高中沪科版物理选修3-2试题.

1、高中沪科版物理选修3-2试题最新第一章 研究交变电流- 恒定电流与交变电流例1.如图86所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器，值班室的显示器为电路中的电流表，a、b之间接报警器.当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（ ）A、I变大，U变大 B、I变大，U变小C、I变小，U变小 D、I变小，U变大 解析：当出现火情、温度升高，对于半导体热敏电阻，其电阻减小，所以显示器的电流I、报警器两端的电压U均减小。答案：C反思：本题与实际相联系，考查了半导体的电阻随温度变化的规律及电路的动态分析问题，能很好地考查同学们的分析问题的

2、能力，提高学习物理的兴趣。例2.高温超导限流器被公认为目前最好的且唯一行之有效的短路故障电流限制装置。中国科学院电工研究所完成了一种具有自主知识产权的高温超导限流器样机的研制工作，超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图87所示.超导部件有一个超导临界电流Ic，当通过限流器的电流IIc时，将造成超导体失超，从超导态(本题认为电阻为零)转变为正常态(本题认为是一个纯电阻)，以此来限制电力系统的故障电流。已知超导部件的正常态电阻为R1=3，超导临界电流Ic=1.2A，限流电阻R2=6，小灯泡L上标有“6V6W”，电源电动势E=8V，内阻r=2.原来电路正常工作，现L突然发生短路，则（ ）A、短

3、路前通过R1的电流为2/3A B、超导部件将由超导态转为正常态C、短路后通过R1的电流为4/3A D、短路后通过R1的电流为2A 解析：小灯泡L上标有“6V6W”，故该灯泡的电阻RL=U2/P=62/6=6，短路前电路的总电阻为R=(R1R2)/(R1+R2)+RL+r=2+6+2=10，总电流为I=E/R=0.8A，超导部件两端的电压为U1=E-I(RL+r)=1.6V，所以短路前通过R1的电流为I1=1.6V/3=8/15A，所以A选项错误；当L突然短路后，则电路中总电阻为R，R=2+2=4，总电流I=E/R=8V/4=2A，则超导部件两端的电压为U=E-Ir=4V，所以短路后通过R1的电

4、流为I1=4V/3=4/3A，故C选项正确；由上述计算可知L突然短路后，超导部件的电流为4/3A，超过了临界电流1.2A，故短路后超导部件将由超导态转为正常态，B选项正确，D错。答案：BC反思：本题以新情景下考查了闭合电路的欧姆定律及部分电路的欧姆定律的知识，同学们要能从长篇的背景介绍中提取有用的解题信息。例3.如图88所示是实验时用的原、副线圈都有中间抽头的理想变压器，在原线圈上通过一个单刀双掷开关与一只安培表连接，在副线圈上通过另一个单刀双掷开关与一个定值电阻相连接，通过、可以改变原、副线圈的匝数，在原线圈上加一电压为U的交流电后，当接a，接c时，安培表的示数为；当接a，接d时，安培表的示

5、数为；当接b，接c时，安培表的示数为；当接b，接d时，安培表的示数为，则（ ）A、 B、C、 D、解析：设变压器原、副线圈的匝数分别为、，所接交流电的电压，理想变压器在原线圈上的输入功率与在副线圈的输出功率相同，即，当接a，接c时，在定值电阻上消耗的功率而在原线圈的输入功率，又，当接a，接d时，不变，接b，接c时，即，；，当接b，接d时，即，答案：BU/VI/A024680.20.40.6图89反思：本题的情况多，物理量也多，同学们要能分步进行分析，对于变压器的动态分析问题要注意谁决定谁的问题。例4.图1中所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线，可见两者不成线性关系，这是由于焦耳

6、热使灯丝的温度发生了变化的缘故.参考这根曲线，回答下列问题(不计电流表和电池的内阻).(1)若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12V的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻.AR0图810(2)如图810所示，将两个这样的电灯并联后再与10的定值电阻串联，接在电动势为8V的电源上，求通过电流表的电流值及各灯泡的电阻值. 解析：(1)由于三个电灯完全相同中，所以每个电灯两端的电压UL=12/3V=4V，在图3中画出U=4V的直线，得到和曲线的交点坐标为(4V，0.4A)，所以流过电灯的电流为0.4A，此时每个电灯的电阻值为.U/VI/A024680.20.40.6图811(2)设此时电灯两

7、端的电压为U，流过每个电灯的电流为I，根据闭合电路欧姆定律得：E=2IR0+U，代入数据得：U=8-20I. 在图89上画出此直线，得到如图811所示的图象，可求得到直线和曲线的交点坐标为(2V，0.3A)，即流过电灯的电流为0.3A，流过电流表的电流强度为0.6A，此时电灯的电阻为.反思：题中的电阻变化是非线性的，所以其电阻值不能直接求得，只能从图象上得出电流和电压再求之，另外要注意图象中交点的物理意义。例5.如图812所示电路中，电源电动势E=6V，内阻r=1，电阻R1=3，R2=6，电容器的电容C=3.6µF，二极管D具有单向导电性，开始时开头S1闭合，S2断开.(1)合上S2

8、，待电路稳定以后，求电容器C上电量变化了多少？(2)合上S2，待电路稳定以后再断开S1，求断开S1后，流过R2的电量是多少？ 解析：s1闭合，s2断开时，电容器两端电压：U1=I1R1=4.5VS2闭合后有：I2=2A电压U2=I2=4V电容器上电量变化了Q=(U2-U1)C=-1.8×10-6C (2)合上S2后电容器上的电量Q=CU2=1.44×10-6C断开s1后，R1，R2并联，电阻与电流成反比，又q=It，因此流过的电量与电阻成反比，流过R2的电量Q2=Q=4.8×10-6C 反思：含容电路和分析是高考的热点，解决此类问题要明确电容器两极板的电压是多少，

9、有时还需注意极板带电的电性。例6.如图甲所示为一个灯泡两端的电压与通过的电流的关系曲线，参考这根曲线回答下列问题（不计电流表和电池的内阻）（1）若把三个这样的灯泡串联后，接到电动势为12 V的电源上，则流过灯泡的电流为          A，每个灯泡的电阻为            （2）如图乙所示，将两个这样的灯泡并联后再与l 0的定值电阻串联，接在电动势为8V的电源上，求通过电流表的电流为

10、60;         A，各灯泡的电阻值为           U/VI/A024680.20.40.6解析：（1）因三个灯泡的电阻相同，故每个灯泡的电压也相同，都为4V结合灯泡的伏安特性曲线可知，此时流过灯泡的电流为0.4A，每个灯泡的电阻为10（2）设每盏灯的电压为U，电流为I则有： ，作图线如图所示解得 V，故通过电流表的电流为0.6A，各灯泡的电阻值为6.7答案：（1）0.4A  10 

11、  （2）0.6A    6.7反思：不能通过图象的转换，巧妙利用图象交点的物理含义求解 例7在磁感应强度为B=0.4 T的匀强磁场中放一个半径r0=50 cm的圆形导轨，上面搁有互相垂直的两根导体棒，一起以角速度=103 rad/s逆时针匀速转动圆导轨边缘和两棒中央通过电刷与外电路连接，若每根导体棒的有效电阻为R0=0.8 ，外接电阻R=3.9 ，如图所示，求：（1）每半根导体棒产生的感应电动势（2）当电键S接通和断开时两电表示数分别为多少？（假定两电表均为理想电表）解析：（1）每半根导体棒产生的感应电动势为：E1=Bl=Bl2=×.4

12、15;103×（0.5）2 V=50 V（2）两根棒一起转动时，每半根棒中产生的感应电动势大小相同、方向相同（从边缘指向中心），相当于四个电动势和内阻相同的电池并联，得总的电动势和内电阻：为E=E1=50 V，r=R0=0.1 当电键S断开时，外电路开路，电流表示数为零，电压表示数等于电源电动势，为50 V当电键S接通时，全电路总电阻为：R=r+R=（0.1+3.9）=4由全电路欧姆定律得电流强度（即电流表示数）为：I= A=12.5 A此时电压表示数即路端电压为：U=E-Ir=50-12.5×0.1 V=48.75 V（电压表示数）或U=IR=12.5×3.9

13、V=48.75 V答案：（1）50V   （2）电键S断开 0A 50V 电键S接通 12.5 A 48.75 V反思：本题在求解两导体棒产生电动势时容易出错，不能正确理解各电源的连接关系。交变电流 基础测试一、选择题 1有一台使用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220 V”的字样，这“220 V”是指 A交流电电压的瞬时值 B交流电电压的最大值 C交流电电压的平均值 D交流电电压的有效值 图17-1abcdB 2图17-1中矩形线圈abcd在匀强磁场中以ad边为轴匀速转动，产生的电动势瞬时值为e = 5sin20t V，则以下判断正确的是 A此交流电的频率为10/Hz B

14、当线圈平面与中性面重合时，线圈中的感应电动势为5V C当线圈平面与中性面垂直时，线圈中的感应电流为0 D线圈转动一周，感应电流的方向改变一次3一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的电动势为emsint若将线圈的转速加倍，其它条件不变，则产生的电动势为 Amsin2tB2msint C2msint D2msin2t4理想变压器正常工作时，原线圈一侧与副线圈一侧保持不变的物理量是 A频率B电压C电流D电功率5理想变压器正常工作时，若增加接在副线圈两端的负载，则 A副线圈中电流增大B副线圈输出的电功率增大 C原线圈中电流增大D原线圈输入的电功率增大图17-2t/si/A010100.016一交

15、流电流的图象如图17-2所示，由图可知 A用电流表测该电流其示数为10 A B该交流电流的频率为100 Hz C该交流电流通过10 电阻时，电阻消耗的电功率为1 000 W D该交流电流即时值表达式为i10sin628t A二、填空题 7一台发电机产生的电动势的瞬时值表达式为：e = 311sin314t V，则此发电机产生的电动势的最大值为_V，有效值为_V，发电机转子的转速为_转/秒，产生的交流电的频率为_Hz 8一台理想变压器，原、副线圈匝数之比是5：1，则原、副线圈两端电压之比为_；这台变压器工作时，原、副线圈中的电流强度之比为_；输出与输入功率之为比_图17-3220Vn2n1CR9

16、如图17-3所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1：n21：2，加在原线圈两端的电压为220 V，C为额定电流为1 A的保险丝，R为接在副线圈两端的可变电阻要使保险丝不会熔断，则可变电阻的阻值不能小于 图17-4UR1R2n2n1S1S3A10如图17-4所示，理想变压器有两个副线圈，匝数分别为n1和n2，所接负载4R1R2当只闭合S1时，电流表示数为1 A，当S1和S2都闭合时，电流表示数为2 A，则n1：n2为 三、计算题 11在远距离输电时，如果输送一定的功率，当输电电压为220 V时，在输电线上损失的功率为75 kW；若输电电压提高到6 000 V时，在输电线上损耗的功率又是多少? 图

17、17-5U2R 12有一个负载电阻值为R，当将它接在20 V的直流电源上时，消耗的电功率为P，若将R接在图17-5中的变压器的次级电路中消耗的电功率是P/2已知变压器的输入电压的最大值为200 V，求此变压器的原、副线圈的匝数之比13某小水电站发电机输出的电功率为100 kW，输出电压为250 V现准备向远处输电，所用输电线的总电阻为8 ，要求输电损失在输电线上的电功率不超过5%，用户获得220 V电压，求所选用的升压变压器原、副线圈的匝数比和降压变压器原、副线圈的匝数比交变电流提高测试一、选择题1矩形线圈绕垂直磁力线的轴匀速转动，对于线圈中产生的交流电 A交流电的周期等于线圈转动周期 B交流

18、电的频率等于线圈的转速 C线圈每次通过中性面，交流电改变一次方向 D线圈每次通过与中性面垂直的位置，交流电达到最大值2一交流电压为u100sin100t V，由此表达式可知 A用电压表测该电压其示数为100 V B该交流电压的周期为0.02 s C将该电压加在100 的电阻两端，电阻消耗的电功率为100 W Dt1/400 s时，该交流电压的即时值为100 V33 A直流电通过电阻R时，ts内产生的热量为Q现让一交流电通过电阻R，若2ts内产生的热量为Q，则该交流电流的有效值和最大值分别为 A A，Im3 A BI有3 A， ACI有 A， A D A，Im6 A图17-6abcd5V3V4如

19、图17-6所示，一理想变压器有两个副线圈，输出电压分别为3 V和5 V，要获得8 V输出电压，两个副线圈连接方法是 Ab、c连接，a、d两端输出8 V电压Ba、d连接，b、c两端输出8 V电压Ca、c连接，b、d两端输出8 V电压Db、d连接，a、c两端输出8 V电压图17-7U1U2U3n3n2I2I3I1n15如图17-7所示，理想变压器两个线圈都接有负载正常工作时，如下关系正确的是 AU1：U3n1：n3，U2：U3n2：n3BI1：I2n2：n1，I1：I3n3：n1CI1n1I2n2 +I3n3 DU1I1U2I2+U3I3图17-9tit1t2t3t40ba图17-86如图17-8

20、所示，竖直直导线ab，左侧放有一个轻质闭合线圈现向直导线中通入如图17-9所示的正弦交流电流，设电流由a流向b为正方向，则线圈运动方向相同的时间是 A0t1和t2t3两段时间内 Bt1t2和t3t4两段时间内 C0t1和t3t4两段时间内Dt1t2和t2t3两段时间内二、填空题7将如图17-10所示交流电压加在电阻R=10 两端，则通过电阻的交流电流表达式i 图17-11t/si/A0430.040.028一交流电流随时间变化的图象如图17-11所示，此交流电流的有效值为 9如图17-12所示，a、b、c三种交流电，分别通过同一电阻，在0.8 s内，电阻产生的热量分别为Qa、Qb和Qc，则Qa

21、：Qb：Qc 图17-12t/s02-20.10.30.5ia/At/s02-20.10.30.5ib/At/s02-20.10.30.5ic/Aabc三、计算题10边长为l、匝数为n、总电阻为R的正方形闭合线圈，在磁感强度为B的水平匀强磁场中，绕垂直磁感线的转轴以角速度匀速转动求：（1）转至线圈平面与磁感线成角的位置时，受到的安培力矩（2）转至线圈平面与中性面成角的位置时，受到的安培力矩（3）转动ts时间内，外界驱动线圈转动所做的功图11-8te0m-mT/2T11面积为S的矩形线圈，在匀强磁场中以其一边为轴匀速转动，转轴与磁感线垂直，线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示，感应电动势最大

22、值和周期可由图中读出求：（1）该匀强磁场的磁感强度的大小（2）在tT/12时刻，线圈平面与磁感线的夹角12旋转电枢式发电机的转子在正常运转时，产生的电动势瞬时值为e=220sin314t V如果由于某种原因，它的转速变慢，用电压表测得此时发电机两端的电压为176 V，若此时发电机正在向一盏标有“220 V、100 W”的灯泡供电，在不计发电机内电阻的情况下，试求：（1）该灯泡的实际功率为多大？（2）这台发电机的转速比原来正常时转速慢了几分之一？高二物理电磁综合一、 单选题(每道小题 3分 共 27分 )1. 关于电场线和磁感线，下列说法正确的是A两者都可以用实验来模拟，因此都是实际存在的线B两

23、者都可以相交，也可以相切C两者都有起点和终点D以上三种说法都不对2. 如图所示，有一固定的超导体圆环，在其右侧放着一条形磁铁，此时圆环中没有电流当把磁铁向右方移走时，在超导圆环中产生了一定的电流下述有关电流的说法中正确的是A这电流的方向如图中箭头所示，磁铁移走后，这电流很快消失B这电流的方向如图中箭头所示，磁铁移走后，这电流继续维持C这电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁移走后，这电流很快消失D这电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁移走后，这电流继续维持3. 如图所示，水平地面上方有正交的电磁场，电场竖直向下，磁场垂直纸面向外，半圆形铝框从水平位置由静止开始下落，不计阻力，a、b两端落到地面上的次

24、序是Aa先于b Bb先于a Ca、b同时落地 D无法判定4. 如图所示，矩形线圈一部分处在有限匀强磁场中若线圈由静止开始运动起动时ab边所受磁场力的方向向下，则线圈运动情况有向下平动以ad边为轴转动以ab边为轴转动以OO'轴(O、O'分别为cd和ab的中点)转动以上说法中正确的是A只有正确B只有正确C只有正确D都正确5. 有A、B、C三个带电小球，它们的质量分别是m、2m、和3m，被用绝缘工具固定在一块光滑的大的绝缘水平面上，并排列在一条直线上当只释放A时，其加速度为-5m/s2；只释放B时，其加速度为4m/s2；则只释放C时，其加速度应为A1m/s2B-2m/s2C-1m/s

25、2D2m/s26. 质量为m、边长为L的正方形闭合导线框，从如图所示的匀强磁场上边缘的上方自由落下而匀速进入磁场，若磁场在竖直方向的宽度为3L，不考虑空气阻力，线框内的电阻不可忽略，则线框离开磁场时的运动A 一定是减速的 B可能是加速的C可能是匀速的 D可能先加速后匀速7. 如图所示，将粗细均匀的铜导线制成单匝正方形线框，从以虚线框为界，磁感应强度为B的匀强磁场中匀速拉出磁场，则在此过程中通过导线横截面积的电量A跟导线的横截面积成反比 B跟线框的边长成反比C跟线框的质量成正比 D跟线框的速度大小成正比8.如图所示，一粗细均匀的电阻为r的金属圆环，放置在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中，

26、一直径为L，电阻为r/2的金属棒ab竖直放置在金属圆环上，并以速度V0匀速向左运动。当ab棒运动到金属圆环中间虚线所示位置时，金属棒ab两端的电势差为A0 BBLV0 CBLV0/2 DBLV0/39. 如图所示两个带有同种电荷的小球，质量分别为 m1、m2 ， 带电量分别为q1、q2，用长度相同的绝缘细线悬挂于同一点，由于同种电荷相互排斥而使两根悬线与竖直方向夹角为1和2，若两根细线与竖直方向夹角1=2，则以下结论中正确的是A一定满足q1=q2 B. 一定满足m1=m2C.一定满足 D同时满足q1=q2，m1=m2二、 填空题(第1小题 3分, 2-5每题 4分, 第6小题 5分, 第7小题

27、 6分, 共 30分)1. 如图所示，在光滑绝缘的水平面上，一个质量为m、电阻为R、边长为a的正方形金属框以速度V0向一有界匀强磁场滑去，磁场的磁感应强度为B从金属框开始进入磁场计时，经过时间t，金属框到达图中虚线位置，这段时间内产生的总热量为Q，则t时刻金属框的即时速度Vt为_2. 如下图，一个变压器原副线圈的匝数比为3:1，原线圈两端与平行导轨相接，今把原线圈的导轨置于垂直纸面向里、磁感应强度为B=2T的匀强磁场中，并在导轨上垂直放一根长为L=30cm的导线ab，当导线以速度v=5m/s做切割磁感线的匀速运动时(平动)，副线圈cd两端的电压为_V3. 质量为m (kg)的带正电小球A挂在绝

28、缘细线上，且处在场强为E( N/C )的匀强电场中，当小球A静止时，细线与竖直方向成30°角，如图所示，要使小球受到的电场力最小，那么小球A所带电量为_C，电场强度的方向与竖直方向成_角度4. 如图所示，MN、PQ为两根足够长的光滑金属导轨平行且水平放置，ab、cd两根金属棒平行放置在导轨上，导轨处在足够大的匀强磁场中，磁感线方向竖直向上若给cd棒一个水平向右冲力，cd棒向右以速度v运动，在运动中(1)ab棒的运动状态是_(2)cd棒的运动状态是_5. 如图，一质量M、带电量-q的液滴从倾斜30°放置的负极板左端A无初速沿水平直线运动到正极板的右端D设两板电压为U，则液滴在

29、D处的速率为_，液滴从A到D的时间为_6. 如图所示，匀强磁场B=0.5T，光滑平行轨道间距L = 20cm，轻金属杆 ab电阻r=0.5W，电阻R=1.5W，导轨电阻可忽略不计，当ab杆在恒力F作用下沿导轨以v=2m/s速度匀速滑动时ab杆上产生的感应电动势e=_，通过电阻的电流大小为I=_；作用在ab杆上的磁场力方向为_，电阻R消耗的电功率PR=_外力做功的功率PF=_7. 如图所示，匀强磁场磁感应强度B=0.2T，平行导轨间距L=0.2m，轻金属杆ab以v=5m/s的速度沿导轨匀速滑行,金属杆ab电阻r=0.05W，电阻R=0.15W，其余各处电阻不计，导轨光滑，则金属杆ab中产生的感应

30、电动势e=_通过电阻R的电流强度I=_；为使金属杆ab匀速滑动所加外力的方向是_；感应电流的总功率为_；外力做功的总功率为_；电阻R消耗的电功率PR=_三、 多选题(每道小题 5分 共 15分 )1. 一个矩形导体线圈从高处自由下落，经过一个具有理想边界的匀强磁场区，线圈平面和磁场方向垂直，当线圈的中心经过磁场中a、b、c 三点时，如图所示，则线圈受到的磁场力应是A.线圈经过这三个位置时，都受磁场力作用B.线圈经过b位置时不受磁场力作用C.线圈经过a、c两个位置时，受到磁场力的方向相同D.线圈经过a、c两个位置时，受到磁场力的方向相反2. MN为一通电软导线，电流方向如图所示，金属框架abdc

31、的可动部分ab能够沿框架左右移动，框架右半部分为一匀强磁场区，cd和MN距离较近且平行ab运动时MN和cd间出现的物理现象是A.ab向左运动时，MN和cd吸引相互B.ab向右运动时，MN和cd相互排斥C.ab向左运动时，MN和cd相互排斥D.ab向右运动时，MN和cd相互吸引3. 如图所示，MSNO为同一根导线制成的光滑导线框，竖直放置在水平方向的匀强磁场中，OC为一可绕O轴始终在轨道上滑动的导体棒, 当OC从M点无初速释放后，下列说法中正确的是A由于无摩擦存在，导体棒OC可在轨道上往复运动下去B导体棒OC的摆动幅度越来越小，机械能转化为电能C导体棒OC在摆动中总受到阻碍它运动的磁场力D导体棒

32、OC只有在摆动加快时才受到阻碍它运动的磁场力四、 计算题(第1小题 4分, 2-4每题 8分, 共 28分)1. 如图所示，平行导轨ab、cd所在平面与匀强磁场垂直，ac间连接电阻R，导体棒ef 横跨在导轨间，长为L，电阻为r所在磁场的磁感应强度为B，导轨的表面光滑，其电阻可忽略，在ef 棒以速度v匀速向右运动过程中，电阻R通过的电流多大?方向如何?电阻R获得的电功率多大?ef 棒运动中消耗的机械功率多大?2. 如图所示, 水平放置的长直平行光滑导轨电阻可忽略, 固定电阻R=0.02W，金属杆ab放在导轨上，其质量m=0.1kg，杆的电阻Rab=0.02W平行轨道间距为20cm，整个装置处于竖

33、直向下的匀强磁场中，B=0.2T(1)电键断开，ab杆在F=0.1N水平向右恒力作用下由静止开始沿导轨滑动，写出ab杆上产生的感应电动势e随时间变化的表达式(2)当ab杆的速度达到10m/s时，立即闭合电键K，同时撤去外力，那么在电阻R上还能产生多少焦耳热?3. 图是一个由四根相互垂直的金属辐条支撑着的金属轮，辐条长为L，轴处摩擦不计，现将轮的上半部置于磁感应强度为B的匀强磁场中，并在轮的边缘上绕一细线，线的另一端悬挂着质量为m的砝码， 若每根辐条电阻为R，其它电阻不计问：(1)当砝码匀速下落时速度多大?(2)这时通过每根辐条的电流强度多大?4. 用电阻为18W的均匀导线弯成图中所示直径D=0

34、.80m的封闭金属圆环，环上AB弧所对圆心角为60°将圆环垂直于磁感线方向固定在磁感应强度B=0.50J的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里一根每米电阻为1.25W的直导线PQ，沿圆环平面向左以3.0m/s的速度匀速滑行(速度方向与PQ垂直)，滑行中直导线与圆环紧密接触(忽略接触处的电阻)，当它通过环上A、B位置时，求：(1)直导线AB段产生的感应电动势，并指明该段直导线中电流的方向(2)此时圆环上发热损耗的电功率高中物理单元练习试题答案一、 单选题1. D 2. D 3. A 4. C 5. C 6. A 7. C 8. D 9. B二、 填空题1. 2. 0 3. ；60

35、6;4. ab棒向右做加速运动直到ab与cd速度相等为止；cd棒做减速运动直到cd与ab速度相等为止5. ； 6. 0.2V；0.1A；向左；1.5×10-2W；2×10-2W7. 0.2V；1A；向右；0.2W；0.2W；0.15W三、 多选题1. BC 2. AB 3. BC四、 计算题1. 2.3.4.专题四 电磁感应与电路 电磁感应是电磁学中最为重要的内容，也是高考的热点之一。电磁感应是讨论其他形式能转化为电能的特点和规律；电路问题主要是讨论电能在电路中传输、分配并通过用电器转化成其他形式能的特点和规律，本专题的思想是能量转化与守恒思想。在复习电磁感应部分时，其核心

36、是法拉第电磁感应定律和楞次定律；这两个定律一是揭示感应电动势的大小所遵循的规律；一个是揭示感的电动势方向所遵循的规律，法拉第电磁感定律的数学表达式为：，磁通量的变化率越大，感应电动势越大磁通量的变化率越大，外界所做的功也越大楞次定律的表述为：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，从楞次定律的内容可以判断出：要想获得感应电流就必须克服感应电流的阻碍，需要外界做功，需要消耗其他形式的能量在第二轮复习时如果能站在能量的角度对这两个定律进行再认识，就能够对这两个定律从更加整体、更加深刻的角度把握电路部分的复习，其一是以部分电路欧姆定律为中心，包括六个基本物理量（电压、电流、电阻、电功、电功

37、率、电热），三条定律（部分电路欧姆定律、电阻定律和焦耳定律），以及串、并联电路的特点等概念、定律的理解掌握和计算；其二是以闭合电路欧姆定律为中心讨论电动势概念、闭合电路中的电流、路端电压以及闭合电路中能量的转化；其三，对高中物理所涉及的三种不同类别的电路进行比较，即恒定电流电路、变压器电路、远距离输电电路，比较这些电路哪些是基本不变量，哪些是变化量，变化的量是如何受到不变量的制约的其能量是如何变化的在恒定电流电路中，如果题目不加特殊强调，电源的电动势和内电阻是基本不变量，在外电阻改变时其他量的变化受到基本不变量的制约在变压器电路中，如果题目不加特殊强调，变压器的输入电压不变，其他量改变时受到这

38、个基本不变量的制约在远距离输电电路中，如果题目不加特殊强调，发电厂输出的电功率不变，其他量改变时受到这个基本不变量的制约1电磁感应的图象问题方法：图象问题有两种：一是给出电磁感应过程选出或画出正确图象；二是由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量其思路是：利用法拉第电磁感应定律计算感应电动势感应电流的大小，利用楞次定律或右手定则判定感应电流的方向，利用图象法直观，明确地表示出感应电流的大小和方向掌握这种重要的物理方法例1、如图41（a）所示区域（图中直角坐标系xOy的1、3象限）内有匀强磁场，磁感应强度方向垂直于图面向里，大小为B，半径为l，圆心角为60°的扇形导线框OPQ

39、以角速度绕O点在图面内沿逆时针方向匀速转动，导线框回路电阻为R（1）求线框中感应电流的最大值I0和交变感应电流的频率f（2）在图（b）中画出线框转一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象（规定在图（a）中线框的位置相应的时刻为t =0） （a） （b） 图412、电路的动态分析方法：利用欧姆定律，串、并联电路的性质，闭合电路的欧姆定律；明确不变量，以“从局部到整体再到局部”，“从外电路到内电路再到外电路”的顺序讨论各物理量的变化情况 图43例2、如图43所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r当可变电阻的滑片P向b移动时，电压表的读数U1与电压表的读数U2的变化情况是（ ）AU1变大，U2变小

40、 BU1变大，U2变大CU1变小，U2变小 BU1变小，U2变大3、电磁感应与力学综合方法：从运动和力的关系着手，运用牛顿第二定律（1）基本思路：受力分析运动分析变化趋向确定运动过程和最终的稳定状态由牛顿第二定律列方程求解（2）注意安培力的特点：导体运动v感应电动势E感应电流I安培力F磁场对电流的作用电磁感应阻碍闭合电路欧姆定律（3）纯力学问题中只有重力、弹力、摩擦力，电磁感应中多一个安培力，安培力随速度变化，部分弹力及相应的摩擦力也随之而变，导致物体的运动状态发生变化，在分析问题时要注意上述联系例3、如图44所示，两根相距为d的足够长的平行金属导轨位于水平xOy平面内，左端接有阻值为R的电阻

41、，其他部分的电阻均不计在x>0的一侧存在垂直xOy平面且方向竖直向下的稳定磁场，磁感强度大小按B=kx规律变化（其中k是一大于零的常数）一根质量为m的金属杆垂直跨搁在光滑的金属导轨上，两者接触良好当t =0时直杆位于x=0处，其速度大小为v0，方向沿x轴正方向，在此后的过程中，始终有一个方向向左的变力F作用于金属杆，使金属杆的加速度大小恒为a，加速度方向一直沿x轴的负方向求：（1）闭合回路中感应电流持续的时间有多长？（2）当金属杆沿x轴正方向运动的速度为时，闭合回路的感应电动势多大？此时作用于金属杆的外力F多大？图444、电磁感应与动量、能量的综合方法：（1）从动量角度着手，运用动量定理

42、或动量守恒定律应用动量定理可以由动量变化来求解变力的冲量，如在导体棒做非匀变速运动的问题中，应用动量定理可以解决牛顿运动定律不易解答的问题在相互平行的水平轨道间的双棒做切割磁感线运动时，由于这两根导体棒所受的安培力等大反向，合外力为零，若不受其他外力，两导体棒的总动量守恒解决此类问题往往要应用动量守恒定律（2）从能量转化和守恒着手，运用动能定律或能量守恒定律基本思路：受力分析弄清哪些力做功，正功还是负功明确有哪些形式的能量参与转化，哪增哪减由动能定理或能量守恒定律列方程求解能量转化特点：其它能（如：机械能）电能内能（焦耳热）例4、如图46所示，在空间中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上下边缘

43、间距为h，磁感应强度为B有一宽度为b（b<h）、长度为L、电阻为R、质量为m的矩形导体线圈紧贴磁场区域的上边缘从静止起竖直下落，当线圈的PQ边到达磁场下边缘时，恰好开始做匀速运动求：（1）线圈的MN边刚好进入磁场时，线圈的速度大小（2）线圈从开始下落到刚好完全进入磁场所经历的时间图46例5、两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平内，两导轨间的距离为l，导轨上面横放着两根导体棒ab和cd构成矩形回路，如图47所示两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，磁感应强度为B，设两导体棒均为沿导轨无摩擦地滑行，开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd的初速度（如图所示），若两导体棒在运动中始终不接触，

44、求：（1）在运动中产生的焦耳热最多是多少？图47（2）当ab棒的速度变为初速度的时，cd棒的加速度是多少？5、电磁感应与电路综合方法：在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路相当于电源解决电磁感应与电路综合问题的基本思路是：（1）明确哪部分相当于电源，由法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向（2）画出等效电路图（3）运用闭合电路欧姆定律串并联电路的性质求解未知物理量例6、如图48所示，直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中，ab是一段长为L、电阻为R的均匀导线，ac和bc的电阻可不计，ac长度为磁场的磁感强度为B，方向垂直纸面向里现有一段长度为，电阻为的均匀导体

45、棒MN架在导线框上，开始时紧靠ac，然后沿bc方向以恒定速度v向b端滑动，滑动中始终与ac平行并与导线框保持良好接触，当MN滑过的距离为时，导线ac中的电流为多大？方向如何？图486、交变电流的三值（1）最大值：，最大值与线圈的形状，以及转轴的位置无关，但转轴应与磁感线垂直（2）有效值：交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的即在同一时间内，跟某一交流电一样能使同一电阻产生相等热量的直流的数值，叫做该交流电的有效值正弦交流电的有效值与最大值之间的关系为：各种交流电器设备上标准值及交流电表上的测量值都是指有效值（3）平均值 （4）最大值、有效值和平均值的应用求电功、电功率以及确定保险丝的熔断电流

46、等物理量时，要用有效值计算正弦交变电流的有效值为，其他交流电流的有效值只能根据有效值的定义来计算求一段时间内通过导体横截面的电量时要用平均值来计算而注意，平均值不等于有效值在考虑电容器的耐压值时，则应根据交流电的最大值例7、边长为a的N匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以角速度绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，线圈的电阻为R求：（1）线圈从中性面开始转过90°角的过程中产生的热量（2）线圈从中性面开始转过90°角的过程中，通过导线截面的电量7、电容、电路、电场、磁场综合方法：从电场中的带电粒子受力分析入手，综合运用牛顿第二定律；串、并联电路的性质、闭合电路欧姆定律和法拉

47、第电磁感应定律进行分析、计算，注意电容器两端的电压和等效电路例8、如图411所示，光滑的平行导轨P、Q相距l=1m，处在同一水平面中，导轨左端接有如图所示的电路，其中水平放置的平行板电容器C两极板间距离d=10mm，定值电阻R1=R3=8，R2=2，导轨电阻不计，磁感应强度B=0.4T的匀强磁场竖直向下穿过导轨平面，当金属棒ab沿导轨向右匀速运动（开关S断开）时，电容器两极板之间质量m=1×1014kg，带电荷量q=1×1025C的粒子恰好静止不动；当S闭合时，粒子以加速度a=7m/s2向下做匀加速运动，取g=10m/s2，求：（1）金属棒ab运动的速度多大？电阻多大？（2

48、）S闭合后，使金属棒ab做匀速运动的外力的功率多大？× × ×× × ×× × ×× × ×R3R2qSmR1vaPbQ图4118、电磁感应与交流电路、变压器综合方法：变压器遵循的是法拉第电磁感应定律，理想变压器不考虑能量损失，即输入功率等于输出功率理想变压器原线圈的电压决定着负线圈的电压，而副线圈上的负载反过来影响着原线圈的电流，输入功率远距离输电是以电功率展开分析的，其中损失功率是最为关键的因素在供电电路、输电电路、用电回路所构成的输电电路中， 输出电路中的电流和输电回路

49、中的损失电压是联系其余两回路的主要物理量U0I送P输U送RU1U2 n1n2 图412例9、有条河流，流量Q=2m3/s，落差h=5m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240V，输电线总电阻R=30，允许损失功率为输出功率的6%，为满足用电的需求，则该输电线路所使用的理想电压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220V、100W”的电灯正常发光图4131矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感强度B随时间变化的图象如图413所示t=0时刻，磁感强度的方向垂直于纸面向里在04s时间内，线框的ab边受力随时间变化的图象（力的方向规定以向左为正方向），可

50、能如图414中的（ ）A B C D2如图414甲所示，由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd的电阻为R，ab=bc=cd=da=l现将线框以与ab垂直的速度v匀速穿过一宽为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域，整个过程中ab、cd两边始终保持与边界平行令线框的cd边刚与磁场左边界重合时t=0，电流沿abcda流动的方向为正（1）求此过程中线框产生的焦耳热；（2）在图乙中画出线框中感应电流随时间变化的图象；（3）在图丙中画出线框中a、b两点间电势差Uab随时间t变化的图象abcditO图甲图乙UabtO图丙l图414R1A1R2R3A2T图4153如图415所示，T为理想变压器，A1、A2为交流电

51、流表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，原线圈两端接恒压交流电源，当滑变阻器的滑动触头向下滑动时（ ）AA1的读数变大，A2读数变大BA1的读数变大，A2读数变小CA1的读数变小，A2读数变大DA1的读数变小，A2的读数变小4如图416所示：半径为r、电阻不计的两个半圆形光滑导轨并列竖直放置，在轨道左上方端点M、N间接有阻值为R的小电珠，整个轨道处在磁感强度为B的匀强磁场中，两导轨间距为L，现有一质量为m，电阻为R的金属棒ab从M、N处自由静止释放，经一定时间到达导轨最低点O、O，此时速度为v（1）指出金属棒ab从M、N到O、O的过程中，通过小电珠的电流方向和金属棒ab的速度大小变化情况（2）求金属棒ab到达O、O时，整个电路的瞬时电功率（3）求金属棒ab从M、N到O、O的过程中，小电珠上产生的热量图416图4175（2002·上海）如图417所示，有两根和水平方向成角的光滑平行的金属轨道