选修3-2易错高频考点阶段清四

1、选修 3 2 易错高频考点阶段清 （四）（时间： 40分钟）一、单项选择题1. （2018茂·名期末 ）交流发电机电枢中产生的交变电动势为 eEmsin t，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，线圈匝数增加一倍，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 解析 将磁感应强度增加一倍，其他条件不变，或将线圈的面积增加一倍，其他 条件不变，选项 B 正确。答案 B2. 如图 1 所示，甲、乙两图为与匀强磁场垂直

2、放置的两个金属框架，乙图除了一 个电阻为零、自感系数为 L 的线圈外，其他部分与甲图都相同，导体 AB 以相同的加速度向右做匀加速直线运动。若位移相同，则 （ ）图1A. 两图中外力做功相同B. 甲图中外力做功多C. 乙图中外力做功多D.无法判断解析 在导体加速运动的过程中，乙图中的线圈要产生与电流方向相反的自感电 动势。因此乙图电路中的电流相比甲图要小。 导体受到安培力较小， 外力也要小， 所以外力做功少。选项 B 正确。答案 B3. 如图 2 所示，发电机内部线圈处于磁铁和圆柱形铁芯之间的径向磁场中，两半 边间的过渡区域宽度很小，可忽略不计。线圈的总匝数为N、总电阻为 r ，每匝线圈的面积

3、为 S，线圈所在位置的磁感应强度大小为 B。当线圈以角速度 匀速 转动时，额定电压为 U、电阻为 R 的小灯泡在电路中恰能正常发光，则发电机产2A. NBS B. 2 NBSC.UD.RrU解析 因线圈始终垂直切割磁感线，故线圈的电动势始终为E NBS ，故其有效值为 ENBS ，选项 A 正确，B 错误；由闭合电路欧姆定律得： EUR(Rr)rU 1 R ，故选项 C、 D 错误。答案 A4. 如图 3所示的电路中，电源的电动势为 E，内阻为 r，电感 L的电阻不计，电阻 R的阻值大于灯泡 D 的阻值。在 t0 时刻闭合开关 S，经过一段时间后，在 tt1 时刻断开 S。下列表示 A、B两点

4、间电压 UAB随时间 t变化的图象中，正确的是 ()图3解析 闭合开关 S，灯泡 D 直接发光，电感 L 的电流逐渐增大，电路中的总电流 也将逐渐增大，电源内电压增大，则路端电压 UAB 逐渐减小；断开开关 S后，灯泡 D 中原来的电流突然消失，电感 L 与灯泡形成闭合回路，所以灯泡 D 中电流 将反向，并逐渐减小为零，即 UAB反向逐渐减小为零，故选项 B 正确。 答案 B5. 如图 4 所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计，匀强磁场与 导轨平面垂直。阻值为 R 的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好。 t0 时，将开关 S由 1 掷到 2。q、i、v和a分别表示电容器所

5、带的电荷量、棒 中的电流、棒的速度和加速度。下列图象正确的是 （ ）解析 当开关 S由 1掷到 2时，电容器开始放电，此时电流最大，棒受到的安培 力最大，加速度最大，此后棒开始运动，产生感应电动势，棒相当于电源，利用 右手定则可判断棒上端为正极，下端为负极，与电容器的极性相同，当棒运动一 段时间后，电路中的电流逐渐减小，当电容器极板电压与棒两端电动势相等时， 电容器不再放电，电路电流等于零，棒做匀速运动，加速度减为零，所以B、C项错误，D 项正确；因电容器两极板间有电压， q CU 不等于零，所以 A 项错误。 答案 D6. （2018 天·津理综， 4）教学用发电机能够产生正弦式交

6、变电流。利用该发电机（内阻可忽略 ）通过理想变压器向定值电阻 R供电，电路如图 5 所示，理想交流电流表A、理想交流电压表 V 的读数分别为 I、U，R 消耗的功率为 P。若发电机线圈的1转速变为原来的 21，则 （图51A. R 消耗的功率变为 2P1B. 电压表 V 的读数变为 2UC. 电流表 A 的读数变为 2ID. 通过 R 的交变电流频率不变解析 交流发电机产生的感应电动势最大值 EmNBS，且有 2n，所以当发 电机线圈转速减半后，感应电动势最大值减半，有效值减半，又理想变压器原、 副线圈电压有效值之比等于原、副线圈匝数比，故电压表示数减为原来的一半，U21B 项正确；由电功率

7、P R 可知，变压器输出功率即 R 消耗的功率变为原来的 4，A 项错误；由 P UI 可知，原线圈中电流减为原来的一半， C 项错误；交流电的 频率与发电机线圈转动角速度成正比，故 D 项错误。答案 B二、多项选择题7. 北半球地磁场的竖直分量向下。如图 6 所示，在北京某中学实验室的水平桌面 上，放置边长为 L 的正方形闭合导体线圈 abcd，线圈的 ab 边沿南北方向， ad 边沿东西方向A. 若使线圈向东平动，则 a 点的电势比 b点的电势低B. 若使线圈向北平动，则 a 点的电势比 b 点的电势低C. 若以 ab 为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为 ab cdaD. 若以 a

8、b 为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为 adc ba解析 线圈向东平动时， ba 和 cd 两边切割磁感线，且两边切割磁感线产生的感 应电动势大小相同， a点电势比 b点电势低，选项 A 正确；同理，线圈向北平动， 则 a、b两点电势相等，高于 c、d两点电势，选项 B 错误；以 ab为轴将线圈向 上翻转，向下的磁通量减小了，感应电流的磁场方向应该向下，再由右手螺旋定 则知，感应电流的方向为 abcda，则选项 C正确，D 错误 答案 AC8. （2018扬·州中学模拟 ）如图 7所示，边长 abd、bcl 的矩形线圈 abcd与阻值为 R 的电阻组成闭合回路，线圈的匝数为

9、n、总电阻为 r ，匀强磁场的左边界 OO 恰好经过 ab、cd 的中点，磁感应强度大小为 B。从图示位置开始计时，线圈绕垂 直于磁场的 OO轴以角速度 匀速转动，则下列说法中正确的是 （ ）图7A. 回路中感应电动势的瞬时表达式 enB dlsin tB. 在 t 时刻，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大2n2B2d2l2RC. 从t0到t 的时间内，电阻 R产生的焦耳热为 QnBdl R2 216（R r）D.从t0到t 的时间内，通过电阻 R的电荷量 q nBdl22（Rr ）11解析 由题图知 S2dl ，则 Em2nB dl，得回路中感应电动势的瞬时表达式 e112nB dls

10、in t，故 A 项错误；在 t2时刻，线圈从图示位置转过 90°，此时穿过22 线圈的磁通量为零，磁通量变化率最大，故 B 项正确；电压有效值为 E Em2，从 E n2B2d2l2R t0到t2时刻，电阻 R产生的焦耳热为 Q（REr）2·R·216n（BRdrl）R2，故C 项正确；从 t0到t 时刻，通过 R的电荷量 qn nBdl ，故 D项 2Rr 2（Rr ）正确。答案 BCD9. 如图 8甲所示是一种振动发电装置的示意图，一个半径r0.10 m、匝数 n20匝的线圈套在永久磁铁槽中， 槽中磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布 （其右侧视 图如图乙所示

11、），线圈所在位置磁感应强度 B 的大小均为 B0.60 T，线圈的电阻 R1 0.50 ，它的引出线接有 R29.50 的小灯泡 L， 为理想交流电流表。当 线圈框架的 P 端在外力作用下沿轴线做往复运动，便有电流通过灯泡。若线圈往复运动的规律如图丙所示 （v 取向右为正 ），则下列判断正确的是 （ ）图8A. 电流表的示数为 0.24 AB. 0.01 s 时回路中的电流最大C. 回路中交流电的频率为 50 HzD. 0.015 s时灯泡 L 中电流的方向为从 C LD解析 由 EBlv 及 vt 图象可知，线圈往复运动所产生的感应电流为正弦式交 流电，则 EmnB· 2rvm 2

12、.4 V，电流的有效值 I 2（RER ） 0.224 A ，选项 A 错误；由图象可知 T0.02 s，f50 Hz，选项 C正确； t0.01 s时， v 0，所 以 I0，选项 B 错误； t 0.015 s时，由右手定则可知，电流方向为 CLD， 选项 D 正确。答案 CD10. （2018江·苏省苏锡常镇高三第三次模拟考试 ）如图 9所示，理想变压器原、副线 圈分别接有额定电压相同的灯泡 L1和 L2。当输入电压 U 为灯泡额定电压的 8 倍时，两灯泡均能正常发光，则A.原、副线圈匝数之比为 7 1B. 原、副线圈匝数之比为 8 1C. 此时 L1和 L2的电功率之比为 1

13、1D. 此时 L1和 L2的电功率之比为 17解析 设灯泡的额定电压为 U0，则原线圈的电压 U17U0，副线圈的电压 U2 U0，原、副线圈的匝数之比为 71，选项 A 正确， B 错误；设灯泡 L1 的电流为 I，则灯泡 L2的电流为 7I，灯泡 L1和 L2的电功率之比为 17，选项 C 错误，D 正确。答案 AD11. （2018江·苏丰县中学高三月考 ）如图 10所示，在一磁感应强度 B0.5 T 的匀强 磁场中，垂直于磁场方向水平放着两根相距为h 0.1 m 的平行金属导轨 MN 和PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点 N、Q 之间连接一阻值 R0.3 的 电阻，导轨

14、上跨放着一根长为 L0.2 m，每米阻值 r2.0 的金属棒 ab，金属棒 与导轨正交放置，交点为 c、d，当金属棒在水平拉力作用于以速度 v4.0 m/s 向 左做匀速运动时，则下列说法正确的是 （ ）图 10A.金属棒 a、 b两端点间的电势差为 0.2 VB. 水平拉金属棒的力的大小为 0.02 NC. 金属棒 a、b两端点间的电势差为 0.32 VD. 回路中的发热功率为 0.06 W解析 金属棒 cd 段产生的感应电动势为 EcdBhv0.5×0.1×4 V0.2 V；cdQN 中产生的感应电流为 I E 0.2 A0.4 A；金属棒 ab 两端的电势差等于R h

15、r 0.30.2Uac、Ucd、Udb三者之和，由于 UcdEcdIrcd，所以 UabEabIrcdBLvIrcd 0.32 V，故 A 错误，C 正确；使金属棒匀速运动的外力与安培力是一对平衡力， 方向向左，大小为 FF 安BIh0.5×0.4×0.1 N0.02 N，选项 B 正确；回路中 的热功率 P 热I2（Rhr）0.08 W，D 错误。答案 BC三、计算题12. （2017南·京、盐城高三二模 ）如图 11 所示，两根水平放置的平行金属导轨，其末端连接等宽的四分之一圆弧导轨，圆弧半径 r0.41 m，导轨的间距为 L0.5 m， 导轨的电阻与摩擦均不

16、计。在导轨的顶端接有阻值为R11.5 的 电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度 B2.0 T。现有一根长度稍大于 L、 电阻 R20.5 、质量 m1.0 kg的金属棒。金属棒在水平拉力 F 作用下，从图中 位置 ef由静止开始匀加速运动，在t0时刻，F01.5 N，经 2.0 s运动到 cd时撤 去拉力，棒刚好能冲到最高点 ab，(重力加速度 g10 m/s2)。求：图 11(1) 金属棒做匀加速直线运动的加速度；(2) 金属棒运动到 cd时电压表的读数；(3) 金属棒从 cd 运动到 ab过程中电阻 R1上产生的焦耳热。 解析 (1)刚开始拉金属棒时，由牛顿第二定律 F0ma

17、 代入数据得 a1.5 m/s2(2)t2.0 s时，金属棒的速度 vat3 m/s 此时的感应电动势 EBLv 电压表示数 U E R1R1R2代入数据得 U2.25 V(3)金属棒从 cd 位置运动到 ab位置，由动能定理12mgrW克安02mv 回路中产生的总焦耳热 QW克安 电阻 R1 上产生的焦耳热 Q1 Q R1R1R2代入数据得 Q10.3 J答案 (1)1.5 m/s2 (2)2.25 V (3)0.3 J13. (2018泰·州模拟)如图 12 所示，螺线管横截面积为 S，线圈匝数为 N，电阻为R1，管内有图示方向的变化磁场。螺线管与足够长的平行金属导轨MN、PQ相

18、连并固定在同一平面内，与水平面的夹角为 ，两导轨间距为 L，导轨电阻忽略不 计。导轨处于垂直斜面向上、磁感应强度为 B0的匀强磁场中。金属杆 ab 垂直导 轨放置，与导轨接触良好，并可沿导轨无摩擦滑动。已知金属杆ab 的质量为 m，电阻为 R2，重力加速度为 g。忽略螺线管磁场对金属杆 ab 的影响，忽略空气阻力。(1) 为使 ab 杆保持静止，求通过 ab 的电流的大小和方向；(2) 当 ab 杆保持静止时，求螺线管内磁场的磁感应强度 B 的变化率；B(3) 若螺线管内磁场方向与图示方向相反，磁感应强度的变化率t k( k>0)。将金属杆 ab 由静止释放，杆将沿斜面向下运动，求杆下滑的最大加速度a 及最大速度 v 。解析 (1)以金属杆 ab 为研究对象，根据平衡条件mgsin B0IL 0，mgsin 得 I B0L ， 通过 ab 杆电流方向为由 b 到 a(或在图中标出 )。(2)根据法拉第电磁感应定律 E Nt NSBt ， 根据闭合电路欧姆定律 I E ，R1R2 得Bmg(R1R2)sin 。得 t B0LNS。(3)对金属杆 ab 受力分析，如图所示，杆刚开始下滑时加速度最大根据牛顿第二定律 mgsin F1 ma，安培力 F