物理：高考知识专题 电学选择题 新人教

学案 电学选择题在最近几年的新课程高考中，电学选择题考查的重点带电粒子在电磁场中的运动、直流电路和交流电路、电磁感应现象及其规律的综合应用三个方面，命题频率出现较高的知识点包括电场的叠加、带电粒子在电磁场中的受力分析和能量分析，涉及电容器的带电粒子的状态分析、楞次定律的应用、感应电动势的图象问题和能量问题、电磁感应定律与力学知识的综合等；交流电的产生、四值、理想变压器的特点也是电学选择题的重点涉及内容.类型一定性分析选择题例1如图1所示,条形磁铁放置在水平桌面上,其中央正上方固定一根直导线,导线 与磁铁垂直,若给导线通以垂直纸 面向里的电流,则 （ ）

A.磁铁对桌面的压力减小,不受桌面摩擦力的作用

B.磁铁对桌面的压力减小,受到桌面摩擦力的作用

C.磁铁对桌面的压力增大,不受桌面摩擦力的作用

D.磁铁对桌面的压力增大,受到桌面摩擦力的作用图1

解析条形磁铁在导线位置产生的磁场方向水平向左,电流方向垂直纸面向里,由左手定则可以判定导线受到的安培力竖直向上,由牛顿第三定律可知,磁铁受到电流的作用力竖直向下,故磁铁对桌面的压力增大;磁铁相对桌面没有滑动的趋势,故磁铁与桌面间不存在摩擦力,选项C正确.

答案C解题归纳本题属于研究对象的转换，直接确定电流对磁铁产生的作用力比较困难，于是采用了逆向思维，将求磁铁受力问题转换为求其反作用力（导线受力）的问题.类型二定量计算选择题例2如图2所示，正方形闭合线圈abcd，处于垂直线框平面的匀强磁场中，一根金属 杆ef，靠近ab边且平行ab放置在 导线框上，在垂直ef杆且沿线框 平面的拉力F作用下，ef杆沿导线 框向cd边匀速滑动，滑动中ef杆 始终与ab边平行，且与导线框接触良好.若ef杆与导线框间的摩擦不计，ef杆与导线框每个边的电阻都相同且均为R，则在ef杆匀速滑动过程中,以下说法 错误的是 （ ）图2

A.ef杆中的电流先变小后变大

B.ef杆两端的电势差先变大后变小

C.拉力F的瞬时功率先变小后变大

D.导线框的电功率先变小后变大

解析当ef杆位于正中间时，回路中的总电阻最大，电流最小，故选项A对；又因Uef=ε-IR=BLv-IR，故选项B对；因ef杆匀速滑动，拉力F等于安培力即F′=BIL，故P=BIL·v，因此拉力F的瞬时功率与电流I的变化情况相同，故选项C对；导线框的电功率等于电源ef的输出功率，当ef杆位于正中间时，外电阻等于内电阻，电源ef的输出功率最大，故选项D错.答案为A、B、C.

答案ABC解题归纳有些定量计算题直接计算难度较大,按常规方法正确率、效率均较低；此时可采用赋值法，赋值分为两种情况，第一种是给试题引入设置的一些特殊值（如无穷小、无穷大等）进行合理推算；第二种是将选项数值代入试题中各物理量间的关系式验证它的正确性.类型三图象选择题例3P、Q是某电场中一条电场 线上的两点,一负点电荷仅在 电场力作用下,图3沿电场线从

P点运动到Q点,过这两点时的 速度大小分别为vP和vQ,其速度 随时间变化的图象如图3所示,P、Q两点的电势分别为φP、φQ,该点电荷在这两点的电势能分别为εP和εQ，则下列判断正确的是 （ ）

A.φP<φQ，εP>εQ

B.φP>φQ，εP<εQ C.φP<φQ，εP<εQ D.φP=φQ，εP>εQ图3

解析由于只有电场力做功，所以电势能与动能的总和保持不变.由图可知,从P点到Q点的过程中,电荷的运动速度变小,即动能变小,故电势能增大,即εP<εQ；电势能增大，说明电场力做负功，故该负点电荷顺着电场线运动，即向低电势运动，因此φP>φQ.答案为B项.

答案

B拓展探究在上题中,若P、Q两点电场强度分别为EP和EQ,则EP和EQ的大小关系?答案由vP处速度-时间图线的切线斜率绝对值大于vQ处速度-时间图线的切线斜率绝对值,可知电荷在P点具有的加速度较大,即受到的电场力较大,又F=qE,所以EP>EQ.类型四信息选择题例4如图4所示是家用电冰箱的压缩机启动装置的电路，其中运行绕组是电冰箱工 作时的电动机定子.由于它是 单相的,启动时必须通过启动 绕组的帮助才能产生旋转磁场.

在启动绕组的分路中串联有一 个PTC元件,这是一种以钛酸钡为主要材料的热敏电阻器,电流流过PTC元件,元件发热,它的电阻率随温度升高先减小后增大发生显著变化,当电动机转起来正常工作以后,PTC元件温度较高,启动绕组电流很小,以下判断正确的是 （ ）图4

A.电冰箱的电动机启动时比正常工作时耗电少

B.电冰箱的电动机正常工作时比启动时耗电少

C.电冰箱启动后,启动绕组功率不变,运行绕组功率 是变化的

D.电冰箱启动后,启动绕组功率是变化的,运行绕组 功率也变化

解析电冰箱的电动机正常工作时,启动绕组电流很小,根据功率的定义可知:消耗的功率较小.电冰箱启动后,由于启动绕组的分路中串联有一个PTC元件,电流通过PTC元件,元件发热,它的电阻率随温度先减小后增大发生显著变化,而使功率发生变化.

答案BD解题归纳选择题的解题要点（1）充分利用题干和选择支两方面提供的信息,快速、准确地作出判断,是解选择题的基本策略.（2）解选择题的基本思想是:既要看到通常各类常规题的解题思想,原则上都可以指导选择题的解答;更应看到根据选择题的特殊性,必定存在着若干异于常规题的特殊解法.我们需要把这两方面有机地结合起来,对具体问题具体分析.（3）恰当选择解题方法要想确保在有限的时间内,对所有选择题作出有效的选择,明晰解题思路是十分必要的.当然,仅仅有思路还是不够的,“解题思路”在某种程度上来说，属于理论上的“定性”，要想解具体的题目，还得有科学、合理、简便的方法.有关选择题的解法的研究,可谓是“仁者见仁,智者见智”.其中不乏真知灼见,现选择部分实用性较强的方法,具体概括如下:直接判断法、淘汰排除法、特值代入法、推理法、极限分析法、逆向思维法、类比分析法、等效转换法、计算求解法、图象分析法、构建模型法、归谬法（反证法）、单位判断法.A组1.（2009·常州四校联考）在如图5所 示的电路中,E为电源电动势,r为 电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为 滑动变阻器.当R2的滑动触点在a端时 合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表示数的变化情况是 （ ）

A.I1增大,I2不变,U增大 B.I1减小,I2增大,U减小

C.I1增大,I2减小,U增大 D.I1减小,I2不变,U减小图5

解析滑动触点由a向b移动时,R2阻值减小,所以总电阻减小,电路中总电流增大,则内电压增大,路端电压减小,故U减小;总电流增大,R3两端电压也增大,所以并联电压减小,故I1减小,I2增大.

答案B2.（2009·南通一调）如图6所示， 长为l的通电直导体棒ab放在光 滑水平绝缘轨道上，劲度系数为

k的水平轻弹簧一端固定，另一 端拴在棒的中点，且与棒垂直， 整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，弹簧伸长x，棒处于静止状态.则 （ ）

A.导体棒中的电流方向从b流向a B.导体棒中的电流大小为

C.若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度，则x

变大

D.若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度,则x变大图6

解析导体棒静止时弹簧伸长x，由平衡条件知，导体棒受向右的安培力，利用左手定则可以判断电流方向应为a到b，而且kx=BIl,所以I=kx/Bl；磁场方向改变后，安培力方向与水平方向形成一个夹角，使得安培力的水平分量减小，则弹簧弹力减小,x减小.所以,只有选项B正确.

答案B3.如图7所示,ab、cd为两根水平放 置且相互平行的金属轨道，相距

L，左右两端各连接一个阻值均 为R的定值电阻.轨道中央有一根 质量为m的导体棒MN垂直放在两轨道上，与两轨道接触良好，棒及轨道的电阻不计，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B.棒MN在外驱动力作用下做简谐运动,其振动周期为T,振幅为A,通过中心位置时的速度为v0,则驱动力对棒做功的平均功率为 （ ） A. B. C. D.B图74.如图8所示,C是一只电容器.先用 外力使金属杆ab贴着水平光滑金 属导轨在匀强磁场中沿垂直磁场 方向运动,到有一定速度时突然撤 掉外力.不计摩擦,则ab以后的运动 情况可能是 （ ）

A.减速运动到停止

B.来回往复运动

C.匀速运动

D.加速运动C图85.（2009·泰安联考）如图10所示， 在x＞0、y＞0的空间中有恒定的 匀强磁场,磁感应强度的方向垂直 于xOy平面向里,大小为B.现有一质 量为m、电量为q的带正电粒子,从 在x轴上的某点P沿着与x轴成30°角的方向射入磁场.不计重力的影响，则下列有关说法中正确的是 （ ）

A.只要粒子的速率合适,粒子就可能通过坐标原点

B.粒子可能通过坐标原点

C.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为

D.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为图10

解析正确画出粒子的各种可能运动轨迹,如下图.利用轨迹图结合相应的数学、物理规律即可得出正确答案.

答案BC6.随着科技水平、经济条件的逐步提高,全自动洗衣机已经悄然走进千家万户,为老百姓的生活带来了极大的方便.在全自动洗衣机中,排水阀是由程序控制器控制其工作的.当洗衣机进行排水和脱水工序时,电磁铁的线圈通电,使电磁铁的铁芯2工作,牵引排水阀的活塞,排放污水,牵引电磁铁的结构如图11所示.以下有关说法正确的是 （ ）图11

A.若某时刻输入直流电时,a为正极、b为负极,则铁 芯2中A端为N极、B端为S极

B.若某时刻输入直流电时,a为正极、b为负极,则铁 芯2中A端为S极、B端为N极

C.若a、b处输入直流电,铁芯2不能吸入线圈中

D.若a、b处输入直流电,铁芯2能吸入线圈中

解析若线圈a、b间通以直流电，a为正极、b为负极时线圈的左端为N极，铁芯2在图示位置被磁化，A端为S极、B端为N极，A端处于螺线管内部，而管内部的磁感线方向水平向左（磁场方向水

平向左），铁芯2中A端S极受力方向则为水平向右，当然管外磁感线方向也水平向左（整体而言）.铁芯2中B端N极受力为水平向左,但是因管内部磁感线较管外更密集（磁场更强）,水平向右的作用力更大,结果铁芯2受的合力水平向右,铁芯2要被吸入线圈中,如不考虑其他因素的影响（如复位弹簧的弹力的影响）,铁芯2的N、S两极受力平衡.断电后,铁芯2在复位弹簧作用下回到原位置（图中未画弹簧）,因此A错，B对;当a、b处输入交变电流时，仍能吸入线圈，因为铁芯2仍能被磁化，且磁化后总是与线圈发生相吸的作用，所以C错，D对.答案为B、D.

答案BD7.今年春节前后,我国部分省市的供电系统由于天气原因遭到严重破坏.为此,某小区启动了临时供电系统,它由备用发电机和副线圈匝数可调的变压器组成,如图12所示,图中R0表示输电线的电阻.滑动触头P置于a处时,用户的用电器恰好正常工作,在下列情况下,要保证用电器仍能正常工作,则 （ ）图12

B.当发电机输出的电压发生波动使V1示数小于正常 值,用电器个数不变时,应使滑动触头P向下滑动

C.如果V1示数保持正常值不变,那么当用电器个数 增加时,滑动触头P应向上滑

D.如果V1示数保持正常值不变,那么当用电器个数 增加时,滑动触头P应向下滑

A.当发电机输出的电压发生波动使V1示数大于正 常值,用电器个数不变时,应使滑动触头P向滑动

解析由原副线圈电压比公式可知U2=U1,由此可分析,要保证用电器能正常工作,当发电机输出电压发生波动,U1小于正常值时,可增大输出线圈的匝数n2,选项A正确,B错误;当用电器个数增加时,用电器两端的总电阻减小,总电流变大,从而输电线上损失的电压（或者说分压）增大,用电器两端的电压减小而小于正常电压,此时可增大n2,使用电器两端的电压增大,达到正常工作电压,C正确,D错误.

答案ACB组1.长度相等、电阻均为r的三根金属 棒AB、CD、EF,用导线相连,如图

13所示,不考虑导线电阻,此装置匀 速进入匀强磁场的过程中（匀强磁 场垂直纸面向里、宽度大于AE间距离）,AB两端电势差u随时间变化的图象可能是 （ ）图13

解析EF进入磁场后，EF相当于电源，产生的电动势为E=BLv，且E为正极，AB、CD为并联，所以AB两端电势差u=；当CD进入磁场后，EF、CD双电源并联，AB两端电势差u= ，E、C为正极；当AB进入磁场后，AB、CD、EF三个电源并联，A、C、E为正极，AB两端电势差u=BLv.综上所述,C项正确.

答案C2.如图14所示,ABMN是真空中一 个等腰梯形，一试探电荷-q由

A点沿直线移至B点，其中M、

N两点各放置一个点电荷，且静止不动，则下列叙述正确的是 （ ）

A.若N处为+Q,M处为-Q,则电场力先做正功,后做负 功,总功为零

B.若N处为+Q,M处为-Q,则电场力先做负功,后做正 功,总功为零

C.若M、N处都为+Q,则试探电荷在A、B两点受到的电场力一定相同

D.若M、N处都为+Q,则试探电荷在A、B两点所具 有的电势能一定相同图14

解析若N处为+Q,M处则为-Q,则电场力做正功,A、B项错误;若M、N处都为+Q,则根据力的合成判断试探电荷在A、B两点受到的电场力大小相同、方向不同,C项错误;根据电场的对称特点,D项是正确的.

答案

D3.（2009·南京一调）某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件,在接线柱间如图15所示的“Z”字形连接（两接线柱间只有一个元件）.为了确定各元件种类,小华同学把DIS计算机辅助实验系统中的电流传感器（相当于电流表）与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后,分别将AB、BC、CD接入电路,闭合开关,计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图（a）、（b）、（c）所示.则如下判断中不正确的是 （ ）图15

A.AB间是电容器 B.BC间是电感线圈

C.CD间是电容器 D.CD间是定值电阻

解析根据电感“通直流，阻交流”、“通低频，阻高频”的特性，电容“通交流，隔直流”、“通高频，阻低频”的特性，可以判断AB、BC间分别是电容器、电感线圈.电阻在通路时有电流,断路时无电流,所以CD间是定值电阻.因此,错误的是C项.

答案C4.在图16中（a）、（b）、（c）所示，除导体棒ab可动外,其余部分均固定不动,（a）图中的电容器C原来不带电.设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略,导体棒和导轨间的摩擦不计.图中装置均在水平面内,且都处于方向垂直水平面（即纸面）向下的匀强磁场中,导轨足够长,今给导体棒ab一个向右的初速度v0,在（a）、（b）、（c）三种情形下导体棒ab的最终运动状态是 （ ）图16

A.三种情形下,导体棒ab最终均做匀速运动

B.图（a）、（c）中ab棒最终将以不同的速度做 匀速运动，图（b）中ab棒最终静止

C.图（a）、（c）中,ab棒最终将以相同的速度做 匀速运动，图（b）中ab棒最终静止

D.三种情形下,导体棒ab最终均静止

解析图（a）中,ab棒以v0向右运动的过程中,电容器开始充电,充电时ab棒减速,ab棒上的感应电动势减小,当ab棒上的感应电动势与电容器两端电压相等时,ab棒上无电流,从而做匀速运动;图（b）中,由 于R消耗能量,所以ab棒做减速运动,直至停止;图 （c）中,当ab棒向右运动时,产生的感应电动势与 原电动势同向,因此作用在ab棒上的安培力使ab棒 做减速运动,速度减为零后,在安培力作用下向左加 速运动,向左加速过程中,ab棒产生的感应电动势与 原电动势反向,当ab棒产生的感应电动势与原电动 势大小相等时,ab棒上无电流,从而向左匀速运动,所 以B正确.

答案B5.如图17所示,一粒子源位于一边长为a的正三角形ABC的中心O处,可以在三角形所 在的平面内向各个方向发射出速 度大小为v、质量为m、电荷量为

q的带电粒子,整个三角形位于垂 直于△ABC的匀强磁场中,若使任 意方向射出的带电粒子均能射出三角形区域,则磁感应强度的大小满足 （ ）

A.B≥ B.B< C.B≥ D.B<图17

解析设磁感应强度为B0时,带电 粒子运动的轨道半径为r,若某粒 子的运动轨迹如图中粗实线所示,

则沿此方向（或与该方向夹角为

120°）射出的粒子恰好不能射出三角形区域，而向其他方向运动的粒子则一定能射出三角形区域，所以只要B<B0，带电粒子运动的轨道半径大于r，则所有粒子一定能射出三角形区域.由几何关系得,此带电粒子运动的轨道半径为r=,又r=,得B0=,所以要使任意方向射出的带电粒子均能射出三角形区域，应有B< ,D正确.

答案

D6.（2009·苏州调研）如图18所示,闭合开关S,电路处于稳定状态.若突然断开开关S,则在开关S断开瞬（）

A.流过电阻R1的电流可能比原来大

B.流过电阻R3的电流肯定比原来小

C.流过电阻R2的电流肯定比原来大

D.流过电阻R3的电流可能比原来大

解析电路稳定时,电容器相当于断路,

R1、R2串联后与R3并联,电容器两极板间电压UC=

U1=I1R1,流过R2的电流I2=I1,R3两端的电压U3>U1， 所以I3>U1/R3；开关S断开后的瞬间，电容器放 电，相当于电源，电路结果是R2、R3串联后与R1图18 并联，流过各电阻的电流为I1′=U1/R1=I1，保持不变；I2′=I3′=U1/（R2+R3）<U1/R3，所以流过R3的电流肯定比原来小；而流过R2的电流由于条件不足，大小变化无法判断，所以选B、C.

答案BC7.如图19所示,水平放置的平行 金属板A、B连接一恒定电压， 两个质量相等的电荷M和N同 时分别从极板A的边缘和两极 板的正中间沿水平方向进入板间电场，两电荷恰好在板间某点相遇.若不考虑电