备战2020高考物理-高三第一轮基础练习:电磁感应和电路问题(含答案)
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备战2020高考物理-高三第一轮基础练习:电磁感应和电路问题(含答案) 1 / 16 备战2020高考物理-高三第一轮基础练习:电磁感应与电路问题 一、单选题 1.如图,由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd,固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中.一接入电路电阻为R的导体棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动,滑动过程PQ始终与ab垂直,且与线框接触良好,不计摩擦.在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中( )
A. PQ中电流先增大后减小 B. PQ两端电压先减小后增大 C. PQ上拉力的功率先减小后增大 D. 线框消耗的电功率先减小后增大 2.如图表示,矩形线圈绕垂直于匀强磁场磁感线的固定轴O以角速度w逆时针匀速转动时,下列叙述中正确的是( )
A. 若从图示位置计时,则线圈中的感应电动势e=Emsinwt B. 线圈每转1周交流电的方向改变1次 C. 线圈的磁通量最大时感应电动势为零 D. 线圈的磁通量最小时感应电动势为零 3.如图所示,MN、PQ是间距为L的平行金属导轨,置于磁感应强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中,M、P间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好、有效阻
值为 的金属导线ab垂直导轨放置,并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动,不计导轨电阻,则( )
A. 通过电阻R的电流方向为P→R→M B. a、b两点间的电压为BLv C. a端电势比b端电势高 D. 外力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热 4.闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中,磁场方向垂直于圆环平面,则( ) 备战2020高考物理-高三第一轮基础练习:电磁感应和电路问题(含答案) 2 / 16 A. 环中产生的感应电动势均匀变化 B. 环中产生的感应电流均匀变化 C. 环中产生的感应电动势保持不变 D. 环上某一小段导体所受的安培力保持不变 5.用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框,以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图所示。在每个线框进入磁场的过程中,M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc
和Ud。下列判断正确的是 ( )
A. Ua<Ub<Uc<Ud B. Ua<Ub<Ud<Uc C. Ua=Ub<Uc=Ud D. Ub<Ua<Ud<Uc 6.如图所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向在图中已经画出.左线圈连着平行导轨M和N,导轨电阻不计,在导轨垂直方向上放着金属棒ab,金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中,下列说法正确的是( )
A. 当金属棒向右匀速运动时,a点电势高于b点,c点电势高于d点 B. 当金属棒向右匀速运动时,b点电势高于a点,c点与d点为等电势点 C. 当金属棒向右加速运动时,b点电势高于a点,c点电势高于d点 D. 当金属棒向左加速运动时,b点电势高于a点,d点电势高于c点 7.在匀强磁场中,ab、cd两根导体棒沿两根导轨分别以速度v1、v2滑动,如图所示。下列情况中,能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的是( )
A. v1=v2 , 方向都向右 B. v1=v2 , 方向都向左 C. v1>v2 , v1向右,v2向左 D. v1>v2 , v1向左,v2向右 8.如图所示,正方形线框的边长为 L,电容器的电容为 C。正方形线框的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中,在磁场以变化率 k 均匀减弱的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表的读数为 B. 线框产生的感应电动势大小为 C. 电容器所带的电荷量为零 D. 回路中电流为零 备战2020高考物理-高三第一轮基础练习:电磁感应和电路问题(含答案) 3 / 16 9.如图所示,光滑导轨倾斜放置,其下端连接一个灯泡,匀强磁场垂直于导轨所在平面,当棒下滑到稳定状态时,小灯泡获得的功率为P,除灯泡外,其他电阻不计.要使稳定状态下灯泡的功率变为2P,下列措施正确的是( ).
A. 一个电阻为原来一半的灯泡 B. 把磁感应强度增为原来的2倍 C. 换一根质量为原来2倍的金属棒 D. 把导轨间距减为原来的 二、多选题 10.在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n=1500匝,横截面积S=20cm2。环绕螺线管的导线电阻r=1.0Ω,R1=4.0Ω,滑动变阻器全电阻R2=5.0Ω,电压表可看作理想表,螺线管内磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。则下列说法中正确的是( )
A. S断开时,电压表示数为1.2V B. 闭合S稳定后,电压表示数为1.2V C. 闭合S稳定后,电阻 R1 的消耗的最大功率为0.36W D. 闭合S稳定后,电阻 R1 的消耗的最大功率为0.2304W 11.如图所示,由某种粗细均匀的金属条制成的矩形线框abcd固定在纸面内,匀强磁场垂直纸面向里。一导体棒PQ放在线框上,在水平拉力F作用下沿平行ab的方向匀速滑动,滑动过程PQ始终与ab垂直,且与线框接触良好,不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中( )
A. 通过PQ的电流先增大后减小 B. PQ两端电压先增大后减小 C. 拉力F的功率先减小后增大 D. 通过ad的电流先增大后减小 12.如图所示为交流发电的简易图,n匝矩形线圈的面积为S,整个装置处在磁感应强度为B的竖直向下匀强磁场中,已知线圈的电阻值为r,通过电刷与定值电阻R相连接,与定值电阻并联一理想的交流电压表,现矩形线圈绕中心轴线OO’以恒定的角速度ω匀速转动。t=0备战2020高考物理-高三第一轮基础练习:电磁感应和电路问题(含答案) 4 / 16 时刻线圈处在中性面。下列说法正确的是( )
A. t=0时刻流过定值电阻的电流方向向左 B. 线圈中产生感应电动势的瞬时表达式为e=nBSωsinωt(V)
C. 线圈转过的过程中,电压表的读数为
D. 从t=0时刻起,线圈转过60º时流过定值电阻的瞬时电流为 13.如图所示,金属杆ab静放在水平固定的“U”形金属框上,整个装置处于竖直向上的磁场中.当磁感应强度均匀增大时,杆ab总保持静止,则( )
A. 杆中感应电流方向是从b到a B. 杆中感应电流大小保持不变 C. 金属杆所受安培力逐渐增大 D. 金属杆受三个力作用而保持平衡 14.如图所示,足够长的光滑平行金属导轨与水平面成0角放置,导轨间距为L且电阻不计,其顶端接有一阻值为R的电阻,整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。一质量为m的金属棒以初速度υ0由导轨底端上滑,经一段时间滑行距离x到达最高点后,又返回底端。棒与两导轨始终垂直且接触良好,其接入电路中的电阻为r,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.棒下滑过程的平均速度等于 备战2020高考物理-高三第一轮基础练习:电磁感应和电路问题(含答案)
5 / 16 B.棒下滑过程通过R的电荷量为 C.棒上滑时间等于 D.棒上滑过程中回路产生的焦耳热等于 15.如图所示,两根光滑平行金属导轨固定在倾角为30°的斜面上,导轨间距为L,导轨下端连接一个阻值为R的定值电阻,空间中有一磁感应强度大小为B、方向垂直导轨所在斜面上的匀强磁场。在斜面上平行斜面固定一个轻弹簧,弹簧劲度系数为k,弹簧上端与质量为m、电阻为r、长为L的导体杆相连,杆与导轨垂直且接触良好。导体杆中点系一轻细线,细线平行斜面,绕过一个光滑定滑轮后悬挂一个质量也为m的物块。初始时用手托着物块,导体杆保持静止,细线伸直,但无拉力。释放物块后,下列说法正确的是( )
A. 释放物块瞬间导体杆的加速度为g B. 导体杆最终将保持静止,在此过程中电阻R上产生的焦耳热为 C. 导体杆最终将保持静止,在此过程中细线对导体杆做功为
D. 导体杆最终将保持静止,在此过程中流过电阻R的电荷量为 16.在光滑的水平地面上方,有两个磁感应强度大小均为B,方向相反的水平匀强磁场,如图所示的PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大。一个半径为a、质量为m、电阻为R的金属圆环垂直磁场方向,以速度v从如图位置向右运动,当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时,圆环的速度为v/2,则下列说法正确的是 ( )
A. 此时圆环中的电流为逆时针方向 B. 此时圆环的加速度为 C. 此时圆环中的电功率为 D. 此过程中通过圆环截面的电量为 17.电饭锅工作原理电路如图所示.下列关于电饭锅工作原理的说法中,正确的有( ) 备战2020高考物理-高三第一轮基础练习:电磁感应和电路问题(含答案) 6 / 16 A. 必须手动按下开关按键后,电饭锅才能开始正常工作 B. 插上电源插头后,电饭锅即正常工作,直至饭煮熟 C. 感温铁氧体的作用是在锅内温度达到103℃时失去磁性,再在弹簧的作用下使电路断开 D. 通过图示电路即可实现加热和自动保温功能 三、综合题 18.如图,光滑的平行金属导轨水平放置,电阻不计,导轨间距为L,电阻R1、R2并联后接在导轨左端。整个区域内存在垂直轨道平面向下的匀强磁场。一质量为m,电阻为r的金属棒MN置于导轨上,与导轨垂直且接触良好。自t=0时刻起,在一水平向右的外力F作用下金属棒由静止开始做加速度a=0.4m/s2的匀加速运动。(已知L=1m,m=1kg,R1=0.3W,R2=0.6W,r=0.3W,B=0.5T)。求:
(1)t=0.5s时,通过金属棒MN的电流I r和金属棒的热功率Pr; (2)0~0.5s内,通过电阻R1的电量q; (3)通过分析、计算,在图B.中画出0~1s内F随时间t变化的图像。 19. (1)如图所示,两根足够长的平行导轨,间距L=0.3 m,在导轨间有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B1=0.5 T.一根直金属杆MN以v=2 m/s的速度向右匀速运动,杆MN始终与导轨垂直且接触良好.杆MN的电阻r1=1 Ω,导轨的电阻可忽略.求杆MN中产生的感应电动势E1.
(2)如图乙所示,一个匝数n=100的圆形线圈,面积S1=0.4 m2 , 电阻r2=1 Ω.在线圈中存在面积S2=0.3 m2垂直线圈平面(指向纸外)的匀强磁场区域,磁感应强度B2随时间t变化的关系如图丙所示.求圆形线圈中产生的感应电动势E2.