熱點七電磁感應(yīng)與電路

1、"備課大師"全科【9門】：免注冊，不收費！熱點七電磁感應(yīng)與電路電磁感應(yīng)，交直流電路是電磁學(xué)較為重要的內(nèi)容，也是高考命題頻率較高的內(nèi)容之一，本部分題型主要是選擇題和計算題，選擇題主要考查法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、交流電的有效值、電路的動態(tài)分析以及有關(guān)圖像問題，計算題以考查電磁感應(yīng)中的電路問題，動力學(xué)問題和能量問題為主?？枷蛞浑娐返膭討B(tài)分析如圖1所示的交流電路中，理想變壓器輸入電壓為u1U1msin 100t(V)，輸入功率為P1，輸出功率為P2，電壓表讀數(shù)為U2，各交流電表均為理想電表，由此可知圖1A燈泡中電流方向每秒鐘改變100次B變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為U1mU2C

2、當滑動變阻器R的滑動頭向下移動時各個電表讀數(shù)均變大D當滑動變阻器R的滑動頭向上移動時P1變大，且始終P1P2解析由u1U1msin 100t(V)，可知交變電源頻率為50 Hz，燈泡中電流方向每秒鐘改變100次，選項A正確；變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為U1mU2，選項B錯誤；電壓表的示數(shù)只與原線圈電壓和變壓器原、副線圈匝數(shù)比有關(guān)，在只改變滑動變阻器接入電路的電阻時，電壓表讀數(shù)不變，選項C錯誤；當滑動變阻器R的滑動頭向上移動時，變壓器輸出電流減小，輸出功率減小。根據(jù)變壓器功率的制約關(guān)系，P1變小，且始終有P1P2，選項D錯誤。答案A考向二電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用如圖2，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成

3、的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應(yīng)強度大小為B0。使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強度隨時間的變化率的大小應(yīng)為圖2A.B.C. D.解析當導(dǎo)線框勻速轉(zhuǎn)動時，設(shè)半徑為r，導(dǎo)線框電阻為R，當線框轉(zhuǎn)動時電動勢EB0r2，當磁場變化時，E·S·r2，EE，故，C對。答案C考向三電磁感應(yīng)中的圖像問題某空間中存在一個有豎直邊界的水平方向的勻強磁場區(qū)域，現(xiàn)將一個等腰梯形閉合導(dǎo)線圈從圖示位

4、置垂直于磁場方向以速度v勻速拉過磁場區(qū)域，尺寸如圖3所示，取向右為力的正方向。下圖中能正確反映該過程中線圈所受安培力F隨時間t變化的圖像是圖3解析設(shè)線圈的電阻為R，線圈切割磁感線的有效長度為l，則安培力的大小為F，方向一直沿x軸負方向，在0這段時間內(nèi)，有效長度l增大，所以F增大且Ft圖線的斜率的絕對值增大；在這段時間內(nèi)，有效長度lL不變，所以F大小不變且t時刻F突然變??；在這段時間內(nèi)，有效長度l增大，所以F增大且Ft圖線的斜率的絕對值增大；綜上所述，A項正確。答案A考向四電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題如圖4甲所示，兩根完全相同的光滑平行導(dǎo)軌固定，每根導(dǎo)軌均由兩段與水平面成30°的長直導(dǎo)

5、軌和一段圓弧導(dǎo)軌平滑連接而成，導(dǎo)軌兩端均連接電阻，阻值R1R22 ，導(dǎo)軌間距L0.6 m。在右側(cè)導(dǎo)軌所在斜面的矩形區(qū)域M1M2P2P1內(nèi)分布有垂直右側(cè)導(dǎo)軌平面向上的磁場，磁場上下邊界M1P1、M2P2的距離d0.2 m，磁感應(yīng)強度大小隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，t0時刻，在右側(cè)導(dǎo)軌斜面上與M1P1距離s0.1 m處，有一根阻值r2 的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌由靜止釋放，恰好獨立勻速通過整個磁場區(qū)域，取重力加速度g10 m/s2，導(dǎo)軌電阻不計，求：圖4(1)ab在磁場中運動的速度大小v；(2)在t10.1 s時刻和t20.25 s時刻電阻R1的電功率的比；(3)電阻R2產(chǎn)生的總熱量Q總。解析(1)由

6、mgs·sin mv2得v1 m/s。(2)棒從釋放到運動至M1P1的時間t0.2 s在t10.1 s時，棒還沒進入磁場，有E1Ld0.6 V此時，R2與金屬棒并聯(lián)后再與R1串聯(lián)，R總3 ，U1R10.4 V由圖乙可知，t0.2 s后磁場保持不變，ab經(jīng)過磁場的時間t0.2 s，故在t20.25 s時ab還在磁場中運動，電動勢E2BLv0.6 V此時R1與R2并聯(lián)，R 總3 ，得R1兩端電壓U10.2 V電功率P故在t10.1 s和t20.25 s時刻電阻R1的電功率的比值。(3)設(shè)ab的質(zhì)量為m，ab在磁場中運動時，通過ab的電流I，ab受到的安培力FABIL又mgsin BIL解

7、得m0.024 kg在00.2 s時間內(nèi)，R2兩端的電壓U20.2 V，產(chǎn)生的熱量Q1t0.004 Jab最終將在M2P2下方的軌道區(qū)域內(nèi)往返運動，到M2P2的速度為零，由功能關(guān)系可得在t0.2 s后，整個電路最終產(chǎn)生的熱量Qmgd·sin mv20.036 J，由電路關(guān)系可得R2產(chǎn)生的熱量Q2Q0.006 J故R2產(chǎn)生的總熱量Q總Q1Q20.01 J。 答案(1)1 m/s(2)41(3)0.01 J1(多選)如圖5所示電路，已知電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，R0為定值電阻，當滑動變阻器R的觸頭向下移動時，下列論述正確的是圖5A燈泡L一定變亮B電流表的示數(shù)變小C電壓表的示數(shù)變小DR0消

8、耗的功率變小答案ABD2如圖6甲所示，理想變壓器的原線圈匝數(shù)n1100匝，副線圈匝數(shù)n250匝，電阻R10 ，V是理想電壓表，原線圈加上如圖乙所示的交流電，則下列說法正確的是圖6A流經(jīng)電阻R的電流的頻率為100 HzB電壓表V的示數(shù)為10 VC流經(jīng)R的電流方向每秒改變50次D電阻R上每秒產(chǎn)生的熱量為10 J答案D3.如圖7所示，勻強磁場中有兩個導(dǎo)體圓環(huán)a、b，磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應(yīng)強度B隨時間均勻增大。兩圓環(huán)半徑之比為21，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別為Ea和Eb，不考慮兩圓環(huán)間的相互影響。下列說法正確的是圖7AEaEb41，感應(yīng)電流均沿逆時針方向BEaEb41，感應(yīng)電流均沿順時針方

9、向CEaEb21，感應(yīng)電流均沿逆時針方向DEaEb21，感應(yīng)電流均沿順時針方向解析由題意可知k，導(dǎo)體圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E·S·r2，因rarb21，故EaEb41。由楞次定律知感應(yīng)電流的方向均沿順時針方向，選項B正確。答案B4.(多選)空間內(nèi)存在一垂直紙面向里的勻強磁場，磁場區(qū)域的橫截面為等腰直角三角形，底邊水平，其斜邊長度為L。一正方形導(dǎo)體框邊長也為L，開始時正方形導(dǎo)體框的ab邊與磁場區(qū)域橫截面的斜邊剛好重合，如圖8所示。從圖示位置開始計時，正方形導(dǎo)體框以平行于bc邊的速度v勻速穿越磁場。若導(dǎo)體框中的感應(yīng)電流為i，a、b兩點間的電壓為uab，感應(yīng)電流取逆時針方向為正，

10、則在導(dǎo)體框穿越磁場的過程中，下列關(guān)于i、uab隨時間的變化規(guī)律正確的是圖8解析由楞次定律可以判斷出導(dǎo)體框進磁場時電流方向為逆時針，出磁場時電流方向為順時針，由EBlv可得i，進、出磁場時導(dǎo)體框切割磁感線的有效長度l均由大變小，所以電流也是從大變小，選項A正確，B錯誤；進磁場時ab為電源，uab0且uabBlv，出磁場時ab不是電源，電流從b到a，uab0且uab，選項C錯誤，D正確。答案AD5.(多選)如圖9所示，足夠長的光滑水平直導(dǎo)軌的間距為l，電阻不計，垂直軌道平面有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，導(dǎo)軌上相隔一定距離放置兩根長度均為l的金屬棒，a棒質(zhì)量為m，電阻為R，b棒質(zhì)量為2 m，電阻為2R，現(xiàn)給a棒一個水平向右的初速度v0，已知a棒在以后的運動過程中沒有與b棒發(fā)生碰撞，當a棒的速度減為時，b棒剛好碰到了障礙物立即停止運動，而a棒仍繼續(xù)運動，則下列說法正確的是圖9Ab棒碰到障礙物前瞬間的速度為B在b棒停止運動前b棒產(chǎn)生的焦耳熱為QbmvCb棒停止運動后，a棒繼續(xù)滑行的距離為Db棒停止運動后，a棒繼續(xù)滑行的距離為解析設(shè)b棒碰到障礙物前瞬間的速度為v2，之前兩棒組成的系統(tǒng)動量守恒，則mv0m2mv2，解得v2，所以選項A錯誤；在b棒停止運動前，根據(jù)能量守恒定律可知a棒和b棒產(chǎn)生的總焦耳熱QQaQbmvm(