階段復(fù)習(xí)(五)電磁感應(yīng)和交變電流

知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

規(guī)范訓(xùn)練

規(guī)范答題

答案(1)0.03m/s2，方向水平向右(2)15C(3)0.45J

解析(1)甲棒在斜面導(dǎo)軌下滑的過(guò)程，由機(jī)械能守恒定律有mgh＝m

12

甲棒進(jìn)入磁場(chǎng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2?0

E1＝2Bcos60°·Lv0

由閉合電路歐姆定律可知，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為I1＝

?1

對(duì)乙棒，由牛頓第二定律可得Bcos60°·I1·2L＝ma2?

聯(lián)立可得，乙棒的加速度大小為a＝0.03m/s2

方向水平向右。

(2)兩棒穩(wěn)定時(shí)，電路中電流為0，則

2Bcos60°·Lv1＝Bcos60°·2Lv2

解得v1＝v2

兩棒受到的安培力滿足F甲＝F乙

安培力水平分力也大小相等，且方向相反，則兩棒組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，可得mv0＝mv1＋mv2

對(duì)乙棒，根據(jù)動(dòng)量定理Bcos60°··2Lt＝mv2

其中q＝t?

聯(lián)立可得?，通過(guò)乙棒的電荷量為

q＝15C

(3)從甲棒進(jìn)入磁場(chǎng)到兩棒達(dá)到穩(wěn)定過(guò)程中，根據(jù)能量守恒定律

m＝m＋m＋Q總

121212

202122

解得?Q總＝0?.9J?

則乙棒上產(chǎn)生的焦耳熱為

＝＝

Q乙＋Q總0.45J

?

??

階段復(fù)習(xí)練(五)

(分值：100分)

一、單項(xiàng)選擇題：每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。

1.(2025·山東煙臺(tái)市?？?電吉他的工作原理是在琴身上裝有線圈，線圈附近被磁化的琴弦振動(dòng)時(shí)，會(huì)使線

圈中的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，再經(jīng)信號(hào)放大器放大后傳到揚(yáng)聲器。其簡(jiǎn)化示意圖如圖所示。

則當(dāng)圖中琴弦向右靠近線圈時(shí)()

A.穿過(guò)線圈的磁通量減小

B.線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流

C.琴弦受向右的安培力

D.線圈有收縮趨勢(shì)

答案D

解析琴弦向右靠近線圈時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量增大，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由“來(lái)拒去留”可知琴弦受

到向左的安培力，由“增縮減擴(kuò)”可知線圈有收縮趨勢(shì)，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。

2.風(fēng)力發(fā)電將成為福建沿海實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑之一。如圖甲，風(fēng)力發(fā)電裝置呈現(xiàn)風(fēng)車(chē)外形，風(fēng)

吹向葉片驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)輪機(jī)帶動(dòng)內(nèi)部匝數(shù)為N的矩形銅質(zhì)線圈在水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以角速度ω繞垂

直于磁場(chǎng)的水平轉(zhuǎn)軸OO'順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交流電，發(fā)電模型簡(jiǎn)化為圖乙。已知N匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電

動(dòng)勢(shì)的最大值為Em。則()

A.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)锳DCBA

B.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)電流表的示數(shù)為零

C.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)磁通量的變化率最大

D.穿過(guò)線圈的最大磁通量為

?m

答案C?

解析當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到題圖所示位置時(shí)，根據(jù)右手定則判斷知產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)锳BCDA，A錯(cuò)誤；當(dāng)線圈

轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，感應(yīng)電流的瞬時(shí)值為零，但電流表測(cè)量的是有效值，示數(shù)不為零，B錯(cuò)誤；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到

題圖所示位置時(shí)，線圈與中性面垂直，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，磁通量的變化率最大，C正確；由Em＝NBSω得，

穿過(guò)線圈的最大磁通量為Φm＝BS＝，D錯(cuò)誤。

?m

3.如圖甲所示為演示自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)?電?路。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先閉合開(kāi)關(guān)S，電路達(dá)到穩(wěn)定后，燈泡A和B處于正

常發(fā)光狀態(tài)，在t0時(shí)刻，將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，測(cè)量得到t0時(shí)刻前后流過(guò)某一燈泡的電流I隨時(shí)間t的變化關(guān)系

如圖乙所示。電源內(nèi)阻及電感線圈L的直流電阻可忽略不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是()

A.閉合S，燈泡A和B都緩慢變亮

B.斷開(kāi)S至燈泡B完全熄滅的過(guò)程中，a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)

C.圖乙所示為燈泡B在S斷開(kāi)前后電流隨時(shí)間的變化關(guān)系

D.由圖乙可知兩燈泡正常發(fā)光時(shí)，燈泡A的阻值大于燈泡B的阻值

答案C

解析閉合S，B燈立刻變亮，由于線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增加，使得燈泡A緩慢變亮，選項(xiàng)A

錯(cuò)誤；斷開(kāi)S后，原來(lái)通過(guò)B的電流立即消失，由于線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小，則線圈L相

當(dāng)于電源，與燈泡B和A重新組成回路，則通過(guò)B的電流由b到a，則從斷開(kāi)S至燈泡B完全熄滅的過(guò)程

中，a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)，S斷開(kāi)前后流過(guò)燈泡B的電流方向相反，即題圖乙所示為燈泡B在S斷開(kāi)前

后電流隨時(shí)間的變化關(guān)系，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；由題圖乙可知由于S斷開(kāi)后通過(guò)B的電流大于S斷開(kāi)之

前通過(guò)B的電流，可知兩燈泡正常發(fā)光時(shí)，燈泡A的阻值小于燈泡B的阻值，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

4.(2025·山東省泰安第一中學(xué)月考)某位同學(xué)利用力敏電阻設(shè)計(jì)了判斷小車(chē)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置，其工作原理如

圖甲所示，將力敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車(chē)上，中間放置一個(gè)絕緣光滑重球，力敏電阻的阻值隨所

受壓力的增大而減小。小車(chē)向右做直線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，電流表的示數(shù)隨時(shí)間變化如圖乙所示，下列判斷正

確的是()

A.在0~t1時(shí)間內(nèi)小車(chē)的加速度逐漸變大

B.在t1~t2時(shí)間內(nèi)小車(chē)做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)

C.在t1~t2時(shí)間內(nèi)小車(chē)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)

D.在t2~t3時(shí)間內(nèi)小車(chē)一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)

答案B

解析在0~t1時(shí)間內(nèi)電流不變，則力敏電阻的阻值不變，所受的壓力不變，加速度不變，故A錯(cuò)誤；在

t1~t2時(shí)間內(nèi)，電流減小，則力敏電阻的阻值變大，所受的壓力減小，則加速度減小，即小車(chē)做加速度減小

的加速運(yùn)動(dòng)，故B正確，C錯(cuò)誤；在t2~t3時(shí)間內(nèi)電流不變，與0~t1時(shí)間內(nèi)比較電流變小了，則力敏電阻的

阻值變大，所受的壓力減小，加速度減小了，則小車(chē)不一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。

5.如圖所示，一個(gè)半徑為l的金屬圓盤(pán)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(從左向右觀察為順時(shí)針?lè)较?，

這樣構(gòu)成一個(gè)法拉第圓盤(pán)發(fā)電機(jī)。假設(shè)其電動(dòng)勢(shì)為E，等效內(nèi)阻為r。下列說(shuō)法正確的是()

A.圓盤(pán)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的是交流電

B.法拉第圓盤(pán)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為E＝Bω2l

1

C.電源的輸出功率為2

24＋2

????

2

D.流過(guò)電阻R的電流4方(?向?為)C→R→D

答案C

解析圓盤(pán)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的是直流電，故A錯(cuò)誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，法拉第圓盤(pán)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)

為E＝Bl＝Bl2ω，電源的輸出功率為P＝I2R＝()2R＝，故B錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)右手定則，流

＋24＋2

1?????

2

過(guò)電阻R?的電2流方向?yàn)镈→R→C，故D錯(cuò)誤。??4(??)

6.如圖所示，一光滑軌道固定在架臺(tái)上，軌道由傾斜和水平兩段組成，傾斜段的上端連接一電阻R＝0.5Ω，

兩軌道間距d＝1m，水平部分兩軌道間有一豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為

m＝0.5kg、長(zhǎng)為l＝1.1m、電阻忽略不計(jì)的導(dǎo)體棒，從軌道上距水平面h1＝0.8m高處由靜止釋放，通過(guò)

磁場(chǎng)區(qū)域后從水平軌道末端水平飛出，落地點(diǎn)與水平軌道末端的水平距離x2＝0.8m，水平軌道距水平地面

2

的高度h2＝0.8m。通過(guò)計(jì)算可知(軌道電阻不計(jì)，g取10m/s，不計(jì)空氣阻力)()

A.導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為3m/s

B.導(dǎo)體棒整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為2J

C.磁場(chǎng)區(qū)域的長(zhǎng)度x1為2m

D.整個(gè)過(guò)程通過(guò)電阻R的電荷量為3C

答案C

解析設(shè)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v0，根據(jù)動(dòng)能定理有mgh1＝m，解得v0＝4m/s，故A錯(cuò)誤；導(dǎo)體

12

0

22

棒從水平軌道水平飛出做平拋運(yùn)動(dòng)，則水平方向有x2＝vt，豎直方向?有h2＝gt，聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得v＝2

1

m/s，導(dǎo)體棒通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中，根據(jù)能量守恒定律有Q＝m－mv2，2解得Q＝3J，則導(dǎo)體棒整個(gè)運(yùn)

121

202

動(dòng)過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為3J，故B錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒通過(guò)?磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)量定理有安t1＝

?

Bdt1＝mv0－mv，又有q＝t1＝＝，聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得q＝2C，x1＝2m，故C正確，D錯(cuò)誤。

Δ????1

7.?如圖所示，初始時(shí)矩形線?框AB?CD垂?直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)放置，磁場(chǎng)位于OO'右側(cè)，AO＝OB＝BC＝O'C，若線

框以不同方式做角速度大小相同的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，以下哪個(gè)時(shí)刻線框受到的安培力最大()

A.以AD邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)30°時(shí)

B.以BC邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)45°時(shí)

C.以O(shè)O'為軸轉(zhuǎn)動(dòng)60°時(shí)

D.以O(shè)點(diǎn)為中心，在紙面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)45°時(shí)

答案D

解析根據(jù)題意，設(shè)AO＝OB＝BC＝O'C＝L，線框的電阻為R，線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，以AD邊為軸轉(zhuǎn)

2

動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為1＝＝，且1＝，線框所受安培力為1＝1＝；以

30°EBL·2Lωsin30°BLωIFBIL23BC

?1???

邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)45°時(shí)，穿過(guò)線框平面的磁通量不變，沒(méi)有感應(yīng)電?流產(chǎn)生，則安培力為零；以O(shè)O'為軸?轉(zhuǎn)動(dòng)60°

2

時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2＝＝，且2＝，線框所受安培力為2＝2＝；以點(diǎn)

EBL·Lωsin60°BLωIFBIL23O

3?23???

為中心，在紙面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)45°時(shí)，2?2?

2

如圖所示，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為3＝＝，且3＝，線框所受安培力為3＝3＝，

EB·L·BLωIFBI·L23

2???32???

可知，以O(shè)點(diǎn)為中心，在紙面內(nèi)逆2時(shí)針2轉(zhuǎn)動(dòng)45°時(shí)，安培力?最大。故選D。2?

二、多項(xiàng)選擇題：每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)

的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。

8.(2025·山東濟(jì)南市檢測(cè))如圖所示為理想變壓器與4個(gè)額定電壓相同的燈泡連接的電路，M、N端連接一

個(gè)穩(wěn)壓交流電源。開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)L1、L2、L3、L4都正常發(fā)光，下列說(shuō)法正確的是()

A.變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝1∶2

B.燈泡L3、L4的額定電流一定相同

C.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，燈泡L1變暗

D.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，流過(guò)燈泡L3(L3仍能發(fā)光)的電流增大

答案AD

解析開(kāi)關(guān)S閉合后，設(shè)每個(gè)燈泡正常發(fā)光時(shí)的額定電壓為U，則原線圈兩端的電壓為U1＝U，副線圈兩

端的電壓為U2＝2U，根據(jù)＝，解得n1∶n2＝1∶2，A正確；燈泡L3、L4的額定電壓相同，功率不一

?1?1

?2?2

定相同，額定電流不一定相同，B錯(cuò)誤；開(kāi)關(guān)S閉合與斷開(kāi)前后，燈泡L1兩端的電壓保持不變，燈泡L1

亮度不變，C錯(cuò)誤；由于原線圈兩端電壓U1不變，根據(jù)＝，得副線圈兩端的電壓U2也不變，開(kāi)關(guān)S

?1?1

?2?2

斷開(kāi)后，副線圈兩端的總電阻增大，由串聯(lián)電路的分壓規(guī)律知，L2兩端的電壓減小，L3兩端的電壓增大，

則通過(guò)燈泡L3的電流增大，D正確。

9.20年來(lái)福建電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電壓等級(jí)、電力技術(shù)“三大跨越”。如圖所示是遠(yuǎn)距離輸電示意圖，現(xiàn)

將輸送電壓U2由220kV升級(jí)為1000kV高壓，輸送的總電功率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，保持發(fā)電機(jī)輸出電壓U1

及用戶得到的電壓U4均不變，輸電線的總電阻不變，變壓器均為理想變壓器，則()

A.變?yōu)樵瓉?lái)的倍

?250

?111

B.輸電線上電流I2變?yōu)樵瓉?lái)的

11

C.輸電線損失的功率變?yōu)樵瓉?lái)的25()2

11

D.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比值25變小

答案ABC

解析由理想變壓器基本關(guān)系知＝，U1不變，U2變?yōu)樵瓉?lái)的倍，所以變?yōu)樵瓉?lái)的倍，A正確；

?2?250?250

?1?111?111

根據(jù)P送＝U2I2可知，因P送變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，U2變?yōu)樵瓉?lái)的倍，則輸電線上電流I2變?yōu)樵瓉?lái)的，B正

5011

21125

確；根據(jù)P損＝R線，可知P損變?yōu)樵瓉?lái)的()，C正確；總功率變大，損失的功率變小，則用戶端功率變

211

225

大，因用戶端電?壓不變，則I4變大，又I2變小，I2＝I3，則＝變大，D錯(cuò)誤。

?3?4

10.(2025·山東泰安市開(kāi)學(xué)考)如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ的磁?4場(chǎng)方?3向均沿水平方向垂直紙面向外，兩磁場(chǎng)邊

界水平，磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng)，磁場(chǎng)Ⅰ下邊界到磁場(chǎng)Ⅱ上邊界的距離為2.5L，磁場(chǎng)Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。

邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的單匝正方形金屬線框abcd位于垂直于磁場(chǎng)的豎直平面內(nèi)，開(kāi)始時(shí)ab邊到磁場(chǎng)Ⅰ上

邊界距離為L(zhǎng)，由靜止釋放金屬線框，線框在向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中始終在豎直面內(nèi)，且ab邊始終水平，線

1

框分別勻速穿2過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ。重力加速度大小為g，忽略空氣阻力，則下列說(shuō)法正確的是()

A.線框經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ產(chǎn)生的焦耳熱等于經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)Ⅱ產(chǎn)生的焦耳熱

B.磁場(chǎng)Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B

1

金屬線框的質(zhì)量為2

C.22

????

線框經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ?產(chǎn)?生的總焦耳熱為

D.22

2????

答案AC?

解析線框分別勻速穿過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ，則根據(jù)功能關(guān)系知線框經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ和Ⅱ產(chǎn)生的焦耳熱均為2mgL，

故A正確；從靜止釋放金屬線框到ab邊開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ，根據(jù)動(dòng)能定理有mg·＝mv2，勻速穿過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ，

?1

22

則＝，＝＝，解得＝，故正確；從邊出磁場(chǎng)Ⅰ到邊進(jìn)磁場(chǎng)Ⅱ過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能

mgBILIm22Ccdab

????????

定理有mg·1.5L＝?mv'2?－mv2，勻速穿?過(guò)?磁場(chǎng)Ⅱ，則mg＝B'I'L，I'＝＝，解得磁場(chǎng)Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大

11?'?'??'

小＝，故2錯(cuò)誤；線2框經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ產(chǎn)生的總焦耳熱為＝?＝?，故錯(cuò)誤。

B'BBQ4mgL23D

24????

2?

三、非選擇題：本題共4小題，共54分。

11.(10分)用光敏電阻和電磁繼電器等器材設(shè)計(jì)一套自動(dòng)光控照明電路，使得傍晚天變黑時(shí)，校園里的路燈

自動(dòng)亮起；早晨天亮?xí)r，路燈自動(dòng)熄滅。選用的光敏電阻的阻值隨照度變化的曲線如圖甲所示(照度反映光

的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)，照度越大，照度單位為lx)。圖乙所示為校園路燈自動(dòng)控制的模擬電路圖，用直流電路給

電磁鐵供電作為控制電路，用220V交流電源給路燈供電。

(1)(2分)請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，正確連接繼電器控制電路。

(2)(2分)當(dāng)線圈中的電流大于或等于2mA時(shí)，繼電器的銜鐵將被吸合。為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)光照情況控制路燈通

斷，路燈應(yīng)接在接線柱上。

A.A、BB.B、CC.A、C

(3)(2分)圖中直流電源的電動(dòng)勢(shì)E＝15V，內(nèi)阻忽略不計(jì)，電磁鐵線圈電阻為400Ω，滑動(dòng)變阻器有三種規(guī)

格可供選擇：R1(0~100Ω)、R2(0~1750Ω)、R3(0~17500Ω)，要求天色漸暗照度降低至15lx時(shí)點(diǎn)亮路燈，

滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇(填“R1”“R2”或“R3”)。

(4)(2分)使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)天色比較暗了，路燈還未開(kāi)啟。為了使路燈亮得更及時(shí)，應(yīng)適當(dāng)?shù)?填

“增大”或“減小”)滑動(dòng)變阻器的電阻。

(5)(2分)小佳同學(xué)想利用乙圖為自己家院子里的車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)自動(dòng)開(kāi)門(mén)裝置，當(dāng)車(chē)燈照到光敏電阻上時(shí)，開(kāi)門(mén)

電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)打開(kāi)車(chē)庫(kù)的門(mén)。開(kāi)門(mén)電動(dòng)機(jī)應(yīng)連接在接線柱上。

A.A、BB.B、CC.A、C

答案(1)見(jiàn)解析圖(2)A(3)R2(4)增大(5)B

解析(1)(2)天亮?xí)r照度增大，光敏電阻的阻值減小，電磁鐵中電流增大，磁場(chǎng)增強(qiáng)，吸引銜鐵向下與C

接通，路燈熄滅，故路燈應(yīng)接在A、B之間。故選A。

為滿足實(shí)驗(yàn)要求，控制電路的連接情況如圖所示。

(3)要求天色漸暗照度降低至15lx時(shí)點(diǎn)亮路燈，由題圖甲知此時(shí)光敏電阻的阻值約為5.6kΩ，由閉合電路

歐姆定律可知I＝，此時(shí)的滑動(dòng)變阻器的阻值約為1.5kΩ，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇R2。

＋＋

線?滑

???

(4)使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)天色比較暗了，路燈還未開(kāi)啟，說(shuō)明此時(shí)控制電路的電流較大，總電阻較小，所以為使

路燈亮得更及時(shí)，應(yīng)適當(dāng)?shù)卦龃蠡瑒?dòng)變阻器的電阻。

(5)車(chē)燈照到光敏電阻上時(shí)，光敏電阻的阻值減小，控制電路部分的電流增大，磁場(chǎng)增強(qiáng)，吸引銜鐵向下與

C接通，此時(shí)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，故將開(kāi)門(mén)電動(dòng)機(jī)連接在B、C接線柱上滿足題意，故選B。

12.(12分)用壓縮空氣推動(dòng)一小型交流發(fā)電機(jī)發(fā)電。如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，額

定電壓為6V的小燈泡正常發(fā)光，發(fā)電機(jī)輸出端的電流隨時(shí)間變化圖像如圖乙，求：

(1)(5分)燈泡1分鐘內(nèi)消耗的電能；

(2)(7分)從燈泡上電流為零開(kāi)始的半個(gè)周期內(nèi)，通過(guò)燈泡的電荷量。

答案(1)720J(2)C

22

解析(1)根據(jù)理想變25壓π器原理＝＝，

?1?21

?2?12

其中I1＝A＝1A，

2

可得通過(guò)燈2泡的電流為I2＝2A，

得燈泡1分鐘內(nèi)消耗的電能W＝U2I2t＝720J

(2)根據(jù)交流電表達(dá)式可得I1m＝＝A，

????

?2

由題圖乙可知，其中ω＝＝50πrad/s，

2π

?

又q1＝∑Δt＝＝，

?Δ??Δ?2???

?Δ???

可得從燈泡上電流為零開(kāi)始的半個(gè)周期內(nèi)，通過(guò)原線圈的電荷量為q1＝C，

2

根據(jù)q＝It和I1∶I2＝n2∶n1＝1∶2，可得從燈泡上電流為零開(kāi)始的半個(gè)周25期π內(nèi)，通過(guò)燈泡的電荷量為q2＝

C。

22

1253π.(14分)(2024·山東臨沂市模擬)如圖所示，傾角為θ＝37°的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，平行

導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng)，兩導(dǎo)體棒ab、cd垂直于導(dǎo)軌放置，空間存在垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)

度大小為B，現(xiàn)給導(dǎo)體棒ab一沿導(dǎo)軌平面向下的初速度v0使其沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)，已知兩導(dǎo)體棒質(zhì)量均為

m，電阻均為R，兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.75，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，從ab開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到兩

棒相對(duì)靜止的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中兩導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且保持良好的接觸，sin37°＝0.6，g取10m/s2。

(1)(4分)求兩根導(dǎo)體棒最終的速度；

(2)(4分)整個(gè)過(guò)程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q；

(3)(6分)若導(dǎo)體棒ab運(yùn)動(dòng)之前，兩根導(dǎo)體棒相距的距離為L(zhǎng)0，要保證運(yùn)動(dòng)過(guò)程中兩根導(dǎo)體棒不相撞，L0最

小是多少？

答案(1)0.5v0(2)m(3)

1???0

222

解析(1)由題意可知4m?0gsin37°?＝?μmgcos37°，則對(duì)兩棒組成的系統(tǒng)沿導(dǎo)軌方向動(dòng)量守恒，且最終穩(wěn)定時(shí)兩

棒速度相同，則有mv0＝2mv，解得v＝0.5v0。

(2)根據(jù)能量守恒定律可知，系統(tǒng)減少的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化成焦耳熱，則有Q＝m－×2mv2，解得Q＝m。

12112

00

(3)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，令ab、cd兩根導(dǎo)體棒的速度分別為v1、v2，任意時(shí)刻的感2應(yīng)?電動(dòng)勢(shì)2為E＝BL(v1－v2)，4感?

＝＝－＝－

應(yīng)電流I，安培力大小F安BIL，以導(dǎo)體棒ab為研究對(duì)象，由動(dòng)量定理可得：mvmv0安，即

?

2???

0＝－，解得兩根導(dǎo)體棒相對(duì)滑動(dòng)的距離＝，根據(jù)幾何關(guān)系可得：0的最小值等于，所

mv22ΔxΔxLΔx

1?????0

22

22???

以L0的最小值為。

???0

22

14.(18分)(2024·山?東?日照市期末)如圖所示，兩足夠長(zhǎng)平行金屬直導(dǎo)軌的間距為L(zhǎng)，固定在同一水平面內(nèi)，

直導(dǎo)軌在左端M、P點(diǎn)分別與兩條豎直固定的圓弧導(dǎo)軌相切。MP連線與直導(dǎo)軌垂直，其左側(cè)無(wú)磁場(chǎng)，右

側(cè)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在水平導(dǎo)軌某處放置一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、由均勻金屬絲

制成的單匝閉合正方形線框，左右兩邊分別記為b、c。線框質(zhì)量為m，總電阻為8R，初始時(shí)處于靜止?fàn)?/p>

態(tài)。現(xiàn)讓長(zhǎng)度也為L(zhǎng)、質(zhì)量為2m、阻值為R的導(dǎo)體棒a從圓弧導(dǎo)軌上離水平導(dǎo)軌高h(yuǎn)處由靜止釋放，某時(shí)

刻導(dǎo)體棒a與線框發(fā)生碰撞，并且碰后瞬間線框的速度是導(dǎo)體棒a進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間速度的，碰撞過(guò)程中的機(jī)

4

械能損失與碰前回路產(chǎn)生的總熱量相等。已知重力加速度為g，忽略導(dǎo)軌的電阻、所有摩5擦以及線框的可

能形變，且導(dǎo)體棒a和