2021高物理(安徽专用)二轮专题题组训练之综合模拟卷20Word版含答案.docx

电路和电磁感应专题小循环练对应同学用书P127一、选择题(本题共8小题，每小题8分，共64分，其中第3、4、5小题为多选题。)1如图甲所示，两根材料相同的均匀导体柱a和b，a长为l，b长为2l，串联在电路中时，沿x轴方向电势变化x图象如图乙所示，选取x3l处电势为零，则导体柱a、b的横截面积之比为()甲乙A.B. C. D.解析由图象可知导体柱a电压为6 V，导体柱b电压为4 V。导体柱a与导体柱b串联，故电压之比等于电阻之比，由电阻定律可以求出截面积之比为13。答案A2如图所示，等腰直角区域EFG内有垂直纸面对里的磁感应强度为B的匀强磁场，直角边CF长度为2L。 现有一电阻为R的闭合直角梯形导线框ABCD以恒定速度v水平向右匀速通过磁场。t0时刻恰好位于图示位置(即BC与EF在一条直线上，且C与E重合)，规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线正确的是()解析t0时刻，切割磁感线等效长度为零，故感应电流为零，在过程中，如图所示，线框切割磁感线的等效长度不断减小，故A、B、D项错，C项正确。答案C3如图，在竖直平面内有一下边水平，边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框下方有一上下边界水平、宽度为d(dL)的条形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面对里。将导线框由静止释放，随后导线框进入并通过磁场区域。已知下落过程中线框平面始终与磁场方向垂直，不计空气阻力，则在导线框由静止开头下落到完全离开磁场的过程中，下列vt图象可能正确的是()ABCD解析本题以线框穿过磁场命题，考查电磁感应学问以及运动过程与图象相结合的问题。开头阶段，线框自由落体运动，到进入磁场，比较重力mg和安培力的大小，mgL，完全进入后线框再次加速，出磁场时，就要毁灭mg的状况，线框加速不行能，A错；B选项说明线框进磁场做加速度减小的加速，出磁场时匀速，可能，B对；C选项说明进、出磁场线框都做加速度减小的加速，C对，选BC。答案BC4如图所示，是一将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可用一个与大电阻(40 k)相连的沟通电源来等效，心电图仪与一抱负变压器的初级线圈相连，以扬声器(可以等效为阻值为8 的电阻)与该变压器的次级线圈相连。等效电源的电压有效值u030 V，变压器的初级线圈和次级线圈的匝数比为501，则()A变压器的初级线圈输入电压为30 VB变压器的初级线圈输入电压为10 VC变压器次级线圈输出电压为0.6 VD变压器次级线圈输出功率为5103 W解析设变压器输入电压U1，输出电压U2，匝数n1、n2，电流I1、I2，由抱负变压器的电压电流关系有U2U1；I250I，对扬声器有8 8I1，对变压器原线圈部分电路由全电路欧姆定律有30VU1I140 k3U1U110 V，A错B对；变压器次级线圈输出功率P W5103 W，C错D对；选B、D。答案BD5如图，抱负变压器的原、副线圈分别接有抱负电流表和额定电压为60 V的灯泡，滑动变阻器的电阻值范围是0125 ，不考虑温度对灯泡电阻的影响，原、副线圈的匝数比为21，沟通电源的电压为U0220 V，适当调整滑动变阻器的触片P位置，当灯泡在额定电压下正常工作时，测得电流表的示数为1 A，则()A灯泡的额定功率为120 WB灯泡的额定电流为1.4 AC滑动变阻器滑动触头以上部分即AP之间的接入电阻为100 D滑动变阻器所消耗的电功率为136 W解析结合题意由变压器原理可知，副线圈输出电压为110 V，电流为2 A，R并30 ，RBP25 ，RAP125 25 100 ，C对；由，知RL 。灯泡的额定功率P额 W84 W，A错误；灯泡的额定电流I额 A1.4 A，B正确；滑动变阻器所消耗的总功率P2225 W(21.4)2100 W136 W，D正确。答案BCD6区域内存在着匀强磁场，磁场的上、下边界水平，方向和竖直平面(纸面)垂直，两个由完全相同的导线制成的刚性线框a和b，其外形分别为周长为4l的正方形和周长为6l的矩形，如图所示，a、b宽相同，b的边长是a的2倍。线框a和b在竖直平面内从图示位置开头自由下落。若从开头下落到线框完全离开磁场的过程中，安培力与作用时间的乘积分别为Ia、Ib，则IaIb为()A38 B12C11 D32解析由能量守恒知，a、b到磁场时，速度相同，安培力与作用时间的乘积IBIltBlt，所以，选A。答案A7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的扇形区域内分布有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小均为B，方向相反且均与纸面垂直。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以角速度逆时针匀角速转动时，抱负电流表的示数为()A. B.C. D.解析导体棒旋转切割匀强磁场产生的感应电动势EBL2，因两磁场方向相反，所以得到的是交变电流，按交变电流有效值的求法有I2RT()2RI，沟通电流表显示的是有效值，所以选A。答案A8如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面对外，正方形金属框电阻为R，边长为l，自线框从左边界进入磁场时开头计时，在外力作用下由静止开头，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场。规定顺时针方向为感应电流i的正方向，外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，通过线框横截面的电荷量为q，其中Pt图象为抛物线，则这些量随时间变化的关系正确的是()ABCD解析由EBlvBlat知感应电流i可见it为正比例函数、图象为过原点的直线，A错；外力FF安maBilmaBlmama可见Ft为一次函数关系，图象不过坐标原点，B错；线框中电功率的瞬时值PF安vBilat，可见Pt关系为抛物线，C对；通过线框横截面的电荷量qt，可见qt关系为抛物线，D错，选C。答案C二、计算题(本题共2小题，共36分。需写出规范的解题步骤。)9如图所示，质量为m的型金属框PPNN，静止在倾角为37的粗糙绝缘斜面上，与斜面间的动摩擦因数为0.5，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。PP、NN边相互平行，相距L，电阻不计且足够长；上边PN垂直于PP，电阻为R。光滑导体棒ab质量也为m，电阻不计，横放在框架上，整个装置处于垂直斜面对上、磁感应强度为B的匀强磁场中。将ab棒从静止释放，当ab发生的位移为x0时，框架开头向下运动。已知导体棒ab与PP、NN始终接触良好，重力加速度为g，取sin370.6，求：(1)框架开头运动时导体棒ab的速率；(2)框架开头运动前R释放的热量；(3)框架开头运动后，通过导体PN电流的最大值。解析(1)对于金属框，由于mgsin372mgcos37，所以开头时金属框静止。设ab棒的速度为v时，电动势为E，电流为I，ab和PN棒受的安培力大小为F安EBLv，I，F安BIL解得F安当框架刚沿斜面对下运动时，ab的速度为v0mgsin2mgcos解得v0(2)框架沿斜面对下运动前，对ab棒mv0mgsinx0W安QW安0.6mgx0(3)ab棒和框架都沿斜面对下运动时，设ab棒和框架的速度分别为v1、v2，电动势为E，电流的大小为I，ab和PN棒受的安培力大小为F安EBL(v1v2)，I，F安mgsinF安ma1F安mgsin2mgcosma2由于安培力的作用，a1渐渐减小，a2渐渐增大，v1v2渐渐减小，当a1a2时，v1v2达到最大且保持不变，PN中的电流最大且不变，设最大值为ImmgsinBImLBImLmgsin2mgcos解得Im答案(1)v0(2)Q0.6mgx0(3)Im10如图所示，da、bc为相距为L的平行导轨(导轨电阻不计)。a、b间连接一个定值电阻，阻值为R。长直金属杆可以按任意角架在平行导轨上，并以速度v匀速滑动(平移)，v的方向与da平行，杆MN每米长的阻值也为R。整个空间布满匀强磁场，磁感强度的大小为B，方向垂直纸面对里。求：(1)定值电阻上消耗的电功率最大时，角的值；(2)杆MN上消耗的电功率最大时，角的值。(要求写出推导过程)解析解法一：(1)无论角多大，电动势EBLv不变，且R为定值电阻总电流越大，R上的功率越大MN接入的电阻越小越好，即时R上的功率最大(2)令MN上的电阻为r，rR由PMNI2r和I可得PMN化简得PMN(0，由均值不等式可知：(sin2L)4L，当且仅当sinL即arcsinL时等号成立，此时0L1 m。即当01 m时，MN上消耗的功率最大。解法二：(1)无论角多大，电动势EBLv不变，且R为定值电阻总电流越大，R上的功率越大MN接入的电阻越小越好，即时R上的功率最大。(2)可将固定电阻R视为内阻，MN视为外电阻，这样就变成了E恒定、内阻不变的等效电路。当01 m时，MN上消耗的功率最大。答案(1)(2)当01 m时