江苏省2020版高考物理二轮复习 专题四 电路 电磁感应规律及其应用习题（含解斩）

专题四 电路电磁感应规律及其应用一、单项选择题1.(2018江苏南京、盐城一模)下列图中,a图是真空冶炼炉,可以冶炼高质量的合金;b图是充电器,工作时绕制线圈的铁芯中会发热;c图是安检门,可以探测人身是否携带金属物品;d图是工人穿上金属丝织成的衣服,可以高压带电作业。不属于涡流现象的是()答案d线圈接有交变电流,在线圈中会产生变化的磁场,变化的磁场在冶炼炉中产生电场,使自由电荷在电场力的作用下定向移动形成涡流,故a中属于涡流现象;充电器工作时有交变电流通过,交变电流产生的交变磁场穿过铁芯,在铁芯中产生电场,使自由电荷在电场力的作用下定向移动形成涡流,故b中属于涡流现象;线圈中的交变电流产生交变的磁场,会在金属物品中产生交变的感应电流,而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流(涡流),引起线圈中交变电流发生变化,从而被探测到,故c中属于涡流现象;工作服用包含金属丝的织物制成,形成一个导体壳,壳外有电场,壳内场强保持为零,高压外电场不会对内部产生影响,故d中属于静电屏蔽。2.(2019江苏宿迁月考)驱动中国2018年6月19日消息,京东的智慧物流有20余台配送机器人上阵,开启了全球首次全场景常态化配送运营。该配送机器人能够识别红绿灯信号、规避道路障碍和来往车辆、主动礼让行人。机器人主动礼让行人,是利用了() a.力传感器b.光传感器c.温度传感器d.声传感器答案c人体是有温度的,机器人主动礼让行人利用了温度传感器的工作原理,故c正确,a、b、d错误。3.(2019江苏单科,3,3分)如图所示的电路中,电阻r=2 。断开s后,电压表的读数为3 v;闭合s后,电压表的读数为2 v,则电源的内阻r为()a.1 b.2 c.3 d.4 答案a若断开s,则电压表的示数等于电源电动势e,则e=3 v。若闭合s,据串联电路电压分配关系可得ue=rr+r,且u=2 v,r=2 ,得出r=1 ,故选项a正确。4.(2019江苏南通、泰州、扬州等七市二模联考)可调式理想变压器示意图如图所示,原线圈的输入电压为u1,副线圈输出电压为u2,r为电阻。将原线圈输入端滑动触头p向下移动时,下列结论中正确的是()a.输出电压u2增大b.流过r的电流减小c.原线圈输入电流减小d.原线圈输入功率不变答案a由公式u2u1=n2n1知,当n1减小时,由于u1、n2不变,所以u2增大,因此流过电阻r的电流增大,根据i1i2=n2n1知,i1增大,而p1=u1i1,所以p1增大,故a正确,b、c、d错误。5.(2019江苏苏州期末)如图所示,a、b是构成平行板电容器的两金属极板,当开关s闭合时,在p点处有一个带电液滴处于静止状态。现将开关s断开后,再将a、b板分别沿水平方向向左、右平移一小段距离,此过程中下列说法正确的是()a.电容器的电容增加b.电阻r中有电流流过c.两极板间的电场强度不变d.若带电液滴仍在p点其电势能减小答案d根据c=rs4kd,当a板向左平移一小段距离,b板向右平移一小段距离时,s减小,电容器电容c减小,故a错误;因开关s断开,电容器无法充、放电,电阻r中无电流流过,故b错误;根据e=ud与c=rs4kd联立可得e=4kqrs,因电荷量q不变,s减小,则电场强度e增大,故c错误;因场强增大,导致p点与b板之间的电势差增大,因b板接地,电势为零,即p点电势升高,由题可知带电粒子带负电,根据ep=q,若带电液滴仍在p点其电势能减小,故d正确。二、多项选择题6.(2018江苏常州一模)在图甲所示电路中,流过二极管d的电流id如图乙所示,该电流可以看做是一个恒定电流和一个交变电流的叠加,流过电感器和电容器的电流分别为il、ic。下列关于il、ic随时间t变化的图像中,可能正确的是()答案bc电容器通高频,阻低频;电感器通低频,阻高频。根据题意可知通过电容器的是交流电,通过电感器的为恒定电流,故b、c正确,a、d错误。7.(2018江苏苏、锡、常、镇四市一调)如图所示,a、b、c为三只完全相同的灯泡,l为电阻不计的电感器,电源内阻不计。下列判断正确的是()a.s闭合的瞬间,b、c两灯亮度相同b.s闭合足够长时间后,b、c两灯亮度相同c.s断开的瞬间,a、c两灯立即熄灭d.s断开后,b灯先突然闪亮再逐渐变暗熄灭答案ads闭合的瞬间,l中产生自感电动势阻碍电流的增加,此时可认为l处断路,b、c两灯串联,则此时b、c两灯亮度相同,选项a正确;由于l的电阻不计,则s闭合足够长时间后,b灯被l短路,则b灯熄灭,c灯变得更亮,选项b错误;s断开的瞬间,通过各个灯原来的电流立即消失,而l自感产生的电流会通过三只灯形成新的回路,则a、c两灯将逐渐熄灭,b灯中因为原来电流为零,所以b灯先突然闪亮再逐渐变暗熄灭,选项c错误,d正确。8.(2018江苏单科,8,4分)如图所示,电源e对电容器c充电,当c两端电压达到80 v时,闪光灯瞬间导通并发光,c放电。放电后,闪光灯断开并熄灭,电源再次对c充电。这样不断地充电和放电,闪光灯就周期性地发光。该电路()a.充电时,通过r的电流不变b.若r增大,则充电时间变长c.若c增大,则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大d.若e减小为85 v,闪光灯闪光一次通过的电荷量不变答案bcd因电容器属于非线性元件,电容器在充电过程中,充电电流是非线性减小的,故a错误。若r增大,充电电流减小,充电时间变长,故b正确。由q=cu且u=80 v为定值可见,c增大时q增大,闪光灯闪光一次通过的电荷量增大,故c正确。闪光灯闪光一次通过闪光灯的电荷量与电源电动势无关,故d正确。9.(2018江苏单科,9,4分)如图所示,竖直放置的“”形光滑导轨宽为l,矩形匀强磁场、的高和间距均为d,磁感应强度为b。质量为m的水平金属杆由静止释放,进入磁场和时的速度相等。金属杆在导轨间的电阻为r,与导轨接触良好,其余电阻不计,重力加速度为g。金属杆()a.刚进入磁场时加速度方向竖直向下b.穿过磁场的时间大于在两磁场之间的运动时间c.穿过两磁场产生的总热量为4mgdd.释放时距磁场上边界的高度h可能小于m2gr22b4l4答案bc要使杆进入磁场和时的速度相等,杆刚进入磁场时必须做减速运动,加速度方向竖直向上,故a错误。杆在区做加速度减小的减速运动,在两磁场之间做a=g的匀加速运动,运动过程如图所示(其中v1为杆刚进入时的速度,v2为杆刚出时的速度),图线与时间轴所围的面积表示位移,两段运动的位移相等,则t1t2-t1,故b正确。对杆从进入磁场至刚穿出磁场的过程应用动能定理得mg3d+w安=12mv22-12mv12,对杆穿过两磁场之间的过程应用动能定理得mgd=12mv12-12mv22,解得w安=-4mgd,由功能关系得q=-w安=4mgd,故c正确。若杆刚进入磁场时恰好匀速,则有b2l2v1r=mg,v1=mgrb2l2,代入h=v122g得h=m2gr22b4l4,因为杆刚进入时必须做减速运动,故一定有hm2gr22b4l4,故d错误。三、计算题10.(2019江苏南通启东期末)如图为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图,图示位置矩形线圈平行于磁感线。矩形线圈的长度ab=0.25 m,宽度bc=0.20 m,共有n=100匝,总电阻r=5.0 ,可绕与磁场方向垂直的对称轴oo转动。线圈处于磁感应强度b=0.4 t的匀强磁场中,与线圈两端相连的金属滑环上接一个“3.0 v1.8 w”的灯泡,当线圈以角速度匀速转动时,小灯泡恰好正常发光,求:(1)线圈转动的角速度;(2)图示位置时cd边所受的安培力的大小和方向;(3)线圈从图示位置转过90过程中流过灯泡的电荷量和线圈产生的电能(计算结果保留两位小数)。答案(1)32 rad/s(2)4.82 n垂直cd向下(3)0.2 c1.33 j解析(1)小灯泡的额定电流i=pu=1.83.0 a=0.6 a小灯泡的额定电阻r=ui=3.00.6 =5 可得电动势有效值e=i(r+r)=0.6(5+5) v=6 v电动势最大值em=62 v又em=nbs=nabbcb解得=32 rad/s(2)题图示位置时,线圈中的感应电动势最大,感应电流最大,即cd边上通过的电流im=2i=0.62 a,则cd边受到的安培力f=nbimcd=1000.40.620.20 n=4.82 ncd边此时运动的方向向上,由右手定则、左手定则可知安培力的方向为垂直cd向下(3)线圈从图示位置转过90过程中,流过灯泡的电荷量q=nr+r=nbsr+r又因为em=nbs所以有q=em(r+r)=62(5+5)32 c=0.2 c由焦耳定律可得q总=e2r+rt=e2r+rt4=e2r+r24=625+523.14432 j1.33 j由能量守恒可得线圈产生的电能w=q总=1.33 j11.(2019江苏单科,14,15分)如图所示,匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈,线圈平面与磁场垂直。已知线圈的面积s=0.3 m2、电阻r=0.6 ,磁场的磁感应强度b=0.2 t。现同时向两侧拉动线圈,线圈