电磁感应与电路

1、专题检测 (六)(时间 90 分钟，满分 100 分)一、选择题 (每小题 5 分，共 50 分)1(2010 ·重庆理综 )一输入电压为 220 V ，输出电压为 36 V 的变压器副线圈烧坏 为获知此变压器原、 副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈， 用绝缘导线在铁芯上新绕了 5 匝线圈，如图 1 所示，然后将原线圈接到 220 V 交流电源上，测得新绕线圈的端电压为 1 V按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为A 1 100,360B1 100,180C2 200,180D2 200,360U1n 1200 n1解析根据 U2n 2可得1 5 ，可知 n11 10

2、0.排除 C、 D220 n1两项再由36 n2可知 n2 180，故 A 错 B 对答案B2(2010 ·福建理综 )中国已投产运行的 1 000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程假设甲、乙两地原来用 500 kV 的超高压输电， 输电线上损耗的电功率为 P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用 1 000 kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为PPA. 4B. 2C2PD4P解析设输送功率为 P，输送电流为 I ，输送电压为 U，则 PUI ，I P，P 损I 2 输送电压UR.升为原来的2 倍，则输送电流降为原来的一半

3、，P 损降为原来的四分之一，故选 A.答案A3 (2009 ·海南国兴中学联考 )如图 2 所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场， 它的底边在 x 轴上且长为 2L ，高为 L .纸面内一边长为 L 的正方形导线框沿 x 轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域，在 t0 时刻恰好位于图中所示的位置以顺时针方向为导线框中电流的正方向， 在图 3 中能够正确表示电流位移 (I x)关系的是1答案A4(2010 ·天津理综 )为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡 L 1、L 2，电路中分别接了理想

4、交流电压表、和理想交流电流表、，导线电阻不计，如图 4 所示当开关 S 闭合后A 示数变大，与示数的比值不变B示数变大，与示数的比值变大C示数变小，与示数的比值变大D示数不变，与示数的比值不变解析 交流电源的电压有效值不变，即示数不变，因U1n1，故示数不变，与示数的比值不U2n22 U22I 1 n2变， D 对 S 闭合使负载总电阻减小， I R ，所以 I增大因 I 2n1，所以示数增大，与示数比值不变， A 对答案 AD5(2010 ·江理综浙)半径为 r 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间

5、距为 d，如图 5(甲 )所示有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图5(乙 )所示在 t0 时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为 q 的静止微粒则以下说法正确的是2A第 2秒内上极板为正极B第 3 秒内上极板为负极C第 2秒末微粒回到了原来位置2D第 2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2 r/d解析由图知第 2秒内，磁场向里并均匀减小，由楞次定律知，环中电流方向为顺时针，因而上极板带正电， A 项正确；第 3 秒内磁场向外且均匀增大，由楞次定律知，环中电流方向为顺时针，上极板仍带正电， B 项错误；同理第1 秒内上极板带负电，此微粒 2 秒内先做匀加速直线运动，再做匀减速直线

6、运动，方向不变， C项错误；由法拉第电磁感应定律知，电路中感应电动势为 E感2B2E感2项错误 r0.1 r，场强为 E 0.1 r ，Dttd/d答案A6 (2010 ·安徽省级名校联考 )如图 6 所示，一个“”形导轨 AOC 垂直于磁场固定在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，导体棒 ab 与导轨 AOC 由相同粗细、相同材料的导体制成，导体棒与导轨接触良好，且始终垂直于 OC.在外力作用下，导体棒以恒定速度 v 向右运动，以导体棒在图中所示位置的时刻作为计时起点，则回路中感应电动势 E、感应电流 I 、导体棒所受外力的功率 P 和回路中产生的焦耳热 Q 随时间 t 变化的图象中，

7、正确的是解析若导轨夹角为 ，则切割磁感线的有效长度为lvttan ，故 EBlv Bv 2ttanA 对；如果单位长度的电阻为 r ，则时刻 t 时，总电阻 R(vt vttan vt/cos )r(1 tan)vtr .故 I E/R 为定值， B 错；外力的功率 PF 安 v BlI v ，Pt，C 错；回路的焦耳热，E t，1/cos QI 2Rt，Qt2， D 错7(2010 ·湖南长沙 )如图 8 所示， A 线圈接一灵敏电流计，B 线框放在匀强磁场中，B 线框的电阻不计，具有一定电阻的导体棒可沿线框无摩擦滑动今用一恒力F 向右拉 CD 由静止开始运3动， B 线框足够长，

8、则通过电流计中的电流方向和大小变化是A ? 中电流向上，强度逐渐增强B? 中电流向下，强度逐渐增强C? 中电流向上，强度逐渐减弱，最后为零D? 中电流向下，强度逐渐减弱，最后为零解析恒力 F 向右拉 CD 由静止开始运动时， 流过 CD 的电流方向为 D C，由安培安则及楞B 2L2v次定律可知 ? 中电流向下；水平方向上F Rma，导体棒的加速度逐渐减小，故回路中电流B2L 2v的变化率逐渐减小， ? 中感应电流逐渐减弱；当F R时， CD 中的电流恒定，则 ? 中感应电流为零，选项 D 正确答案D8 (2010 ·安徽毫州 )如图 9 所示， P、 Q 是两个完全相同的灯泡，L

9、是直流电阻为零的纯电感，且自感系数L 很大 C 是电容较大且不漏电的电容器，下列判断正确的是A S 闭合时， P 灯亮后逐渐熄灭， Q 灯逐渐变亮BS 闭合时， P 灯、 Q 灯同时亮，然后 P 灯变暗， Q 灯变得更亮CS 闭合，电路稳定后， S 断开时， P 灯突然亮一下， 然后熄灭，Q 灯立即熄灭DS 闭合，电路稳定后， S 断开时， P 灯突然亮一下， 然后熄灭，Q 灯逐渐熄灭解析当 S 闭合时，通过自感线圈的电流逐渐增大而产生自感电动势，故通过P、Q 的电流几乎相同，故两灯同时亮，当电流稳定时，灯泡 P 被短路而熄灭，此时通过灯泡 Q 的电流变大，故 Q 变亮；当 S 断开时，灯泡

10、P 与自感线圈 L 组成了闭合回路，灯泡 P 中的电流先增大后减小至零，故闪亮一下熄灭，电容器与灯泡 Q 组成闭合回路，电容器放电，故灯泡 Q 逐渐熄灭，选项 D 正确答案D9(2009 ·福建理综 )如图 10 所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为 d，其右端接有阻值为 R 的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中一质量为 m(质量分布均匀 )的导体杆 ab 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F 作用下从静止开始沿导轨运动距离l 时，速度恰好达到最大 (运动过程中杆始终与导轨

11、保持垂直)设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g.则此过程4(F mg)RA 杆的速度最大值为B2d2BdlB流过电阻 R 的电量为 RrC恒力 F 做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D恒力 F 做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量解析当杆的速度达到最大时，安培力 F 安B2d2v ，杆受力平衡，故 F mgF 安0，所Rr(F mg)(Rr)以 v 2 2，选项 A 错；流过电阻 R 的电量为 qIt Bdl ，选项 B 对；根据动B dRrRr能定理，恒力 F 、安培力、摩擦力做功的代数和等于杆动能的变化量，由于摩擦力做负功，所以恒力 F 、安培力做功的代数

12、和大于杆动能的变化量，选项C错D对答案BD10(2010 ·浙江金华 )如图 11 的所示电路中，电源电动势E 恒定，内阻 r 1 ，定值电阻 R3 5 当.开关 K 断开与闭合时， ab 段电路消耗的电功率相等则以下说法中正确的是A电阻 R1、R2 可能分别为 4 、5 B电阻 R1、R2 可能分别为 3 、6 C开关 K 断开时电压表的示数一定小于K 闭合时的示数D开关 K 断开与闭合时，电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比一定等于 6 解析将 R 和电源串联在一起看做等效电源，则该等效电源的电动势为E，等效内阻为 r3 rR3，K 闭合时，两电表的示数分别为：R1

13、E，I EU.当 K 断开时，两电表的示R1 rR1r 5(R R)EEEE12数分别为：Ur，I.又Ur Ur，故选项 C 错由R RR R r121211 R1R R12UU2以上各式可得：112r ，故 D 选项正确据题意：UI UI ，代入解得：R(R R ) r ，I I 显然 A 选项正确， B 选项错误答案AD二、非选择题 (本题共 4 小题，共 50 分)11(2009 ·江苏 )(11 分)有一根圆台状匀质合金棒如图12 甲所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率、长度 L 和两底直径 d、D 有关他进行了如下实验：(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D

14、 和长度 L .图 12 乙中游标卡尺 (游标尺上有 20 个等分刻度 )的读数 L _ cm.(2)测量该合金棒电阻的实物电路如图12 丙所示 (相关器材的参数已在图中标出 )该合金棒的电阻约为几个欧姆图中有一处连接不当的导线是_ (用标注在导线旁的数字表示 )(3)改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R6.72 根.据电阻定律计算电阻率为、长为 L 、直径分别为 d 和 D 的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd13.3、D3.38他.发现：在误差允许范R用 、 、表围内，电阻 R 满足 R2Rd· D，由此推断该圆台状合金棒的电阻RDR_.(Ld示 )解析(1)主尺读数 9.9 cm，

15、游标尺读数 0.05 mm ×80.40 mm ，两者相加即得读数为99.40mm ，即 9.940 cm.(2)由于金属棒的电阻远小于电压表内阻，电流表应采用外接法，连接不当的导线是 .(3)R2Rd·RDLL2·2d D4464L解得 RdD.4L答案(1)9.940 (2) (3) dDR 2 ，R 5 ，灯泡 L 标12(2010 ·上海十四校 )(13 分)如图 13 所示电路中，已知电阻12有“3 V1.5 W ”字样，电源内阻 r1 ，滑动变阻器的最大阻值为Rx.当滑片 P 滑至 a 端时，电流表的示数为 1 A，此时灯泡 L 恰好正常发光

16、求：(1)当滑片 P 滑至 b 端时，电流表的示数；(2)当滑动变阻器Pb 段的电阻为 0.5Rx 时，变阻器上消耗的功率某同学的部分解答如下：U232灯灯 L 的电阻 RL P 1.5 6 ，RL (Rx R2)滑片 P 滑至 b 端时，灯 L 和(PxP2)并联，并联电阻为： R 并， RL Rx R2由 RL ·IA (Rx2 ·2A、2分别为通过电流表和R2的电流得RLI AR)I(II)2I I AI 2.，流过电源的电流为IRx R2上述解法是否正确？若正确请求出最后结果；若不正确，请指出错在何处，纠正后求出最后结果解析灯 L 的电阻 RL 6 正确，错在没有看

17、出RPa 和 R2 串联部分已被短路EI (R1 r)U0 1× (21) V 3 V 6 VI0P/U00.5 AI xI I 00.5 ARxU0/I x6 (1)当 P 滑至 b 端时，电流表示数为I E/(R1r) 2 A(2)当 RPb3 时， R 并 2电流表示数为 I E/(R1 R 并r)1.2 AU 并E I (R1r) 2.4 V2PRPbU并/RPb1.92 W答案(1)2 A(2)1.92 W13(2009 ·南通模拟 )(13 分)如图 14 甲所示， ABCD 为一足够长的光滑绝缘斜面， EFGH 范围内存在方向垂直斜面的匀强磁场，磁场边界 EF

18、 、HG 与斜面底边 AB 平行一正方形金属框 abcd7放在斜面上， ab 边平行于磁场边界现使金属框从斜面上某处由静止释放，金属框从开始运动到cd 边离开磁场的过程中，其运动的 v t 图象如图 14 乙所示已知金属框电阻为 R，质量为 m，重力加速度为 g，图乙中金属框运动的各个时刻及对应的速度均为已知量，求：(1)斜面倾角的正弦值和磁场区域的宽度；(2)金属框 cd 边到达磁场边界EF 前瞬间的加速度；(3)金属框穿过磁场过程中产生的焦耳热解析(1)由题图乙可知，在1时间内金属框运动的加速度1v10ta t1设斜面的倾角为 ，金属框边长为l0，由牛顿第二定律有a1gsin v 1解得

19、sin gt1在 t1 2t1 时间内金属框匀速进入磁场，则l0v 1t13v 1t1在 2t13t1 时间内，金属框运动位移s25v1t1则磁场的宽度 dl0s2(2)在 t2 时刻金属框 cd 边到达 EF 边界时的速度为 v 2，设此时加速度大小为a2，cd 边切割磁场产生的电动势EBl 0v 2，受到的安培力BEl 0F R由牛顿第二定律F mgsin ma222B v1l0金属框进入磁场时mgsin Rv 2 v1解得 a2t1加速度方向沿斜面向上(3)金属框从 t1 时刻进入磁场到 t2 时刻离开磁场的过程中，由功能关系得1212mg(dl0) ·sin 2mv 2 2mv 1Q212解得 Q4mv1 mv2.2v 15v 1t1v2v 1(3)4mv2 12答案(1)gt12(2)t112mv 2814(2010 ·上海 )(13 分)如图 15 所示，宽度 L 0.5 m 的光滑金属框架MNPQ 固定于水平面内，并处在磁感应强度大小B 0.4 T ，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布将质量m 0.1 kg，电阻可忽略的金属棒ab 放置在框架上，并与框架接触良好以P 为坐标原点， PQ 方向为 x 轴