2016年高考真题电学热点问题演练

《教学考试》物理命题研究中心

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1.（2016·海南卷）如图所示，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。若 （ ）

A.金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向

B.金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向

C.金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向

D.金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向

2.（2016·全国卷Ⅱ）如图所示，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆。带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点。若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc，则 （ ）

A.aa＞ab＞ac，va＞vc＞vb

B.aa＞ab＞ac，vb＞vc＞va

C.ab＞ac＞aa，vb＞vc＞va

D.ab＞ac＞aa，va＞vc＞vb

3.（2016·天津卷）如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一个固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则 （ ）

A.θ增大，E增大

B.θ增大，Ep不变

C.θ减小，Ep增大

D.θ减小，E不变

4.（多选）（2016·全国卷Ⅲ）如图，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直面（纸面）内；两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t＝0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则 （ ）

A.两导线框中均会产生正弦交流电

B.两导线框中感应电流的周期都等于T

D.两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等

5.（多选）（2016·海南卷）图甲中，理想变压器的原、副线圈的匝数比为4∶1，RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图乙所示。下列说法正确的是 （ ）

A.变压器输入、输出功率之比为4∶1

B.变压器原、副线圈中的电流强度之比为1∶4

C.u随t变化的规律为u＝51sin（50πt）（国际单位制）

D.若热敏电阻RT的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大

6.（多选）（2016·四川卷）如图所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R。质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F＝F0＋kv（F0、k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好。金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为FA，电阻R两端的电压为UR，感应电流的功率为P，它们随时间t变化图象可能正确的有 （ ）

7.（2016·全国卷Ⅲ）平面OM和平面ON之间的夹角为30°，其横截面（纸面）如图所示，平面OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m，电荷量为q（q＞0）。粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场，速度与OM成30°角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为 （ ）

8.（2016·全国卷Ⅰ）如图所示，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连。两细金属棒ab（仅标出a端）和cd（仅标出c端）长度均为L，质量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上。已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g，已知金属棒ab匀速下滑。求：

（1）作用在金属棒ab上的安培力的大小；

（2）金属棒运动速度的大小。

9.（2016·海南卷）如图所示，A、C两点分别位于x轴和y轴上，∠OCA＝30°，OA的长度为L。在△OCA区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场。质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以平行于y轴的方向从OA边射入磁场。已知粒子从某点入射时，恰好垂直于OC边射出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为t0，不计重力。

（1）求磁场的磁感应强度的大小；

（2）若粒子先后从两不同点以相同的速度射入磁场，恰好从OC边上的同一点射出磁场，求该粒子这两次在磁场中运动的时间之和；

参考答案

1.D 【解析】由安培定则及对称性可知，圆环圆心处磁感应强度为零。从圆环圆心向左直到左侧直导线，磁感应强度方向垂直于纸面向外，并且逐渐增大。从圆环圆心向右直到右侧直导线，磁感应强度方向垂直于纸面向里，并且逐渐增大。当金属环上下运动时，磁通量时刻为零，没有感应电流；当金属环向左侧直导线靠近时，磁通量垂直于纸面向外且在增大，由楞次定律得，感应电流为顺时针方向；当金属环向右侧直导线靠近时，磁通量垂直于纸面向里且在增大，由楞次定律得，感应电流为逆时针方向，故D项正确。

5.BD 【解析】理想变压器的输入功率等于输出功率，故A项错误；理想变压器原、副线圈的电流与匝数成反比，故B项正确；从图乙可知交流电的周期为0.02s，所以u随t变化的规律为u＝51sin（100πt），故C项错误；温度升高，热敏电阻阻值减小，电流表示数变大，电压表示数为输入的交流电的电压有效值，故不变，D项正确。

综上所述，B、C项符合题意。

7.D 【解析】设射入磁场的入射点为A，延长入射速度v所在直线交ON于一点C，则轨迹圆与AC相切；由于轨迹圆只与ON有一个交点，所以轨迹圆与ON相切，所以轨迹圆的圆心必在∠ACD的角平分线上，作出轨迹圆如图所示，其中O′为圆心，B为出射点。

【解析】（1）由ab、cd棒被平行于斜面的导线相连，故ab、cd速度总是相等，cd也做匀速直线运动。设导线的张力的大小为FT，右斜面对ab棒的支持力的大小为FN1，作用在ab棒上的安培力的大小为F，左斜面对cd棒的支持力大小为FN2，对于ab棒，受力分析如左图所示，由力的平衡条件得

对于cd棒，受力分析如右图所示，由力的平衡条件得

联立①②③④式得F＝mg（sinθ-3μcosθ）。

（2）设金属棒运动速度大小为v，ab棒上的感应电动势为

安培力F＝ILB⑦

【解析】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，在时间t0内其速度方向改变了90°，故其周期

设磁感应强度大小为B，粒子速度大小为v，圆周运动的半径为r。由洛伦兹力公式和牛顿定律得

匀速圆周运动速度满足

（2）设粒子从OA边两个不同位置射入磁场，能从OC边上的同一点P射出磁场，粒子在磁场中运动的轨迹如图甲所示。设两轨迹所对应的圆心角分别为θ1和θ2。由几何关系有θ1＝180°-θ2⑤

粒子两次在磁场中运动的时间分别为t1与t2，则

（3）如图乙所示，由题给条件可知，该粒子在磁场区域中的轨迹圆弧对应的圆心角为150°。设O′为圆弧的圆心，圆弧的半径为r0，圆弧与AC相切于B点，从D点射出磁场，由几何关系和题给条件可知，此时有

设粒子此次入射速度的大小为v0，由圆周运动规律