（全国通用）2015高考物理二轮复习 新题重组训练 专题四　电路和电磁感应专题小循环练.doc

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1、（全国通用）2015高考物理 二轮复习新题重组训练 专题四电路和电磁感应专题小循环练对应学生用书P127一、选择题(本题共8小题，每小题8分，共64分，其中第3、4、5小题为多选题。)1如图甲所示，两根材料相同的均匀导体柱a和b，a长为l，b长为2l，串联在电路中时，沿x轴方向电势变化x图象如图乙所示，选取x3l处电势为零，则导体柱a、b的横截面积之比为()甲乙A.B. C. D.解析由图象可知导体柱a电压为6 V，导体柱b电压为4 V。导体柱a与导体柱b串联，故电压之比等于电阻之比，由电阻定律可以求出截面积之比为13。答案A2如图所示，等腰直角区域EFG内有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强

2、磁场，直角边CF长度为2L。 现有一电阻为R的闭合直角梯形导线框ABCD以恒定速度v水平向右匀速通过磁场。t0时刻恰好位于图示位置(即BC与EF在一条直线上，且C与E重合)，规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线正确的是()解析t0时刻，切割磁感线等效长度为零，故感应电流为零，在过程中，如图所示，线框切割磁感线的等效长度不断减小，故A、B、D项错，C项正确。答案C3如图，在竖直平面内有一下边水平，边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框下方有一上下边界水平、宽度为d(dL)的条形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。将导线框由静止释放，随后导线框进入并通过磁场区

3、域。已知下落过程中线框平面始终与磁场方向垂直，不计空气阻力，则在导线框由静止开始下落到完全离开磁场的过程中，下列vt图象可能正确的是()ABCD解析本题以线框穿过磁场命题，考查电磁感应知识以及运动过程与图象相结合的问题。开始阶段，线框自由落体运动，到进入磁场，比较重力mg和安培力的大小，mgL，完全进入后线框再次加速，出磁场时，就要出现mg的情况，线框加速不可能，A错；B选项说明线框进磁场做加速度减小的加速，出磁场时匀速，可能，B对；C选项说明进、出磁场线框都做加速度减小的加速，C对，选BC。答案BC4如图所示，是一将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可用一个与大电阻(40 k

4、)相连的交流电源来等效，心电图仪与一理想变压器的初级线圈相连，以扬声器(可以等效为阻值为8 的电阻)与该变压器的次级线圈相连。等效电源的电压有效值u030 V，变压器的初级线圈和次级线圈的匝数比为501，则()A变压器的初级线圈输入电压为30 VB变压器的初级线圈输入电压为10 VC变压器次级线圈输出电压为0.6 VD变压器次级线圈输出功率为5103 W解析设变压器输入电压U1，输出电压U2，匝数n1、n2，电流I1、I2，由理想变压器的电压电流关系有U2U1；I250I，对扬声器有8 8I1，对变压器原线圈部分电路由全电路欧姆定律有30VU1I140 k3U1U110 V，A错B对；变压器次

5、级线圈输出功率P W5103 W，C错D对；选B、D。答案BD5如图，理想变压器的原、副线圈分别接有理想电流表和额定电压为60 V的灯泡，滑动变阻器的电阻值范围是0125 ，不考虑温度对灯泡电阻的影响，原、副线圈的匝数比为21，交流电源的电压为U0220 V，适当调节滑动变阻器的触片P位置，当灯泡在额定电压下正常工作时，测得电流表的示数为1 A，则()A灯泡的额定功率为120 WB灯泡的额定电流为1.4 AC滑动变阻器滑动触头以上部分即AP之间的接入电阻为100 D滑动变阻器所消耗的电功率为136 W解析结合题意由变压器原理可知，副线圈输出电压为110 V，电流为2 A，R并30 ，RBP25

6、 ，RAP125 25 100 ，C对；由，知RL 。灯泡的额定功率P额 W84 W，A错误；灯泡的额定电流I额 A1.4 A，B正确；滑动变阻器所消耗的总功率P2225 W(21.4)2100 W136 W，D正确。答案BCD6区域内存在着匀强磁场，磁场的上、下边界水平，方向和竖直平面(纸面)垂直，两个由完全相同的导线制成的刚性线框a和b，其形状分别为周长为4l的正方形和周长为6l的矩形，如图所示，a、b宽相同，b的边长是a的2倍。线框a和b在竖直平面内从图示位置开始自由下落。若从开始下落到线框完全离开磁场的过程中，安培力与作用时间的乘积分别为Ia、Ib，则IaIb为()A38 B12C11

7、 D32解析由能量守恒知，a、b到磁场时，速度相同，安培力与作用时间的乘积IBIltBlt，所以，选A。答案A7如图所示，一半径为L的导体圆环位于纸面内，O为圆心。环内两个圆心角为90的扇形区域内分布有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小均为B，方向相反且均与纸面垂直。导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触。在圆心和圆环间连有电阻R。不计圆环和导体杆的电阻，当杆OM以角速度逆时针匀角速转动时，理想电流表的示数为()A. B.C. D.解析导体棒旋转切割匀强磁场产生的感应电动势EBL2，因两磁场方向相反，所以得到的是交变电流，按交变电流有效值的求法有I2RT()2RI，交流电流表显示的

8、是有效值，所以选A。答案A8如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，正方形金属框电阻为R，边长为l，自线框从左边界进入磁场时开始计时，在外力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场。规定顺时针方向为感应电流i的正方向，外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，通过线框横截面的电荷量为q，其中Pt图象为抛物线，则这些量随时间变化的关系正确的是()ABCD解析由EBlvBlat知感应电流i可见it为正比例函数、图象为过原点的直线，A错；外力FF安maBilmaBlmama可见Ft为一次函数关系，图象不过坐标原点，B错；线框中电功率的瞬时值P

9、F安vBilat，可见Pt关系为抛物线，C对；通过线框横截面的电荷量qt，可见qt关系为抛物线，D错，选C。答案C二、计算题(本题共2小题，共36分。需写出规范的解题步骤。)9如图所示，质量为m的型金属框PPNN，静止在倾角为37的粗糙绝缘斜面上，与斜面间的动摩擦因数为0.5，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。PP、NN边相互平行，相距L，电阻不计且足够长；上边PN垂直于PP，电阻为R。光滑导体棒ab质量也为m，电阻不计，横放在框架上，整个装置处于垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。将ab棒从静止释放，当ab发生的位移为x0时，框架开始向下运动。已知导体棒ab与PP、NN始终接触良好，重力加

10、速度为g，取sin370.6，求：(1)框架开始运动时导体棒ab的速率；(2)框架开始运动前R释放的热量；(3)框架开始运动后，通过导体PN电流的最大值。解析(1)对于金属框，由于mgsin372mgcos37，所以开始时金属框静止。设ab棒的速度为v时，电动势为E，电流为I，ab和PN棒受的安培力大小为F安EBLv，I，F安BIL解得F安当框架刚沿斜面向下运动时，ab的速度为v0mgsin2mgcos解得v0(2)框架沿斜面向下运动前，对ab棒mv0mgsinx0W安QW安0.6mgx0(3)ab棒和框架都沿斜面向下运动时，设ab棒和框架的速度分别为v1、v2，电动势为E，电流的大小为I，a

11、b和PN棒受的安培力大小为F安EBL(v1v2)，I，F安mgsinF安ma1F安mgsin2mgcosma2由于安培力的作用，a1逐渐减小，a2逐渐增大，v1v2逐渐减小，当a1a2时，v1v2达到最大且保持不变，PN中的电流最大且不变，设最大值为ImmgsinBImLBImLmgsin2mgcos解得Im答案(1)v0(2)Q0.6mgx0(3)Im10如图所示，da、bc为相距为L的平行导轨(导轨电阻不计)。a、b间连接一个定值电阻，阻值为R。长直金属杆可以按任意角架在平行导轨上，并以速度v匀速滑动(平移)，v的方向与da平行，杆MN每米长的阻值也为R。整个空间充满匀强磁场，磁感强度的大

12、小为B，方向垂直纸面向里。求：(1)定值电阻上消耗的电功率最大时，角的值；(2)杆MN上消耗的电功率最大时，角的值。(要求写出推导过程)解析解法一：(1)无论角多大，电动势EBLv不变，且R为定值电阻总电流越大，R上的功率越大MN接入的电阻越小越好，即时R上的功率最大(2)令MN上的电阻为r，rR由PMNI2r和I可得PMN化简得PMN(0，由均值不等式可知：(sin2L)4L，当且仅当sinL即arcsinL时等号成立，此时0L1 m。即当01 m时，MN上消耗的功率最大。解法二：(1)无论角多大，电动势EBLv不变，且R为定值电阻总电流越大，R上的功率越大MN接入的电阻越小越好，即时R上的功率最大。(2)可将固定电阻R视为内阻，MN视为外电阻，这样就变成了E恒定、内阻不变的等效电路。当01 m时，MN上消耗的功率最大。答案(1)(2)当01 m时 - 10 -