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電學(xué)3大題型押題練（四） 1.如圖所示，同一平面內(nèi)，三個閉合金屬圓環(huán)1、2、3同心放置，下列說法正確的是(　　) A．給圓環(huán)1通一恒定電流，圓環(huán)2的磁通量小于圓環(huán)3的磁通量 B．給圓環(huán)3通一恒定電流，圓環(huán)1的磁通量大于圓環(huán)2的磁通量 C．給圓環(huán)2通一變化電流，圓環(huán)1和圓環(huán)3的感應(yīng)電流方向始終相同 D．給圓環(huán)1通一變化電流，圓環(huán)2和圓環(huán)3的感應(yīng)電流方向始終相反 解析：選C　若給圓環(huán)1通逆時針方向的恒定電流，相當(dāng)于將一個小磁鐵放在圓環(huán)2和圓環(huán)3的中心，提供的磁場如圖所示，磁通量是標(biāo)量，但是有正負(fù)，抵消后圓環(huán)2內(nèi)的磁通量大于圓環(huán)3內(nèi)的磁通量，A錯誤；若給圓環(huán)3通恒定電流，相當(dāng)于將圓環(huán)1和圓環(huán)2放在一個磁鐵的內(nèi)部，圓環(huán)1的磁通量小于圓環(huán)2的磁通量，B錯誤；若給圓環(huán)2通一變化電流，據(jù)A、B選項可知，圓環(huán)1和圓環(huán)3原磁場方向相同，磁通量變化率正負(fù)相同，所以它們的感應(yīng)電流方向始終相同，C正確；同理可得，D錯誤。 2．如圖所示為某山區(qū)小型發(fā)電站輸電示意圖，發(fā)電站發(fā)出U1＝220sin 100πt(V)的交流電，通過變壓器升壓后進(jìn)行高壓輸電，再通過降壓變壓器降壓給用戶供電，圖中高壓輸電線部分總電阻為r，負(fù)載端的電壓表是理想交流電表，下列有關(guān)描述正確的是(　　) A．若開關(guān)S1、S2都斷開，則電壓表示數(shù)為零 B．負(fù)載端所接收到的交流電的頻率是25 Hz C．深夜開燈時燈泡特別亮是因為高壓輸電線上電壓損失減小的緣故 D．用電高峰期燈泡較暗，可通過減小降壓變壓器副線圈的匝數(shù)來提高其亮度 解析：選C　開關(guān)S1、S2都斷開時變壓器空載，副線圈兩端有電壓，電壓表示數(shù)不為零，故A錯誤；變壓器不改變交流電的頻率，故負(fù)載端交流電的頻率為f＝＝50 Hz，故B錯誤；深夜大部分用戶負(fù)載減少，干路中電流減小，輸電線損耗也減小，用戶得到的電壓較高，故此時開燈燈泡較亮，故C正確；用電高峰時，負(fù)載增多，負(fù)載電阻減小，干路中電流增大，因此輸電線損耗電壓增大，導(dǎo)致降壓變壓器的輸入電壓降低，可增大降壓變壓器的副線圈的匝數(shù)，使輸出電壓增大來提高燈泡亮度，故D錯誤。 3.[多選]如圖所示，AOB為一邊界為圓的扇形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，半徑為R，O點(diǎn)為圓心，D點(diǎn)為邊界OB的中點(diǎn)，C點(diǎn)為AB邊界上一點(diǎn)，且CD平行于AO?，F(xiàn)有兩個完全相同的帶電粒子以相同的速度垂直射入磁場(不計粒子重力)，其中粒子1從A點(diǎn)正對圓心O射入，恰從B點(diǎn)射出，粒子2從C點(diǎn)沿CD射入，從某點(diǎn)離開磁場，則(　　) A．粒子2在磁場中的軌道半徑等于R B．粒子2一定不從B點(diǎn)射出磁場 C．粒子1與粒子2在磁場中的運(yùn)動時間之比為3∶2 D．粒子1與粒子2離開磁場時速度方向相同 解析：選AC　粒子1從A點(diǎn)正對圓心射入，恰從B點(diǎn)射出，粒子在磁場中運(yùn)動的圓心角為90，粒子軌跡半徑等于R，粒子2從C點(diǎn)沿CD射入，其運(yùn)動軌跡如圖所示，設(shè)對應(yīng)的圓心為O1，運(yùn)動軌跡半徑也等于R，連接OC、O1C、O1B，O1COB是菱形，O1B＝CO，則粒子2一定從B點(diǎn)射出磁場，故A正確，B錯誤；粒子1的速度偏角為90，粒子1在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角θ1＝90，過B點(diǎn)作O1C的垂線交O1C于點(diǎn)P，可知P為O1C的中點(diǎn)，由幾何關(guān)系可知，θ2＝∠BO1P＝60，兩粒子的速度偏角不同，離開磁場時速度方向不同，粒子在磁場中運(yùn)動的周期T＝，兩粒子的周期相等，粒子在磁場中的運(yùn)動時間t＝T，運(yùn)動時間之比t1∶t2＝θ1∶θ2＝90∶60＝3∶2，故C正確，D錯誤。 4．某實驗探究小組為了測量電流表G1的內(nèi)阻r1，設(shè)計電路進(jìn)行實驗。實驗中供選擇的器材如下： 待測電流表G1(量程5 mA，內(nèi)阻約300 Ω) 電流表G2(量程10 mA，內(nèi)阻約100 Ω) 定值電阻R1(300 Ω) 定值電阻R2(10 Ω) 滑動變阻器R3(0～1 000 Ω) 滑動變阻器R4(0～20 Ω) 開關(guān)S及導(dǎo)線若干 干電池(1.5 V) 回答下列問題： (1)定值電阻應(yīng)選________，滑動變阻器應(yīng)選________。 (2)在方框中畫出實驗電路圖。 (3)主要的實驗步驟如下： A．按實驗電路圖連接電路，將滑動變阻器的滑動觸頭移至接入阻值為零處 B．閉合開關(guān)S，移到滑動觸頭至某一位置，記錄G1和G2的讀數(shù)I1和I2 C．重復(fù)步驟B，多次移動滑動觸頭，測量多組數(shù)據(jù) D．為得到一條過原點(diǎn)的傾斜直線，應(yīng)畫出________圖線，表達(dá)式為________________。 (4)根據(jù)圖線的斜率k及定值電阻，寫出待測電流表內(nèi)阻的表達(dá)式r1＝________(用k和定值電阻的符號表示)。 解析：(1)實驗器材中沒有電壓表，因此選用安安法測電流表的內(nèi)阻，定值電阻R1的阻值和待測電流表內(nèi)阻相差不多，可將兩者并聯(lián)，再與電流表G2串聯(lián)，為保證兩個電流表安全并且有大的調(diào)節(jié)范圍，因此滑動變阻器采用分壓接法，因為滑動變阻器R3阻值太大，不方便調(diào)節(jié)，所以選用滑動變阻器R4。 (2)實驗電路圖如圖所示。 (3)根據(jù)歐姆定律有＝r1，解得I2＝I1，因此畫出的I2I1圖線為過原點(diǎn)的傾斜直線，滿足要求。 (4)根據(jù)(3)中分析可得到圖線斜率和R1及r1的關(guān)系，即k＝，解得r1＝(k－1)R1。 答案：(1)R1　R4　(2)見解析圖　(3)I2I1　I2＝I1　(4)(k－1)R1 5.如圖所示，abcd為質(zhì)量M＝3.0 kg的“”形導(dǎo)軌(電阻不計)，放在光滑絕緣且傾角為θ＝53的斜面上，光滑絕緣的立柱e、f垂直于斜面固定，質(zhì)量m＝2.0 kg的金屬棒PQ平行于ad邊壓在導(dǎo)軌和立柱e、f上，導(dǎo)軌和金屬棒PQ都處于勻強(qiáng)磁場中，磁場以O(shè)O′為界，OO′上側(cè)的磁場方向垂直于斜面向上，下側(cè)的磁場方向沿斜面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B＝1.0 T。導(dǎo)軌的ad段長L＝1.0 m，金屬棒PQ單位長度的電阻為r0＝ 0.5 Ω/m，金屬棒PQ與“”形導(dǎo)軌始終接觸良好且兩者間的動摩擦因數(shù)μ＝0.25。設(shè)導(dǎo)軌和斜面都足夠長，將導(dǎo)軌無初速度釋放(取g＝10 m/s2，sin 53＝0.8，cos 53＝0.6，圖中的MN、ad、OO′、PQ彼此平行且處于水平方向)，求： (1)導(dǎo)軌運(yùn)動的最大加速度； (2)導(dǎo)軌運(yùn)動的最大速度。 解析：(1)導(dǎo)軌下滑過程中受到金屬棒PQ的摩擦力f、壓力FN、安培力FA，設(shè)導(dǎo)軌下滑的加速度為a，下滑的速度為v，根據(jù)力學(xué)規(guī)律和電磁學(xué)規(guī)律，有： Mgsin θ－f－FA＝Ma f＝μFN E＝BLv I＝ FA＝ILB 對金屬棒PQ，因其始終靜止，有： 導(dǎo)軌對金屬棒PQ的支持力為FN′＝mgcos θ＋FA′ 由題意知，金屬棒PQ的電流、接入回路的有效長度、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均與ad邊相等，則FA′＝FA 由牛頓第三定律知FN＝FN′ 導(dǎo)軌剛釋放時速度為零、安培力為零、加速度最大 Mgsin θ－f′＝Mam f′＝μmgcos θ 解得最大加速度am＝7.0 m/s2。 (2)導(dǎo)軌達(dá)到最大速度vm時，加速度為零 Mgsin θ－f1－FAm＝0，f1＝μFN′ 解得vm＝＝8.4 m/s。 答案：(1)7.0 m/s2　(2)8.4 m/s