專題八 限時訓練

1、專題八限時訓練(限時:45分鐘) 【測控導航】考點題號(難易度)1.直流電路綜合問題1(易),6(中),7(中)2.法拉第電磁感應定律的理解與應用2(中),4(中),9(易),10(中)3.楞次定律自感、感應電動勢大小計算3(中),5(中),8(中)4.法拉第電磁感應定律與圖象結合11(難)一、選擇題(在每小題給出的四個選項中,第15題只有一項符合題目要求,第69題有多項符合題目要求)1.(2015杜橋第二學期月考)氧化錫傳感器主要用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測,它的電阻隨一氧化碳濃度的變化而變化,已知其電阻率的倒數(shù)與一氧化碳濃度成正比.將傳感器接在如圖所示的電路中,已知R1,R2為定值電阻

2、,觀察電表示數(shù)的變化,就能判斷一氧化碳濃度的變化情況,下列判斷正確的是(C)A.電壓表讀數(shù)增大時,電流表讀數(shù)增大,濃度增大B.電壓表讀數(shù)減小時,電流表讀數(shù)減小,濃度增大C.電壓表讀數(shù)增大時,電流表讀數(shù)減小,濃度減小D.電壓表讀數(shù)減小時,電流表讀數(shù)增大,濃度減小解析:已知其電阻率的倒數(shù)與一氧化碳濃度成正比.當濃度減小,傳感器的電阻變大,電路的總電阻變大,根據(jù)閉合電路的歐姆定律,電路的總電流減小,故電流表示數(shù)變小,內(nèi)電壓變小,路端電壓增大,由于R1兩端電壓減小,故R2兩端電壓增大,即電壓表示數(shù)增大.當濃度增大,由以上分析可知,電流表示數(shù)增大,電壓表示數(shù)減小.故選項C正確,A,B,D錯誤.2.(20

3、15寧波高考模擬)在豎直向上的勻強磁場中,分別放入兩個完全相同的帶中心軸的水平金屬圓盤a和b(圓盤的電阻不能忽略),它們可以繞中心軸自由轉動,彼此用導線把中心轉軸和對方圓盤的邊緣相連接,組成電路如圖所示.當圓盤a在外力作用下按如圖方向轉動時,則開始一段時間(A) A.圓盤b沿與a盤相反的方向轉動B.圓盤b沿與a盤相同的方向轉動C.圓盤b是一個等勢體D.圓盤b中心電勢比邊緣電勢低解析:由于磁場的方向向上,從上向下看,a盤逆時針轉動,其半徑切割磁感線,感應電流從圓心流向邊緣;b盤電流也是從圓心流向邊緣,根據(jù)左手定則,安培力沿順時針方向,所以b盤將沿順時針方向轉動,故選項A正確,B錯誤;電流流過b盤

4、轉動的過程中,會使b盤的內(nèi)外產(chǎn)生電壓,根據(jù)歐姆定律可知,圓盤b中心電勢比邊緣電勢高,故選項C,D錯誤.3.(2015東陽模擬)如圖所示,有兩個相鄰的有界勻強磁場區(qū)域,磁感應強度的大小均為B,磁場方向相反,且與紙面垂直,磁場區(qū)域在x軸方向寬度均為a,在y軸方向足夠寬.現(xiàn)有一高為a的正三角形導線框從圖示位置開始向右沿x軸方向勻速穿過磁場區(qū)域.若以逆時針方向為電流的正方向,在選項圖中,線框中感應電流i與線框移動的位移x的關系圖象正確的是(C)解析:線框從開始進入到全部進入第一個磁場時,磁通量向里增大,則由楞次定律可知,電流方向為逆時針,因切割的有效長度均勻增大,故由E=BLv可知,電動勢也均勻增加,

5、則電流均勻增大;當線圈開始進入第二個磁場后,線圈中磁通量向里減小,則可知電流為順時針即為負值,線框在兩個磁場中切割磁感線產(chǎn)生同向的感應電流,而有效長度均勻增加,因此,電流值快速增大,同理線框出右邊磁場時電流為正值且均勻增大,由此知選項C正確.4.(2015全國新課標理綜)如圖,直角三角形金屬框abc放置在勻強磁場中,磁感應強度大小為B,方向平行于ab邊向上.當金屬框繞ab邊以角速度逆時針轉動時,a,b,c三點的電勢分別為Ua,Ub,Uc.已知bc邊的長度為l.下列判斷正確的是(C) A.Ua>Uc,金屬框中無電流B.Ub>Uc,金屬框中電流方向沿abcaC.Ubc=-12Bl2,金

6、屬框中無電流D.Uac=12Bl2,金屬框中電流方向沿acba解析:閉合金屬框在勻強磁場中以角速度逆時針轉動時,穿過金屬框的磁通量始終為零,金屬框中無電流.由右手定則可知Ub=Ua<Uc,選項A,B,D錯誤;b,c兩點的電勢差Ubc=-Blv中=-12Bl2,選項C正確.5.(2015麗水二模)如圖(甲)是用電流傳感器(相當于電流表,其電阻可以忽略不計)研究自感現(xiàn)象的實驗電路,圖中兩個電阻的阻值均為R,L是一個自感系數(shù)足夠大的自感線圈,其直流電阻值也為R.如圖(乙)是某同學畫出的在t0時刻開關S切換前后,通過傳感器的電流隨時間變化的圖象.關于這些圖象,下列說法中正確的是(C) A.圖(1

7、)是開關S由斷開變?yōu)殚]合,通過傳感器1的電流隨時間變化的情況B.圖(2)是開關S由斷開變?yōu)殚]合,通過傳感器1的電流隨時間變化的情況C.圖(3)是開關S由閉合變?yōu)閿嚅_,通過傳感器2的電流隨時間變化的情況D.圖(4)是開關S由閉合變?yōu)閿嚅_,通過傳感器2的電流隨時間變化的情況解析:開關S由斷開變?yōu)殚]合,傳感器2這一支路立即有電流,線圈這一支路,由于線圈阻礙電流的增加,通過線圈的電流要逐漸增加,所以干路電流(通過傳感器的電流)也要逐漸增加,故選項A,B錯誤;開關S由閉合變?yōu)閿嚅_,通過傳感器2的電流應立即消失,但線圈這一支路,由于電感阻礙電流的減小,該電流通過傳感器2,只是電流的方向與以前相反,且通過傳

8、感器2的電流逐漸減小,故選項C正確,D錯誤.教師備用:(2015大連一模)如圖(甲)所示,光滑平行金屬導軌MN,PQ所在平面與水平面成角,MP兩端接一電阻R,整個裝置處于方向垂直導軌平面向上的勻強磁場中.t=0時對金屬棒施加一平行于導軌的外力F,使金屬棒ab由靜止開始沿導軌向上運動,導軌電阻忽略不計.已知通過電阻R的感應電流i隨時間t變化的關系如圖(乙)所示.下列關于棒運動速度v、外力F、流過R的電荷量q以及閉合回路中磁通量的變化率t隨時間變化的圖象正確的是(D)解析:由圖(乙)知it,而i=ER,則Et,而E=t,感應電流為i=tR ,即tR=kt,故有t=kRt ,所以圖象D正確;而E=B

9、Lv,則有BLvR=kt,即v=RkBLt,導體棒做勻加速直線運動,A錯誤;由牛頓第二定律知,F-mgsin -BktL=ma,整理可得F=ma+mgsin +BkLt,故Ft圖象是一條不過原點的直線,B錯誤;通過導體棒的電荷量為q=kt 2 ,故qt圖象為開口向上的拋物線,C錯誤.6.(2015寧波效實高考模擬)如圖所示電路中,小燈泡規(guī)格相同,且均能發(fā)光,當逐一閉合開關,接入燈泡增多時,以下說法正確的是(AC) A.各燈變暗B.各燈變亮C.通過電源的電流變大D.電源的輸出功率一定變大解析:由圖可知,燈泡均為并聯(lián).當點亮的燈泡數(shù)目增多時,并聯(lián)的支路增多,由并聯(lián)電路的電阻規(guī)律可知,外部總電阻減小

10、,由閉合電路歐姆定律得知,通過電源的電流增大,則電源的內(nèi)電壓增大,故路端電壓減小,燈泡兩端的電壓變小,燈泡變暗,故選項A,C正確,B錯誤;當外電路電阻等于電源內(nèi)阻時,電源的輸出功率最大,當逐一閉合開關時,因為外電路電阻與電源內(nèi)阻大小關系不確定,所以電源輸出功率的變化不確定,故選項D錯誤.7.(2015浙江五校聯(lián)考)如圖所示,A和B為豎直放置的平行金屬板,在兩極板間用絕緣線懸掛一帶電小球.開始時開關S閉合且滑動變阻器的滑片P在a處,此時絕緣線向右偏離豎直方向.(電源的內(nèi)阻不能忽略)下列判斷正確的是(AC) A.小球帶正電B.當滑片P從a向b滑動時,細線的偏角變大C.當滑片P從a向b滑動時,電流表

11、中有電流,方向從上向下D.當滑片P停在b處時,電源的輸出功率一定大于滑片P在a處時電源的輸出功率解析:由題圖,A板帶正電,B板帶負電,電容器內(nèi)勻強電場方向水平向右.細線向右偏,則小球帶正電,故選項A正確;滑片向右移動時,R變小,外電路總電阻變小,總電流變大,路端電壓U=E-Ir變小,所以電容器的電壓變小,電容器放電,板間場強變小,小球所受的電場力變小,故細線偏角變小,故選項B錯誤,C正確;根據(jù)電源的輸出功率與外電阻的關系:當外電阻等于內(nèi)阻時,輸出功率最大.外電阻大于內(nèi)阻,外電阻減小,輸出功率增大;當外電阻小于內(nèi)阻時,外電阻減小,輸出功率減小.本題不知道外電阻與內(nèi)阻大小關系,故無法判斷電源輸出功

12、率的大小變化,故選項D錯誤.8.(2015嚴州新校理科綜合)“超導量子干涉儀”可用于探測心磁(10-10 T)和腦磁(10-13 T)等微弱磁場,其靈敏度可達10-14 T,其探測“回路”示意圖如圖(甲)所示.穿過ABCD“回路”的磁通量為,總電流強度I=i1+i2.I與/0的關系如圖(乙)所示(0=2.07×10-15 Wb),下列說法正確的是(CD)A.圖(乙)中橫坐標的單位是WbB.穿過“回路”的磁通量越大,電流I越大C.穿過“回路”的磁通量變化引發(fā)電流I周期性變化D.根據(jù)圖象,不能由電流I的大小來確定穿過“回路”的磁通量大小解析:,0單位相同,所以0是沒單位的比值,故選項A錯

13、誤;從圖中可以看出穿過“回路”的磁通量變化引發(fā)電流I周期性變化,當0的比值是整數(shù)時,電流最大,故選項B錯誤,C正確;因為電流是周期性變化的,同一個電流值,對應很多個回路的磁通量,故不能根據(jù)電流的大小來確定回路中磁通量的大小,選項D正確.9.(2015山東理綜)如圖,一均勻金屬圓盤繞通過其圓心且與盤面垂直的軸逆時針勻速轉動.現(xiàn)施加一垂直穿過圓盤的有界勻強磁場,圓盤開始減速.在圓盤減速過程中,以下說法正確的是(ABD) A.處于磁場中的圓盤部分,靠近圓心處電勢高B.所加磁場越強越易使圓盤停止轉動C.若所加磁場反向,圓盤將加速轉動D.若所加磁場穿過整個圓盤,圓盤將勻速轉動解析:把圓盤看成沿半徑方向緊

14、密排列的金屬條,根據(jù)右手定則,處于磁場中的圓盤部分,感應電流從靠近圓盤邊緣處流向靠近圓心處,故靠近圓心處電勢高,A正確;安培力F=B2l2v中R,磁場越強,安培力越大,B正確;磁場反向時,安培力仍是阻力,C錯誤;若所加磁場穿過整個圓盤,則磁通量不再變化,沒有感應電流,安培力為零,將勻速轉動,D正確.二、非選擇題10.(2015甘肅二診)如圖所示,一個邊緣帶有凹槽的金屬圓環(huán),沿其直徑裝有一根長2L的金屬桿AC,可繞通過圓環(huán)中心的水平軸O轉動.將一根質量不計的足夠長細繩一端固定于槽內(nèi)并將繩繞于圓環(huán)槽內(nèi),繩子的另一端懸掛了一個質量為m的物體.圓環(huán)的一半處在磁感應強度為B,方向垂直環(huán)面向里的勻強磁場中

15、.現(xiàn)將物體由靜止釋放,若金屬圓環(huán)和金屬桿單位長度的電阻均為R.忽略所有摩擦和空氣阻力. (1)設某一時刻圓環(huán)轉動的角速度為0,且OA邊在磁場中,請求出此時金屬桿OA產(chǎn)生電動勢的大小;(2)請求出物體在下落過程中可達到的最大速度;(3)當物體下落達到最大速度后,金屬桿OC段剛要進入磁場時,桿A,O兩端之間電壓多大?解析:(1)由于vOA=120L,由公式E=BLv得感應電動勢E=BL202.(2)等效電路如圖所示, R并=R12=LR2,R2=LR,r=LR,R總=R并+R2+r,當達到最大速度時,功率關系為mgv=E2R總,其中E=BL22=BLv2,最大速度為v=2mgR(4+)B2L.(3

16、)由mgv=IE,得OA中的電流大小為I=2mgBL,當OC段剛要進入磁場時,AO段切割磁感線,其兩端的電壓為UAO=I(R并+R2)=2mgRB (2+1).答案:(1)BL202(2)2mgR(4+)B2L(3)2mgRB (2+1)教師備用:(2015泰州一模)如圖所示,螺線管橫截面積為S,線圈匝數(shù)為N,電阻為R1,管內(nèi)有圖示方向的變化磁場.螺線管與足夠長的平行金屬導軌MN,PQ相連并固定在同一平面內(nèi),與水平面的夾角為,兩導軌的間距為L.導軌的電阻忽略不計.導軌處于垂直斜面向上、磁感應強度為B0的勻強磁場中.金屬桿ab垂直導軌放置,與導軌接觸良好,并可沿導軌無摩擦滑動.已知金屬桿ab的質

17、量為m,電阻為R2,重力加速度為g.忽略螺線管的磁場對金屬桿ab的影響、忽略空氣阻力. (1)為使ab桿保持靜止,求通過ab的電流的大小和方向;(2)當ab桿保持靜止時,求螺線管內(nèi)磁場的磁感應強度B的變化率;(3)若螺線管內(nèi)磁場的磁感應強度的變化率Bt=k(k>0),將金屬桿ab由靜止釋放,桿將沿斜面向下運動.求當桿的速度為v時,桿的加速度大小.解析:(1)以金屬桿ab為研究對象,根據(jù)平衡條件mgsin -B0IL=0,得I=mgsinB0L,通過ab桿電流方向為由b到a.(2)根據(jù)法拉第電磁感應定律E=nt=NSBt,根據(jù)歐姆定律I=ER1+R2,得Bt=mg(R1+R2)sinB0L

18、NS.(3)根據(jù)法拉第電磁感應定律E1=NSBt=NSk(k>0),ab桿切割磁感線產(chǎn)生的電動勢 E2=B0Lv,總電動勢 E總=E1+E2,感應電流I=E總R1+R2,根據(jù)牛頓第二定律mgsin -F=ma,安培力 F=B0IL,所以a=gsin -B0L(NSk+B0Lv)m(R1+R2)(k>0).答案:(1)mgsinB0L方向ba(2)mg(R1+R2)sinB0LNS(3)gsin -B0L(NSk+B0Lv)m(R1+R2)(k>0)11.(2015廣東理綜)如圖(a)所示,平行長直金屬導軌水平放置,間距L=0.4 m.導軌右端接有阻值R=1 的電阻,導體棒垂直放置