高三物理第二轮复习测试卷(四)(电路与电磁感)

准兑市爱憎阳光实验学校2021—2021度高三物理第二轮复习测试卷〔四〕〔电路与电磁感〕
一、选择题〔本大题共10小题，每题4分，共40分。

在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个正确选项，有的小题有多个正确选项。

选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分〕
1. 在一部小说中描述了这样一种窃听的方法：窃贼将并排在一起的两根线分开，在其中一根线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的导线，这条导线与线是绝缘的，如下图，以下说法正确的选项是
A. 可以窃听到，因为中的电流进入耳机
B. 可以窃听到，因为中的电流是变化的电流，在耳机电路中引起感电流
C. 不能窃听到，因为耳机与线没接通
D. 不能窃听，因为中电流太小
2. 如下图，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里。

导体棒的电阻可忽略。

当导体棒向左滑动时，以下说法正确的选项是
A. 流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到a
B. 流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a
C. 流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到b
D. 流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b
3. 矩形导线框abcd固在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规磁场的正方向垂直底面向里，磁感强度B随时间变化的规律如下图. 假设规顺时针方向为感电流I的正方向，以下各图中正确的选项是
4. 如图，一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场；一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线ab 与导线框的一条边垂直，ba的线平分导线框。

在t=0时，使导线框从图示位置开始以恒速度沿ab方向移动，直到整个导线框离开磁场区域。

以I表示导线框中感电流的强度，取逆时针方向为正。

以下表示i－t关系的图示中，可能正确的选项是
5. 两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。

将质量为m的金属棒悬挂在一个固的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好. 导轨所在平面与磁感强度为B的匀强磁场垂直，如下图。

除电阻R外其余电阻不计。

现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，那么
A. 释放瞬间金属棒的加速度于重力加速度g
B. 金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b
C. 金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为
R
v
L
B
F
2
2
D. 电阻R 上产生的总热量于金属棒重力势能的减少 6. 如下图，平行于y 轴的导体棒以速度v 向右匀速直线运动，经过半径为R 、磁感强度为B 的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感电动势ε与导体棒位置x 关系的图像是
7. 如图，在水平桌面上放置两条相距l 的平行光滑金属导轨ab 与cd ，阻值为R 的电阻与导轨的a 、c 端相连。

金属滑杆MN 垂直于导轨并可在导轨上滑动。

整个装置放于匀强磁场中，磁场的方向竖直向上，磁感强度的大小为B 。

滑杆与导轨电阻不计，滑杆的中点系一不可伸长的轻绳，绳绕过固在桌边的光滑轻滑轮后，与一质量为m 的物块相连，拉滑杆的绳处于水平拉直状态。

现假设从静止开始释放物块，用I 表示回路中的感电流，g 表示重力加速度，那么在物块下落过程中物块的速度可能
A. 小于2
2I B mgR
B. 于2
2I B mgR
C. 小于
mg
R
I 2
D. 大于mg
R
I 2
8. 如下图，在磁感强度为B 的匀强磁场中，有半径为r 的光滑半圆形导体框架，OC 为一能绕O 在框架上滑动的导体棒，OC 之间连一个电阻R ，导体框架与导体棒的电阻均不计，假设要使OC 能以角速度ω匀速转动，那么外力做功的功率是
A.
R
r B 4
22ω
B.
R
2r B 4
22ω
C.
R
4r B 4
22ω
D. R
8r B 4
22ω
9. 如下图，均匀的金属长方形线框从匀强磁场中以匀速V 拉出，它的两边
固有带金属滑轮的导电机构，金属框向右运动时总是与两边良好接触，一理想
电压表跨接在PQ 两导电机构上，当金属框向右匀速拉出的过程中，电压表的读数：〔金属框的长为a ，宽为b ，磁感强度为B 〕
A. 恒不变，读数为BbV
B. 恒不变，读数为BaV
C. 读数变大
D. 读数变小
10. 如下图，匀强磁场竖直向下，磁感强度为B ，正方形金属框abcd 可绕光滑轴转动，边长为L ，总电阻为R 。

ab 边质量为m ，其他三边质量不计，现将abcd 拉至水平位置，并由静止释放，经时间t 到达竖直位置，产生热量为Q ，假设重力加速度为g ，那么ab 边在最低位置所受安培力大小于
A.
R
gL
2L B 22
B. Rt
Q
BL
C.
Rt
L B 3
2
D.
m
)
Q mgL (2R
L B 2
2-
二、填空题〔本大题共5小题，每题4分，共20分。

把答案写在题中的横线
上〕
11. 金属杆ABC 处于磁感强度B=0.1T 的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里〔如下图〕. AB=BC=20cm ，当金属杆在图中标明的速度方向运动时，测得A 、C 两点间的电势差是3.0V ，那么可知移动速度v= ，其中A 、B 两点间的电势差AB U .
12. 如下图，水平面上固有平行导轨，磁感强度为B 的匀强磁场方向竖直向下。

同种合金做的导体棒ab 、cd 横截面积之比为2：1，长度和导轨的宽均为
L，ab的质量为m，电阻为r，开始时ab、cd都垂直于导轨静止，不计摩擦. 给ab一个向右的瞬时冲量I，在以后的运动中，cd的最大速度v m= ，最大加速度a m= ，ab和cd上释放的电热各是多少？Q ab= ，
Q cd= 。

13. 如下图，沿水平面放一宽50cm的U形光滑金属框架，电路中电阻R=2.0Ω，其余电阻不计，匀强磁场B=0.8T，方向垂直于框架平面上，金属棒MN质量为30g，它与框架两边垂直，MN的中点O用水平的绳跨过系一个质量为20g 的砝码，自静止释放砝码后，电阻R能得到的最大功率为 W。

14. 如下图，正方形金属框ABCD边长L=20cm，质量m=0.1kg，电阻R=0.1Ω，吊住金属框的细线跨过两滑轮后，其另一端挂着一个质量为M=0.14kg的重物，重物拉着金属框运动，当金属框的AB边以某一速度进入磁感强度B=0.5T 的水平匀强磁场后，那么金属框匀速上升的速度v= m／s，在金属框匀速上升进入磁场的过程中，重物M通过悬线对金属框做功 J，其中有J的机械能通过电流做功转化为内能.
15. 如下图，宽20cm的平行金属导轨之间接有两个电阻和—个电容器. R1=3Ω，R2=7Ω，C=10μF，电阻r=1Ω的金属棒ab垂直导轨放置，与导轨接触良好. 假设金属棒始终以v0=10m／s的速度匀速向左运动，在它运动的区域里存在着垂直导轨平面、磁感强度B=2.0T的匀强磁场。

假设电键K原来置于R1—边，现突然扳向R2一边，那么此过程中导轨cd一段中通过的电量△q= ，正电荷移动的方向是。

16. 〔10分〕如下图，截面积S=0.2m2，n=100匝的圆形线圈A处在匀强磁场中，磁感强度随时间变化的规律T)t
02
.0
6.0(
B-
=，开始时开关S翻开，
F
30
C
,
6
R
,
4
R
2
1
μ
=
Ω
=
Ω
=，线圈内阻不计. 求：
〔1〕闭合开关S后，通过R2的电流大小.
〔2〕闭合开关S一段时间后又断开，断开后通过R2的电荷量.
17. 〔10分〕如下图，长为L、电阻r=0.3Ω、质量m=0.1kg的金属棒CD
垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也是L，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有R=0.5Ω的电阻，量程为
0~3.0A的电流表串接在一条导轨上，量程为0~1.0V的电压表接在电阻R的两端，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面. 现以向右恒外力F使金属棒右移. 当金属棒以v=2m／s的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏. 问：
〔1〕此满偏的电表是什么表？说明理由：
〔2〕拉动金属棒的外力F多大？
〔3〕此时撤去外力F，金属棒将逐渐慢下来，最终停止在导轨上. 求从撤去外力到金属棒停止运动的过程中通过电阻R的电量.
18. 〔10分〕如图甲所示，长为a宽为b，单位长度电阻为r的均匀线框从
磁感强度为B 的匀强磁场中以速度V 匀速拉出，求拉力的功及PQ 两点间的电势差。

如果线框以图乙方式匀速拉出，为使外力的功与图甲方式相同，拉出的速度V 1为多大？此时PQ 两点间的电势差多大？
19. 〔10分〕如下图，由10根长度都是L 的金属杆，连接成一个〞目〞字型的矩形金属框abcdefgha ，放在纸面所在的平面内；有一个宽度也为L 的匀强磁场，磁场边界跟de 杆平行，磁感强度的大小是B ，方向垂直于纸面向里，金属杆ef 、fg 和gh 的电阻不计，其他各杆的电阻都为R ，各杆端点间接触良好。

现在以速度v 匀速把金属框从磁场的左边界向右拉，当de 杆刚进入磁场时，开始计时，求：
〔1〕从开始计时到cf 杆刚要进入磁场的过程中，通过ah 杆某一横截面上的总电量。

〔2〕从开始计时到金属框通过磁场的过程中，金属框中电流所产生的总热量。

20. 〔10分〕高频焊接是一种常用的焊接方法，如图1所示是焊接的原理示意图。

将半径为r=10cm 的待焊接的环形金属工件放在线圈中，然后在线圈中通以高频变化电流，线圈产生垂直于工件所在平面的匀强磁场，磁感强度B 随时间t 的变化规律如图2所示，t=0时刻磁场方向垂直线圈所在平面向外。

工件非焊接单位长度上的电阻130m 100.1R --⋅Ω⨯=，焊缝处的接触电阻为工件非焊接电阻的9倍，焊接的缝宽非常小，不计温度变化对电阻的影响。

〔1〕求环形金属工件中感电流的大小，在图3中画出感电流随时间变化的i －t 图象〔以逆时针方向电流为正〕；
〔2〕求环形金属工件中感电流的有效值；
〔3〕求t=0.30s 内电流通过焊接处所产生的焦耳热.
【参考答案】 一、选择题
1. B
2. B
3. D
4. C
5. A
6. A
7. ABD
8. C
9. C 10.D 二、填空题
11. 10m/s ，2V 12. m 27I 2Q ,m 27I Q ,r
m 3I L B 2a ,m 3I 2v 2
cd 2ab 2
22m cd
==== 13. 0.5W 14. 4，0.28，0.08 15. d c ,C 5→μ 三、计算题
16. 〔1〕0.04A 〔2〕C 10
2.76
-⨯
17. 解：〔1〕假设电流表满偏，那么I=3A ，U=IR=V ，大于电压表量程。

可知：电压表满偏。

〔2〕由功能关系：)r R (I Fv 2+=
而v
R )
r R (U F ,R /U I 22+=
∴=代入数据得N 6.1N 2
5.0)
3.05.0(I F 22=⨯+⨯=
〔3〕由动量理：t IBL v m ∆=∆
两边求和 +∆+∆=+∆+∆221121t BLI t BLI v m v m 即BLq mv = 由电磁感律)r R (I E ,BLv E +==
解得)
r R (I mv q 2
+=
代入数据得C 25.0C )
3.05.0(221.0q 2
=+⨯⨯=
18. 解：V r )b a (a b B P 22+= b a BabV
U PQ += a
b V V 1= 电势差同上
19. 〔1〕de 切割磁感线时,R 8
21R ,BLv E ==总ah
中的电流R
21BL It q ,R 21BLv I 2
=
== 〔2〕cf
切割磁感线时，R 21v
L B 38)t R E t R E (2Q ,R 1121R 3222='+=='总
总总
20. 解：〔1〕环形金属工件电阻为Ω⨯=π=π⨯+π=-30001028.6rR 20rR 29rR 2R 在3/T 20-时间内的感电动势为 电流为A 100.1R
E I 3⨯==
由楞次律得到电流方向逆时针 I －t 关系图象如下图。

〔2〕设环形金属工件中电流的有效值为I 效，在一个周期内 解得：A 816A 36
1000
I ==效
〔3〕在t=0.30s 内电流通过焊接处所产生的焦耳热为 而Ω⨯=π⨯='-301065.5rR 29R 解得：J 1013.1t R I Q 32⨯='=。