高三物理二轮复习 整合测试 电路和电磁感应专题突破系列小题狂练大题冲关.doc

2014届高三物理二轮复习专题突破系列：整合测试-电路和电磁感应本卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分。满分100分，考试时间90分钟。第卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有的小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1(2013广东茂名一模)交流发电机电枢中产生的交变电动势为eemsint，如果要将交变电动势的有效值提高一倍，而交流电的周期不变，可采取的方法是()a将电枢转速提高一倍，其他条件不变b将磁感应强度增加一倍，其他条件不变c将线圈的面积增加一倍，其他条件不变d将磁感应强度增加一倍，线圈的面积缩小一半，其他条件不变答案bc解析交变电动势的峰值emnbs，有效值e，故要将交变电动势的有效值提高一倍，b、c正确，d错误；电枢转速提高一倍，根据2n可知角速度提高一倍，交变电动势的有效值提高一倍，但周期t会改变，a错误。2.(2013黑龙江哈三中一模)如图所示，足够长的平行光滑导轨固定在水平面上，电阻为r，其右端连接有两个定值电阻r1、r2，开关s处于断开状态，整个装置处于垂直导轨平面方向的匀强磁场中。一电阻为r3的导体棒在恒定的水平外力f的作用下在导轨上匀速向左运动，运动中导体棒始终与导轨垂直。现将开关s闭合，下列说法不正确的是()a刚闭合s的瞬间，导体棒中的电流增大b刚闭合s的瞬间，导体棒两端电压减小c闭合s后，导体棒做减速运动直到停止d闭合s后，导体棒做减速运动直到再一次匀速运动答案c解析闭合s，外电阻减小，而闭合s瞬间导体棒的速度不变，感应电动势不变，根据i可知，导体棒中电流增大，a正确；闭合s的瞬间，外电阻减小，电动势不变，路端电压减小，b正确；闭合s后，刚开始安培力大于拉力f，导体棒做加速度减小的减速运动，当a0时导体棒匀速，d正确，c错误。3(2013广东深圳一模)一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势e220sin100t(v)，那么()a该交变电流的频率是50hzb当t0时，线圈平面恰好位于中性面c当ts时，e有最大值d该交变电流电动势的有效值为220v答案ab解析根据表达式知100，交变电流的频率f50hz，a正确；当t0时，e0，线圈处于中性面位置，b正确；当ts时e0，c错误；该交变电流电动势的有效值为e220v，d错误。4(2013甘肃一模)如图甲所示，矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场方向垂直于线框所在平面向里。规定垂直于线框所在平面向里为磁场的正方向，线框中沿着abcda方向为感应电流i的正方向。要在线框中产生如图乙所示的感应电流，则磁感应强度b随时间t变化的规律可能为()答案b解析由it图象可知，在0t0时间内，感应电流大小恒定，方向沿正方向，则b随t可能是向里且均匀减小，同理可得在t02t0时间内，b随t可能是向里且均匀增大，且两种情况下的斜率相等，故b正确，a、c、d错误。5(2013河北唐山一模)如图为远距离输送交流电的系统示意图，变压器均为理想变压器。随着用户负载增多，发电机f达到额定功率时，仍导致降压变压器输出功率不足，用户的用电器不能正常工作。那么，在发电机以额定功率工作的情况下，为了适当提高用户的用电功率，可采取的措施是()a适当减小输电线的电阻rb适当提高c适当提高的同时，降低d适当降低的同时，提高答案ac解析用户得到的功率等于发电机输出的功率减去输电线上损失的功率，减小输电线上损失的功率可适当提高用户的用电功率，而pi2r，所以a正确；改变只是使电压降到用户需要的电压值，对功率无影响，适当提高，能提高输送电压，减小输送电流，减小功率损失，故c正确，b、d错误。6(2013山东烟台一模)如图甲所示，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度的大小为b，磁场在y轴方向足够宽，在x轴方向宽度为a。一直角三角形导线框abc(bc边的长度为a)从图示位置向右匀速穿过磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在图乙中感应电流i、bc两端的电压ubc与线框移动的距离x的关系图象正确的是()答案d解析导线框匀速进入磁场过程中，ac边切割磁感线，且切割磁感线的有效长度不断增加，其感应电流的大小不断增加，由右手定则可知感应电流的方向是逆时针方向；当导线框完全进入磁场时，ac边、ab边都切割磁感线，感应电动势之和为零，线框中的感应电流为零；当导线框出磁场时，ab边和ac边的一部分都切割磁感线，等效切割长度不断增大，导线框中的感应电流不断增大，感应电流的方向为顺时针。综上可知感应电流的ix图象应为如图所示的情况，故a、b错误；bc两端的电压ubcirbc，故c错误，d正确。7.(2013辽宁五校协作体一模)如图所示，理想变压器初、次级分别接有完全相同的灯泡a和b，且初、次级线圈匝数比n1:n22:1，电源电动势为u，则b灯两端电压为()a.b2uc. d.答案d解析设原线圈两端的电压为u1，b两端的电压为u2，根据，u1u22u2，在原线圈回路有uu1ua；根据，则i1i2i2，uai1rau2，所以u2u，故d正确；a、b、c错误。8(2013浙江宁波“十校”调研)如图所示，一个长方形的金属线框电阻为r，放在光滑的水平面上，有界匀强磁场的方向垂直于水平面向下。线框在水平恒力f的作用下由静止开始向右运动，在线框离开磁场的过程中，拉力f的功率随时间变化的图象不可能的是()答案b解析 线框出磁场过程的运动情况可能有三种：若拉力f大于安培力，线框加速出磁场，且加速度逐渐减小，由pfv知，拉力f的功率逐渐增大，但增大得越来越慢，a正确。若拉力f等于安培力，线框匀速出磁场，由pfv知，拉力f的功率不变，d正确。若拉力f小于安培力，线框减速出磁场，且加速度逐渐减小，由pfv知，拉力f的功率逐渐减小，且减小得越来越慢，c正确。故选b。9.(2013山东泰安一模)如图所示，间距为l、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为r的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m、电阻也为r的金属棒，金属棒与导轨接触良好。整个装置处于竖直向上、磁感应强度为b的匀强磁场中。现使金属棒以初速度沿导轨向右运动，若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q。下列说法正确的是()a金属棒在导轨上做匀减速运动b整个过程中金属棒克服安培力做功为mv2c整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为d整个过程中电阻r上产生的焦耳热为mv2答案bc解析金属棒运动中受到安培力作用，f安bil，方向向左，故金属棒做加速度不断减小的减速运动，a错误；由功能关系可知金属棒克服安培力做的功等于动能的减少量，等于整个回路产生的焦耳热，b正确，d错误；金属棒整个过程中通过的电荷量qt，而blx，所以x，c正确。10(2013陕西西工大附中一模)矩形导线框abcd放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度b随时间t变化的图象如图甲所示。设t0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，则在04s时间内，图乙中能正确反映线框ab边所受的安培力随时间t变化的图象(规定ab边所受的安培力向左为正)的是()答案d解析在02s内，线框中的感应电动势e1s，对应的感应电流大小不变，方向顺时针，而fbilab，所以根据左手定则可知f的方向先向左后向右，f的大小与b成正比；同理可知在24s内f的方向也是先向左后向右，大小与b成正比，故d正确。第卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，每小题6分，共18分。把答案直接填在横线上)11如图所示，直线a、抛物线b分别为某电池的总功率p、输出功率pr随电流i变化的图象。根据图线可知该电池的电动势e_v；内阻r_；当外电阻为0.5时，电池的输出功率pr_w。答案1.210.32解析题中的图象对应的物理关系：pei，ppri2r，从题图上取数据，可求得e1.2v，内阻r1。当r外0.5时，ia0.8a，故pri2r0.32w。12某发电厂用2.2kv的电压将电能输出给远处的用户，后改为用22kv的电压，在既有输电线路上输送同样的电功率。前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为_。要将2.2kv的电压升高到22kv，若变压器原线圈的匝数为180匝，则副线圈的匝数应该是_匝。答案100:11800解析输送电流i，设输电线电阻为r，输电线消耗功率为p.因pi2r2r，据题意有22100:1根据，则n2n1180匝1800匝。13某集装箱吊车的交流电动机输入电压为380v，则该交流电电压的最大值为_v。当吊车以0.1m/s的速度匀速吊起总质量为5.7103kg的集装箱时，测得电动机的电流为20a，电动机的工作效率为_。(g取10m/s2)答案38075%解析对于正弦交流电umu380v电动机的输出功率为p出mgv5.7kw电动机的输入功率为p入ui7.6kw电动机的工作效率为0.7575%三、计算题(共4小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14(10分)如图，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为l，电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为p、电阻均为r的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒mn从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为g。求：(1)磁感应强度的大小；(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。答案(1)(2)解析(1)设小灯泡的额定电流为i0，有pir由题意在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，小灯泡保持正常发光，流经mn中电流为i2i0此时金属棒mn所受的重力和安培力相等，下落的速度达到最大值，有mgbli联立式得b(2)设灯泡正常发光时，导体棒的速率为v，由电磁感应定律与欧姆定律得eblveri0联立式得v15(10分)如图所示交流发电机矩形线圈的边长abcd0.4m，acbd0.2m，共50匝，线圈电阻r1.线圈在磁感应强度b0.2t的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴以r/s的转速匀速转动，外接电阻为r9，求：(1)电压表的读数；(2)电阻r上的电功率和发电机的电功率答案(1)101.8v(2)1152w1280w解析(1)线圈在磁场中转动产生的感应电动势的最大值为：emnbs500.20.20.42v160v路端电压为u，则：uir72v101.8v(2)电阻r上的功率为p，则：pui728w1152w发电机的电功率peiw1280w.16(11分)如图所示，空间存在b0.5t、方向竖直向下的匀强磁场，mn、pq是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距l0.2m，r是连接在导轨一端的电阻，ab是跨接在导轨上质量为m0.1kg的导体棒。从零时刻开始，通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力f，方向水平向左，使其从静止开始沿导轨做加速运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好。图乙是棒的vt图象，其中oa段是直线，ac段是曲线，de段是曲线图象的渐近线，小型电动机在12s末达到额定功率p4.5w，此后保持功率不变。除r外，其余部分电阻均不计，取g10m/s2。(1)求导体棒ab在012s内的加速度大小；(2)求导体棒ab与导轨间的动摩擦因数及电阻r的值；(3)若t17s时，导体棒ab最大速度，从017s内共发生位移100m，试求1217s内，r上产生的热量是多少。答案(1)0.75m/s2(2)0.20.4(3)12.35j解析(1)由图象知12s末导体棒ab的速度为v19m/s，在012s内的加速度大小为am/s20.75m/s2。(2)t112s时，导体棒中感应电动势为eblv1感应电流i导体棒受到的安培力f1bil即f1此时电动机牵引力为f由牛顿第二定律得mgma由图象知17s末导体棒ab的最大速度是v210m/s，此时加速度为零，同理有mg0由以上各式解得0.2，r0.4(3)012s内，导体棒匀加速运动的位移s1t154m1217s内，导体棒的位移s2(10054)m46m由能量守恒得qpt2(mvmv)mgs2代入数据解得r上产生的热量q12.35j。17(11分)(2013课标全国)如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为，间距为l。导轨上端接有一平行板电容器，电容为c。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为b，方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一质量为m的金属棒。棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g。忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求：(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系。答案(1)qcblv(2)vgt解析(1)设金属棒下滑的速度大小为v，则感应电动势为eblv平行板电容器两极板之间的电势差为ue设此时电容器极板上积累的电荷量为q，则有c联立式得qcblv(