2020屆高考物理第一輪復(fù)習(xí) 電磁感應(yīng)和交變電流課堂練習(xí)二 新人教版

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1、2020屆高考物理第一輪復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)和交變電流課堂練習(xí)二 1．如圖所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線(xiàn)框abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線(xiàn)框面積為S，電阻為R。線(xiàn)框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)框中感應(yīng)電流的有效值I= 。線(xiàn)框從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)橫截面的電荷量q= 。 2．在“用DIS研究通電螺線(xiàn)管的磁感應(yīng)強(qiáng)度”的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng) 將螺線(xiàn)管接入電源后放置在水平桌面上，調(diào)節(jié)磁傳感器的高度，使磁傳感器的探管正好在螺線(xiàn)管的 上。啟動(dòng)“繪圖”功能后，在顯示屏上可觀察到B—d圖線(xiàn)，如圖所示,請(qǐng)根據(jù)圖像寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

2、 。 3．（10分） 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是匝數(shù)n=100，邊長(zhǎng)L=20cm的正方形線(xiàn)圈，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞著垂直磁場(chǎng)方向的軸以ω=100π（rad／s）的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)到線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)．線(xiàn)圈的電阻r=1Ω，外電路電阻R=99Ω．試求： （1）寫(xiě)出交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式； （2）外電阻上消耗的功率； （3）從計(jì)時(shí)開(kāi)始，線(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)程中，通過(guò)外電阻的電荷量是多少? 4．如圖所示，在磁感強(qiáng)度B= 2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)半徑r=0.5m的

3、金屬圓環(huán)．圓環(huán)所在的平面與磁感線(xiàn)垂直．OA是一個(gè)金屬棒，它沿著順時(shí)針?lè)较蛞?0rad／s的角速度繞圓心O勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．A端始終與圓環(huán)相接觸OA棒的電阻R=0.1Ω，圖中定值電阻R1=100Ω，R2=4Ω，電容器的電容C=100pF．圓環(huán)和連接導(dǎo)線(xiàn)的電阻忽略不計(jì)，求： （1）電容器的帶電量．哪個(gè)極板帶正電． （2）電路中消耗的電功率是多少？ 5．如圖甲所示，不計(jì)電阻的U形光滑導(dǎo)軌框架水平放置，框架中間有豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)軌間距為1m,有一導(dǎo)體棒ab橫放在框架上， 其質(zhì)量為m＝0.1kg，電阻R＝4歐，現(xiàn)用輕繩拴住導(dǎo)體棒，輕繩一端通過(guò)定滑輪繞在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上，另一端通過(guò)定滑輪與質(zhì)量為M＝0.3

4、kg的物體相連，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為r＝0.1歐，接通電路后，電壓表的讀數(shù)恒為U=8V，電流表的讀數(shù)恒為I=1A，電動(dòng)機(jī)牽引原來(lái)靜止的導(dǎo)體棒ab在U形光滑導(dǎo)軌框架水平向右運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)情況如圖乙所示（g=10m/s2）。求： （1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??； （2）導(dǎo)體棒在變速運(yùn)動(dòng)階段產(chǎn)生的熱量。 6．）[2020·四川卷T24] 如圖1－9所示，間距l(xiāng)＝0.3 m的平行金屬導(dǎo)軌a1b1c1和a2b2c2分別固定在兩個(gè)豎直面內(nèi)．在水平面a1b1b2a2區(qū)域內(nèi)和傾角θ＝37°的斜面c1b1b2c2區(qū)域內(nèi)分別有磁感應(yīng)強(qiáng)度B1＝0.4 T、方向豎直向上和B2＝1 T、方向垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．電阻R＝

5、0.3 Ω、質(zhì)量m1＝0.1 kg、長(zhǎng)為l 的相同導(dǎo)體桿K、S、Q分別放置在導(dǎo)軌上，S桿的兩端固定在b1、b2點(diǎn)，K、Q桿可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng)且始終接觸良好．一端系于K桿中點(diǎn)的輕繩平行于導(dǎo)軌繞過(guò)輕質(zhì)定滑輪自然下垂，繩上穿有質(zhì)量m2＝0.05 kg的小環(huán)．已知小環(huán)以a＝6 m/s2的加速度沿繩下滑，K桿保持靜止，Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運(yùn)動(dòng)．不計(jì)導(dǎo)軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長(zhǎng)．取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求： (1)小環(huán)所受摩擦力的大小； (2)Q桿所受拉力的瞬時(shí)功率．

6、 參考答案 1．（1）， 【解析】本題考查交變流電的產(chǎn)生和最大值、有效值、平均值的關(guān)系及交變電流中有關(guān)電荷量的計(jì)算等知識(shí)。 電動(dòng)勢(shì)的最大值，電動(dòng)勢(shì)的有效值，電流的有效值； 2．軸線(xiàn)，通電螺線(xiàn)管內(nèi)部的磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩極是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)。 3．（10分） 解析：（1）電動(dòng)勢(shì)的最大值：Um=nBωL2=200π=628（V），根據(jù)閉合電路歐姆定律得： Im==6.28A，故交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式為：i=6.28sin100πt． （2）因電流的有效值I=，由P=I2R得外電阻上的消耗功率：P=（）2R=1.95×103W． （3）從計(jì)時(shí)開(kāi)始到線(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)程中，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由得：，

7、而平均電流： ，所以通過(guò)外電阻的電荷量：q=C． 4．解析： （l）畫(huà)出等效電路圖，如圖所示．導(dǎo)體棒OA產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：V， A，則C。 根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流的方向由O→A，但導(dǎo)體棒切割磁感 線(xiàn)相當(dāng)于電源，在電源內(nèi)部電流從電勢(shì)低處流向電勢(shì)高處．故A點(diǎn)電勢(shì)高于O點(diǎn)電勢(shì)．又由于電容器上板與A點(diǎn)相接即為正極，同理電容器下板由于與O相接為負(fù)極． （2）電路中消耗的電功率P消=I2（R+R2）=5W，或P消=IE=5W。 易錯(cuò)點(diǎn)悟：不能正確求解轉(zhuǎn)動(dòng)型導(dǎo)體棒的電動(dòng)勢(shì)。 5．解：（1）根據(jù)乙圖可知，經(jīng)過(guò)t＝1秒時(shí)，桿ab移動(dòng)s＝1m后做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)1秒時(shí)圖線(xiàn)斜率可知 勻速運(yùn)動(dòng)速度為

8、 v＝2m/s 勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)安培力對(duì)ab桿做功瞬時(shí)功率為： 勻速時(shí)系統(tǒng)功率關(guān)系滿(mǎn)足 UI=Mgv+I2r+ 代入數(shù)據(jù)解有 B＝1T （2）根據(jù)乙圖可知，加速階段經(jīng)歷時(shí)間1秒，M上升高度等于桿ab移動(dòng)距離 h＝s＝1m 加速階段滿(mǎn)足功能關(guān)系 UIt=Mgh+I2rt++ Q 代入數(shù)據(jù)解有 Q＝3.2 J 6．【解析】 (1)設(shè)小環(huán)受到力的摩擦力大小為f，由牛頓第二定律，有m2g－f＝m2a① 代入數(shù)據(jù)，得f＝0.2 N② (2)設(shè)通地K桿的電流為I1，K桿受力平衡，有f＝B1I1l ③ 設(shè)回路總電流為I，總電阻為R總，有I＝2I1 ④ R總＝R ⑤ 設(shè)Q桿下滑速度大小為v，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，有I＝ ⑥ E＝B2lv ⑦ F＋m1gsinθ＝B2Il ⑧ 拉力的瞬時(shí)功率為P＝Fv ⑨ 聯(lián)立以上方程，代入數(shù)據(jù)得P＝2 W⑩