新高考浙江版2025届高考物理一轮总复习训练阶段检测7第11单元第12单元(人教版)

这是一份新高考浙江版2025届高考物理一轮总复习训练阶段检测7第11单元第12单元(人教版)，共17页。试卷主要包含了选择题Ⅰ，选择题Ⅱ，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.下列物理量对应的单位正确的是( )
A.电场强度:N/CB.电动势:V/C
C.磁感应强度:N/mD.磁通量:T·m
2.某地理老师给同学们展示了一种磁悬浮地球仪,底座通电时球体会悬浮起来(如图甲所示)。它的内部原理如图乙所示,底座里面有线圈,球体是磁体,球体的顶端是S极、底部是N极,底座通电时能让球体悬浮起来。下列说法正确的是( )
A.地球仪底座对桌面的压力大小等于底座受到的重力
B.球体能够悬浮是利用了电磁感应原理
C.电路中的a端点须连接直流电源的负极
D.若增大线圈的电流,则球体重新静止时受到的斥力将增大
3.测温枪是通过传感器接收红外线信号,得出感应温度数据,使用时只要将测温枪靠近皮肤表面,修正皮肤与实际体温的温差便能准确显示体温。下列说法正确的是( )
A.测温枪利用的红外线也可用于杀菌消毒
B.红外线是波长比紫外线长的电磁波
C.红外线的穿透能力很强,接受红外线照射是会伤害身体的
D.红外线的频率大于X光的频率
4.如图所示,由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈,两线圈的质量相等,但所用导线的横截面积不同,甲线圈的匝数是乙线圈的2倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落,一段时间后进入方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,磁场的上边界水平。不计空气阻力,已知下落过程中两线圈始终平行于纸面,上、下边保持水平。在两线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前,可能出现的是( )
A.甲产生的焦耳热比乙多
B.甲做加速运动,乙做减速运动
C.甲和乙都做加速运动
D.甲做减速运动,乙做加速运动
5.如图所示,L是自感系数很大的线圈,但其自身的电阻几乎为0,A和B是两个相同的小灯泡,则( )
A.当开关S由断开变为闭合时,A比B先亮
B.当开关S由断开变为闭合时,A和B同时亮
C.当开关S由闭合变为断开时,A和B均慢慢熄灭
D.当开关S由闭合变为断开时,没有灯泡发光
6.智能手表通常采用无线充电方式。如图甲所示,充电基座与220 V交流电源相连,智能手表放置在充电基座旁时未充电,将手表压在基座上,无需导线连接,手表便可以充电(如图乙所示)。已知充电基座与手表都内置了线圈,则( )
A.手表和基座无导线连接,所以传输能量时没有损失
B.用塑料薄膜将充电基座包裹起来,之后仍能为手表充电
C.无线充电的原理是利用基座内的线圈发射电磁波传输能量
D.充电时,基座线圈的磁场会对手表线圈中的电子施加力的作用,驱使电子运动
7.图甲为LC振荡电路中电容器上极板所带的电荷量q(q为正表示上极板带正电)随时间t在一个周期内的变化图像,图乙为对应的LC振荡电路某时刻的状态,则( )
A.t1时刻线圈中自感电动势为零
B.t1~t2时间内回路中的电流方向为顺时针
C.t2~t3之间的某时刻与图乙状态相对应
D.图乙中电容器极板间电势差逐渐减小
8.如图所示,水平光滑平行金属导轨处于匀强磁场中,磁场方向竖直向下,导轨左端用定值电阻连接,某时刻金属棒甲以某一初速度向右运动直至静止。若换用质量和长度相同、电阻率更大的不同材料的金属棒乙重复上述运动,其他条件不变,则( )
A.金属棒乙运动的距离更大
B.速度大小相同时,金属棒乙回路中电功率更大
C.金属棒甲、乙滑行总位移的一半时,分别对应各自运动的中间时刻
D.金属棒甲、乙总时间的中间时刻的加速度分别小于各自开始时加速度的一半
9.某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全相同,不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S的同时开始采集数据,当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。不计电源内阻及电感线圈L的电阻。下列说法正确的是( )
A.开关S闭合瞬间,流经灯D1和D3的电流相等
B.开关S闭合瞬间至断开前,流经灯D1的电流保持不变
C.开关S断开瞬间,灯D2闪亮一下再熄灭
D.根据题中信息,可以推算出图乙中u1与u2的比值
10.交流发电机的示意图如图所示,磁场可视为水平方向的匀强磁场,线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向以n= r/s的转速匀速转动。已知线圈匝数N=100、面积S=0.01 m2,磁感应强度B=0.1 T,定值电阻R=4 Ω,线圈电阻r=1 Ω,电流表为理想交流电表。从图示位置开始计时,以下判断正确的是( )
A.产生的交流电的电动势瞬时值表达式为e=cs 10t(V)
B.定值电阻R的热功率为0.08 W
C.在t=0时刻,电流表的示数为0
D.在0~时间内,通过定值电阻R的电荷量为0.04 C
11.如图所示,一个有矩形边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,一个三角形闭合导线框,由位置1(左)沿纸面匀速运动到位置2(右),取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t=0),规定顺时针方向为电流的正方向,如图中能正确反映线框中电流与时间关系的是( )
12.当实验老师从液氮中取出一块“钇钡铜氧”合金并将它靠近一块永磁体时,合金块能悬浮在磁体的上方;老师又从液氮中取出一块外形相似、质量更小的铝块并将它靠近同一块永磁体时,“悬浮”却没有发生。造成这一区别的主要原因是( )
A.“钇钡铜氧”合金在液氮温度下电阻几乎为零
B.质量更小的铝块靠近永磁体时内部不会形成电流
C.穿过“钇钡铜氧”合金的磁通量更大
D.穿过“钇钡铜氧”合金的磁通量变化得更快
13.智能手机无线充电器利用互感原理工作,由发射器和接收器组成,分别有发射线圈和接收线圈。已知发射、接收线圈匝数比为n1∶n2=5∶1,AB端输入电压U=5sin 200πt(V),则( )
A.接收线圈的输出电压有效值为1 V
B.接收线圈中输出电流方向每秒变化200次
C.接收线圈的输出功率等于发射线圈输入功率
D.改变发射器和接收器的距离,不影响其充电效率
二、选择题Ⅱ(本题共2小题,每小题3分,共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
14.某小区进口处的智能道闸系统如图甲所示,其简化示意图如图乙所示,两个车辆检测器的电感线圈分别铺设在自动栏杆前、后的地面下,检测器内部的电容器与电感线圈构成LC振荡电路,振荡电流如图丙所示。当汽车接近或离开线圈时,使线圈的自感系数发生变化,从而引起振荡电路中的电流频率发生变化,车辆检测器检测到这个变化就发出电信号,“通知”车牌识别器对车辆身份进行鉴别,然后控制自动栏杆抬起或落下。下列说法正确的是( )
甲
乙
丙
A.图丙中,t1时刻电容器两端电压为最大值
B.图丙中,t3~t4时间内,电容器上的电荷量增加
C.汽车接近线圈时,线圈的自感系数增大,振荡电流的频率降低
D.汽车离开线圈时,线圈的自感系数增大,振荡电流的频率升高
15.如图所示,一质量为m、电阻为R的导体棒静止在间距为L、磁感应强度为B的光滑导轨面上(磁场方向垂直桌面)。现给导体棒施加一重力为G的铁块,导体棒由静止出发,经过距离s后做匀速运动,对此下列说法正确的是(导轨电阻不考虑)( )
A.匀速时通过导体棒的电流为
B.导体棒匀速运动的速率为
C.运动s后,铁块损失的机械能为Gs+
D.导体棒与铁块整个系统损失的能量比铁块损失的机械能大
三、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.实验题(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三题共14分)
16-Ⅰ (2分)在“观察电容器的充、放电现象”实验中,电路如图甲所示。
(1)先把开关打到1,电容器充电,然后把开关打到2,电容器放电,记录并画出其电流随时间变化的图像如图乙所示。t=0时,电容器两端电压U=1.45 V,则电容器的电容约为 F。(保留两位有效数字,1 μA=10-6 A)
(2)在充电电压相同的情况下,电路中R的阻值分别取R1=4 000 Ω和R2=9 000 Ω。则选用R1时电容器放电所能释放的电荷量 (选填“等于”“大于”或“小于”)选用R2时电容器放电所能释放的电荷量。
16-Ⅱ (5分)电流、电压传感器是能通过数据采集器采集电流、电压的大小并直接输出电流、电压数值的精确测量仪器。某实验小组利用电流、电压传感器来做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验:
(1)在实物图甲中,B传感器应该采用 (选填“电压传感器”或“电流传感器”)。
(2)在实物图甲中,已正确连接了部分导线,请完成剩余部分的连接,要求电压传感器的示数能从零开始取值。
(3)开关闭合前,图甲中滑动变阻器滑片应该处于 (选填“a”或“b”)端。
(4)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。现将这个小灯泡接到电动势为1.5 V、内阻为5 Ω的电源两端,根据图像和该电源输出电流与路端电压的关系图线,可以得到小灯泡消耗的功率是 W。(结果保留一位小数)
16-Ⅲ (7分)某同学用匝数可调的可拆变压器来做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验。
(1)下列操作正确的是 。(填选项前的字母)
A.原线圈接学生电源直流电压,电表置于直流电压挡
B.原线圈接学生电源交流电压,电表置于交流电压挡
(2)如图甲所示,一变压器的副线圈匝数模糊不清,该同学为确定其匝数,原线圈选择“0”和“8”(×100)接线柱,测得电源电压为10.0 V,副线圈电压为4.9 V,则此时接入的副线圈可能是 。(填选项前的字母)
A.“0”和“2”接线柱
B.“0”和“4”接线柱
(3)如图乙所示,探究铁芯在变压器中的用途时,该同学先将上方的铁芯取出,再将铁芯缓慢向左水平推入,则关于观察到的小灯泡亮度变化与铁芯的作用,下列说法正确的是 。(填选项前的字母)
A.小灯泡变亮
B.小灯泡变暗
C.铁芯起到传送能量的作用
D.若将铁芯换成等大的铜块,则实验现象更明显
(4)你认为该实验的系统误差主要来源是 。(写出一条即可)
(5)为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验,实验室提供一个可拆变压器,某同学用匝数为n=80的A线圈和匝数为n=160的B线圈构成一个变压器来做电压与匝数关系的实验,实验测量数据如下表:
根据测量数据可判断该同学在做实验时,原线圈是 (选填“A线圈”或“B线圈”)。
17.(8分)如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,边长为L的正方形线圈abcd共N匝,线圈总电阻为r,线圈绕垂直于磁感线的轴OO'匀速转动,角速度为ω,外电路电阻为R,图示电表为交流电压表和交流电流表。求:
(1)从图示位置(线圈平面与磁感线平行)开始转过60°角时感应电动势瞬时值的大小;
(2)电流表和电压表读数;
(3)由图示位置转过360°角过程电阻R上产生的热量。
18.(11分)为了提高自行车夜间行驶的安全性,小明同学设计了一种“闪烁”装置。如图所示,自行车后轮由半径r1=0.1 m的金属内圈、半径r2=0.4 m的金属外圈和绝缘橡胶条构成,后轮的内、外圈之间等间隔地接有6根金属条,每根金属条的中间均串联有一阻值R=2 Ω的小灯泡(可视为定值电阻)。在支架上装有磁体,形成了磁感应强度大小B= T、方向垂直纸面向外、张角θ=的“扇形”匀强磁场,后轮以角速度ω=4π rad/s相对于转轴转动。若不计其他电阻,忽略磁场的边缘效应。
(1)当金属条ab进入“扇形”磁场时,求感应电动势E,并指出ab上的电流方向。
(2)当金属条ab进入“扇形”磁场时,画出“闪烁”装置的电路图并求出内外圈的电压Uab。
(3)连续骑行过程中,求金属条ab中感应电流的有效值。
19.(11分)如图甲所示,两根足够长的光滑平行金属导轨倾斜放置并固定,倾角为θ,间距为L,顶端接有阻值为R的电阻,垂直导轨平面存在变化规律如图乙所示的磁场,t=0时磁场方向垂直导轨平面向下,质量为m、电阻为r的金属棒水平锁定在距导轨顶端L处,并与导轨始终良好接触,不计导轨的电阻。(已知L=1 m,θ=30°,R=1.5 Ω,r=0.5 Ω,B0=1 T,t0=0.1 s,m=0.1 kg,g取10 m/s2)
(1)求在t=时,金属棒中电流的方向和所受安培力。
(2)求在0~2t0时间内电阻R上产生的焦耳热。
(3)若在t=2t0时金属棒解除锁定,求金属棒稳定时的速度v的大小。
(4)假设从t=2t0时刻金属棒解除锁定开始到其速度达到稳定过程中沿导轨下滑的距离为s=4 m,求该过程中金属棒产生的焦耳热和流经金属棒的电荷量。
20.(11分)如图所示,水平固定一半径r=0.2 m的金属圆环,长为2r、电阻值为R=0.1 Ω的一金属棒沿直径放置,两端与圆环接触良好,金属棒的中心固定在过圆心的竖直导电转轴OO'上,棒随轴以角速度ω=200 rad/s匀速转动,转动方向如图所示。圆环内左半圆存在竖直向上、磁感应强度大小B=2 T的匀强磁场。MP和NQ是竖直平面内间距l=0.1 m的两平行金属导轨,P端通过开关S1、S2分别与阻值为R的电阻和C=0.1 F的电容器相连,虚线框内存在方向垂直导轨平面向内、大小为B的匀强磁场。圆环边缘与Q端相连,转轴与电刷良好接触并通过S2与电容器左端相连。阻值为R、质量m=0.1 kg、长为l的导体棒ab通过劲度系数k=4 N/m的绝缘轻质弹簧静止悬挂于紧靠导轨磁场上边界的下方,始终与导轨接触良好。开关S1和S2断开,不计其他电阻和摩擦阻力。
(1)S2掷向2,求电容器所带电荷量的大小q。
(2)S2掷向1,ab棒以v=0.5 m/s的速度向上离开磁场,
①求此时电容器剩余的电荷量大小q1。
②ab棒返回磁场上边界前断开S2,接通S1,ab棒第一次向下运动至距磁场上边界0.05 m处时速度为0,求此过程中电阻R消耗的焦耳热。(提示:以弹簧处于自然长度时为弹性势能零势能点,当伸长量为x时,其弹性势能为kx2)
参考答案
阶段检测(七) 第十一~十二单元
1.A 解析 电场强度的单位是N/C或者V/m,故A正确;电动势的单位是伏特,用字母V表示,故B错误;磁感应强度的单位是特斯拉,用字母T表示,1T=1,故C错误;磁通量的单位是韦伯,用字母Wb表示,1Wb=1T·m2,故D错误。
2.C 解析 对地球仪和底座整体受力分析可知,桌面对整体的支持力等于整体受到的重力,则地球仪底座对桌面的压力大小等于地球仪和底座的重力之和,故A错误;球体能够悬浮是利用了同名磁极相互排斥原理,故B错误;由题意可知,地球仪稳定悬浮时,地球仪受重力和向上的磁场力,地球仪下端为N极,则线圈的上端为N极,根据右手螺旋定则可得,a端点连接电源的负极,b端点连接电源的正极,故C正确;当增大线圈中的电流时,线圈内部产生的磁场增强,对地球仪的作用力也就增大,地球仪悬浮的高度会增大,球体重新静止时受到的斥力仍然等于球体重力,故D错误。
3.B 解析 紫外线可用于杀菌消毒,红外线具有热效应,故A错误;由电磁波谱可知,红外线是波长比紫外线长的电磁波,故B正确;红外线的热作用很强,接受红外线照射是不会伤害身体的,故C错误;由电磁波谱可知,红外线的频率小于X光的频率,故D错误。
4.C 解析 根据电阻定律可得,R=ρ,因为甲线圈的匝数是乙线圈的2倍,故甲线圈导线的总长度L也是乙线圈的2倍,又因为两线圈的总质量相等,所以甲线圈导线的横截面积为乙线圈的一半,可得甲线圈电阻是乙线圈电阻的4倍。甲、乙线圈下落时均先做自由落体运动,后做非匀变速直线运动,有2gh=v2-0,mg-=ma,两线圈由同一高度释放,故进入磁场时的速度相同,又因为质量相同,线圈的边长l相同,故两线圈进入磁场后做非匀变速直线运动的加速度相同。速度方向均竖直向下,加速度a若大于零,则做加速运动,加速度a若小于零,则做减速运动,综上所述,甲、乙可能均做加速运动或均做减速运动,C正确,B、D错误;由于进入磁场时速度相同,进入磁场后加速度相同,所以甲、乙两线圈相对静止,有Q=mgh-mv2,可知在同一时刻下降高度相同、速度相同的两线圈,产生的焦耳热也相同,A错误。
5.B 解析 当开关S由断开变为闭合时,电路接通,由于电感的自感效应,阻碍电流的通过,则相当于A、B串联,两灯均立即变亮,接着电感的自感效应减弱,线圈L与A并联部分电路所分电压减小,电感线圈中电流逐渐增大,通过A的电流逐渐减小,最后电感将A短路,A熄灭,由于B分压增大,所以B变亮,故B正确,A错误;当开关S由闭合变为断开时,电路断开,B立即熄灭,电感由于自感效应,相当于电源并与A构成回路,则A突然变亮,并逐渐变暗直至熄灭,故C、D错误。
6.B 解析 充电时存在漏磁效应,所以传输能量时有损失,A错误;手表充电利用的是互感原理,因此用塑料薄膜将充电基座包裹起来,之后仍能为手表充电,B正确;无线充电的原理是基座内的线圈电流变化,产生变化的磁场,导致手表内部线圈中的磁通量发生改变,从而使线圈产生感应电流,其产生感应电流的方式与变压器、互感器的原理相同,C错误;根据上述解释,基座线圈的磁场变化产生感应电场,驱动放置在感应电场中的手表中的线圈内部的电子做定向运动,形成电流,D错误。
7.C 解析 在t1时刻,上极板电荷量q达到最大值,电流达到最小值,电流变化率达到最大,此时自感电动势达到最大,选项A错误;t1~t2时间内,上极板电荷量为正,且减小,回路内的电流方向为逆时针,选项B错误;t2~t3时间内,上极板电荷量为负,下极板电荷量为正,由于上极板负电荷量不断增大,线圈电流方向为逆时针,而电荷量增大得越来越慢,故电流减小,由右手定则可得,磁场方向向上,选项C正确;图乙过程可以对应t2~t3过程,此过程中电容器极板所带电荷量增大,极板间电场能逐渐增大,电势差逐渐增大,选项D错误。
8.D 解析 设材料的电阻率为ρ,密度为k,导轨间距为d,由公式r=ρ,m=kSl,联立得r=ρk,在质量和长度相同的情况下,但密度k未知,所以不能确定甲、乙的电阻大小,不能判断运动距离的大小,故A错误;回路中的电功率P=,即速度相同时电功率也相同,故B错误;经分析可知,金属棒甲、乙做减速运动,前一半位移所用时间较短,所以尚未达到各自运动的中间时刻,故C错误;根据公式a=,可得加速度在不断减小,所以中间时刻的速度小于开始时速度的一半,即加速度小于开始时加速度的一半,故D正确。
9.D 解析 开关S闭合瞬间,由于电感线圈的阻碍作用,灯D3逐渐变亮,通过灯D3的电流缓慢增加,待稳定后,流经灯D2和D3的电流相等;故从开关S闭合瞬间至断开前,流经灯D1的电流也逐渐增加,A、B错误;开关S断开瞬间,由于电感线圈有阻碍电流减小的作用,由电感线圈继续为灯D2和D3提供电流,又因为电路稳定的时候,流经灯D2和D3的电流相等,所以灯D2逐渐熄灭,C错误;开关S闭合瞬间,灯D1和D2串联,电压传感器所测电压为D2两端电压,由欧姆定律u1=,电路稳定后,流过D3的电流为I=,开关S断开瞬间,电感线圈能够为D2和D3提供与之前等大的电流,故其两端电压为u2=I·2R=,所以,故可以推算出图乙中u1与u2的比值,D正确。
10.D 解析 线圈的角速度为ω=2πn=10rad/s,线圈从中性面开始转动,产生的电动势为e=NBSωsinωt=sin10t(V),故A错误;电动势有效值为E=V=1V,电阻R的热功率为P=R=0.16W,故B错误;电流表示数为I==0.2A,故C错误;在0~时间内,磁通量的变化大小为ΔΦ=2BS=0.002Wb,根据=N,q=Δt,联立得q=N=0.04C,故D正确。
11.B 解析 线框进入磁场的过程中,磁通量向里增加,根据楞次定律得知感应电流的磁场向外,由安培定则可知感应电流方向为逆时针,电流i应为负方向;线框进入磁场的过程中,线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小,由E=BLv,可知感应电动势先均匀增大后均匀减小,根据闭合电路的欧姆定律可知感应电流先增大后减小;线框完全进入磁场的过程中,磁通量不变,没有感应电流产生;线框穿出磁场的过程中,磁通量向里减小,根据楞次定律可知感应电流的磁场向里,由安培定则可知感应电流方向为顺时针,电流i应为正方向;线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小,由E=BLv,可知感应电动势先均匀增大后均匀减小,根据闭合电路的欧姆定律可知感应电流先增大后减小。故B正确,A、C、D错误。
12.A 解析 “钇钡铜氧”合金在液氮温度下,已经转变为超导态的超导体,电阻几乎为零,由于完全抗磁性能够悬浮在磁体的上方,故A正确;质量更小的铝块靠近永磁体的过程中,磁通量发生变化,会有电流,故B错误;“钇钡铜氧”合金在液氮温度下,已经转变为超导体,由于超导体具有完全抗磁性,其内部的总磁感应强度保持为0,故C、D错误。
13.B 解析 发射线圈电压的有效值U1=V=5V,根据理想变压器电压匝数关系有,解得U2=1V,智能手机无线充电器利用互感原理工作,能量从发射线圈向接收线圈转移,在转移过程中,存在一定的能量损耗,距离越远,损耗越大,因此接收线圈的输出功率小于发射线圈的输入功率,改变发射器和接收器的距离,对充电效率有影响,电压匝数比不再成立,即接收线圈的输出电压有效值小于1V,A、C、D错误;无线充电器利用互感原理工作,工作过程中不改变交流电的频率,即接收线圈中输出电流的周期为T=s=0.01s,由于一个周期内,电流方向改变两次,则接收线圈中输出电流方向每秒变化次数为×2=200,B正确。
14.AC 解析 图丙中,0~t1时间内电流在减小,说明电容器在充电,t1时刻充电结束,电容器两端电压为最大值,故A正确;t3~t4时间内电流在增大,说明电容器在放电,电荷量减少,故B错误;汽车上有很多钢铁,当汽车接近线圈时,相当于给线圈增加了铁芯,所以线圈的自感系数增大;根据公式f=可知,线圈的自感系数增大时振荡电流的频率降低,故C正确;同理,当汽车离开线圈时,线圈的自感系数减小,振荡电流的频率升高,故D错误。
15.AB 解析 当导体棒匀速运动,其受力平衡,故有绳的拉力等于安培力,即G=BIL,可得I=,A正确;当重力和安培力相等时,导体棒做匀速运动,即有G=BIL,故可得导体棒匀速运动的速率为v=,B正确;运动s的过程中,铁块的重力势能转化为铁块的动能和克服安培力做的功,而损失的机械能转化为克服安培力做的功,故可得铁块损失的机械能为E损=Gs-v2=Gs-,C错误;根据能量守恒,可得导体棒与铁块整个系统损失的能量比铁块损失的机械能小,D错误。
16.16-Ⅰ
答案 (1)9.4×10-3(8.8×10-3~1.0×10-2) (2)等于
解析 (1)I-t图像与坐标轴围成的“面积”表示电容器充满电时的电荷量Q=34×20×20×10-6C=0.0136C,由C=,解得电容器的电容约为C=9.4×10-3F。
(2)在充电电压相同的情况下,电容器所带电荷量相同,电容器放电所能释放的电荷量等于充满电所带的电荷量;所以电路中R的阻值不同,电容器放电所能释放的电荷量相等。
16-Ⅱ
答案 (1)电流传感器
(2)见解析图
(3)a
(4)0.1
解析 (1)由图可知B传感器与电路是串联关系,故应为电流传感器。
(2)由题意可知,实验要求电压值从零开始调节,故应采用滑动变阻器分压接法,实验电路如图所示。
(3)由图可知,测量部分与滑动变阻器右侧并联,为了让电压从零开始变化,滑片开始时应在a端。
(4)根据闭合电路欧姆定律可得,U=E-Ir,代入数据可得I=0.3-0.2U,在图中作出电源的伏安特性曲线,交点为灯泡的工作点,由图可知电流为0.1A,电压为1.0V,则灯泡的功率P=UI=1×0.1W=0.1W。
16-Ⅲ
答案 (1)B (2)B (3)AC (4)见解析 (5)B线圈
解析 (1)变压器在交流电条件下才能正常工作,A错误,B正确。
(2)根据电压匝数关系有,解得n2=3.92,故选B。
(3)变压器的铁芯的作用是导磁,尽量减少漏磁,其起到传递能量的作用,A、C正确,B错误;铜不能被磁化,因此不能导磁,若将铁芯换成等大的铜块,则实验现象不明显,D错误。
(4)实际的变压器的线圈与铁芯都有一定的电阻,且存在漏磁,则实验的系统误差主要来源是线圈和铁芯有一定的电阻与存在漏磁。
(5)由表中数据可知,B线圈的电压高于A线圈,并且考虑到不是理想变压器,有漏磁现象,A线圈中的电压小于B线圈电压的一半,可知线圈B是原线圈,A是副线圈。
17.答案 (1)NBL2ω (2)
(3)
解析 (1)线圈感应电动势最大值为Em=NBL2ω
瞬时值为e=Emcsωt
转过60°角时感应电动势的瞬时值的大小
e1=NBL2ωcs60°=NBL2ω。
(2)电流表读数为I=
电压表读数为U=IR=。
(3)由图示位置转过360°角过程电阻R上产生的热量
Q=I2R。
18.答案 (1)1.2 V b→a (2)见解析图 0.2 V (3) A
解析 (1)金属条ab在磁场中切割磁感线运动,所构成的回路磁通量变化,设经过时间Δt,磁通量变化率为ΔΦ,由法拉第电磁感应定律得E=
磁通量的变化量为ΔΦ=BΔS=B
代入数据得E=Bω()=1.2V
根据右手定则可知感应电流方向为b→a。
(2)等效电路如图所示
由题图可知电路总电阻为R总=+R=R=2.4Ω
内外圈的电压为Uab=R=0.2V。
(3)ab进入磁场时切割磁感线的时间为t1=s
ab进入磁场时金属条ab中的电流I1=5×=0.5A
车轮转一圈的周期为T==0.5s
其他金属条进入磁场时切割磁感线的时间为t2=s
其他金属条进入磁场时金属条ab中的电流I2==0.1A
根据Rt1+Rt1×5=I2RT
解得金属条ab中感应电流的有效值I=A。
19.答案 (1)电流方向为N→M 2.5 N,方向沿斜面向下
(2)7.5 J
(3)1 m/s
(4)0.487 5 J 2 C
解析 (1)由楞次定律及安培定则可知,电流方向为N→M
在0~2t0时间内,回路中磁感应强度的变化率恒为
根据法拉第电磁感应定律得E=L2=L2=10V
由闭合电路欧姆定律得I==5A
在t=时,由题图可知B=
金属棒受到安培力的大小为F=BIL=2.5N
方向沿斜面向下。
(2)在0~2t0时间内电流恒为I=5A
根据焦耳定律得Q=I2Rt=I2R·2t0
得Q=7.5J。
(3)金属棒稳定时受力平衡,有mgsinθ=F安=B0IL,I=
得v=1m/s。
(4)根据动能定理得mgssinθ-Q'=mv2-0
得Q'=1.95J,Q棒=Q'=0.4875J
根据q=It=
得q=2C。
20.答案 (1)0.4 C (2)①0.15 C ②3.75×10-3 J
解析 (1)开关S2掷向2,电容器充电,根据法拉第电磁感应定律得E=Bωr2
则电容器的电荷量为q=CU=C·
联立解得q=0.4C。
(2)①电容器放电过程有Blq2=mv
解得q2=0.25C
电容器所带电荷量的大小q1=q-q2=0.15C。
②ab棒返回磁场时的速度v=0.5m/s,从返回刚进入磁场到距磁场上边界h=0.05m处,由能量守恒得mgh+mv2=Q总+ΔEp
又由于mg=kx0
x0=0.25m
ΔEp=k(x0+h)2-=0.055J
联立解得Q总=7.5×10-3J
则QR=Q总=3.75×10-3J。
A线圈两端电压U/V
1.80
2.81
3.80
4.78
B线圈两端电压U/V
4.00
6.01
8.02
9.98