高考第一輪復習： 32綜合復習提高練習

1、11/112019年高考第一輪復習： 3-2綜合復習提高練習一、單項選擇題1如圖甲所示 ,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n2=31 ,L1、L2為兩只相同的燈泡 ,R、L、D和C分別為定值電阻、理想線圈、理想二極管和電容器 ,其中C=10F。當原線圈兩端接如圖乙所示的正弦交流電時 ,以下說法中正確的選項是 A 燈泡L1一定比L2暗B 副線圈兩端的電壓有效值為12 VC 因電容器所在支路處于斷路狀態(tài) ,故無電流通過二極管D 二極管D兩端反向電壓最大值是122V【答案】B【解析】A：不知道R的阻值和理想線圈L的電感 ,不能確定L1與L2的亮度關系。故A項錯誤。B：由圖乙得 ,原線圈兩端電壓的有效

2、值U1=36V ,據(jù)U1:U2=n1:n2可得 ,副線圈兩端的電壓有效值U2=12V。故B項正確。C：理想二極管具有單向導電性 ,電流可以“通過電容器 ,在給電容器正向充電過程中有正向電流通過二極管；當電容器兩端電壓等于副線圈兩端電壓最大值時 ,不再充電 ,無電流流過二極管。故C項錯誤。D：當電容器兩端電壓等于副線圈兩端電壓最大值 ,變壓器兩端電壓為反向電壓最大值時 ,二極管D兩端反向電壓最大值為122+122V=242V。故D項錯誤。2多項選擇題如下圖 ,在方向垂直紙面向里 ,磁感應強度為B的勻強磁場區(qū)域中有一個由均勻導線制成的單匝矩形線框abcd ,線框以恒定的速度v沿垂直磁場方向向右運動

3、 ,運動中線框dc邊始終與磁場右邊界平行 ,線框邊長 ,.線框導線的總電阻為R.那么在線框離開磁場的過程中 ,以下說法中正確的選項是 Aad間的電壓為B流過線框截面的電量為C線框所受安培力的合力為D線框中的電流在ad邊產(chǎn)生的熱量為【答案】ABD【解析】 ad間的電壓為： ,故A正確；感應電量 ,故B正確線框所受安培力： ,故C錯誤；產(chǎn)生的感應電動勢：E=2BLv；感應電流：；線框中的電流在ad邊產(chǎn)生的熱量： ,故D正確應選ABD.3豎直平面內有一形狀為拋物線的光滑曲面軌道 ,如下圖 ,拋物線方程是y=x2 ,軌道下半局部處在一個水平向外的勻強磁場中 ,磁場的上邊界是y=a的直線圖中虛線所示 ,

4、一個小金屬環(huán)從拋物線上y=bba處以速度v沿拋物線下滑 ,假設拋物線足夠長 ,金屬環(huán)沿拋物線下滑后產(chǎn)生的焦耳熱總量是 Amgb Bmv2 Cmgba Dmgba+mv2【答案】D【解析】解：圓環(huán)最終在y=a以下來回擺動 ,以y=bba處為初位置 ,y=a處為末位置 ,知末位置的速度為零 ,在整個過程中 ,重力勢能減小 ,動能減小 ,減小的機械能轉化為內能 ,根據(jù)能量守恒得 ,Q=mgba故D正確 ,A、B、C錯誤應選D4多項選擇題如下圖 ,邊長為L、匝數(shù)為N ,電阻不計的正方形線圈abcd在磁感應強度為B的勻強磁場中繞轉軸OO轉動 ,軸OO垂直于磁感線 ,在線圈外接一含有理想變壓器的電路 ,變

5、壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2.保持線圈以恒定角速度轉動 ,以下判斷正確的選項是()A 在圖示位置時線框中磁通量為零 ,感應電動勢最大B 當可變電阻R的滑片P向上滑動時 ,電壓表V2的示數(shù)變大C 電壓表V1示數(shù)等于NBL2D 變壓器的輸入與輸出功率之比為1:1【答案】AD【解析】當磁通量為零時 ,磁通量變化率最大 ,根據(jù)法拉第電磁感應定律 ,可得產(chǎn)生的感應電動勢最大 ,故A正確；當可變電阻R的滑片P向上滑動時 ,由于電壓表測量副線圈的輸入電壓 ,而原線圈的輸入電壓不變 ,匝數(shù)比不變 ,所以副線圈的輸入電壓不變 ,即電壓表的示數(shù)不變 ,B錯誤；因為線圈是從垂直于中性面時開始時轉動的 ,故產(chǎn)

6、生的感應電動勢的瞬時值表達式為e=NBScost ,交流電壓的最大值等于em=NBL2 ,故電壓表V1示數(shù)為有效值 ,為U=NBL22 ,C錯誤；變壓器的輸入與輸出功率之比為1：1 ,故D正確。5多項選擇題如下圖 ,空間存在一有邊界的條形勻強磁場區(qū)域 ,磁場方向與豎直平面紙面垂直 ,磁場邊界的間距為L一個質量為m、邊長也為L的正方形導線框沿豎直方向運動 ,線框所在平面始終與磁場方向垂直 ,且線框上、下邊始終與磁場的邊界平行t=0時刻導線框的上邊恰好與磁場的下邊界重合圖中位置I,導線框的速度為v0經(jīng)歷一段時間后 ,當導線框的下邊恰好與磁場的上邊界重合時圖中位置,導線框的速度剛好為零此后 ,導線框

7、下落 ,經(jīng)過一段時間回到初始位置I不計空氣阻力,那么 A 上升過程中 ,導線框的加速度逐漸減小B 上升過程克服重力做功的平均功率小于下降過程重力的平均功率C 上升過程中線框產(chǎn)生的熱量比下降過程中線框產(chǎn)生的熱量的多D 上升過程中合力做的功與下降過程中合力做的功相等【答案】AC【解析】上升過程中 ,線框所受的重力和安培力都向下 ,線框做減速運動設加速度大小為a ,根據(jù)牛頓第二定律得：mg+B2L2vR=ma ,解得a=g+B2L2vmR ,由此可知 ,線框速度v減小時 ,加速度a也減小 ,故A正確下降過程中 ,線框做加速運動 ,那么有mg-B2L2vR=ma ,a=g-B2L2vmR ,由此可知

8、,下降過程加速度小于上升過程加速度 ,上升過程位移與下降過程位移相等 ,那么上升時間小于下降時間 ,上升過程與下降過程重力做功相同 ,那么上升過程克服重力做功的平均功率大于下降過程重力的平均功率 ,故B錯誤；線框產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做功 ,對應與同一位置 ,上升過程安培力大于下降過程安培力 ,上升與下降過程位移相等 ,那么上升過程克服安培力做功等于下降過程克服安培力做功 ,上升過程中線框產(chǎn)生的熱量比下降過程中線框產(chǎn)生的熱量的多 ,故C正確；在電磁感應現(xiàn)象中 ,線框中產(chǎn)生電能 ,根據(jù)能量守恒定律可知 ,線框返回原位置時速率減小 ,那么上升過程動能的變化量大小大于下降過程動能的變化量大小 ,

9、根據(jù)動能定理得知 ,上升過程中合力做功較大 ,故D錯誤應選：AC6如下圖間距為L的光滑平行金屬導軌 ,水平放置在豎直方向的磁感應強度為B的勻強磁場中 ,一端接阻值是R的電阻。一電阻為R0、質量為m的導體棒放置在導軌上 ,在外力作用下從的時刻開始運動 ,其速度隨時間的變化規(guī)律 ,不計導軌電阻。那么從到時間內外力F所做的功為 A B C D【答案】A【解析】試題分析：根據(jù)法拉第電磁感應定律可知 ,金屬棒振動時產(chǎn)生的感應電動勢為： ,此電動勢的有效值為 ,那么從到時間內電阻R產(chǎn)生的熱量為：；在時刻金屬棒的速度為vm ,那么動能為 ,那么在這段時間內外力F所做的功為應選項A正確。7多項選擇題如下圖 ,

10、在水平面上有兩條光滑的長直平行金屬導軌MN、PQ ,電阻忽略不計 ,導軌間距離為L ,磁感應強度為B的勻強磁場垂直于導軌所在平面。質量均為m的兩根金屬a、b放置在導軌上 ,a、b接入電路的電阻均為R。輕質彈簧的左端與b桿連接 ,右端固定。開始時a桿以初速度。向靜止的b桿運動 ,當a桿向右的速度為時 ,b桿向右的速度到達最大值 ,此過程中a桿產(chǎn)生的焦耳熱為Q ,兩桿始終垂直于導軌并與導軌接觸良好 ,那么b桿到達最大速度時Ab桿受到彈簧的彈力為Ba桿受到的安培力為Ca、b桿與彈簧組成的系統(tǒng)機械能減少量為QD彈簧具有的彈性勢能為【答案】AD【解析】當b桿向右的速度到達最大值時 ,所受的安培力與彈力相

11、等 ,此時：E=BLv-vm ,那么安培力 ,選項A正確；a桿受到的安培力等于b桿受的安培力的大小 ,即 ,選項B錯誤；因在過程中a桿產(chǎn)生的焦耳熱為Q ,那么b桿產(chǎn)生的焦耳熱也為Q ,那么a、b桿與彈簧組成的系統(tǒng)機械能減少量為2Q ,選項C錯誤；由能量守恒定律可知 ,彈簧具有的彈性勢能為 ,選項D正確；應選AD.8多項選擇題如下圖 ,正方形導線框ABCD、abcd的邊長均為L ,電阻均為R ,質量分別為2m和m ,它們分別系在一跨過兩個定滑輪的輕繩兩端 ,且正方形導線框與定滑輪處于同一豎直平面內在兩導線框之間有一寬度為2L、磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場開始時導線框ABCD的下

12、邊與勻強磁場的上邊界重合 ,導線框abcd的上邊到勻強磁場的下邊界的距離為L現(xiàn)將系統(tǒng)由靜止釋放 ,當導線框ABCD剛好全部進入磁場時 ,系統(tǒng)開始做勻速運動 ,不計摩擦的空氣阻力 ,那么A 兩線框剛開始做勻速運動時輕繩上的張力FT=mgB 系統(tǒng)勻速運動的速度大小v=mgRB2L2C 兩線框從開始運動至等高的過程中所產(chǎn)生的總焦耳熱Q=2mgL-3m3g2R22B4L4D 導線框abcd的ab邊通過磁場的時間t=2B2L3mgR【答案】BC【解析】A、兩線框剛開始做勻速運動時 ,線圈ABCD全部進入磁場 ,由平衡知識可知 ,輕繩上的張力FT=2mg ,選項A錯誤；B、對線圈abcd可知 ,兩線框剛開

13、始做勻速運動時 ,線圈abcd的上邊ab剛進入磁場 ,此時mg+B2L2vR=2mg ,即系統(tǒng)勻速運動的速度大小v=mgRB2L2 v=mgRB2L2, 選項B正確；C、由能量守恒關系可知 ,兩線框從開始運動至等高的過程中所產(chǎn)生的總焦耳熱等于兩個線圈的機械能的減小量 ,即Q=2mg2L-mg2L-123mv2=2mgL-3m3g2R22B4L4 ,應選項C正確；D、假設導線圈abcd在磁場中勻速運動時 ,ab邊通過磁場的時間是t=2Lv=2B2L3mgR t=2Lv=2B2L3mgR ,但是線框在磁場中不是一直勻速上升 ,應選項D錯誤。9如下圖 ,面積為0.08m2、匝數(shù)為10匝的矩形線圈 ,

14、處在磁感應強度為2T的勻強磁場中 ,通過電刷與理想變壓器的原線圈相連。變壓器的原線圈接有一理想二極管 ,副線圈接有R=5的電阻和一理想交流電壓表 ,變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為2：1。當線圈繞垂直于磁場的軸OO以50rad/s的角速度轉動時 ,以下說法中正確的選項是 A 矩形線圈產(chǎn)生的交流電的周期為0.02sB 矩形線圈產(chǎn)生的電動勢的有效值為80VC 電壓表的示數(shù)為20VD 副線圈的輸出功率為160W【答案】C【解析】(1)矩形線圈產(chǎn)生的交流電的周期為T=2=250=0.04s ,A錯誤；2線圈轉動過程中 ,產(chǎn)生的感應電動勢的峰值Em=NBS=80V；由于二級管的存在 ,導致變壓器原線圈的輸入電

15、壓被過濾掉半個周期 ,故根據(jù)交流電有效值的定義 ,Em22RT2=U12RT ,得原線圈兩端電壓U1=Um2=40V ,B錯誤；3根據(jù)變壓器原、副線圈電壓比和匝數(shù)比的關系 ,得副線圈電壓 ,即電壓表示數(shù)U2=n2n1U1=20V ,C正確；4根據(jù)輸出功率公式P2=U22R ,得副線圈的輸出功率為80W ,D錯誤；故此題選C10線圈ABCD的面積是0.03m2,共100匝,線圈電阻為2,外接純電阻R為8,線圈處于如下圖勻強磁場中,磁感應強度為5T。自t=0時刻起,線圈由中性面開始繞垂直于磁場方向的轉軸逆時針勻速轉動,角速度為103rad/s。以下說法正確的選項是 A t=0.05s時,線圈中的電

16、流方向為ABCDAB t=0.05s時,電流表的示數(shù)為2.5AC t=0.05s時,線圈中的電流大小為2.5AD t=0.05s時,穿過線圈的磁通量為340Wb【答案】C【解析】t=0.05s時 ,線圈轉過的角度為t=6,由楞次定律可知 ,此時線圈中的電流方向為ADCBA ,選項A錯誤；交流電的最大值：Em=NBS=10051030.03V=50V ,交流電的有效值E=Em2=252V ,電流的有效值I=ER+r=2528+2A=2.52A ,那么t=0.05s時,電流表的示數(shù)為2.52A ,選項B錯誤；t=0.05s時,線圈中電動勢的瞬時值為e=Emsint=50sin6V=25V ,此時線

17、圈中的電流大小I=eR+r=258+2A=2.5A ,選項C正確；t=0.05s時,穿過線圈的磁通量為=BScost=50.03cos6Wb=3340Wb ,選項D錯誤；應選C. 11某小型水電站的電能輸送示意圖如下圖 ,發(fā)電機通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向R011 的純電阻用電器供電。輸電線的總電阻R10 ,T2的原、副線圈匝數(shù)比為41 ,用電器兩端的電壓為u=2202sin100t(V) ,將T1、T2均視為理想變壓器。以下說法正確的選項是()A 降壓變壓器的輸入功率為4 400 WB 升壓變壓器中電流的頻率為100 HzC 輸電線消耗的功率為500 WD 當用電器的電阻減小時 ,輸

18、電線消耗的功率減小【答案】A【解析】A：用電器兩端的電壓u=2202sin100t(V) ,那么用電器兩端電壓的有效值U4=220V ,負載消耗的功率P4=U42R0=220211W=4400W ,降壓變壓器的輸入功率P3=P4=4400W。故A項正確。B：用電器兩端的電壓u=2202sin100t(V) ,那么輸電線路中各局部電流的頻率f=2=1002Hz=50Hz。故B項錯誤。C：T2的原、副線圈匝數(shù)比為41 ,那么U3:U4=n3:n4=4:1 ,代入數(shù)據(jù)解得：U3=880V；降壓變壓器的輸入電流I3=P3U3=4400880A=5A；輸電線消耗的功率PR=I32R=5210W=250W

19、。故C項錯誤。D：升壓變壓器的輸入電壓與輸出電壓關系為U1:U2=n1:n2 ,那么升壓變壓器的輸出電壓不變。升壓變壓器的輸出電壓與降壓變壓器輸入電壓間的關系為U2=U3+UR ,降壓變壓器輸入電流與輸出電流的關系為I3:I4=n4:n3=1:4 ,又I4=U4R0 ,那么U2=U3+UR=4U4+I3R=4I4R0+14I4R ,當用電器的電阻減小時 , 降壓變壓器輸出電流增大 ,降壓變壓器輸入電流增大 ,通過輸電線的電流增大 ,輸電線消耗的功率增大。故D項錯誤。12一個含有理想變壓器的電路如下圖 ,其中R1、R3、R4為定值電阻 ,R2為滑動變阻器 ,電表為理想電表 , u為正弦交流電源

20、,其電壓有效值恒定 ,當滑片P從左向右滑動的過程 ,以下說法正確的選項是 A 理想變壓器輸出功率減小B 電流表示數(shù)減小C 電容器C所帶電荷量始終不變D 電壓表示數(shù)不變【答案】B【解析】AB、根據(jù)功率相等可知：UI1=I12R1+n1n22I12R2+R3 當滑片P從左向右滑動的過程R2的阻值增大 ,所以I1 減小 ,那么理想變壓器的輸出功率為P=UI1-I12R1 那么變壓器的輸出功率時關于電流的一元二次函數(shù) ,所以輸出功率隨電流I1的減小有可能增大也有可能減小 ,故A錯誤；B正確；C、由于電流I1變小 ,變壓器的匝數(shù)不變 ,所以副線圈上的電流也變小 ,所以電阻R3上的電壓變小 ,根據(jù)Q=CU

21、3可知電容器上的電荷量也在減小 ,故C錯誤；D、U1=U-I1R1 ,由于電流I1減小 ,所以電壓U1 增大 ,變壓器匝數(shù)不變 ,根據(jù)U1U2=n1n2 ,所以U2 也增大 ,故D錯誤；應選B13多項選擇題如下圖 ,MN和PQ是電阻不計的平行金屬導軌 ,其間距為L ,導軌彎曲局部光滑 ,平直局部粗糙 ,二者平滑連接。右端接一個阻值為R的定值電阻。平直局部導軌左邊區(qū)域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場。質量為m、電阻也為R的金屬棒從高度為h處靜止釋放 ,到達磁場右邊界處恰好停止。金屬棒與平直局部導軌間的動摩擦因數(shù)為 ,金屬棒與導軌間接觸良好。那么金屬棒穿過磁場區(qū)域的過程中 A

22、流過金屬棒的最大電流為B通過金屬棒的電荷量為C克服安培力所做的功為mghD金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為【答案】BD【解析】由感應電動勢可知 ,當v有最大值時感應電動勢有最大值 ,由此可知當金屬棒剛進入勻強磁場時有最大電流值 ,由機械能守恒有 ,可得 , ,故A項說法不正確；由 , ,可知通過金屬棒的電荷量為 ,故B項說法正確；由于有摩擦力做功克服安培力所做的功小于mgh ,C項說法不正確；由能量守恒可知轉化為電路中的焦耳熱的能為 ,由于金屬棒與定值電阻的電阻值相同 ,故D項說法正確。 14多項選擇題如下圖 ,x軸上方第一象限和第二象限分別有垂直紙面向里和垂直紙面向外的勻強磁場 ,且磁感應強度大小相同

23、,現(xiàn)有四分之一圓形線框OMN繞O點逆時針勻速轉動 ,假設規(guī)定線框中感應電流I順時針方向為正方向 ,從圖示時刻開始計時 ,那么感應電流I及ON邊所受的安培力大小F隨時間t的變化示意圖正確的選項是A B C D【答案】AD【解析】設OM=ON=R ,線圈的電阻為r。在0t0時間內 ,線框從圖示位置開始t=0轉過90的過程中 ,產(chǎn)生的感應電動勢為 E1=12BR2 ,由閉合電路歐姆定律得 ,回路中的電流為I0=E1r=BR22r ,根據(jù)楞次定律判斷可知 ,線框中感應電流方向為逆時針方向 ,為負。ON邊在磁場外 ,不受安培力。在t02t0時間內 ,線框進入第二象限的過程中 ,回路中的電流方向為順時針方

24、向 ,為正。回路中產(chǎn)生的感應電動勢為 E2=12BR2+12BR2=BR2=2E1；感應電流為I2=2I0ON邊所受的安培力大小 F2=BI2R=2BI0R。在2t03t0時間內 ,線框進入第三象限的過程中 ,回路中的電流方向為逆時針方向 ,為負?；芈分挟a(chǎn)生的感應電動勢為 E3=12BR2=E1；感應電流為I3=I0ON邊所受的安培力大小 F3=BI3R=BI0R ,所以F2=2F3=F0。在3t04t0時間內 ,線框在磁場外 ,沒有感應電流 ,故AD正確 ,BC錯誤。應選AD。15多項選擇題如圖(a)所示 ,水平面內有一光滑金屬導軌 ,ac邊的電阻為R ,其他電阻均不計 ,ab與ac夾角為1

25、35 ,cd與ac垂直將質量為m的長直導體棒擱在導軌上 ,并與ac平行棒與ab、cd交點G、H間的距離為L0 ,空間存在垂直于導軌平面的勻強磁場 ,磁感應強度為B.在外力作用下 ,棒由GH處以初速度v0向右做直線運動其速度的倒數(shù)1v隨位移x變化的關系如圖(b)所示在棒運動L0到MN處的過程中A 導體棒做勻變速直線運動 B 導體棒運動的時間為3L02v0C 流過導體棒的電流不變 D 外力做功為3B2L02v02R+3mv028【答案】BC【解析】A、直線的斜率為：k=2v0-1v0L0=1L0v0 ,所以有：1v=1L0v0+1v0 ,得v=L0 x+L0v0 ,故不是勻變速直線運動 ,故A錯誤

26、。C、感應電動勢為：E=Blv=B(L0+x)L0L0+xv0=BL0v0 ,感應電動勢大小不變 ,感應電流為：I=ER大小不變 ,故C正確；B、根據(jù)法拉第電磁感應定律有：E=t=BSt=B12(L0+2L0)L0t=BL0v0 ,解得：t=3L02v0 ,故B正確。D、克服安培力做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為：Q=I2Rt=(BL0v0R)2R3L02v0=3B2L02v02R ,對導體棒 ,由動能定理得：W外-W安=12m(12v0)2-12mv02 ,解得W外=3B2L02v02R-3mv028 ,故D錯誤。應選BC.16多項選擇題在如下甲、乙、丙三圖中 ,除導體棒 ab 可動外 ,其

27、余局部均固定不動 ,甲圖中的電容器 C 原來不帶電 ,丙圖中的直流電源電動勢為 E ,除電阻 R 外 ,導體棒、導軌和直流電源的電阻均可忽略 ,導體棒和導軌間的摩擦也不計圖中裝置均在水平面內 ,且都處于方向垂直水平面即紙面向下的勻強磁 場中 ,導軌足夠長今給導體棒 ab 一個向右相同的初速度 v0 ,以下說法正確的選項是A 在導體棒剛開始運動時 ,甲、乙、丙三種情況中通過電阻R的電流相同B 三種情形下導體棒ab最終都將靜止C 最終只有乙中導體棒ab靜止 ,甲、丙中導體棒ab都將作勻速直線運動D 在導體棒ab運動的全部過程中 ,三個電阻R產(chǎn)生的熱量大小是Q甲Q乙Q丙【答案】CD【解析】導體棒剛開

28、始運動時 ,導體棒產(chǎn)生的感應電動勢為E=BLv0 ,甲、乙中 ,感應電流都為I=ER=BLv0R；丙圖中 ,感應電動勢與電池的電動勢方向相同 ,感應電流為I=E+ER=E+BLv0R故A錯誤。圖甲中 ,導體棒向右運動切割磁感線產(chǎn)生感應電流而使電容器充電 ,當電容器C極板間電壓與導體棒產(chǎn)生的感應電動勢相等時 ,電路中沒有電流 ,ab棒不受安培力 ,向右做勻速運動；圖乙中 ,導體棒向右運動切割磁感線產(chǎn)生感應電流 ,通過電阻R轉化為內能 ,ab棒速度減小 ,當ab棒的動能全部轉化為內能時 ,ab棒靜止；圖丙中 ,導體棒先受到向左的安培力作用向右做減速運動 ,速度減為零后再在安培力作用下向左做加速運動

29、 ,當導體棒產(chǎn)生的感應電動勢與電源的電動勢相等時 ,電路中沒有電流 ,ab棒向左做勻速運動。故B錯誤 ,C正確。甲中棒的局部動能轉化為內能 ,圖乙圖過程中 ,棒的動能全部轉化為內能；丙圖中 ,電源的電能和棒的動能轉化為內能 ,故有Q甲Q乙Q丙。應選CD。17多項選擇題如下圖 ,垂直于水平面的磁場按B=B0+kx其中B0 =0. 4 T, k=0. 2 T/m分布 ,垂直I軸方向的磁場均勻分布一長5. 0 rn、寬1.0 rn、電阻不計的光滑導體框固定在水平面上另一平板電容器接在導體框的左端現(xiàn)有一導體棒橫跨在導體框上 ,其接入電路的電阻為 1.0當導體棒在沿I軸方向的水平外力作用下 ,以1. 0

30、 mn/s的速度從 x=0處沿I軸方向勻速運動時A 電容器中的電場均勻增大 B 電路中的電流均勻增大C 導體棒上的熱功率均勻增大 D 外力的功率均勻增大【答案】AD【解析】A項：根據(jù)導體切割磁感應線產(chǎn)生的感應電動勢計算公式可得E=BLv ,所以E=BLv ,由于磁場隨位移均勻變化 ,所以感應電動勢隨位移均勻增大 ,電容器兩端的電壓均勻變化 ,電場強度也是均勻變化的 ,A正確；B項：電容器的電容C=QU=ItBLv ,解得：I=BtLvC ,由于導體棒勻速運動 ,且磁感應強度隨位移均勻變化 ,而x=vt ,所以電流強度不變 ,B錯誤；C項：根據(jù)P=I2R可得 ,電流強度不變時熱功率不變 ,C錯誤

31、；D項：外力的大小始終等于安培力大小 ,即F=BIL ,而B均勻增大 ,所以安培力均勻增大 ,所以拉力F均勻增大 ,根據(jù)P=Fv可知 ,外力的功率均勻增大 ,D正確。18多項選擇題如下圖 ,足夠長的光滑平行金屬導軌豎直放置 ,間距為L ,其上端連接有阻值為R的電阻和電容器C ,裝置區(qū)域有垂直于導軌平面的勻強磁場 ,磁感應強度為B ,將一根水平金屬棒ab開始下滑。金屬棒ab的質量為m ,電阻也為R。金屬棒ab在運動中始終保持水平且與導軌良好接觸 ,且通過金屬棒ab的電流恒定不變 ,忽略導軌電阻 ,重力加速度為g。那么以下說法正確的選項是A 金屬棒ab做勻速運動 ,速度大小是v=2mgRB2L2B

32、 金屬棒ab做勻變速運動 ,加速度大小是a=mgm+CB2L2C 電阻R的電功率P=m2g2C2B2L2Rm+CB2L2D 假設金屬棒ab由靜止下滑 ,開始時電容器所帶電荷量為0 ,那么經(jīng)過時間t ,電容器的電量q=BCLmgt-2C2BLmgRm+CB2L2【答案】BD【解析】根據(jù)題意金屬棒中電流不變 ,可以知道電容器兩端的電壓逐漸增大 ,是處于充電過程中 ,然后根據(jù)牛頓第二定律可以確定加速度以及功率和電量；A、由題可知金屬棒ab受到安培力為：FA=BIL=BILtt=BLQt=BLCUt=BLCBLvt=B2L2Ca對金屬棒ab根據(jù)牛頓第二定律可以得到：mg-B2L2Ca=ma整理可以得到

33、：a=mgm+CB2L2 ,應選項A錯誤 ,選項B正確；C、由上面分析可知：BIL=B2L2Ca ,即：I=BLCa=BLCmgm+CB2L2那么電阻R的功率為：P=I2R=BLCmgm+CB2L22R ,應選項C錯誤；D、經(jīng)過時間t電容器兩端的電量為：q=CU=CBLv-2IR=CBLat-2BLCaR=BCLmgt-2C2BLmgRm+CB2L2 ,應選項D正確。19多項選擇題如下圖 ,L是一個自感系數(shù)較大的線圈直流電阻可忽略不計 ,a、b是兩個完全相同的燈泡 ,那么以下說法中正確的選項是A 開關S閉合后 ,a燈立即亮 ,然后逐漸熄滅B 開關S閉合后 ,b燈立即亮 ,然后逐漸熄滅C 電路接

34、通穩(wěn)定后 ,兩個燈泡亮度相同D 電路接通穩(wěn)定后 ,開關S斷開時 ,a燈閃亮以下后逐漸熄滅【答案】AD【解析】A、B、C、閉合開關的瞬間 ,經(jīng)過線圈的電流增大 ,線圈會阻礙電流的增大 ,此時線圈等效為無窮大的電阻視為斷路 ,那么燈泡a和b串聯(lián) ,兩燈立即變亮；穩(wěn)定后 ,自感作用消失電流不變 ,理想線圈將與之并聯(lián)的電路短路 ,即a燈熄滅 ,b燈更亮；故A正確 ,B錯誤 ,C錯誤。D、斷電時 ,線圈會阻礙電流的減小 ,此時線圈等效為新電源 ,對構成閉合回路的a燈泡供電 ,故燈泡a先閃亮后逐漸熄滅 ,b燈立即熄滅 ,那么D正確。應選AD。20多項選擇題如下圖 ,水平放置的光滑平行金屬導軌固定在水平面上

35、 ,左端接有電阻R ,勻強磁場B豎直向下分布在位置a、c之間 ,金屬棒PQ垂直導軌放置。今使棒以一定的初速度v0 水平向右運動 ,到位置b時棒的速度為v ,到位置c時棒恰好靜止。設導軌與棒的電阻均不計 ,a到b與b到c的間距相等 ,速度與棒始終垂直。那么金屬棒在由a到b和b到c的兩個過程中 A 棒在磁場中的電流從Q流到PB 位置b時棒的速度v02C 棒運動的加速度大小相等D a到b棒的動能減少量大于b到c棒的動能減少量【答案】ABD【解析】根據(jù)右手定那么可知 ,棒在磁場中的電流從Q流到P ,選項A正確；金屬棒在運動過程中 ,通過棒截面的電量q=It=ERt=BLvRt=BLxR ,從a到b的過

36、程中與從b到c的過程中 ,棒的位移x相等 ,B、R相等 ,因此通過棒橫截面的電荷量相等 ,根據(jù)動量定理：F安t=BILt=BLq=mv ,那么金屬棒從a到b和從b到c速度的變化相同 ,可知位置b時棒的速度v0/2 ,故B正確；金屬棒受到的安培力大小 F=BIL=BBLvRL=B2L2vR ,金屬棒受到的安培力水平向左 ,金屬棒在安培力作用下做減速運動 ,速度減小 ,那么安培力減小 ,棒的加速度逐漸減小 ,故C錯誤。a到b棒的動能減少量12mv2-12m(v2)2=38mv2 ,b到c棒的動能減少量12m(v2)2-0=18mv2 ,應選項D正確；應選ABD. 21多項選擇題如下圖 ,在同一水平

37、面內有兩根足夠長的光滑平行金屬導軌 ,間距為202cm ,電阻不計 ,其左端連接一阻值為10的定值電阻兩導軌之間存在著磁感應強度為lT的勻強磁場 ,磁場邊界虛線由多個正弦曲線的半周期銜接而成 ,磁場方向如圖一接入電阻阻值為10的導體棒AB在外力作用下以10m/s的速度勻速向右運動 ,交流電壓表和交流電流表均為理想電表 ,那么A 電流表的示數(shù)210AB 電壓表的示數(shù)是1VC 導體棒上消耗的熱功率為0.1WD 導體棒運動到圖示虛線CD位置時 ,電流表示數(shù)為零【答案】BC【解析】A、B、回路中產(chǎn)生的感應電動勢的最大值為：Em=BLv=22V ,那么電動勢的有效值為：E=22Em=2V ,電壓表測量R

38、兩端的電壓 ,那么有：U=RR+RE=1V ,電流表的示數(shù)為有效值為：I=E2R=0.1A ,故A錯誤 ,B正確。C、導體棒上消耗的熱功率為：P=I2R=0.0110W=0.1W ,故C正確。D、電流表示數(shù)為有效值一直為0.1A ,故D錯誤；應選BC。22多項選擇題如圖甲所示 ,導體框架abcd放置于水平面內 ,ab平行于cd ,尋體棒MN與兩導軌垂直并與導軌接觸良好 ,整個裝置放置于垂直于框架平面的磁場中 ,磁感應強度B隨時間變化規(guī)律如圖乙所示 ,MN始終保持靜止。規(guī)定豎直向上為磁場正方向 ,沿導體棒由M到N為感應電流的正方向 ,水平向右為導體棒所受安培力F的正方向 ,水平向左為導體棒所受摩

39、擦力f的正方向 ,以下圖像中正確的選項是 B C D【答案】BD【解析】A、B、由圖看出 ,磁感應強度先不變 ,后均勻減小 ,再反向均勻增大 ,那么可判定Bt的值 ,先為零 ,然后一定 ,根據(jù)法拉第電磁感應定律得知 ,回路中產(chǎn)生的感應電動勢先為零 ,后恒定不變 ,感應電流先沒有 ,后恒定不變 ,根據(jù)楞次定律得知 ,回路中感應電流方向逆時針 ,為正；故A錯誤 ,B正確。C、D、在0-t1時間內 ,導體棒MN不受安培力；由左手定那么判斷可知 ,在t1-t2時間內 ,導體棒MN所受安培力方向水平向右 ,由F=BIL可知 ,B均勻減小 ,MN所受安培力大小F均勻減??；在t2-t3時間內 ,導體棒MN所

40、受安培力方向水平向左 ,由F=BIL可知 ,B均勻增大 ,MN所受安培力大小F均勻增大；根據(jù)平衡條件得到 ,棒MN受到的靜摩擦力大小f=F ,方向相反 ,即在0-t1時間內 ,沒有摩擦力 ,而在t1-t2時間內 ,摩擦力方向向左 ,大小減小 ,在t2-t3時間內 ,摩擦力方向向右 ,大小增大。故C錯誤 ,D正確。應選BD.二、解答題23如圖甲所示 ,長、寬分別為L1=0.3m、L2=0.1m的矩形金屬線框位于豎直平面內 ,其匝數(shù)為n=200 ,總電阻為r=1 ,可繞其豎直中心軸O1O2轉動 ,線框的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起 ,并通過電刷和阻值為2的定值電阻R相

41、連 ,線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場。磁感應強度B的大小隨時間t的變化關系如圖乙所示 ,O1300s時間內 ,線框保持靜止 ,且線框平面和磁場垂直 ,1300s時刻以后線框在外力的驅動下開始繞其豎直中心軸以角速度=50rad/s勻速轉動 ,求(運算結果中可保存)：(1)01300s時間內通過電阻R的電流大??；(2)線框勻速轉動后 ,在轉動一周的過程中電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量；(3)求在1300s1100s時間內 ,通過電阻R的電荷量為多少? 1150s時刻穿過線圈的磁通量的變化率是多大?【答案】(1)I=6A；(2)Q=16210-2J；(3)q=0.02C；t=3210-2Wbs 【解

42、析】根據(jù)法拉第電磁感應定律求出0t1時間內感應電動勢 ,再根據(jù)閉合電路歐姆定律求出通過電阻R的電流大?。桓鶕?jù)E=nBS 求出感應電動勢的最大值 ,根據(jù)歐姆定律求出感應電流的有效值 ,從而根據(jù)Q=I2Rt求出電阻R產(chǎn)生的熱量；根據(jù)法拉第電磁感應定律求出平均感應電流 ,根據(jù)q=It ,求出通過電阻R的電荷量；再依據(jù)瞬時表達式 ,與法拉第電磁感應定律 ,即可求解磁通量變化率。 (1) 01300s時間內 ,線框中的感應電動勢E=nt=6nL1L2(B1-B0)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知 ,通過電阻R的電流I=ER+r=6nL1L2(B1-B0)(R+r)=6A (2)線框產(chǎn)生感應電動勢的最大值Em=n

43、B1L1L2感應電動勢的有效值E=22nB1L1L2通過電阻R的電流的有效值I=2nB1L1L22(R+r)線框轉動一周所需的時間t=2此過程中 ,電阻R產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt=RnB1L1L2R+r2=16210-2J(3) 1300s1100s時間內 ,線圈從圖示位置轉過600=B1L1L2-B1L1L2cos600=B1L1L22 平均感應電動勢E=nt ,平均感應電流I=ER+r通過電阻R的電荷量q=It=nR+r=nB1L1L22(R+r)=0.02C從圖示位置開始轉動 ,產(chǎn)生的交流電瞬時值表達式為：e=nB1L1L2sint1150s時刻 ,線圈運動的時間t=1150-1300=1

44、300s代入上式得e=12nB1L1L2又e=nt ,所以t=B1L1L22=3210-2Wb/s24如下圖 ,光滑的長平行金屬導軌寬度d50cm ,導軌所在的平面與水平面夾角37 ,導軌上端電阻R0.8 ,其他電阻不計 ,導軌放在豎直向上的勻強磁場中 ,磁感應強度B04T。金屬棒ab從上端由靜止開始下滑 ,金屬棒ab的質量m0.1kg。(sin370.6 ,g10m/s2)(1)求導體棒下滑的最大速度；(2)求當速度到達5m/s時導體棒的加速度；(3)假設經(jīng)過時間t ,導體棒下滑的垂直距離為s ,速度為v。假設在同一時間內 ,電阻產(chǎn)生的熱與一恒定電流I0在該電阻上產(chǎn)生的熱相同 ,求恒定電流I

45、0的表達式(各物理量全部用字母表示)?！敬鸢浮?75m/s 24.4m/s2 3mgs-mv22Rt 【解析】1當物體到達平衡時 ,導體棒有最大速度 ,有：mgsin=Fcos ,根據(jù)安培力公式有：F=BIL ,根據(jù)歐姆定律有：I=ER=BLvcosR ,解得：v=mgRsinB2L2cos2=18.75；2由牛頓第二定律有：mgsin-Fcos=ma ,I=BLvcosR=1A ,F=BIL=0.2N ,a=4.4m/s2；3根據(jù)能量守恒有：mgs=12mv2+I02Rt ,解得：I0=mgs-mv22Rt25如下圖 ,寬L=2m、足夠長的金屬導軌MN和MN放在傾角為=30的斜面上 ,在N和

46、N之間連接一個R=2.0的定值電阻 ,在AA處放置一根與導軌垂直、質量m=0.8kg、電阻r=2.0的金屬桿 ,桿和導軌間的動摩擦因數(shù)=34 ,導軌電阻不計 ,導軌處于磁感應強度B=1.0T、方向垂直于導軌平面的勻強磁場中。用輕繩通過定滑輪將電動小車與桿的中點相連 ,滑輪與桿之間的連線平行于斜面 ,開始時小車位于滑輪正下方水平面上的P處小車可視為質點 ,滑輪離小車的高度H=4.0m。啟動電動小車 ,使之沿PS方向以v=5.0m/s的速度勻速前進 ,當桿滑到OO位置時的加速度a=3.2m/s2 ,AA與OO之間的距離d=1m ,求：1該過程中 ,通過電阻R的電量q；2桿通過OO時的速度大??；3桿

47、在OO時 ,輕繩的拉力大??；4上述過程中 ,假設拉力對桿所做的功為13J ,求電阻R上的平均電功率。【答案】10.5C23m/s312.56N42.0W【解析】1平均感應電動勢E=t=BLdtq=It=R+r=BLdR+r代入數(shù)據(jù) ,可得:q=0.5C2幾何關系：Hsin-H=d解得:sin=0.8 =530桿的速度等于小車速度沿繩方向的分量：v1=vcos=3m/s3桿受的摩擦力Ff=mgcos=3N桿受的安培力F安=BIL=B2L2v1(R+r)代入數(shù)據(jù) ,可得F安=3N根據(jù)牛頓第二定律：FT-mgsin-Ff-F安=ma解得:FT=12.56N4根據(jù)動能定理：W+W安-mgdsin-Ff

48、=12mv12解出W安=-2.4J ,電路產(chǎn)生總的電熱Q總=2.4J那么 ,R上的電熱QR=1.2J此過程所用的時間t=Hcotv=0.6sR上的平均電功率P=QRt=1.20.6W=2.0W26如下圖 ,處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距l(xiāng)m ,導軌平面與水平面成=37角 ,下端連接阻值為R的電阻勻強磁場方向與導軌平面垂直質量為0.2kg、電阻不計的金屬棒放在兩導軌上 ,棒與導軌垂直并保持良好接觸 ,它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25求：(1)金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大?。?2)當金屬棒下滑速度到達穩(wěn)定時 ,電阻R消耗的功率為8W ,求該速度的大?。?3)在上問中

49、 ,假設R2 ,金屬棒中的電流方向由a到b ,求磁感應強度的大小與方向(g=10rns2 ,sin370.6 , cos370.8)【答案】14ms2210m/s30.4T ,方向垂直導軌平面向上 【解析】1金屬棒開始下滑的初速為零 ,根據(jù)牛頓第二定律：由式解得10O.60.250.8ms2=4ms22設金屬棒運動到達穩(wěn)定時 ,速度為 ,所受安培力為F ,棒在沿導軌方向受力平衡此時金屬棒克服安培力做功的功率等于電路中電阻消耗的電功率：由、兩式解得3設電路中電流為I ,兩導軌間金屬棒的長為l ,磁場的磁感應強度為BI=vBlR由、兩式解得B=PRvl=82101T=0.4T磁場方向垂直導軌平面向

50、上27如下圖 ,傾斜角=30的光滑傾斜導體軌道足夠長與光滑水平導體軌道連接軌道寬度均為L=1m ,電阻忽略不計勻強磁場I僅分布在水平軌道平面所在區(qū)域 ,方向水平向右 ,大小B1=1T；勻強磁場II僅分布在傾斜軌道平面所在區(qū)域 ,方向垂直于傾斜軌道平面向下 ,大小B2=1T現(xiàn)將兩質量均為m=0.2kg ,電阻均為R=0.5的相同導體棒ab和cd ,垂直于軌道分別置于水平軌道上和傾斜軌道上 ,并同時由靜止釋放取g=10m/s21求導體棒cd沿斜軌道下滑的最大速度的大??；2假設從開始運動到cd棒到達最大速度的過程中 ,ab棒產(chǎn)生的焦耳熱Q=0.45J ,求該過程中通過cd棒橫截面的電荷量；3假設cd

51、棒開始運動時距水平軌道高度h=10m ,cd棒由靜止釋放后 ,為使cd棒中無感應電流 ,可讓磁場的磁感應強度隨時間變化 ,將cd棒開始運動的時刻記為t=0 ,此時磁場的磁感應強度為B0=1T ,試求cd棒在傾斜軌道上下滑的這段時間內 ,磁場的磁感應強度B隨時間t變化的關系式【答案】11m/s 21C 3【解析】1做出側視平面圖 ,cd棒加速下滑 ,安培力逐漸增大 ,加速度逐漸減小 ,加速度減小到零時速度增大到最大 ,此時cd棒所受合力為零 ,此后cd棒勻速下滑。對cd棒受力分析 ,如下圖。沿導軌方向有感應電動勢感應電流安培力得最大速度2設cd棒下滑距離為x時 ,ab棒產(chǎn)生的焦耳熱Q ,此時回路中總焦耳熱為2Q。根據(jù)能量守恒定律 ,有解得下滑距離根據(jù)法拉第電磁感應定律 ,感應電動勢平均值感應電流平均值通過cd棒橫截面的電荷量3假設回路中沒有感應電流 ,那么cd棒勻加速下滑 ,加速度為初始狀態(tài)回路中磁通量一段時間后 ,cd棒下滑距離此時回路中磁通量回路中沒有感應電流 ,那么 ,即由上可得磁感應強度代入數(shù)據(jù)得 ,磁感應強度B隨時間t變化的關系式為2828如下圖 ,豎直平面內有一半徑為r、內阻為R1 ,粗細均勻的光滑半圓形金屬環(huán) ,在M、N處于相距為2r、電阻不計的平行光滑金屬軌道ME、NF相接 ,EF之間接有電阻R2 ,R1=12R ,R2=4R在MN上方及CD下方有水平方