2023年高考物理二輪復習講練測（新高考專用）

專題四電路和電磁感應（測）

（時間：90分鐘分值：100分）

一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每個題目只有一個選項符合要求，選對得4

分，選錯得0分。

1、（2023?北京市房山區(qū)高三上學期期末）超級電容器是電容C達到上千法拉甚至上萬法拉的大容量的電容

器，具有功率大、充電速度快、循環(huán)壽命長等特點?，F(xiàn)采用如圖所示的電路對某個超級電容器充電，充電器具

有控制輸出電壓和輸出電流的功能。充電過程為兩個階段；第一階段是恒流充電（即充電器輸出的電流不變），

當充電器檢測到超級電容器電壓達到某一定值后，進入第二階段進行恒壓充電（即充電器輸出的電壓不變），

直到完成充電。若電阻R的阻值恒定，關于充電過程，下列說法正確的是（）

A.恒流充電時，充電器的輸出功率逐漸減小

B.恒流充電時，超級電容器兩端電壓隨時間均勻增大

C.恒壓充電時，電阻R兩端的電壓保持不變

D.恒壓充電時，充電器的輸出功率逐漸增大

【答案】B

【解析】

AB.恒流充電時，根據(jù)尸=U/和電容定義C=，=，分析可知，充電器的輸出功率逐漸增大，電容不變超級

電容器兩端電壓隨時間均勻增加，故A錯誤，B正確；

CD.恒壓充電時，隨充電過程，電容器上電荷增多電壓增大，使電容器極板和充電器間電勢差變小，故充電越

來越慢即充電電流越來越小，根據(jù)尸=U/和UR=/R分析可知，電阻R兩端的電壓逐漸減小，充電器的輸出功率

逐漸減小，故CD錯誤。

故選B。

2、（2023?北京市房山區(qū)高三上學期期末）為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所用光敏電阻制作光控開關來控制

照明系統(tǒng)。光敏電阻的阻值隨著光的強弱而變化。物理學中用照度描述光的強弱，光越強照度越大，照度的單

位為lx。某光敏電阻在不同照度下的阻值如下表?？刂齐娐吩砣鐖D所示，電路中的電阻飛和&，其中一個

是定值電阻，另一個是光敏電阻，已知直流電源電動勢E為3V,內(nèi)阻不計，當控制開關兩端電壓。22V時,

控制開關自動啟動照明系統(tǒng)。則下列說法正確的是（）

照度/1X0.20.40.60.81.01.2

電阻/k。754028232018

A.均為定值電阻，品為光敏電阻

B.通過表中數(shù)據(jù)分析可得，照度與光敏電阻阻值成反比

C.照度越大，該電路控制開關兩端的電壓越大

D.若將20k。的定值電阻接入電路，則當照度降至0.41X時啟動照明系統(tǒng)

【答案】D

【解析】

A.根據(jù)題上的控制電路原理，照度越小，用的電阻需要越大，為兩端的電壓才越大，達到2V時，和與并聯(lián)

的控制開關啟動照明系統(tǒng)。結(jié)合光敏電阻在不同照度下的阻值表可得，與為光敏電阻，所以&為定值電阻，

故A錯；

B.通過表中數(shù)據(jù)分析可得，照度與光敏電阻阻值的乘積不為定值，所以照度與光敏電阻阻值不成反比，故B

錯誤；

C.根據(jù)題上的控制電路原理，照度越小，控制開關兩端的電壓越大，達到2V時，啟動照明系統(tǒng)，故C錯誤;

D.將20ko的定值電阻用接入電路時，當照度降至0.41x,此時光敏電阻凡的阻值為40k。，電源電動勢為3V,

根據(jù)串聯(lián)電路分壓關系式可得，光敏電阻用兩端的電壓

40

U=---------x3=2V

40+20

因此和凡并聯(lián)的控制開關兩端的電壓也為2V,達到啟動電壓，啟動照明系統(tǒng)，故D正確。

故選D。

3、（2023?廣東省汕頭市高三上學期期末）如圖所示的心臟除顫器用脈沖電流作用于心臟，實施電擊治療，使

心臟恢復竇性心律。心臟除顫器的核心元件是電容器，治療前先向電容器充電，工作時對患者皮膚上的兩個電

極板放電，讓電荷通過心臟，刺激心臟恢復正常跳動。該心臟除顫器的電容器電容是25葉，充電至4kV電壓,

如果電容器在4ms時間內(nèi)完成放電，則下列說法正確的是（）

A.電容器放電過程通過人體組織的電流恒定

B.電容器的擊穿電壓為4kV

C.此次放電有1C電荷量通過人體組織

D.此次放電通過人體的平均電流為25A

【答案】D

【解析】

A.電容器放電過程中，開始時電流較大，隨著帶電量的減小，放電電流逐漸減小，不是恒定的，故A錯誤；

B.心臟除顫器正常工作時，不會讓其出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象，根據(jù)文中達到的充電電壓可知，心臟除顫器的電容擊穿

電壓大于4kV,故B錯誤；

C.根據(jù)

Q=CU=0.1C

因此此次放電有0.1C的電荷量通過人體組織，故C錯誤；

D.根據(jù)

7=2=25A

t

因此此次放電通過人體的平均電流為25A,故D正確。

故選D

4、（2023?廣東省廣州市一中高三下學期開學統(tǒng)測）如圖，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈，右

邊套有一金屬圓環(huán)。圓環(huán)初始時靜止。將圖中開關S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，電路接通的瞬間，可觀察到（）

A.撥至M端或N端，圓環(huán)都向左運動

B.撥至M端或N端，圓環(huán)都向右運動

C.撥至M端時圓環(huán)向左運動，撥至N端時向右運動

D,撥至M端時圓環(huán)向右運動，撥至N端時向左運動

【答案】B

【解析】

無論開關S撥至哪一端，當把電路接通一瞬間，左邊線圈中的電流從無到有，電流在線圈軸線上的磁場從無到

有，從而引起穿過圓環(huán)的磁通量突然增大，根據(jù)楞次定律（增反減同），右邊圓環(huán)中產(chǎn)生了與左邊線圈中方向

相反的電流，異向電流相互排斥，所以無論哪種情況，圓環(huán)均向右運動。

故選Bo

5、（2023?山東省歷城二中高三下學期一模）在圖甲所示的交流電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2：

1,電阻片=4=4。，&為滑動變阻器。電源電壓”隨時間/按正弦規(guī)律變化如圖乙所示，則下列說法正確

的是（)

A.滑片P向下移動時，電流表示數(shù)增大B.滑片P向上移動時，電阻&的電流增大

C.當&=4Q時，電流表的示數(shù)為2AD.當&=4。時，電源的輸出功率為32W

【答案】C

【解析】

A.等效電路如圖所示

當滑片P向下移動時，導致滑動變阻器阻值減小，則等效電阻阻值減小，則等效電阻分壓減小，根據(jù)變壓器原

理可知，副線圈兩端電壓減小，即電阻&兩端電壓減小，根據(jù)歐姆定律可知，電流表示數(shù)減小，故A錯誤；

B.將用等效為電源內(nèi)阻，滑片P向上移動時，電阻&增大，根據(jù)串反并同可知，流過電阻&的電流減小，

故B錯誤；

C.等效電阻阻值為

C\2f

&叫

與+6)

電源電壓有效值為

U=24V

因此原線圈兩端電壓為

根據(jù)變壓器原理可知，副線圈電壓為

因此電流表示數(shù)

故C正確;

D.當&=4Q時，電源的輸出功率

02

P=----------=48W

K+

故D錯誤。

故選C。

6、（2023?湖南社懷化市高三上學期期末）理想變壓器電路如圖所示，其中R為滑動變阻器，定值電阻10Q,

原副線圈匝數(shù)之比/2,電流表、電壓表均為理想電表，當滑動變阻器R的滑片向下移動時，電流表、電壓

表示數(shù)變化量的絕對值分別用A/和AU表示。則關于AU和A/的比值，下列說法正確的是（)

B.——逐漸減小

M

絲不變且色=10。

C.

MM

改不變且”=2.5。

D.

MM

【答案】D

【解析】

根據(jù)變壓器的原理可得

"=2=左

。2“2

L=^=k

Ln、

則有

Ui=kU2

在原線圈電路中有

U0=I島+5

即

整理可得

2k°k22

則有

故ABC錯誤，D正確。

故選D。

7、（2023?北京市房山區(qū)高三上學期期末）如圖甲所示，探測線圈與沖擊電流計串聯(lián)后可用來測定磁場的磁感

應強度。若將線圈放在被測磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，磁場方向垂直紙面向里，磁場的磁感應強度B

隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。下列說法正確的是（）

A.K時刻感應電動勢為零

B.tx時間內(nèi)。點電勢高于萬點電勢

C0馬時間內(nèi)沖擊電流計中電流大小保持不變

D.0與時間內(nèi)線圈中感應電流的方向始終為逆時針方向

【答案】A

【解析】

A.彳時刻用圖像斜率為零，此時磁通量的變化率為零，則感應電動勢為零，選項A正確;

B.乙時間內(nèi)穿過線圈的磁通量向里減小，根據(jù)楞次定律可知，感應電流為順時針方向，即。點電勢低于6

點電勢，選項B錯誤；

C.0時間內(nèi)比圖像斜率先減小后變大，則感應電動勢先減小后變大，即沖擊電流計中電流大小先減小

后變大，選項c錯誤；

D.0與時間內(nèi)穿過線圈的磁通量先向里增大后向里減小，根據(jù)楞次定律可知，在立時刻線圈中感應電流的方

向發(fā)生改變，選項D錯誤。

故選Ao

8、（2023?黑龍江牡丹江一中高三上學期期末）如圖所示，半徑為L的小圓與半徑為3L的圓形金屬導軌擁

有共同的圓心，在小圓與導軌之間的環(huán)形區(qū)域存在垂直于紙面向外、磁感應強度大小為B的勻強磁場。現(xiàn)將一

長度為3L導體棒置于磁場中，讓其一端。點與圓心重合，另一端A與圓形導軌良好接觸。在。點與導軌間接

入一阻值為r的電阻，導體棒以角速度。繞。點沿逆時針方向做勻速圓周運動，其他部分電阻不計。下列說法

正確的是（）

A.導體棒。點的電勢比A點的電勢高

B.電阻兩端的電壓為竺叱

2

C.在導體棒旋轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)，通過電阻的電荷量為當蛀

r

D.在導體棒旋轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)，電阻產(chǎn)生的焦耳熱為陋竺弓

r

【答案】C

【解析】

A.由右手定則可知，外電路中感應電流由A流向O,則。點電勢比A點電勢低，A錯誤;

B.感應電動勢

coL+co”22

E=BQLR=B（2L）---------二4BI7CO

2

電阻兩端電壓

U=E==4Bl3a>

B錯誤；

C.電路中電流為

/」=4班”

rr

周期為

2兀

T=

在導體棒旋轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)，通過電阻的電荷量為

c正確；

D.在導體棒旋轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)，電阻產(chǎn)生的焦耳熱為

°=/"=也辿

r

D錯誤。

故選C。

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選

對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。

9、（2023?廣東省茂名市電海中學高三下學期開學測試）某同學通過學習電磁感應相關知識，利用實驗室里

的線圈自制了一個放大版的手機揚聲器，裝置如圖所示.兩個匝數(shù)不同的線圈A、8之間沒有導線相連，線圈A

與手機的音頻輸出端連接，線圈2與音響連接。為檢驗該裝置是否能正常工作及其播放效果，現(xiàn)將線圈A插入

線圈B中，則下列說法正確的是（）

A.因A、8兩線圈之間未用導線連通，所以該揚聲裝置不可能發(fā)出聲音

B.線圈8中產(chǎn)生變化的電流使音響發(fā)聲

C.將48線圈互換，音響的播放效果不變

D.在A線圈中插入鐵芯，音響的播放效果更好

【答案】BD

【解析】

A.該裝置的原理是互感，A、8線圈不需要用導線連通，可通過電磁感應使揚聲裝置發(fā)出聲音，A錯誤；

B.線圈B中產(chǎn)生變化的電流使音響發(fā)出高低不同的聲音，B正確；

C.8兩個線圈的匝數(shù)不同，大小不同，將A、8線圈互換，線圈磁通量的變化率不同，音響的播放效果發(fā)

生變化，C錯誤；

D.在A線圈中插入鐵芯，增加了磁感應強度，能夠增大感應電壓，音響的播放效果會更好，D正確。

故選BD。

10、（2023?廣東省廣州市一中高三下學期開學統(tǒng)測）一矩形金屬線圈，繞垂直磁場方向的轉(zhuǎn)軸在勻強磁場中

勻速轉(zhuǎn)動，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢e隨時間t變化的規(guī)律如圖所示，下列說法中正確的是

A.此交流電的頻率為10Hz

B.此感應電動勢的有效值為&V

C.f=0.1s時，線圈平面與磁場方向垂直

D,在線圈平面與磁場方向成30°時，感應電動勢的大小為IV

【答案】BC

【解析】

A.由圖像知周期r=0.2s,所以頻率戶5Hz,A錯誤；

B.由圖像可知，感應電動勢的最大值為2V,有效值為

E=4-V=A/2V

V2

故B正確；

C.由圖可知，t=0.1s時，感應電動勢為0,所以線圈平面與磁場方向垂直，故C正確;

D.在線圈平面與磁場方向成30°時，感應電動勢的大小

e=2sin60V=A/3V

故D錯誤。

故選BC。

11,（2023?山東省歷城二中高三下學期一模）如圖所示，兩水平虛線間存在垂直于紙面方向的勻強磁場，磁

感應強度大小為B,邊長為h的正方形導體框由虛線1上方無初速度釋放，在釋放瞬間次?邊與虛線1平行且相

距〃。已知導體框的質(zhì)量為優(yōu)，總電阻為廠，重力加速度為g，cd邊與兩虛線重合時的速度大小均為v=Y亥，

2

忽略空氣阻力，導體框在運動過程中不會發(fā)生轉(zhuǎn)動，則（）

7

A.兩虛線的距離為一力

4

B.導體框在穿越磁場的過程中，產(chǎn)生的焦耳熱為4加g/z

C.導體框的ab邊與虛線1重合時，其克服安培力做功的功率大小為紇運

r

B27Z3

D.導體框從ab邊與虛線1重合到cd邊與虛線1重合時所用的時間為一-

mgr

【答案】AD

【解析】

A.由題意，根據(jù)導體框進出磁場過程中運動的對稱性可知，邊剛好進入磁場和剛好離開磁場時的速度大小

均為匕荻，設兩虛線之間的距離為H,導體框全部位于磁場中時下落的加速度大小為g,根據(jù)運動學公

式有

2g(H-h)=V12-v2

解得

故A正確；

B.設導體框穿過磁場的過程中產(chǎn)生的焦耳熱為。，對導體框從開始下落到穿過磁場的過程，根據(jù)能量守恒定

律有

1,

mg(h+H+h)=—mv+Q

解得

7

Q=-mgh

故B錯誤；

C.導體框的ab邊與虛線1重合時的速度大小為

匕=7^

此時ab邊產(chǎn)生的感應電動勢大小為

E=Bhvl

導體框中的感應電流為

/一

r

ab邊所受的安培力大小為

F=BIh

導體框的次?與虛線1重合時克服安培力做功的功率大小為

「=鵬

整理得

p一2BTg

1—

r

故C錯誤；

D.設導體框通過磁場上邊界所用時間為3線框中的平均感應電流為了，則由動量定理可得

mgt-Blht=mv-mvx

根據(jù)電流的定義可知/時間內(nèi)通過線框某一截面的電荷量為

q=It

根據(jù)法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律綜合分析可知

EBh2

q-——t=-----

rr

聯(lián)立解得

廣B2K也

mgry2g

故D正確。

故選AD?

12、（2023?廣東省汕頭市高三上學期期末）我國的特高壓輸電技術居世界第一，如圖，發(fā)電站輸出電壓穩(wěn)定,

經(jīng)升壓變壓器升至特高壓進行遠距離運輸，再經(jīng)過降壓變壓器與降壓后供用戶端使用，用戶端電阻可分為持續(xù)

用電用戶電阻（設為定值電阻用）和靈活用電用戶電阻（設為可變電阻&）,輸電線電阻廠不可忽略，下列

說法正確的是（）

A.用電高峰期時，相當于&變大

B.用電高峰期時，用兩端電壓變小

C.在不改變輸送電能總功率的前提下，對比普通的高壓輸電，使用特高壓輸電可以使用兩端電壓更穩(wěn)定

D.在不改變輸送電能總功率前提下，對比普通的高壓輸電，使用特高壓輸電可以使輸電線上電能損耗降低

【答案】BCD

【解析】

A.因用電器都是并聯(lián)使用，因此在用電高峰時，用電器增加，相當于"變小，A錯誤；

B.用電高峰期時，相當于&變小，降壓變壓器副線圈的電流增大，由變壓器原理可知，降壓變壓器原線圈的

電流增大，導致輸電線上的電壓降增大，發(fā)電站輸出電壓穩(wěn)定，則有降壓變壓器的原線圈兩端電壓減小，副線

圈輸出電壓減小，使與兩端電壓變小，B正確；

CD.在不改變輸送電能總功率的前提下，由「=9可知，使用特高壓輸電，則有輸電線上的電流大幅度減小，

輸電線上的電壓降

\U=Ir

大幅度減小，則有降壓變壓器原線圈兩端的電壓變化幅度很小，使與兩端電壓更穩(wěn)定；輸電線上的電能損耗

絳3

因輸電線上電流減小，可知輸電線上電能損耗降低，CD正確。

故選BCD。

三、實驗題：本題共2小題，第13題6分，第14題9分，共15分。

13、（2023?山東省歷城二中高三下學期一模）發(fā)光二極管具有耗能少、體積小、亮度高等優(yōu)點，現(xiàn)已逐步取

代傳統(tǒng)光源。某同學研究某發(fā)光二極管的伏安特性。經(jīng)正確實驗操作后，繪制的圖像如圖乙所示，下列為

實驗備選器材：

//mA

甲

A.電壓表Vi（量程0—3V,內(nèi)阻約20k。）

B.電壓表V2（量程0—15V,內(nèi)阻約100k。）

C.電流表Al（量程0—50mA,內(nèi)阻約40。）

D.電流表A2（量程0—6A,內(nèi)阻約2。）

E.滑動變阻器Ri（0—10Q,額定電流2A）

F.滑動變阻器&（0—1000Q,額定電流0.1A）

G.電源E（電動勢6V,內(nèi)阻不計）

H.開關S,導線若干

（1）實驗時，電壓表應選用,電流表選用,滑動電阻器選用（填選項字母）；

（2）圖甲為實驗時的部分電路實物圖，請用連線代替導線將電路補充完整；

（3）已知該發(fā)光二極管的最佳工作電流為15mA。現(xiàn)將它與電動勢為3V、內(nèi)阻不計的電池組相連，根據(jù)乙圖，

還需串聯(lián)一個阻值R=。的電阻才能使它工作在最佳狀態(tài)（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

【答案】①A②.C⑤.53。（50?53。均可）

【解析】

（1）口］電動勢為6丫，繪制出發(fā)光二極管的/一U圖其電壓在0—3V的范圍，若選量程0~15V的電壓表，則表

盤指針的偏轉(zhuǎn)將小于滿偏值的工，讀數(shù)誤差較大，故選電壓表Vi,故選A；

3

⑵繪制出發(fā)光二極管的/一。圖其電流在0—30mA的范圍，若選量程0~6A的電流表，則表盤指針的偏轉(zhuǎn)將小

于滿偏值的讀數(shù)誤差較大，故選電壓表Ai,故選C；

3

［3］繪制出發(fā)光二極管的/一U圖其電流在0—30mA的范圍，則電流從零開始變化，則滑動變阻器應采用分壓式

接法，為方便調(diào)節(jié)，滑動變阻器應選故選E；

（2）［4］繪制出發(fā)光二極管/一U圖其電流在0—30mA的范圍，則電流從零開始變化，則滑動變阻器應采用分

壓式接法，且由一U圖可看出發(fā)光二極管的最大電阻約為

2Q

R=^-Q=100Q

X28x10-3

而

[RVRA=720000X40Q=894.4Q

則電流表應采用外接法，則完整的電路實物圖如下

（3）⑸由繪制出發(fā)光二極管的7—U圖可看出在發(fā)光二極管的最佳工作電流為15mA時其電壓為2.2V,則將它

與電動勢為3V、內(nèi)阻不計的電池組相連，還需串聯(lián)一個

14、（2023?河南省漂河市中學高三下學期開學摸底）如圖甲是測量電源電動勢及研究其輸出功率的電路圖,

有下列器材可供選擇，利用所選器材經(jīng)過多次測量，記錄電壓表、電流表的示數(shù)。、I,作出U-工圖像為圖

乙中曲線。

A.電壓表V］（量程為0~10V,內(nèi)阻幾千歐姆）

B.電壓表V2（量程為0~5V,內(nèi)阻幾千歐姆）

C.電壓表V3（量程為0~5V,內(nèi)阻幾萬歐姆）

D.電流表A1（量程為0~0.6A,內(nèi)阻幾歐姆）

E.電流表A?（量程0~3A,內(nèi)阻約為0.1歐姆）

F.電流表A3（量程為0~6A,內(nèi)阻約為0.01歐姆）

G.滑動變阻器與（最大阻值為20。）

H.滑動變阻器氏2(最大阻值lkQ)

I.電源(電動勢約為4V,內(nèi)阻約為幾歐姆)

(1)為使實驗數(shù)據(jù)盡量精確，電壓表應選擇,電流表應選擇,滑動變阻器應選擇o

(填器材前面的序號)

(2)如圖乙中為曲線上點M的切線，則電源電動勢為,其內(nèi)阻為,其電路中的最大

輸出功率為0(均保留兩位有效數(shù)字)

【答案】2C②.E③G④.4.0V⑤2.0Q⑥2.0W

【解析】

(1)[1]因電源電動勢約為4V,所以電壓表選擇0~5V量程的，且電壓表的內(nèi)阻越大，并聯(lián)在電源兩端時分

流就越小，造成的實驗誤差就越小，故選擇電壓表V3,即序號C；

[2]根據(jù)題圖乙可知，當電源的路端電壓為零時，電路中的電流最大約為2A左右，故選擇電流表A2,即序號

E；

[3]滑動變阻器采用限流式接法，為使電壓表的示數(shù)有明顯變化，滑動變阻器的阻值不能太大，故選擇滑動變阻

器用,即序號G。

(2)[4][5][6]根據(jù)電源的輸出功率P=勿，有

U=P-

故圖線上某點與原點連線的斜率為該狀態(tài)下電源輸出功率尸，對比題圖乙可知，當。=2V、

時圖線上的點與原點連線的斜率最大，即輸出功率最大，為

%ax=2.0W

結(jié)合閉合電路歐姆定律可知，外電阻和電源內(nèi)阻相等時電源輸出功率最大，則

r=7?=—Q=2,0Q

1

電源電動勢

E=/(R+r)=lx(2+2)V=4.0V

四、解答題：本題共4小題，第15題8分，第16題9分，第17題12分，第18題16分，共45分。

解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。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。

15、(2023?北京市大興區(qū)高三上學期期末)如圖所示，一小型發(fā)電機內(nèi)有w=100匝矩形線圈，線圈面積

S=0.10m2,線圈電阻可忽略不計。在外力作用下矩形線圈在B=0.10T勻強磁場中，以恒定的角速度

。=100〃rad/s繞垂直于磁場方向的固定軸OO'逆時針轉(zhuǎn)動，發(fā)電機線圈兩端與R=100Q的電阻構(gòu)成閉合回

路。(乃取3)

(1)判斷如圖所示位置線圈中的電流方向；

(2)寫出從中性面開始計時電動勢的瞬時值表達式；

(3)線圈勻速轉(zhuǎn)動10s,求電流通過電阻R產(chǎn)生的焦耳熱。

O

【答案】(1)電流方向為。C2A。；(2)e=300sin300/(V)；(3)=4.5xl03J

【解析】

(1)根據(jù)右手定則可判斷如圖所示位置線圈中的電流方向為。CBA。。

(2)線圈中感應電動勢的最大值

Em=nBSrn=300V

從中性面開始計時電動勢的瞬時值表達式為

e=Egsincot=300sin300z(V)

(3)矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生正弦交變電流，電阻兩端電壓的有效值

經(jīng)過f=10s電流通過電阻產(chǎn)生的焦耳熱

U1

R

Q熱=4.5x及j

16、(2023?山東省歷城二中高三下學期一模)如圖所示，電阻為0.1。的正方形單匝線圈abed的邊長為0.2m,

be邊與勻強磁場邊緣重合。磁場的寬度等于線圈的邊長，磁感應強度大小為0.5T。在水平拉力作用下，線圈

以8m/s的速度向右穿過磁場區(qū)域。求線圈在上述過程中：

⑴感應電動勢的大小E；

(2)所受拉力的大小F；

(3)感應電流產(chǎn)生的熱量Q。

XXX

XXXX

XX

XX

XXXX

XXX

【答案】(l)0.8V；(2)0.8N；(3)0.32J

【解析】

(1)由題意可知當線框切割磁感線是產(chǎn)生的電動勢為

E=BLv=0.5倉D.28V=0.8V

(2)因為線框勻速運動故所受拉力等于安培力，有

F=F^=BIL

根據(jù)閉合電路歐姆定律有

丁竺

R

結(jié)合(1)聯(lián)立各式代入數(shù)據(jù)可得F=0.8N；

(3)線框穿過磁場所用的時間為

2L2'0.2

s=0.05s

v8

故線框穿越過程產(chǎn)生的熱量為

斤2f)Q2

Q=1-Rt=——t=-?0.05J=0.32J

R0.1

17、(2023?廣東省廣州市一中高三下學期開學統(tǒng)測)兩間距為L=lm的平行直導軌與水平面間的夾角為8=37。,

導軌處在垂直導軌平面向下、磁感應強度大小B=2T的勻強磁場中.金屬棒P垂直地放在導軌上，且通過質(zhì)量不

計的絕緣細繩跨過如圖所示的定滑輪懸吊一重物(重物的質(zhì)量mo未知)，將重物由靜止釋放，經(jīng)過一段時間，

將另一根完全相同的金屬棒Q垂直放在導軌上，重物立即向下做勻速直線運動，金屬棒Q恰好處于靜止狀態(tài).

已知兩金屬棒的質(zhì)量均為m=lkg、電阻均為R=l。，假設重物始終沒有落在水平面上，且金屬棒與導軌接觸良

好，一切摩擦均可忽略，重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,8$37。=0.8.求：

(1)金屬棒Q放上后，金屬棒戶的速度v的大小；

(2)金屬棒Q放上導軌之前，重物下降的加速度a的大小(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；

(3)若平行直導軌足夠長，金屬棒Q放上后，重物每下降h=lm時，Q棒產(chǎn)生的焦耳熱.

【解析】

(1)金屬棒Q恰好處于靜止時

mgsin0—BIL

E

由電路分析可知E=1=—.

2R

代入數(shù)據(jù)得，v=3m/s

(2)P棒做勻速直線運動時，mog=BIL+mgsin0,

金屬棒Q放上導軌之前，由牛頓第二定律可得

m0g-mgsin0=(m+m0)a

代入數(shù)據(jù)得，a=2,7m/s2

(3)根據(jù)能量守恒可得，ntogh=mghsin6+Q總

由于兩個金屬棒電阻串聯(lián)，均為R，可知

Q=QA=3J

Q棒產(chǎn)生的焦耳熱為2

18、(2023