【优化方案】(浙江专用)2016版高考物理二轮复习 第一部分 专题四 电磁感应与电路综合检测

1专题四综合检测一、单项选择题1．(2015·高考北京卷)如图所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于电流表内阻的12；R2的阻值等于电流表内阻的2倍．若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是()A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04AB．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02AC．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06AD．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01A解析：选C.设电流表A的内阻为RA，用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值时，若将接线柱1、2接入电路，根据并联电路的特点，(I1－IA)R1＝IARA，解得I1＝3IA＝0.06A，则每一小格表示0.06A；若将接线柱1、3接入电路，则(I2－IA)R1＝IARA，解得I2＝3IA＝0.06A，则每一小格表示0.06A．选项C正确．2．(2015·天津河东区二模)如图所示，甲、乙两电路中电源完全相同，外电阻R1＞R2，两电路中分别通过相同的电荷量q的过程中，下列判断正确的是()A．电源内部产生电热较多的是甲电路B．R1上产生的电热比R2上产生的电热少C．电源做功较多的是甲电路D．电源效率较高的是甲电路解析：选D.电源内部产生电热Q＝I2rt＝Iqr，由于外电阻R1＞R2，甲电路电流较小，电源内部产生电热较少的是甲电路，选项A错误．外电阻产生电热Q＝I2Rt＝IqR＝Uq，U1＞U2，R1上产生的电热比R2上产生的电热多，选项B错误．两电路中分别通过相同的电荷量q的过程中，两电源做功相等，选项C错误．电源效率较高的是甲电路，选项D正确．3.(2015·河南开封一模)如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为R.L1和L2为相同的灯泡，每个灯泡的电阻和定值电阻阻值均为R.电压表为理想电表．K为单刀双掷开关，当开关由1位置掷到2位置时，下列说法中正确的是()A．L1亮度不变，L2将变暗B．L1将变亮，L2将变暗C．电源内阻的发热功率将变小D．电压表示数将变小2解析：选D.开关掷到位置1时，灯泡L1和L2并联，并联电阻R并＝R×RR＋R＝R2，电路总电阻R总＝R＋R＋R2＝5R2，干路电流I＝ER总＝2E5R，根据并联电路电流与电阻成反比可得流过灯泡L1和L2的电流相等，即I1＝I2＝E5R.开关掷到2位置，灯泡L1与定值电阻R串联，然后与灯泡L2并联，并联电阻为R′并＝（R＋R）×RR＋R＋R＝2R3，电路总电阻R′总＝R＋2R3＝5R3，干路电流I′＝ER′总＝3E5R，根据并联电路电流与电阻成反比可得流过灯泡L1的电流I′1＝I′×13＝E5R，流过灯泡L2的电流I′2＝I′×23＝2E5R.据此判断，开关由1位置掷到2位置，流过灯泡L1的电流大小不变，灯泡亮度不变，流过灯泡L2的电流变大，灯泡变亮，所以选项A、B错．总电流变大，电源内阻的发热功率(P＝I2R)变大，选项C错．总电流变大，内电压变大，路端电压变小，电压表示数变小，选项D对．4.如图所示，水平放置的U形线框abcd处于匀强磁场之中，已知导轨间的距离为L，磁场的磁感应强度大小为B，方向竖直向下．直导线MN中间串有电压表(已知导线和电压表的总质量为m)，水平跨接在ab与cd上，且与ab垂直，直导线与导轨之间的动摩擦因数为μ，R为电阻，C为电容器．现令MN以速度v0向右匀速运动一段时间后，用U表示电压表的读数，q表示电容器所带的电荷量，C表示电容器的电容，F表示对MN的拉力．因电压表的体积很小，对MN间电压的影响可忽略，则()A．U＝BLv0，F＝B2L2v0R＋μmgB．U＝BLv0，F＝μmgC．U＝0，F＝μmgD．q＝BLCv0，F＝B2L2v0R解析：选C.当直导线匀速运动时，产生的电动势为E＝BLv0，但因为电容相当于开路，所以回路中的感应电流为零，所以安培力为零，电压表的示数为零，电容器所带电荷量为q＝BLCv0，拉力的大小为F＝μmg，即只有C项正确．5．如图所示的电路中，三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1＜R2＜R3，电感L的电阻可忽略，D为理想二极管．电键K从闭合状态突然断开时，下列判断正确的是()A．L1逐渐变暗，L2、L3均先变亮，然后逐渐变暗B．L1逐渐变暗，L2立即熄灭，L3先变亮，然后逐渐变暗3C．L2立即熄灭，L1、L3均逐渐变暗D．L1、L2、L3均先变亮，然后逐渐变暗解析：选B.K断开前，I1I2I3，断开K瞬间，L1中电流由I1逐渐减小，故L1逐渐变暗．由于此时加在二极管上的是反向电压，故L2中电流为零，L2立即熄灭．而L3中的电流由I3突然变成反向I1(I1I3)，然后逐渐减小到零，L3先变亮后逐渐变暗，B正确．6．(2015·东北三省四市第二次联合考试)如图所示，两个宽度均为L的条形区域，存在着大小相等、方向相反且均垂直纸面的匀强磁场，以竖直虚线为分界线，其左侧有一个用金属丝制成的与纸面共面的直角三角形线框ABC，其底边BC长为2L，并处于水平．现使线框以速度v水平匀速穿过匀强磁场区，则此过程中，线框中的电流随时间变化的图象正确的是(设逆时针的电流方向为正方向，取时间t0＝Lv作为计时单位)()解析：选D.根据题意，从2t0到3t0的过程中电流大小由2i0逐渐增大为3i0，从3t0到4t0过程中电流大小由i0逐渐增大为2i0，且在4t0时电流大小为2i0，所以选项D正确．二、不定项选择题7.(2015·台州一模)如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab.导轨的一端连接电阻R，其他电阻均不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止开始向右运动．则()A．随着ab运动速度的增大，其加速度也增大B．外力F对ab做的功等于电路中产生的电能C．当ab做匀速运动时，外力F做功的功率等于电路中的电功率D．无论ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能解析：选CD.金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止开始向右运动，随着ab运动速度的增大，产生的感应电流增大，所受与F方向相反的安培力增大，其加速度减小，选项A错误；外力F对ab做的功等于电路中产生的电能和金属棒增加的动能之和，选项B错误；由能量守恒定律可知，当ab做匀速运动时，外力F做功的功率等于电路中的电功率，选项C正确；无论ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能，选项D正4确．8.(2015·陕西西安质检)如图所示，用同种电阻丝制成的正方形闭合线框1的边长与圆形闭合线框2的直径相等，m和n是1线框下边的两个端点，p和q是2线框水平直径的两个端点，1和2线框同时由静止开始释放并进入上边界水平、足够大的匀强磁场中，进入过程中m、n和p、q连线始终保持水平．当两线框完全进入磁场以后，下面说法正确的是()A．m、n和p、q电势的关系一定有Um＜Un，Up＜UqB．m、n和p、q间电势差的关系一定有Umn＝UpqC．进入磁场过程中流过1和2线框的电荷量Q1＞Q2D．进入磁场过程中流过1和2线框的电荷量Q1＝Q2解析：选AD.当两线框完全进入磁场以后，根据右手定则知Un＞Um，Uq＞Up，A正确；两线框完全进入磁场后，由于两线框的速度关系无法确定，故不能确定两点间的电势差的关系，B错误；设m、n间距离为a，由Q＝ΔΦR，R＝ρlS得进入磁场过程中流过1、2线框的电荷量都为BaS4ρ，C错误，D正确．9．(2015·浙江毕业班质量检测)如图，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，右端接一个阻值为R的定值电阻．平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场．质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止．已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好．则金属棒穿过磁场区域的过程中()A．流过金属棒的最大电流为BL2gh2RB．流过金属棒的电荷量为BdLRC．克服安培力所做的功为mghD．金属棒产生的焦耳热为12mg(h－μd)解析：选AD.金属棒滑下过程中，根据动能定理有mgh＝12mv2m，根据法拉第电磁感应定律有E＝BLvm，根据闭合电路欧姆定律有I＝E2R，联立得Im＝BL2gh2R，A正确；根据q＝ΔΦ2R可知，通过金属棒的电荷量为BdL2R，B错误；全过程根据动能定理得mgh＋Wf＋W安＝0，故C错误；由Wf＝－μmgd，金属棒克服安培力做的功完全转化成电热，由题意可知金属棒与电5阻R上产生的焦耳热相同，设金属棒上产生的焦耳热为Q，故2Q＝－W安，联立得Q＝12mg(h－μd)，D正确．10.如图所示，在光滑水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大．一个边长为L、质量为m、电阻为R的正方形金属线框沿垂直磁场方向，以速度v从图示位置向右运动，当线框中心线AB运动到与PQ重合时，线框的速度为v2，则下列说法错误的是()A．此时线框的电功率为4B2L2v2RB．此时线框的加速度为4B2L2vmRC．此过程通过线框截面的电荷量为BL2RD．此过程回路产生的电能为0.75mv2解析：选ABD.在题图中虚线位置，线框产生的电动势E＝BLv2＋BLv2＝BLv，电流I＝ER＝BLvR，由牛顿第二定律，线框的加速度a＝Fm＝2×BILm＝2B2L2vmR，选项B错误；线框的电功率P＝I2R＝B2L2v2R，选项A错误；由法拉第电磁感应定律和电流的定义，可得此过程通过线框截面的电荷量q＝It＝ΔΦR＝BL2R，选项C正确；由能量守恒定律，可得回路产生的电能W＝12mv2－12mv24＝38mv2，选项D错误．三、非选择题11．(2015·江西重点中学联盟第二次联考)如图所示，间距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面夹角为30°，导轨的电阻不计，导轨的N、Q端连接一阻值为R的电阻，导轨上有一根质量一定、电阻为r的导体棒ab垂直导轨放置，导体棒上方距离L以上的范围存在着磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直向下的匀强磁场．现在施加一个平行斜面向上且与棒ab重力相等的恒力，使导体棒ab从静止开始沿导轨向上运动，当ab进入磁场后，发现ab开始匀速运动，求：(1)导体棒的质量；(2)若进入磁场瞬间，拉力减小为原来的一半，求导体棒能继续向上运动的最大位移．解析：(1)导体棒从静止开始在磁场外匀加速运动，距离为L，其加速度为6F－mgsin30°＝maF＝mg得a＝12g棒进入磁场时的速度为v＝2aL＝gL由棒在磁场中匀速运动可知F安＝12mgF安＝BIL＝B2L2vR＋r得m＝2B2L2R＋rLg.(2)若进入磁场瞬间使拉力减半，则F＝12mg则导体棒所受合力为F安F安＝BIL＝B2L2vR＋r＝mav＝ΔxΔt和a＝ΔvΔt代入上式得B2L2ΔxΔtR＋r＝mΔvΔt即B2L2ΔxR＋r＝mΔv设导体棒继续向上运动的位移为x，则有B2L2xR＋r＝mv将v＝gL和m＝2B2L2R＋rLg代入得x＝2L.答案：(1)2B2L2R＋rLg(2)2L12．(2015·高考四川卷)如图所示，金属导轨MNC和PQD，MN与PQ平行且间距为L，所在平面与水平面夹角为α，N、Q连线与MN垂直，M、P间接有阻值为R的电阻；光滑直导轨NC和QD在同一水平面内，与NQ的夹角都为锐角θ.均匀金属棒ab和ef质量均为m，长均为L，ab棒初始位置在水平导轨上与NQ重合；ef棒垂直放在倾斜导轨上，与导轨间的动摩擦因数为μ(μ较小)，由导轨上的小立柱1和2阻挡而静止．空间有方向竖直的匀强磁场(图中未画出)．两金属棒与导轨保持良好接触，不计所有导轨和ab棒的电阻，ef棒的阻值为R，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略感应电流产生的磁场，重力加速度为g.7(1)若磁感应强度大小为B，给ab棒一个垂直于NQ，水平向右的速度v1，在水平导轨上沿运动方向滑行