【高考物理一轮电磁学专题复习】 选择题专练2 恒定电流(含解析 )
展开C.3.2108D.2.4108
2.如图所示,有一平行板电容器的电容为C,A板接地,中间开有一小孔,通过这一小孔连续地向电容器射入电子,电子射入小孔时的速度为v0,单位时间内射入的电子数为n,电子质量为m,电量为e,电容器原来不带电。随着电子不断射到B板并均留在B板上,电容器两极板间的电势差将不断增大,则从开始射入电子到电容器极板间电势差达到最大所需要的时间为( )
A.B.C.D.
3.锂离子电池主要依靠锂离子(Li+)在正极和负极之间移动来工作。如图为锂电池的内部结构,某过程中Li+从正极脱嵌通过膈膜嵌入负极,负极处于负锂状态。锂电池的电动势为3.7V,则( )
A.电池处于充电状态B.电池内部电流方向从负极到正极
C.移动一个锂离子,需要消耗电能3.7JD.在电池中电荷量的单位通常表示为
4.小明同学家里购买了一款扫地机器人,如图所示,小明同学仔细检查了这款扫地机器人,发现铭牌上标有如下表所示数据,则该扫地机器人( )
A.额定工作电流为
B.是能量单位
C.若当剩余电量减少为电池容量的时,机器人会主动寻找充电器充电,则充满电后正常工作的时间为
D.以额定电流工作时每分钟消耗电能为
5.1916年,斯泰瓦和托尔曼发现不带电的闭合金属圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面的轴转动,在转速变化时,线圈中会有电流通过。这一现象可解释为:当线圈转速变化时,由于惯性,自由电子与线圈有相对运动。取金属线圈为参照物,正离子晶格相对静止,由于惯性影响,可等效为自由电子受到一个沿线圈切线方向的“力”F1,但正离子晶格对自由电子的作用力F2不允许自由电子无限制地增大速度,F1和F2会达到平衡,其效果是自由电子相对金属线圈有定向运动。已知F1与线圈角速度的变化率a成正比,F2与自由电子相对正离子晶格的速度成正比。下列说法正确的是( )
A.若线圈加速转动,a越小,电流越大,且方向与线圈转动方向相反
B.若线圈加速转动,a越小,电流越小,且方向与线圈转动方向相同
C.若线圈减速转动,a越大,电流越大,且方向与线圈转动方向相同
D.若线圈减速转动,a越大,电流越小,且方向与线圈转动方向相反
6.随着环境问题的日益严重以及电池技术的发展,零排放的纯电动汽车逐渐走入了我们的生活。随着电池容量、可靠性、安全性与充电技术等的不断成熟,纯电动汽车正在迅速发展。截至2017年底,我国自主研发了各类用途的数百款纯电动汽车,保有量以百万计。纯电动汽车的发展将极大缓解燃油汽车带来的污染问题,有助于改善城市的空气质量。下表是某款电动汽车的蓄电池参数,据此下列说法正确的是( )
A.电池从完全没电到充满电所需时间为12h
B.电池容量的单位就是能量单位
C.该电池组充电时的功率为8.4×103W
D.该电池组充满电时的能量约为8.4×103J
7.图示为小沈同学家新买的地机器人,他从使用说明书上得到了信息:电机的额定功率35W,由规格为DC14.8V/2200mAh的锂电池供电,当锂电池剩余电量为总容量的20%时,扫地机器人就自动回座机充电。结合上述信息,下列说法正确的是( )
A.DC14.8V/2200mAh表示该电池输出的是交流电
B.该机器人电机的额定电流为0.42A
C.正常工作时机器人电动机每秒钟输出35J动能
D.电池充满电后机器人正常工作约45mim后回座机充电
8.心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种叫作心脏除颤器的设备,通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电,让一部分电荷通过心脏,使心脏完全停止跳动,再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。如图所示是一次心脏除颤器的模拟治疗,该心脏除颤器的电容器电容为15,如果充电后电容器的电压为4.0kV,电容器在大约2.0ms内放电至两极板电压为0,则这次放电过程通过人体组织的平均电流强度约为( )
A.6×10-2AB.30AC.2×103AD.A
9.法国和德国科学家费尔和格林贝尔由于发现“巨磁电阻”效应荣获了2007年诺贝尔物理学奖。研究发现磁敏电阻(GMR)的阻值随所处空间磁场的增强而增大。图示电路中,GMR为一个磁敏电阻,闭合开关S1和S2,滑片P向右滑动时( )
A.电磁铁的磁性增强,指示灯的亮度变亮
B.电磁铁的磁性增强,指示灯的亮度变暗
C.电磁铁的磁性减弱,指示灯的亮度变亮
D.电磁铁的磁性减弱,指示灯的亮度变暗
10.油烟危害健康,某品牌的抽油烟机的主要部件是照明灯L和抽气扇M(电动机),电路连接如图所示,下列说法正确的是( )
A.抽气扇须在点亮照明灯的情况下才能工作
B.闭合开关S1和S2,抽气扇处于“弱吸”挡
C.抽气扇由“弱吸”挡换成“强吸”挡,其发热功率不变
D.工作中的抽气扇因吸入异物出现卡机时,回路中的电流将变大
11.如图所示为某实验小组设计的两个量程的电流表,已知表头G的满偏电流为,定值电阻的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时,电流表的量程为,当使用1和3两个端点时,电流表的量程为。下列说法正确的是( )
A.
B.
C.若仅使阻值变小,则和均变大
D.若仅使阻值变小,则和均变大
12.如图所示,理想变压器原线圈接电压有效值不变的正弦交流电,副线圈接灯泡L1和L2,输电线的等效电阻为R,开始时S断开。现接通S,以下说法正确的是( )
A.M、N两端输出电压U减小
B.等效电阻R的电压增大
C.灯泡L1的电流增大
D.电流表的示数减小
13.恒流源可为电路提供恒定电流。如图所示的电路中,为定值电阻,电流表、电压表为理想电表,导线电阻不计。调节变阻器接入电路的阻值,记录电流表、电压表的示数并依次记录在下表中。由数据可以判断( )
A.实验过程中逐渐增大
B.电路中定值电阻的阻值为
C.恒流源提供的恒定电流为2.00A
D.实验过程中恒流源输出功率不变
14.电吹风是常用的家用电器,一种电吹风的内部电路如图所示,图中a、b、c、d为四个固定点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。已知电吹风吹冷风时的输入功率为60W,小风扇的额定电压为60V,正常工作时小风扇的输出功率为52W,变压器为理想变压器,则( )
A.当扇形金属触片P与触点c、d接触时,电吹风吹热风
B.当扇形金属触片P与触点a、b接触时,电吹风吹冷风
C.小风扇的内阻为8Ω
D.变压器原、副线圈的匝数比为=
15.在某电压下用两个不同的电热丝烧开水,不计热量损失,单独用第一个烧,用时t1,单独用第二个烧同样的水,用时t2,如果把两电热丝并联使用,接在相同电压下一起烧同样的水,所用时间为( )
A.B.C.t1+t2D.|t1﹣t2|
16.两根电阻可忽略的平行金属导轨与水平成放置,其间距,垂直于导轨平面的匀强磁场磁感应强度,质量、电阻的导体棒垂直于导轨放置,其长度刚好等于导轨间距,导体棒与导轨接触良好,导轨上端连接如图所示的电路,电源的内阻。已知滑动变阻器滑动片位于最左端和最右端处时,电源的输出功率相等,导体棒始终静止在导轨上,且滑动片位于端时,导体棒恰好无相对导轨运动的趋势,取,以下说法正确的是( )
A.滑动变阻器的最大阻值为
B.电源的电动势
C.滑动片位于端时,导体棒受到的摩擦力大小为
D.移动滑动片的位置,变阻器可获得的最大功率为
17.如图连接电动机的电路,闭合开关,当滑动变阻器的触头从一端滑到另一端的整个过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化清况如图乙所示,已知当电流小于时,电动机不会发生转动,若不考虑电表对电路的影响,则( )
A.该电动机的内阻为
B.该电路中电源的电动势为
C.此电路中,电动机的最大输出功率为
D.若电动机能转动,需要调节滑动变阻器阻值小于
18.如图,变压器的输入端接入的交流电,开关接1,当滑动变阻器接入电路的阻值为时,此时电压表的读数为。变压器为理想变压器,二极管正向电阻不计,所有电表均为理想电表,下列说法正确的是( )
A.若只将滑动变阻器的滑片向下滑动,则电流表示数减小,电压表示数增大
B.若只将从1拨到2,电流表示数变大
C.接1时,原、副线圈中接入电路的匝数之比为11:1
D.内滑动变阻器产生的热量为
19.以下电器,主要原理不是电磁感应的是( )
A.手机无线充电器B.电暖器
C.变压器D.电磁炉
20.两位中学生在北半球沿东西方向站立,把一根电线长为的长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上,电线还连接一个负载电阻形成一个闭合的回路,地球的地磁场在北半球的竖直分量向下(未画出),大小为,在此过程中将摇动部分看为半径为的半圆如图所示,俩同学以直径为轴匀速摇动这条电线,转速为,电线、电流计及连接导线的电阻不计,电线的电阻率为,横截面积为,则( )
A.感应电动势的最大值为
B.这根电线的电阻为
C.假设开始时半圆与磁感线平行,则转动二分之一周期时负载电阻上产生的热量为
D.假设开始时半圆与磁感线平行,则转动二分之一周期时通过负载电阻上的电荷量为
21.当温度降低到一定程度时,某些导体的电阻可以降为零,这种现象叫做超导现象。实验发现,在磁场作用下,超导体表面会产生一个无损耗的感应电流。1933年,德国物理学家迈斯纳和奥森赛尔德,对锡单晶球超导体做磁场分布实验时发现,当其在磁场中进入超导态后,超导体内的磁场线立即被排斥出去,使超导体内的磁感应强度等于零,也就是说超导体具有完全抗磁性,称为迈斯纳效应。这种特性与我们学过的电场中的导体内部场强处处为零相类似。根据以上描述,当导体处于超导状态时,下列说法正确的是( )
A.超导体中的超导电流会产生焦耳热
B.超导体中出现的电流能在超导体的内部流动
C.超导体处在恒定的磁场中时,它的表面不会产生感应电流
D.超导体处在均匀变化的磁场中时,它的表面将产生均匀变化的感应电流
22.如图所示,将灯泡的灯丝与小灯泡串联接入电路,闭合开关使小灯泡发光。用酒精灯给灯丝加热,下列正确的是( )
A.小灯泡变暗,灯丝电阻率变大
B.小灯泡变暗,灯丝电阻率变小
C.小灯泡变亮,灯丝电阻率变大
D.小灯泡变亮,灯丝电阻率变小
23.如图所示,电源电动势为E,内阻为r。电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器,R0为定值电阻,R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)。当开关S闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法中正确的是( )
A.在只逐渐增大光照强度的过程中,电阻R0消耗的电功率变大,电源消耗的总功率变大
B.只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动的过程中,R1消耗的功率变大,电阻R3中有向上的电流
C.只调节电阻R2的滑动端P1向上端移动的过程中,电压表示数变大,带电微粒向上运动
D.若断开开关S,电容器所带电荷量变小,带电微粒向上运动
24.在如图所示电路中,白炽灯泡L1、L2、L3阻值均为10Ω,阻值不变,理想变压器原、副线圈匝数之比为1∶3,滑动变阻器R最大阻值为20Ω。开始时,滑片P处于滑动变阻器正中间位置,当电路输入有效值为U=20V稳定的正弦交流电时,下列说法错误的是( )
A.通过L1的电流为1.5AB.通过L2的电流为1A
C.电压表读数为15 VD.若向上移动P,变压器的输出功率将变小
25.角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度,其结构如图所示。当系统绕光滑的轴转动时,元件A发生位移并输出相应的电压信号,成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知A的质量为m,弹簧的劲度系数为k、自然长度为l,电源的电动势为E、内阻不计。滑动变阻器总长也为l,电阻分布均匀,系统静止时滑片P位于B点,当系统以角速度转动时,下列说法正确的是( )
A.电路中电流随角速度的增大而增大
B.电路中电流随角速度的增大而减小
C.弹簧的伸长量为
D.输出电压U与ω的函数式为
26.如图所示电路中,电源电动势E恒定,内阻,定值电阻。当电键K断开与闭合时,ab段电路消耗的电功率相等。以下说法中错误的是( )
A.电阻可能分别为
B.电阻可能分别为
C.电键K断开时电压表的示数一定大于K闭合时的示数
D.电键K断开与闭合时,电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比一定等于
27.如图是一个简易风速测量仪的示意图,绝缘弹簧的一端固定,另一端与导电的迎风板相连,弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上。迎风板与金属杆垂直且接触良好,并能在金属杆上自由滑动。迎风板与金属杆末端分别与电压传感器的两端相连,整个装置与电阻R串联接入闭合电路,则( )
A.风速越大,电压传感器的示数越大
B.风速越大,流过电阻的电流越大
C.风速不变时,电阻的阻值越大,电压传感器示数越大
D.其他条件不变时,电压传感器示数与弹簧形变量是线性关系
28.如图,甲、乙两电路中电源电动势相同,内电阻,外电阻R相同。两电路中分别流过相同电荷量的过程中,下列说法正确的是( )
A.甲电路电源内部产生热量较多B.乙电路外电阻R产生热量较少
C.乙电路电源做功较多D.甲电路电源效率较高
29.心脏除颤器多数采用RLC阻尼放电的方法,其充、放电基本原理如图所示。直流低压经高压直流发生器后向储能电容器C充电,使电容器获得一定的储能。除颤治疗时,通过开关控制由储能电容器C、线圈L及人体组成的串联电路接通,储能电容器C通过人体放电。已知储能电容器电容为20F,某次使用时,充电后电容器的电压为4.0kV,放电后电容器两极板电压为0,则这次放电通过人体的电荷量为( )
A.0.5CB.0.08CC.0.8CD.0.2C
30.如图,理想变压器原线圈与定值电阻R0串联后接在电压恒定U0=36V的交流电源上,副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R,原、副线圈匝数比为1:3.已知R0=4Ω,R的最大阻值为100Ω。现将滑动变阻器R的滑片P向下滑动,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.电源的输出功率变小
C.当R=4Ω时,电压表示数为5.4V
D.当R=36Ω时,R获得的功率最大
31.角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度,其结构如图所示。当系统绕光滑的轴OO′转动时,元件A发生位移并输出相应的电压信号,成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知A的质量为m,弹簧的劲度系数为k、自然长度为l,电源的电动势为E、内阻不计。滑动变阻器总长也为l,电阻分布均匀,系统静止时滑片P位于B点,当系统以角速度ω转动时( )
A.电路中电流随角速度的增大而增大
B.电路中电流随角速度的减小而增大
C.弹簧的伸长量为
D.输出电压U与ω的函数式为
32.如图所示,某同学设计了一个加速度计:较重的滑块可以在光滑的框架中平移,滑块两侧用两劲度系数相同的轻弹簧与框架连接;R为滑动变阻器,其滑动片与滑块固定联接;两个电池的电动势均恒为E,内阻不计。按图连接电路后,电压表指针的零点位于表盘中央,此时两弹簧均为原长,滑动片恰好在变阻器的中间位置。已知滑动片与变阻器任一端之间的电阻值都与其到这端的距离成正比,当a端的电势高于b端时电压表的指针向零点右侧偏转。将此加速度计固定在运动的物体上,物体沿弹簧方向运动。下列说法正确的是( )
A.当物体向右加速时,电压表的指针将向右偏B.电压表的示数不变,说明物体做匀速直线运动
C.电压表的示数增大,说明物体的速度一定增大D.电压表表盘上各刻度对应加速度的值是均匀的
33.图中光敏电阻没有受到光照射(或光较暗)时,阻值较大;有光照射(或光较强)时,阻值较小。如图所示,现利用该光敏电阻、低压直流电源和电磁继电器设计了自动控制电路,用于公路照明。下列说法正确的是( )
A.白天光照越强,电磁铁的磁性越强
B.白天流过的电流大于晚上流过的电流
C.该电路能实现灯泡白天亮,晚上不亮的功能
D.低压直流电源的总功率晚上比白天的大
34.进入2022年3月,防疫形势越发严峻,额温枪供不应求,学校要求严格实行体温每日三检制度,体温检测员小张同学仔细研究了班里的额温枪及其技术参数(如图所示),发现它以两节干电池(内阻不可忽略)为电源,工作电流为5mA,能通过传感器检测人体向外辐射的红外线,根据红外线能量的强弱,快速、准确且无接触地测量体温,那么关于该额温枪的说法中正确的是( )
A.额温枪工作时,电池组两极间的电压为3V
B.额温枪工作时,电源的输出功率小于15mW
C.额温枪工作时,电路中每通过1C电荷,每节电池都能把1.5J化学能转化为电能
D.若换用两节充满电的800mA·h充电电池,则可测温5.76×104次
35.如图所示是一种调压变压器的原理图,线圈AB绕在一个圆形的铁芯上,A、B端加上的交流电压,通过移动滑动触头P来调节C、D端输出电压。当P处于图示位置时,原、副线圈的匝数比,现想将一个“38V,19W”的灯泡接到输出端C、D,下列操作可使灯泡正常发光的是( )
A.仅将P顺时针旋转到合适位置B.仅将P逆时针旋转到合适位置
C.仅将灯泡并联一个阻值为144Ω的电阻D.仅将灯泡串联一个阻值为144Ω的电阻
36.如图所示,图甲为某种车载加速度计的原理图:支架AB固定在汽车上,滑块穿在AB之间的水平光滑杆上,并用轻弹簧连接在A端,其下端有一活动臂可在滑动变阻器上自由滑动。随着汽车沿水平方向做变速运动,滑块相对于支架将发生位移,并通过电路转换成电信号从电压表输出。当汽车静止时,弹簧处于原长,此时电压表读数为4V,加速度计A→B方向为汽车前进方向。下列说法正确的是( )
A.当汽车向右加速时,电压表读数减小
B.当电压表读数减少时,汽车可能处于减速前进状态
C.若电压表读数如乙图所示,汽车可能处于前进状态
D.若电压表读数如乙图所示,汽车可能处于后退状态
37.某型号扫地机器人的铭牌信息如下表。已知扫地机器人剩余电量为480mA·h时,机器人自动停止扫地并返回充电基座充电。该型号扫地机器人( )
A.扫地时额定电流为4A
B.内部电路的总电阻为2.5Ω
C.可以连续扫地的时间为0.6h
D.每次扫地释放的电能最多约为
38.如图所示为某种电吹风的电路图,为四个固定触点,绕O点转动的扇形金属触片P,可同时接触两个触点,触片P处于不同位置时,电吹风可处于停机、吹冷风和吹热风三种工作状态。和分别是理想变压器原、副线圈的匝数,该电吹风的各项参数如表所示。下列说法正确的是( )
A.触片P同时接触两个触点时电吹风吹热风
B.理想变压器原、副线圈的匝数比
C.电吹风吹热风时电热丝上的电流为
D.小风扇的内阻为
39.某光控开关控制电路如图所示,R1为光敏电阻(电阻值随光照强度的减弱而增大),R2为滑动变阻器,电源内阻忽略不计。当光控开关两端电压升高到一定值时,照明系统打开,以下操作能使傍晚时照明系统更早打开的是( )
A.电源不变,R2的滑片P向下滑动
B.电源不变,R2的滑片P向上滑动
C.R2的滑片位置不变,换电动势更大的电源
D.R2的滑片位置不变,换电动势更小的电源
40.图甲是法拉第发明的铜盘发电机,也是人类历史上第一台发电机。图乙是利用这种发电机给电阻R供电的电路图,半径为r的铜盘安装在水平轴上,外电路通过M、N分别与盘边缘和转轴相连接,铜盘接入电路的等效电阻为,导线电阻不计。空间中存在垂直于铜盘平面向右的匀强磁场,磁感应强度大小为B,圆盘沿顺时针方向(从左向右看)以角速度ω匀速转动。下列说法正确的是( )
A.M点电势低于N点电势
B.M、N两点间电势差为
C.圆盘转动一周的时间内,通过R的电荷量为
D.仅将圆盘的转速变为原来的2倍,电阻R上消耗的功率也变为原来的2倍
主机基本参数
产品尺寸
电池
锂电池
质量
无线连接
智能快述
工作额定电压
工作额定功率
电池只数
100只
电池容量/只
充电参数(电压/电流)
420V,20A
放电时平均电压/只
3.3V
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
U(V)
14.0
12.0
10.0
8.0
6.0
4.0
2.0
0
I(A)
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
额定工作电压
10V
额定功率
40W
电池容量
2400mA·h
吹冷风时输入功率
60 W
吹热风时输入功率
460 W
小风扇额定电压
60 V
正常工作时小风扇输出功率
52 W
参考答案:
1.B
【解析】
【详解】
在4.8×10-4s时间的电量
正电子个数为
(个)
由于电荷数与质量数守恒得核反应方程为
可得每4个氢核转化为1个氦核和2个正电子,所以发生核聚变的氢核的个数为正电子个数的两倍,即氢核的个数是个。
故选B。
2.A
【解析】
【详解】
电子从A板射入后打到B板,A、B间形成一个电场,当A、B板间达到最大电势差U时,电子刚好不能再打到B板上,有
解得
电子打到B板后,A、B板就是充了电的电容器,当电势差达到最大时
联立解得
故A正确,BCD错误。
故选A。
3.A
【解析】
【详解】
A.电池在放电状态下,带正电的锂离子(Li+)应该从电源内部由负极到正极,而在图中状态下带正电的锂离子(Li+)从正极到负极,可知电池处于充电状态,选项A正确;
B.电流的方向是正电荷定向移动的方向,可知电池内部电流方向从正极到负极,选项B错误;
C.给电池充电时充电电压必须大于电池电动势才能把电能充进电池,则移动一个锂离子,需要消耗电能大于3.7J,选项C错误;
D.时能量单位,在电池中电荷量的单位通常表示为,选项D错误;
故选A。
4.D
【解析】
【详解】
AD.由铭牌知,扫地机器人工作的额定电压为8V,额定功率为14.4W,则额定电流
以额定电流工作时每分钟消耗电能为
故A错误,D正确;
B. mA是电流的单位,h是时间单位所以由
可知是电量的单位,故B错误;
C.充满电后的电量为
正常工作的时间为
故C错误。
故选D。
5.B
【解析】
【详解】
AB.若线圈加速转动,由于惯性,自由电子相对正离子晶格方向与线圈转动方向相反的方向转动,电流方向与电子相对运动方向相反,即与线圈转动方向相同,F1与线圈角速度的变化率a成正比,F2与自由电子相对正离子晶格的速度成正比,a越小,F1越小,F1与F2会达到平衡,F1越小,F2越小,自由电子相对正离子晶格的速度越小,电流越小,A错误,B正确;
CD.若线圈减速转动,由于惯性,自由电子相对正离子晶格方向与线圈转动方向相同的方向转动,电流方向与电子相对运动方向相反,即与线圈转动方向相同,F1与线圈角速度的变化率a成正比,F2与自由电子相对正离子晶格的速度成正比,a越大,F1越大,F1与F2会达到平衡,F1越大,F2越大,自由电子相对正离子晶格的速度越大,电流越大,CD错误。
故选B。
6.C
【解析】
【详解】
A.电池从完全没电到充满电所需时间为
故A错误;
B.电池容量的单位是电量的单位,故B错误;
C.该电池组充电时的功率为
故C正确;
D.该电池组充满电时的能量为
故D错误。
故选C。
7.D
【解析】
【详解】
A.DC14.8V/2200mAh表示该电池输出的是直流电,选项A错误;
B.该机器人电机的额定电流为
选项B错误;
C.正常工作时机器人电动机内阻要产生部分内能,则每秒钟输出动能小于35J,选项C错误;
D.机器人人正常工作的时间
选项D正确。
故选D。
8.B
【解析】
【详解】
由电容定义式得
所以放电过程通过人体电荷量为
所以放电过程通过人体组织的平均电流强度约为
故选B。
9.C
【解析】
【详解】
当滑片P向右滑动时,滑动变阻器连入电路中的电阻变大,则左侧电路中的电流变小,通电螺线管的磁性减弱,GMR阻值减小,右侧电路电流增大,指示灯的亮度变亮。
故选C。
10.D
【解析】
【详解】
A.由电路图可知,照明灯和抽气扇处于并联状态,则抽气扇工作与否与是否点亮照明灯无关,A错误;
B.由电路图可知,闭合开关S2电阻R被短路,则流过抽气扇的电流、电压变大,则功率变大,抽气扇处于“强吸”挡,B错误;
C.由电路图可知,闭合开关S2电阻R被短路,则流过抽气扇的电流变大,而抽气扇的热功率为
P = I2r
其中r为电机内阻,不变,则抽气扇由“弱吸”挡换成“强吸”挡,其发热功率增大,C错误;
D.工作中的抽气扇因吸入异物出现卡机时,电动机变成纯电阻电路,回路中的电流将变大,D正确。
故选D。
11.C
【解析】
【详解】
AB.设,根据电路结构可知
选项AB错误;
CD.因为
则若仅使阻值变小,则和均变大;若仅使阻值变小,则减小,变大,选项C正确,D错误。
故选C。
12.B
【解析】
【详解】
A.理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的,由于输入电压和匝数比不变,所以副线圈的输出的电压也不变,A错误;
BC.当S接通后,两个灯泡并联,电路的电阻减小,副线圈的电流变大,所以通过电阻R的电流变大,电压变大,那么并联部分的电压减小,所以通过灯泡L1的电流减小,灯泡L1变暗,B正确,C错误;
D.当S接通后,两个灯泡并联,电路的电阻减小,副线圈的电流变大,所以原线圈的电流也变大,D错误;
故选B。
13.B
【解析】
【详解】
A.由部分电路欧姆定律知,由表中数据可以看出电压表示数减小,电流表示数增大,故电压与电流比值减小,故实验过程中逐渐减小,故A错误;
BC.由题意电流不变,且电阻与两端电压相等,即
代入数据得
故B正确,C错误;
D.实验过程中恒流源输出功率为,因为输出电压即电压表示数,故U减小,故恒流源输出功率减小,故D错误。
故选B。
14.C
【解析】
【分析】
本题考查考生的分析综合能力,需要考生熟知电路的串并联、理想变压器规律以及非纯电阻电路的特点,体现了科学思维中的模型建构、科学推理。
【详解】
A.由电路知识可知,当扇形金属触片P与c、d接触时,电吹风的加热电路和吹风电路均没有接通,故此时电吹风处于停机状态,选项A错误;
B.当扇形金属触片P与触点a、b接触时,电吹风的加热电路和吹风电路均处于接通状态,此时电吹风吹热风,选项B错误;
C.由于小风扇的额定电压为60V,吹冷风时小风扇的输入功率为60W,故小风扇正常工作时的电流为
小风扇内阻消耗的电功率为
ΔP=60W-52W=8W
由ΔP=I2r可得
r=8Ω
选项C正确;
D.由题意可知,变压器原线圈两端的电压为220V,副线圈两端的电压为60V,故有
选项D错误。
故选C。
15.A
【解析】
【详解】
把一壶冷水加热至某一温度时水吸收的热量相同,设为,则有
则
并联电路中总电阻等于
如果把它们并联在此电源上时,电路的电功率为
根据
解得
故选A。
16.D
【解析】
【详解】
A.滑动变阻器滑动片位于最左端时,设电路电流为,根据闭合电路欧姆定律得
输出功率为
滑动变阻器滑动片位于最右端时,设电路电流为,根据闭合电路欧姆定律得
输出功率为
由题意
联立解得滑动变阻器的最大阻值为
A错误;
B.滑动片位于端时,导体棒恰好无相对导轨运动的趋势,根据受力平衡可得
解得
电源的电动势为
B错误;
C.滑动片位于端时,电路电流为
导体棒受到的安培力为
根据受力平衡可得导体棒受到的摩擦力大小为
C错误;
D.导体棒与电源看成一个整体,该整体电阻为
滑动变阻器阻值跟越接近,滑动变阻器消耗功率越大,故当滑动变阻器阻值取最大值时,变阻器可获得的最大功率,则有
D正确;
故选D。
17.D
【解析】
【详解】
A.当电流小于0.2A时,电动机不会发生转动,为纯电阻,则该电动机的内阻为
选项A错误;
B.根据
E=U2+Ir
当U2=3.4V时I=0.1A;当U2=3.0V时I=0.3A;带入方程解得该电路中电源的电动势为
r=2Ω
选项B错误;
C.此电路中,电动机的最大输出功率为
选项C错误;
D.当电动机两端电压超过U1=0.8V时电动机开始转动,此时电路中的电流为I=0.2A,则由电路可知
解得
即若电动机能转动,需要调节滑动变阻器阻值小于,选项D正确。
故选D。
18.C
【解析】
【详解】
A.若只将滑动变阻器的滑片向下滑动,负载电阻增大,则副线圈电流减小,原线圈电流减小,即电流表示数减小,电压表示数由输入电压和匝数比决定,故电压表示数保持不变,A错误;
B.若只将从1拨到2,原线圈匝数增大,可知副线圈输出电压减小,滑动变阻器两端电压减小,故滑动变阻器消耗功率减小,根据变压器输入功率等于输出功率可得
可知,原线圈输入电压不变,滑动变阻器消耗功率减小,则原线圈电流减小,即电流表示数减小,B错误;
C.开关接1时,设此时副线圈的输出电压为,由于二极管的单向导电性,使得加在滑动变阻器上的电压只剩下一半波形,由电流热效应可得
解得
由题意可知
可得原、副线圈中接入电路的匝数之比为
C正确;
D.内滑动变阻器产生的热量为
D错误;
故选C。
19.B
【解析】
【详解】
A.手机无线充电器底座发射变化的磁场,变化的磁场通过手机中的线圈后产生感应电流,采用了电磁感应原理,故A不符合题意;
B.电暖器主要用到的是电流的热效应,不是电磁感应原理,故B符合题意;
C.变压器使用电磁互感原理,采用了电磁感应原理,故C不符合题意;
D.电磁炉是利用锅底在磁场中产生涡流而产生的,应用了电磁感应现象,故D不符合题意;
故选B。
20.B
【解析】
【详解】
A.摇动导线过程产生正弦式交变电流,导线转动的角速度,感应电动势的最大值为
故错误;
B.由电阻定律可知,导线电阻,故正确;
C.导线转动过程产生正弦式交变电流,感应电动势的有效值为
交变电流的周期,由闭合电路的欧姆定律可知,感应电流的有效值为
转动二分之一周期时负载电阻上产生的热量为
联立解得
故C错误;
D.开始时半圆与磁感线平行,则转动二分之一周期过程穿过回路的磁通量的变化量,由法拉第电磁感应定律可知,平均感应电动势为零,平均感应电流为零,则通过负载电阻上的电荷量为零,故D错误。
故选B。
21.C
【解析】
【详解】
A.超导体中的电阻为零,则超导电流不会产生焦耳热,选项A错误;
B.在磁场作用下,超导体表面会产生一个无损耗的感应电流,而在超导体的内部无电流流动,选项B错误;
C.超导体处在恒定的磁场中时,磁通量不变,则它的表面不会产生感应电流,选项C正确;
D.根据法拉第电磁感应定律可知,超导体处在均匀变化的磁场中时,它的表面将产生恒定不变的感应电流,选项D错误。
故选C。
22.A
【解析】
【详解】
小灯泡灯丝是一种金属,金属的电阻率随温度的升高而变大,由电阻定律可知,电阻率变大,小灯泡的电阻变大,流过小灯泡的电流变小,故小灯泡变暗,灯丝电阻率变大。
故选A。
23.A
【解析】
【详解】
A.在只逐渐增大光照强度的过程中,光敏电阻阻值减小,则通过电阻R0的电流增大;根据热功率公式P=I2R可知电阻R0消耗的电功率变大,故A正确;
B.只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动的过程中,电路总电阻不变,则电源输出电流不变,R1消耗的功率不变,电容器两端电压不变,电阻R3中没有电流,故B错误;
C.只调节电阻R2的滑动端P1向上端移动的过程中,R2接入电路的电阻不变,电源输出电流不变,电源路端电压不变,电压表示数不变;电容器两端电压减小,电容器放电,带电微粒所受电场力减小,微粒向下运动,故C错误;
D.若断开开关S,电容器放电,电容器所带电荷量变少,电容器两端电压减小,带电微粒所受电场力减小,带电微粒向下运动,选项D错误。
故选A。
24.B
【解析】
【详解】
ABC.理想变压器原、副线圈匝数之比为1∶3,可知原副线圈的电流之比为3∶1,设通过副线圈的电流为I,则原线圈的电流为3I,初级电压为
次级电压为
根据电压器电压之比等于匝数之比可得
联立解得
则通过L1的电流为3I=1.5A,通过L2的电流为0.5A,电压表读数为,故AC正确,B错误;
D.直流电路中外电路的总电阻与电源内阻差值越小,电源输出功率越大,如图所示
将原副线圈和副线圈电路等效为原线圈电路上与L1相串联的一个电阻,称为电源的等效外电阻R等效,将L1等效到电源内部,称为等效内内阻R1。根据理想变压器和欧姆定律知
,,,,
联立可得等效外电阻为
开始时,滑片P处于滑动变阻器正中间位置,可知
若向上移动P,R等效电阻变小,与R1差值增大,所以变压器的输出功率将变小,D正确。
本题选错误的,故选B。
25.D
【解析】
【详解】
AB.滑片的移动不影响滑动变阻器接入电路中的电阻,故电路中的电流不随角度的变化而变化,故AB错误;
C.由牛顿第二定律得
所以
故C错误;
D.输出电压
代入可得
故D正确。
故选D。
26.B
【解析】
【详解】
AB.由题,电键K断开与闭合时,ab段电路消耗的电功率相等,则有
将
代入方程成立,将
代入方程不成立,故A正确,不符合题意,B错误,符合题意;
C.电键K断开时外电路总电阻大于K闭合时外电路总电阻,则电键K断开时电压表的示数一定大于K闭合时的示数,故C正确,不符合题意.;
D.根据闭合电路欧姆定律得
则电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比为
故D正确,不符合题意。
故选B。
27.B
【解析】
【详解】
AB.风速越大,金属杆接入电路的长度越短,接入电路的阻值越小,金属杆两端电压越小,电压传感器的示数越小,通过电阻的电流越大,A错误,B正确;
C.风速不变时,金属杆接入电路的长度不变,接入电路的阻值不变,电阻的阻值越大,电路中的电流越小,金属杆两端电压越小,电压传感器的示数越小,C错误;
D.假设弹簧的原长为,金属杆单位长度的电阻为,当弹簧的压缩量为时,金属杆接入电路的阻值为
根据闭合电路欧姆定律可得
电压传感器示数为
可知电压传感器示数与弹簧形变量不是线性关系,D错误;
故选B。
28.A
【解析】
【详解】
C.根据题意,由电源的做功公式,又有可得
已知,甲、乙两电路中的电源电动势相等,流过的电荷量相等,则甲、乙两电路电源做功相等,故C错误;
AD.根据闭合回路欧姆定律可知,路端电压为
则电源的效率为
由于甲电路中电源的内阻大于乙电路中电源的内阻,则甲电路中电源的效率较低,甲电路中电源内部产生热量较多,故D错误A正确;
B.根据闭合回路得分欧姆定律可知,甲电路的电流小于乙电流的电流,外电阻上产生的焦耳热为
由于和相等,则乙电路中电阻R上产生的热量较多,故B错误。
故选A。
29.B
【解析】
【详解】
电容器电荷量
Q=CU=0.08C
电感线圈只影响放电电流变化,不影响放电电荷量,故B正确,ACD错误。
故选B。
【命题意图】
本题以心脏除颤器情境为载体,考查电容器、线圈对电路的影响,考查电容器的充、放电。考查物理观念和科学思维,突出对基础性、应用性的考查要求。
30.D
【解析】
【详解】
AB.由理想变压器的特点可知
,
可知
滑动变阻器R的滑片P向下滑动,R减小,所以变大,则变大,故电流表示数变大,电源的输出功率为
则电源的输出功率变大,原线圈两端电压
因为变大,所以减小,得减小,电压表示数减小,故AB错误;
C.原线圈与副线图两端电压之比为
电流之比
联立可得
即
电压表示数为
故C错误;
D.R获得的功率
当时,R获得的功率最大,此时
故D正确。
故选D。
31.D
【解析】
【详解】
AB.A B系统在水平面内以角速度ω转动时,无论角速度增大还是减小, BC 的电阻不变,根据闭合电路欧姆定律得知,电路中电流保持不变,与角速度无关,AB 错误;
C.设系统在水平面内以角速度ω转动时,弹簧伸长的长度为x,则对元件A,根据牛顿第二定律得
求得
C错误;
D.输出电压
求得
D正确
故选D。
32.D
【解析】
【详解】
A.因为两个电池的电动势均恒为E,内阻不计,所以滑动片在变阻器的中间位置时
当物体向右加速时,具有向右的加速度,则滑片向左移动,则此时滑片右侧电阻大于左侧电阻,则右侧分压多,故此时
由题意可知,此时电压表的指针将向左偏,故A错误;
B.电压表的示数不变,说明物体的加速度恒定,不一定是匀速直线运动,故B错误;
C.电压表的示数增大,说明加速度增大,但是有可能减速运动,故C错误;
D.因为加速度恒定时,滑片位置不变,又因为滑动片与变阻器任一端之间的电阻值都与其到这端的距离成正比,所以电压表示数线性变化,电压表表盘上各刻度对应加速度的值是均匀的,故D正确。
故选D。
33.B
【解析】
【详解】
A.光照增强,则热敏电阻阻值减小,总阻值减小,回路中总电流增大,R1两端电压增大,根据闭合电路欧姆定律可知,路端电压减小,因此电磁铁和R3两端电压减小,电流减小,磁性减弱,故A错误;
B.光照增强,总电流增大,流过R3的电流减小,因此流过R2的电流增大,故白天流过的电流大于晚上流过的电流,故B正确;
C.光照增强,磁性减弱,因此灯泡电路断开,白天不亮,故C错误;
D.光照增强,回路中总电流增大,根据
可知功率增大,因此白天功率较大,故D错误。
故选B。
34.BC
【解析】
【详解】
A.额温枪工作时,电池组两极间的电压为路端电压,小于电源的电动势,故电池组两极间电压小于3V,故A错误;
B.额温枪工作时电源消耗的总功率为
电源的输出功率小于电源消耗的总功率,故B正确;
C.每节电池的电动势为1.5V,根据电动势的定义可以知道电路中每通过1C电荷,每节电池消耗的电能为
则有1.5J的化学能转化为电能,故C正确;
D.若换用两节充满电的800mA·h的充电电池,最多可测温的次数为
故D错误。
故选BC。
35.AD
【解析】
【详解】
输入电压的有效值为
根据变压器两端的电压与线圈匝数的关系可知
灯泡的额定电压为,可知现想将一个“38V,19W”的灯泡接到输出端C、D,下列操作可使灯泡正常发光,可以仅将P顺时针旋转到合适位置减小副线圈的匝数或串联一个电阻,根据
又
联立解得
故AD正确,BC错误。
故选AD。
36.ACD
【解析】
【分析】
【详解】
A.当汽车向右加速时,滑块与汽车具有向右的加速度,则弹簧处于压缩状态,滑块向左移动,电压表所测的滑动变阻器部分电阻变小,电压表示数变小,故A正确;
B.汽车处于减速前进状态,加速度方向向左,弹簧处于拉伸状态,滑块向右移动,则电压表示数变大,故B错误;
CD.若电压表读数如乙图所示,说明活动臂处于滑动变阻器的最左端,弹簧处于压缩状态,汽车可能向右做加速运动,也可能向左减速,故CD正确。
故选ACD。
37.AD
【解析】
【详解】
A.扫地机器人扫地时工作电流为
代入数据解得
A正确;
B.扫地机器人为非纯电阻元件,由扫地机器人铭牌数据不能得出扫地时机器人电阻,B错误;
C.根据电池容量2400mA·h,扫地机器人剩余电量为480mA·h时,机器人自动停止扫地并返回充电基座充电,工作过程中消耗电量为
可以连续扫地的时间为
C错误;
D.每次扫地释放的电能最多约为
D正确。
故选AD。
38.BD
【解析】
【详解】
A.触片P同时接触两个触点时,电热丝未接入电路,电吹风吹冷风,A错误;
B.由理想变压器的变压规律可知,理想变压器原、副线圈的匝数比
B正确;
C.根据
可得,电吹风吹热风时电热丝上的电流为
C错误;
D.小风扇正常工作时产生的热功率为
通过小风扇的电流
根据
可得,小风扇的内阻为
D正确。
故选BD。
39.AC
【解析】
【详解】
要使系统更早打开,即在阻值不变时增加R1两端电压,而R1两端电压
可知应减小或增大E,故AC正确,BD错误。
故选AC。
40.BC
【解析】
【详解】
A.由右手定则可知,电流从M点流出,经电阻R流向N点,因此M点电势高于N点电势,A错误;
B.由电磁感应定律可知,感应电动势为
由闭合电路欧姆定律,可得回路中的电流为
M、N两点间电势差为
B正确;
C.由电荷量公式可知,圆盘转动一周的时间内,通过R的电荷量是
q=It
C正确;
D.由电功率公式可得,电阻R上消耗的功率为
由上式可知,仅将圆盘的转速变为原来的2倍,电阻R上消耗的功率将变为原来的4倍,D错误。
故选BC。
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