专题四(2)__电路与电磁感应(1)

1、班级 姓名 学号 第二轮复习专题四 电路与电磁感应电路交变电流电路设计电学实验交流电路振荡电路电磁场和电磁波动态电路功率问题含容电路非线性电路电路故障黑箱问题实际问题电阻测量电磁感应综合问题电磁感应与力学综合电磁感应与能量综合电磁感应与电路综合电源化学电池电磁感应动生电动势：E/tBS/tBLv感应电动势：E/tBS/tSB/t感生电动势：E/tSB/t感应电动势感应电流楞次定律右手定则部分电路闭合电路恒定电流交变电流产生、变化规律和表征正（余）弦交流电矩形波交流电其他交流电电感和电容变压器远距离输电LC回路振荡过程LC回路的周期与频率麦克思韦电磁场理论电磁波的发射与接收【知识结构】【典型例题

2、和训练】1许多精密仪器中常常采用如图所示的电路精确地调节某一电阻两端的电压，图中R1、R2是两只滑动变阻器，通过它们可以对负载电阻R0（阻值约为500）两端的电压进行粗调和微调，已知两滑动变阻器的最大电阻分别为200和10，那么，下面关于R1、R2的说法中正确的是（ ）A如R1 =200，R2 =10，调节R1起粗调作用B如R1=10，R2=200，调节R1起微调作用C如R1=200，R2=10，调节R2起粗调作用D如R1=10，R2=200，调节R2起微调作用2如图甲、乙所示是电子技术中的常用电路，a、b是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“”表示，交流低频成分用“”表示，直流成分

3、用“一”表示（ ）A图甲中电阻R得到的是交流成分B图甲中电阻R得到的是直流成分C图乙中电阻R得到的是低频成分D图乙中电阻R得到的是高频成分3在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V则这台电动机正常运转时输出功率为（ ）A32W B44 W C47 W D48 W4如图所示，调节可变电阻R的阻值，使电压表V的示数增大，在这个过程中（ ）A通过电阻R1的电流增加，增加量一定大于/R1B电阻R2两端的电压减小，减少量一定等

4、于C通过电阻R2的电流减小，但减少量一定小于/R2D路端电压增加，增加量一定等于5如图1所示，是一种延时开关，当开关S1闭合时，电磁铁P将衔铁H吸下，R电路被接通，当开关S1断开时，由于电磁感应的作用，Q将延时一段时问才被释放，图中D为理想二极管，加正向电压导通，加反向电压截止，则下列说法中正确的是( )A由于线圈a的电磁感应作用，才产生延时释放H的作用B由于线圈b的电磁感应作用，才产生延时释放H的作用C如果接通b线圈的开关S2，延时作用保持Db线圈的开关S2断开与否，同延时作用无关E图中二极管对电路的延时作用没有影响F图中二极管对电路的延时作用有影响6如图所示的电路中，滑动变阻器的滑片P从a

5、滑向b的过程中，3只理想电压表的示数变化的绝对值分别为U、U、U，下列各值可能出现的是（ ）AU3V U2V U1VBU1V U3V U2VCU0.5V U1V U1.5VDU0.2V U1V U0.8VAV1V2V3R1R2PSE,r7在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用I、U1、U2和U3表示下列比值正确的是（ ） AU1/I不变，U1/I不变 BU2/I变大，U2/I变大 CU2/I变大，U2/I不变 DU3/I变大，U3/I不变8如图所示为白炽灯L（规格为“2

6、20V，100W”）、L（规格为“220V，60W”）的伏安特性曲线（IU图象），则根据该曲线可确定将L、L两灯串联在220V的电源上时，两灯的实际功率之比大约为（ ）A12 B35 C53 D139如图所示，D是一只二极管，它的作用是只允许电流从a流向b，不允许电流从b流向a，平行板电容器AB内部原有电荷P处于静止状态，当两极板A和B的间距稍增大一些的瞬间（两极板仍平行），P的运动情况将是（ ）A仍静止不动 B向下运动 C向上运动 D无法判断10如图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

7、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（ ）R1R2V1V212U0AI变大，U变大 BI变大，U变小CI变小，U变小 DI变小，U变大11已知如图，MN间有恒定电压U0R1、R2是两只阻值较大的定值电阻，V1、V2是两只完全相同的电压表，其内阻对电路的影响不可忽略先后将单刀双掷开关接1和2，测得电压表V1、V2的示数分别是8V、4V下列结论正确的是 （ ）A.U0=12V B.R1=2R2 C.R1>2R2 D.R1<2R212如下图左甲所示，两节同样的电池（内电阻不计）与滑线变阻器组成分压电路和理想变压器原线圈连接，通过改变滑动触头的位置，可以在变压器副线圈两

8、端得到图乙中哪些电压（ ）13如上图右甲所示，闭合导体线框abcd从高处自由下落，落入一个有界匀强磁场中，从bc边开始进入磁场到ad边即将进入磁场的这段时间里，在图乙中表示线框运动过程中的感应电流-时间图象的可能是（ ）14如图所示，一个矩形闭合金属线圈abcd置于匀强磁场中，在外力作用下绕垂直于磁感线的轴OO匀速转动，磁场方向如图，转动角速度大小为已知线圈在转动过程中受到的磁力矩最大值为M，则从图示位置开始计时，下面关于线圈受到的磁力矩M随时间t变化的关系正确的是（ ）AMM0sint·cost BMM0sin2tCMM0cost DBMM0sint15如图所示，一块金属导体abc

9、d和电源连接，处于垂直于金属平面的匀强磁场中，当接通电源、有电流流过金属导体时，下面说法中正确的是（ ）A导体受自左向右的安培力作用B导体内部定向移动的自由电子受自右向左的洛伦兹力作用C在导体的a、d两侧存在电势差，且a点电势低于d点电势D在导体的a、d两侧存在电势差，且a点电势高于d点电势16如图甲所示，直线MN右边区域宽度为L的空间，存在磁感强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里由导线弯成的半径为R（L2R）的圆环处在垂直于磁场的平面内，且可绕环与MN的切点O在该平面内转动现让环以角速度顺时针转动图乙是环从图示位置开始转过一周的过程中，感应电动势的瞬时值随时间变化的图象，正确的是（ ）B

10、abR1R217如图所示，平行金属导轨与水平面成角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒aB沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F此时（ ）A电阻R1消耗的热功率为Fv3B电阻R1消耗的热功率为Fv6C整个装置因摩擦而消耗的热功率为mgvcoSD整个装置消耗的机械功率为（Fmgcos）v·18如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，b是原线圈的中心接头，电压表V和电流表A均为理想电表，除滑动变阻器电阻R以外其余电阻均不计，从某时刻开始在

11、原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为（V）。下列说法中正确的是（ ）A当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22VB时，点c、d间的电压瞬时值为110VC单刀双掷开关与a连接，滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小D当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小19如图所示的电路中，理想变压器的两端共接有4只规格相同的灯泡，在开关S闭合的情况下，4只灯泡的亮度相同，若将开关S断开，灯泡都不会损坏，则（ ）A灯泡L1比S闭合时暗一些 B灯泡L1比S闭合时亮一些C灯泡L2、L3的亮度不变 D灯泡L2、L3比S闭合时亮一些20某同学在研究电容、电感对恒定电流

12、与交变电流的影响时。采用了如图所示的电路，其中L1、L2是两个完全相同的灯泡，已知把开关置于3、4时，电路与交流电源相通，稳定后的两个灯泡发光亮度相同，则该同学在如下操作中能观察到的实验现象是（ ）A当开关置于1、2时，稳定后L1亮、L2不亮B当开关置于1、2时，稳定后L1 、L2两个灯泡均发光，但L1比L2亮C当开关从置于3、4这一稳定状态下突然断开，则两灯泡同时立即熄灭D当开关置于3、4瞬间，L2立即发光，而L1亮度慢慢增大21在LC振荡电路中，L是电感线圈的自感系数，C是由a和b组成的平行板电容器的电容，在t时刻，电路中电流不为零，而电容器的a板带电量为q，经过一段时间到t时刻，a板第一

13、次带q的电量，则可能是（ ）Att2 BttC在t和t时刻电路中的电流方向相同 D在t和t时刻电路中的电流方向相反22如图所示电路，电源电动势为E，内电阻为r，R0为定值电阻，变阻器的最大阻值为R，已知RR0r当变阻器阻值调至R_时，电源输出的最大功率为P_当变阻器阻值调至R_时，变阻器上消耗的最大功率为P_R1R2R3SErAB23如图所示，已知电源的电动势E =10V，内阻r=1.0，电阻R1 =3.0。若电键S断开和接通时A、B间电路消耗的功率都是4.0W，则电阻R2 = 。若电阻R3可调，为使电键S接通后A、B间电路的消耗功率达到最大，需将R3 调为 GR1R2S2mA2.5V24有一

14、个零刻度在左侧的电流表G，其内阻为Rg400，满度电流Ig100A，现用两个定值电阻R1和R2将它改装如图所示的两用表。求：（1）R1和R2的阻值；（2）改装后的表测某电流时，电表指针如图所示，问该电流多大？若测量的是某电压时，该电压是多大？25在如图所示的电路中，标准电阻R0=1.0k，其阻值不随温度变化，R1为可变电阻，电源的电动势E=7.0V，内阻忽略不计。这些电阻周围温度保持25，电阻R的电压与电流的关系如右图所示。234567123456710I/mAU/V（1）改变可变电阻R1，使电阻R和电阻R0消耗的电功率相等时，通过电阻R的电流是多少？加在电阻R两端的电压是多少？（2）电阻R向

15、外散热与周围温度有关，若温度相差1，放热5.0×10-4J/s，在满足（1）问的条件下，这时电阻R的的温度是多少？（3）改变电阻R1的阻值，使UAB=UBA，这时通过电阻的电流和电阻R1的阻值各是多少？26如图所示的电路中，电源电动势E6V，内阻r=1，电阻R1=3，R2=6，电容器的电容C=3.6F，二极管D具有单向导电性，开始时，开关S1闭合，S2断开（1）合上S2，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R1的电量是多少？27如图所示，交流发电机电动势的有效值E=20V，内阻不计，它通过一个R=6的指示灯连接变压器变

16、压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6V，0.25W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计求：（1）降压变压器初级、次级线圈匝数比，（2）发电机的输出功率28有界匀强磁场区域如图甲所示，质量为m、电阻为R的长方形矩形线圈abcd边长分别为L和2L，线圈一半在磁场内，一半在磁场外，磁感强度为B0. t0 = 0时刻磁场开始均匀减小，线圈中产生感应电流，在磁场力作用下运动，vt图象如图乙所示，图中斜向虚线为O点速度图线的切线，数据由图中给出，不考虚重力影响，求：（1）磁场磁感应强度的变化率；（2）t2时刻回路电功率29一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率为为5

17、0kW，输出电压为500V，升压变压器原、副线圈匝数比为1：5，两个变压器间的输电导线的总电阻为15，降压变压器的输出电压为220V，变压器本身的损耗忽略不计，在输电过程中电抗造成电压的损失不计，求：（1）升压变压器副线圈的端电压；（2）输电线上损耗的电功率；（3）降压变压器原、副线圈的匝数比MPRNQCab31放在绝缘水平面上的两条平行导轨MN和PQ之间宽度为L，置于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向垂直于导轨平面，导轨左端接有阻值为R的电阻，其它部分电阻不计导轨右端接一电容为C的电容器，长为2L的金属棒放在导轨上与导轨垂直且接触良好，其a端放在导轨PQ上现将金属棒以a端为轴，以角速度沿导

18、轨平面顺时针旋转角，如图1所示求这个过程中通过电阻R的总电量是多少？（设导轨长度比2L长得多）NMPQOO1O1ORlabdd0B31如图所示，光滑平行的金属导轨MN、PQ相距l，其框架平面与水平面成角，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间OO1O1O矩形区域内有垂直导轨平面向下、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电阻为r的导体棒ab，垂直搁置于导轨上，与磁场上边界相距d0，现使它由静止开始运动，在棒ab离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）。求：棒ab在离开磁场下边界时的速度；棒ab通过磁场区的过程中整个电路所消耗的电能。 (c)t

19、UUm-Um0T/4T/23T/4TNS(b)RL1L2OO/ (a)(c)32如图所示，边长为L1和L2有N匝的矩形线圈可绕中心轴OO转动，始末端通过电刷与阻值为R的电阻连接，如图（a）所示。线圈处于磁铁和圆柱形铁芯之间的均匀辐射磁场中，磁场的磁感线如图（b）所示，N、S两极过渡区域的宽度可忽略不计，边长为L1的边所处的辐向磁场的磁感应强度为B，线圈导线单位长度的电阻为R0 ，当线圈以角速度顺时针匀速转动时：从图示时刻开始计时，并设此时流过电阻R的电流方向为正，试在图（c）中画出一个周期内R两端电压随时间的变化图象（Ut）。求此线圈正常转动一周时产生感应电动势的有效值。求线圈正常转动时电阻R

20、消耗的电功率。baB33如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为B、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进人磁场整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动求：（1）线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度v2；（2）线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1；（3）线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q34如图所示，在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，有一个质量为m、半径为r、电阻为R的均匀圆形导线圈，线圈平面跟磁场垂直（

21、位于纸面内），线圈与磁场边缘（图中虚线）相切，切点为A，现在A点对线圈施加一个方向与磁场垂直，位于线圈平面内的，并跟磁场边界垂直的拉力F，将线圈以速度匀速拉出磁场以切点为坐标原点，以F的方向为正方向建立x轴，设拉出过程中某时刻线圈上的A点的坐标为x（1）写出此时F的大小与x的关系式；（2）在F-x图中定性画出F-x关系图线，写出最大值F0的表达式OO/B35如图所示，在水平方向的匀强磁场中有一单匝矩形导线框可绕垂直于磁场方向的水平轴转动。当线框由水平位置以角速度匀速转过90°的过程中穿过导线横截面上的电量为q，已知线框电阻为R，则上述过程中线框上的焦耳热Q为多少？36如图所示，一根足

22、够长的粗金属棒MN固定放置，它的M端连一个定值电阻R，定值电阻的另一端连接在金属轴O上，另外一根长为l的金属棒ab，a端与轴O相连，b端与MN棒上的一点接触，此时ab与MN间的夹角为45°，如图所示，空间存在着方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感强度大小为B，现使ab棒以O为轴逆时针匀速转动半周，角速度大小为，转动过程中与MN棒接触良好，两金属棒及导线的电阻都可忽略不计（1）求出电阻R中有电流存在的时间；（2）写出这段时间内电阻R两端的电压随时间变化的关系式；（3）求出这段时间内流过电阻R的总电量37如图所示，由粗细均匀的电阻丝绕成的矩形导线框abcd固定于水平面上，导线框边长ab=L，

23、bc=2L，整个线框处于竖直方向的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，导线框上各段导线的电阻与其长度成正比，已知该种电阻丝单位长度上的电阻为，的单位是/m今在导线框上放置一个与ab边平行且与导线框接触良好的金属棒MN，MN的电阻为r，其材料与导线框的材料不同金属棒MN在外力作用下沿x轴正方向做速度为v的匀速运动，在金属棒从导线框最左端（该处x=0)运动到导线框最右端的过程中：（1）写出金属棒中的感应电流I随x变化的函数关系式；（2）证明当金属棒运动到bc段中点时，MN两点间电压最大，并写出最大电压Um的表达式；（3）试求出在此过程中，金属棒提供的最大电功率Pm；（4）试讨论在此过程中，导线框上消

24、耗的电功率可能的变化情况38如图所示，两根相距为d的足够长的光滑平行金属导轨位于竖直的xOy平面内，导轨与竖直轴y平行，其一端接有阻值为R的电阻。在y>0的一侧整个平面内存在着与xOy平面垂直的非均匀磁场，磁感应强度B随y的增大而增大，B=ky，式中的k是一常量。一质量为m的金属直杆MN与金属导轨垂直，可在导轨上滑动。当t=0时金属杆MN位于y=0处，速度为v0，方向沿y轴的正方向。在MN向上运动的过程中，有一平行y轴的拉力F作用于金属杆MN上，以保持其加速度方向竖直向下，大小为重力加速度g。设除电阻R外，所有其他电阻都可以忽略。问：（1）当金属杆的速度大小为v0/2时，回路中的感应电动

25、势多大？（2）金属杆在向上运动过程中拉力F与时间t的关系如何？39电磁炉专用平底锅的锅底和锅壁均由耐高温绝缘材料制成起加热作用的是安在锅底的一系列半径不同的同心导电环导电环所用的材料单位长度的电阻R=0.125/m,从中心向外第n个同心圆环的半径为rn=(2n-1)r1(n为正整数且n7)，已知r1=1.0cm当电磁炉开启后，能产生垂直于锅底方向的变化磁场，已知该磁场的磁感应强度B的变化率为B/t100sint，忽略同心导电圆环感应电流之间的相互影响（1）求出半径为rn的导电圆环中产生的感应电动势瞬时表达式；（2）半径为r1的导电圆环中感应电流的最大值I1m是多大？（计算中可取210）（3）若

26、不计其他损失，所有导电圆环的总功率P是多大？典型例题和训练答案1D；2AC；3A；4C；5BCE；6BD7ACD解析：，由于R1不变，故不变，不变，同理，R2，由于R2变大，所以变大.但是，所以不变.而，所以变大.由于，所以不变.故选项 A、C、D 正确.8D；9A；10C；11B；12BCD；13CD；14C；15AD；16D；17BCD；18A；19AD20AD；21BCD；22Rr（Rr）；E4r；Rr（Rr）；RE4（Rr）r2316；16/324（1）R121，R21227；（2）1.28mA，1.60V；25（1）由R0=U0/I0可知，标准电阻R0的伏安特性曲线是一条直线。因为R

27、1、R和R0是串联，所以IR0=IR1=IR，E=UR0+UR1+UR。由电阻R与R0消耗功率相等，得R=R0在伏安特性曲线上，交点P满足上述条件。由P点坐标可知，这时加在电阻R上电压为2.5V，通过电阻R的电流为2.5mA。(2)当电能转化的内能与外界进行热交换所消耗的内能达到动态平衡，电阻R的温度不再升高，设电阻R上的温度增加量为t，得t=12.5，则t=37.5。(3)要使UAB=UBA，必须使R1=0，因为电源的内阻r=0，所以E=UR0+UR，电阻R上的电压为UR=E-UR0=7.0-1000I，在图中作出上式相对应的直线，该直线与电阻R的特性曲线相交于点Q，从点Q的坐标可知，UAB

28、=UBA时通过R的电流为4.0mA。26（1）设开关S1闭合，S2断开时，电容两端的电压为，干路电流为 根据闭合电路欧姆定律有： = 合上开关S2后，电容电压为，干路电流为根据闭合电路欧姆定律有 = 所以电容器上电量变化了 （或电容器上电量减少了 ）（2）合上S2后，电容上电量为Q，则： 断开S1后，和的电流与阻值成反比，故流过的电量与阻值成反比，故流过的电量 27解：彩色小灯额定电流,次级线圈总电流I2 = 24=1 A.变压器输入功率等于I1U1= I2U2=6 W，变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得，代人E值解得 (应舍去，据题意是降压变压器，应I1<I21 A)，所以。(2)发

29、电机输出功率P=I1E=6.67 W。28解：(1)由vt图可知，刚开始t=0时刻线圈加速度为，此时感应电动势，则。线圈此刻所受安培力为F=BIL=得。(2)线圈在t2时刻开始做匀速直线运动，有两种可能：线圈没有完全进入磁场，磁场就消失，所以没有感应电流，回路电功率P=0.磁场没有消失，但线圈完全进入磁场，尽管有感应电流，但所受合力为零，同样做匀速直线运动29解：(1)因为，所以=2 500 V.(2) P2=P1=50 kW，输电线中电流，则。(3)用户得到功率P4 =P1 =44 000 W，所以降压变压器副线圈电流。故。MPRNQCabDb30°30解析：从ab棒以a端为轴旋转

30、切割磁感线，直到b端脱离导轨的过程中，其感应电动势不断增大，对C不断充电，同时又与R构成回路通过R的电量根据以上两式得 当ab棒运动到b时，电容C上所带电量为,此时，而，所以当ab脱离导轨后，C对R放电，通过R的电量为q，所以整个过程中通过R的总电量为31答案：导体棒ab切割磁感线产生的电动势EBLv ，产生的电流为 导体棒受到的安培力为 FBIl，导体棒出磁场时作匀速运动，受力平衡，即mgsinF联立解得 由能量转化守恒得E电EGEK 即E电 32（1）图略（提示：刚开始的和最后的四分之一T时间内为正的Um，中间二分之一T时间内为-Um）；（2）NBL1L2； （3）33解析：（1）由于线框

31、匀速进入磁场，则合力为零，有mgf解得：v （2）设线框离开磁场能上升的最大高度为h，则从刚离开磁场到刚落回磁场的过程中 (mgf)×h， (mgf)×h解得：v1（3）在线框向上刚进入磁场到刚离开磁场的过程中，根据能量守恒定律可得:解得：Q34解析：由于线圈沿F方向作切割磁感线运动，线圈上要产生顺时针方向的感应电流，从而要受到与F方向反向的安培力Ff作用，由图可知，此时线圈切割磁感线的有效长度l = 2线圈上感应电动势，感应电流i = 线圈所受安培力大小为Ff = Bil，方向沿x负方向因线圈被匀速拉出，所以F = Ff解上各式得F = x-x2（2）当x = r时，拉力F最大，最大值为F0 = 图线如图所示35解析：导线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时产生正弦交变电动势，在电路闭合的情况下形成正弦交变电流。计算交流电产生的电热要用交流电的有效值。设线框由水平位置以角速度匀速转过90°的过程中，交变电流的有效值为I有效。则：，其中要注意的是，由计算所得的是交流电的