内容正文:
2026高考物理二轮复习周测卷1电路与电磁感应
(能力卷)
(总分:100分)
一、单项选择题:本大题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(2025·浙江金华·三模)有关下列四幅图的描述,正确的是( )
A.图1中,匀速转动的线圈此位置产生的电动势恰好为零
B.图2中,变压器原、副线圈电流之比=
C.图3中,强磁体从带有裂缝的铝管中静止下落(不计空气阻力)可视作自由落体运动
D.图4中,电子感应加速器中若电磁铁电流方向反向,可通过减小电流的方式实现电子的逆时针加速运动
2.(2025·广东揭阳·一模)如图所示,电源电压恒定不变,电源内阻忽略不计,开关S闭合。现将滑动变阻器R2的滑片P向右移动一段距离,电压表示数的变化量为ΔU,电流表示数的变化量为ΔI。两电表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A.电阻R1的功率增大
B.滑片P向右移动过程中,电阻R3中有b→a的瞬时电流
C.电压表示数U和电流表示数I的比值不变
D.ΔU与ΔI的比值不变
3.(2025·北京朝阳·二模)某学习小组想将一块表头改装为电压表和电流表,设计了如图所示的电路。下列说法不正确的是( )
A.若将S调到1位置,则为改装后的电流表
B.若将S调到2位置,则为改装后的电压表
C.若想扩大电流表的量程,可适当增大R1
D.若想扩大电压表的量程,可适当增大R2
4.(2025·江苏宿迁·一模)在图甲的电路中,电源内阻不计,不计电表内阻的影响。调节R1的阻值,得到各组电压表和电流表数据,作出的U-I图像如图乙中AB所示,则表示R1阻值的是( )
A.AB的斜率 B.仅a的斜率
C.仅b的斜率 D.a或b的斜率
5.(2025·山东威海·三模)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2,a、b两端接入一内阻不计的交流电源(如图乙所示)。已知电压表、电流表均为理想电表,当电阻箱的阻值调至R=8 Ω时,电阻箱消耗的功率最大,最大功率为( )
A.1.562 5 W B.3.125 W
C.6.25 W D.12.5 W
6.(2025·陕西榆林·二模)如图所示的甲、乙两个电路,电感线圈L的自感系数足够大,直流电阻为R;两白炽灯泡和定值电阻的阻值也均为R。先闭合开关S,待电路达到稳定后,灯泡均能发光,再将开关S断开,最终两灯都熄灭。对于开关S闭合、断开后灯泡亮度变化情况,下列说法中正确的是( )
A.同时闭合开关,甲、乙电路中的灯泡同时亮起
B.同时闭合开关,甲电路中灯泡先闪亮一下再稳定发光
C.断开开关,甲、乙两电路中灯泡都先闪亮一下再延迟熄灭
D.断开开关,甲电路中灯泡延迟熄灭、乙电路中灯泡先闪亮一下再延迟熄灭
7.(2025·江西南昌·三模)如图甲所示,单匝矩形线圈abcd垂直固定在匀强磁场中。规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。以向右方向为安培力正方向,下列关于bc段导线受到的安培力F随时间变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题:本大题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题列出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.(2025·天津北辰·三模)交流发电机的示意图如图甲所示,线圈从图甲所示的位置以OO′为轴逆时针匀速转动,产生交变电流如图乙所示变化。则( )
A.1 s时间内电流出现50次峰值
B.该交变电流的有效值为25 A
C.图甲所示位置时,AB边内电流的方向由B流向A
D.当电流瞬时值为25 A时,线圈平面与中性面的夹角为45°
9.(2025·湖南长沙·模拟预测)发电机的示意图如图甲所示,边长为L的正方形单匝金属框,阻值为R,在匀强磁场中以恒定角速度绕OO′轴转动,阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示,其周期为T。图乙中的Um为已知量。则金属框转动一周( )
A.框内电流方向不变
B.磁通量的最大值为
C.流过电阻的电荷量为
D.电阻产生的焦耳热为
10.(2025·山西太原·模拟预测)如图所示,在光滑的绝缘水平面上,三条相互平行、间距为d的虚线间存在图示方向的匀强磁场,磁感应强度大小均为B。一直角三角形导体框放在水平面上,AB边与虚线平行,BC边长度为d,刚开始导体框的C点刚好在最左侧的虚线上;现给导体框施加一水平向右的外力F,使导体框向右做匀速直线运动。关于运动过程中产生的感应电动势E的大小、感应电流I的大小、外力F的大小以及外力功率P的大小随位移或位移的平方的变化规律正确的是( )
A. B.
C. D.
三、非选择题:本大题共3小题,共54分。
11.(18分)(2025·江苏南京·二模)如图甲,某兴趣小组搭建了有“×1”、“×10”、“×100”三挡位的“电阻表”电路。其中电池的电动势E=1.5 V,内阻可忽略不计;表头量程I0=1 mA、内阻R0=450 Ω,R1、R2为电阻箱,R为滑动变阻器,S为单刀多掷开关。
(1)电路中表笔Ⅰ应为________(选填“红”或“黑”)表笔。
(2)设定B对应“×10”挡位,A对应“×1”挡位。
(3)该小组利用此“电阻表”尝试测定一未知电阻Rx的阻值,进行了如下操作:
步骤①:先将S拨到B,两表笔短接调零,即调节R使表头指针指在________mA刻度处;
步骤②:把未知电阻接在红、黑表笔间,指针位于图乙a处,有同学提出此时指针偏角较小,想增大指针偏角,应将开关S拨至__________(选填“A”或“C”);
步骤③:将选择开关S拨至新的位置后,重复步骤①,再把未知电阻接在红、黑表笔间,指针位于图乙b处,可知Rx阻值为________Ω。
(4)若干电池长时间使用,内阻略有增大,电动势仍为1.5 V,则电阻测量值相对真实值________(选填“偏大”“等大”或“偏小”)。其理由为_____________________________________________________________________。
12.(18分)(2025·四川巴中·三模)在研究电磁感应现象时,某同学设计了一种实验装置,模拟物体在变化磁场中的运动以及由此产生的电流。如图所示,光滑平行金属导轨固定在水平面上,导轨间距L=0.25 m,左端连接R=0.2 Ω的电阻,右端连接一对金属卡环,导轨间MN右侧(含MN)存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度的B-t图像如图乙所示。质量为m=0.5 kg、电阻r=0.3 Ω的金属棒与质量也为m的物块通过光滑定滑轮由绳相连,绳始终处于绷紧状态,PQ、MN到右端卡环距离分别为25 m和15 m,t=0时刻由PQ位置静止释放金属棒,棒与导轨始终接触良好,滑至导轨右端被卡环卡住不动,金属导轨、卡环的电阻均不计,g取10 m/s2。求:
(1)金属棒进入磁场时的速度大小;
(2)金属棒进入磁场时通过导体棒的感应电流;
(3)在0~8 s时间内电路中产生的焦耳热。
13.(18分)(2025·辽宁·二模)如图甲所示,粗细均匀的无限长光滑平行导轨固定在倾角θ=30°的斜面上,在边界EF下方区域存在垂直导轨平面向下的匀强磁场B,有两根相同金属棒ab、cd分别从磁场边界EF上方x0=10 m位置和边界EF位置同时由静止释放,cd棒运动的v-t图像如图乙所示,其中OM、NP段为曲线,其他段为直线。已知磁感应强度B=4 T,导轨间距L=0.5 m,导体棒的质量均为m=0.2 kg,导体棒电阻均为R=2 Ω,导轨电阻不计,g取10 m/s2。求:
(1)v1的大小并直接写出ab棒在整个运动过程中加速度的最大值;
(2)从t=0到t=2 s导体棒cd位移大小xcd;
(3)导体棒ab进入磁场后,通过导体棒ab的电荷量q1。
2026高考物理二轮复习周测卷1电路与电磁感应
(能力卷)参考答案
1.A 2.D 3.C 4.D
5.C [由乙图可知电动势的有效值为E==5 V,此变压器原线圈有负载,利用等效法,可以将副线圈电阻等效到原线圈上。根据题意当电阻箱的阻值调至R=8 Ω时,电阻箱消耗的功率最大,可知等效电阻与原线圈上连接的电阻的阻值相同,所以原线圈两端的电压为U1= V,根据原副线圈两端的电压之比等于原副线圈匝数比,可知U2=U1=5 V,所以电阻箱消耗的最大功率P==6.25 W。故选C。]
6.D [甲电路闭合开关S,由于线圈的自感现象,灯泡缓慢变亮,乙电路闭合开关S,灯泡瞬间变亮,A、B均错误;甲电路在开关S闭合稳定后,通过灯泡的电流与通过电感线圈的电流相等,再断开开关S,由于线圈的自感作用,灯泡延迟熄灭;乙电路在开关S闭合稳定后,通过L的电流大于通过灯泡的电流,再断开开关S,L将阻碍电流变化,通过L的电流将流经灯泡,使得断开S后瞬间,通过灯泡的电流变大,所以灯泡先闪亮再延迟熄灭, C错误, D正确。故选D。]
7.B [由楞次定律,通过线圈的感应电流方向先顺时针再逆时针,磁场方向不变,bc段导线受到的安培力方向应先向右再向左,又以向右方向为安培力正方向,故A、D错误;由F=BIL=BL=BL,0~0.5T内为定值,F逐渐减小,故B正确,C错误。故选B。]
8.BC [由图乙可知,交变电流的周期为0.02 s,1个周期内出现2次峰值,所以1 s时间内电流出现100次峰值,故A错误;由图乙可知该交变电流的最大值为50 A,则有效值为I==25A,故B正确;根据右手定则可知,图甲所示位置时,AB边内电流的方向由B流向A,故C正确;线圈处于中性面时,电流为0;设线圈平面与中性面的夹角为θ,则对应的电流为i=Imsin θ=50sin θ(A),当电流瞬时值为25 A时,可得i=50sin θ(A)=25 A,可得θ=30°,故D错误。故选BC。]
9.BC [当线框转动时,框内电流方向每经过中性面一次都要变化一次,而线圈和外电路接点处通过换向器,保证电流的方向不发生变化,从而使加在电阻两端的电压方向保持不变,A错误;依题意,电阻的阻值与金属框的阻值相等,且电阻两端的电压的最大值为Um,根据闭合电路欧姆定律,金属框中电动势的最大值为2Um,电动势的周期为2T,由Em=Φmω,其中ω=,代入得Φm=,B正确;线圈转过半周,则流过电阻的电荷量为q=t,其中,则金属框转过一周流过电阻的电荷量为q'=2q=,C正确;由焦耳定律Q=·2T=,D错误。故选BC。]
10.AD [设∠C=α,磁感应强度为B,导体框的速度为v,导体框向右运动的位移在0~d的过程中,从0开始向右移动的位移为x,根据几何关系可得有效长度L=xtan α,导体框产生的感应电动势为E=BLv=Bxvtan α,可知E与x成正比,E⁃x图像是一条过原点的倾斜直线;当x=d时感应电动势的最大值为E0=Bdvtan α,导体框向右运动的位移在d~2d的过程中,从d开始向右移动的位移为x,根据几何关系可得线框在左边磁场的有效长度为L1=xtan α,产生的感应电动势大小为E1=BL1v=Bxvtan α,根据几何关系,可得线框在右边磁场的有效长度为L2=xtan α,产生的感应电动势大小为E2=BL2v=Bxvtan α,根据右手定则可知,两个电源产生的电流方向相同,两个电源相互叠加增强,则总的电动势为E=E1+E2=2Bxvtan α,可知E与x成正比,E⁃x图像是一条的倾斜直线;当x=d时感应电动势的最大值为E'0=2Bdvtan α=2E0,导体框向右运动的位移在2d~3d 的过程中,从2d开始向右移动的位移x,根据几何关系可得线框的有效长度为L3=xtan α,导体框产生的感应电动势为E=BL3v=Bxvtan α,可知E与x成正比,E⁃x图像是一条倾斜的直线;当x=d时感应电动势的最大值为E″0=Bdvtanα=E0,故A正确;导体框向右运动的位移在0~d的过程中,导体框中的感应电流为I=,可知I与x成正比,I⁃x图像是一条过原点的倾斜直线;当x=d时感应电流的最大值为 I0=,当导体框向右运动的位移在d~2d的过程中,导体框中的感应电流为I=,可知I与x成正比,I⁃x图像是一条的倾斜直线;当x=d时感应电流的最大值为I'0==2I0,导体框向右运动的位移在2d~3d 的过程中,导体框中的感应电流为I=,可知I与x成正比,I⁃x图像是一条倾斜直线;当x=d时感应电流的最大值为I″0==I0,故B错误;导体框向右运动的位移在0~d的过程中,导体框所受的安培力大小为FA=BIL=,由力的平衡条件得外力的大小为F=FA=,可知F与x2成正比,F⁃x图像是一条过原点的开口向上的曲线;当x=d时外力的最大值为F0=,当导体框向右运动的位移在d~2d的过程中,导体框所受的安培力大小为FA=2Bxtan α·I=,由力的平衡条件得外力的大小为F=FA=,可知F与x2成正比,F⁃x图像是一条过开口向上的曲线;当x=d时外力的最大值为F'0==4F0,导体框向右运动的位移在2d~3d 的过程中,导体框所受的安培力大小为FA=BIL3=,由力的平衡条件得外力的大小为F=FA=,可知F与x2成正比,F⁃x图像是一条曲线;当x=d时外力的最大值为F″0==F0,故C错误;导体框向右运动的位移在0~d的过程中,外力F的功率为P=Fv=x2,可知P与x2成正比,P⁃x2图像是一条过原点的倾斜直线;当x=d时外力的功率最大值为P0=,当导体框向右运动的位移在d~2d的过程中,力F的功率为P=Fv=x2,可知P与x2成正比,P⁃x2图像是一条的倾斜直线;当x=d时外力的功率最大值为P'0==4P0,导体框向右运动的位移在2d~3d 的过程中,外力F的功率为P=Fv=,可知P与x2成正比,P⁃x2图像是一条过原点的倾斜直线;当x=d时外力的功率最大值为P″0==P0,故D正确。故选AD。]
11.解析:(1)电路中表笔Ⅰ与内部电源的正极连接,可知应为黑表笔。
(3)步骤①:先将S拨到B,两表笔短接调零,即调节R使表头指针满偏,即指在1.0 mA刻度处;
步骤②:把未知电阻接在红、黑表笔间,指针位于图乙a处,有同学提出此时指针偏角较小,说明倍率挡选择过低,因C挡为“×100”挡,则想增大指针偏角,应将开关S拨至C;
步骤③:将选择开关S拨至新的位置后,重复步骤①后,把未知电阻接在红、黑表笔间,指针位于图乙b处,因接C时的中值电阻为R中=r内= Ω=1 500 Ω,可知Rx阻值为1 500 Ω。
(4)电阻调零时,电池内阻不能忽略,可通过减小调零电阻的阻值,保证电阻表内阻恒定。电阻表内阻不变,测量值就不受影响,即电阻测量值相对真实值等大。
答案:(1)黑 (3)1.0 C 1 500 (4)等大 电阻调零时,电池内阻不能忽略,可通过减小调零电阻的阻值,保证电阻表内阻恒定。电阻表内阻不变,测量值就不受影响。
12.解析:(1)设棒到达MN时的速度为v,物块下落的高度为h=xPQ-xMN=10 m
这个过程中棒和物块组成的系统机械能守恒mgh=×2mv2
解得v = = 10 m/s。
(2)设这个过程所用时间为t1,由运动学公式h=t1
解得t1=2 s
由图乙可知此时磁感应强度B=2 T
根据闭合电路欧姆定律可得I = = A=10 A。
(3)金属棒进入磁场时,受到的安培力大小为FA = BIL
解得FA=5 N
物块的重力mg=0.5×10 N=5 N=FA
所以金属棒匀速运动。匀速运动的时间为t2= = s=1.5 s
此过程中产生的热Q1 = FAxMN
解得Q1=75 J
4~6 s时间内,感应电动势大小为E= = LxMN =×0.25×15 V=3.75 V
此过程中产生的热Q2=Δt=×2 J=56.25 J
以后磁感应强度为零,回路中的电流为零,产生的热为零,所以在0~8 s时间内电路中产生的焦耳热Q=Q1+Q2=75 J+56.25 J=131.25 J。
答案:(1)10 m/s (2)10 A
(3)131.25 J
13.解析:(1)设2 s前cd达到匀速直线运动时的速度为v1,cd棒受平衡力BI1L=mgsin θ
代入题中数据,解得I1=0.5 A
因为I1=
联立解得v1=1 m/s
2 s时ab棒刚好进入磁场va=at1=10 m/s
电路中的感应电流I2=
对ab棒根据牛顿第二定律BI2L-mgsin θ=mamax
可得ab棒在整个运动过程中加速度的最大值amax=40 m/s2。
(2)cd棒在0~2 s的运动过程,以v1的方向为正方向,由动量定理得mgsin θ×t1-∑BiLΔt=mv1
因为q=∑iΔt=Δt=Δt=
联立解得xcd=1.8 m。
(3)ab棒先做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得mgsin=ma
2 s时ab棒刚好进入磁场,其速度大小va=at1
设ab棒进入磁场后经过时间t2与cd棒速度相等,一起做匀加速直线运动,以v1的方向为 正方向,则对cd棒有mgsin θ×t2+∑BLi'Δt2=mv2-mv1
以沿斜面向下的方向为正方向,对ab棒有mgsin θ×t2-∑BLi'Δt2=mv2-mva
因为q1=∑i'Δt2,2BLq1=mva-mv1
联立解得q1=0.45 C。
答案:(1)1 m/s 40 m/s2
(2)1.8 m (3)0.45 C
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