物理：高考知識專題 電學選擇題 新人教

學案 電學選擇題在最近幾年的新課程高考中，電學選擇題考查的重點帶電粒子在電磁場中的運動、直流電路和交流電路、電磁感應現象及其規(guī)律的綜合應用三個方面，命題頻率出現較高的知識點包括電場的疊加、帶電粒子在電磁場中的受力分析和能量分析，涉及電容器的帶電粒子的狀態(tài)分析、楞次定律的應用、感應電動勢的圖象問題和能量問題、電磁感應定律與力學知識的綜合等；交流電的產生、四值、理想變壓器的特點也是電學選擇題的重點涉及內容.類型一定性分析選擇題例1如圖1所示,條形磁鐵放置在水平桌面上,其中央正上方固定一根直導線,導線 與磁鐵垂直,若給導線通以垂直紙 面向里的電流,則 （ ）

A.磁鐵對桌面的壓力減小,不受桌面摩擦力的作用

B.磁鐵對桌面的壓力減小,受到桌面摩擦力的作用

C.磁鐵對桌面的壓力增大,不受桌面摩擦力的作用

D.磁鐵對桌面的壓力增大,受到桌面摩擦力的作用圖1

解析條形磁鐵在導線位置產生的磁場方向水平向左,電流方向垂直紙面向里,由左手定則可以判定導線受到的安培力豎直向上,由牛頓第三定律可知,磁鐵受到電流的作用力豎直向下,故磁鐵對桌面的壓力增大;磁鐵相對桌面沒有滑動的趨勢,故磁鐵與桌面間不存在摩擦力,選項C正確.

答案C解題歸納本題屬于研究對象的轉換，直接確定電流對磁鐵產生的作用力比較困難，于是采用了逆向思維，將求磁鐵受力問題轉換為求其反作用力（導線受力）的問題.類型二定量計算選擇題例2如圖2所示，正方形閉合線圈abcd，處于垂直線框平面的勻強磁場中，一根金屬 桿ef，靠近ab邊且平行ab放置在 導線框上，在垂直ef桿且沿線框 平面的拉力F作用下，ef桿沿導線 框向cd邊勻速滑動，滑動中ef桿 始終與ab邊平行，且與導線框接觸良好.若ef桿與導線框間的摩擦不計，ef桿與導線框每個邊的電阻都相同且均為R，則在ef桿勻速滑動過程中,以下說法 錯誤的是 （ ）圖2

A.ef桿中的電流先變小后變大

B.ef桿兩端的電勢差先變大后變小

C.拉力F的瞬時功率先變小后變大

D.導線框的電功率先變小后變大

解析當ef桿位于正中間時，回路中的總電阻最大，電流最小，故選項A對；又因Uef=ε-IR=BLv-IR，故選項B對；因ef桿勻速滑動，拉力F等于安培力即F′=BIL，故P=BIL·v，因此拉力F的瞬時功率與電流I的變化情況相同，故選項C對；導線框的電功率等于電源ef的輸出功率，當ef桿位于正中間時，外電阻等于內電阻，電源ef的輸出功率最大，故選項D錯.答案為A、B、C.

答案ABC解題歸納有些定量計算題直接計算難度較大,按常規(guī)方法正確率、效率均較低；此時可采用賦值法，賦值分為兩種情況，第一種是給試題引入設置的一些特殊值（如無窮小、無窮大等）進行合理推算；第二種是將選項數值代入試題中各物理量間的關系式驗證它的正確性.類型三圖象選擇題例3P、Q是某電場中一條電場 線上的兩點,一負點電荷僅在 電場力作用下,圖3沿電場線從

P點運動到Q點,過這兩點時的 速度大小分別為vP和vQ,其速度 隨時間變化的圖象如圖3所示,P、Q兩點的電勢分別為φP、φQ,該點電荷在這兩點的電勢能分別為εP和εQ，則下列判斷正確的是 （ ）

A.φP<φQ，εP>εQ

B.φP>φQ，εP<εQ C.φP<φQ，εP<εQ D.φP=φQ，εP>εQ圖3

解析由于只有電場力做功，所以電勢能與動能的總和保持不變.由圖可知,從P點到Q點的過程中,電荷的運動速度變小,即動能變小,故電勢能增大,即εP<εQ；電勢能增大，說明電場力做負功，故該負點電荷順著電場線運動，即向低電勢運動，因此φP>φQ.答案為B項.

答案

B拓展探究在上題中,若P、Q兩點電場強度分別為EP和EQ,則EP和EQ的大小關系?答案由vP處速度-時間圖線的切線斜率絕對值大于vQ處速度-時間圖線的切線斜率絕對值,可知電荷在P點具有的加速度較大,即受到的電場力較大,又F=qE,所以EP>EQ.類型四信息選擇題例4如圖4所示是家用電冰箱的壓縮機啟動裝置的電路，其中運行繞組是電冰箱工 作時的電動機定子.由于它是 單相的,啟動時必須通過啟動 繞組的幫助才能產生旋轉磁場.

在啟動繞組的分路中串聯(lián)有一 個PTC元件,這是一種以鈦酸鋇為主要材料的熱敏電阻器,電流流過PTC元件,元件發(fā)熱,它的電阻率隨溫度升高先減小后增大發(fā)生顯著變化,當電動機轉起來正常工作以后,PTC元件溫度較高,啟動繞組電流很小,以下判斷正確的是 （ ）圖4

A.電冰箱的電動機啟動時比正常工作時耗電少

B.電冰箱的電動機正常工作時比啟動時耗電少

C.電冰箱啟動后,啟動繞組功率不變,運行繞組功率 是變化的

D.電冰箱啟動后,啟動繞組功率是變化的,運行繞組 功率也變化

解析電冰箱的電動機正常工作時,啟動繞組電流很小,根據功率的定義可知:消耗的功率較小.電冰箱啟動后,由于啟動繞組的分路中串聯(lián)有一個PTC元件,電流通過PTC元件,元件發(fā)熱,它的電阻率隨溫度先減小后增大發(fā)生顯著變化,而使功率發(fā)生變化.

答案BD解題歸納選擇題的解題要點（1）充分利用題干和選擇支兩方面提供的信息,快速、準確地作出判斷,是解選擇題的基本策略.（2）解選擇題的基本思想是:既要看到通常各類常規(guī)題的解題思想,原則上都可以指導選擇題的解答;更應看到根據選擇題的特殊性,必定存在著若干異于常規(guī)題的特殊解法.我們需要把這兩方面有機地結合起來,對具體問題具體分析.（3）恰當選擇解題方法要想確保在有限的時間內,對所有選擇題作出有效的選擇,明晰解題思路是十分必要的.當然,僅僅有思路還是不夠的,“解題思路”在某種程度上來說，屬于理論上的“定性”，要想解具體的題目，還得有科學、合理、簡便的方法.有關選擇題的解法的研究,可謂是“仁者見仁,智者見智”.其中不乏真知灼見,現選擇部分實用性較強的方法,具體概括如下:直接判斷法、淘汰排除法、特值代入法、推理法、極限分析法、逆向思維法、類比分析法、等效轉換法、計算求解法、圖象分析法、構建模型法、歸謬法（反證法）、單位判斷法.A組1.（2009·常州四校聯(lián)考）在如圖5所 示的電路中,E為電源電動勢,r為 電源內阻,R1和R3均為定值電阻,R2為 滑動變阻器.當R2的滑動觸點在a端時 合上開關S,此時三個電表A1、A2和V的示數分別為I1、I2和U.現將R2的滑動觸點向b端移動,則三個電表示數的變化情況是 （ ）

A.I1增大,I2不變,U增大 B.I1減小,I2增大,U減小

C.I1增大,I2減小,U增大 D.I1減小,I2不變,U減小圖5

解析滑動觸點由a向b移動時,R2阻值減小,所以總電阻減小,電路中總電流增大,則內電壓增大,路端電壓減小,故U減小;總電流增大,R3兩端電壓也增大,所以并聯(lián)電壓減小,故I1減小,I2增大.

答案B2.（2009·南通一調）如圖6所示， 長為l的通電直導體棒ab放在光 滑水平絕緣軌道上，勁度系數為

k的水平輕彈簧一端固定，另一 端拴在棒的中點，且與棒垂直， 整個裝置處于方向豎直向上、磁感應強度為B的勻強磁場中，彈簧伸長x，棒處于靜止狀態(tài).則 （ ）

A.導體棒中的電流方向從b流向a B.導體棒中的電流大小為

C.若只將磁場方向緩慢順時針轉過一小角度，則x

變大

D.若只將磁場方向緩慢逆時針轉過一小角度,則x變大圖6

解析導體棒靜止時彈簧伸長x，由平衡條件知，導體棒受向右的安培力，利用左手定則可以判斷電流方向應為a到b，而且kx=BIl,所以I=kx/Bl；磁場方向改變后，安培力方向與水平方向形成一個夾角，使得安培力的水平分量減小，則彈簧彈力減小,x減小.所以,只有選項B正確.

答案B3.如圖7所示,ab、cd為兩根水平放 置且相互平行的金屬軌道，相距

L，左右兩端各連接一個阻值均 為R的定值電阻.軌道中央有一根 質量為m的導體棒MN垂直放在兩軌道上，與兩軌道接觸良好，棒及軌道的電阻不計，整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度大小為B.棒MN在外驅動力作用下做簡諧運動,其振動周期為T,振幅為A,通過中心位置時的速度為v0,則驅動力對棒做功的平均功率為 （ ） A. B. C. D.B圖74.如圖8所示,C是一只電容器.先用 外力使金屬桿ab貼著水平光滑金 屬導軌在勻強磁場中沿垂直磁場 方向運動,到有一定速度時突然撤 掉外力.不計摩擦,則ab以后的運動 情況可能是 （ ）

A.減速運動到停止

B.來回往復運動

C.勻速運動

D.加速運動C圖85.（2009·泰安聯(lián)考）如圖10所示， 在x＞0、y＞0的空間中有恒定的 勻強磁場,磁感應強度的方向垂直 于xOy平面向里,大小為B.現有一質 量為m、電量為q的帶正電粒子,從 在x軸上的某點P沿著與x軸成30°角的方向射入磁場.不計重力的影響，則下列有關說法中正確的是 （ ）

A.只要粒子的速率合適,粒子就可能通過坐標原點

B.粒子可能通過坐標原點

C.粒子在磁場中運動所經歷的時間可能為

D.粒子在磁場中運動所經歷的時間可能為圖10

解析正確畫出粒子的各種可能運動軌跡,如下圖.利用軌跡圖結合相應的數學、物理規(guī)律即可得出正確答案.

答案BC6.隨著科技水平、經濟條件的逐步提高,全自動洗衣機已經悄然走進千家萬戶,為老百姓的生活帶來了極大的方便.在全自動洗衣機中,排水閥是由程序控制器控制其工作的.當洗衣機進行排水和脫水工序時,電磁鐵的線圈通電,使電磁鐵的鐵芯2工作,牽引排水閥的活塞,排放污水,牽引電磁鐵的結構如圖11所示.以下有關說法正確的是 （ ）圖11

A.若某時刻輸入直流電時,a為正極、b為負極,則鐵 芯2中A端為N極、B端為S極

B.若某時刻輸入直流電時,a為正極、b為負極,則鐵 芯2中A端為S極、B端為N極

C.若a、b處輸入直流電,鐵芯2不能吸入線圈中

D.若a、b處輸入直流電,鐵芯2能吸入線圈中

解析若線圈a、b間通以直流電，a為正極、b為負極時線圈的左端為N極，鐵芯2在圖示位置被磁化，A端為S極、B端為N極，A端處于螺線管內部，而管內部的磁感線方向水平向左（磁場方向水

平向左），鐵芯2中A端S極受力方向則為水平向右，當然管外磁感線方向也水平向左（整體而言）.鐵芯2中B端N極受力為水平向左,但是因管內部磁感線較管外更密集（磁場更強）,水平向右的作用力更大,結果鐵芯2受的合力水平向右,鐵芯2要被吸入線圈中,如不考慮其他因素的影響（如復位彈簧的彈力的影響）,鐵芯2的N、S兩極受力平衡.斷電后,鐵芯2在復位彈簧作用下回到原位置（圖中未畫彈簧）,因此A錯，B對;當a、b處輸入交變電流時，仍能吸入線圈，因為鐵芯2仍能被磁化，且磁化后總是與線圈發(fā)生相吸的作用，所以C錯，D對.答案為B、D.

答案BD7.今年春節(jié)前后,我國部分省市的供電系統(tǒng)由于天氣原因遭到嚴重破壞.為此,某小區(qū)啟動了臨時供電系統(tǒng),它由備用發(fā)電機和副線圈匝數可調的變壓器組成,如圖12所示,圖中R0表示輸電線的電阻.滑動觸頭P置于a處時,用戶的用電器恰好正常工作,在下列情況下,要保證用電器仍能正常工作,則 （ ）圖12

B.當發(fā)電機輸出的電壓發(fā)生波動使V1示數小于正常 值,用電器個數不變時,應使滑動觸頭P向下滑動

C.如果V1示數保持正常值不變,那么當用電器個數 增加時,滑動觸頭P應向上滑

D.如果V1示數保持正常值不變,那么當用電器個數 增加時,滑動觸頭P應向下滑

A.當發(fā)電機輸出的電壓發(fā)生波動使V1示數大于正 常值,用電器個數不變時,應使滑動觸頭P向滑動

解析由原副線圈電壓比公式可知U2=U1,由此可分析,要保證用電器能正常工作,當發(fā)電機輸出電壓發(fā)生波動,U1小于正常值時,可增大輸出線圈的匝數n2,選項A正確,B錯誤;當用電器個數增加時,用電器兩端的總電阻減小,總電流變大,從而輸電線上損失的電壓（或者說分壓）增大,用電器兩端的電壓減小而小于正常電壓,此時可增大n2,使用電器兩端的電壓增大,達到正常工作電壓,C正確,D錯誤.

答案ACB組1.長度相等、電阻均為r的三根金屬 棒AB、CD、EF,用導線相連,如圖

13所示,不考慮導線電阻,此裝置勻 速進入勻強磁場的過程中（勻強磁 場垂直紙面向里、寬度大于AE間距離）,AB兩端電勢差u隨時間變化的圖象可能是 （ ）圖13

解析EF進入磁場后，EF相當于電源，產生的電動勢為E=BLv，且E為正極，AB、CD為并聯(lián)，所以AB兩端電勢差u=；當CD進入磁場后，EF、CD雙電源并聯(lián)，AB兩端電勢差u= ，E、C為正極；當AB進入磁場后，AB、CD、EF三個電源并聯(lián)，A、C、E為正極，AB兩端電勢差u=BLv.綜上所述,C項正確.

答案C2.如圖14所示,ABMN是真空中一 個等腰梯形，一試探電荷-q由

A點沿直線移至B點，其中M、

N兩點各放置一個點電荷，且靜止不動，則下列敘述正確的是 （ ）

A.若N處為+Q,M處為-Q,則電場力先做正功,后做負 功,總功為零

B.若N處為+Q,M處為-Q,則電場力先做負功,后做正 功,總功為零

C.若M、N處都為+Q,則試探電荷在A、B兩點受到的電場力一定相同

D.若M、N處都為+Q,則試探電荷在A、B兩點所具 有的電勢能一定相同圖14

解析若N處為+Q,M處則為-Q,則電場力做正功,A、B項錯誤;若M、N處都為+Q,則根據力的合成判斷試探電荷在A、B兩點受到的電場力大小相同、方向不同,C項錯誤;根據電場的對稱特點,D項是正確的.

答案

D3.（2009·南京一調）某一電學黑箱內可能有電容器、電感線圈、定值電阻等元件,在接線柱間如圖15所示的“Z”字形連接（兩接線柱間只有一個元件）.為了確定各元件種類,小華同學把DIS計算機輔助實驗系統(tǒng)中的電流傳感器（相當于電流表）與一直流電源、滑動變阻器、開關串聯(lián)后,分別將AB、BC、CD接入電路,閉合開關,計算機顯示的電流隨時間變化的圖象分別如圖（a）、（b）、（c）所示.則如下判斷中不正確的是 （ ）圖15

A.AB間是電容器 B.BC間是電感線圈

C.CD間是電容器 D.CD間是定值電阻

解析根據電感“通直流，阻交流”、“通低頻，阻高頻”的特性，電容“通交流，隔直流”、“通高頻，阻低頻”的特性，可以判斷AB、BC間分別是電容器、電感線圈.電阻在通路時有電流,斷路時無電流,所以CD間是定值電阻.因此,錯誤的是C項.

答案C4.在圖16中（a）、（b）、（c）所示，除導體棒ab可動外,其余部分均固定不動,（a）圖中的電容器C原來不帶電.設導體棒、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一個向右的初速度v0,在（a）、（b）、（c）三種情形下導體棒ab的最終運動狀態(tài)是 （ ）圖16

A.三種情形下,導體棒ab最終均做勻速運動

B.圖（a）、（c）中ab棒最終將以不同的速度做 勻速運動，圖（b）中ab棒最終靜止

C.圖（a）、（c）中,ab棒最終將以相同的速度做 勻速運動，圖（b）中ab棒最終靜止

D.三種情形下,導體棒ab最終均靜止

解析圖（a）中,ab棒以v0向右運動的過程中,電容器開始充電,充電時ab棒減速,ab棒上的感應電動勢減小,當ab棒上的感應電動勢與電容器兩端電壓相等時,ab棒上無電流,從而做勻速運動;圖（b）中,由 于R消耗能量,所以ab棒做減速運動,直至停止;圖 （c）中,當ab棒向右運動時,產生的感應電動勢與 原電動勢同向,因此作用在ab棒上的安培力使ab棒 做減速運動,速度減為零后,在安培力作用下向左加 速運動,向左加速過程中,ab棒產生的感應電動勢與 原電動勢反向,當ab棒產生的感應電動勢與原電動 勢大小相等時,ab棒上無電流,從而向左勻速運動,所 以B正確.

答案B5.如圖17所示,一粒子源位于一邊長為a的正三角形ABC的中心O處,可以在三角形所 在的平面內向各個方向發(fā)射出速 度大小為v、質量為m、電荷量為

q的帶電粒子,整個三角形位于垂 直于△ABC的勻強磁場中,若使任 意方向射出的帶電粒子均能射出三角形區(qū)域,則磁感應強度的大小滿足 （ ）

A.B≥ B.B< C.B≥ D.B<圖17

解析設磁感應強度為B0時,帶電 粒子運動的軌道半徑為r,若某粒 子的運動軌跡如圖中粗實線所示,

則沿此方向（或與該方向夾角為

120°）射出的粒子恰好不能射出三角形區(qū)域，而向其他方向運動的粒子則一定能射出三角形區(qū)域，所以只要B<B0，帶電粒子運動的軌道半徑大于r，則所有粒子一定能射出三角形區(qū)域.由幾何關系得,此帶電粒子運動的軌道半徑為r=,又r=,得B0=,所以要使任意方向射出的帶電粒子均能射出三角形區(qū)域，應有B< ,D正確.

答案

D6.（2009·蘇州調研）如圖18所示,閉合開關S,電路處于穩(wěn)定狀態(tài).若突然斷開開關S,則在開關S斷開瞬（）

A.流過電阻R1的電流可能比原來大

B.流過電阻R3的電流肯定比原來小

C.流過電阻R2的電流肯定比原來大

D.流過電阻R3的電流可能比原來大

解析電路穩(wěn)定時,電容器相當于斷路,

R1、R2串聯(lián)后與R3并聯(lián),電容器兩極板間電壓UC=

U1=I1R1,流過R2的電流I2=I1,R3兩端的電壓U3>U1， 所以I3>U1/R3；開關S斷開后的瞬間，電容器放 電，相當于電源，電路結果是R2、R3串聯(lián)后與R1圖18 并聯(lián)，流過各電阻的電流為I1′=U1/R1=I1，保持不變；I2′=I3′=U1/（R2+R3）<U1/R3，所以流過R3的電流肯定比原來?。欢鬟^R2的電流由于條件不足，大小變化無法判斷，所以選B、C.

答案BC7.如圖19所示,水平放置的平行 金屬板A、B連接一恒定電壓， 兩個質量相等的電荷M和N同 時分別從極板A的邊緣和兩極 板的正中間沿水平方向進入板間電場，兩電荷恰好在板間某點相遇.若不考慮電