專題七　電路和電磁感應(yīng)

1、專題七電路和電磁感應(yīng)1.(2012上海市十三校高三聯(lián)考)如圖所示電路中,電壓表、電流表都是理想電表,若僅使電阻R1斷路,則兩電表的示數(shù)變化情況為(B) A.兩電表示數(shù)都變小B.兩電表示數(shù)都變大C.電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變小D.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變大解析:外電路中,R2與R3串聯(lián)再與R1并聯(lián),電流表測量通過R2和R3的電流,電壓表測量R2兩端的電壓;R1斷路時,電路外電阻變大,電路總電流變小,內(nèi)電壓變小,路端電壓變大,故R2與R3兩端電壓變大,電流表和電壓表示數(shù)均變大.故選項B正確.2.如圖(甲)所示為一臺小型發(fā)電機構(gòu)造的示意圖,線圈逆時針轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律如圖(

2、乙)所示.發(fā)電機線圈內(nèi)電阻為1.0 ,外接燈泡的電阻為9.0 .則(D)A.在t=0.01 s的時刻,穿過線圈磁通量為零B.電動勢的瞬時表達式為e=62sin(50t) VC.電壓表的示數(shù)為6 VD.通過燈泡的電流為0.6 A解析:在0.01 s時刻,瞬時電動勢為零,線圈在中性面位置,磁通量最大,選項A錯誤;電動勢的瞬時值表達式為e=62sin(100t)V,選項B錯誤;電壓表測外電路的電壓,U=6229.01.0+9.0 V=5.4 V,選項C錯誤,通過燈泡的電流為I=UR=0.6 A,選項D正確.3.(2013四川廣元市二模)如圖所示,一理想變壓器原線圈匝數(shù)n1=1 100匝,副線圈匝數(shù)n

3、2=220匝,交流電源的電壓u=2202sin100t(V),電阻R=44 .若交流電壓表、電流表均為理想電表,不考慮導(dǎo)線電阻,則(BD)A.該交流電的頻率為100 HzB.電流表A1的示數(shù)為0.20 AC.電流表A2的示數(shù)為1.41 AD.電壓表的示數(shù)為44 V解析:由交流電源的電壓表達式可知f=50 Hz,選項A錯誤;U1=220 V,由U1U2=n1n2,得U2=44 V,I2=U2R=4444 A=1 A,由I1I2=n2n1,得I1=0.20 A,選項B、D正確,選項C錯誤.4.(2013湖北省黃岡市高三4月調(diào)研考試)某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示,發(fā)電機的輸出電壓為200 V

4、,輸電線總電阻為r;升壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n1、n2,輸入、輸出電壓分別為U1、U2,輸出功率為P;降壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n3、n4,輸入、輸出電壓分別為U3、U4,輸入功率為P(變壓器均為理想變壓器),若額定電壓為220 V的用電器正常工作,則(C)A.U2=U3B.P=PC.n2n1n3n4 D.n2n1n3n4,選項C正確,D錯誤.5.(2013廣東省韶關(guān)市高三第二次調(diào)研考試)如圖所示,R是光敏電阻,當(dāng)它受到的光照強度增大時(CD) A.燈泡L變暗B.光敏電阻R上的電壓增大C.電壓表V的讀數(shù)減小D.電容器C的帶電量增大解析:隨著光照強度的增大,光敏電阻的阻值減小,整個電路的總

5、電阻減小,根據(jù)閉合電路歐姆定律得知,總電流增大,路端電壓減小,電壓表V的讀數(shù)減小,燈泡中的電流增大,兩端的電壓增大,燈泡L變亮,電容器C的帶電量增大,光敏電阻R上的電壓減小,故選項C、D正確.6.(2013河南省豫東、豫北十所名校高三第四次階段性測試)如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為112,原線圈兩端輸入的正弦交流電壓u=2202sin 100t(V),副線圈所接電壓表為理想電壓表,定值電阻R0=10 ,滑動變阻器R的阻值變化范圍為020 .下列說法正確的是(C) A.電壓表的示數(shù)為402 VB.副線圈輸出電壓的頻率為100 HzC.滑動變阻器R消耗功率的最大值為40 WD.滑動變阻器

6、的滑片向下移動時,變壓器的輸出功率變小解析:理想變壓器原線圈兩端輸入電壓的峰值為2202 V,則有效值為220 V,角速度為100 rad/s,則周期為0.02 s,頻率為50 Hz,選項B錯誤;變壓器原、副線圈中的電壓之比等于匝數(shù)之比,所以電壓表的示數(shù)為40 V,選項A錯誤;將定值電阻R0看作副線圈電源的等效內(nèi)阻,則滑動變阻器R的阻值與定值電阻R0阻值相等時,滑動變阻器R消耗功率最大,P=I2R=(4010+10)210 W=40 W,選項C正確;當(dāng)滑動變阻器的滑片向下移動時,副線圈負載電阻減小,變壓器的輸出電壓不變,輸出功率變大,選項D錯誤.7.(2013山東省濟寧市高三4月聯(lián)考)如圖(甲

7、)所示,一矩形金屬線圈abcd垂直勻強磁場并固定于磁場中,磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化關(guān)系圖像如圖(乙)所示,則線圈的ab邊所受安培力F隨時間t變化的圖像是(規(guī)定向右為安培力F的正方向)(A)解析:01 s、23 s時間內(nèi),通過線圈的磁通量向里且在減小,由楞次定律可判斷出,線圈中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流,再由左手定則可判斷出ab邊所受安培力方向向左,選項B錯誤;同理可得12 s、34 s時間內(nèi),ab邊所受安培力方向向右,選項C錯誤;ab邊所受安培力大小F=BIlab=BSlabRBt,與磁感應(yīng)強度B的大小成正比,選項D錯誤、A正確.8.(2013江西省宜春市高三4月模擬)如圖所示,水平面內(nèi)

8、有一個邊長為l的正三角形虛線框,框內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B;一個邊長也為l的正三角形導(dǎo)線框所在平面與磁場方向垂直;虛線框與導(dǎo)線框的高在x軸上,頂點重合在O點.在t=0時,使導(dǎo)線框從圖示位置從靜止開始以恒定加速度a沿x軸正方向移動,直到整個導(dǎo)線框離開磁場區(qū)域.以下說法正確的是(AC) A.導(dǎo)線框開始運動的一小段時間內(nèi),感應(yīng)電流的方向為逆時針方向B.導(dǎo)線框中的電流大小i隨其頂點的位移x作線性變化C.當(dāng)虛線框與導(dǎo)線框的高完全重合時,感應(yīng)電動勢為Bl23alD.從圖示位置到虛線框與導(dǎo)線框的高完全重合的過程中,感應(yīng)電動勢為Bl23al解析:導(dǎo)線框開始運動的一小段時間內(nèi),通過導(dǎo)線框的磁通

9、量向里且在增大,由楞次定律可判斷出導(dǎo)線框中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流,選項A正確;導(dǎo)線框切割磁感線的有效長度L為導(dǎo)線框在磁場中部分首尾兩點的連線,從圖示位置到虛線框與導(dǎo)線框的高完全重合的過程中,總電阻不變,切割磁感線的有效長度L=2x2tan 30=33x,切割速度v=at=2ax,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BLv=Bx36ax,導(dǎo)線框中的電流大小i隨其頂點的位移x不作線性變化,選項B錯誤、D錯誤;當(dāng)虛線框與導(dǎo)線框的高完全重合時,導(dǎo)線框的位移x=32l,感應(yīng)電動勢為E=Bx36ax=Bl23al,選項C正確.9.(2013四川成都七中二模)如圖所示,MN和PQ為處于同一水平面內(nèi)的兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌

10、,垂直導(dǎo)軌放置的金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好,在水平金屬導(dǎo)軌之間加垂直紙面向里的勻強磁場,導(dǎo)軌的N、Q端接理想變壓器的初級線圈,理想變壓器的輸出端有三組次級線圈,分別接有電阻元件R、電感元件L和電容元件C.若用IR、IL、IC分別表示通過R、L和C的電流,不考慮電容器的瞬間充放電,則下列判斷中正確的是(BD) A.若ab棒勻速運動,則IR0、IL0、IC=0B.若ab棒勻加速運動,則IR0、IL0、IC=0C.若ab棒做加速度變小的加速運動,則IR0、IL=0、IC=0D.若ab棒在某一中心位置附近做簡諧運動,則IR0、IL0、IC0解析:當(dāng)ab棒勻速運動時,產(chǎn)生恒定電流,變壓器鐵芯中磁通量不變,

11、則IR、IL、IC均為零,選項A錯誤;當(dāng)ab棒勻加速運動時,產(chǎn)生的感應(yīng)電流均勻增大,變壓器鐵芯中磁通量均勻增大,副線圈中產(chǎn)生恒定的電動勢,則IR0、IL0、IC=0,選項B正確;若ab棒做加速度變小的加速運動,則副線圈中產(chǎn)生變化的電動勢,則IR、IL、IC均不為零,選項C錯誤;若ab棒做簡諧運動時,即做加速度時刻變化的運動,則副線圈中產(chǎn)生大小、方向均變化的電動勢,則IR、IL、IC均不為零,選項D正確.10.(2013四川省資陽市高三第二次高考模擬)如圖所示,水平面內(nèi)兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌,左端與電阻R相連接,勻強磁場B豎直向下分布在導(dǎo)軌所在的空間內(nèi),一定質(zhì)量的金屬棒垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌接觸良好

12、.若對金屬棒施加一個水平向右的外力F,使金屬棒從a位置由靜止開始向右做勻加速運動并依次通過位置b和c.若導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計,a到b與b到c的距離相等,則下列關(guān)于金屬棒在運動過程中的說法正確的是(AC)A.在從a到b與從b到c的兩個過程中,通過電阻R的電量之比為11B.在從a到b與從b到c的兩個過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量之比為11C.金屬棒通過b、c兩位置時,電阻R消耗的功率之比為12D.金屬棒通過b、c兩位置時,外力F做功的功率之比為12解析:由q=it=Rtt得電量q=R,ab=bc,則qab=qbc,選項A正確;由公式v2=2ax,xac=2xab,得到vcvb=21,根據(jù)能量守恒定律

13、,熱量Qab=Wab-12mvb2,Qbc=Wbc-(12mvc2-12mvb2)=Wbc-12mvb2,xab=xbc,金屬棒所受安培力逐漸增大,外力F增大,所以WbcWab,QbcQab,選項B錯誤;由于vcvb=21,電阻R消耗的功率P=E2R=B2L2v2R,則電阻R消耗的功率之比PbPc=12,選項C正確;根據(jù)牛頓第二定律,F-F安=ma,F安=B2L2vR,F=B2L2vR+ma,ma一定,則外力做功的功率之比FbvbFcvc12,選項D錯誤.11.(2013四川雅安中學(xué)高三下學(xué)期三月月考)如圖所示,相距為d的兩條水平虛線L1、L2之間是方向水平向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,質(zhì)量

14、為m、電阻為R的正方形線圈abcd邊長為L(Ld),將線圈在磁場上方高h處由靜止釋放,cd邊剛進入磁場時速度為v0,cd邊剛離開磁場時速度也為v0,則線圈穿越磁場的過程中(從cd邊剛?cè)氪艌鲆恢钡絘b邊剛離開磁場)(CD) A.感應(yīng)電流做功為mgLB.線圈進入磁場的過程中一直做減速運動C.線圈的最小速度可能為mgRB2L2D.線圈的最小速度一定為2g(h+L-d)解析:線圈cd邊從L1到L2的過程中重力與安培力做功,由動能定理得mgd-W安=12mv02-12mv02,則W安=mgd,W安總=2mgd,故選項A錯誤;線圈進入磁場的過程中可能先做加速度減小的加速運動,再做勻速運動,故選項B錯誤;在

15、磁場中當(dāng)線圈勻速運動時,mg=B2L2vR,則v=mgRB2L2,此速度可能為最大速度也可能為最小速度,故選項C正確;線圈從初始位置到ab邊離開磁場的過程中,由動能定理有:mgh+mgd+mgL-2mgd=12mv2-0,則v=2g(h+L-d),故選項D正確.12.(2013四川省綿陽市高三第三次診斷性考試)如圖所示,平行光滑金屬導(dǎo)軌P,Q相距L=0.5 m,足夠長,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角=30,導(dǎo)體棒ab質(zhì)量m0=0.2 kg,垂直放在導(dǎo)軌P、Q上.勻強磁場磁感應(yīng)強度B=1 T,方向垂直于導(dǎo)軌平面向上.導(dǎo)軌P、Q與導(dǎo)體棒ab、電阻R1、R2組成閉合回路.水平放置的平行金屬板M、N接在R2兩端,M、N之間的電場可視為勻強電場.R1=1 ,R2=1.5 ,不計導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒電阻,重力加速度g=10 m/s2.(1)當(dāng)從靜止釋放導(dǎo)體棒,求導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時速度v的大小?(2)當(dāng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時,一比荷為4106 C/kg的帶正電微粒以初速度v0從M、N的正中間水平向右射入,打在極板上的速度與