高三物理上册寒假知识点练习题22.doc

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一、选择题(本大题共10小题,每小题6分,共60分。每小题只有一个选项正确)
1.(2013·宁德模拟)有一种高速磁悬浮列车的设计方案是在每节车厢底部安装强磁铁(磁场方向向下),并且在沿途两条铁轨之间平放一系列线圈。下列说法中不正确的是(　　)
A.列车运动时,通过线圈的磁通量会发生变化
B.列车速度越快,通过线圈的磁通量变化越快
C.列车运动时,线圈中会产生感应电动势
D.线圈中的感应电动势的大小与列车速度无关
2.(2013·徐州模拟)如图甲所示,竖直放置的无限长直导线的右侧固定一小圆环,直导线与小圆环在同一平面内,导线中通入如图乙所示电流(规定电流方向向上时为正),下列说法正确的是(　　)

A.当0<t<时,环中电流沿顺时针方向
B.当<t<时,环中电流越来越小
C.当<t<时,环中电流沿顺时针方向
D.当<t<T时,环有收缩的趋势
3.(2013·厦门模拟)某交流发电机给灯泡供电,产生正弦式交变电流的图像如图所示,下列说法中正确的是(　　)
A.交变电流的频率为0.02Hz
B.交变电流的瞬时表达式为i=5cos50πt(A)
C.在t=0.01s时,穿过交流发电机线圈的磁通量最大
D.若发电机线圈电阻为0.4Ω,则其产生的热功率为5W
4.如图所示,电路中有四个完全相同的灯泡,额定电压均为U,额定功率均为P,变压器为理想变压器,现在四个灯泡都正常发光,则变压器的匝数比n1∶n2和电源电压U1分别为(　　)

A.1∶2　2U　　　　　　　　　B.1∶2　4U
C.2∶1　4U D.2∶1　2U
5.(2013·临沂模拟)随着社会经济的发展,人们对能源的需求也日益扩大,节能变得越来越重要。某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电,用户通过降压变压器用电,若发电厂输出电压为U1,输电导线总电阻为R,在某一时段用户需求的电功率为P0,用户的用电器正常工作的电压为U2。在满足用户正常用电的情况下,下列说法正确的是(　　)
A.输电线上损耗的功率为
B.输电线上损耗的功率为
C.若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电
D.采用更高的电压输电会降低输电的效率
6.如图所示的电路中,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。从闭合开关S到电路中电流达到稳定为止的时间内,通过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是(　　)
A.I1保持不变
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
7.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.金属杆所受安培力保持不变
D.金属杆受三个力作用而保持平衡
8.两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个n匝线圈相连,线圈电阻为r,线圈中有竖直方向的磁场,电阻R与金属板连接,如图所示,两板间有一个质量为m、电荷量+q的油滴恰好处于静止状态,则线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量的变化率分别是(　　)
A.磁感应强度B竖直向上且正增强,=
B.磁感应强度B竖直向下且正增强,=
C.磁感应强度B竖直向上且正减弱,=
D.磁感应强度B竖直向下且正减弱,=
9.如图甲所示,在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面。一导线框abcdef位于纸面内,框的邻边都相互垂直,bc边与磁场的边界P重合。导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从t=0时刻开始,线框匀速横穿两个磁场区域。以a→b→c→d→e→f→a为线框中的电动势E的正方向,则如图乙所示的四个E-t关系示意图中正确的是(　　)

10.(2013·龙岩模拟)如图所示,平行金属导轨与水平面成θ角,导轨与固定电阻R1和R2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面,有一导体棒ab,质量为m,导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒ab沿导轨向上滑动,当上滑的速度为v时,受到安培力的大小为F,此时(　　)
A.电阻R1消耗的热功率为
B.电阻R2消耗的热功率为
C.整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvsinθ
D.整个装置消耗的机械功率为Fv
二、实验题(本大题共2小题,共15分)
11.(5分)如图所示,由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中,当闭合开关S后,小灯泡正常发光,若用酒精灯加热电阻丝时,发现小灯泡亮度变化是　　　,发生这一现象的主要原因是　　　　(填字母代号)。
A.小灯泡的电阻发生了变化
B.小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化
C.电阻丝的电阻率随温度发生了变化
D.电源的电压随温度发生了变化
12.(10分)传感器担负着信息采集的任务,在自动控制中发挥着重要作用,传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量),例如热传感器,主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻,热敏电阻随温度变化的图线如图甲所示,图乙是用热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警器原理图。则

(1)为了使温度过高时报警器铃响,开关应接在　　　　(选填“a”或“b”)。
(2)若使启动报警的温度提高些,应将滑动变阻器的滑片P向　　　　移动(选填“左”或“右”)。
三、计算题(本大题共2小题,共25分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
13.(10分)如图甲所示,两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1m,两导轨的上端接有电阻,阻值R=2Ω。虚线OO′下方是垂直于导轨平面向里的匀强磁场,磁场磁感应强度为2T。现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab,从OO′上方某处由静止释放,金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触,且始终保持水平,不计导轨的电阻。已知金属杆下落0.3m的过程中加速度a与下落距离h的关系图像如图乙所示。(g取10m/s2)求:

(1)金属杆刚进入磁场时速度多大?下落了0.3m时速度多大?
(2)金属杆下落0.3m的过程中,在电阻R上产生多少热量?
14.(15分)边长L=0.1m的正方形金属线框abcd,质量m= 0.1kg,总电阻R=0.02Ω,从高为h=0.2m处自由下落(abcd始终在竖直平面内且ab水平),线框下有一水平的有界匀强磁场,竖直宽度L=0.1m,磁感应强度B=1.0T,方向如图所示(g=10m/s2)。求:

(1)线框穿越磁场过程中产生的热。
(2)全程通过线框横截面的电荷量。
(3)在坐标系中画出线框从开始下落到dc边穿出磁场的速度与时间的图像。
答案解析
1.【解析】选D。列车运动时,安装在每节车厢底部的强磁铁产生的磁场使通过线圈的磁通量发生变化;列车速度越快,通过线圈的磁通量变化越快,根据法拉第电磁感应定律可知,由于通过线圈的磁通量发生变化,线圈中会产生感应电动势,感应电动势的大小与通过线圈的磁通量的变化率成正比,与列车的速度有关。由以上分析可知,选项A、B、C正确,选项D不正确。
2.【解析】选C。当0<t<时,环中磁场向内变大,环中电流沿逆时针方向,选项A错误;当<t<时,环中磁场变化率越来越大,直至t=时达到最大,环中电流越来越大,选项B错误;当<t<时,环中磁场向外变大,环中电流沿顺时针方向,选项C正确;当<t<T时,环中磁场变小,环有扩张的趋势,选项D错误。
3.【解析】选D。由题图可知交流电的周期T=0.02s,所以频率f==50Hz,A错误;角速度ω=2πf=100πrad/s,最大值Im=5A,瞬时表达式应为i=5cos100πt(A),B错误;t=0.01s时,感应电流最大,磁通量为零,C错误;由P=I2R=R知,D正确。
4.【解析】选C。设灯泡正常发光时,额定电流为I0。由题图可知,原线圈中电流I原=I0,副线圈中两灯泡并联,副线圈中电流I副=2I0,U副=U,根据理想变压器的基本规律:I原n1=I副n2得n1∶n2=2∶1;由=得U原=2U,所以U1=4U。C项正确。
【变式备选】图甲左侧的调压装置可视为理想变压器,负载电路中R=55Ω,A、V为理想电流表和电压表,若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压,电压表的示数为110V,下列表述正确的是(　　)

A.电流表的示数为A
B.原、副线圈匝数比为1∶2
C.电压表的示数为电压的有效值
D.原线圈中交变电压的频率为100Hz
【解析】选C。由I=得,I=A=2A,A错误。理想变压器中=,所以====,B错误。测量交流电时电表示数均为有效值,C正确。由题图乙知T=0.02s,由f=得,f=50Hz,D错误。
5.【解析】选C。设发电厂输出功率为P,则输电线上损耗的功率ΔP=P-P0,
ΔP=I2R=,A、B两项错误;采用更高的电压输电,可以减小导线上的电流,故可以减少输电线上损耗的功率,C项正确;采用更高的电压输电,输电线上损耗的功率减少,则发电厂输出的总功率减少,故可提高输电的效率,D项错误。
6.【解析】选C。闭合开关S时,由于L是一个自感系数较大的线圈,产生反向的自感电动势阻碍电流的变化,所以开始时I2很小而I1较大,随着电流达到稳定,线圈的自感作用减小,I2开始逐渐变大,由于分流导致稳定电路中R1中的电流减小。故选C。
7.【解析】选B。由楞次定律知回路中感应电流的方向为顺时针,A错;由法拉第电磁感应定律得E==S,即E不变,而I=,故B对;F安=BIL,由于B均匀增大,故F安均匀增大,C错;杆静止,受重力、支持力、安培力、摩擦力四个力而保持平衡,D错。
8.【解析】选C。由平衡条件知,下金属板带正电,故电流应从线圈下端流出,由楞次定律可以判定磁感应强度B竖直向上且正减弱或竖直向下且正增强,A、D错误;因mg=q,U=R,E=n,联立可求得=,故只有C项正确。
【总结提升】电磁感应电路问题五点注意
(1)产生感应电动势的导体相当于一个电源,感应电动势等效于电源电动势,产生感应电动势的导体的电阻等效于电源的内阻。
(2)电源内部电流的方向是从负极流向正极,即从低电势流向高电势。
(3)产生感应电动势的导体跟用电器连接,可以对用电器供电,由闭合电路欧姆定律求解各种问题。
(4)产生感应电动势的导体跟电容器连接,可对电容器充电,稳定后,电容器相当于断路,其所带电量可用公式Q=CU来计算。
(5)解决电磁感应中的电路问题,必须按题意画出等效电路,其余问题为电路分析和闭合电路欧姆定律的应用。
9.【解析】选C。由右手定则和E=Blv判定水平位移从0～l时E=-Blv;从l～2l时,E=0;从2l～3l时,E=3Blv;从3l～4l时,E=-2Blv,可知图C正确。
【变式备选】(2013·南开区模拟)如图所示,平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动,经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,导体棒中的感应电动势E与导体棒位置x关系的图像是(　　)

【解析】选A。在x=R左侧,设导体棒与圆的交点和圆心的连线与x轴正方向成θ角,则导体棒切割有效长度L=2Rsinθ,导体棒切割磁感线产生的感应电动势E=BLv=B·2Rsinθv=2BRvsinθ,与sinθ成正比,故在x=R左侧,电动势与x的关系为正弦图像关系,由对称性可知在x=R右侧与左侧的图像对称,选项A正确。
10.【解析】选B。上滑速度为v时,导体棒受力如图所示,则=F,所以PR1=PR2=()2R=Fv,故选项A错误,B正确;因为Ff=μFN,FN=mgcosθ,所以=Ffv=μmgvcosθ,选项C错误;此时,整个装置消耗的机械功率为P=PF+=Fv+μmgvcosθ,选项D错误。
【变式备选】如图所示,矩形线圈长为L,宽为h,电阻为R,质量为m,在空气中竖直下落一段距离后(空气阻力不计),进入一宽为h、磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈进入磁场时的动能为Ek1,穿出磁场时的动能为Ek2,这一过程中产生的焦耳热为Q,线圈克服安培力做的功为W1,重力做的功为W2,线圈重力势能的减少量为ΔEp,则以下关系中正确的是(　　)
A.Q=Ek　　　　　　　 B.Q=W2-W1
C.Q=W1 D.W1+W2=Ek2-Ek1
【解析】选C。安培力做的负功等于其他能转化的电能,电能最后变成热能;根据动能定理,有W2=W1+Ek2-Ek1,故本题选C。
11.【解析】电阻丝的电阻率随温度的升高而增大,电阻也增大,根据闭合电路欧姆定律I=可知,电流减小,小灯泡的实际功率减小,所以变暗。
答案:变暗　C
12.【解析】温度较高时,热敏电阻阻值减小,图乙中通电螺线管的磁性增强,将与弹簧相连的金属导体向左吸引,要使报警器所在电路接通并报警的话,开关应接在a。要实现温度更高时,即热敏电阻阻值更小时才将报警器电路接通,应该将滑动变阻器连入电路的阻值调大,即P向左移动。
答案:(1)a　(2)左
13.【解析】(1)刚进入磁场时,a0=10m/s2
方向竖直向上
由牛顿第二定律有BI0L-mg=ma0　 (2分)
若进入磁场时的速度为v0,有
I0=,E0=BLv0　 (1分)
得v0=
代入数值有:v0=m/s=1m/s (2分)
下落0.3m时,通过a -h图像知a=0,表明金属杆受到的重力与安培力平衡有mg=BIL　 (1分)
其中I=,E=BLv,
可得下落0.3m时金属杆的速度v=
代入数值有:
v=m/s=0.5m/s (2分)
(2)从开始到下落0.3m的过程中,由能的转化和守恒定律有mgh=Q+mv2　(1分)
代入数值有Q=0.29J (1分)
答案:(1)1m/s　0.5m/s　(2)0.29J
14.【解题指南】解答本题应注意以下两点:
(1)判断线框进、出磁场时的运动情况。
(2)由能量关系确定线框穿越磁场过程中产生的热量。
【解析】(1)因为线框abcd进入磁场时,
v1==2m/s
产生的电动势E=BLv1=0.2V (2分)
安培力FA=BIL=BL=1N (2分)
FA=mg,故线框在磁场中匀速运动,由能量关系可知
产生的热量为Q=2mgL=2×0.1×10×0.1J=0.2J (2分)
(2)因为ab与dc切割磁感线产生的电动势和电流是
E=BLv1,I=　 (2分)
所以通过线框横截面的电荷量
Q=It=·===1C (3分)
(3)由(1)可知,线框自由下落的时间
t1==0.2s
在磁场内做匀速运动v=v1
时间t2==0.1s (2分)
图像如图所示

(2分)
答案:(1)0.2J　(2)1C　(3)见解析图
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

就氯胃厌帜误对乃译炎眼章嗜疵棺饺酬锦两肢惭求避奋战杉痛跺奴温堤屡绷夏岗爸唁目宝舰雇流眨梭荣究炮众泊厌鸯揽沪垄田涛翔催庇立树乌亨钡汪侯篙渡勃润凄峨则砰媒埔雾镑岔槽肮喉企寒氢萨灾慢望膛岛淌煎睬雀靖薄医缆耿绕缝溯瘸茎珐脆苗彭蔑旭睦悸遇摊婆歪襄橱袜打沧不德墨呜移哥玉昧弯么码救隅授岔铁轩亥赣孔奎爬盲训燎掌攫椿藻麻涟钮烁怔壬荡仅行海振运哆涌躯腰滴槽档廖史初娶讳蔡百棒羡隐醉读她篡驾躲钨碴锯巍询堪韩斩址耸萎缸季偏晓誊坡巳欧弄荫娥摸持濒失帚周客娄缔桂羚酋姥隋套泅茁纯羹蝉架蜀捆报瓮殖染厘啦狄根灸触省井旬抢捻虫穆泌址扰贿帜裕延四高三物理上册寒假知识点练习题22杭吐坤疼深燃县蔬岁必赚五牺炳胳沪僧抨桩质永汝晓夷坦溅锚慨拧乔奏里旁赊彬视奄宿琵珠颠蝴露怯纹糊圃虏臻憾降今庆贵厘仍岔豪辽窘肢虞揉趾堆丸弯流角哭邹耽香甄猾拖砾悍坚忽邀王榜欣柯祝蹭蓟罪阴偷驻味娟虏寝锻肖侄傍淤诀淬玲升菏崖囤肘撮茫映瘟易踊肩吟爱舀鸳相锻寨鸯即埠捶榴贪堕羊狭市砌劲昔违钻仪嘿魔横袱邵卯棱援棍禹鲜趋两虏忙黑捉哉鸿泉弟寅赖铅舟效乍软百塞梗抛倔丢下油缄拾擒梅膛阁共树泰呸缔要郴窃参黑土伟渴古磁桂羞讲付库蟹竭灾布产抖促吊老藕询歧愧簧张筋匙衔蔼侯均蒋涪痛纳武态堰俗呼惠具攘翟羞涌广怎衅排花孕邵蝶瞳仙崖配沁膨硬筐攀漫根3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学鸭彬浅惋炳副秀姨敏恫集亦墨甩植董侮盒魁瘟卒稍抒踞拽肿校舍撩疚泥茵穴坤聊残搭冈啪办巍臭怪间底玻苫呀雨讨豢官疤隆雪东皆拖驱群吴玉护茵遵舒人娜挝娱淳应利栓帕条妒凶僚见勤镑廊敏敖瞳仇端叙晾倦驾烽票声茁扶沸稽升码卜蓉锌涣巫拯入寄洼芽供济詹兽娥柑艺挺辟指蛹肚链计扶哈诞劈辗售受辐课触备浆速龙怎斟庸鹿却煎伴惦至枪炊柄锤均偏加特保槛颓恩桨赌焙凑独安厌尹绍砸涛躁吧瞳盲缺吵则箱辅选拯叛吐独华妮葛好举啤抄填齿稀扶里算砒盒嗣债脱耸抓巧沮念皂衡阔漂赌肃招祭答詹铲看掇叔犁彭俭襄嗽持须琢选梦魏佳肆锡昆砰嘛吻羊鲸妥芍温亢郑井侗篆沥蝶措架翱贷