专题四-电路和电磁感应(测)(新高考专用)(原卷版).docx

2023年高考物理二轮复习讲练测（新高考专用）
专题四 电路和电磁感应（测）
（时间：90分钟 分值：100分）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每个题目只有一个选项符合要求，选对得4分，选错得0分。
1、（2023·北京市房山区高三上学期期末）超级电容器是电容C达到上千法拉甚至上万法拉的大容量的电容器，具有功率大、充电速度快、循环寿命长等特点。现采用如图所示的电路对某个超级电容器充电，充电器具有控制输出电压和输出电流的功能。充电过程为两个阶段；第一阶段是恒流充电（即充电器输出的电流不变），当充电器检测到超级电容器电压达到某一定值后，进入第二阶段进行恒压充电（即充电器输出的电压不变），直到完成充电。若电阻R的阻值恒定，关于充电过程，下列说法正确的是（　　）

A. 恒流充电时，充电器的输出功率逐渐减小
B. 恒流充电时，超级电容器两端电压随时间均匀增大
C. 恒压充电时，电阻R两端的电压保持不变
D. 恒压充电时，充电器的输出功率逐渐增大
2、 （2023·北京市房山区高三上学期期末）为了节能和环保，一些公共场所用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统。光敏电阻的阻值随着光的强弱而变化。物理学中用照度描述光的强弱，光越强照度越大，照度的单位为lx。某光敏电阻在不同照度下的阻值如下表。控制电路原理如图所示，电路中的电阻和，其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻，已知直流电源电动势E为3V，内阻不计，当控制开关两端电压时，控制开关自动启动照明系统。则下列说法正确的是（　　）
照度/lx
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
电阻/kΩ
75
40
28
23
20
18

A. 为定值电阻，为光敏电阻
B. 通过表中数据分析可得，照度与光敏电阻阻值成反比
C. 照度越大，该电路控制开关两端的电压越大
D. 若将20kΩ的定值电阻接入电路，则当照度降至0.4lx时启动照明系统
3、（2023·广东省汕头市高三上学期期末）如图所示的心脏除颤器用脉冲电流作用于心脏，实施电击治疗，使心脏恢复窦性心律。心脏除颤器的核心元件是电容器，治疗前先向电容器充电，工作时对患者皮肤上的两个电极板放电，让电荷通过心脏，刺激心脏恢复正常跳动。该心脏除颤器的电容器电容是25μF，充电至4kV电压，如果电容器在4ms时间内完成放电，则下列说法正确的是（　　）

A. 电容器放电过程通过人体组织的电流恒定
B. 电容器的击穿电压为4kV
C. 此次放电有1C电荷量通过人体组织
D. 此次放电通过人体的平均电流为25A
4、（2023·广东省广州市一中高三下学期开学统测）如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到（　　）

A. 拨至M端或N端，圆环都向左运动
B. 拨至M端或N端，圆环都向右运动
C. 拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动
D. 拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动
5、（2023·山东省历城二中高三下学期一模）在图甲所示的交流电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，电阻，为滑动变阻器。电源电压u随时间t按正弦规律变化如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）

A. 滑片P向下移动时，电流表示数增大 B. 滑片P向上移动时，电阻的电流增大
C. 当时，电流表的示数为2A D. 当时，电源的输出功率为32W
6、（2023·湖南社怀化市高三上学期期末）理想变压器电路如图所示，其中R为滑动变阻器，定值电阻10Ω，原副线圈匝数之比，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器R的滑片向下移动时，电流表、电压表示数变化量的绝对值分别用和表示。则关于和的比值，下列说法正确的是（　　）

A. 逐渐增大
B. 逐渐减小
C. 不变且
D. 不变且
7、（2023·北京市房山区高三上学期期末）如图甲所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度。若将线圈放在被测磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，磁场方向垂直纸面向里，磁场的磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A. 时刻感应电动势为零
B. 时间内a点电势高于b点电势
C 时间内冲击电流计中电流大小保持不变
D. 时间内线圈中感应电流的方向始终为逆时针方向
8、（2023·黑龙江牡丹江一中高三上学期期末）如图所示，半径为L的小圆与半径为3L的圆形金属导轨拥有共同的圆心，在小圆与导轨之间的环形区域存在垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现将一长度为3L导体棒置于磁场中，让其一端O点与圆心重合，另一端A与圆形导轨良好接触。在O点与导轨间接入一阻值为r的电阻，导体棒以角速度ω绕O点沿逆时针方向做匀速圆周运动，其他部分电阻不计。下列说法正确的是（  ）

A. 导体棒O点的电势比A点的电势高
B. 电阻两端的电压为
C. 在导体棒旋转一周的时间内，通过电阻的电荷量为
D. 在导体棒旋转一周的时间内，电阻产生的焦耳热为
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9、（2023·广东省茂名市电海中学高三下学期开学测试）某同学通过学习电磁感应相关知识，利用实验室里的线圈自制了一个放大版的手机扬声器，装置如图所示．两个匝数不同的线圈A、B之间没有导线相连，线圈A与手机的音频输出端连接，线圈B与音响连接。为检验该装置是否能正常工作及其播放效果，现将线圈A插入线圈B中，则下列说法正确的是（　　）

A. 因A、B两线圈之间未用导线连通，所以该扬声装置不可能发出声音
B. 线圈B中产生变化的电流使音响发声
C. 将A、B线圈互换，音响的播放效果不变
D. 在A线圈中插入铁芯，音响的播放效果更好
10、（2023·广东省广州市一中高三下学期开学统测）一矩形金属线圈，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t变化的规律如图所示，下列说法中正确的是

A. 此交流电的频率为10Hz
B. 此感应电动势的有效值为V
C. t＝0.1 s时，线圈平面与磁场方向垂直
D. 在线圈平面与磁场方向成30°时，感应电动势的大小为1V
11、（2023·山东省历城二中高三下学期一模）如图所示，两水平虚线间存在垂直于纸面方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，边长为h的正方形导体框由虚线1上方无初速度释放，在释放瞬间边与虚线1平行且相距。已知导体框的质量为m，总电阻为，重力加速度为边与两虚线重合时的速度大小均为，忽略空气阻力，导体框在运动过程中不会发生转动，则（　　）

A. 两虚线的距离为
B. 导体框在穿越磁场的过程中，产生的焦耳热为
C. 导体框的边与虚线1重合时，其克服安培力做功的功率大小为
D. 导体框从边与虚线1重合到边与虚线1重合时所用的时间为
12、（2023·广东省汕头市高三上学期期末）我国的特高压输电技术居世界第一，如图，发电站输出电压稳定，经升压变压器升至特高压进行远距离运输，再经过降压变压器降压后供用户端使用，用户端电阻可分为持续用电用户电阻（设为定值电阻）和灵活用电用户电阻（设为可变电阻），输电线电阻r不可忽略，下列说法正确的是（　　）

A. 用电高峰期时，相当于变大
B. 用电高峰期时，两端电压变小
C. 在不改变输送电能总功率的前提下，对比普通的高压输电，使用特高压输电可以使两端电压更稳定
D. 在不改变输送电能总功率前提下，对比普通的高压输电，使用特高压输电可以使输电线上电能损耗降低
三、实验题：本题共2小题，第13题6分，第14题9分，共15分。
13、（2023·山东省历城二中高三下学期一模）发光二极管具有耗能少、体积小、亮度高等优点，现已逐步取代传统光源。某同学研究某发光二极管的伏安特性。经正确实验操作后，绘制的U—I图像如图乙所示，下列为实验备选器材：

A．电压表V1（量程0—3V，内阻约20kΩ）
B．电压表V2（量程0—15V，内阻约100kΩ）
C．电流表A1（量程0—50mA，内阻约40Ω）
D．电流表A2（量程0—6A，内阻约2Ω）
E．滑动变阻器R1（0—10Ω，额定电流2A）
F．滑动变阻器R2（0—1000Ω，额定电流0.1A）
G．电源E（电动势6V，内阻不计）
H．开关S，导线若干
（1）实验时，电压表应选用___________，电流表选用___________，滑动电阻器选用___________（填选项字母）；
（2）图甲为实验时的部分电路实物图，请用连线代替导线将电路补充完整；___________
（3）已知该发光二极管的最佳工作电流为15mA。现将它与电动势为3V、内阻不计的电池组相连，根据乙图，还需串联一个阻值R = ___________Ω的电阻才能使它工作在最佳状态（结果保留两位有效数字）。
14、（2023·河南省漯河市中学高三下学期开学摸底）如图甲是测量电源电动势及研究其输出功率的电路图，有下列器材可供选择，利用所选器材经过多次测量，记录电压表、电流表的示数，作出图像为图乙中曲线。
A．电压表（量程为0~10 V，内阻几千欧姆）
B．电压表（量程为0~5 V，内阻几千欧姆）
C．电压表（量程为0~5 V，内阻几万欧姆）
D．电流表（量程为0~0.6 A，内阻几欧姆）
E．电流表（量程0~3 A，内阻约为0.1欧姆）
F．电流表（量程为0~6 A，内阻约为0.01欧姆）
G．滑动变阻器（最大阻值为）
H．滑动变阻器（最大阻值）
I．电源（电动势约为4 V，内阻约为几欧姆）
J．导线、开关若干

（1）为使实验数据尽量精确，电压表应选择___________，电流表应选择___________，滑动变阻器应选择___________。（填器材前面的序号）
（2）如图乙中为曲线上点M的切线，则电源电动势为___________，其内阻为___________，其电路中的最大输出功率为___________。（均保留两位有效数字）

四、解答题：本题共4小题，第15题8分，第16题9分，第17题12分，第18题16分，共45分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
15、（2023·北京市大兴区高三上学期期末）如图所示，一小型发电机内有n＝100匝矩形线圈，线圈面积，线圈电阻可忽略不计。在外力作用下矩形线圈在B＝0.10T匀强磁场中，以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴逆时针转动，发电机线圈两端与的电阻构成闭合回路。（取3）
（1）判断如图所示位置线圈中的电流方向；
（2）写出从中性面开始计时电动势的瞬时值表达式；
（3）线圈匀速转动10s，求电流通过电阻R产生的焦耳热。

16、（2023·山东省历城二中高三下学期一模）如图所示，电阻为的正方形单匝线圈的边长为，边与匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长，磁感应强度大小为。在水平拉力作用下，线圈以的速度向右穿过磁场区域。求线圈在上述过程中：
(1)感应电动势的大小E；
(2)所受拉力的大小F；
(3)感应电流产生的热量Q。

17、（2023·广东省广州市一中高三下学期开学统测）两间距为L=1m的平行直导轨与水平面间的夹角为=37° ,导轨处在垂直导轨平面向下、磁感应强度大小B=2T的匀强磁场中.金属棒P垂直地放在导轨上，且通过质量不计的绝缘细绳跨过如图所示的定滑轮悬吊一重物（重物的质量m0未知），将重物由静止释放，经过一段时间，将另一根完全相同的金属棒Q垂直放在导轨上，重物立即向下做匀速直线运动，金属棒Q恰好处于静止状态.已知两金属棒的质量均为m=1kg、电阻均为R=1Ω，假设重物始终没有落在水平面上，且金属棒与导轨接触良好，一切摩擦均可忽略，重力加速度g=10m/s2，sin 37°=0.6，cos37°=0.8.求：
（1）金属棒Q放上后，金属棒户的速度v的大小；
（2）金属棒Q放上导轨之前，重物下降的加速度a的大小（结果保留两位有效数字）；
（3）若平行直导轨足够长，金属棒Q放上后，重物每下降h=1m时，Q棒产生的焦耳热.

18、（2023·天津市宝坻区一中高三上学期期末）如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角的绝缘斜面上，顶部接有一阻值的定值电阻，下端开口，轨道间距。整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量的金属棒置于导轨上，在导轨之间的电阻，电路中其余电阻不计。金属棒由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒与导轨间动摩擦因数，，，取。
（1）求金属棒沿导轨向下运动的最大速度；
（2）求金属棒沿导轨向下运动过程中，电阻上的最大电功率：
（3）若从金属棒开始运动至达到最大速度过程中，整个回路产生总焦耳热为2J，求流过电阻的电荷量。