图甲为某“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示。按下门铃按钮过程，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮过程，磁铁远离螺线管回归原位。下列说法正确的有$(\qquad)$

按下按钮过程，螺线管受到向右的磁场力

松开按钮过程，$Q$端的电势更高

按住按钮不动，螺线管中产生恒定的感应电动势

按下和松开按钮过程，螺线管对磁铁的力方向相反

$\rm A$．按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知螺线管受到向左的磁场力,故$\rm A$错误；

$\rm B$．松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从$Q$端流入，从$P$端流出，螺线管充当电源，则$P$端电势较高，故$\rm B$错误；

$\rm C$．按住按钮不动，线圈内磁通量不变化，无感应电动势，故$\rm C$错误；

$\rm D$．根据“来拒去留”可知，按下和松开按钮过程，螺线管对磁铁的力方向相反，故$\rm D$正确。

故选：$\rm D$。

手摇式发电机是登山爱好者必备的物品，其原理示意图如图所示。一单匝半圆形金属线圈处在磁感应强度方向垂直纸面向里的匀强磁场中，通过导线与灵敏电流计组成回路，现使手柄以一定的转速从图示位置开始匀速转动，则线圈$(\qquad)$

产生的是交变电流

此时的磁通量变化率最大

转过$90^\\circ $时感应电流的方向发生变化

转过$90^\\circ $时产生的感应电流最大

$\rm A$．线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴与磁场方向垂直，符合正弦式交流电的产生条件，即产生交流电，故$\rm A$正确；

$\rm B$．此时的磁通量最大，磁通量的变化率最小，故$\rm B$错误；

$\rm CD$．转过$90^\circ $时线圈平面垂直于中性面，产生的感应电流最大，电流方向不发生改变，故$\rm D$正确，$\rm C$错误。

故选：$\rm AD$。

如图所示为一台微型水力发电机，其进水口接到家里的水龙头。打开水龙头阀门，发电机输出的电能恰好使额定功率为$2\;\rm W$的小灯泡正常发光。测得进水口水的流速为$4\;\rm m/s$，其横截面积为$1.5 \times 10^{-4}\;\rm m^{2}$，水的密度为$1.0 \times 10^{3}\;\rm kg/m^{3}$，发电机内阻不计。则发电机$1$分钟输出的电能为                 $\;\rm J$，该发电机将水的动能转化为电能的效率为                 （保留三位有效数字）。

根据$W=Pt$可得发电机$1$分钟输出的电能为$W=2 \times 60\;\rm J=120\;\rm J$；

一分钟流入发电机的水的质量为$m=\rho V=\rho Svt=36\;\rm kg$

故一秒钟进入发电机的水的动能为$E_{\text{k}}=\dfrac{1}{2}mv^{2}=288\;\rm \text{J}$

一分钟发电机输出的电能为$W=Pt=120\;\rm J$

故该发电机将水的动能转化为电能的效率为$\eta=\dfrac{W}{E_{\text{k}}} \times 100\%=\dfrac{120\ \text{J}}{288\ \text{J}} \times 100\%=41.7\%$

某学校用一台不计内阻的发电机来提供照明用电，输电过程如图所示，升压变压器原、副线圈匝数比为$1:10$，降压变压器原、副线圈匝数比为$10:1$，两变压器均可看作理想变压器。输电线的总电阻为$R=50\;\rm \Omega$，全校共有$30$个班，每班有$6$盏“$220\;\rm V$，$60\;\rm W$”的灯，若要保证全部电灯正常发光，求：

①输电线上的电流；

②升压变压器每小时输出多少千瓦时的电能。

（结果均保留三位有效数字）

$4.91\\;\\rm A$

答：$12.0\\;\\rm kW ⋅ h$

①降压变压器副线圈的电流$I_{4}= \dfrac{60}{220} \times 6 \times 30\;\rm \text{A}= \dfrac{540}{11}\ \text{A}$

降压变压器原线圈的电流$I_{3}=\dfrac{n_{4}}{n_{3}}I_{4}=4.91\;\rm \text{A}$

②输电线损失的功率$\Delta P=I_{3}^{2}R=1205\;\rm W$

降压变压器原线圈的电压$U_{3}=\dfrac{n_{3}}{n_{4}}U_{4}=2200\;\rm \text{V}$

输电线上损失的电压为$\Delta U=I_{3}R=245.5\;\rm V$

升压变压器的输出电压$U_{2}=U_{3}+\Delta U=2445.5\;\rm V$

发电机输入功率为$P_{1}=P_{2}=U_{2}I_{3}=12007.4\;\rm W$

升压变压器每小时输出的电能为$W=P_{1}t\approx 12.0\;\rm kW ⋅ h$