作業(yè)10　直流、交流電路2025年高考總復習優(yōu)化設計二輪專題物理浙江專版課后習題課時規(guī)范練含答案

作業(yè)10直流、交流電路2025年高考總復習優(yōu)化設計二輪專題物理浙江專版課后習題課時規(guī)范練含答案作業(yè)10直流、交流電路選擇題每小題3分。1.(2024浙江9+1聯(lián)盟)某些共享單車的內(nèi)部有一個小型發(fā)電機,通過騎行者的騎行踩踏,可以不斷地給單車里的蓄電池充電,蓄電池再給智能鎖供電。小型發(fā)電機的發(fā)電原理可簡化為圖甲所示,矩形線圈abcd處于勻強磁場中,通過理想交流電流表與阻值為R的電阻相連。某段時間在騎行者的踩踏下,線圈繞垂直磁場方向的軸OO'勻速轉(zhuǎn)動,圖乙是線圈轉(zhuǎn)動過程中穿過線圈的磁通量Ф隨時間t變化的圖像,則()A.t=0時刻,線圈處于中性面位置B.t1時刻,穿過線圈的磁通量變化率為零,感應電動勢為零C.t2時刻,電流表示數(shù)為零,t3時刻電流表的示數(shù)最大D.t4時刻,電流方向發(fā)生改變,線圈轉(zhuǎn)動一周,電流方向改變兩次2.全面了解汽車的運行狀態(tài)(速度、水箱溫度、油量)是確保汽車安全行駛和駕駛員安全的舉措之一。為模仿汽車油表原理,某同學自制一種測定油箱油量多少或變化多少的裝置。如圖所示,其中電源電壓保持不變,R是滑動變阻器,它的金屬滑片是金屬桿的一端。該同學在裝置中使用了一只電壓表(圖中沒有畫出),通過觀察電壓表示數(shù),可以了解油量情況,已知R'>R,下列有關(guān)電壓表的接法合理及示數(shù)變化正確的是()A.電壓表接在b、d處,當油量減少時電壓表示數(shù)減小B.電壓表接在b、d處,當油量減少時電壓表示數(shù)增大C.電壓表接在b、c處,當油量減少時電壓表示數(shù)減小D.電壓表接在b、c處,當油量減少時電壓表示數(shù)增大3.(2024浙江模擬預測)如圖所示,一理想變壓器的原線圈由雙線圈ab和cd構(gòu)成,雙線圈匝數(shù)均為n1,副線圈的匝數(shù)為n2。用I1和U1表示變壓器的輸入電流和電壓,I2和U2表示變壓器輸出電流和電壓。下列說法正確的是()A.若A接a,B接b,線圈cd空置,開關(guān)閉合前后,U2發(fā)生變化B.若A接a,B接b,線圈cd空置,負載變化時,電源輸出功率恒定C.若A接a,B接c,b接d,原、副線圈的電壓比為UD.若A接a,B接d,b接c,負載變化時,I1和I2相應變化且成正比4.(2024浙江溫州三模)新安江水庫蓄水后,水位落差可達55m,如圖所示。已知落差處流量為5×105kg/s的水流沖擊水輪機發(fā)電,水流減少的機械能80%轉(zhuǎn)化為電能。發(fā)電機輸出電壓為11kV,水電站到用戶之間采用220kV高壓進行遠距離輸電,輸電線上損耗的功率不超過輸送功率的5%,用戶所需電壓為220V。變壓器視為理想變壓器,下列說法正確的是()A.升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶20B.發(fā)電機的輸出功率為2.75×105kWC.輸電線上電阻不能超過110ΩD.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1000∶15.(2024浙江臺州二模)如圖甲是電動機的示意圖。如圖乙所示,將兩個完全相同的電動機正對放置,用直桿連接兩個電機的轉(zhuǎn)軸,電動機M1與電源相連,電動機M2與毫安表相連。先閉合開關(guān)S1,再閉合開關(guān)S2,發(fā)現(xiàn)毫安表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說法正確的是()A.電動機M1相當于發(fā)電機B.毫安表指針會在中央零刻度左右晃動C.閉合開關(guān)S2瞬間,電動機M1轉(zhuǎn)動變快,其線圈發(fā)熱明顯D.將電動機M1和M2的磁極N、S都交換,毫安表的指針偏轉(zhuǎn)方向不變6.(2024浙江高三階段練習)如圖所示,面積為S、匝數(shù)為N的矩形線框在磁感應強度為B的勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸OO'勻速轉(zhuǎn)動,通過滑環(huán)向理想變壓器供電,燈泡L1、L2、L3均正常發(fā)光。已知L1、L2、L3的額定功率均為P,額定電流均為I,線框及導線電阻不計,則()A.理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶2B.在圖示位置時,穿過線框的磁通量變化率最小C.若在副線圈電路中再并聯(lián)一個相同的燈泡,則燈泡L3將變暗D.線框轉(zhuǎn)動的角速度為ω=37.(2024浙江嘉興一模)在繞制變壓器時,某人誤將兩個線圈繞在如圖所示變壓器鐵芯的左右兩個臂上。為簡化問題研究,假設當一個線圈通以交變電流時,該線圈產(chǎn)生的磁通量都只有一半通過另一個線圈,另一半通過中間臂。已知線圈1、2的匝數(shù)之比n1∶n2=2∶1,若線圈電阻可不計。當其中一個線圈輸入交流電壓220V時,則下列說法正確的是()A.若線圈1為輸入端,則空載的線圈2輸出電壓為0B.若線圈1為輸入端,則接有負載的線圈2輸出電壓為110VC.若線圈2為輸入端,則空載的線圈1輸出電壓為110VD.若線圈2為輸入端,則接有負載的線圈1輸出電壓為220V8.(2024浙江寧波二模)自動體外除顫儀(AED)可通過產(chǎn)生如圖甲所示的脈沖電流終止致命性心律失常,使心臟恢復跳動。圖乙是某款除顫儀的簡化電路,電源為家用220V交流電源。某次調(diào)試時交流電壓表示數(shù)為20V,電容器充電完畢,開關(guān)由“1”擲向“2”,放電電流平均值為2.8A,放電時間約為1×10-2s,已知電容器電容為20μF。則下列判斷正確的是()A.升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比約為1∶50B.電感L越大,脈沖電流峰值越大C.電容C越小,放電持續(xù)時間越長D.脈沖電流作用于不同人體時,電流大小相同9.(2024浙江A9協(xié)作聯(lián)考)如圖所示,匝數(shù)為N、面積為S的導線框abcd在磁感應強度為B的勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸OO'以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,通過理想變壓器給小燈泡供電。變壓器原、副線圈匝數(shù)比為k,熔斷器的熔斷電流為I0,不計導線框的內(nèi)阻。從圖示位置開始計時,則()A.t=0時,穿過導線框的磁通量為零B.t=π2C.導線框產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值表達式為e=NBSωcosωtD.小燈泡工作的最大電流為I=I

參考答案作業(yè)10直流、交流電路1.B【解析】由圖乙可知,t=0時刻,穿過線圈的磁通量為零,則此時線圈與中性面垂直,故A錯誤;由圖乙可知,t1時刻,穿過線圈的磁通量最大,磁通量的變化率為零,感應電動勢為零,故B正確;根據(jù)題意可知,電流表的示數(shù)為回路中電流的有效值,而回路中電流的有效值不變,故C錯誤;由圖乙可知,t4時刻磁通量為零,磁通量的變化率最大,即感應電動勢最大,感應電流最大,此時電流方向不發(fā)生改變,線圈轉(zhuǎn)動一周,電流方向改變兩次,故D錯誤。2.D【解析】可將R'看成是電源的等效內(nèi)阻,R'>R,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知電壓表接在b、c處比接在b、d處電壓表變化更明顯,所以接b、c處,當油量減少時,指針上滑,滑動變阻器接入電路中的阻值變大,電壓表示數(shù)變大。故選D。3.D【解析】若A接a,B接b,線圈cd空置,則線圈cd的存在不影響變壓器的工作,開關(guān)閉合前后,U2不會發(fā)生變化;負載變化時,根據(jù)P=U22R和理想變壓器規(guī)律可知,電源輸出功率不恒定,故A、B錯誤。若A接a,B接c,b接d,雙線圈ab和cd的互感作用會抵消掉,從而使理想變壓器不能正常工作,副線圈的電壓為零,故C錯誤。若A接a,B接d,b接c,雙線圈ab和cd為串聯(lián)關(guān)系,滿足I1I2=n22n1,根據(jù)I2=U2R4.A【解析】升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1n2=U1U2=120,故A正確;發(fā)電機的輸出功率為P=QΔtghΔt×80%,解得P=2.2×105kW,故B錯誤;輸電線上的電流為I=PU2=1000A,輸電線上損耗的功率為P損=P×5%=1.1×104kW,又P損=I2R,解得R=11Ω,則輸電線上電阻不能超過11Ω,故C錯誤;5.D【解析】由于M1所在電路中有電源,且當開關(guān)S1閉合后M1會轉(zhuǎn)動,說明M1是電動機,故A錯誤;由于M1與M2用轉(zhuǎn)軸相連,當M1轉(zhuǎn)動時會帶動M2轉(zhuǎn)動,而當M2轉(zhuǎn)動時,閉合開關(guān)S2,與M2串聯(lián)而構(gòu)成閉合電路的毫安表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明M2是發(fā)電機,發(fā)電機內(nèi)部有磁場和線圈,在M1的帶動下,M2內(nèi)部線圈將會做切割磁感線的運動,從而產(chǎn)生感應電動勢,在電路中產(chǎn)生感應電流,因此毫安表發(fā)生偏轉(zhuǎn),毫安表顯示的是感應電流的有效值,若是穩(wěn)定轉(zhuǎn)動,則其指針將穩(wěn)定地指在某一刻度,故B錯誤;閉合開關(guān)S2瞬間,電動機M1轉(zhuǎn)速將降低,電流增大,其線圈發(fā)熱明顯,故C錯誤;將M1中的磁極N、S交換,根據(jù)左手定則可知,M1的轉(zhuǎn)動方向?qū)⑴c原來反向,若同時將M2中的磁極N、S交換,則M2在M1帶動下轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應電流的方向不發(fā)生變化,毫安表的指針偏轉(zhuǎn)方向不變,故D正確。6.D【解析】設原線圈電流為I,由題意可知副線圈電流為2I,則理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1n2=I2I1=21,A錯誤;在圖示位置時,穿過線框的磁通量為零,此時磁通量的變化率最大,B錯誤;若在副線圈電路中再并聯(lián)一個相同的燈泡,則副線圈所在電路電阻減小,電流變大,則原線圈中電流也變大,燈泡L3將變亮,C錯誤;線圈輸出的總功率為3P,總電流為I,則電動勢的有效值為E=3PI,根據(jù)7.D【解析】閉合鐵芯中多了一個中間的臂,導致每個線圈中產(chǎn)生的磁通量只有一半通過另一個線圈,而另一半通過中間的臂,這就導致線圈中的感應電動勢只有全部通過時的一半。設線圈1兩端輸入電壓為U1時,線圈2輸出電壓為U2,根據(jù)法拉第電磁感應定律有U1=n1ΔΦ1Δt,U2=n2ΔΦ2Δt,又Φ1=2Φ2,可得U1U2=n1ΔΦ1Δtn2ΔΦ2Δt=n1×2n2=4,解得U2=55V,副線圈兩端電壓與是否有負載無關(guān),故A、B錯誤;8.A【解析】電容器電容為20μF,根據(jù)電容的定義式,有C=QU2max,根據(jù)電流的定義式有I2=Qt,根據(jù)正弦式交變電流有效值,有U2=U2max2,根據(jù)變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系,有U1U2=n1n2,解得n1n2≈150,故A正確;電感L越大,對變化電流的阻礙作用越大,則脈沖電流峰值越小,故B錯誤;電容C越小,根據(jù)C=Q9.B【解析】t=0時,導線框位于中性面,穿過導線框的磁通量最大,故A錯誤;根據(jù)周期公式T=2πω,可得t=π2ω=T4,此時導線框位于與中性面垂直的位置,產(chǎn)生的感應電動勢最大,故B正確;依題意可知,導線框產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值表達式為e=NBSωsinωt,故C錯誤;熔斷器的熔斷電流為電流的有效值,即I1有效=I0,小燈泡工作的最大電流為Im=2I2有效,又I1有效I2有效作業(yè)11楞次定律和法拉第電磁感應定律選擇題每小題3分。1.下列物理量中,屬于矢量且單位用國際單位制中的基本單位表示正確的是()A.磁通量,kgB.磁感應強度,kgC.電場強度,VD.自感系數(shù),kg2.(2024浙江麗水期末)如圖所示的幾種電器,工作原理與其他幾個不同的是()3.(2024浙江嘉興高三期末)如圖所示,水平地面(xOy平面)下有一根平行于y軸且通有恒定電流I的長直導線。P、M和N為地面上的三個點,P點位于導線正上方,MN平行于y軸,PN平行于x軸,一閉合的圓形金屬線圈,圓心在P點,可沿不同方向以相同的速率做勻速直線運動,運動過程中線圈平面始終與地面平行。下列說法正確的是()A.N點與M點的磁感應強度大小相等,方向相反B.線圈沿PN方向運動時,穿過線圈的磁通量不變C.線圈從P點開始豎直向上運動時,線圈中無感應電流D.線圈從P點到M點的過程感應電動勢與從P點到N點過程的感應電動勢相等4.下列有關(guān)磁現(xiàn)象的四種模型對應的物理規(guī)律,說法正確的是()A.圖甲,雙線繞法可減小繞線的漏磁現(xiàn)象,以此來減小磁場能的損失B.圖乙,磁塊在鋁管中由靜止開始下落,做的是自由落體運動C.圖丙,電磁炮的基本原理是電能轉(zhuǎn)化為機械能,是一種安培力做正功的電動機模型D.圖丁,磁場的變化導致磁通量變化,激發(fā)出感生電場,使電子受電場力而運動,形成感應電流的本質(zhì)是電磁阻尼5.(2024浙江金華模擬)如圖所示的電路中,電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r,電感L的電阻不計,電阻R的阻值大于燈泡D的阻值,在t=0時刻,閉合開關(guān)S,經(jīng)過一段時間后,在t=t1時刻,斷開開關(guān)S,下列表示A、B兩點間電壓UAB隨時間t變化的圖像正確的是()6.(2024浙江二模)如圖所示,一足夠大的“?”形導軌固定在水平面上,導軌左端接一靈敏電流表G,兩側(cè)導軌平行?？臻g中各處的磁感應強度大小均為B且隨時間同步變化,方向垂直于水平面。t=0時刻,在電流表右側(cè)某處放置一導體棒,并使之以速度v0向右勻速運動,發(fā)現(xiàn)運動過程中電流表讀數(shù)始終為零,已知導體棒與導軌接觸良好,則磁感應強度隨時間變化的關(guān)系可能正確的是()7.(2024浙江臺州二模)如圖所示,在垂直于紙面向里、足夠大的勻強磁場中放置一硬質(zhì)異形導線oab,其中ab是半徑為R的14圓弧,直線段oa長為R且與圓弧段相切。該導線在紙面內(nèi)繞o點逆時針轉(zhuǎn)動,則下列說法正確的是(A.Uao=12BωRB.感應電流方向b→a→oC.φb>φa>φoD.Uob=52BωR8.如圖所示,一通有電流大小為I的無限長直導線固定在足夠大的光滑絕緣水平桌面(紙面)上,一導電圓環(huán)在水平桌面上獲得圖示方向的初速度v0。在水平桌面內(nèi)以開始時圓環(huán)的圓心為坐標原點建立直角坐標系,x軸垂直于導線方向,y軸平行于導線方向。此后導電圓環(huán)的運動軌跡圖像可能正確的是()9.(2024浙江一模)麥克斯韋從場的觀點出發(fā),認為變化的磁場會激發(fā)感生電場。如圖甲所示,半徑為r的絕緣光滑真空管道(內(nèi)徑遠小于半徑r)固定在水平面上,管道內(nèi)有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球,直徑略小于管道內(nèi)徑。真空管道處在勻強磁場中,磁感應強度B隨時間變化的圖像如圖乙所示,規(guī)定豎直向上為正方向。t=0時刻無初速度釋放小球。下列說法正確的是()A.俯視真空管道,感生電場的方向為逆時針B.感生電場對小球的作用力大小為B0C.小球環(huán)繞一周,感生電場做功為πBD.t0時刻管道對小球的作用力大小為B10.如圖所示,AOC是光滑的直角金屬導軌,AO豎直,OC水平。質(zhì)量分布均勻的金屬棒ab長度為L,質(zhì)量為m,電阻為R,兩端置于導軌內(nèi)。設金屬棒與豎直導軌夾角為θ,當θ=30°時,靜止釋放金屬棒。已知空間存在磁感應強度大小為B的勻強磁場,方向垂直于紙面向里,不計金屬導軌的電阻,則()A.回路中感應電流方向始終為逆時針方向B.整個過程中,ab產(chǎn)生的焦耳熱為12C.當θ=60°時,若a點速度大小為v,則b點速度大小為2vD.在θ=30°到θ=45°過程中通過ab的電荷量為2-311.如圖甲所示,一固定豎直倒放、足夠長的“U”形金屬導軌的上端接一定值電阻R,整個裝置處于方向垂直于軌道平面向里的勻強磁場中?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m的金屬棒從距電阻R足夠遠的導軌上某處,以大小為p0的初動量豎直向上拋出,金屬棒的動量隨時間變化的圖像如圖乙所示。整個過程中金屬棒與導軌接觸良好且保持垂直,不計空氣阻力及金屬棒和導軌電阻,重力加速度大小為g。關(guān)于此過程,下列說法正確的是()A.t0時刻,金屬棒的加速度為零B.金屬棒的最大加速度大小為2gC.金屬棒上升過程安培力的沖量大小為p0-mgt0D.金屬棒上升過程定值電阻產(chǎn)生的焦耳熱等于p12.(11分)一邊長為L、質(zhì)量為m的正方形金屬框,每邊電阻為R0,置于光滑的絕緣水平桌面(紙面)上。寬度為2L的區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于紙面的勻強磁場,磁感應強度大小為B,兩虛線為磁場邊界,如圖(a)所示。(1)使金屬框以一定的初速度向右運動,進入磁場。運動過程中金屬框的左、右邊框始終與磁場邊界平行,金屬框完全穿過磁場區(qū)域后,速度大小降為它初速度的一半,求金屬框的初速度大小。(2)在桌面上固定兩條光滑長直金屬導軌,導軌與磁場邊界垂直,左端連接電阻R1=2R0,導軌電阻可忽略,金屬框置于導軌上,如圖(b)所示。讓金屬框以與(1)中相同的初速度向右運動,進入磁場。運動過程中金屬框的上、下邊框處處與導軌始終接觸良好。求在金屬框整個運動過程中,電阻R1產(chǎn)生的熱量。13.(11分)(2024浙江紹興模擬)如圖所示,平行且光滑的導軌AICD和水平面EFGH平行。質(zhì)量分別為13m和m,電阻均為R的導體棒a、b垂直于導軌靜置于圖示位置(導體棒b靜止在導軌右邊緣IC處)。導體棒b的兩端由兩根足夠長的輕質(zhì)導線與導軌相連接,與導體棒a形成閉合回路。在IEHC右側(cè)區(qū)域空間存在豎直向下的磁場,磁感應強度為B,當給導體棒a一個水平初速度2v0后,在IC處與導體棒b發(fā)生彈性碰撞。碰撞后導體棒b飛離軌道并恰好從地面FG處離開磁場,導體棒運動過程中不會發(fā)生轉(zhuǎn)動。已知導軌間距為l,導軌離地高度也為l,磁場區(qū)域長度EF為s(1)導體棒b進入磁場時的速度和剛進入磁場時受到的安培力;(2)導體棒b離開磁場時,速度與水平方向的夾角正切值;(3)導體棒在磁場運動的過程中,導體棒b產(chǎn)生的總熱量。14.(11分)(2024浙江高三開學考試)某探究小組設計了兩種電磁驅(qū)動裝置。圖甲利用直流電源給導線框供電,接通電源后正方形導線框ABCD在磁極間的輻向磁場中,從靜止開始繞中心軸線OO'發(fā)生轉(zhuǎn)動。圖乙為三個線圈連接到三相電源上,電流形成的磁場可等效為角速度ω0的旋轉(zhuǎn)輻向磁場,穩(wěn)定后解鎖正方形導線框ABCD,導線框由靜止開始轉(zhuǎn)動。圖丙為不同視角的上述兩種驅(qū)動裝置的截面圖,分別為圖甲的正視圖和圖乙的俯視圖。已知導線框ABCD的邊長為l,電阻為R,AB、CD兩邊的質(zhì)量均為m,所處位置的磁感應強度大小均為B1,磁場方向始終與轉(zhuǎn)動方向垂直,轉(zhuǎn)動中AB、CD兩邊受到的阻力均為Ff=kv(k為比例系數(shù),v為線速度),其余兩邊質(zhì)量和所受阻力不計。電源的電動勢為E,內(nèi)阻不計。(1)在兩種驅(qū)動裝置中,若圖甲、乙兩裝置中的導線框的轉(zhuǎn)動方向一致,則旋轉(zhuǎn)輻向磁場的轉(zhuǎn)動方向是順時針還是逆時針。(2)在圖乙裝置中,若k=2B2l2(3)在圖甲裝置中,若導線框經(jīng)過時間t恰好達到最大角速度,求在該過程中AB邊轉(zhuǎn)過的弧長s。參考答案作業(yè)11楞次定律和法拉第電磁感應定律1.B【解析】磁通量Φ=BS=FILS=maILS,可得磁通量的單位用基本單位表示應為Wb=kg·m·s-2A·m·m2=kg·m2A·s2,但磁通量為標量,故A錯誤;磁感應強度B=Fqv=maItv,可得磁感應強度的單位用基本單位表示為T=kg·m·s-2A2.D【解析】金屬探測器、無線充電器、高頻焊接機工作原理均為電磁感應,電熱取暖扇利用電流的熱效應。故選D。3.C【解析】由于水平地面下的導線為通有恒定電流I的長直導線,且平行于y軸,而MN也平行于y軸,所以N點與M點的磁感應強度大小相等,方向相同,故A錯誤;由于PN平行于x軸,故線圈沿PN方向運動時,穿過線圈的磁通量始終變化,故B錯誤;線圈從P點開始豎直向上運動時,穿過線圈的磁通量一直為零,磁通量不變,線圈中無感應電流,故C正確;線圈從P點到M點過程和從P點到N點過程,線圈中磁通量變化量相同,而PM間距離大于PN間的距離,又線圈運動速率相同,所以線圈從P點到M點的時間大于P點到N點的時間,根據(jù)法拉第電磁感應定律可知,線圈從P點到M點過程產(chǎn)生的感應電動勢小于從P點到N點過程產(chǎn)生的感應電動勢,故D錯誤。4.C【解析】雙線繞法可減小電磁感應現(xiàn)象,以此來減小電阻的感抗,故A錯誤;鋁管可以看作閉合回路,磁塊能產(chǎn)生磁場,在磁塊下落的過程中,由于電磁感應現(xiàn)象,產(chǎn)生渦流與電磁阻尼,則磁塊不能做自由落體運動,故B錯誤;電磁炮的基本原理是電能轉(zhuǎn)化為機械能,是一種安培力做正功的電動機模型,故C正確;圖丁,磁場的變化導致磁通量變化,激發(fā)出感生電場,使電子受電場力的作用而加速運動,形成感應電流,其本質(zhì)是電磁驅(qū)動,故D錯誤。5.B【解析】開關(guān)S閉合時,線圈由于自感對電流的阻礙作用,電感L所在支路兩端電壓逐漸增大,根據(jù)電路規(guī)律可知,UAB逐漸減小;開關(guān)S閉合后再斷開時,線圈的感應電流與原電流方向相同,形成回路,燈泡的電流與原電流方向相反,并逐漸減小到零,所以B正確。6.C【解析】設導體棒開始運動時,距離導軌左端為x,磁場的磁感應強度為B0,依題意,導體棒和導軌內(nèi)部始終無電流,可得B0lx=Bl(x+v0t),整理得1B=v0B0xt+1B7.D【解析】導線沒有構(gòu)成閉合回路,所以導線在轉(zhuǎn)動過程中不產(chǎn)生感應電流,故B錯誤;對于oab部分,根據(jù)右手定則可知,產(chǎn)生的感應電動勢方向為b→a→o,則b端相當于電源的負極,o端相當于電源的正極,所以電勢關(guān)系為φo>φa>φb,故C錯誤;對于oa部分,有Uoa=BRv=BR·ωR+02=12BωR2,得Uao=-Uoa=-12BωR2,故A錯誤;對于ob部分,有Uob=Blobv',由幾何關(guān)系可得lob=R2+(2R)2=5R,得Uob8.B【解析】根據(jù)安培定則可知,通電直導線右側(cè)的磁場方向垂直于紙面向里,沿y軸方向磁場的磁感應強度大小恒定不變,沿x軸正方向磁場的磁感應強度大小逐漸減小;在圓環(huán)沿如圖所示的初速度運動的過程中,圓環(huán)沿y軸方向磁通量不變,沿x軸方向磁通量逐漸減小,根據(jù)楞次定律可知,圓環(huán)沿y軸方向所受安培力為零,則沿y軸方向做勻速直線運動;沿x軸方向所受安培力沿x軸負方向,則沿x軸方向速率逐漸減小直至為零,對比圓環(huán)軌跡可知B符合。故選B。9.C【解析】根據(jù)楞次定律判斷,感生電場為順時針(俯視),故A錯誤;由法拉第電磁感應定律得E電動勢=ΔΦΔt,又ΔΦ=ΔBS,S=πr2,整理得E電動勢=ΔBπr2Δt,由圖乙得ΔBΔt=B0t0,設產(chǎn)生的感生電場強度為E,由于E電動勢=Ed=E·2πr,得E=E電動勢2πr,感生電場對小球的作用力F=Eq=B0r2t0q,故B錯誤;小球繞一圈電場力做功為W=F·2πr=πB0r2t0q,故C正確;小球在感生電場中的加速度大小為Eq=maE,t0時刻小球的速度大小為v=aE·10.D【解析】根據(jù)幾何關(guān)系可知,金屬棒下滑過程中與導軌圍成的面積先增大后減小,根據(jù)楞次定律和安培定則可知,感應電流方向先逆時針再順時針,故A錯誤;整個過程中,金屬棒重力勢能減少量為ΔEp=12mgLcos30°<12mgL,根據(jù)能量守恒定律可知,整個過程中,ab產(chǎn)生的焦耳熱不可能等于12mgL,故B錯誤;當θ=60°時,a、b兩點沿桿方向的速度相等,有vcos60°=vbcos30°,解得vb=33v,故C錯誤;在θ=30°到θ=45°過程中,產(chǎn)生的平均感應電流為I=ER=ΔΦRΔt=B·11.C【解析】由圖乙可知,t0時刻,金屬棒的速度為零,則電路中感應電動勢為零,金屬棒所受安培力為零,金屬棒僅受重力作用,加速度為g,故A錯誤;金屬棒在運動過程中,有E=BLv,F安=BIL,I=ER,解得F安=B2L2vR,由圖乙可知,金屬棒向下運動且動量大小為0.5p0時,有0.5p0=mv1,解得v1=0.5p0m,金屬棒所受安培力豎直向上,且重力與安培力大小相等,有mg=B2L2×0.5p0mR,在t=0時,金屬棒向上運動的速度最大,所受向下的安培力最大,有p0=mv0,解得金屬棒向上運動的最大速度v0=p0m,可知金屬棒向下最大的安培力大小為F安m=B2L2v0R=2mg,金屬棒的最大加速度大小為am=mg+F安mm=3g,故B錯誤;設金屬棒上升過程安培力的沖量大小為I,對金屬棒,由動量定理得-mgt0-I=0-p0,解得I=p012.【答案】(1)B2L3【解析】(1)設金屬框的初速度為v0,則金屬框完全穿過磁場的過程中,根據(jù)動量定理可得-BILt=mv02通過金屬框的電流I根據(jù)法拉第電磁感應定律有E聯(lián)立解得v0=B2(2)金屬框進入磁場的過程中根據(jù)動量定理可得-BI'Lt'=mv1-mv0通過金屬框的電流I'=E根據(jù)法拉第電磁感應定律有E'=B解得v1=2金屬框完全在磁場中運動時,根據(jù)動量定理可得-BI″Lt″=mv2-mv1通過金屬框的電流I″=E根據(jù)法拉第電磁感應定律有E″=B解得v2=0即金屬框右邊剛好停在磁場右側(cè)邊界處在進入磁場的過程中Q總=1電阻R1的發(fā)熱量為Q1=23R解得Q1=7金屬框完全在磁場中運動時,Q總'=1電阻R1的發(fā)熱量為Q1'=2R02解得Q1'=8電阻R1上的總發(fā)熱量Q1總=Q1+Q1'解得Q1總=3B13.【答案】(1)12v0(2)2(3)v【解析】(1)導體棒a、b碰撞前后動量守恒,總動能不變,規(guī)定向右為正方向,由動量守恒和能量守恒得13m×2v0=13mva1vb=12v導體棒b進入磁場瞬間E=BlvbI=EF=BIlF安=B2(2)設導體棒b到達FG的水平分速度為vx,豎直分速度為vy,水平方向上根據(jù)動量定理-B2l2vvx=vb-B豎直方向vy=2tanθ=v化簡得,tanθ=2mR(3)由動能定理可得12m(vx2+v安培力做功為系統(tǒng)發(fā)熱量,因此可化簡得回路中產(chǎn)生的總熱量Q=1導體棒b產(chǎn)生的總熱量Qb=12Q=v14.【答案】(1)順時針(2)ω02【解析】(1)圖甲裝置中,導線框順時針轉(zhuǎn)動;圖乙裝置中,若導線框也順時針轉(zhuǎn)動,由楞次定律可知,旋轉(zhuǎn)輻向磁場的轉(zhuǎn)動方向也為順時針。(2)圖乙裝置中,當導線框ABCD達到穩(wěn)定時,AB、CD兩邊切割磁感線的相對速度大小為v相對=(ω0-ωm)·l根據(jù)法拉第電磁感應定律可得此時的感應電動勢為E'=2B1lv相對=B1l2(ω0-ωm)則此時的感應電流為I=EAB、CD兩邊所受的安培力大小均為F安=B1Il=BAB、CD兩邊所受的安培力均與阻力平衡,有Ff=F安又Ff=kv=kωml當k=2B12l2R時解得圖乙中導線框轉(zhuǎn)動的最大角速度為ωm=ω0(3)在圖甲裝置中,導線框轉(zhuǎn)動穩(wěn)定后達到最大角速度ωm',AB、CD兩邊所受的安培力均與阻力平衡,有Ff=F安'又Ff=kv=kωm'l根據(jù)法拉第電磁感應定律可得此時的感應電動勢為E″=2B1lv=B1l2ωm'則此時的感應電流為I=E-AB、CD兩邊所受的安培力F安'=B整理得kωm'l解得ωm'=2設安培力對AB的沖量為I,由動量定理得2I-2Fft=2mωm'·又I=∑FAiΔt=∑B1l(2Fft=∑2kviΔt=2解得s=2代入ωm',得s=B1作業(yè)12電磁波、電磁振蕩和傳感器選擇題每小題3分。1.某同學想用伏安法測定一個自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻,其電路圖如圖所示。用一節(jié)干電池作電源,線圈L兩端并聯(lián)一只零刻度在表盤中央、可左右偏轉(zhuǎn)的電壓表(左右量程均為0~3V)。為保護電表,測量結(jié)束后,拆除電路時,應最先進行的操作是()A.斷開開關(guān)S1 B.斷開開關(guān)S2C.拆除電流表 D.拆除滑動變阻器2.(2024浙江高三階段練習)下列關(guān)于傳感器元件說法錯誤的是()A.圖甲是一光敏電阻,隨著光照的增強,載流子增多,導電性能變好B.圖乙是一電阻應變片,其受外力發(fā)生機械形變進而電阻發(fā)生變化C.圖丙,當磁體靠近“干簧管”時,“干簧管”能起到開關(guān)的作用是由于電磁感應D.圖丁是一種電感式微小位移傳感器,物體1連接軟鐵芯2插在空心線圈3中,當物體1向左發(fā)生微小位移時,線圈自感系數(shù)變大3.(2024浙江金華三模)在圖甲的LC振蕩演示電路中,開關(guān)先撥到位置“1”,電容器充滿電后,在t=0時刻開關(guān)撥到位置“2”。若電流從傳感器的“+”極流入,電流顯示為正,圖乙為振蕩電流隨時間變化的圖線,則下列有關(guān)說法正確的是()A.在A點時刻電容器上極板帶負電B.從t0到A點過程中電容器的電壓先增加后減小C.若電阻R減小,電流變化如圖丙中實線D.若電阻R減小,電流變化如圖丙中虛線4.(2024浙江杭州高二期末)電磁波技術(shù)在當今社會得到了廣泛的應用。電臺在對外廣播的時候利用電磁波傳遞信號。要傳遞信號就要對電磁波進行調(diào)制。在電磁波發(fā)射技術(shù)中,使載波隨各種信號而改變的技術(shù)叫作調(diào)制。有關(guān)電磁波的下列說法正確的是()A.LC振蕩電路中的電場如果按E=(6t2+8)V/m變化,那么LC振蕩電路可以向遠處輻射電磁波B.由于長波比短波更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象,雷達用長波探測定位飛機比用短波準確C.高頻率的電磁波比低頻率的電磁波更適合采用調(diào)頻的方式對信號進行調(diào)制D.由于光是電磁波,所以用機械波的反射和折射規(guī)律不可以解釋光的反射和折射5.(多選)(2024浙江杭州期中)下列關(guān)于儀器的原理說法正確的是()A.當有煙霧進入火災報警器時,由于油霧顆粒對光的散射,光電三極管將接收到光信號,從而觸發(fā)火災警報B.紅外體溫計是根據(jù)物體的溫度越高發(fā)射的紅外線波長越長的原理進行工作的C.超聲波測速儀是利用了多普勒效應,汽車駛向測速儀的速度越大,測速儀接收到的反射波頻率就越高D.鉗形電流表既可以測交變電流的大小,也可以測恒定電流的大小6.(2024浙江三模)為了測量儲罐中不導電液體的高度,將與儲罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器C置于儲罐中,電容器C可通過開關(guān)S與電感L或電源相連,如圖所示,當開關(guān)撥到a,電容器充電,當開關(guān)從a撥到b,由電感L與電容器C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生振蕩電流,頻率為f0。初始時電容器電荷量為零,開關(guān)空置。下列說法正確的是()A.若開關(guān)撥到a,電容器兩端的電壓逐漸減小B.若開關(guān)撥到a,待充電結(jié)束后,降低液體高度,流過電阻的電流方向為g至eC.充電結(jié)束后,開關(guān)從a撥到b,回路中振蕩電流頻率為f0=2πLCD.充電結(jié)束后,開關(guān)從a撥到b,回路中振蕩電流減小時,自感電動勢增大7.(2024浙江金華模擬)工業(yè)生產(chǎn)中需要物料配比的地方常用“吊斗式”電子秤,圖乙是“吊斗式”電子秤的結(jié)構(gòu)圖,其中實現(xiàn)稱質(zhì)量的關(guān)鍵性元件是拉力傳感器。拉力傳感器的內(nèi)部電路如圖甲所示,R1、R2、R3是定值電阻,R1=20kΩ,R2=10kΩ,R0是對拉力敏感的應變片電阻,其電阻值隨拉力變化的圖像如圖丙所示,已知料斗重1×103N,沒裝料時Uba=0,g取10m/s2。下列說法正確的是()A.R3阻值為45kΩB.裝料時,R0的阻值逐漸變大,Uba的值逐漸變小C.拉力越大應變片電阻阻值也變大,Uba傳感器的示數(shù)也變大D.應變片的作用是把其所受拉力這個力學量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學量8.(2024浙江溫州期中)半導體薄膜壓力傳感器利用了半導體材料的“壓阻效應”。如圖是某一壓力傳感器電阻R隨壓力F變化的圖像。下列說法正確的是()A.該傳感器的工作原理是將電學量轉(zhuǎn)化為力學量B.隨著壓力的增大,傳感器的電阻不斷增加C.壓力為1N時,曲線的斜率約為29kΩ/ND.小于1.5N的區(qū)間內(nèi)傳感器的靈敏度較大9.無線話筒就是LC振蕩電路在實際中應用的典型實例,某LC振蕩電路某時刻磁場方向如圖所示,則()A.取出線圈中的鐵芯,振蕩電路的頻率將變小B.若磁場正在增強,根據(jù)楞次定律,回路中電流方向為逆時針(正視)C.若剛放電時電容器所帶電荷量越多,則一個周期內(nèi)平均電流越大D.電流減小時,電容器儲存的電場能一定增大

參考答案作業(yè)12電磁波、電磁振蕩和傳感器1.B【解析】若先斷開開關(guān)S1、拆除電流表或拆除滑動變阻器,由于線圈L的自感作用都會使線圈L和電壓表組成回路,又線圈L自感系數(shù)很大,會瞬間產(chǎn)生很大的自感電動勢造成電壓表損壞,所以實驗完畢應先斷開開關(guān)S2。故選B。2.C【解析】圖甲是一光敏電阻,當強光照射時,載流子增多,電阻變小,導電性能變好,故A正確,不符合題意;電阻應變片,其受外力發(fā)生機械形變,進而使電阻發(fā)生變化,故B正確,不符合題意;干簧管是一種能夠感知磁場的傳感器