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1、電學3大題型押題練(一)
1.如圖所示等腰梯形線框從位于勻強磁場上方一定高度處自由下落,已知下落過程兩平行邊始終豎直,左平行邊長為a,右平行邊長為2a。當導線框下落到圖示位置時,導線框做勻速運動。則從導線框剛進入磁場開始,下列判斷正確的是( )
A.在0~這段位移內,導線框可能做勻加速運動
B.在~這段位移內,導線框減少的重力勢能最終全部轉化為內能
C.在~2a這段位移內,導線框可能做減速運動
D.在0~與~2a位移內,導線框受到的安培力方向相反
解析:選B 導線框在0~這段位移內受到向上的安培力小于重力,導線框做加速運動,隨著速度增大,感應電動勢增大,感應電流增大,安培力增大,
2、導線框做加速度逐漸減小的加速運動,由題意可知,當位移為時,加速度恰好減為零,A錯;在~這段位移內,導線框一直做勻速運動,因此減少的重力勢能全部轉化為電能,進而又轉化為內能,B對;在~2a這段位移內,導線框切割磁場的有效長度逐漸減小,安培力小于重力,導線框做變加速運動,C錯;由楞次定律可知,磁場一直阻礙導線框下落,一直受到向上的安培力,直至導線框全部進入磁場,D錯。
2.[多選]如圖所示,圖(a)中變壓器為理想變壓器,其原線圈接在u=12sin 100πt(V)的交流電源上,副線圈與阻值為R1=2 Ω的電阻接成閉合電路,電流表為理想電流表。圖(b)中為阻值R2=32 Ω的電阻直接接到u=12s
3、in 100πt(V) 的交流電源上,結果電阻R1與R2消耗的電功率相等,則( )
A.通過電阻R1的交變電流的頻率為0.02 Hz
B.電阻R1消耗的電功率為4.5 W
C.電流表的示數(shù)為6 A
D.變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4∶1
解析:選BD 由u=12sin 100πt(V)可知,ω=100π rad/s=2πf,該交流電源的頻率為f=50 Hz,周期為0.02 s,由于變壓器不改變交變電流的頻率,所以通過電阻R1的交變電流的頻率為50 Hz,選項A錯誤;由題圖(b)可知,R2=32 Ω的電阻兩端電壓的有效值為U=12 V,電阻R2消耗的電功率為P2==4.5 W,由電阻
4、R1與R2消耗的電功率相等,可知電阻R1消耗的電功率為P1=P2=4.5 W,選項B正確;由P1=I2R1,解得電流表的示數(shù)為I=1.5 A,選項C錯誤;變壓器副線圈電壓U′=IR1=3 V,變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2=U∶U′=12∶3=4∶1,選項D正確。
3.[多選]在x軸上存在一水平方向的電場,一質量m=2 kg的帶電小球只在電場力的作用下,沿光滑絕緣的水平面從x=7 m處開始以初速度v0=2 m/s向x軸負方向運動。小球的電勢能Ep隨位置x的變化關系如圖所示,則下列說法正確的是( )
A.該小球帶負電
B.在x=4 m處電場強度為零
C.小球通過x=9 m處時速度大
5、小為2 m/s
D.小球運動的最大速度vm=2 m/s
解析:選BD 由題設條件無法判斷小球的帶電性質,A錯誤;因為Ep=qφ,電場力大小F=q,則電場強度大小E=,在x=4 m處,=0,即電場強度E=0,B正確;小球的初動能為Ek=mv02=4 J,在x=7 m處時,小球的電勢能為0,故在x=
7 m處時小球的總能量E=Ep+Ek=4 J,在x=9 m處時小球的電勢能為2 J,則動能為2 J,故小球通過x=9 m處時速度大小為 m/s,C錯誤;由題圖可知,在x=4 m處時小球的電勢能最低,故此時動能最大,即小球的最大動能為E4=8 J,最大速度為2 m/s,D
正確。
4.如圖所示
6、為多用電表的原理示意圖,已知表頭G的滿偏電流為2 mA、內阻為
150 Ω,刻度盤上電阻刻度線正中央標有“30”。選擇開關S旋到“2”時量程為10 mA,旋到“3”、“4”、“5”、“6”時的量程未知,但測得R6=570 Ω,R7=900 Ω,E為兩節(jié)新的干電池
(E=3 V),內阻忽略。請回答下列問題:
(1)選擇開關S旋到“6”時的量程為________。
A.15 A B.3 V
C.12 V D.15 V
(2)正確使用歐姆擋測電阻時,滑動變阻器R3連入的阻值為________Ω。
(3)電池用久后,電動勢變小了,內阻變大了,但仍能歐姆調零,用此表去
7、測電阻,則其測量值比真實值________(填“偏小”“偏大”或“不變”)。
解析:(1)選擇開關S旋到“6”時為電壓表,量程為U=IgRg+I(R6+R7)=2×10-3×150 V+10×10-3×(570+900)V=15 V,故D對。
(2)使用歐姆擋測電阻時,要進行歐姆調零,表頭G指針達到滿偏,由閉合電路歐姆定律可得:R3== Ω=270 Ω。
(3)電池用久了,電動勢變小,內阻變大,歐姆調零時,歐姆表內阻變小,應用歐姆表測電阻時,I===,由于R內偏小,則電流I偏小,歐姆表指針偏轉角度偏小,電阻測量值偏大。
答案:(1)D (2)270 (3)偏大
5.一電路如圖所示,電
8、源電動勢E=28 V,內阻r=2 Ω,電阻R1=12 Ω,R2=R4=
4 Ω,R3=8 Ω,C為平行板電容器,其電容C=3.0 pF,虛線到兩極板距離相等,極板長
L=0.20 m,兩極板的間距d=1.0×10-2 m。問:
(1)若開關S處于斷開狀態(tài),則當其閉合后,流過R4的總電量為多少?
(2)若開關S斷開時,有一帶電微粒沿虛線方向以v0=2.0 m/s的初速度射入C的電場中,剛好沿虛線勻速運動,則當開關S閉合后,此帶電微粒以相同初速度沿虛線方向射入C的電場中,能否從C的電場中射出?(要求寫出計算和分析過程,g取10 m/s2)
解析:(1)開關S斷開時,電阻R3兩端電壓為
U3=E=16 V
開關S閉合后,外電阻為R==6 Ω
路端電壓為U=E=21 V
電阻R3兩端電壓為U3′=U=14 V
則流過R4的總電量為
ΔQ=CU3-CU3′=6.0×10-12 C。
(2)設微粒質量為m,電量為q,當開關S斷開時有
=mg
當開關S閉合后,微粒做類平拋運動,設微粒加速度為a,則
mg-=ma
設微粒能從C的電場中射出,則水平方向t=
豎直方向y=at2
解得y=6.25×10-3 m>
故微粒不能從C的電場中射出。
答案:(1)6.0×10-12 C (2)不能,分析過程見解析
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