2025 高考物理三维设计二轮专题跟踪检测第一部分　专题复习　整合突破专题四　电路和电磁感应

3/32025高考物理三维设计二轮专题跟踪检测第一部分专题复习整合突破专题四电路和电磁感应第10讲直流电路和交流电路1.（2024·广东高考1题）将阻值为50Ω的电阻接在正弦式交流电源上。电阻两端电压随时间的变化规律如图所示。下列说法正确的是（）A.该交流电的频率为100HzB.通过电阻电流的峰值为0.2AC.电阻在1秒内消耗的电能为1JD.电阻两端电压表达式为u＝102sin100πt（V）2.（2024·安徽合肥三模）图甲、乙为家庭应急式手动小型发电机的两个截面示意图。推动手柄使半径为r的圆形线圈沿轴线做简谐运动，速度随时间变化的规律为v＝v0sinωt，线圈匝数为n，电阻不计，所在位置磁感应强度大小恒为B，灯泡的额定电压为U，若灯泡刚好正常发光，则理想变压器的原、副线圈匝数比n1n2等于 A.nπBrv0C.2nπBrv3.（2024·湖北高考5题）在如图所示电路中接入正弦交流电，灯泡L1的电阻是灯泡L2的2倍。假设两个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。闭合开关S，灯泡L1、L2的电功率之比P1∶P2为（）A.2∶1 B.1∶1 C.1∶2 D.1∶44.（2024·江西九江二模）如图所示，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，当照射光敏电阻的光减弱时，则（）A.电压表的示数减小 B.电流表的示数减小C.电容器所带电荷量减小 D.电源输出功率减小5.（2024·广东广州三模）燃油汽车点火系统的基本结构如图所示，主要部分由直流电源E、保护电容C、电阻R、理想变压器、火花塞等构成，已知直流电源的电动势为12V，火花塞内两触点之间要产生30kV电压，才能产生电弧将油气点燃，理想变压器原、副线圈匝数之比为1∶100，下列说法正确的是（）A.开关S闭合时，电容C将进行充电B.开关S闭合瞬间，变压器副线圈两端电压最高可达30kVC.开关S断开瞬间，若要将油气点燃，变压器原线圈至少需产生300V电压D.开关S断开后，电容器将先放电后充电6.（2024·海南海口一模）如图所示，电阻为R的金属直角线框abcd放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，a、d两点连线与磁场垂直，ab、cd长均为l，bc长为2l，定值电阻阻值也为R，线框绕ad连线以角速度ω匀速转动。t＝0时刻线框所在平面与磁场垂直，则（）A.t＝0时刻穿过线框磁通量的变化率最大B.t＝0时刻bc边所受安培力大小为2C.a、d两点间电压变化规律为u＝2Bl2ωsinωtD.线框转一圈过程中外力对线框做功为27.（2024·江苏徐州三模）某学习小组设计了改变电容器极板间电压的电路，电压表可视为理想电表，下列电路中，既安全又能使电容器极板间电压变化范围较大的是（）8.（2024·山东泰安三模）远距离输电的示意图如图所示，变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数比为n1n2＝3200，降压变压器的原、副线圈匝数比为n3n4＝100011，输电线的总电阻为R＝200Ω。当用户消耗的电功率为110kW时，入户电压U4＝220A.465VB.316.5VC.232.5VD.216.5V9.（2024·天津河北区二模）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝5∶1，电阻R＝20Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关，原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示，现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光，下列说法正确的是（）A.输入电压u的表达式是u＝202sin50πt（V）B.只断开S1后，L1、L2均正常发光C.若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8WD.只断开S2后，原线圈的输入功率增大10.（2024·江苏苏州模拟）一矩形线圈，面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻为R＝4Ω，线圈在磁感应强度为B＝1πT的匀强磁场中，以10πrad/s的角速度绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图所示。若从线圈平面经过中性面位置开始计时，求（1）线圈中感应电动势的最大值；（2）线圈中感应电动势的瞬时值表达式；（3）线圈从开始计时经120s的过程中，外接电阻R上产生的热量11.（多选）（2024·河北邯郸模拟）在如图所示的电路中，理想变压器的匝数比n1∶n2∶n3＝4∶2∶1，定值电阻R1＝4Ω，R2＝R3＝1Ω，滑动变阻器R的最大阻值为3Ω。在c、d两端输入正弦式交流电，电压的表达式为u＝102sin100πt（V）。当滑片P从a端滑到b端的过程中，下列说法正确的是（）A.电阻R3的功率一直增大B.电流表示数的最小值为56C.当滑片Р处在a端与b端的中点时，整个电路的功率达到最大D.理想变压器的最大输出功率为6.25W第11讲电磁感应规律及其应用1.（2024·江苏宿迁一模）一弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，让磁铁上下振动，若要使磁铁很快停下，下列铝框放置方式效果最明显的是（）2.（多选）（2024·广东梅州一模）在第70场“南方教研大讲堂”罗老师展示的课例中，她用磁力小车做了个小实验。磁力小车如图甲所示，它的内部结构可以简化为如图乙所示，其中A、B是具有单向导电性的发光二极管（正向电阻为零，反向电阻为无穷大），与线圈C构成闭合回路。实验前，磁力小车静止在水平桌面上（不计一切阻力）。关于实验现象，下列说法正确的是（）A.将强磁铁N极快速靠近小车，二极管A将闪亮B.将强磁铁S极快速靠近小车，二极管B将闪亮C.将强磁铁N极快速靠近小车，小车将向右运动D.将强磁铁S极快速靠近小车，小车将向左运动3.（2024·贵州贵阳二模）如图甲所示，一轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个体积很小的磁铁，在小磁铁正下方桌面上放置一个闭合铜制线圈。将小磁铁从初始静止的位置向下拉到某一位置后放开，小磁铁将做阻尼振动，位移x随时间t变化的示意图如图乙所示（初始静止位置为原点，向上为正方向，经t0时间，可认为振幅A衰减到0）。不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.x＞0的那些时刻线圈对桌面的压力小于线圈的重力B.x＝0的那些时刻线圈中没有感应电流C.更换电阻率更大的线圈，振幅A会更快地衰减到零D.增加线圈的匝数，t0会减小，线圈产生的内能不变4.（多选）（2024·广东茂名一模）如图（a）所示，底部固定有正方形线框的列车进站停靠时，以初速度v水平进入竖直向上的磁感应强度为B的正方形有界匀强磁场区域，如图（b）所示，假设正方形线框边长为l，每条边的电阻相同。磁场的区域边长为d，且l＜d，列车运动过程中受到的轨道摩擦力和空气阻力恒定，下列说法正确的是（）A.线框右边刚进入磁场时，感应电流沿图（b）逆时针方向，其两端的电压为BlvB.线框右边刚进入磁场时，感应电流沿图（b）顺时针方向，其两端的电压为34C.线框进入磁场过程中，克服安培力做的功等于线框中产生的焦耳热D.线框离开磁场过程中，克服安培力做的功等于线框减少的动能5.（多选）某学习小组在探究线圈中感应电流的影响因素时，设计了如图所示的实验装置，把一个闭合圆线圈放在匀强磁场中，线圈的轴线与磁场方向成30°角，磁感应强度随时间均匀变化，则（）A.若仅把线圈的匝数增大1倍，线圈内感应电流大小不变B.若仅把线圈的面积增大1倍，线圈内感应电流大小变为原来的2倍C.仅改变线圈轴线与磁场方向的夹角大小，线圈内感应电流大小可能变为原来的2倍D.若仅把线圈的半径增大1倍，线圈内感应电流大小变为原来的2倍6.一个匀强磁场的边界是MN，MN左侧无磁场，右侧是范围足够大的匀强磁场区域，如图甲所示。现有一个金属线框沿ab方向以恒定速度从MN左侧垂直进入匀强磁场区域，线框中的电流随时间变化的I-t图像如图乙所示，则可能的线框是（）7.（2024·山东青岛三模）如图所示，先后用一垂直于cd边的恒定外力以速度v1和v2匀速把一正方形导线框拉出有界的匀强磁场区域，v2＝2v1，拉出过程中ab边始终平行于磁场边界。先后两次把导线框拉出磁场情况下，下列结论正确的是（）A.感应电流之比I1∶I2＝2∶1B.外力大小之比F1∶F2＝1∶2C.拉力的功率之比P1∶P2＝1∶2D.拉力的冲量大小之比IF1∶IF2＝1∶28.如图甲所示，光滑水平面上宽度为3L的区域有方向垂直于水平面向下的匀强磁场，初始时磁感应强度为B0，一个边长为L，质量为m，总电阻为R的单匝正方形金属框在拉力作用下以速度v0向右匀速进入磁场，当金属框完全进入磁场时撤去拉力，线框依然能以速度v0继续匀速运动至磁场右边界，速度方向始终与磁场边界垂直。以金属框cd边到达磁场左边界时为计时起点，磁感应强度按如图乙所示的规律变化。（1）求金属框进入磁场过程中，通过回路的电荷量q；（2）求金属框进入磁场过程中，拉力对金属框所做的功W；（3）cd边由磁场左边界运动到磁场右边界的过程中，求金属框产生的焦耳热Q。9.（多选）（2024·齐鲁名校联考）如图甲所示，水平面上固定有足够长的平行导轨，导轨间距d＝0.4m，虚线O1O2垂直于导轨，O1O2左侧部分的导轨与电容C＝2mF的平行板电容器AB相连，且由不计电阻的光滑金属材料制成，O1O2右侧部分的导轨由粗糙的绝缘材料制成。将一质量m＝0.1kg、电阻不计的金属棒MN通过水平轻绳绕过光滑定滑轮与质量为2m的小物块相连，O1O2左侧处于方向竖直向下的匀强磁场中。t＝0时刻，将垂直于导轨的金属棒MN由静止释放，金属棒在轻绳的拉动下开始运动，当金属棒MN越过虚线O1O2后，作出金属棒的v-t图像如图乙所示。已知重力加速度大小取g＝10m/s2，整个过程中电容器未被击穿，则下列分析正确的是（）A.电容器的A极板带正电B.金属棒与绝缘材料间的动摩擦因数为0.25C.金属棒的释放点到虚线O1O2的距离为2mD.匀强磁场的磁感应强度大小为2.5T素养培优6电磁感应中动力学、能量和动量的综合1.（多选）（2024·重庆四区联考）如图所示，两根足够长的固定平行光滑金属导轨位于同一水平面内，导轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd，与导轨构成矩形回路。导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住。两棒电阻均为R，回路上其余部分的电阻不计。在两导轨间有竖直向下的匀强磁场。开始时，导体棒处于静止状态，剪断细线后，在导体棒运动过程中（）A.回路中有感应电动势B.两根导体棒所受安培力的方向相同C.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒D.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能不守恒2.（多选）（2024·广东肇庆二模）如图所示，空间中存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。有两根完全相同的金属棒a和b垂直静置于足够长的水平光滑平行金属导轨上，导轨间距为L、电阻不计，金属棒与导轨接触良好，两根金属棒的质量均为m、长度均为L、电阻均为R。将b固定在导轨上，某时刻给a施加一个水平向右的恒力F。下列说法正确的是（）A.a棒所受的安培力先增大后减小B.a棒的最大速度为2C.若解除b的固定，则稳定后两棒的速度相等D.若解除b的固定，则稳定后两棒的加速度相等3.（2024·河北高考14题）如图，边长为2L的正方形金属细框固定放置在绝缘水平面上，细框中心O处固定一竖直细导体轴OO'。间距为L、与水平面成θ角的平行导轨通过导线分别与细框及导体轴相连。导轨和细框分别处在与各自所在平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B。足够长的细导体棒OA在水平面内绕O点以角速度ω匀速转动，水平放置在导轨上的导体棒CD始终静止。OA棒在转动过程中，CD棒在所受安培力达到最大和最小时均恰好能静止。已知CD棒在导轨间的电阻值为R，电路中其余部分的电阻均不计，CD棒始终与导轨垂直，各部分始终接触良好，不计空气阻力，重力加速度大小为g。（1）求CD棒所受安培力的最大值和最小值。（2）锁定OA棒，推动CD棒下滑，撤去推力瞬间，CD棒的加速度大小为a，所受安培力大小等于（1）问中安培力的最大值，求CD棒与导轨间的动摩擦因数。4.（2024·山东省实验中学一模）“途灵底盘”是华为公司新推出的一款智能化多场景的汽车减震系统。电磁减震器是该系统中重要组成部分。小明同学在实验室中模拟电磁减震器的工作原理。在绝缘滑动杆上固定4个完全相同且相互紧靠（忽略线圈间距离）的矩形线圈，使其进入右侧由电磁铁产生的磁场中做减速运动。右侧磁场的磁感应强度与电流之间的关系为B＝kI，其中k＝50T/A且产生的磁场范围足够大。已知滑动杆及线圈的总质量为m＝1.0kg，每个矩形线圈的匝数均为n＝10匝，阻值R＝1.0Ω，长为L＝20cm，宽为d＝10cm，整个过程不考虑互感影响，不计一切摩擦。（1）若电磁铁中的电流为20mA，求线圈1完全进入磁场时的速度变化量Δv；（2）若电磁铁中的电流为20mA且第3个线圈完全进入磁场时恰好减速为零，求线圈中产生的焦耳热Q。5.（2024·四川雅安检测）如图所示，光滑导体轨道PMN和P'M'N'是两个完全一样的轨道，均由半径为r的四分之一圆弧轨道和水平轨道组成，圆弧轨道与水平轨道分别在M和M'点相切，两轨道并列平行放置，MN和M'N'位于同一水平面上，两轨道之间的距离为L，P、P'之间有一个阻值为R的电阻