2012年高考试题分项解析物理

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2012年高考试题分项解析物理
专题13电磁感应和交变电流
（2012·广东）19.某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin100πt（V），对此电动势，下

列表述正确的有(					) B.频率是100Hz D.周期是0.02s
A.最大值是	50 2		V
C．有效值是		25 2		V

（2012·山东）18．图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示

的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为

n 1

、

n 2

。

V为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引

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5.（2012·海南）如图，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板

上，细线从一水平金属环中穿过。现将环从位置I释放，环经过磁铁到

达位置II。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则
A．T1>mg，T2>mg B．T1<mg，T2<mg
C．T1>mg，T2<mg D．T1<mg，T2>mg

4.（2012·海南）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12V，6W”的小

灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时，原线圈中电压表和电流表（可视为理想

的）的示数分别是

A．120V，0.10A B．240V，0.025A 21世纪教育网

C．120V，0.05A D．240V，0.05A

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（2012·福建）18、【原题】：如图甲，一圆形闭合铜环由高处从静止开始

下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始

终保持重合。若取磁铁中心O为坐标原点，建立竖直向下正方向的x轴，则

图乙中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图像是

（2012?重庆）如图所示，理想变压器的原线圈接u＝11000

2 sin100πt(V)的交变电压，副线圈通

过电阻r＝6Ω的导线对“220V/880 W”的电器RL供电，该电器正常工作．由此可知()

A．原、副线圈的匝数比为50∶1

B．交变电压的频率为100Hz[来源:21世纪教育网]

C．副线圈中电流的有效值为4A

D．变压器的输入功率为880W

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（2012·江苏）7.某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成.当右侧线圈L2中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路.仅考虑L1在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有
(A)家庭电路正常工作时,L2中的磁通量为零
(B)家庭电路中使用的电器增多时,L2中的磁通量不变
(C)家庭电路发生短路时,开关K将被电磁铁吸起
(D)地面上的人接触火线发生触电时,开关K将被电磁铁吸起

（2012·浙江）20、为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外面壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电源相连，如图所示。当

开关从a 拨到b 时，由L 与C 构成的回路中产生周期

T

?

2?

LC

的振荡电流。当罐中的

液面上升时

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（2012·天津）4．通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电

压U保持不变，输电线路总电阻的R。当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的

电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则

?2

P1，和?1

?? 1 A．??，? ?? 1 C．??， ?2

2 1 B．(??) R，? 2 1 D．(??) R，?2

（2012·四川）16．如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈a和b，则

A．绕圈a输入正弦交变电流，线圈b可输出恒定电流

B．绕圈a输入恒定电流，穿过线圈b的磁通量一定为零

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C．绕圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响
D．绕圈a的磁场变化时，线圈b中一定有电场

（2012·北京）19．物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后。
将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套
环。闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。

某同学另找来器材再探究此实验。他连接好

电路，经重复试验，线圈上的套环均未动。对比

老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未

动的原因可能是
A．线圈接在了直流电源上 B．电源电压过高
C．所选线圈的匝数过多 D．所用套环的材料与老师的不同

（2012·北京）15．一个小型电热器若接在输出电压为10v的直流电源上，消耗电功率 ?

为P；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为。如果电热器电阻不变，2

则此交流电源输出电压的最大值为

A．5V

B．5

2 V

C．5V

D．10

2 V

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（2012·全国新课标卷）17.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分，一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0kW。设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为
A.380V和5.3A
B.380V和9.1A
C.240V和5.3A
D.240V和9.1A

（2012·全国新课标卷）19.如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框

转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率	?B	的大小应为
	?t

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（2012·全国新课标卷）20.如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同

一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。已知在t=0到t=t1的

时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中感应电流总是沿顺时针方向；

线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。设电流i正方向与图中箭头

方向相同，则i随时间t变化的图线可能是

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（2012·浙江）25、（22分）为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了一种“闪烁”装置，如图所示，自行车后轮由半径r1=5.0╳10-2m的金属内圈、
半径r2=0.40m的金属内圈和绝缘辐条构成。后轮的内、外圈之
间等间隔地接有4根金属条，每根金属条的中间均串联有一电阻
在支架上装有磁铁，形成了磁感应强度值为R的小灯泡。

B=0.10T、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场，其内半径为r1、
外半径为r2、张角θ=π/6。后轮以角速度ω=2πrad/s相对于转轴
转动。若不计其它电阻，忽略磁场的边缘效应。

（1）当金属条ab进入“扇形”磁场时，求感应电动势E，并指出ab上的电流方向；（2）当金属条ab进入“扇形”磁场时，画出“闪烁”装置的电路图；
（3）从金属条ab进入“扇形”磁场开始，经计算画出轮子转一圈过程中，内圈与外圈之间电势差Uab-t图象；
（4）若选择的是“1.5V、0.3A”的小灯泡，该“闪烁”装置能否正常工作？有同学提出，通过改变磁感应强度B、后轮外圈半径r2、角速度ω和张角θ等物理量的大小，优化前同学的设计方案，请给出你的评价。

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（2012·江苏）13.(15 分)某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示.在磁极和圆柱状铁芯

之间形成的两磁场区域的圆心角琢均为49仔,磁场均沿半径方向.匝数为N的矩形线圈

abcd的边长ab=cd =l、bc=ad =2l. 线圈以角速度棕绕中心轴匀速转动,bc和ad边同时进

入磁场.在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂

直.线圈的总电阻为r,外接电阻为R.求:

（2012·安徽）23.（16 分）图1 是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为B 的匀强磁场中，

有一矩形线图abcd 可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴		OO 转动，由线圈引起的导线ae 和'
df 分别与两个跟线圈一起绕	OO 转动的金属圈环相连接，' 金属圈环又分别与两个固定的电

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刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电话电阻R形成闭合电路。图2

是线圈的住视图，导线ab 和cd 分别用它们的横截面来表示。已知ab 长度为	L , bc 长度为1
L ,线圈以恒定角速度?逆时针转动。（只考虑单匝线圈）2
（1）线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t 时刻整个线圈中的感应电动势		e 的表1

达式；

（2）线圈平面处于与中性面成?夹角位置时开始计时，如图3 所示，试写出t 时刻整个线0
圈中的感应电动势	e 的表达式；2

（3）若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热。（其它电阻均不计）

（2012·上海）33．（14分）如图，质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面

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上。一电阻不计，质量为m的导体棒PQ放置在导轨上，始终与导轨接触良好，PQbc构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为μ，棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨bc段长为L，开始时PQ左侧导轨的总电阻为R，右侧导轨单位长度的电阻为R0。以ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向左，磁感应强度大小均为B。在t=0时，一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为a。

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（2012·上海）26．（4分）为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示。己知线圈由a端开始绕至b端：当电流从电流计G左端流入时，
指针向左偏转。

（1）将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏

转。俯视线圈，其绕向为____________（填：“顺时针”或“逆时针”）。

（2）当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转。俯视线圈，其绕向为____________（填：“顺时针”或“逆时针”）。

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