高三物理電磁感應和電路優(yōu)秀課件

專題七達標測試一.選擇題(每小題5分,共60分)1.(2009·廣元市第三次高考適應性考試)一勻強磁場,磁場方向垂直紙面,規(guī)定向里的方向為正.在磁場中有一細金屬圓環(huán),線圈平面位于紙面內(nèi),如圖7-1甲所示.現(xiàn)令磁感應強度B隨時間t變化,先按圖乙中所示的Oa圖線變化,后來又按圖線bc和cd變化,令ε1、ε2、ε3分別表示這三段變化過程中感應電動勢的大小,I1、I2、I3分別表示對應的感應電流,則 ()2021/02/251圖7-1A.ε1>ε2,I1沿逆時針方向,I2沿順時針方向B.ε1<ε2,I1沿逆時針方向,I2沿順時針方向C.ε1<ε2,I1沿順時針方向,I3沿逆時針方向D.ε2=ε3,I2沿順時針方向,I3沿順時針方向答案

BD2021/02/2522.(2009·濟南市高考模擬)矩形導線框abcd固定在勻強磁場中,磁感線的方向與導線框所在平面垂直,規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里,磁感應強度B隨時間變化的規(guī)律如圖7-2所示.若規(guī)定順時針方向為感應電流I的正方向,下列各圖中正確的是()圖7-22021/02/253答案

D2021/02/2543.(2009·泉州市質(zhì)檢)如圖7-3所示,理想變壓器的原線圈輸入電壓不變的交變電流,副線圈上接有定值電阻R和兩個相同的燈泡L1和L2,其余導線電阻不計.當S閉合時()A.M、N兩端的電壓減小B.電阻R兩端的電壓增大C.通過燈泡L1的電流減小D.通過原線圈的電流減小圖7-3

解析當S閉合時,總電阻減小,副線圈中的電流增大,原線圈電流也增大,R兩端電壓增大,燈L1兩端電壓減小,L1中的電流減小,B、C正確;MN兩端電壓不變,A錯.BC2021/02/2554.(2009·泰安市高考適應性訓練)如圖7-4甲所示,變壓器原副線圈匝數(shù)比為22∶1,原線圈與正弦交變電源相連,副線圈與電阻R、交流電壓表按圖示方式連接,R=10Ω,交流電壓表的示數(shù)是10V,圖乙是電阻R兩端電壓uR隨時間t變化的圖象,則（）圖7-4A.圖乙中U0=B.R兩端的電壓uR隨時間t變化的規(guī)律是2021/02/256解析

T=2×10-2s,ω=rad/s=100πrad/s,B錯;,U1=,C正確;I0=A、D錯.答案

ACC.交變電源的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是D.變壓器原線圈中電流i隨時間t變化的規(guī)律是

i=2021/02/2575.(2009·江蘇·6)如圖7-5所示,理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1∶5,原線圈兩端的交變電壓為u=氖泡在兩端電壓達到100V時開始發(fā)光,下列說法中正確的有（）A.開關(guān)接通后,氖泡的發(fā)光頻率為100HzB.開關(guān)接通后,電壓表的示數(shù)為100VC.開關(guān)斷開后,電壓表的示數(shù)變大D.開關(guān)斷開后,變壓器的輸出功率不變圖7-5解析由u=sin100πtV可知交變電流的角速度ω=100πrad/s,又由ω=2πf知,f=Hz=50Hz.2021/02/258氖泡的發(fā)光頻率應為2f,即100Hz,A對;由知，u2==100V.即為電壓表示數(shù)，與開關(guān)是否接通無關(guān)，B對，C錯；開關(guān)斷開后，負載減少，輸出功率會改變，D錯.答案

AB6.(2009·福建·16)一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象如圖7-6甲所示.已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為5.0Ω,則外接一只電阻95.0Ω的燈泡,如圖乙所示,則（）2021/02/259圖7-6A.電壓表的示數(shù)為220VB.電路中的電流方向每秒鐘改變50次C.燈泡實際消耗的功率為484WD.發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2J2021/02/2510解析由電動勢的圖象知，其最大值為,故有效值為220V，電壓表測量燈泡兩端電壓U=209V,A錯；交流電的周期T=0.02s，方向每秒改變100次，B錯；燈泡消耗的功率P=I2R=×95W=459.8W,C錯；發(fā)電機內(nèi)阻每秒產(chǎn)生的熱量Q=I2rt=×5×1J=24.2J,D對.答案

D7.(2009·茂名市第二次模擬)某交流發(fā)電機給燈泡供電,產(chǎn)生正弦式交變電流的圖象如圖7-7所示,下列說法中正確的是（）2021/02/2511圖7-7A.交變電流的頻率為0.02HzB.交變電流的瞬時表達式為i=5cos50πtAC.在t=0.01s時,穿過交流發(fā)電機線圈的磁通量最大D.若發(fā)電機線圈電阻為0.4Ω,則其產(chǎn)生的熱功率為5W2021/02/2512解析

T=0.02s,A錯;ω==100πrad/s,B錯;t=0.01s時,感應電流最大,磁通量為零,C錯;I=,Pr=I2r=×0.4W=5W,D正確.答案

D8.(2009·珠海市第二次調(diào)研)如圖7-8所示電路中,自感系數(shù)較大的線圈L的直流電阻不計,下列操作中能使電容器

C的A板帶正電的是（）A.S閉合的瞬間B.S斷開的瞬間圖7-82021/02/2513C.S閉合,電路穩(wěn)定后D.S閉合,向右迅速移動滑動變阻器觸頭解析當S閉合瞬間,通過線圈的電流增大,B板帶正電,A錯;S斷開時,線圈產(chǎn)生自感電動勢,方向不變,A板帶正電,B對;當S閉合向右迅速移動觸頭時,線圈中電流減小,自感電動勢很大且與原來方向相同,對A板充上正電荷,D正確.答案

BD2021/02/25149.(2009·煙臺市5月模擬)如圖7-9所示電路中,閉合開關(guān)S,當滑動變阻器的滑動觸頭向右滑動時,四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化,電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示,電流表和電壓表V1的示數(shù)變化量分別用ΔI、ΔU1表示,下列判斷正確的是()A.I變小,U1變小,U3變小B.I變大,U1變大,U2變小C.不變,變大D.不變,不變圖7-92021/02/2515解析當觸頭向右滑動時,R2↓→R總↓→I總↑→↑,即I變大,路端電壓U2減小,示數(shù)減小,U1=IR1變大,B正確;=R1不變,D正確.10.(2009·成都市第三次診斷)先后用不同的交流電源給同一盞燈泡供電.第一次燈泡兩端的電壓隨時間按正弦規(guī)律變化(如圖7-10甲所示);第二次燈泡兩端的電壓變化規(guī)律如圖乙所示.若甲、乙圖中的

U0、T所表示的電壓、周期值是相同的,則以下說法正確的是（）答案

BD2021/02/2516A.第一次,燈泡兩端的電壓有效值是B.第二次,燈泡兩端的電壓有效值是C.第一次和第二次,燈泡的電功率之比是2∶9D.第一次和第二次,燈泡的電功率之比是1∶5圖7-102021/02/2517解析第一次:U=,第二次:由電流熱效應,A對B錯;P=,P1∶P2=U12∶U22=1∶5,D正確.答案

AD11.(2009·高考標準測試卷——押題卷)如圖7-11所示,兩個垂直紙面的勻強磁場方向相反,磁感應強度的大小均為B,磁場區(qū)域?qū)挾染鶠閍,一正三角形(中垂線長為a)導線框ABC從圖示位置方向勻速穿過兩磁場區(qū)域,以逆時針方向為電流的正方向,在下圖中感應電流I與線框移動距離x的關(guān)系圖象正確的是（）2021/02/2518圖7-112021/02/2519解析由楞次定律可判斷,線框在x≤a的區(qū)域內(nèi)沿x正方向運動的過程中,線框中的磁通量增加,產(chǎn)生逆時針方向的電流,因此B項錯誤;當線框在a<x≤2a之間運動的過程中,線框中向紙面內(nèi)的磁通量減少,而向紙面外的磁通量增加,這兩種磁通量變化情況使線框中產(chǎn)生的電流方向一致,均為順時針方向,而且磁通量變化率隨線框移動距離x的增大而增大,所以電流增大,所以A、D錯誤,C正確.答案

C2021/02/252012.(2009·岳陽市高考信息卷)在光滑的水平地面上方,有兩個磁感應強度大小均為B、方向相反的水平勻強磁場,如圖PQ為兩個磁場的邊界,磁場范圍足夠大.一個半徑為a,質(zhì)量為m,電阻為

R的金屬圓環(huán)垂直磁場方向,以速度v從如圖7-12位置運動,當圓環(huán)運動到直徑剛好與邊界線PQ重合時,圓環(huán)的速度為,則下列說法正確的是（）A.此時圓環(huán)中的電功率為B.此時圓環(huán)的加速度為C.此過程中通過圓環(huán)截面的電量為D.此過程中回路產(chǎn)生的電能為0.75mv2圖7-122021/02/25212021/02/2522二、解答題(每小題10分,共40分)13.(2009·諸暨市質(zhì)檢)如圖7-13甲所示,間距為L、電阻不計的光滑導軌固定在傾角為θ的斜面上.在

MNPQ矩形區(qū)域內(nèi)有方向垂直于斜面的勻強磁場,磁感應強度為B;在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有方向垂直于斜面向下的磁場,磁感應強度Bt隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示(tx是未知量),Bt的最大值為2B.現(xiàn)將一根質(zhì)量為m、電阻為R、長為L的金屬細棒cd跨放在

MNPQ區(qū)域間的兩導軌上并把它按柱,使其靜止.在

t=0時刻,讓另一根長為L的金屬細棒ab(其電阻Rx是未知量)從CD上方的導軌上由靜止開始下滑,同時2021/02/2523釋放cd棒.已知CF長度為2L,兩根細棒均與導軌良好接觸,在ab從圖中位置運動到EF處的過程中,cd棒始終靜止不動,重力加速度為g.圖7-13(1)求cd棒消耗的電功率,并確定MNPQ區(qū)域內(nèi)磁場的方向.(2)確定未知量Rx及tx的值.2021/02/2524解析(1)cd棒處于平衡狀態(tài),有BIL=mgsinθ ①P=I2R= ②由磁場方向垂直于斜面,cd棒受力平衡可知,cd棒所受的安培力方向必沿斜面向上,由左手定則可知MNPQ區(qū)域內(nèi)的磁場方向垂直于斜面向上.(2)回路中電流保持不變、電動勢保持不變,可知在tx時刻ab剛好到達邊界CD.ab進入CDEF區(qū)域前勻加速運動,進入CDEF區(qū)域后磁場不再發(fā)生變化,將做速度為v的勻速運動.在0~tx內(nèi),由法拉第電磁感應定律有2021/02/2525E1= ③在tx后,有E2=BLv ④E2=E1 ⑤v=gsinθ·tx ⑥解得tx= ⑦I= ⑧由②④⑥⑦⑧式,解得Rx=答案磁場方向垂直于斜面向上2021/02/252614.(2009·黃岡中學第二次模擬)如圖7-14所示,半徑為r、圓心為O1的虛線所圍的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場,在磁場右側(cè)有一對豎直放置的平行金屬板M和N,兩板間距離為L,在MN板中央各有一個小孔O2、O3,O1、O2、O3在同一水平直線上,與平行金屬板相接的是兩條豎直放置間距也為L的足夠長的光滑金屬導軌,導體棒PQ與導軌接觸良好,與阻值為R的電阻形成閉合回路(導軌與導體棒的電阻不計),該回路處在磁感應強度大小為B,方向垂直紙面向里的勻強磁場中.整個裝置處在真空室中.有一電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子(重力不2021/02/2527計),以速率v0從圓形磁場邊界上的最低點E沿半徑方向射入圓形磁場區(qū)域,最后從小孔O3射出.現(xiàn)釋放導體棒PQ,其下滑h后開始勻速運動,此時仍然從E點沿半徑方向射入圓形磁場區(qū)域的相同粒子恰好不能從O3射出,而從圓形磁場的最高點F射出.求:圖7-14(1)圓形磁場的磁感應強度B′.(2)導體棒的質(zhì)量M.(3)棒下落h的整個過程中,電阻上產(chǎn)生的電熱.2021/02/2528解析(1)在圓形磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力qv0B′= ①得B′= ②(2)根據(jù)題意粒子恰好不能從O3射出的條件為 ③PQ棒勻速運動時,Mg= ④由③④得M= ⑤(3)導體棒勻速運動時,速度大小為vm,UPQ=BLvm⑥代入③中得vm= ⑦2021/02/2529由能量守恒QR= ⑧解得QR=答案15.(2009·合肥市第三次質(zhì)檢)

如圖7-15所示,矩形導線圈邊長分別為L1、L2,共有N匝,內(nèi)有一勻強磁場,磁場方向垂直于線圈平面向里,線圈通過導線接一對水平放置的平行金屬板,兩板間圖7-152021/02/2530的距離為d,板長為L.t=0時,磁場的磁感應強度B從B0開始均勻變化,同時一帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子從兩板間的中點以水平初速度v0向右進入兩板間,不計重力,若該粒子恰能從上板的右端射出,則:(1)磁感應強度隨時間的變化率k多大?(2)磁感應強度B與時間t應滿足什么關(guān)系?(3)兩板間電場對帶電粒子做的功為多少?解析(1)線圈中產(chǎn)生的感應電動勢大小ε= ①兩板間電壓U=ε ②2021/02/2531粒子在極板間的加速度a=③粒子通過平行金屬板的時間為t0L=v0t0 ④⑤由①②③④⑤聯(lián)立解得k=(2)B=B0+(3)靜電力對帶電粒子所做的功W=由③④⑤聯(lián)立解得W=答案2021/02/253216.(2009·濟寧市二模)如圖7-16所示,電阻忽略不計的、兩根平行的光滑金屬導軌豎直放置,其上端接一阻值為3Ω的定值電阻

R.在水平虛線L1、L