（全国通用）高考物理二轮复习 新题重组训练 专题四　电路和电磁感应专题小循环练.doc

（全国通用）2015高考物理 二轮复习新题重组训练 专题四电路和电磁感应专题小循环练对应学生用书p127一、选择题(本题共8小题，每小题8分，共64分，其中第3、4、5小题为多选题。)1如图甲所示，两根材料相同的均匀导体柱a和b，a长为l，b长为2l，串联在电路中时，沿x轴方向电势变化x图象如图乙所示，选取x3l处电势为零，则导体柱a、b的横截面积之比为()甲乙a.b. c. d.解析由图象可知导体柱a电压为6 v，导体柱b电压为4 v。导体柱a与导体柱b串联，故电压之比等于电阻之比，由电阻定律可以求出截面积之比为13。答案a2如图所示，等腰直角区域efg内有垂直纸面向里的磁感应强度为b的匀强磁场，直角边cf长度为2l。 现有一电阻为r的闭合直角梯形导线框abcd以恒定速度v水平向右匀速通过磁场。t0时刻恰好位于图示位置(即bc与ef在一条直线上，且c与e重合)，规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线正确的是()解析t0时刻，切割磁感线等效长度为零，故感应电流为零，在过程中，如图所示，线框切割磁感线的等效长度不断减小，故a、b、d项错，c项正确。答案c3如图，在竖直平面内有一下边水平，边长为l、电阻为r的正方形导线框；在导线框下方有一上下边界水平、宽度为d(dl)的条形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。将导线框由静止释放，随后导线框进入并通过磁场区域。已知下落过程中线框平面始终与磁场方向垂直，不计空气阻力，则在导线框由静止开始下落到完全离开磁场的过程中，下列vt图象可能正确的是()abcd解析本题以线框穿过磁场命题，考查电磁感应知识以及运动过程与图象相结合的问题。开始阶段，线框自由落体运动，到进入磁场，比较重力mg和安培力的大小，mgl，完全进入后线框再次加速，出磁场时，就要出现mg的情况，线框加速不可能，a错；b选项说明线框进磁场做加速度减小的加速，出磁场时匀速，可能，b对；c选项说明进、出磁场线框都做加速度减小的加速，c对，选bc。答案bc4如图所示，是一将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可用一个与大电阻(40 k)相连的交流电源来等效，心电图仪与一理想变压器的初级线圈相连，以扬声器(可以等效为阻值为8 的电阻)与该变压器的次级线圈相连。等效电源的电压有效值u030 v，变压器的初级线圈和次级线圈的匝数比为501，则()a变压器的初级线圈输入电压为30 vb变压器的初级线圈输入电压为10 vc变压器次级线圈输出电压为0.6 vd变压器次级线圈输出功率为5103 w解析设变压器输入电压u1，输出电压u2，匝数n1、n2，电流i1、i2，由理想变压器的电压电流关系有u2u1；i250i，对扬声器有8 8i1，对变压器原线圈部分电路由全电路欧姆定律有30vu1i140 k3u1u110 v，a错b对；变压器次级线圈输出功率p w5103 w，c错d对；选b、d。答案bd5如图，理想变压器的原、副线圈分别接有理想电流表和额定电压为60 v的灯泡，滑动变阻器的电阻值范围是0125 ，不考虑温度对灯泡电阻的影响，原、副线圈的匝数比为21，交流电源的电压为u0220 v，适当调节滑动变阻器的触片p位置，当灯泡在额定电压下正常工作时，测得电流表的示数为1 a，则()a灯泡的额定功率为120 wb灯泡的额定电流为1.4 ac滑动变阻器滑动触头以上部分即ap之间的接入电阻为100 d滑动变阻器所消耗的电功率为136 w解析结合题意由变压器原理可知，副线圈输出电压为110 v，电流为2 a，r并30 ，rbp25 ，rap125 25 100 ，c对；由，知rl 。灯泡的额定功率p额 w84 w，a错误；灯泡的额定电流i额 a1.4 a，b正确；滑动变阻器所消耗的总功率p2225 w(21.4)2100 w136 w，d正确。答案bcd6区域内存在着匀强磁场，磁场的上、下边界水平，方向和竖直平面(纸面)垂直，两个由完全相同的导线制成的刚性线框a和b，其形状分别为周长为4l的正方形和周长为6l的矩形，如图所示，a、b宽相同，b的边长是a的2倍。线框a和b在竖直平面内从图示位置开始自由下落。若从开始下落到线框完全离开磁场的过程中，安培力与作用时间的乘积分别为ia、ib，则iaib为()a38 b12c11 d32解析由能量守恒知，a、b到磁场时，速度相同，安培力与作用时间的乘积ibiltblt，所以，选a。答案a7如图所示，一半径为l的导体圆环位于纸面内，o为圆心。环内两个圆心角为90的扇形区域内分布有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小均为b，方向相反且均与纸面垂直。导体杆om可绕o转动，m端通过滑动触点与圆环良好接触。在圆心和圆环间连有电阻r。不计圆环和导体杆的电阻，当杆om以角速度逆时针匀角速转动时，理想电流表的示数为()a. b.c. d.解析导体棒旋转切割匀强磁场产生的感应电动势ebl2，因两磁场方向相反，所以得到的是交变电流，按交变电流有效值的求法有i2rt()2ri，交流电流表显示的是有效值，所以选a。答案a8如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，正方形金属框电阻为r，边长为l，自线框从左边界进入磁场时开始计时，在外力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场。规定顺时针方向为感应电流i的正方向，外力大小为f，线框中电功率的瞬时值为p，通过线框横截面的电荷量为q，其中pt图象为抛物线，则这些量随时间变化的关系正确的是()abcd解析由eblvblat知感应电流i可见it为正比例函数、图象为过原点的直线，a错；外力ff安mabilmablmama可见ft为一次函数关系，图象不过坐标原点，b错；线框中电功率的瞬时值pf安vbilat，可见pt关系为抛物线，c对；通过线框横截面的电荷量qt，可见qt关系为抛物线，d错，选c。答案c二、计算题(本题共2小题，共36分。需写出规范的解题步骤。)9如图所示，质量为m的型金属框ppnn，静止在倾角为37的粗糙绝缘斜面上，与斜面间的动摩擦因数为0.5，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。pp、nn边相互平行，相距l，电阻不计且足够长；上边pn垂直于pp，电阻为r。光滑导体棒ab质量也为m，电阻不计，横放在框架上，整个装置处于垂直斜面向上、磁感应强度为b的匀强磁场中。将ab棒从静止释放，当ab发生的位移为x0时，框架开始向下运动。已知导体棒ab与pp、nn始终接触良好，重力加速度为g，取sin370.6，求：(1)框架开始运动时导体棒ab的速率；(2)框架开始运动前r释放的热量；(3)框架开始运动后，通过导体pn电流的最大值。解析(1)对于金属框，由于mgsin372mgcos37，所以开始时金属框静止。设ab棒的速度为v时，电动势为e，电流为i，ab和pn棒受的安培力大小为f安eblv，i，f安bil解得f安当框架刚沿斜面向下运动时，ab的速度为v0mgsin2mgcos解得v0(2)框架沿斜面向下运动前，对ab棒mv0mgsinx0w安qw安0.6mgx0(3)ab棒和框架都沿斜面向下运动时，设ab棒和框架的速度分别为v1、v2，电动势为e，电流的大小为i，ab和pn棒受的安培力大小为f安ebl(v1v2)，i，f安mgsinf安ma1f安mgsin2mgcosma2由于安培力的作用，a1逐渐减小，a2逐渐增大，v1v2逐渐减小，当a1a2时，v1v2达到最大且保持不变，pn中的电流最大且不变，设最大值为immgsinbimlbimlmgsin2mgcos解得im答案(1)v0(2)q0.6mgx0(3)im10如图所示，da、bc为相距为l的平行导轨(导轨电阻不计)。a、b间连接一个定值电阻，阻值为r。长直金属杆可以按任意角架在平行导轨上，并以速度v匀速滑动(平移)，v的方向与da平行，杆mn每米长的阻值也为r。整个空间充满匀强磁场，磁感强度的大小为b，方向垂直纸面向里。求：(1)定值电阻上消耗的电功率最大时，角的值；(2)杆mn上消耗的电功率最大时，角的值。(要求写出推导过程)解析解法一：(1)无论角多大，电动势eblv不变，且r为定值电阻总电流越大，r上的功率越大mn接入的电阻越小越好，即时r上的功率最大(2)令mn上的电阻为r，rr由pmni2r和i可得pmn化简得pmn(0，由均值不等式可知：(sin2l)4l，当且仅当sinl即arc