专题强化测评(五)

世纪金榜圆您梦想-1-温馨提示：此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。专题强化测评（五）电路与电磁感应(45分钟100分)一、选择题(本题共8小题，每小题8分，共64分.每小题至少一个选项正确)1.(2011·广东高考)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是()A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关B.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同2.在如图所示的电路中,电源的电动势为E,内电阻为r.L1、L2是两个小灯泡.闭合S后,两灯均能发光,当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时,会出现()A.L1变暗L2变暗B.L1变亮L2变暗C.L1变亮L2变亮D.L1变暗L2变亮3.(2011·南京模拟)如图所示电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感线圈，当S闭合与断开时，A、B的亮度情况是()世纪金榜圆您梦想-2-A.S闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭B.S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭C.S闭合足够长时间后，B发光，而A不发光D.S闭合足够长时间后，B立即熄灭，而A逐渐熄灭4．在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个面积为S的矩形线圈匀速转动时所产生的交流电电压随时间变化的波形如图所示，线圈与一阻值R＝9Ω的电阻串联在一起，线圈的电阻为1Ω，则()A．通过电阻R的电流瞬时值表达式为i＝10sin200πt(A)B．电阻R两端的电压有效值为90VC．1s内电阻R上产生的热量为450JD．图中t＝1×10－2s时，线圈位于中性面5．如图所示,一理想自耦变压器的原线圈接有正弦交变电压,其最大值保持不变,副线圈接有可调电阻R,触头P与线圈始终接触良好,下列判断正确的是()A.若通过电路中A、C两处的电流分别为IA、IC,则IA＞ICB.若仅将触头P向A端滑动,且电阻R同时变大,则电阻R消耗的电功率可能保世纪金榜圆您梦想-3-持不变C.若仅使电阻R增大,则原线圈的输入电功率增大D.若在使电阻R减小的同时,将触头P向A端滑动,则通过A处的电流增大6.如图所示,甲图中的水平放置的光滑平行导轨处于匀强磁场中,R为定值电阻,其他电阻不计,原来静止的导体棒AB受恒力F的作用而运动起来,对于感应电流的描述,图乙中正确的是()7.如图所示的电路,将两个相同的电流表分别改装成A1(0～3A)和A2(0～0.6A)的电流表,把两个电流表并联接入电路中测量电流强度,则下列说法正确的是()A.A1的指针半偏时,A2的指针也半偏B.A1的指针还没半偏时,A2的指针已经半偏C.A1的读数为1A时,A2的读数为0.6AD.A1的读数为1A时,干路的电流I为1.2A8.(2011·福建高考)如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0θ90°)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计.金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保世纪金榜圆您梦想-4-持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中()A.运动的平均速度大小为1v2B.下滑的位移大小为qRBLC.产生的焦耳热为qBLvD.受到的最大安培力大小为22BLvRsinθ二、计算题(本题共2小题，共36分.需写出规范的解题步骤)9.(16分)如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略.初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0.在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.(1)求初始时刻导体棒受到的安培力.(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为Ep，则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少？(3)导体棒往复运动，最终将静止于何处？从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少？世纪金榜圆您梦想-5-10.(2011·珠海模拟)(20分)如图所示，竖直平面内有一宽L=1米、足够长的光滑矩形金属导轨，电阻不计．在导轨的上下边分别接有电阻R1=3Ω和R2=6Ω．在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ，磁感应强度大小均为B=1T．现有质量m=0.2kg、电阻r=1Ω的导体棒ab，在金属导轨上从MN上方某处由静止下落，下落过程中导体棒始终保持水平，与金属导轨接触良好．当导体棒ab下落到快要接近MN时的速度大小为v1=3m/s．不计空气阻力，g取10m/s2．(1)求导体棒ab快要接近MN时的加速度大小．(2)若导体棒ab进入磁场Ⅱ后，棒中的电流大小始终保持不变，求磁场Ⅰ和Ⅱ之间的距离h．(3)若将磁场Ⅱ的CD边界略微下移，使导体棒ab刚进入磁场Ⅱ时速度大小变为v2=9m/s，要使棒在外力F作用下做a=3m/s2的匀加速直线运动，求所加外力F随时间t变化的关系式．答案解析1.【解析】选C.由法拉第电磁感应定律知：Ent，可见感应电动势的大小与线圈的匝数有关，A错误；感应电动势的大小取决于磁通量的变化快慢，而与磁通量的大小无关，B错误，C正确；感应电流产生的磁场阻碍原磁场的变化，当磁通量增大时，感应电流产生的磁场与原磁场方向相反，D错误.世纪金榜圆您梦想-6-2.【解析】选D.当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时,R的有效阻值变大,R与L2并联电阻变大,电路中R总变大,所以电路中总电流I总减小,即通过L1的电流变小,故L1变暗,UL2=E-I总(r+RL1),UL2变大,L2实际消耗功率变大,故L2变亮,D项正确.3.【解析】选A、C.由于L是理想电感线圈，电阻可忽略不计、自感系数足够大，在开关闭合的瞬间线圈的阻碍作用很大，线圈中的电流为零，所以通过A、B的电流大小相等，A正确，B错误；闭合开关S待电路达到稳定时线圈短路，A中电流为零，回路电阻减小，B比原来更亮，C正确，D错误.4．【解析】选C、D.通过电阻R的电流最大值为mmEI10ARr＝＝，线圈转动的角速度222T210＝rad/s＝100πrad/s，故电流的瞬时值表达式为i＝10sin100πt(A)，A项错误；电阻R两端的电压有效值为E100UR9VRr291有效有效＝＝＝452V，B项错误；1s内电阻R上产生的热量2UQt450JR有效＝＝，C项正确；t＝1×10－2s时感应电动势为零，此时穿过线圈的磁通量最大，线圈位于中性面，D项正确．5．【解析】选B、D.由n1I1=n2I2可知,经过变压器的原线圈电流IA与副线圈的电流IC之比等于原、副线圈的匝数的反比,原、副线圈的匝数比等于AB与BP的比值,故IA∶IC=BP∶AB,A错;若触头P向A端滑动,则副线圈电压增大,电阻同时变大,则R消耗功率可能不变,B对;若电阻增大,因电压不变,故电功率减小,原线圈的输入功率等于电阻消耗功率,故C错;若R减小,且触头P向A端滑动,则电压增大,电阻减小,消耗功率必定增大,原线圈消耗功率增大,通过原线圈上A处的世纪金榜圆您梦想-7-电流也增大,D项正确.6.【解析】选C.导体棒AB运动的加速度22FBLv/Ra,m故导体棒开始阶段做加速度减小的加速运动,后以匀速运动状态收尾,而BLvIv,R可见,I随时间t的变化关系与v随时间t的变化关系类似,C项正确.7.【解析】选A、D.因为A1(0～3A)和A2(0～0.6A)是由两个相同电流表改装而来的,只不过是它们并联的电阻不同,电压相等,所以通过它们的电流也相同,A正确,B错误;A1的读数为1A时,A2的读数为0.2A,所以通过干路的电流I为1.2A,C错误，D正确.8.【解析】选B.由E=BLv、EIR、F安=BIL可得导体棒的速度为v时的安培力为22BLvR，D错；对导体棒受力分析如图甲所示，据牛顿运动定律判断可得导体棒的运动情况如图乙所示，由图乙可知导体棒这一过程的平均速度大于1v2，A错；由法拉第电磁感应定律得到导体棒这一过程的电量BLsqR，因此导体棒下滑的位移qRsBL，B对；由能量关系可得这一过程产生的焦耳热2qR1QmgsinmvBL2，C错，故选B.9.【解析】导体棒以初速度v0做切割磁感线运动而产生感应电动势，回路中的感应电流使导体棒受到安培力的作用,安培力做功使系统机械能减少，最终将全部机械能转化为电阻R上产生的焦耳热.由平衡条件知，棒最终静止时，弹簧的世纪金榜圆您梦想-8-弹力为零，即此时弹簧处于初始的原长状态.(1)初始时刻棒中感应电动势E=BLv0①(1分)棒中感应电流EIR②(1分)作用于棒上的安培力F=BIL③(1分)联立①②③，得220BLvFR(1分)安培力方向：水平向左(2分)(2)由功和能的关系，安培力做功为21p01WEmv2(3分)电阻R上产生的焦耳热210p1QmvE2(2分)(3)由能量转化及平衡条件等，可判断：棒最终静止于初始位置.(3分)201Qmv2(2分)答案:(1)220BLvR水平向左(2)2p01Emv220p1mvE2(3)静止于初始位置201mv210.【解析】(1)以导体棒为研究对象，棒在磁场Ⅰ中切割磁感线，棒中产生感应电动势E，棒在重力和安培力作用下做加速运动．由牛顿第二定律得：mg－BIL＝ma1(2分)E=BLv1=3V(1分)1212RRR2RR(1分)EI1ARr(1分)由以上各式可得：a1＝5m/s2(1分)(2)导体棒进入磁场Ⅱ后，安培力等于重力，棒做匀速运动，棒中电流大小就始终保持不变．世纪金榜圆您梦想-9-mg=BI′L(1分)EIRr(1分)E′=BLv′(1分)联立解得：v′＝6m/s(1分)导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动．v′2-v12=2gh(2分)解得：h＝1.35m(1分)(3)设导体棒进入磁场Ⅱ后经过时间t的速度大小为vt，则：vt=v2+at(1分)F+mg-F安=ma(2分)22tBLvFRr安(2分)由以上各式解得：F=(t+1.6)N(2分)答案:(1)5m/s2(2)1.35m(3)F=(t+1.6)N