2020届高考物理二轮复习 专题四 电路与电磁感应专题综合训练

专题四 电路与电磁感应

专题综合训练(四)

1.

如图所示,开关S闭合,电流表、电压表均为理想电表,若电阻R1断路,则下列说法中正确的是( ) A.电流表示数变小 B.电压表示数变小

C.电源内电路消耗的功率变大 D.R3消耗的功率变大 2.

如图所示为一种常见的身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射波速为v的超声波,超声波经反射后返回,被测量仪接收,测量仪记录发射和接收的时间间隔。质量为M0的测重台置于压力传感器上,传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。当测重台没有站人时,测量仪记录的时间间隔为t0,输出电压为U0,某同学站上测重台,测量仪记录的时间间隔为t,输出电压为U。该同学的身高和质量分别为( ) A.v(t0-t),

U B.U

C.v(t0-t),(U-U0) D.(U-U0)

3.如图所示,平行板电容器充电后与电源断开,正极板接地,两极板间有一个带负电的试探电荷固定在P点。静电计的金属球与电容器的负极板连接,外壳接地。以E表示两板间的电场强度,φ表示P点的电势,Ep表示该试探电荷在P点的电势能,θ表示静电计指针的偏角。若保持负极板不动,将正极板缓慢向右平移一小段距离(静电计带电量可忽略不计),各物理量变化情况描述正确的是( )

A.E增大,φ降低,Ep减小,θ增大 B.E不变,φ降低,Ep增大,θ减小 C.E不变,φ升高,Ep减小,θ减小 D.E减小,φ升高,Ep减小,θ减小 4.

1

如图所示,A为电解槽,M为电动机,N为电炉子,恒定电压U=12 V,电解槽内阻rA=2 Ω,当S1闭

合,S2、S3断开时,电流表A示数为6 A;当S2闭合,S1、S3断开时,A示数为5 A,且电动机输出功率为35 W;当S3闭合,S1、S2断开时,A示数为4 A。求: (1)电炉子的电阻及发热功率各多大?

(2)电动机的内阻是多少?

(3)在电解槽工作时,电能转化为化学能的功率为多少? 5.

汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗,如图所示,在打开车灯的情况下,电动机未启动时电流表读数为10 A,电动机启动时电流表读数为58 A,若电源电动势为12.5 V,内阻为0.05 Ω。电流表内阻不计,则因电动机启动,车灯的电功率降低了多少?

6.如图所示,在倾角为30°的斜面上固定一光滑金属导轨CDEFG,OH∥CD∥FG,∠

DEF=60°,CD=DE=EF=FG==L,一根质量为m的导体棒AB在电机的牵引下,以恒定的速度v0沿OH方向从斜面底部开始运动,滑上导轨并到达斜面顶端,AB⊥OH,金属导轨的CD、FG段电阻不计,DEF段与AB棒材料、横截面积均相同,单位长度电阻为r,O是AB棒的中点,整个斜面处在垂直斜面向上磁感应强度为B的匀强磁场中。求:

(1)导体棒在导轨上滑行时电路中电流的大小;

(2)导体棒运动到DF位置时AB两端的电压;

(3)将导体棒从底端拉到顶端电机对外做的功。

2

7.

如图,质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计,质量为m的导体棒PQ放置在导轨上,始终与导轨接触良好,PQbc构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为μ,棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨bc段长为L,开始时PQ左侧导轨的总电阻为R,右侧导轨单位长度的电阻为R0。以ef为界,其左侧匀强磁场方向竖直向上,右侧匀强磁场水平向左,磁感应强度大小均为B。在t=0时,一水平向左的拉力F垂直作用于导轨的bc边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动,加速度为a。

(1)求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式;

(2)经过多少时间拉力F达到最大值,拉力F的最大值为多少?

(3)某一过程中回路产生的焦耳热为Q,导轨克服摩擦力做功为W,求导轨动能的增加量。

8.如图甲所示,两根完全相同的光滑平行导轨固定,每根导轨均由两段与水平成θ=30°的长直导轨和一段圆弧导轨平滑连接而成,导轨两端均连接电阻,阻值R1=R2=2 Ω,导轨间距L=0.6 m。在右侧导轨所在斜面的矩形区域M1M2P1P2内分布有垂直斜面向上的磁场,磁场上下边界M1P1、M2P2的距离d=0.2 m,磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示。t=0时刻,在右侧导轨斜面上与M1P1距离s=0.1 m处,有一根阻值r=2 Ω的金属棒ab垂直于导轨由静止释放,恰好独立匀速通过整个磁场区

2

域,重力加速度g取10 m/s,导轨电阻不计。求:

(1)ab在磁场中运动的速度大小v;

(2)在t1=0.1 s时刻和t2=0.25 s时刻电阻R1的电功率之比;

(3)电阻R2产生的总热量Q总。

3

9.如图所示,两根间距为L的金属导轨MN和PQ,电阻不计,左端弯曲部分光滑,水平部分导轨与导体棒间的动摩擦因数为μ,水平导轨左端有宽度为d、方向竖直向上的匀强磁场Ⅰ,右端有另一匀强磁场Ⅱ,其宽度也为d,但方向竖直向下,两磁场的磁感应强度大小均为B0,相隔的距离也为d。有两根质量为m的金属棒a和b与导轨垂直放置,金属棒a电阻为R,金属棒b电阻为r,b棒置于磁场Ⅱ中点C、D处。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现将a棒从弯曲导轨上某一高处由静止释放并沿导轨运动。

(1)当a棒在磁场Ⅰ中运动时,若要使b棒在导轨上保持静止,则a棒刚释放时的高度应小于某一值h0,求h0的大小;

(2)若将a棒从弯曲导轨上高度为h(h

(3)若将a棒仍从弯曲导轨上高度为h(h

如图所示,顶角θ=45°的金属导轨MON固定在水平面内,导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中。一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿导轨MON向左滑动,导体棒的质量为m,导轨与导体棒单位长度的电阻均为r。导体棒与导轨接触点的a和b,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。t=0时,导体棒位于顶角O处,求: (1)t时刻流过导体棒的电流I的大小和方向。

(2)导体棒做匀速直线运动时水平外力F的表达式。

4