

A.每經(jīng)過1s,流過電阻R的電流方向變化一次

B.桿在C位置時，電阻R的發(fā)熱功率最大

C.桿由C到O的運(yùn)動過程中，流過電阻R的電流由b-a

D.桿由C到D的運(yùn)動過程中，流過電阻R的電流一直變大

(3)電吉他的拾音器的原理圖(如圖3所示)。電吉他琴身上裝有線圈，被磁化的琴弦振動時,

會使線圈中的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)信號放大器放大后傳到揚(yáng)聲器。當(dāng)圖中琴

弦向右靠近線圈時，線圈受到A的磁場力(請?zhí)钔颗c答案對應(yīng)的字母選項：A：向右；B：向

左);

(4)若由于金屬弦的振動，螺線管內(nèi)的磁通量隨時間的變化如圖4所示，則對應(yīng)感應(yīng)電流的變化

為。

【解答】解：(1)AB.手指撥動銅導(dǎo)線發(fā)聲是由于銅導(dǎo)線往復(fù)運(yùn)動時切割磁感線，回路中產(chǎn)生感

應(yīng)電流，切割方向發(fā)生變化，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向也跟著變化，故感應(yīng)電流是交變電流，感應(yīng)電

流通過擴(kuò)音器放大后再轉(zhuǎn)化為聲音信號，故發(fā)出聲音不是銅絲振動引起空氣振動而產(chǎn)生的，故AB

錯誤；

CD.銅絲振動時能量轉(zhuǎn)化的原理與發(fā)電機(jī)原理相同，都是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故C錯誤，D正

確。

故選：D。

(2)AB.導(dǎo)體桿做簡諧運(yùn)動，其速度隨時間變化規(guī)律遵循正余弦規(guī)律，根據(jù)感應(yīng)電動勢E=BLv,

可知產(chǎn)生正余弦式交流電，則一個周期內(nèi)流過電阻R的電流方向變化兩次。電阻R的發(fā)熱功率要

用交流電的有效值計算，而正余弦式交流電的電動勢的有效值不變，則電阻R的電壓有有效值不

變，故其發(fā)熱功率是不變的，故AB錯誤；

C.導(dǎo)體桿由C到。的運(yùn)動過程中，根據(jù)右手定則知，桿中的電流方向向下，則流過電阻R的電

流方向由bfa,故C正確；

D.導(dǎo)體桿由C到D的運(yùn)動過程中，速度先增大后減小，感應(yīng)電動勢先增大后減小，則流過電阻

R的電流先增大后減小，故D錯誤。

故選：Co

(3)當(dāng)圖中琴弦向右靠近線圈時，線圈所在位置磁場變大，磁通量變大，根據(jù)楞次定律的推廣：

“來拒去留”，可知線圈受到向右的磁場力。

故選：Ao

(4)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：E=n桀，根據(jù)閉合電路歐姆定律：若

ZJtK

可得感應(yīng)電流為：i=爵可知感應(yīng)電流的大小與①-1圖像的斜率絕對值成正比，①-1圖像對

應(yīng)的是正弦變化規(guī)律，貝IJi-1圖像為余弦變化規(guī)律。在t=？、t=要時刻①-1圖像的斜率為零，

則感應(yīng)電流亦為零，t=to時刻中-t圖像的斜率最大，則感應(yīng)電流最大。根據(jù)楞次定律，。?■^與

包?一包時間內(nèi)電流方向是相反的，0?包與日包~2to時間內(nèi)電流方向是相同的，故ACD錯誤，B

2222

正確。

故選：Bo

故答案為：(1)D；(2)C；(3)A；(4)B

四.計算題(共3小題)

18.某供電系統(tǒng)電路如圖所示，磁體間的磁場可視為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.20T。矩形線圈

ABCD匝數(shù)為100匝、面積為0.5m2,繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，角速度為90立rad/s,線圈

電阻忽略不計。線圈輸出端通過電刷E、F與理想變壓器的原線圈相連，副線圈輸出電壓為220V,

求：

(1)線圈轉(zhuǎn)到圖中位置時感應(yīng)電動勢的大小;

(2)圖中交流電壓表的示數(shù)；

(3)變壓器的原副線圈匝數(shù)之比。

接外電路

【解答】解：(1)線框轉(zhuǎn)至中性面位置時，線圈中感應(yīng)電動勢大小為0。

(2)感應(yīng)電動勢的最大值Em=nBS3=100X0.20X0.5)<90&V=900V^V,

感應(yīng)電動勢的有效值為，E=

E90045

(3)由于是理想變壓器，變壓器的原副線圈匝數(shù)之比：—

n2U—220―11

答：(1)線圈轉(zhuǎn)到圖中位置時感應(yīng)電動勢的大小為0；

(2)圖中交流電壓表的示數(shù)為900V；

(3)變壓器的原副線圈匝數(shù)之比為45：Ho

19.如圖所示，MN、PQ為間距L=0.5m足夠長的平行導(dǎo)軌，NQXMN,導(dǎo)軌平面與水平面間的夾

角8=37°,NQ間連接有一個R=4C的電阻。有一勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bo

=1T,將一根質(zhì)量為m=0.05kg、軌道間有效電阻為r=10的金屬棒ab緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上,

且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌的電阻不計?，F(xiàn)由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動過程中始終

與NQ平行。已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)以=0.5,當(dāng)金屬棒滑行至cd處時已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定

速度。試解答以下問題：(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)請定性說明金屬棒在達(dá)到穩(wěn)定速度前的加速度和速度各如何變化？

(2)當(dāng)金屬棒滑行至cd處時回路中的電流多大？金屬棒ab兩端的電勢差多大？

(3)金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度時重力做功的瞬時功率多大？

【解答】解：(1)導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E=