高三物理第二輪專題復(fù)習(xí)專題三電磁感應(yīng)與電路教案人教版

2009二輪復(fù)習(xí)專題三電磁感覺與電路[典例剖析]1．電磁感覺的圖象問題例1、如圖4—1（a）所示地區(qū)（圖中直角坐標(biāo)系xOy的1、3象限）內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于圖面向里，大小為B，半徑為l，圓心角為60°的扇形導(dǎo)線

2（a）（b）框OPQ以角速度繞O點(diǎn)在圖面內(nèi)沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線框回路電阻為R．（1）求線框中感覺電流的最大值I0和交變感覺電流的頻次f．（2）在圖（b）中畫出線框轉(zhuǎn)一周的時(shí)間內(nèi)感覺電流I隨時(shí)間t變化的圖象．（規(guī)定在圖（a）中線框的地點(diǎn)相應(yīng)的時(shí)刻為t=0）2、電路的動(dòng)向剖析例2、如圖4—3所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r．當(dāng)可變電阻的滑片P向b挪動(dòng)時(shí)，電壓表V1的讀數(shù)U1與電壓表V2的讀數(shù)U2的圖4—3變化狀況是（）A．U變大，U變小B．U變大，U變大1212C．U1變小，U2變小D．U1變小，U2變大3、電磁感覺與力學(xué)綜合例3、如圖4—4所示，兩根相距為d的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌位于水平xOy平面內(nèi)，左端接有阻值為R的電阻，其余部分的電阻均不計(jì)．在x>0的一側(cè)存在垂直xOy平面且方向豎直向下的穩(wěn)固磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度大小按B=kx規(guī)律變化（此中k是一大于零的常數(shù)）．一根質(zhì)量為m的金屬桿垂直跨擱在圓滑的金屬導(dǎo)軌上，二者接觸優(yōu)秀．當(dāng)t=0時(shí)直桿位于x=0處，其速度大小為v0，方向沿x軸正方向，在今后的過程中，一直有一個(gè)方向向左的變力F作用于金屬桿，使金屬桿的加快度大小恒為a，加快度圖4—4方向向來沿x軸的負(fù)方向．求：（1）閉合回路中感覺電流連續(xù)的時(shí)間有多長(zhǎng)？（2）當(dāng)金屬桿沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)的速度為v0時(shí)，閉合回路的2感覺電動(dòng)勢(shì)多大？此時(shí)作用于金屬桿的外力F多大？4、電磁感覺與動(dòng)量、能量的綜合例4、如圖4—6所示，在空間中有一水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，地區(qū)的上下面緣間距為h，磁感覺強(qiáng)度為B．有一寬度為b（b<h）、長(zhǎng)度為L(zhǎng)、電阻為R、質(zhì)量為m的矩形導(dǎo)體線圈緊貼磁場(chǎng)地區(qū)的上邊沿從靜止起豎直著落，當(dāng)線圈的PQ邊抵達(dá)磁場(chǎng)下面緣時(shí)，恰巧開始做勻速運(yùn)動(dòng)．求：1）線圈的MN邊恰巧進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線圈的速度大?。畧D4—62）線圈從開始著落到恰巧完整進(jìn)入磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間．例5、兩根足夠長(zhǎng)的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為l，導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd組成矩形回路，如圖4—7所示．兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m，電阻皆為R，磁感覺強(qiáng)度為B，設(shè)兩導(dǎo)體棒均為沿導(dǎo)軌無摩擦地滑行，開始時(shí)，棒cd靜止，棒ab有指向棒cd的初速度（如下圖），若兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)中一直不接觸，求：1）在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的焦耳熱最多是多少？2）當(dāng)ab棒的速度變成初速度的時(shí)，cd棒的加快度是多少？5、電磁感覺與電路綜合

34例6、如圖4—8所示，直角三角形導(dǎo)線框abc固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，ab是一段長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的平均導(dǎo)線，ac和bc的電阻可不計(jì)，ac長(zhǎng)度為L(zhǎng)．磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里．現(xiàn)有2一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)，電阻為R的平均導(dǎo)體棒MN22架在導(dǎo)線框上，開始時(shí)緊靠ac，而后沿bc方向以恒定速度v向b端滑動(dòng)，滑動(dòng)中始終與ac平行并與導(dǎo)線框保持優(yōu)秀接觸，當(dāng)圖4—8MN滑過的距離為L(zhǎng)時(shí)，導(dǎo)線ac中的電流3為多大？方向怎樣？6、交變電流的三值例7、邊長(zhǎng)為a的N匝正方形線圈在磁感覺強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以角速度繞垂直于磁感線的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的電阻為R．求：1）線圈從中性面開始轉(zhuǎn)過90°角的過程中產(chǎn)生的熱量．2）線圈從中性面開始轉(zhuǎn)過90°角的過程中，經(jīng)過導(dǎo)線截面的電量．7、電容、電路、電場(chǎng)、磁場(chǎng)綜合例8、如圖4—11所示，圓滑的平行導(dǎo)軌P、Q相距l(xiāng)=1m，處在同一水平面中，導(dǎo)軌左端接猶如下圖的電路，此中水平擱置的平行板電容器C兩極板間距離d=10mm，定值電阻R1=R3=8Ω，R2=2Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，磁感覺強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過導(dǎo)軌平面，當(dāng)金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)（開關(guān)S斷開）時(shí)，電容器兩極板之間質(zhì)量m=1×10－14kg，帶電荷量q=－1×10－25C的粒子恰巧靜止不動(dòng)；當(dāng)S閉合時(shí)，粒子以加快度a=7m/s2向下做勻加快運(yùn)動(dòng)，取g=10m/s2，求：（1）金屬棒ab運(yùn)動(dòng)的速度多大？電阻多

aP大？（2）S閉合后，使金屬棒ab做勻速運(yùn)動(dòng)的外力的功率多大？8、電磁感覺與溝通電路、變壓器綜合

R3R1×××S××v×R2qm××××××bQ圖4—113例9、有條河流，流量Q=2m/s，落差h=5m，現(xiàn)利用其發(fā)電，若發(fā)電機(jī)總效率為50%，輸出電壓為240V，輸電線總電阻R=30Ω，同意損失功率為輸出功率的6%，為知足用電的需求，則該輸電線路所使用的理想電壓、降壓變壓器的匝數(shù)比各是多少？能使多少盞“220V、100W”的電燈正常發(fā)光．專題四《電磁感覺與電路》追蹤練習(xí)與高考展望1．矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線方向與線圈平面垂直，磁感強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖象如圖4—13所示．t=0時(shí)刻，磁感強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里．在0～4s時(shí)間內(nèi)，線框的ab邊受力隨時(shí)間變化的圖象（力的方向規(guī)定以向左為正方向），可能如圖4—14中的（）圖4—13A．

B

．

C

．

D

．2．如圖

4—14

甲所示，由平均電阻絲做成的正方形線框

abcd

的電阻為

R，ab=bc=cd=da=l．現(xiàn)將線框以與

ab

垂直的速度

v勻速穿過一寬為2l、磁感覺強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)地區(qū)，整個(gè)過程中ab、cd兩邊一直保持與界限平行．令線框的cd邊剛與磁場(chǎng)左界限重合時(shí)t=0，電流沿abcda流動(dòng)的方向?yàn)檎?）求此過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱；2）在圖乙中畫出線框中感覺電流隨時(shí)間變化的圖象；iUabablOtOtdc圖甲圖乙圖丙（3）在圖丙中畫出線框中a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差Uab隨時(shí)間t變化的圖象．圖4—143．如圖4—15所示，T為理想變壓器，A1、A2為溝通電流表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，原線圈兩頭接恒壓溝通電源，當(dāng)滑變阻器的滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)（）A．A1的讀數(shù)變大，A2讀數(shù)變大A1A2～R1B．A1的讀數(shù)變大，A2讀數(shù)變小R2R3C．A1的讀數(shù)變小，A2讀數(shù)變大T圖4—15D．A1的讀數(shù)變小，A2的讀數(shù)變小4．如圖4—16所示：半徑為r、電阻不計(jì)的兩個(gè)半圓形圓滑導(dǎo)軌并列豎直擱置，在軌道左上方端點(diǎn)M、N間接有阻值為R的小電珠，整個(gè)軌道處在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，現(xiàn)有一質(zhì)量為m，電阻為R的金屬棒ab從M、N處自由靜止開釋，經(jīng)一準(zhǔn)時(shí)間抵達(dá)導(dǎo)軌最低點(diǎn)O、O′，此時(shí)速度為v．（1）指出金屬棒ab從M、N到O、O′的過程中，經(jīng)過小電珠的電流方向和金屬棒ab的圖4—16速度大小變化狀況．2）求金屬棒ab抵達(dá)O、O′時(shí)，整個(gè)電路的剎時(shí)電功率．3）求金屬棒ab從M、N到O、O′的過程中，小電珠上產(chǎn)生的熱量．5．（2004年全國）如圖4—18所示a1b1c1d1和a2b2c2d2為在同一豎直平面內(nèi)的金屬導(dǎo)軌，處在磁感覺強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌所在的平面（紙面）向里．導(dǎo)軌的a1b1段與a2b2段是豎直的，距離l1；c1d1段與c2d2段也是豎直的，距離為l2．x1y1與x2y2為兩根用不行伸長(zhǎng)的絕緣輕線相連的金屬細(xì)桿，質(zhì)量分別為m1和m2，它們都垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌保持圓滑接觸．兩圖4—18桿與導(dǎo)軌組成的回路的總電阻為R．F為作用于金屬桿x1y1上的豎直向上的恒力．已知兩桿運(yùn)動(dòng)到圖示地點(diǎn)時(shí)，已勻速向上運(yùn)動(dòng)，求此時(shí)作用兩桿的重力的功率的大小和回路電阻上的熱功率．6．圓滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖4—19所示，拋物線的方程是y=x2，下半部處在一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的上界限是y=a的直線（圖中虛線所示），一個(gè)小金屬環(huán)從拋物線上y=b（y>a）處以速度v沿拋物線下滑，假定拋物線圖4—19足夠長(zhǎng)，金屬環(huán)沿拋物線下滑后產(chǎn)生的焦耳熱總量是（）A．mgbB．1mv22C．mg(b－a)

D

．

mg(b

a)

1mv227．如圖

4—20

所示，長(zhǎng)為

L、電阻

r=0.3

Ω、質(zhì)量

m=0.1kg

的金屬棒CD垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行圓滑金屬導(dǎo)軌上，

兩導(dǎo)軌間距也是L，棒與導(dǎo)軌間接觸優(yōu)秀，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌左端接有R=0.5Ω的電阻，量程為0～3.0A的電流表串接在一條導(dǎo)軌上，量程為0～1.0V的電壓表接在電阻R的兩頭，垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)向下穿過平面．現(xiàn)以向右恒定外力F使金屬棒右移，當(dāng)金屬棒以v=2m/s的速度在導(dǎo)軌平面上勻速滑動(dòng)時(shí)，察看到電路中的一個(gè)電表正好滿偏，而另一個(gè)電表未滿偏，問：1）此滿偏的電表是什么表？說明原因．2）拉動(dòng)金屬棒的外力F多大？3）此時(shí)撤去外力F，金屬棒將漸漸慢下來，最后停止在導(dǎo)軌上．求從撤去外力到金屬棒停止運(yùn)動(dòng)的過程中經(jīng)過電阻R的電量．8．高頻焊接是一種常用的焊接方法，其焊接的原理如下圖．將半徑為10cm的待焊接的圓形金屬工件放在導(dǎo)線做成的1000匝線圈中，而后在線圈中通以高頻的交變電流，線圈產(chǎn)生垂直于金屬工件所在平面的變化磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感覺強(qiáng)度B的變化率為10002sintT/s．焊接處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的99倍．工作非焊接部分每單位長(zhǎng)度上的電阻為R0103m1，焊接的縫寬特別小，求焊接過程中焊接處產(chǎn)生的熱功率．（取=10，不計(jì)溫度變化對(duì)電阻的影響）4—219．如圖4—25所示，兩塊水平擱置的平行金屬板間距為d，定值電阻的阻值為R，豎直擱置線圈的匝數(shù)為n，繞制線圈導(dǎo)線的電阻為R，其余導(dǎo)線的電阻忽視不計(jì)．此刻豎直向上的磁場(chǎng)B穿過線圈，在兩極板中一個(gè)質(zhì)量為m，電量為q，帶正電的油滴恰巧處于靜止?fàn)顟B(tài)，則磁場(chǎng)B的變化狀況是（）A．平均增大，磁通量變化率的大小為B．平均增大，磁通量變化率的大小為C．平均減小，磁通量變化率的大小為

2mgdnqmgdnq2mgdnq圖4—25D．平均減小，磁通量變化率的大小為mgdnq10．如圖4—26所示，水平面中的圓滑平行導(dǎo)軌P1、P2相距l(xiāng)=50cm，電池電動(dòng)勢(shì)E′=6V，電阻不計(jì)；電容C=2F，定值電阻R=9Ω；直導(dǎo)線ab的質(zhì)量m=50g，橫放在平行導(dǎo)軌上，此中導(dǎo)軌間的電阻R′=3Ω；豎直向下穿過導(dǎo)軌面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感覺強(qiáng)度B=1.0T；導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，電阻不計(jì)．1）閉合開關(guān)S，直導(dǎo)線ab由靜止開始運(yùn)動(dòng)的剎時(shí)加快度多大？ab運(yùn)動(dòng)能達(dá)到的最大速度多大？2）直導(dǎo)線ab由靜止開始運(yùn)動(dòng)到速度最大的過程中，電容器的帶電荷量變化了多少？P111．如圖4—27所示的四個(gè)圖中，a、b為輸E′入端，接溝通電源、cd為輸