2013年高考物理二轮复习_专题四_电磁感应与电路之经典考题

1 20132013 年高考二轮复习专题四年高考二轮复习专题四 电磁感应与电路电磁感应与电路之经典考题之经典考题 1 某实物投影机有 10 个相同的强光灯 L1 L10 24 V 200 W 和 10 个相同的指示灯 X1 X10 220 V 2 W 将其连接在 220 V 交流电源上 电路图如图所示 若工作一段时间后 L2灯丝烧断 则 2009 年高考 重庆理综卷 A X1的功率减小 L1的功率增大 B X1的功率增大 L1的功率增大 C X2的功率增大 其他指示灯的功率减小 D X2的功率减小 其他指示灯的功率增大 解析 显然 L1和 X1并联 L2和 X2并联 然后他们再串联接在 220 V 交流电源 上 L2灯丝烧断 则总电阻变大 电路中电流I减小 又 L1和 X1并联的电流分配关系不变 则 X1和 L1的电流 功率都减小 同理可知 除 X2和 L2外各灯功率都减小 A B 均错 由于 I减小 各并联部分的电压都减小 交流电源电压不变 则 X2上电压增大 根据P 可知 U2 R X2的功率变大 C 正确 D 错误 答案 C 2 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示 已知发电机 线圈内阻为 5 0 现外接一只电阻为 95 0 的灯泡 如图乙所示 则 2009 年高考 福 建理综卷 A 电压表的示数为 220 V B 电路中的电流方向每秒钟改变 50 次 C 灯泡实际消耗的功率为 484 W D 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为 24 2 J 解析 电压表的示数为灯泡两端电压的有效值 由图象知电动势的最大值Em 220 2 V 有效值E 220 V 灯泡两端电压U 209 V A 错误 由图象知T 0 02 s 一个 RE R r 周期内电流方向变化两次 可知 1 s 内电流方向变化 100 次 B 错误 灯泡的实际功率P W 459 8 W C 错误 电流的有效值I 2 2 A 发电机线圈内阻每 U2 R 2092 95 E R r 秒钟产生的焦耳热Q I2rt 2 22 5 1 J 24 2 J D 正确 答案 D 3 如图所示 理想变压器的原 副线圈匝数比为 1 5 原线圈两端的交变电压为 u 20sin 100 t V 氖泡在两端电压达到 100 V 时开始发光 下列说法中正确的有 2009 2 年高考 江苏物理卷 2 A 开关接通后 氖泡的发光频率为 100 Hz B 开关接通后 电压表的示数为 100 V C 开关断开后 电压表的示数变大 D 开关断开后 变压器的输出功率不变 解析 由交变电压的瞬时值表达式知 原线圈两端电压的有效值U1 V 20 V 20 2 2 由 得 副线圈两端的电压U2 100 V 电压表的示数为交变电流的有效值 B 项正确 n1 n2 U1 U2 交变电压的频率f 50 Hz 一个周期内电压两次大于 100 V 即一个周期内氖泡能 100 2 发两次光 所以其发光频率为 100 Hz A 项正确 开关断开前后 输入电压不变 变压器的 变压比不变 故输出电压不变 C 项错误 断开后 电路消耗的功率减小 输出功率决定输 入功率 D 项错误 答案 AB 4 如图甲所示 一个电阻为R 面积为S的矩形导线框abcd 水平放置在匀强磁场中 磁场的磁感应强度为B 方向与ad边垂直并与线框平面成 45 角 O O 分别是ab边和cd 边的中点 现将线框右半边ObcO 绕OO 逆时针旋转 90 到图乙所示位置 在这一过程中 导线中通过的电荷量是 2009 年高考 安徽理综卷 甲 乙 A B C D 0 2BS 2R 2BS R BS R 解析 线框的右半边 ObcO 未旋转时 整个回路的磁通量 1 BSsin 45 BS 线框的右半边 ObcO 旋转 90 后 穿进跟穿出的磁通量相等 如图丁所示 整个 2 2 回路的磁通量 2 0 所以 2 1 BS 根据公式得q A 正确 2 2 R 2BS 2R 丙 丁 答案 A 5 如图甲所示 一个电阻值为R 匝数为n的圆形金属线圈与阻值为 2R的电阻R1连接 成闭合回路 线圈的半径为r1 在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里 的匀强磁场 磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示 图线与横纵轴的截距分别 为t0和B0 导线的电阻不计 求 0 t1时间内 1 通过电阻R1上的电流大小和方向 2 通过电阻R1上的电荷量q及电阻R1上产生的热量 2009 年高考 广东物理卷 3 甲 乙 解析 1 由图象分析可知 0 t1时间内 B t B0 t0 由法拉第电磁感应定律有 E n n S t B t 而S r22 由闭合电路的欧姆定律有 I1 E R1 R 联立解得 通过电阻R1上的电流大小I1 nB0 r22 3Rt0 由楞次定律可判断 通过电阻R1上的电流方向为从b到a 2 通过电阻R1上的电荷量q I1t1 nB0 r22t1 3Rt0 电阻R1上产生的热量Q I12R1t1 2n2B02 2r24t1 9Rt02 答案 1 方向从b到a 2 nB0 r22 3Rt0 2n2B02 2r24t1 9Rt02 6 如图甲所示 水平放置的两根平行金属导轨 间距L 0 3 m 导轨左端连接R 0 6 的电阻 区域abcd内存在垂直于导轨平面B 0 6 T 的匀强磁场 磁场区域宽D 0 2 m 细金属棒A1和A2用长为 2D 0 4 m 的轻质绝缘杆连接 放置在导轨平面上 并与导轨垂 直 每根金属棒在导轨间的电阻均为r 0 3 导轨电阻不计 使金属棒以恒定速度 v 1 0 m s 沿导轨向右穿越磁场 计算从金属棒A1进入磁场 t 0 到A2离开磁场的时间内 不同时间段通过电阻R的电流强度 并在图乙中画出 2008 年高考 广东物理卷 甲 乙 解析 A1从进入磁场到离开的时间为 t1 0 2 s D v 在 0 t1时间内 A1产生的感应电动势为 E BLv 0 18 V 丙 丁 由图丙知 电路的总电阻为 4 R0 r 0 5 rR r R 总电流i 0 36 A E R0 通过R的电流iR 0 12 A i 3 A1离开磁场t1 0 2 s 至A2未进入磁场t2 0 4 s 的时间内 回路中无电流 即 2D v iR 0 从A2进入磁场t2 0 4 s 至离开磁场t3 0 6 s 的时间内 A2上的感应电动势为 2D D v E 0 18 V 由图丁知 电路总电阻R0 0 5 总电流i 0 36 A 流过R的电流iR 0 12 A 综合上述计算结果 绘制通过R的电流与时间的关系图线 如图戊所示 戊 答案 0 0 2 s 时 0 12 A 0 2 0 4 s 时 0 0 4 0 6 s 时 0 12 A 图象如图 戊所示 7 单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量 以下简称流量 由一 种利用电磁原理测量非磁性导电液体 如自来水 啤酒等 流量的装置 称为电磁流量计 它 主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成 传感器的结构如图所示 圆筒形测量管内壁绝缘 其上装有一对电极a和c a c间的 距离等于测量管内径D 测量管的轴线与a c的连线方向以及通电线圈产生的磁场方向三者 相互垂直 当导电液体流过测量管时 在电极a c间出现感应电动势E 并通过与电极连接 的仪表显示出液体流量Q 设磁场均匀恒定 磁感应强度为B 1 已知D 0 40 m B 2 5 10 3 T Q 0 12 m3 s 设液体在测量管内各处流速相同 5 试求E的大小 取 3 0 2 一新建供水站安装了电磁流量计 在向外供水时流量本应显示为正值 但实际显示 却为负值 经检查 原因是误将测量管接反了 即液体由测量管出水口流入 从入水口流 出 因水已加压充满管道 不便再将测量管拆下重装 请你提出使显示仪表的流量指示变为 正值的简便方法 3 显示仪表相当于传感器的负载电阻 其阻值记为R a c间导电液体的电阻r随液 体电阻率的变化而变化 从而会影响显示仪表的示数 试以E R r为参量 给出电极 a c间输出电压U的表达式 并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响 2009 年高考 北京理综卷 解析 1 导电液体通过测量管时 相当于导线做切割磁感线的运动 在电极a c间 切割磁感线的液柱长度为D 设液体的流速为v 则产生的感应电动势为 E BDv 由流量的定义 有 Q Sv v D2 4 联立解得 E BD 4Q D2 4BQ D 代入数据得 E V 1 0 10 3 V 4 2 5 10 3 0 12 3 0 4 2 能使仪器显示的流量变为正值的方法简便 合理即可 如 改变通电线圈中电流的 方向 使磁场B反向 或将传感器输出端对调接入显示仪表 3 传感器和显示仪表构成闭合电路 由闭合电路欧姆定律I 得 U IR E R r RE R r E