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文档简介
(培优版)考前特训热点9电场
[分值:42分]
口〜6题,每题4分,7〜9题,每题6分]
1.(2025•浙江I月选考4)三个点电荷的电场线利等势面如图所示,其中4、e和e、/之间的距离相等,则
A.a点电势高于〃点电势
B.a、c两点的电场强度相同
C.d、/•间电势差为d、e间电势差的两倍
D.从。到b与从f到4电场力对电子做功相等
答案D
解析电场线从高等势面指向低等势面,印电场线从题图中的正电荷指向负也荷,因此〃点所在的等势面
高于。点所在的等势面,A错误;八c两点电场强度方向不同,电场强度不同,B错误;从dfeff电场
强度逐渐减小,间距相等,名士合U二Ed可知0<Ufe<Ued,则UgUed,C错误;。点与/点在同一等势面上,
则a、b两点和八〃两点的电势差相等,根据电场力做功W=qU,可知从a到/,与从/到从电场力对电子
做功相等,D正确。
2.(多选)(2025・河北卷・8)如图,真空中固定在绝缘台上的两个相同的金属小球A和B,带有等量同种电荷,
电荷量为,两者间距远大于小球直径,两者之间的静电力大小为凡用一个电荷量为。的同样的金属小
球C先跟A接触,再跟B接触,移走C后,A和B之间的静电力大小仍为尸,则Q:4的绝对值可能是
()
A.lB.2C.3D.5
答案AD
解析C先跟A接触后,两者电荷量均变为g尸等,C再跟B接触后,两曲荷量均变为刃=竽=等,此
时A、B之间静电力大小仍为尸爷,则有F=等二喑
解得2=4或。=-5%则。:q的绝对值可能是1或者5。故选A、Do
3.(2025•贵州毕节市第一次诊断性考试)图甲为一段粗细均匀的绝缘材料制成的;圆环,使其均匀带电后,它
在圆心处产生的电场强度大小为反现将该:圆环裁掉:后变成图乙所示的半圆环,则它在圆心处的电场强
43
度大小为()
C.V2ED.yE
答案C
解析如图把材料按工圆分成均等份,假设圆环带正电荷,每一份产生的电场强度如图。由对称性可知,
4
左边图中左上工圆环和右下二圆环在圆心处产生的电场强度等大反向,则右上工圆环产生的电场强度即为合电
444
场强度E。题图乙中由平行四边形定则结合对称性得O点的电场强度E三或E,故选C。
4.(2024.湖南卷.5)真空中有电荷量为+4g和-q的两个点电荷,分别固定在x轴上・1和0处。设无限远处电势
为0,工正半轴上各点电势伊随工变化的图像正确的是()
答案D
解析方法一从电场强度方向看电势的变化
+包-q
-10E=0
设x=xo处电场强度为0,此处E\与&等大反向,"钠二驾,得必=1,即x=l处,E=0,如图所示
2
@o+i)2X0
o<v<i,电场强度方向向左,x增大,°增大,
x>\,电场强度方向向右,x增大,8减小,故D正确。
方法二电势叠加法
根据点电荷周围的电势公式。二姓,
r
设处(x'O)的电势为0,得
出+右£=0
l+x,XI
解得上胃
故可知当(Kry时,0<0;
当户;时,9=0,
当时,9>0,故选D。
5.(多选)计算机键盘为电容式传感器,如图甲所示。每个键下面由相互平行且间距为4的活动极板和固定极
板组成,如图乙所示。其内部电路如图丙所示,已知只有该键的电容改变量不小于原电容的50%时,传感
器才有感应,则下列说法正确的是(
匚直定支撑板
1固定极板
乙
内
A.按键的过程中,电容器的电容减小
B.按键的过程中,图内中电流方向从流向。
C.按键的过程中,电容器两极板间的电场强度不变
D.要使传感器发生感应,至少要将按键按下号
答案BD
解析根据电容表达式。=卑,可知按键过程中,d减小,C增大,故A错误;由于电容器直接接在电源
两端,故也容器两端电压U不变,因C增大,根据Q=CU,可知。增大,也容器充电,电流方向从b流向
a,故B正确:根据电势差与电场强度关系,有可知,由于U不变,按键过程中,d减小,故E增
大,故错误;令按键至少按下距离,传感器才有感应,虹此时电容又因为
CAd4irk(d—Ad)Q-
C=0.5C,联立解得△△=¥,故D正确。
6.(2025・四川卷・3)如图所示,由长为R的直管碗和半径为R的半圆形弯管bed.呵组成的绝缘光滑管道固
定于水平面内,管道间平滑连接。庆4圆心O点处固定一电荷量为QQ>0)的带电小球。另一个电荷量为
,/(4>0且,/《Q)的带电小球以一定初速度从〃点进入管道,沿管道运动后从/点离开。忽略空气阻力。则
A.小球在e点所受库仑力大于在b点所受库仑力
B.小球从c点到e点电势能先不变后减小
C.小球过了点的动能等于过d点的动能
D.小球过〃点的速度大于过a点的速度
答案B
解析小球所受库仑力当,由于,•,>%,则小球在e点所受店仑力小于在〃点所受库仑力,故A错误;
由于两小球带同种电荷,小球从。点到沙点鄢电力做负功,动能减小,速度减小,可知小球过人点的速度
小于过〃点的速度,故D错误:从d点到了点静电力做正功,动能增大,电势能减小,可知过了点的动能
大于过〃点的动能,故C错误;从c点到e点静电•力先不做动,后做正功,电势能先不变后减小,故B正
确。
7.(多选)(2025•山东济南市模拟)如图所示,边长为L的正方体ABCO-ABGQi处于匀强电场中。一质量为
加、电荷量为q的正电荷,在外力作用下由4点依次经过5、Bi、G点。A8段运动中静电力做正功W,
8用段运动中克服静电力做功W,BCi段运动中静电力做正功为W,取A点电势为0,则下列说法正确的
是()
A.匀强电场的场强大小为华
qL
BA点电势为出
q
C.将该电荷移到CQQG中心,其电势能为-W
D.匀强电场的方向从。指向4
答案ABC
解析由题意可知沿人5、BBi、&G方向的电场强度分量分别为七尸义反三"、£=乂故为强电场的电
LqLqLq
场强度大小为E=JE[2+E22+£3?=^,故A正确;因为88平行等于A4,则有4A=0-0公,因
为UBB『心,联立解得®4『曳,故B正确;由题意可知在外力作用下。由A点依次经过8、&、G点,静
电力做的总功尸W-W+W=W=昂rEpCi=O-40Ci,解得(pc『亭,电荷从A到B到Bi,静电力做功卬斗
2=W-\V=EpA-E^=0-q(pBtf解得0&=°,因为A囱平行等于OG,则有方%弓二忙%,联立解得
9产手,则将该电荷移到COOC1中心,其电势能为Ep”=q(pW,故C正确;由于夕为正电
荷,结合做功情况易知方向由4指向B、&方向由81指向仪或由4指向A)、E3方向由Bi指向G(或由
A指向。),由于三个分矢量大小框等,由电场强度叠加原则可知匀强电场的方向由Ai指向C,故D错
*a
7天o
8.(多选)(2025・四川遂宁市二模)如图所示,在一粗糙绝缘水平面上有共线的。、M、N、P四点,一电荷量
为+Q的均匀带电小球固定在O点,现有一质量为〃?、电荷量为+夕的带电小金属块,从M点以初速度w向
右运动,到N点速度达到最大值为,最后静止在P点。已知小金属块与水平面间的动摩擦因数为网N、
P间距离为L,静电力常量为k,重力加速度为g,带电体均可视为质点,不计空气阻力,则下列说法正确
的是()
OMNP
A.小金属块由M向尸运动的过程中,电势能先增大后减小
B.N、P两点间的电势差为吗誓迫
2q
C.小金属块速度最大时距。点的距离为悭
D.从N到P的过程中,小金属块减少的动能等于系统增加的内能
答案BC
解析在小金属块由M向2运动的过程中,静也力的方向一直与运动方向相同,静也力做正功,电势能一
直减小,故A错误;小金属块从N到P过程,由动能定理得9小片"7gL=0-3〃%2,解得%、?两点间的电
2
12
势差为"少="加"一//二皿2〃如〜m?),故B正确;由题意知,从M到N过程,金属块做加速运动,从N
q2q
到P过程,金属块做减速运动,在N点金属块所受的滑动摩擦力与库仑力平衡,设。、N两点间距离为
r,则有"阳/等,解得故C正确;从N到P的过程中,小金属块减小的动能和减少的电势能全
部转化为内能,故小金属块减少的动能小于系统增加的内能,故D错误。
9.(多选)(2025•河南省部分学校联考)如图所示,竖直平面内有一光滑的圆形玻璃管道,管道圆心为O,半径
为1.5m,管道半径远远大于玻璃管道内径。空间存在水平向右的匀强电场,电场强度大小为4X106
N/Co将小球置于玻璃管道最低点并给小球一个初速度,使小球刚好能在玻璃管道内做完整的圆周运动。
小球的质量为0.03kg,电荷量为-IX10"C。取管道圆心。处的电势为0,圆心。所在水平面为重力势能
的零势能面,重力加速度g取10m/s\则卜列说法止确的是()
A.小球运动的最小速率为5m/s
B.小球具有的电势能最小为0.6J
C.小球具有的机械能最小为0.15J
D.小球对轨道的压力最大为2.5N
答案CD
解析小球受静电力为尸电=0.4N,重力为G=0.3N,两个力的合力视为
等效重力G』0.5N,方向沿左下方与水平方向夹角为37。,当小球运动到
等效最高点时速度最小,因管道对小球有支持力,可知到达“最高点”
时小球运动的最小速率为零,A错误;小球运动到与圆心等高的左侧位
置时电势能最小,则具有的电势能最小为Epmin=E^=4X106X1.5X(-
1X107)J=-0.6J,B错误;小球运动到与圆心等高的右侧位置时电势能
最大,此时小球的机械能最小,小球从“最高点”到该点由能量关系得
-mv2=mgrsin37°^Er(l-cos37°),解得为M=0.15J,因该点的重力势能为
22
零,则小球在该点具有的机械能为0.15J,C正确;位于等效最低点时小
球对轨道压力最大,小球从“最高点”到“最低点”由能量关系得
f
mg2r=^mv^9解得力=10m/s,则该点向心力厂向二加工=2N,故轨道对
2r
小球最大支持力为尸=G,+方向=2.5N,由牛顿第三定律可知,小球对轨道
的压力最大为jFNmax=b=2.5N,D正确。热点10磁场
[分值:42分]
|1~6题,每题4分,7~9题,每题6分]
1.(2025•江苏卷・3)某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示,下列判断正确的是()
A.a点的磁感应强度大于〃点
B.b点的磁感应强度大于c点
C.c点的磁感应强度大于a点,
D.4、氏C点的磁感应强度一样大
答案B
解析磁感线越密集的地方磁感应强度越大,故可知故选B。
2.(2025・北京卷・12)电磁流量计可以测量导电液体的流量。——单位时间内流过管道横截面的液体体积。如
图所示,内壁光滑的薄圆管由非磁性导也材料制成,空间有垂直管道轴线向里的匀强磁场,磁感应强度为
及液体充满管道并以速度u沿轴线方向向左流动,圆管壁上的M、N两点连线为直径,且垂直于磁场方
向,M、N两点的电势差为伉。下列说法错误的是()
x”/X
A.N点电势比M点高
B.U()正比于流量Q
C.在流量。一定时,管道半径越小,Uo越小
D.若直径与磁场方向不垂直,测得的流量。偏小
答案C
解析根据左孑定则可知液体中正离子向下偏转,负离子向上偏转,故N点电势比M点高,故A正确;
设管道半径为人稳定时,离子受到的洛伦兹力与电场力平衡,有第二Bqv,同时有Q=S尸兀/也联立可得
仇=鬻,故%正比于流量Q,流量。一定时,管道半径越小,仇越大,故B正确,C错误;若直径
与磁场方向不垂直,则。二曳也,此时测得的流量Q偏小,故D正确。
2BL
3.(2025•甘肃兰州市诊断考试)如图所示,半径为/?的刚性圆形线圈悬挂在弹簧测力计下端,通有adcba方
向的电流,开始时与匀强磁场边界A8相切。现将线圈沿竖直方向缓慢上提,提起高度为0.4R时弹簧测力
计的读数为F,提起高度为R时弹簧测力计的读数为2凡提升过程中电流大小恒为/。则磁感应强度大小
为()
A.二BHCHDH
IR2IRIR8IR
答案B
解析提起高度为OMR时,根据几何关系,线图受到安培力尸尸引X2X0.8R,根据左手定则判断,安培力
方向向下,此时F-尸产〃?g,提起高度为R时,线圈受到安培力F2=4/X2R,此时2F-B=〃?g,解得8:牝,
21R
故选B。
4.(2025.广西南宁市二模)空间中有四根平行长直导线,四根导线恰好在正方形的四个顶点上,其截面图如
图所示。若导线小c中通有垂直纸面向里的电流/,导线〃中通有垂直纸面向外的电流/,导线〃中未通
电,导线〃中电流在d处产生的磁场的磁感应强度大小为国。已知通有电流/的长直导线周围某点的磁感
应强度大小B=k,式中%为常量,厂为该点离直导线的距离,则d处实际磁感应强度大小为()
a。
hooc
A.学?()B.V2B0
C净D.(伍1)瑞
答案A
解析由题意知,。、。到d点的距离相等,则4、C中电流在d点产生的磁场的磁感应强度大小相等,即
B2=BI=B(),由可知,〃中电流在d点产生的磁场的磁感应强度大小&苓即如图所示,所以d
处合磁场的磁感应强度大小B产企而当氏岑即故选Ao
5.(2025•广东省两校联考三模)质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,它的构造如图所
示。粒子源S产生的各种不同正粒子束(速度可视为零),粒子质量为〃?、带电荷量为夕,粒子重力不计,经
电压为U的加速电场加速后,从小孔N垂宜于磁感线进入匀强磁场,运转半周后到达照相底片上的M
点。则下列说法正确的是()
偏转磁场
•*•**•B,•
:
N_M
mU加速电场
A.粒子从小孔N垂直于磁感线进入匀强磁场的速度大小为空
ym
B.若粒子束夕相同而m不同,则MN距离越大对应的粒子质量越小
C.进入匀强磁场中的粒子只要MN距离相同,则粒子的比荷一定相等
D.进入匀强磁场中的粒子只要MN距离相同,则粒子的电荷量一定相等
答案C
解析粒子在加速电场中做加速运动,由动能定理得夕(7=或〃/,解得lujTF,故A错误;粒子在磁场中
则有田二〃;,可得所以MN=2r="乎常,若粒子束
做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,qX,J^
q相同而小不同,MN距离越大对应的粒子质量越大,故B错误;由MN=点]答,可知只要距离相
同,对应的粒子的比荷一定相等,粒子的也荷量不一定相等,故C正确,D错误。
6.(多选)(2025•广东珠海市等三地一模)托卡马克是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器,其内部产
生的磁场可以把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内。图甲为该装置的简化模型,两个圆心相同、
半径不同的圆环将空间分成无磁场的反应区和匀强磁场方向垂直于纸面向里的约束区。如图乙所示,一带
电微粒沿半径方向从A点射入约束区并从。点返回反应区,运动轨迹恰好与约束区外边界相切。若该微粒
经过B点时,与一静止不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒,微粒所受重力均可忽略,下列说法正确的是
)
甲乙
A.带电微粒带负电
B.碰撞后,新微粒仍能从/)点返回反应区
C.碰撞前后微粒在磁场中做圆周运动的周期不变
D.相比不发生碰撞时,碰撞后新微粒在磁场中受到的洛伦兹力变大
答案AB
解析根据题图乙,带电微粒受到的洛伦兹力方向指向圆心C,由左手定则可知,带电微粒带负电,故A
正确;由于洛伦兹力提供向心力的口〃£,解得R二丝,可知偏转半径R与动量成正比,与电荷量成反
RBq
比。由于碰撞过程动量守恒,电荷量不变,故偏转半径不变,新微粒仍能从。点返回反应区,故B正确:
圆周运动的周期为瘠坦二等,碰撞后微粒质量变大,电荷量不变,则周期变大,故C错误;碰撞过程动
量守恒,则〃川,=(〃?|+m2»其,解得U典=——V,根据洛伦兹力大小计算公式尸二坳1,可知,碰撞后新微粒速
mi+m2
度变小,电荷量不变,新微粒在磁场中耍到的洛伦兹力变小,故D错误。
7.(多选)(2025・吉林长春市二模)如图,水平固定的平行带电极板M、N间距为土板间产生匀强电场,电场
强度大小为£,两板间同时存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为8的匀强磁场。一质量为〃?、电荷量为
9的带正电的粒子,由两板间左侧中点P以初速度w.水平向右射入两极板间,该粒子恰好沿直线运动。仅
将粒子初速度大小调整为2血,发现粒子由Q点(。点未标出)沿水平方向射出两极板间的区域。不计粒子重
力,下列说法正确的是()
M------------------------
/1・>・・・
••••
N------------------------
A.M板带正电,N板带负电
B.粒子速度vo=7
C.Q与P一定在同一水平线上
D,的大小可能等于警
Bq
答案BC
解析粒子恰好沿直线运动,可知粒子所受静电力和洛伦兹力等大反向,则有二夕瓦解潺i,o==由左
手定则可知,粒子所受洛伦兹力竖直向下,则静电力竖直向上,由于粒子带正电,可知电场方向竖直向
上,则N板带正电,M板带负电,故A错误,B正确:当射入速度大小为即时粒子做匀速直线运动,由
此可知,可将2%分解为水平向右的如和的,则满足为+也=2姑0,即也二血,可知,粒子一个分运动为以初速
度W向右匀速直线运动,另一个分运动为以速度四在竖直平面为做圆周运动,设其半径为「,则有
q»»B=〃煦,解得尸华,P点为粒子轨迹最高点,只有当粒子运动至轨迹最高点时,其才能沿水平方向射
出两极板间的区域,此时速度沿水平方向向右,可知。点与P点在同一水平线上,能射出两板间区域,可
知d24r=皿,则d的大小不可能等于列出,故C正确,D错误。
qBBq
8.(多选)(2025•湖南省模拟)如图所示,力和儿为两磁场区域的分界线,区域I为等腰直角三角形。区,
ab=bc=2Lo在〃、c所在直线放置一无限长弹性挡板,粒子撞上挡板后速度大小不变,方向相反,带电荷
量不变。区域II为足够大磁场区域,两区域磁感应强度大小均为8,方向分别垂直纸面向外和向里,d.e
两点为必和曲的中点。从d点平行w向右射出一个质量为小、电荷量为”的带电粒子,粒子恰好能从匕
点射出I区域,不计粒子重力。下列说法正确的是()
A.粒子从射出至回到4点的时间为震
2qB
B.粒子从射出至到达c点的时间为瞿
C.粒子第N次撞挡板,撞击点到a点的距离为aNL
D.若粒子射出时的速度减半,粒子将不能达到c点
答案BC
解析粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力得力归二〃5,可得T=g节,粒子从射出至回到d点的轨迹
如图甲所示,由图可知,粒子从射出至回到d点的时间为/=:丝1二=37二史N故A错误;
4+442qB
粒子从射出至到达C点的轨迹如图乙所示,由图可知粒子从射出至到达C点的时间为
4,三十+C^二q六四四,故B正确;粒子与挡板碰撞的次数和位置如图丙所示,
444444442qB
根据几何关系可得粒子在磁场中的轨道半径为聋L,由图可知粒子第N次撞挡板,撞击点到。点的距离
为Av=M2r=&NL,故C正确;
若粒子射出时的速度减半,则粒子在磁场中的就道半径减半,如图丁所示,由图可知,粒子能达到c点,
故D错误。
9.(多选)(2025•河北卷・10)如图,真空中两个足够大的平行金属板M、N水平固定,间距为d,M板接地。M
板上方整个区域存在垂直纸面向里的匀强磁场。M板O点处正上方P点有一粒子源,可沿纸面内任意方向
发射比荷、速度大小均相同的同种带电粒子。当发射方向与。尸的夹角处60。时,粒子恰好垂直穿过M板
。点处的小孔。已知。占3乙初始时两板均不带电,粒子碰到金属板后立即被吸收,电荷在金属板上均匀
分布,金属板电量可视为连续变化,不计金属板厚度、粒子重力及粒子间的相互作用,忽略边缘效应。下
列说法正确的是()
A.粒子・•定带正电
B.若间距d增大,则板间所形成的最大电场强度减小
C.粒子打到M板上表面的位置与。点的最大距离为7L
D.粒子打到M板下表面的位置与。点的最小距离为百d
答案BD
解析根据粒子在磁场中的偏转方向,根据左手定则可知粒子带负电,选项A错误;
随着粒子不断打到N极板上,N极板带电量不断增加,向下的电场强度增加,粒子做减速运动,当粒子恰
能到达N极板时满足^=24,〃二艺
TV.
解得E=^
2qa
即〃越大,板间所膨成的最大电场强度越小,选项B正确;
如图所示,因粒子发射方向与。尸夹角为60。时恰能垂直穿过M板。点的小孔,则由几何关系得cos
60。二卷二,解得尸2,可得OP=rsin600=遮L,可得
粒子打到M板上表面的位置与。点的最大距离为右产,(2丁)2—(0P)2=g,选项C错误;
因金属板厚度不计,当粒子在磁场中运动轨迹的弦长仍为P。长度时,粒子仍可从。点进入两板之间,由
几何关系可知此时粒子从尸点沿正上方运动,进入两板间时的速度方向与M板夹角为Q=3()C,粒子在两板
间做美斜抛运动,则在两板间运动时间广电吧,其中"=〃?〃,则用哈,打到M板下表面距离。点的最小
距离s=vcosai,解得s=2dsin2a=75”,选项D正确。
热点11直流电路和交流电路
[分值:46分]
[1~7题,每题4分,8~10题,每题6分]
1.(2025•北京市朝阳区二模)某学习小组想将•块小量程电流表改装为电压表和电流表,设计了如图所示的
电路。下列说法不正确的是()
A.若将S调到1位置,则为改装后的电流表
B.若将S调到2位置,则为改装后的电压表
C.若想扩大电流表的量程,可适当增大R
D.若想扩大电压表的量程,可适当增大R2
答案C
解析将S调到1位置时,电阻尺与表头并联,这是扩大表头的电流量程,故其改装后是电流表,故A
正确;将S调到2位置,电阻弋与改装后的电流表串联,电阻R2起到分压作用,则为改装后的电压表,
故B正确;若想扩大也流表的量程,电阻尺分流的增大,电流增大,根据欧姆定律可以知道需要减小电
阻故C错误;若想扩大电压表的量程,则电阻私分压作用要增大,故需要适当增大4,故D正确。
2.(2025・广西卷・2)有一变压器的原线圈接入有效值为220V的正弦交流电,副线圈输出电压的最大值为
11V2V,则原、副线圈的匝数比为()
A.20:V2B.V2:20
C.20:1D.1:20
答案C
解析变压器的副线图输出电压有效值为S=¥v=llV,则变压器原、副线圈的匝数比虫=台二等=个,
V2^211V1
故选C。
3.(多选)(2025•山东荷泽市一模)交流发电机产生的感应电动势如期所示,通过自耦变压器给一电阻R供电,
不计发电机内阻。下列说法正确的是()
A.通过电阻R的电流方向每秒改变10次
B.改变滑片P的位置可以使电压表的示数为12V
C.r=0.05s时发电机线圈平面与磁场方向平行
D.自耦变压器滑片P向上滑动时,电阻R热功率增大
答案AC
解析由题图可知,周期为0.2s,一个周期电流方向改变两次,则发电机线图中电流方向每秒改变1()
次,故A正确;电动势有效值为E=强V=6企V,则电压表的示数为6&V,故B错误;由邈图可知,
r=0.05s时,电动势最大,此时磁通量变化率最大,磁通量为零,则发电机线图平面与磁场方向平行,故C
正确;自耦变压器滑片P向上滑动时,原线圈匝数增大,根据也可知,电阻R两端电压减小,电阻R
物U2
热功率户产字减小,故D错误。
4.(2025・重庆市模拟)利用如图所示的交变电压为某定值电阻供电,则该交变电压的有效值为()
A®B.学C.U。D侬
222
答案A
解析设定值电阻的限值为R,根据有效值的定义可得空匕马华白号7,解得小产孚为,故选A。
R£R乙RN
5.(2025・广东卷2)如图所示,某光伏电站输出功率1()0()kW、电压400V的交流电,经理想变压器升压至
10kV后,通过输电线输送到变电站,输电线的等效电阻R为5C。下列说法正确的是()
A.变压器原、副线圈匝数比为1:100
B.输电线上由R造成的电压损失为500V
C.变压器原线圈中的电流为100A
D.变压器原、副线圈中电流的频率不同
答案B
解析根据理想变压器原、副线固电压比等于匝数比可得巴=会==^;二白,A错误;原、副线图两端的功
n2u210000V25
率相等,流过副线圈的电流,2=?=1°:吃°A=100A,输电线上由R造成的电压损失为△U=/2K=100X5
U210000
V=50DV,B正确;变压器原线圈中的电流为/尸C=及"竺A=2500A,C错误;变压器不改变交变电流
%400
的频率,变压器原、副线图中电流的频率相同,D错误。
6.(2025•河南南阳市一模汝口图所示是某款理发用的电吹风的电路图,它主要由电动机M和电热丝R构成。
当闭合开关8、S2后,电动机驱动风叶旋转,将空气从进风口畋入,经电热丝加热,形成热风后从出风口
吹出。已知电吹风的额定电压为220V,吹冷风时的功率为120W,吹热风时的功率为1000W。关于该电
吹风,下列说法正确的是()
A.电热丝的电阻为55c
B.电动机线圈的电阻为詈Q
C.当电吹风吹热风时,电热丝每秒消耗的电能为1()()()J
D.当电吹风吹热风时,电动机每秒消耗的电能为1000J
答案A
解析电吹风吹热风时电热丝消耗的功率为OOOW-12OW=88OW,对包热丝,由尸二牛,可得电热丝
的电阻为及=〈=鬻。=55。,选项A正确:由于不知道电动机线图的发热功率,所以电动机线图的电阻无
法计算,选项B错误;当电吹风吹热风时,也热丝每秒消耗的也能为880J,选项C错误;当电吹风吹热
风时,电动机每秒消耗的电能为120J,选项D错误。
7.(2025•广东省三校模拟)阻值相等的四个电阻、电容静C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关
S断尸且电流稳定时,C所带的电荷量为0,闭合开关S,电流再次稳定后,。所带的电荷量为。2。g与
Q的比值为()
A.-
答案C
解析根据等效电路,开关S断开且电流稳定时,电容器的电压U尸备旦且。尸CU1,S闭合
且电流再次稳定时S=Y-X》?=阻且Q2=CS,故察=*=;,故选C。
/?+-/?23Qz上5
8.(多选)(2025・湖南怀化市三模)如图所示,电路中电源电动势为E,内阻为r,R)、R为定值电阻,R为光
敏电阻,其阻值随光照强度的增加而减小。若照射光敏电阻的光照强度增强,电压表V示数的变化量绝对
值为AU,电流表A示数的变化量绝对值为△/,电流表Ai示数的变化量绝对值为所有电表均为理想
电表。下列说法正确的是()
A.电流表A和电流表A,示数都变大
B.A/)<A/
D.电源的效率一定降低
答案AD
解析当光照强度增强时,光敏电阻凡阻值减小,并联阻值减小,回路总电阻减小,回路总电流增大,故
定值电阻岛和电源内阻上的电压增大,并联部分电压戒小,电压表示数减小,定值电阻心电流减小,根
据并联分流,电流表Ai示数增大,且电流表Ai电流的增加量大于电流表A电流的增加量,即△/]>△/,选
项A正确,B错误:根据U=E-/(Ro+r),故箸=R)+r,选项C错误:电源的效率
R
片」一X100%=」kXI00%,当光照强度增强时,回路总外电阻"/U减小,电源的效率降低,选项D正
确。
9.(2025•山东聊城市模拟)如图所示的电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比〃।:〃2=2:1,定值电阻R
和R2和&的阻值分别为4。、2c和3C,A为理想交流电流表,正弦交流电源输出电压的有效值恒为
U。当开关S断开时,电流表的示数为/。则当S闭合时,电流表的示数为()
A.-ZB.2/C.4/D.5/
3
答案B
解析当开关S断开时,由产,解得原线图电流/尸:,由二世,代入数据可得U=121,当开关S闭
/7112/与(K2”+K3:)7^2
合时,由《二也,解得原线圈电流4'=《,由与3二以,代入数据可得/'=2/,故选B。
IM12/r?2n2
10.(2024•湖南卷・6)根据国家能源局统计,截止到2023年9月,我国风电装机4亿千瓦,连续13年居世界
第一位,湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验个组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如
图所示。已知发电机转子以角速度/匀速转动,升、降压变压器均为理想变压器,输电线路上的总电阻可
简化为一个定值电阻品。当用户端接一个定值电阻R时,&上消耗的功率为P。不计其余电阻,下列说法
正确的是()
升压变压器降压变压器
0)
S
A.风速增加,若转子角速度增加一倍,则Ro上消耗的功率为4P
B.输电线路距离增加,若Ro阻值增加一倍,则岛消耗的功率为4尸
C.若升压变压器的副线圈匝数增加一倍,则用)上消耗的功率为8P
D.若在用户端再并联一个完全相同的电阻上则Ro上消耗的功率为6P
答案A
解析将降压变压器部分的电路等效为一个定值电阻如图为等效电路图,设降压变压器的原、副线
圈匝效比为k:1,
输电线路中的也流为“,降压变压器副线图中的也流为人由等效部分功率相同可得:又有
7^=7,故尺与二久心则揄电线上的电流为";2二转子在磁场中转动时产生的电动势为e=M?S(osinM,
>4kRo+k,R
当转子角速度增加一倍时,升压变压器原、副线圈两端电压都增加一倍,输电线上的电流变为N=2/2,由
22=/2总心知Ro上消耗的电功率变为原来的4倍,故A正确;
升压变压器副线图匝数增加一倍,副线图两端电压增加一倍,输电线上的电流增加一倍,故上消耗的电
功率变为原来的4倍,故C错误;
若私阻值增加一倍,榆电线路上的电流减小,由23=/2叼?0知凡消耗的功率P3V4。
故B错■误;
若在用户端并联一个完全相同的也阻R,用户端电阻减为原来的一半,输电线上的电流为
-&,+亨2Ro+k2R'-2・
岛消耗的功率入=/2%R)
P<P4<4P,即凡W6P,故D错误。
热点12电磁感应
[分值:46分]
[1~7题,每题4分,8~10题,每题6分]
1.(2025・北京卷・3)下列图示情况,金属圆环中不能产生感应电流的是()
A.图(a)中,圆环在匀强磁场中向左平移
B.图(b)中,圆环在匀强磁场中绕轴转动
C.图(c)中,圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移
D.图(d)中,圆环向条形磁铁N极平移
答案A
解析圆环在匀强磁场中向左平移,穿过圆环的磁通量不发生变化,金属圆环中不能产生感应电流,故A
正确;圆环在匀强磁场中绕轴转动,穿过圆环的磁通量发生变亿,金属圆环中能产生感应电流,故B错
误;离通有恒定电流的长直导线越远,导线产生的磁感应强度越弱,圆环在通有恒定电流的长直导线旁向
右平移,穿过圆环的磁通量减小,金属圆环中能产生感应电流,故C错误;根据条形磁铁周围的磁场分布
可知,圆环向条形磁铁N极平移,穿过圆环的磁通量发生变化,金属圆环中能产生感应电流,故D错误。
2.(2025・河南卷5)如图,一金属薄片在力”作用下自左向右从两磁极之间通过。当金属薄片中心运动到N
极的正下方时,沿N极到S极的方向看,下列图中能够正确描述金属薄片内涡电流绕行方向的是()
答案C
解析根据题意,当金属薄片中心运动到N极正下方时,下一刻,薄片右侧向下的磁通量减小,左侧向下
的磁通量增加,根据楞次定律可知沿N极到S极的方向看,此时薄片右侧的涡电流方向为顺时针,薄片左
侧的海电流方向为逆时针。故选C。
3.(2024・湖南卷・4)如图,有一硬质导线OMc,其中〃be是半径为R的半圆弧,〃为圆弧的中点,直线段0〃
长为R且垂直于直径讹。该导线在纸面内绕O点逆时针转动,导线始终在垂直纸面向里的匀强磁场中。
则0、a、仇c各点电势关系为()
B
B.(po<(Pd<<Pb<(Pc
C.(po>(p(l>(Pb=(Pcr>.(po<(Pa<(Pb=(pc
答案c
解析导线绕O点转动过程中相当于Oa、Ob、Oc导体棒转动切割磁感线,如图所示,根据右手定则可知
O点电势最高;
b
OB
根据E=B旧Be/
因为10b=l0c>l0a
可得^<U0a<U0b=U0e
得(pO>(p(>(pi^=(pe
故选C。
4.(多选)(2025•广东潮州市二模)如图所示,在水平面内放置足够长光滑金属导轨而c•和欣,时与加平行,
儿是以O为圆心的圆弧导轨,圆弧从左侧和扇形。从内有方向垂直于导轨平面的匀强磁场(方向如图),
电阻为厂的金属杆OP的。端与e点用导线相接,P端与圆弧加接触良好。初始时电阻为R的金属杆MN
静止在平行导轨上,若杆。尸在外力作用下绕。点在匀强磁场区内从匕到c匀速转动过程中,回路中始终
有电流,此过程中金属杆MN始终与导轨垂直且接触良好,下列说法中正确的是()
M
dN
A.杆MN做向右运动
B.杆股N两端的电势差逐渐减小
C.外刀对杆OP做功的功率逐渐变小
D.杆MN受到的安培力大小不变
答案BC
解析OP杆绕。点从到c转动过程中,根据右手定则,产生的感应电流方向从。到P,杆MN中电流
从加到N,再根据左手定则,MN受到的安培力向左,向左运动,A错误;由于杆MN向左运动切割磁感
线,产生由N到M的反电动势E反二8八,,杆MN受到向左的安培力,所以杆MN的速度u增大,设OP长
度为d,则电路中总电动势阴3电路的电流/二工,MN两端的电势差U=/R,由杆MN的速度v
2R+r
增太,得£减小,/减小,。减小,B正确;电路中的电流变小,杆O2所受安培力变小,又因其做匀速转
动,所以外力的功率变小,C正确;杆MN受到的安培力大小广安二8〃,因为/臧小,所以广安减小,D错
误。
5.(2025•北京师范大学第二附属中学统练)某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三
个灯泡完全相同,不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S的同时开始采集数据,当电路达到稳定状
态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压〃随时间/变化的图像。不计电源内阻及电感线图L的电阻。
不计电压传感器内阻对电路的影响。下列说法正确的是()
A.开关S闭合瞬间,流经灯Dz和D3的电流相等
B.开关S闭合瞬间至断开前,流经
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