2020屆高考物理第一輪復習 電磁感應和交變電流考點模擬檢測 魯科版

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1、2020屆高考物理第一輪復習考點模擬檢測：電磁感應和交變電流 本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分。共100分考試用時90分鐘。 第Ⅰ卷（選擇題共40分） 一、本題共10小題，每小題4分，共40分．在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確．全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分． 1．[2020·江蘇物理卷T2] 如圖2所示，固定的水平長直導線中通有電流I，矩形線框與導線在同一豎直平面內，且一邊與導線平行．線框由靜止釋放，在下落過程中(　　) 圖2 A．穿過線框的磁通量保持不變 B．線框中感應電流方向保持不變

2、 C．線框所受安培力的合力為零 D．線框的機械能不斷增大 2． 某小型水電站的電能輸送示意圖如下。發(fā)電機的輸出電壓為200V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n1，n2。降壓變壓器原副線匝數(shù)分別為a3、n4（變壓器均為理想變壓器）。要使額定電壓為220V的用電器正常工作，則 （ ） 　A． B． 　C．升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓 　D．升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率 a b O -10 10 0.1 0.3 0.5 t/s u/V 3． 如圖所示，圖線a是線圈在勻強磁場中勻速轉動時

3、所產(chǎn)生正弦交流電的圖象，當調整線圈轉速后，所 產(chǎn)生正弦交流電的圖象如圖線b所示，以下關于這 兩個正弦交流電的說法正確的是 （ ） A．在圖中t = 0時刻穿過線圈的磁通量均為零 B．線圈先后兩次轉速之比為3:2 C．交流電a的瞬時值為V D．交流電b的最大值為V 4． 右圖所示，邊長為2L的有界正方形磁場，磁場方向垂直紙面向里，一寬為L、長為2L的矩形線圈abcd，其ab邊位于磁場的中央，線圈平面與磁場垂直。現(xiàn)讓線圈以ab邊為軸順時針（從上往下看）勻速轉動，規(guī)定電流沿abcda流向為正方向，在一個周期內感應電流隨時間變化的圖象為

4、 （ ） 5． 如圖所示，一導線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線MN右側有磁感應強度為B的勻強磁場。方向垂直于回路所在的平面?；芈芬运俣葀向右勻速進入磁場，直徑CD始絡與MN垂直。從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止，下列結論正確的是 （ ） 　A．感應電流方向不變 　B．CD段直線始終不受安培力 　C．感應電動勢最大值E＝Bav 　D．感應電動勢平均值 6．如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為20∶1，原線圈接正弦交流電，副線圈接入“220V，60W”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光．則 （

5、） ～ × A A．電流表的示數(shù)為A　　 B．電源輸出功率為1200W C．電流表的示數(shù)為A　　 D．原線圈端電壓為11V 7． 導體框架abcd構成的平面與水平面成角，質量為m的導體棒PQ與導體軌道、 接觸良好而且相互垂直。軌道、平行，間距為L?；芈返拿娣e為S，總電阻為R且保持不變。勻強磁場方向垂直框架平面斜向上，其變化規(guī)律如圖乙所示。從開始，導體棒PQ始終處于靜止狀態(tài)，圖乙中為已知量，足夠大，則 （ ） A．產(chǎn)生感應電流時，導體棒PQ中的電流方向為由P到Q B．產(chǎn)生感應電流時，感應電流為恒定電流 C．產(chǎn)生感應電流時，導體棒P

6、Q受到的安培力為恒力 D．PQ恰好不受摩擦力時，磁感應強度的大小為 8． 在豎直向上的勻強磁場中，水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈，線圈所圍的面積為0.1m2，線圈電阻為1．規(guī)定線圈中感應電流I 的正方向從上往下看是順時針方向，如圖1所示．磁場的磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖2所示．則以下說法正確的是 B 圖1 I B／T t/s 圖2　 2 3 4 5 （ ） A．在時間0～5s內I的最大值為0.1A B．在時間0～5s內I的方向先順時針后逆時針 C．在時間0～5s內，線圈最大發(fā)熱功率為1.0×10-4w D．在時間

7、0～5s內，通過線圈某截面的總電量為零 9．如圖所示，電路中A、B是規(guī)格相同的燈泡，L是自感系數(shù)較大直 流電阻可忽略不計的線圈，那么 （ ） A．閉合S，A、B同時亮，然后A變暗后熄滅 B．閉合S，B先亮，A逐漸變亮，最后A、B亮度相同 C．斷開S，A和B均閃亮一下后熄滅 D．斷開S，B立即熄滅，A閃亮一下后熄滅 10．如圖所示。直角三角形導線框abc以大小為V的速度勻速通過有清晰邊界的勻強磁場區(qū)域（勻強磁場區(qū)域的寬度大于導線框的邊長），則此過程中導線框中感應電流的大小隨時間變化的規(guī)律為下列四個圖像當中的哪一個？ （

8、 ） 第Ⅱ卷（非選擇題 共60分） 二、本題共2小題，共12分．把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答． 11．（6分）如圖所示，單匝矩形閉合導線框abcd全部處于磁感應強度為B的水平勻強磁場中，線框面積為S，電阻為R。線框繞與cd邊重合的豎直固定轉軸以角速度勻速轉動，線框中感應電流的有效值I= 。線框從中性面開始轉過的過程中，通過導線橫截面的電荷量q= 。 12．（6分）在“用DIS研究通電螺線管的磁感應強度”的實驗中，應 將螺線管接入電源后放置在水平桌面上，調節(jié)磁傳感器的高度，使磁傳感器的探管正好在螺線管的 上。啟動“繪圖”功能后

9、，在顯示屏上可觀察到B—d圖線，如圖所示,請根據(jù)圖像寫出實驗結果： 。 三、本題共4小題，滿分48分.解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。 13．（10分） 發(fā)電機轉子是匝數(shù)n=100，邊長L=20cm的正方形線圈，置于磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中，繞著垂直磁場方向的軸以ω=100π（rad／s）的角速度轉動，當轉到線圈平面與磁場方向垂直時開始計時．線圈的電阻r=1Ω，外電路電阻R=99Ω．試求： （1）寫出交變電流瞬

10、時值表達式； （2）外電阻上消耗的功率； （3）從計時開始，線圈轉過過程中，通過外電阻的電荷量是多少? 14．(12分)如圖所示，在磁感強度B= 2T的勻強磁場中，有一個半徑r=0.5m的金屬圓環(huán)．圓環(huán)所在的平面與磁感線垂直．OA是一個金屬棒，它沿著順時針方向以20rad／s的角速度繞圓心O勻速轉動．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)和連接導線的電阻忽略不計，求： （1）電容器的帶電量．哪個極板帶正電． （2）電路中消耗的電功率是多少？ 15．（12分）如圖甲所示，不計電阻的U形光滑導軌框架水平放置

11、，框架中間有豎直方向的勻強磁場，導軌間距為1m,有一導體棒ab橫放在框架上， 其質量為m＝0.1kg，電阻R＝4歐，現(xiàn)用輕繩拴住導體棒，輕繩一端通過定滑輪繞在電動機轉軸上，另一端通過定滑輪與質量為M＝0.3kg的物體相連，電動機的內阻為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，電動機牽引原來靜止的導體棒ab在U形光滑導軌框架水平向右運動，其運動情況如圖乙所示（g=10m/s2）。求： （1）磁感應強度的大?。? （2）導體棒在變速運動階段產(chǎn)生的熱量。 16．（14分）[2020·四川卷T24] 如圖1－9所示，間距l(xiāng)＝0.3 m的平行金屬導軌a1b1

12、c1和a2b2c2分別固定在兩個豎直面內．在水平面a1b1b2a2區(qū)域內和傾角θ＝37°的斜面c1b1b2c2區(qū)域內分別有磁感應強度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磁場．電阻R＝0.3 Ω、質量m1＝0.1 kg、長為l 的相同導體桿K、S、Q分別放置在導軌上，S桿的兩端固定在b1、b2點，K、Q桿可沿導軌無摩擦滑動且始終接觸良好．一端系于K桿中點的輕繩平行于導軌繞過輕質定滑輪自然下垂，繩上穿有質量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作用下勻速運動．不計導軌電阻和滑輪摩擦，

13、繩不可伸長．取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求： (1)小環(huán)所受摩擦力的大?。? (2)Q桿所受拉力的瞬時功率． 參考答案 1．B　【解析】 當線框由靜止向下運動時，穿過線框的磁通量逐漸減小，根據(jù)楞次定律可得，產(chǎn)生的感應電流的方向為順時針且方向不發(fā)生變化，A錯誤，B正確；因線框上下兩邊所處的磁場強弱不同，線框所受的安培力的合力一定不為零，C錯誤；整個線框所受的安培力的合力豎直向上，對線框做負功，線框的機械能減小，D錯誤． 2．AD考點：變壓器工作原理、遠距離輸電 解析：根據(jù)變壓器工作原理可知,，由于輸電線上損失一部分電

14、壓，升壓變壓器的輸出電壓大于降壓變壓器的輸入電壓，有，所以，A正確，BC不正確。升壓變壓器的輸出功率等于降壓變壓器的輸入功率加上輸電線損失功率，D正確。 3．BCD 根據(jù)并結合圖像可選出選項BCD正確 4．D 有交變電流的產(chǎn)生條件和線圈在磁場中旋轉的特點可得選項D正確 5． ACD解析：在閉合電路進入磁場的過程中，通過閉合電路的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應電流的方向為逆時針方向不變，A正確。根據(jù)左手定則可以判斷，受安培力向下，B不正確。當半圓閉合回路進入磁場一半時，即這時等效長度最大為a，這時感應電動勢最大E=Bav，C正確。感應電動勢平均值，D正確。 6． C 燈泡正常發(fā)

15、光，則副線圈的電流為I1＝＝3A/11，根據(jù)變壓器的電流關系可得：，原線圈中的電流I0＝＝3A/220，即電流表的示數(shù)為A，原線圈中電壓為：U0＝＝4400V，電源的輸出功率P＝UI＝4400×＝60W，故選擇C． 7．B 根據(jù)楞次定律及法拉第電磁感應定律可得選項B是正確的。 8．BCD 根據(jù)楞次定律可知選項B是正確的，根據(jù)并結合圖像可知選項C是正確的，由公式可得選項D正確 9．AD 根據(jù)自感現(xiàn)象的特點可選出AD 10．B 根據(jù)右手定則及導體棒切割磁感線的有效長度可選出選項B 11．（1）， 【解析】本題考查交變流電的產(chǎn)生和最大值、有效值、平均值的關系及交變電流中有關電荷量的計

16、算等知識。 電動勢的最大值，電動勢的有效值，電流的有效值； 12．軸線，通電螺線管內部的磁場是勻強磁場，兩極是非勻強磁場。 13．（10分） 解析：（1）電動勢的最大值：Um=nBωL2=200π=628（V），根據(jù)閉合電路歐姆定律得： Im==6.28A，故交變電流瞬時值表達式為：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）從計時開始到線圈轉過過程中，平均感應電動勢由得：， 而平均電流： ，所以通過外電阻的電荷量：q=C． 14．解析： （l）畫出等效電路圖，如圖所示．導體棒OA產(chǎn)生感應

17、電動勢：V， A，則C。 根據(jù)右手定則，感應電流的方向由O→A，但導體棒切割磁感 線相當于電源，在電源內部電流從電勢低處流向電勢高處．故A點電勢高于O點電勢．又由于電容器上板與A點相接即為正極，同理電容器下板由于與O相接為負極． （2）電路中消耗的電功率P消=I2（R+R2）=5W，或P消=IE=5W。 易錯點悟：不能正確求解轉動型導體棒的電動勢。 15．解：（1）根據(jù)乙圖可知，經(jīng)過t＝1秒時，桿ab移動s＝1m后做勻速直線運動，根據(jù)1秒時圖線斜率可知 勻速運動速度為 v＝2m/s 勻速運動時安培力對ab桿做功瞬時功率為： 勻速時系統(tǒng)功率關系滿足 UI=Mgv+I2

18、r+ 代入數(shù)據(jù)解有 B＝1T （2）根據(jù)乙圖可知，加速階段經(jīng)歷時間1秒，M上升高度等于桿ab移動距離 h＝s＝1m 加速階段滿足功能關系 UIt=Mgh+I2rt++ Q 代入數(shù)據(jù)解有 Q＝3.2 J 16．【解析】 (1)設小環(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)設通地K桿的電流為I1，K桿受力平衡，有f＝B1I1l ③ 設回路總電流為I，總電阻為R總，有I＝2I1 ④ R總＝R ⑤ 設Q桿下滑速度大小為v，產(chǎn)生的感應電動勢為E，有I＝ ⑥ E＝B2lv ⑦ F＋m1gsinθ＝B2Il ⑧ 拉力的瞬時功率為P＝Fv ⑨ 聯(lián)立以上方程，代入數(shù)據(jù)得P＝2 W⑩