高考物理一輪復習專項訓練：電路和圖像

1、2019 年高考物理一輪復習專項訓練：電路和圖像查字典物理網(wǎng)整理了2019 年高考物理一輪復習專項訓練：電路和圖像，幫助廣大高中學生學習物理知識!一、選擇題 ( 本大題共 10 小題 , 每小題 7 分 , 共 70 分。每小題至少一個答案正確, 選不全得 3 分)1.(2019南京模擬 ) 如圖所示是兩個互連的金屬圓環(huán), 小金屬環(huán)的電阻是大金屬環(huán)電阻的二分之一, 磁場垂直穿過大金屬環(huán)所在區(qū)域。當磁感應強度隨時間均勻變化時, 在大環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應電動勢為e, 則 a、b 兩點間的電勢差為()a.e b.e c.e d.e2. 一環(huán)形線圈放在勻強磁場中, 設第 1s 內(nèi)磁感線垂直線圈平面 ( 即垂

2、直于紙面 ) 向里 , 如圖甲所示。若磁感應強度 b 隨時間 t 變化的關系如圖乙所示 , 那么第 3s 內(nèi)線圈中感應電流的大小與其各處所受安培力的方向是 () a. 大小恒定 , 沿順時針方向與圓相切b. 大小恒定 , 沿著圓半徑指向圓心c. 逐漸增加 , 沿著圓半徑離開圓心d. 逐漸增加 , 沿逆時針方向與圓相切3.(2019 南寧模擬 ) 如圖 , 一個邊長為 l 的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場 ; 一個邊長也為 l 的正方形導線框所在平面與磁場方向垂直 ; 虛線框對角線 ab 與導線框的一第 1頁條邊垂直 ,ba 的延長線平分導線框。在 t=0 時, 使導線框從圖示位置開始

3、以恒定速度沿 ab 方向移動 , 直到整個導線框離開磁場區(qū)域。以 i 表示導線框中感應電流的強度 , 取逆時針方向為正。下列表示 i-t 關系的圖示中 , 可能正確的是 ()4.(2019攀枝花模擬 ) 如圖所示 ,mn、pq是間距為 l 的平行金屬導軌 , 置于磁感應強度為b, 方向垂直導軌所在平面向里的勻強磁場中 ,m、 p 間接有一阻值為r 的電阻。一根與導軌接觸良好、有效阻值為的金屬導線ab 垂直導軌放置 , 并在水平外力 f 的作用下以速度v 向右勻速運動 , 則 ( 不計導軌電阻 )()a. 通過電阻r 的電流方向為prmb.a 、 b 兩點間的電壓為blvc.a 端電勢比b 端高

4、d. 外力 f 做的功等于電阻r 上發(fā)出的焦耳熱5. 如圖所示 , 兩光滑平行金屬導軌間距為l, 直導線 mn垂直跨在導軌上 , 且與導軌接觸良好, 整個裝置處在垂直于紙面向里的勻強磁場中, 磁感應強度為b。電容器的電容為c,除電阻 r 外 , 導軌和導線的電阻均不計?，F(xiàn)給導線mn一初速度 ,使導線 mn向右運動 , 當電路穩(wěn)定后 ,mn 以速度 v 向右做勻速運動時 ()a. 電容器兩端的電壓為零b. 電阻兩端的電壓為 blv第 2頁c. 電容器所帶電荷量為cblvd. 為保持 mn勻速運動 , 需對其施加的拉力大小為6.(2019衡水模擬 ) 如圖所示 , 等腰三角形內(nèi)分布有垂直于紙面向外

5、的勻強磁場, 它的底邊在x 軸上且長為2l, 高為 l。紙面內(nèi)一邊長為l 的正方形導線框沿x 軸正方向做勻速直線運動穿過勻強磁場區(qū)域, 在 t=0 時刻恰好位于圖中所示的位置。以順時針方向為導線框中電流的正方向, 在下面四幅圖中能夠正確表示電流位移(i-x)關系的是()7. 兩根平行的長直金屬導軌 , 其電阻不計 , 導線 ab、 cd 跨在導軌上且與導軌接觸良好, 如圖所示 ,ab 的電阻大于cd 的電阻 , 當 cd 在外力 f1( 大小 ) 的作用下 , 勻速向右運動時 ,ab 在外力 f2( 大小 ) 的作用下保持靜止 , 那么在不計摩擦力的情況下 (uab、ucd 是導線與導軌接觸間

6、的電勢差 )() a.f1f2,uabucd b.f1ucd c.f1=f2, d.uab=ucd8.(2019 新課標全國卷 ) 如圖 , 一載流長直導線和一矩形導線框固定在同一平面內(nèi) , 線框在長直導線右側 , 且其長邊與長直導線平行。已知在 t=0 到 t=t1 的時間間隔內(nèi) , 直導線中電流 i 發(fā)生某種變化 , 而線框中的感應電流總是沿順時針方向;線框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。設電流i 正方向與圖中箭頭所示方向相同, 則 i 隨時間 t 變化的圖線可能是 ()9.(2019桂林模擬 ) 如圖所示 , 間距為 l 的光滑平行金屬導軌第 3頁彎成形 , 底部導軌面水平 ,

7、 傾斜部分與水平面成角 , 導軌與固定電阻相連 , 整個裝置處于豎直向上的大小為 b 的勻強磁場中。導體棒 ab 和 cd 均垂直于導軌放置 , 且與導軌間接觸良好 , 兩導體棒的電阻皆與阻值為 r 的固定電阻相等 , 其余部分電阻不計。當導體棒 cd 沿底部導軌向右以速度 v 勻速滑動時 , 導體棒 ab 恰好在傾斜導軌上處于靜止狀態(tài), 導體棒 ab 的重力為 mg,則 ()a. 導體棒 cd 兩端電壓為blvb.t 時間內(nèi)通過導體棒cd 橫截面的電荷量為c.cd 棒克服安培力做功的功率為d. 導體棒 ab 所受安培力為mgsin二、計算題 ( 本大題共 2 小題 , 共 30 分。要有必要

8、的文字說明和解題步驟 , 有數(shù)值計算的要注明單位 )11.(14 分 ) 勻強磁場的磁感應強度 b=0.2t, 磁場寬度 l=3m, 一正方形金屬框邊長 ab=l=1m, 每邊電阻 r=0.2, 金屬框以 v=10m/s 的速度勻速穿過磁場區(qū) , 其平面始終保持與磁感線方向垂直 , 如圖所示。(1) 畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中 , 金屬框內(nèi)感應電流的 i -t 圖線 ;(2) 畫出 ab 兩端電壓的 u -t 圖線。12.(16分 ) 如圖甲所示 , 水平面上的兩光滑金屬導軌平行固定放置 , 間距 d=0.5m, 電阻不計 , 左端通過導線與阻值r=2的第 4頁電阻連接 , 右端通過導線與阻

9、值rl=4 的小燈泡l 連接。在cdfe矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強磁場,ce 長 l=2m, 有一阻值 r=2 的金屬棒 pq放置在靠近磁場邊界 cd處。cdfe區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應強度 b 隨時間變化規(guī)律如圖乙所示。在 t=0 至t=4s 內(nèi) , 金屬棒 pq保持靜止 , 在 t=4s 時使金屬棒pq以某一速度進入磁場區(qū)域并保持勻速運動。已知從t=0 開始到金屬棒運動到磁場邊界ef 處的整個過程中, 小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化。求 :(1) 通過小燈泡的電流 ;(2) 金屬棒 pq在磁場區(qū)域中運動的速度大小。答案解析1. 【解析】選 b。大金屬環(huán)相當于電源 ,a 、 b 兩點間的電勢差等于路端電

10、壓 , 而小金屬環(huán)電阻占電路總電阻的 , 故uab=e,b 正確。2. 【解析】選 b。由題圖乙知 , 第 3 s 內(nèi)磁感應強度 b 逐漸增大 , 變化率恒定 , 故感應電流的大小恒定。再由楞次定律, 線圈各處受安培力的方向都使線圈面積有縮小的趨勢 , 故沿著圓半徑指向圓心 ,b 項正確?！咀兪絺溥x】 (2019 合肥模擬 ) 一個閉合線圈固定在垂直紙面的勻強磁場中 , 設磁場方向向里為磁感應強度 b 的正方向 , 線圈中的箭頭為電流i 的正方向。線圈及線圈中感應電流i 隨時間變化的圖線如圖所示, 則磁感應強度b 隨時間變化的圖第 5頁線可能是圖中的()【解析】選c、 d。在線圈中感應電流的方

11、向是順時針為正,由其感應電流的圖像可知線圈中開始的電流是逆時針方向,感應電流的磁場是垂直于紙面向外的 , 原磁場是向里的 ( 正方向 ), 則原磁場應是加強的 , 在 b -t 圖像上的圖線斜率為正值 , 經(jīng)過 t 后 , 感應電流反向 , 說明原磁場是正向減弱或負向增強 , 圖線的斜率為負值, 再過 t, 圖線的斜率為正值。 所以 c、d 兩圖正確 ,a 、 b 錯誤。3. 【解析】選 d。如圖所示 , 線框的 ef 邊從剛進入磁場到恰好完全進入磁場的過程中 , 感應電流均勻增大 , 感應電流方向為逆時針 ; 從 ef 邊的兩個端點剛好進入磁場到剛好出磁場的過程中 , 感應電流大小恒定 ,

12、感應電流方向為逆時針 ; 從 ef邊的兩個端點剛好出磁場, 到 gh 邊剛好到達磁場, 再到 gh 邊和 ef 邊在磁場中的長度相等的過程中 , 感應電流方向為逆時針 , 大小均勻減小 , 且變化率大于上一個過程中電流的變化率 ; 從此時開始到 gh 邊恰好完全出磁場的過程中感應電流大小和方向的變化情況與前面的過程正好互逆 , 符合上述規(guī)律的只有選項 d。4. 【解析】選c。由右手定則可知通過金屬導線的電流由b到 a, 即通過電阻 r 的電流方向為 mrp,a錯誤 ; 金屬導線產(chǎn)生的電動勢為 blv, 而 a、b 兩點間的電壓為等效電路路端電壓 , 由閉合電路歐姆定律可知 ,a 、 b 兩點間

13、電壓為 blv,b 錯誤 ;第 6頁金屬導線可等效為電源, 在電源內(nèi)部 , 電流從低電勢流向高電勢 , 所以 a 端電勢高于b 端電勢 ,c 正確 ; 根據(jù)能量守恒定律可知 , 外力做功等于電阻r 和金屬導線產(chǎn)生的焦耳熱之和,d錯誤。5. 【解析】選 c。當導線 mn勻速向右運動時 , 導線 mn產(chǎn)生的感應電動勢恒定 , 穩(wěn)定后 , 電容器既不充電也不放電 , 無電流產(chǎn)生 , 故電阻兩端沒有電壓, 電容器兩極板間的電壓為u=e=blv,所帶電荷量q=cu=cblv,故 a、 b 錯 ,c 對 ;mn 勻速運動時 , 因無電流而不受安培力, 故拉力為零 ,d 錯。6. 【解析】選 c。線框勻速穿

14、過 l 的過程中 , 有效長度 l 均勻增加 , 由 e=blv 知 , 電動勢隨位移均勻變大 ,x=l 處電動勢最大 , 電流 i 最大 ; 從 x=l 至 x=1.5l 過程中 , 框架兩邊都切割磁感線 , 總電動勢減小 , 電流減小 ; 從 x=1.5l 至 x=2l, 左邊框切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢大于右邊框 , 故電流反向且增大 ;x=2l 至 x=3l 過程中 , 只有左邊框切割磁感線 , 有效長度 l減小 , 電流減小。綜上所述, 只有 c 項符合題意。7. 【解析】選 d。通過兩導線電流強度一樣 , 兩導線都處于平衡狀態(tài) , 則 f1=bil,f2=bil, 所以 f1=f2,

15、a、 b 錯誤 ;uab=irab, 這里 cd 導線相當于電源 , 所以 ucd 是路端電壓 ,ucd=irab, 即 uab=ucd,故 c 錯誤 ,d 正確。8. 【解題指南】解答本題可按以下思路分析:第 7頁判斷線框處磁場方向利用楞次定律分析線框中的電流判斷符合線框中的電流方向的選項【解析】 選 a。分析 a 圖 , 如圖甲所示 , 在 0 t1 時間內(nèi) , 直導線中的電流在線框處產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向里, 由楞次定律可知此過程中線框中的感應電流方向為順時針方向,由左手定則可判斷出線框的左邊所受安培力較大, 方向向左 ,線框的右邊所受安培力較小, 方向向右 , 線框所受合力方向向左

16、 , 如圖乙所示。在 t1 t1時間內(nèi) , 直導線中的電流在線框處產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向外, 由楞次定律可知此過程中線框中的感應電流方向為順時針方向, 由左手定則可判斷出線框的左邊所受安培力較大, 方向向右 , 線框的右邊所受安培力較小 , 方向向左 , 線框所受合力方向向右, 如圖丙所示。故選項 a 正確 ,b 、 c、d 錯誤。9. 【解析】選 b。導體棒 cd 勻速運動 , 產(chǎn)生的電動勢 e=blv,由串聯(lián)電路電壓關系 ucd=e=blv,則 a 錯。 r 總=r并 +r=r,i=,q=it,則:q=, 則 b正確。cd 棒克服安培力做功的功率pcd=bilv=, 則 c 錯。對棒a

17、b:mgsin=f 安 cos 得 f 安 =mgtan, 則 d 項錯。10. 【解析】選 a、 d。因線框中產(chǎn)生的感應電動勢隨速度的增大而增大 , 故在線框全部進入磁場前 , 感應電流一直增大 ;第 8頁線框從磁場中穿出時 , 感應電動勢與感應電流仍在增大 ; 完全進入磁場、全部處于磁場、完全從磁場中通過所需的時間越來越短 , 結合以上特點可知 , 感應電流與時間的關系圖像正確的是 a; 因為勻加速過程中 , 中間位置的速度大于中間時刻的速度 , 且線框完全進入磁場、全部處于磁場、完全從磁場中通過所發(fā)生的位移相同 , 故感應電流與位移 x 的關系圖像正確的是 d?！究偨Y提升】圖形、圖像問題

18、的三會圖形、圖像能形象地顯示各物理量之間的函數(shù)關系, 是研究物理問題的一把金鑰匙。應用圖像法解題應做到三會:(1) 會識圖 : 認識圖像 , 理解圖像的物理意義 ;(2) 會作圖 : 依據(jù)物理現(xiàn)象、物理過程、物理規(guī)律作出圖像,且能對圖像進行變形或轉換;(3) 會用圖 : 能用圖像分析實驗 , 用圖像描述復雜的物理過程 ,用圖像法來解決物理問題。11. 【解析】 (1) 金屬框進入磁場區(qū)時,e1=blv=2v (1分 )i1=2.5a, (1分 )由楞次定律可以判斷, 電流的方向為逆時針方向,如圖甲中實線框abcd 所示 , 感應電流持續(xù)的時間t1=0.1s (1分 )金屬框全部進入磁場區(qū)后:e2=0,i2=0,無電流的時間t2=0.2s第 9頁金屬框穿出磁場區(qū)時 ,e3=blv=2v,i3=2.5a, 電流的方向為順時針方向 , 如圖甲中虛線框 abcd 所示 , 規(guī)定電流方向逆時針為正 , 故 i -t 圖線如圖乙所示。(3 分)(2 分)(2) 金屬框進入磁場區(qū)時 ,ab 兩端電壓 u1=i1r=0.5v 金屬框全部進入磁場區(qū)后 ,ab 兩端電壓 u2=blv=2v 金屬框穿出磁場區(qū)時 ,ab 兩端電壓 u3=e3-i3r