大二輪高考總復習物理考前第4天電路與電磁感應（保溫訓練）

第二部分考前第4天1．(多選)(2017·濰坊實驗中學檢測)繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上，鐵芯上套著一個鋁環(huán)，線圈與電源、開關相連，如圖所示．線圈上端與電源正極相連，閉合開關的瞬間，鋁環(huán)向上跳起．若保持開關閉合，則()A．如果電源的正、負極對調，觀察到的現(xiàn)象不變B．鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落C．鋁環(huán)停留在某一高度D．鋁環(huán)不斷升高解析：閉合開關瞬間，線圈中的磁場增大，導致鋁環(huán)內的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，鋁環(huán)中感應電流的磁場將阻礙磁通量的增大，因此將向上跳起，但是不能阻止磁通量變化，故鋁環(huán)將落回線圈，故B正確，C、D錯誤；若將電源的正、負極對調，對調過程中線圈中的磁通量先減小后增大，在減小時，在本實驗裝置中不能觀察到現(xiàn)象，在增大過程中鋁環(huán)向上跳起，故A正確．故選AB．答案：AB2．(2017·山東濰坊實驗中學檢測)如圖，一寬40cm的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里．一邊長為20cm的正方形導線框位于紙面內，以垂直于磁場邊界的恒定速度v＝20cm/s通過磁場區(qū)域，在運動過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行．取它剛進入磁場的時刻t＝解析：線框開始進入到全部進入時，線框的右邊切割磁感線，由右手定則可知，電流沿逆時針方向，在i-t圖象為正；因速度保持不變，故電流大小不變，此段時間為t＝eq\f(s,v)＝eq\f(20cm,20cm/s)＝1s；當全部進入時，線框中磁通量不變，故沒有感應電流，運動時間為1s；當線框開始離開時，左邊切割磁感線，由右手定則可知感應電流為順時針，故電流為負值，且電流大小不變，切割時間也為1s；故C正確；故選C．答案：C3．(2017·赤峰二中三模)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5∶1，原線圈接交流電源和交流電壓表，副線圈與熱水器、抽油煙機連接．已知副線圈上的電壓按圖乙所示規(guī)律變化，現(xiàn)閉合開關S接通抽油煙機，下列說法正確的是()A．電壓表示數(shù)為220VB．副線圈上電壓的瞬時值表達式u＝220eq\r(2)sin(100πt)VC．熱水器消耗的功率變大D．變壓器的輸入功率增大解析：U1＝eq\f(5,1)×220＝1100V，則電壓表示數(shù)為1100V，故A錯誤；由圖乙可知，交變電流的峰值是220eq\r(2)V，ω＝eq\f(2π,0.02)＝100πrad/s，則副線圈兩端電壓的瞬時值表達式為u＝220eq\r(2)sin100πtV，故B正確；接通開關，副線圈所接電路電阻減小，電流增大，熱水器兩端電壓不變，所以消耗功率不變，故C錯誤；接通開關，電流增大，電壓不變，所以線圈消耗的功率增大，輸入功率等于輸出功率，故D正確；故選BD．答案：BD4．(多選)(2017·壽光現(xiàn)代中學月考)一個閉合回路由兩部分組成，如圖所示，右側是電阻為r的圓形導軌，置于豎直方向均勻變化的磁場B1中，左側是光滑的傾角為θ的平行導軌，寬度為d，其電阻不計，磁感應強度為B2的勻強磁場垂直導軌平面向上，且只分布在左側，一個質量為m、電阻為R的導體棒此時恰好能靜止在導軌上，分析下述判斷正確的是()A．圓形導線中的磁場，可以方向向上均勻增強，也可以方向向下勻速減弱B．導體棒ab受到的安培力大小為mgsinθC．回路中的感應電流為eq\f(mgsinθ,B2d)D．圓形導線中的電熱功率為eq\f(m2g2sin2θ,B\o\al(2,2)d2)(R＋r)解析：導體棒靜止在導軌上，所受的合力為零，根據(jù)力的平衡得知，棒所受的安培力的大小為mgsinθ，方向沿斜面向上．所以有B2Id＝mgsinθ，則回路中的感應電流大小I＝eq\f(mgsinθ,B2d)，根據(jù)安培力的方向，通過左手定則判斷得知，通過線圈感應電流的方向從上往下看為順時針方向．根據(jù)楞次定律，圓形線圈中的磁場可以方向向上均勻增強，也可以方向向下均勻減弱，故ABC正確；根據(jù)P＝I2r，可知圓形導線中的電熱功率為P＝eq\f(m2g2sin2θ,B\o\al(2,2)d2)r，故D錯誤．答案：ABC5．(多選)(2017·皖南八校聯(lián)考)半徑為r帶缺口的剛性金屬網(wǎng)環(huán)在紙面上固定放置，在網(wǎng)環(huán)的缺口兩端引出兩根導線，分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板A、B連接，兩板間距為d且足夠寬，如圖甲所示．有一變化的磁場垂直于紙面，規(guī)定向內為正，變化規(guī)律如圖乙所示．在平行金屬板A、B正中間有質量未知、電荷量為q的帶電液滴，液滴在0～0.1s處于靜止狀態(tài)，已知重力加速度為g.則以下說法正確的是()A．液滴帶正電B．液滴的質量為eq\f(qπr2,10gd)C．第0.3s時液滴的運動方向改變D．第0.4s時液滴距初始位置距離為0.08g(單位：解析：根據(jù)楞次定律可知，在0～0.1s內線圈中產(chǎn)生的感應電動勢下板為正，液滴處于平衡狀態(tài)時，可知液滴帶正電，選項A正確；在0～0.1s內線圈中產(chǎn)生的感應電動勢E＝eq\f(ΔB,Δt)S＝eq\f(0.01,0.1)×πr2＝0.1πr2；對液滴mg＝eq\f(E,d)q，解得m＝eq\f(qπr2,10gd)，選項B正確；0.1－0.2s時電動勢的方向發(fā)生改變，則液滴向下做加速運動，0.2－0.3s時電動勢的方向不變，液滴繼續(xù)向下加速運動，選項C錯誤；液滴向下運動的加速度為mg＋eq\f(E,d)q＝ma，解得a＝2g,0.1－0.3s內液滴向下加速運動的位移x1＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×2g×0.22＝0.04g(m)，在0.3s時刻液滴的速度v＝at＝2g×0.2m/s＝0.4gm/s；0.3s－0.4s內液滴做勻速直線運動，故位移為x2＝vt＝0.4g×0.1＝0.04gm，故第0.4s時液滴距初始位置距離0.08g(單位：米)，選項D正確；故選ABD．答案：ABD6．(2017·濰坊實驗中學第三次檢測)如圖所示某小型交流發(fā)電機的示意圖，其矩形線圈abcd的面積為S＝0.03m2，共有10匝，線圈總電阻為r＝1Ω，線圈處于磁感應強度大小為eq\f(2\r(2),π)T的勻強磁場中，可繞與磁場方向垂直的固定對稱軸OO′轉動，線圈在轉動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路電阻R＝9Ω連接．在外力作用下線圈以10πrad/s速度繞軸OO′勻速轉動時，下列說法中正確的是()A．電阻R的發(fā)熱功率是3.6WB．交流電流表的示數(shù)是0.6C．用該交流發(fā)電機給電磁打點計時器供電時，打點的時間間隔一定為0.02sD．如果將電阻R換成標有“6V3W”字樣的小燈泡，小燈泡能正常工作解析：感應電動勢最大值：Em＝nBωS＝10×eq\f(2\r(2),π)×10π×0.03V＝6eq\r(2)V，電動勢有效值：E＝eq\f(Em,\r(2))＝6V；電路中的電流：I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(6,9＋1)A＝0.6A，則交流電流表的示數(shù)是0.6A，選項B正確；電阻R的發(fā)熱功率是PR＝I2R＝3.24W，選項A錯誤；交流電的周期：T＝eq\f(2π,ω)＝eq\f(2π,10π)s＝0.2s，則用該交流發(fā)電機給電磁打點計時器供電時，打點的時間間隔一定為0.2s，選項C錯誤；如果將電阻R換成標有“6V3W”字樣的小燈泡，燈泡的電阻RL＝eq\f(U2,P)＝eq\f(36,3)＝12Ω，燈泡兩端的電壓UL＝eq\f(E,RL＋r)RL＝eq\f(6,12＋1)×12V＝5.54V，故小燈泡不能正常工作，選項D錯誤；故選B．答案：B7．(2017·吉安一中學第二次段考)如圖所示，線圈焊接車間的水平傳送帶不停地傳送邊長為L，質量為m，電阻為R的正方形線圈．傳送帶始終以恒定速度v勻速運動，在傳送帶的左端將線圈無初速地放在傳送帶上，經(jīng)過一段時間，達到與傳送帶相同的速度，已知當一個線圈剛好開始勻速運動時，下一個線圈恰好放在傳送帶上，線圈勻速運動時，相鄰兩個線圈的間距為L，線圈均以速度v通過磁感應強度為B，方向豎直方向的勻強磁場，勻強磁場的寬度為3L.求(1)每個線圈通過磁場區(qū)域產(chǎn)生的熱量Q．(2)電動機對傳送帶做功的功率P?(3)要實現(xiàn)上述傳動過程，磁感應強度B的大小應滿足什么條件？(用題中的m、B、L、v表示)解析：(1)每個線圈穿過磁場過程中有電流的運動距離為2L，經(jīng)歷的時間：t＝eq\f(2L,v)，產(chǎn)生的電動勢為：E＝BLv，感應電流：I＝eq\f(E,R)，產(chǎn)生的熱量為：Q＝I2Rt＝eq\f(2B2L3v,R)；(2)每個線圈從投放到相對傳送帶靜止，運動的距離是一樣的，設投放間隔為T電動機在T時間對傳送帶做功W＝PT，根據(jù)能量守恒定律得：PT＝eq\f(1,2)mv2＋Q摩擦＋Q焦耳，而摩擦力生熱：Q摩擦＝fx相對＝fL，f＝ma，v＝aT，L＝eq\f(1,2)vT焦耳熱：Q焦耳＝I2RT，聯(lián)立解得：P＝eq\f(mv3,2L)＋eq\f(B2L2v2,R)；(3)為保證通過磁場時不產(chǎn)生滑動，安培力必須不超過最大靜摩擦力，即：F≤f，F(xiàn)＝eq\f(B2