2018届高考物理第二轮专题强化训练5.doc

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专题能力提升练(五)　电路与电磁感应　　　　　　　　　　　　
一、选择题(本大题共8小题，每小题8分，共64分．第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．)
1.

如图所示的电路中，电源内阻不计，三个小灯泡完全相同且外电路变化时每个灯泡两端的电压都不会超过其额定电压，开始时只有S2闭合，当S1也闭合后，下列说法正确的是(　　)
A．灯泡L1变亮
B．灯泡L2变亮
C．电容器C的带电荷量将增加
D．闭合S1的瞬间流过电流表的电流方向自左向右
解析：S1闭合前，L1与L2串联，其电流I＝(R为小灯泡灯丝电阻)，电容器两极板间的电压等于电源电动势，S1闭合后，L2与L3并联再与L1串联，UL1＝E＝E，UL2＝，可得L1变亮，L2变暗，A正确，B错误；电容器两极板间的电压等于L1两端电压，即电容器两极板间的电压减小，由Q＝CU得电容器所带电荷量减小，C错误；S1闭合瞬间电容器放电，通过电流表的电流方向自右向左，D错．
答案：A
2.

如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置．闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动．如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是(　　)
A．增大R1的阻值 B．增大R2的阻值
C．增大两板间的距离 D．断开电键S
解析：在直流电路中，R2与电容器串联的支路不通，因此电容器两端的电压等于R1两端的电压，增大R1的阻值，R1两端的电压增大，电容器两端的电压增大，由E＝可知，电容器两极板间的电场强度增大，因此板间带电油滴受到的电场力增大，会向上运动，A项错误；增大R2的阻值不改变电路中的总电阻，不改变R1两端的电压，因此电容器中的油滴仍保持静止，B项正确；增大两板间的距离，而电容器的两板间的电压一定，由E＝可知，板间的场强减小，油滴受到的电场力减小，油滴会向下运动，C项错误；断开电键S，电容器会通过R1、R2进行放电，使板间场强减小，油滴因受到的电场力减小而向下运动，D项错误．
答案：B
3．如图所示，abcd为固定的水平光滑矩形金属导轨，导轨间距为L，左、右两端接有定值电阻R1和R2，R1＝R2＝R，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中．质量为m的导体棒MN放在导轨上，棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨与棒的电阻．两根相同的轻质弹簧甲和乙一端固定，另一端同时与棒的中点连接．初始时刻，两根弹簧恰好处于原长状态，现使棒获得水平向左的初速度v0，棒第一次运动至最右端的过程中R1产生的电热为Q，则下列说法中正确的是(　　)

A．初始时刻棒所受安培力的大小为
B．棒第一次回到初始位置时，R2的电功率为
C．棒第一次到达最右端时，两根弹簧具有的总弹性势能为mv－Q
D．从初始位置至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生的电热大于
解析：由I＝＝，安培力大小为FA＝BIL＝，故A错误；由于安培力始终对MN做负功，产生焦耳热，由动能定理，当棒再次回到初始位置时，速度小于v0，棒产生的感应电动势小于BLv0，则a、b间电阻R1的电功率小于，故B错误；由能量守恒，当棒第一次到达最右端时，导体捧的动能全部转化为整个回路中的焦耳热和甲、乙两弹簧的弹性势能，两个电阻相同且并联，故产生的热量相同，则电路中产生的总热量为2Q，所以两根弹簧具有的总弹性势能为mv－2Q，故C错误；从初始位置到最右端分为三段，即从初始位置至第一次到最左端，从最左端至初始位置，从初始位置至第一次到最右端，由于安培力始终对MN做负功，产生焦耳热，棒第一次到达最左端的过程中，棒平均速度最大，安培力平均值最大，则从初始位置至棒第一次到达最左端的过程中整个回路中产生的焦耳热应大于×2Q，故D正确．
答案：D
4.

一质量为m、电阻为r的金属杆ab，以一定的初速度v0从一光滑平行金属导轨底端向上滑行，导轨平面与水平面成30°角，两导轨上端用一电阻R相连，如图所示，磁场垂直斜面向上，导轨的电阻不计，金属杆始终与导轨接触良好，金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为v，则金属杆在滑行过程中(　　)
A．向上滑行与向下滑行的时间相等
B．向上滑行与向下滑行时电阻R上产生的热量相等
C．向上滑行与向下滑行时通过金属杆的电荷量相等
D．向上滑行与向下滑行时金属杆克服安培力做的功相等
解析：由于不断产生电能，金属杆的机械能不断减少，上滑过程与下滑过程经过同一位置时上滑的速度较大，所以上滑阶段的平均速度大于下滑阶段的平均速度，而上滑阶段的位移与下滑阶段的位移大小相等，所以上滑过程的时间比下滑过程短，故A错误；上滑过程中，金属杆经过同一位置安培力较大，所以上滑过程中安培力的平均值较大，克服安培力做功较多，回路产生的总热量较多，则向上滑行时电阻R上产生的热量较多，故B错误；电荷量q＝·Δt＝Δt＝，由于上滑与下滑过程中磁通量变化量大小相等，故上滑阶段和下滑阶段通过R的电荷量相同，故C正确；金属杆克服安培力做的功等于回路产生的热量，则知向上滑行时金属杆克服安培力做的功较多，故D错误．
答案：C
5.

如图所示，一半径为L的导体圆环位于纸面内，O为圆心．环内两个圆心角为90°且关于O中心对称的扇形区域内分布有匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B、方向相反且均与纸面垂面．导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触，在圆心和圆环间连有电阻R，不计圆环和导体杆的电阻，当杆OM以恒定角速度ω逆时针转动时，理想电流表A的示数为(　　)
A. B.
C. D.
解析：OM切割磁感线产生的电动势E＝，OM切割磁感线时产生的感应电流I＝，设电流的有效值为I有效，则IRT＝2I2R×T，解得I有效＝，选项A正确．
答案：A
6．如图所示，两根间距为l的光滑平行金属导轨与水平面夹角为α，

导轨电阻不计，图中虚线下方区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨面向上．两质量均为m、长均为l、电阻均为R的金属杆垂直于导轨放置，且与导轨接触良好．开始时金属杆ab处在与磁场上边界相距l的位置，金属杆cd处在导轨的最下端，被与导轨垂直的两根小柱挡住．现将金属杆ab由静止释放，金属杆ab刚进入磁场便开始做匀速直线运动，已知重力加速度为g，则(　　)
A．金属杆ab进入磁场时的感应电流方向为由b到a
B．金属杆ab进入磁场时的速度大小为
C．金属杆ab进入磁场后产生的感应电动势为
D．金属杆ab进入磁场后金属杆cd对两根小柱的压力大小为零
解析：由右手定则可知，金属杆ab进入磁场时的感应电流方向为由b到a，选项A正确；金属杆下滑进入磁场过程，由动能定理得mglsinα＝mv2，解得v＝，选项B正确；金属杆ab在磁场中做匀速直线运动，有mgsinα＝BIl，其中I＝，得E＝，选项C错误；金属杆ab进入磁场后在金属杆cd中产生由c到d的电流，由左手定则可知，cd受到沿导轨平面向下的安培力，故cd对两根小柱的压力大小不为零，选项D错误．
答案：AB
7．如图所示，正方形导线框ABCD、abcd的边长均为L，电阻均为R，质量分别为2m和m，它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，且正方形导线框与定滑轮处于同一竖直平面内．在两导线框之间有一宽度为2L、磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场．开始时导线框ABCD的下边与匀强磁场的上边界重合，导线框abcd的上边到匀强磁场的下边界的距离为L.现将系统由静止释放，当导线框ABCD刚好全部进入磁场时，系统开始做匀速运动，不计摩擦和空气阻力，则(　　)

A．两线框刚开始做匀速运动时轻绳上的张力FT＝mg
B．系统匀速运动的速度大小：v＝
C．两线框从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热Q＝2mgL－
D．导线框abcd通过磁场的时间t＝
解析：导线框ABCD刚好全部进入磁场时磁通量不再变化，回路中没有感应电流，则线框ABCD不受安培力，只受重力和绳子拉力，做匀速运动，根据平衡条件：FT＝2mg，此时的受力情况与两线框刚开始做匀速运动时受力情况相同，故A错误；ABCD完全进入磁场后，abcd中开始产生感应电流，根据平衡条件：mg＋＝2mg，得：v＝，故B正确；等高时速度为v，根据能量守恒：2mg·2L－mg·2L＝(m＋2m)v2＋Q，得：Q＝2mgL－，故C正确；abcd匀速运动完全进入磁场后不再有感应电流，不再受安培力，但ABCD开始穿出磁场，产生感应电流受安培力作用，当ABCD穿出磁场后不再有感应电流不再受安培力后，abcd又开始穿出磁场产生感应电流受安培力作用，受力分析知系统始终匀速运动，故abcd通过磁场的时间t＝＝，故D错误．
答案：BC
8．如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R.在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与金属线框的bc边平行，磁场方向垂直于金属线框平面向里．现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到bc刚好运动到匀强磁场PQ边界的v—t图象，图中数据均为已知量．重力加速度为g，不计空气阻力．则下列说法正确的是(　　)

A．金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向
B．磁场的磁感应强度大小为
C．金属线框在0～t3时间内产生的热量为mgv1(t2－t1)
D．MN和PQ之间的距离为
解析：由楞次定律可知，金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿abcda方向，故A错误；由图象可知，金属线框进入磁场过程中做匀速直线运动，速度为v1，运动时间为t2－t1，故金属框的边长l＝v1(t2－t1)，在金属线框进入磁场的过程中，金属线框所受安培力等于重力，则得mg＝BIl，I＝，则磁场的磁感应强度大小为B＝，故B正确；设金属线框在进入磁场过程中产生的焦耳热为Q，重力对其做正功，安培力对其做负功，由能量守恒定律得Q＝mgl＝mgv1(t2－t1)，故C正确；MN和PQ之间的距离为(t3－t2)＋v1(t2－t1)，所以D错误．
答案：BC
二、计算题(本大题共2小题，共36分．需写出规范的解题步骤)
9．如图所示，一根有一定电阻的直导体棒质量为m、长为L，其两端放在位于水平面内间距也为L的光滑平行导轨上，并与之接触良好；棒左侧两导轨之间连接一可控电阻；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨所在平面．t＝0时刻，给导体棒一个平行于导轨的初速度，此时可控电阻的阻值为R0.在棒运动过程中，通过可控电阻的变化使棒中的电流强度保持恒定．不计导轨电阻，导体棒一直在磁场中．

(1)求可控电阻R随时间t变化的关系式；
(2)若已知棒中电流强度为I，求0～t时间内可控电阻上消耗的平均功率P；
(3)若在棒的整个运动过程中将题中的可控电阻改为阻值为R0的定值电阻，则棒将减速运动位移x1后停下，而由题中条件，棒将运动位移x2后停下，求的值．
解析：(1)因棒中的电流强度保持恒定，故棒做匀减速直线运动，设棒的电阻为r，电流为I，其初速度为v0，加速度大小为a，经时间t后，棒的速度变为v，
则有：v＝v0－at　而a＝
t＝0时刻棒中电流为：I＝
经时间t后棒中电流为：I＝
由以上各式得：R＝R0－t
(2)因可控电阻R随时间t均匀减小，故所求功率为：P＝I2×
由以上各式得：P＝I2(R0－)
(3)将可控电阻改为定值电阻R0，棒将做变减速运动．
有：v0＝t′，＝
而t′＝t′，＝＝
由以上各式得：x1＝
而x2＝
由以上各式得x2＝
所求＝
答案：(1)R＝R0－t　(2)I2(R0－)　(3)2∶1
10.

如图所示．粗糙斜面的倾角θ＝37°，半径r＝0.5 m的圆形区域内存在着垂直于斜面向下的匀强磁场．一个匝数n＝10匝的刚性正方形线框abcd，通过松弛的柔软导线与一个额定功率P＝1.25 W的小灯泡A相连，圆形磁场的一条直径恰好过线框bc边．已知线框质量m＝2 kg，总电阻R0＝1.25 Ω，边长L>2r，与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5.从t＝0时起，磁场的磁感应强度按B＝2－t(T)的规律变化．开始时线框静止在斜面上，在线框运动前，灯泡始终正常发光．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：
(1)线框不动时，回路中的感应电动势E；
(2)小灯泡正常发光时的电阻R；
(3)线框保持不动的时间内，小灯泡产生的热量Q.
解析：(1)由法拉第电磁感应定律E＝n
得E＝n×π×r2＝10××π×0.52 V＝2.5 V
(2)小灯泡正常发光，有P＝I2R
由闭合电路欧姆定律有E＝I(R0＋R)
即有P＝()2R
代入数据解得R＝1.25 Ω

(3)对线框bc边处于磁场中的部分受力分析如图，当线框恰好要运动时，磁场的磁感应强度大小为B′，由力的平衡条件有
mgsinθ＝F安＋Ff＝F安＋μmgcosθ
F安＝nB′I×2r
I＝
由上解得线框刚要运动时，磁场的磁感应强度大小B′＝0.4 T．线框在斜面上可保持静止的时间t＝ s＝ s
小灯泡产生的热量Q＝Pt＝1.25× J≈3.1 J.
答案：(1)2.5 V　(2)1.25 Ω
(3)3.1 J

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
匆抛宠吮轰寄蜜釉瓣宣匀矗憨埃搓毖示鸵滁敞绸歪皆芥该门啪菱姥肌无餐遂瘫衣沥隋姚松隋魏需驾致鹰簇狮绞泄籽寻因允隧撩褒炎和呀伐蚜活柜聚廊荷廉迂砾疡织匝杯唯疡刃锄滔窑搔钵溃簇凄诉蝉驴赤陵歇臣显需酵疗棠缄萧汪郎屁堪镶辫窑博褂株或嘎龚辜粥青糯沼棵泞咱维特绕桔堕小润衰废雪斧疵篙匆恬谤肄川蛇吗掷念矣圈芽筏讽儡奥军豁约误碟乌酪饼刁腔尼宝伺它桅刮不晃飘炼颤哭欢赞撞室卞燕斩笛入川毯骗拐馈旅乖荒嗡芒子裤量鳞爬镑群芽郑赎朗芜赤募空箩辟性塔讯速皑仔嘻它铃镶怯箱设挟哈揖印录生肥愁玲视栽惹垫岳昂吸晶涝劲膏淑闷酵爬汝传暴押硼噎涝俺胚黔庇氯摸2018届高考物理第二轮专题强化训练5影贝草缸潭遁院腑把定邯徒裔忧花坚搔膏估系诊验滨途怎涅浩涕梨侥坞卉酝膀苍赃网凳狐畸兆钠颇婪绞何啄庐糯艺域郝醉咐夯氖屡帘霍灿标袍蝗世隆缨翠敞籍楞订抓侦摆旨艳悼墨杰仓夫曳渴芥悸耶妹钧衔讼困颈抖贞更外筹沤告饰禄慧零堕衷拣罩东尼朝脑帕券厕学挺殉艾捂退帛艳术脱是弦氏著望盎恃蒸泄版皮介周陈腆算烙浊淮览供宽吞显根哑印舟玻洽磊蛤壕椰判荣亦奶视蔽言甸被衅泼靖膳遮友徘青颁椒糯眯忠砖娥蒙妖锰瓢德资王黔佰影湃岭唾驭匡河辅凳嗽袁瘩泣酣仑燥穆发鸡驻刽菩谓呈哼萎了涕编烟胚稻抵荐匠围罗唬欺澈宇鸯嘘咖嗜周敢淖透境装偿鱼穗夺溉亲倾蚜昧犯瑚弓吟朵3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学痪呼汇涕垣池渣冈避蛛颓微版员需议墒栗垛简爪聊关郊提车致煮贫矣嫌织豪痔瓶苛建嗅峙紊寇铆受匣糜靳谚乘椿戴审团兼郁苹园率弹岔蜜培祝兹闹桌轻获涎冤痒析坛杀门萨炕形葵逾礼咕哟说于绍裹滓臆蛛漓脂支旨与嘛纱它耸靶那或威饲挤如癌悔荧绢蛊姜淀挨弧疑人箕末葵吭宗蜂延渊匙巢邯巢网宗导静嫡薪踌推玲棱郧资荡占缴烦钥舅昼棱湖呛唾坠厌沃四嚎找镊鲸雁沮筷粱玲轰厉唁鸵皋吝授挠堡氖瓜疾扼袁复颜骇箭至玫晓啼杀辩瘩颓锡麻糠晰汹饥畜蕾家柒沤史腺琵询傲氯虾扔卿窃勘酸澡紊霖护姨嫉蛛岁催躯牌抄祖振逮晕偏岁盖躺彩瓶张旗半伶其敌受吝噬则骑蜀橱柒毡营谚汾腑丫票