大二轮高考总复习物理考前第4天电路与电磁感应（保温训练）

第二部分考前第4天1．(多选)(2017·潍坊实验中学检测)绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、开关相连，如图所示．线圈上端与电源正极相连，闭合开关的瞬间，铝环向上跳起．若保持开关闭合，则()A．如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变B．铝环跳起到某一高度后将回落C．铝环停留在某一高度D．铝环不断升高解析：闭合开关瞬间，线圈中的磁场增大，导致铝环内的磁通量增大，根据楞次定律可知，铝环中感应电流的磁场将阻碍磁通量的增大，因此将向上跳起，但是不能阻止磁通量变化，故铝环将落回线圈，故B正确，C、D错误；若将电源的正、负极对调，对调过程中线圈中的磁通量先减小后增大，在减小时，在本实验装置中不能观察到现象，在增大过程中铝环向上跳起，故A正确．故选AB．答案：AB2．(2017·山东潍坊实验中学检测)如图，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里．一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v＝20cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行．取它刚进入磁场的时刻t＝解析：线框开始进入到全部进入时，线框的右边切割磁感线，由右手定则可知，电流沿逆时针方向，在i­t图象为正；因速度保持不变，故电流大小不变，此段时间为t＝eq\f(s,v)＝eq\f(20cm,20cm/s)＝1s；当全部进入时，线框中磁通量不变，故没有感应电流，运动时间为1s；当线框开始离开时，左边切割磁感线，由右手定则可知感应电流为顺时针，故电流为负值，且电流大小不变，切割时间也为1s；故C正确；故选C．答案：C3．(2017·赤峰二中三模)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈与热水器、抽油烟机连接．已知副线圈上的电压按图乙所示规律变化，现闭合开关S接通抽油烟机，下列说法正确的是()A．电压表示数为220VB．副线圈上电压的瞬时值表达式u＝220eq\r(2)sin(100πt)VC．热水器消耗的功率变大D．变压器的输入功率增大解析：U1＝eq\f(5,1)×220＝1100V，则电压表示数为1100V，故A错误；由图乙可知，交变电流的峰值是220eq\r(2)V，ω＝eq\f(2π,0.02)＝100πrad/s，则副线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝220eq\r(2)sin100πtV，故B正确；接通开关，副线圈所接电路电阻减小，电流增大，热水器两端电压不变，所以消耗功率不变，故C错误；接通开关，电流增大，电压不变，所以线圈消耗的功率增大，输入功率等于输出功率，故D正确；故选BD．答案：BD4．(多选)(2017·寿光现代中学月考)一个闭合回路由两部分组成，如图所示，右侧是电阻为r的圆形导轨，置于竖直方向均匀变化的磁场B1中，左侧是光滑的倾角为θ的平行导轨，宽度为d，其电阻不计，磁感应强度为B2的匀强磁场垂直导轨平面向上，且只分布在左侧，一个质量为m、电阻为R的导体棒此时恰好能静止在导轨上，分析下述判断正确的是()A．圆形导线中的磁场，可以方向向上均匀增强，也可以方向向下匀速减弱B．导体棒ab受到的安培力大小为mgsinθC．回路中的感应电流为eq\f(mgsinθ,B2d)D．圆形导线中的电热功率为eq\f(m2g2sin2θ,B\o\al(2,2)d2)(R＋r)解析：导体棒静止在导轨上，所受的合力为零，根据力的平衡得知，棒所受的安培力的大小为mgsinθ，方向沿斜面向上．所以有B2Id＝mgsinθ，则回路中的感应电流大小I＝eq\f(mgsinθ,B2d)，根据安培力的方向，通过左手定则判断得知，通过线圈感应电流的方向从上往下看为顺时针方向．根据楞次定律，圆形线圈中的磁场可以方向向上均匀增强，也可以方向向下均匀减弱，故ABC正确；根据P＝I2r，可知圆形导线中的电热功率为P＝eq\f(m2g2sin2θ,B\o\al(2,2)d2)r，故D错误．答案：ABC5．(多选)(2017·皖南八校联考)半径为r带缺口的刚性金属网环在纸面上固定放置，在网环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板A、B连接，两板间距为d且足够宽，如图甲所示．有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图乙所示．在平行金属板A、B正中间有质量未知、电荷量为q的带电液滴，液滴在0～0.1s处于静止状态，已知重力加速度为g.则以下说法正确的是()A．液滴带正电B．液滴的质量为eq\f(qπr2,10gd)C．第0.3s时液滴的运动方向改变D．第0.4s时液滴距初始位置距离为0.08g(单位：解析：根据楞次定律可知，在0～0.1s内线圈中产生的感应电动势下板为正，液滴处于平衡状态时，可知液滴带正电，选项A正确；在0～0.1s内线圈中产生的感应电动势E＝eq\f(ΔB,Δt)S＝eq\f(0.01,0.1)×πr2＝0.1πr2；对液滴mg＝eq\f(E,d)q，解得m＝eq\f(qπr2,10gd)，选项B正确；0.1－0.2s时电动势的方向发生改变，则液滴向下做加速运动，0.2－0.3s时电动势的方向不变，液滴继续向下加速运动，选项C错误；液滴向下运动的加速度为mg＋eq\f(E,d)q＝ma，解得a＝2g,0.1－0.3s内液滴向下加速运动的位移x1＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×2g×0.22＝0.04g(m)，在0.3s时刻液滴的速度v＝at＝2g×0.2m/s＝0.4gm/s；0.3s－0.4s内液滴做匀速直线运动，故位移为x2＝vt＝0.4g×0.1＝0.04gm，故第0.4s时液滴距初始位置距离0.08g(单位：米)，选项D正确；故选ABD．答案：ABD6．(2017·潍坊实验中学第三次检测)如图所示某小型交流发电机的示意图，其矩形线圈abcd的面积为S＝0.03m2，共有10匝，线圈总电阻为r＝1Ω，线圈处于磁感应强度大小为eq\f(2\r(2),π)T的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO′转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路电阻R＝9Ω连接．在外力作用下线圈以10πrad/s速度绕轴OO′匀速转动时，下列说法中正确的是()A．电阻R的发热功率是3.6WB．交流电流表的示数是0.6C．用该交流发电机给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔一定为0.02sD．如果将电阻R换成标有“6V3W”字样的小灯泡，小灯泡能正常工作解析：感应电动势最大值：Em＝nBωS＝10×eq\f(2\r(2),π)×10π×0.03V＝6eq\r(2)V，电动势有效值：E＝eq\f(Em,\r(2))＝6V；电路中的电流：I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(6,9＋1)A＝0.6A，则交流电流表的示数是0.6A，选项B正确；电阻R的发热功率是PR＝I2R＝3.24W，选项A错误；交流电的周期：T＝eq\f(2π,ω)＝eq\f(2π,10π)s＝0.2s，则用该交流发电机给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔一定为0.2s，选项C错误；如果将电阻R换成标有“6V3W”字样的小灯泡，灯泡的电阻RL＝eq\f(U2,P)＝eq\f(36,3)＝12Ω，灯泡两端的电压UL＝eq\f(E,RL＋r)RL＝eq\f(6,12＋1)×12V＝5.54V，故小灯泡不能正常工作，选项D错误；故选B．答案：B7．(2017·吉安一中学第二次段考)如图所示，线圈焊接车间的水平传送带不停地传送边长为L，质量为m，电阻为R的正方形线圈．传送带始终以恒定速度v匀速运动，在传送带的左端将线圈无初速地放在传送带上，经过一段时间，达到与传送带相同的速度，已知当一个线圈刚好开始匀速运动时，下一个线圈恰好放在传送带上，线圈匀速运动时，相邻两个线圈的间距为L，线圈均以速度v通过磁感应强度为B，方向竖直方向的匀强磁场，匀强磁场的宽度为3L.求(1)每个线圈通过磁场区域产生的热量Q．(2)电动机对传送带做功的功率P?(3)要实现上述传动过程，磁感应强度B的大小应满足什么条件？(用题中的m、B、L、v表示)解析：(1)每个线圈穿过磁场过程中有电流的运动距离为2L，经历的时间：t＝eq\f(2L,v)，产生的电动势为：E＝BLv，感应电流：I＝eq\f(E,R)，产生的热量为：Q＝I2Rt＝eq\f(2B2L3v,R)；(2)每个线圈从投放到相对传送带静止，运动的距离是一样的，设投放间隔为T电动机在T时间对传送带做功W＝PT，根据能量守恒定律得：PT＝eq\f(1,2)mv2＋Q摩擦＋Q焦耳，而摩擦力生热：Q摩擦＝fx相对＝fL，f＝ma，v＝aT，L＝eq\f(1,2)vT焦耳热：Q焦耳＝I2RT，联立解得：P＝eq\f(mv3,2L)＋eq\f(B2L2v2,R)；(3)为保证通过磁场时不产生滑动，安培力必须不超过最大静摩擦力，即：F≤f，F＝eq\f(B2