专题过关检测6

专题过关检测一、选择题（本题共8小题，每题5分）1.（2009·武汉模拟）如图1所示，D为理想二极管，C为电容器，在A、B间加220V的正弦交流电,为保证二级管能安全工作，其反向耐压值至少为（）A.220VB.220VC.440VD.440V图122解析对二极管加正向电压时，会对电容器充电，电容器两极板间最大电压为220V，而由于二极管的单向导电性决定了电容器不易放电，因此电容器两极间会保持最大电压为220V.当所加反向电压达到最大为220V时，加在二极管两端的最大反向电压达到440V，所以选D.答案D22222.（2009·上海浦东）如图2所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r,各电阻阻值如图所示，当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑到b端的过程中，下列说法正确的是（）A.电压表的读数U先减小，后增大B.电流表的读数I先增大，后减小图2C.电压表读数U与电流表读数I的比值不变D.电压表读数的变化量ΔU与电流表读数的变化量ΔI的比值不变解析滑片从a→b总电阻先增大后减小，所以A错、B错、C错，=r，所以D正确.答案DIUIUIU3.（2009·上海质量抽查）图3为某家庭用电的示意图.图中所示的A为100瓦的电冰箱，B为1360瓦的空调机三台，C为120瓦的彩电二台，D为1000瓦的微波炉一台，E为照明电灯若干共600瓦，F为自动保护开关（如图3中的甲或乙所示），所用电能表的额定电流为20安培，则下列说法中正确的是（）图3A.该户不可同时使用所有的用电器B.该户可以同时使用所有的用电器C.该户应选择甲图所示的自动保护开关D.该户应选择乙图所示的自动保护开关解析同时使用时，超过电能表额定电流，所以A正确，B错；甲图为串联接线圈，电流过大电路断开起到保护作用，所以C正确，D错误.答案AC4.（2009·苏锡常镇情况调查二）如图4甲所示，等离子气流（由高温高压的等电量的正、负离子组成）由左边连续不断地以速度v0射入P1和P2两极板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、P2相连接，线圈A与直导线cd相连接，线圈A内存在如图乙所示的变化磁场，且磁感应强度B的正方向规定为向左，则下列叙述正确的是（）图4A.0~1s内ab、cd导线互相排斥B.1~2s内ab、cd导线互相吸引C.2~3s内ab、cd导线互相吸引D.3~4s内ab、cd导线互相排斥解析电流a→b，甲图中0~2s内，电流c→d，所以0~2s内ab、cd互相吸引；同理可分析2~4s内，ab、cd互相排斥，所以B、D正确.答案BD5.（2009·南京一调）如图5所示的电路中，电源电动势为E，内阻r不能忽略.R1和R2是两个定值电阻，L是一个自感系数较大的线圈.开关S原来是断开的.从开关S闭合到电路中电流达到稳定的时间内，通过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是（）图5A.I1开始较大而后逐渐变小B.I1开始很小而后逐渐变大C.I2开始很小而后逐渐变大D.I2开始较大而后逐渐变小解析开关闭合瞬间R2支路断路，稳定后R1、R2并联，所以I1开始较大而后逐渐变小，I2开始很小而逐渐变大，所以A、C正确.答案AC6.（2009·南京二调）如图6所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u=311sin314t（V）的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电阻随着温度的升高而减小.电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压（报警器未画出），R3为一定值电阻.当传感器R2所在处出现火警时，以下说法中正确的是（）图6A.A1的示数不变，A2的示数增大B.A1的示数增大，A2的示数增大C.V1的示数增大，V2的示数增大D.V1的示数不变，V2的示数减小解析由题知输入电压不变，则V1的示数不变，副线圈的两端电压也不变；传感器R2处出现火警时，R2的阻值减小，则R1与R2并联电阻变小，并联部分分得的电压变小，即V2的示数变小，同时R1上电流变小，A1示数变小；由于并联电阻变小，流过副线圈的电流变大，则原线圈上电流也变大，A1示数变大.综合以上分析，正确选项为D.答案D7.（2009·海淀区模拟）如图7所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为k，输出端接有一交流电动机，其线圈的电阻为R.将原线圈接在正弦交流电源两端,变压器的输入功率为P0时,电动机恰好能带动质量为m的物体以速度v匀速上升，此时理想电流表的示数为I.若不计电动机的机械能损耗，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）图7A.电动机输出的机械功率为P0B.变压器的输出功率为mgvC.副线圈两端电压的有效值为D.整个装置的效率为解析P0η=mgv,则η=,所以D正确.答案DIP0k0Pmgv0Pmgv8.如图8所示，为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，距磁场区域的左侧L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，线框一边平行于磁场边界.现用外力F使线框以图示方向的速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定：电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ为正，外力F向右为正.则以下关于线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化的图象中正确的是（）图8解析据题目所给条件，逐步分析易得出A、D正确.答案AD二、非选择题（共计6小题，每题10分）9.（2009·上海长宁区）如图9甲所示电路中，定值电阻R0=10Ω，R为电阻箱，S2为单刀双掷开关.闭合S1，将S2切换到a,调节电阻箱，读出其阻值为R1，记录电压传感器测得的数据为U1，然后保持电阻箱阻值不变，将S2切换到b，记录电压传感器示数为U2.图9（1）试写出电阻Rx的表达式；（2）若求得电阻Rx=2.5Ω，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱阻值R和记录对应的电压传感器数据U，对测得的数据进行处理，绘出如图乙所示的图线，求电源电动势E的内阻r.RU11解析根据闭合电路欧姆定律E=（R1+Rx+R0+r）E=（R1+Rx+R0+r）联立方程求得Rx=（U2-U1）R1/U111RUxRRU12（或说明将S2切换到a或切换到b,电流不变，故解出Rx也可）（2）利用图线的截距求EE=U+I（Rx+R0+r）=1+（Rx+R0+r）令=0即得E=U=2V将数据=0.2，=1.8，E=2V代入上式得r=0.5Ω（通过图线斜率1/I求解r也可）答案（1）（U2-U1）R2/U2（2）2V0.5ΩxRRURU1211UER1R1R1U110.（2009·威海模拟）如图10所示，两根不计电阻的光滑倾斜平行导轨与水平面的夹角θ=37，底端接电阻R=1.5Ω.在两根导轨所在的平面内建立xOy的坐标系.在x方向0~12m的范围内的曲线方程为y1=sinxm,12m到36m的范围内的曲线方程为y2=-2sinm,曲线与x轴所围空间区域存在着匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，方向垂直与导轨平面向上.金属棒ab的质量为m=0.2kg,电阻r=0.5Ω，垂直搁在导轨上，金属ab在平行于x轴方向的外力F作用下以v=2m/s的速度沿斜面匀速下滑.（取g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8）.求：12π24)12π(x（1）当金属棒ab通过x=24m位置时的外力F；（2）金属棒ab通过磁场的过程中电阻R上产生的焦耳热；（3）金属棒ab通过磁场的过程中外力F所做功的功.图10解析（1）金属棒作切割磁感线运动，产生感应电动势为E，则E=Byv.由曲线方程可知x=24m处棒的有效长度为l0=2m此时的电流I0=,安培力F0=BI0l0由受力分析可知：mgsinθ+F=F0F=0.2N，方向沿斜面向上.rRE1（2）E1=By1i1=I1=t1=Q1=I12Rt1E2=By2vi2=I2=t2=Q2=I12Rt2Q=Q1+Q2=10.125JrRE12m1ivx1rRE22m2ivx2（3）金属棒通过磁场过程中，重力做功WG=mgxsinθ安培力做功W安=-Q对金属棒通过磁场过程中，用动能定理有：WG+W安+WF=0，解得WF=-33.075J答案（1）0.2N，方向沿斜面向上（2）10.125J（3）-33.075J11.（2009·上海卢湾区）如图11（a）所示，间距为l、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上.在区域I内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B；在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度B的大小随时间t变化的规律如图（b）所示.t=0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上由静止释放.在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF处之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好.已知cd棒的质量为m、电阻为R，ab棒的质量、阻值均未知，区域Ⅱ沿斜面的长度为2l，在t=tx时刻（tx未知）ab棒恰进入区域Ⅱ，重力加速度为g.求：（1）通过cd棒电流的方向和区域I内磁场的方向；（2）当ab棒在区域Ⅱ内运动时cd棒消耗的电功率；（3）ab开始下滑的位置离EF的距离；（4）ab棒开始下滑至EF的过程中回路中产生的热量.图11解析（1）通过cd棒的电流方向d→c区域I内磁场方向为垂直于斜面向上（2）对cd棒，F安=BIl=mgsinθ所以通过cd棒的电流大小I=当ab棒在区域Ⅱ内运动时cd棒消耗的电功率P=I2R=Blmgsin22222sinlBRgm（3）ab棒在到达区域Ⅱ前做匀加速直线运动，a==gsinθ,cd棒始终静止不动，ab棒在到达区域Ⅱ前、后，回路中产生的感应电动势不变，则ab棒在区域Ⅱ中一定做匀速直线运动可得=Blvt即=Blgsinθ·tx所以tx=ab棒在区域Ⅱ中做匀速直线运动的速度vt=则ab棒开始下滑的位置离EF的距离h=atx2+2l=3lmF合tΦxtllB·2·sin2glsin2gl21（4）ab棒在区域Ⅱ中运动的时间t2=ab棒从开始下滑至EF的总时间t=tx+t2=2ε=Blvt=Blab棒从开始下滑至EF的过程中闭合回路产生的热量Q=εIt=4mglsinθ答案（1）d→c垂直于斜面向上（2）（3）3l（4）4mglsinθsin22glvltsin2glsin2gl22222sinlBRgm12.平行轨道PQ、MN两端各接一个阻值R1=R2=8Ω的电热丝，轨道间距L=1m，轨道很长，本身电阻不计，轨道间磁场按如图12（a）所示的规律分布，其中每段垂直纸面向里和向外的磁场区域宽度均为2cm，磁感应强度的大小均为B=1T，每段无磁场的区域宽度为1cm，导体棒ab本身电阻r=1Ω，与轨道接触良好，现让ab以v=10m/s的速度向右匀速运动.求：（1）ab两端的电压为多大？（2）设向右为正方向，在图（b）坐标中画出ab所受外力随时间变化的关系图（棒进入磁场时开始计时）（3）整个过程中，通过ab的电流是否是交变电流？若是，则其有效值为多大？（4）若不加外力，棒的质量m=0.01kg，让棒由第一个磁场左边界开始以v=10m/s的速度向右运动，求棒所发生的最大位移.（导轨足够长）图12解析（1）感应电动势E=BLv=10V,R12==4Ω,ab中的电流I==2A,ab两端的电压为U=IR12=8V（2）在磁场中t1=2×10-3s，在无磁场区t2=1×10-3s,ab所受的安培力为F=BIL=2N,方向向右，如下图所示2121RRRRrRE12（3）是交变电流.ab中交流电的周期T==0.006s,由交流电有效值的定义，可得I2R（2）=I有效2RT，即I有效=A.（4）棒在磁场中做变减速运动，取很短时间Δt,Δv=aΔtΔv=Δt,ΣΔv=ΣvΔtv=vdvd2122vd1362)(1222rRmvLB)(1222rRmLB11222)(xrRmLBx1=0.5mx=50cm+24cm=74cm答案（1）8V（2）见解析（3