1、高考物理復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)專題1電磁感應(yīng)與電路的綜合一、電磁感應(yīng)中的等效“電路”1如圖所示，兩個(gè)互連的金屬圓環(huán)，粗金屬環(huán)的電阻是細(xì)金屬環(huán)電阻的二分之一磁場(chǎng)垂直穿過(guò)粗金屬環(huán)所在區(qū)域當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化時(shí)，在粗環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為_(kāi)答案解析設(shè)粗環(huán)電阻為R，則細(xì)環(huán)電阻為2R，由于磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化，故回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E恒定回路中感應(yīng)電流I，由歐姆定律a、b兩點(diǎn)電勢(shì)差(細(xì)環(huán)兩端電壓)UI2RE.2(2009湖南長(zhǎng)沙二中質(zhì)檢)如圖所示，均勻的長(zhǎng)方形金屬框從勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以勻速v拉出，它的兩邊固定有帶金屬滑輪的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，金屬框向右運(yùn)動(dòng)時(shí)能總是與兩邊良好接觸，電阻不可忽略一理

2、想電壓表跨接在PQ兩導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上，在金屬框勻速向右拉出的過(guò)程中，電壓表的讀數(shù)：(金屬框的長(zhǎng)為a，寬為b，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B) ()A恒定不變，讀數(shù)為BbvB恒定不變，讀數(shù)為BavC讀數(shù)變大 D讀數(shù)變小答案C解析切割磁感線的邊長(zhǎng)不變，可外電路的電阻變大，電路電流變小，路端電壓變大，電壓表示數(shù)變大小結(jié)： 二、電磁感應(yīng)中的電量和熱量問(wèn)題3、（09年廣東）如圖18（a）所示，一個(gè)電阻值為R ，匝數(shù)為n的圓形金屬線與阻值為2R的電阻R1連結(jié)成閉合回路。線圈的半徑為r1 . 在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖18（b）所示。圖線與橫、縱軸的截距分

3、別為t0和B0 . 導(dǎo)線的電阻不計(jì)。求0至t1時(shí)間內(nèi)（1）通過(guò)電阻R1上的電流大小和方向；（2）通過(guò)電阻R1上的電量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量。解析：由圖象分析可知，0至?xí)r間內(nèi) 由法拉第電磁感應(yīng)定律有而由閉合電路歐姆定律有聯(lián)立以上各式解得通過(guò)電阻上的電流大小為 由楞次定律可判斷通過(guò)電阻上的電流方向?yàn)閺腷到a通過(guò)電阻上的電量通過(guò)電阻上產(chǎn)生的熱量5. （2010上海）（14分）如圖，寬度為L(zhǎng)0.5m的光滑金屬框架MNPQ固定于水平面內(nèi)，并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0.4T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，框架的電阻非均勻分布。將質(zhì)量m0.1kg，電阻可忽略的金屬棒ab放置在框架上，并與框架接觸良好。以P為坐標(biāo)原

4、點(diǎn)，PQ方向?yàn)閤軸正方向建立坐標(biāo)。金屬棒從x01 m處以v02m/s的初速度，沿x軸負(fù)方向做a2m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中金屬棒僅受安培力作用。求：（1）金屬棒ab運(yùn)動(dòng)0.5 m，框架產(chǎn)生的焦耳熱Q；（2）框架中aNPb部分的電阻R隨金屬棒ab的位置x變化的函數(shù)關(guān)系；（3）為求金屬棒ab沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)0.4s過(guò)程中通過(guò)ab的電量q，某同學(xué)解法為：先算出經(jīng)過(guò)0.4s金屬棒的運(yùn)動(dòng)距離s，以及0.4s時(shí)回路內(nèi)的電阻R，然后代入q求解。指出該同學(xué)解法的錯(cuò)誤之處，并用正確的方法解出結(jié)果?！敬鸢浮浚?）0.1J （2）R=0.4（3）錯(cuò)誤 0.4c【解析】（1）金屬棒僅受安培力作用，其大小Fma0

5、.2N，金屬棒運(yùn)動(dòng)0.5m，框架中間生的焦耳熱等于克服安培力做的功，所以QFs0.1J，（2）金屬棒所受安培力為FBIL，I，F(xiàn)ma，由于棒做勻減速運(yùn)動(dòng)，v，所以R0.4（SI），（3）錯(cuò)誤之處是把0.4s時(shí)回路內(nèi)的電阻R代入q進(jìn)行計(jì)算，正確解法是qIt，因?yàn)镕BILma，q0.4C。6.32（2011上海）(14 分)電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長(zhǎng)S=1.15m，兩導(dǎo)軌間距L=0.75 m，導(dǎo)軌傾角為30，導(dǎo)軌上端ab接一阻值R=1.5的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直軌道平面向上。阻值r=0.5，質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端ab處由靜止開(kāi)始下滑至底端

6、，在此過(guò)程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱。(取)求：(1)金屬棒在此過(guò)程中克服安培力的功；(2)金屬棒下滑速度時(shí)的加速度(3)為求金屬棒下滑的最大速度，有同學(xué)解答如下：由動(dòng)能定理，。由此所得結(jié)果是否正確？若正確，說(shuō)明理由并完成本小題；若不正確，給出正確的解答。32答案.（14分）（1）下滑過(guò)程中安培力的功即為在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱，由于，因此 （1分）（2分）（2）金屬棒下滑時(shí)受重力和安培力 （1分）由牛頓第二定律 （3分） （2分）(3)此解法正確。 (1分)金屬棒下滑時(shí)舞重力和安培力作用，其運(yùn)動(dòng)滿足上式表明，加速度隨速度增加而減小，棒作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。無(wú)論最終是否達(dá)到勻速，當(dāng)棒到達(dá)斜面底端時(shí)速度

7、一定為最大。由動(dòng)能定理可以得到棒的末速度，因此上述解法正確。 (2分) （1分） （1分）【小試牛刀】1.用相同導(dǎo)線繞制的邊長(zhǎng)為l或2l的四個(gè)閉合導(dǎo)體線框a、b、c、d，以相同的速度勻速進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示在每個(gè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，M、N兩點(diǎn)間的電壓分別為Ua、Ub、Uc和Ud.下列判斷正確的是 ()AUaUbUcUd BUaUbUdUc CUaUbUcUd DUbUaUdFcFb BFcFdFbFd DFcFbFd解析：本題考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及安培力的計(jì)算線圈自由下落，到b點(diǎn)受安培力，線圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)，無(wú)感應(yīng)電流，則線圈不受安培力作用，線圈繼續(xù)加速，到d點(diǎn)出磁場(chǎng)時(shí)受到安培

8、力作用，由F知，安培力和線圈的速度成正比，D項(xiàng)對(duì)2如圖所示，光滑絕緣水平面上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)以虛線MN為左邊界，MN的左側(cè)有一質(zhì)量m0.1 kg，bc邊長(zhǎng)L10.2 m，電阻R2 的矩形線圈abcd，t0時(shí)，用一恒定拉力F拉線圈，使其由靜止開(kāi)始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間1 s，線圈的bc邊到達(dá)磁場(chǎng)邊界MN，此時(shí)立即將拉力F改為變力，又經(jīng)過(guò)1 s，線圈恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示(1)求線圈bc邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v1和線圈在第1 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離x；(2)寫(xiě)出第2 s內(nèi)變力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系式；(3)求出線圈ab邊的長(zhǎng)度L2.答案參考

9、創(chuàng)【發(fā)散3】3.如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌的一端接有電阻和開(kāi)關(guān)，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向與導(dǎo)軌平面垂直，金屬桿ab置于導(dǎo)軌上當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，在金屬桿ab上作用一水平向右的恒力F，使金屬桿ab向右運(yùn)動(dòng)進(jìn)入磁場(chǎng)一段時(shí)間后閉合開(kāi)關(guān)并開(kāi)始計(jì)時(shí)，金屬桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好下列關(guān)于金屬桿ab的vt圖象不可能的是(d) 講限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練P283第6題4一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab，以一定的初速度v0從一光滑的平行金屬導(dǎo)軌底端向上滑行，導(dǎo)軌平面與水平面成30角，兩導(dǎo)軌上端用一電阻R相連，如圖所示，磁場(chǎng)垂直斜面向上，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，金屬桿向上滑行到某一高度之后又

10、返回到底端時(shí)的速度大小為v，則 ()A向上滑行的時(shí)間小于向下滑行的時(shí)間B在向上滑行時(shí)電阻R上產(chǎn)生的熱量大于向下滑行時(shí)電阻R上產(chǎn)生的熱量C向上滑行時(shí)與向下滑行時(shí)通過(guò)電阻R的電量相等D金屬桿從開(kāi)始上滑至返回出發(fā)點(diǎn)，電阻R上產(chǎn)生的熱量為m(vv2)解析：導(dǎo)體桿沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)安培力沿斜面向下，沿斜面向下運(yùn)動(dòng)時(shí)安培力沿斜面向上，所以上升過(guò)程的加速度大于下滑過(guò)程的加速度，因此向上滑行的時(shí)間小于向下滑行的時(shí)間，A對(duì)；向上滑行過(guò)程的平均速度大，感應(yīng)電流大，安培力做的功多，R上產(chǎn)生的熱量多，B對(duì)；由q知C對(duì)；由能量守恒定律知回路中產(chǎn)生的總熱量為m(vv2)，D錯(cuò)；本題中等難度答案：ABC5如圖所示，電阻不計(jì)的

11、平行金屬導(dǎo)軌固定在一絕緣斜面上，兩相同的金屬導(dǎo)體棒a、b垂直于導(dǎo)軌靜止放置，且與導(dǎo)軌接觸良好，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的恒力F作用在a的中點(diǎn)，使其向上運(yùn)動(dòng)若b始終保持靜止，則它所受摩擦力可能(AB)A變?yōu)? B先減小后不變C等于F D先增大再減小答案參考創(chuàng)【例題3】課堂小結(jié)： 二鞏固提升1、如圖所示，光滑曲線導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，固定在絕緣斜面上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直斜面向上.一導(dǎo)體棒從某處以初速度v0沿導(dǎo)軌 面向上滑動(dòng)，最后又向下滑回到原處.導(dǎo)軌底端接有電阻R，其余電阻不計(jì).下列說(shuō)法正確的是 ()A.滑回到原處的速率小于初速度大小v0 B.上滑所用的時(shí)間等于下滑所用的時(shí)間C.上滑過(guò)程與下滑過(guò)

12、程通過(guò)電阻R的電荷量大小相等D.上滑過(guò)程通過(guò)某位置的加速度大小等于下滑過(guò)程中通過(guò)該位置的加速度大小解析：導(dǎo)體棒從某處以初速度v0沿導(dǎo)軌面向上滑動(dòng)至向下滑回到原處的過(guò)程中，有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電阻發(fā)熱的內(nèi)能，據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律得滑回到原處的速度小于初速度大小v0，選項(xiàng)A正確；因?yàn)閷?dǎo)體棒上滑和下滑過(guò)程中機(jī)械能不斷減小，所以上滑過(guò)程通過(guò)某位置的加速度大小與下滑過(guò)程中通過(guò)該位置的加速度大小不同，上滑所用的時(shí)間和下滑所用的時(shí)間不同，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；上滑過(guò)程與下滑過(guò)程通過(guò)電阻R的電荷量大小相等，均為q，選項(xiàng)C正確.答案：AC2、如圖所示，電阻為R，其他電阻均可忽略，ef是一電阻可不計(jì)的水平放置的導(dǎo)體棒，

13、質(zhì)量為m，棒的兩端分別與ab、cd保持良好接觸，又能沿框架無(wú)摩擦下滑，整個(gè)裝置放在與框架垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)導(dǎo)體棒ef從靜止下滑經(jīng)一段時(shí)間后閉合開(kāi)關(guān)S，則S閉合后 (D)A.導(dǎo)體棒ef的加速度一定大于g B.導(dǎo)體棒ef的加速度一定小于gC.導(dǎo)體棒ef最終速度隨S閉合時(shí)刻的不同而不同D.導(dǎo)體棒ef的機(jī)械能與回路內(nèi)產(chǎn)生的電能之和一定守恒3、兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L(zhǎng)，底端接阻值為R的電阻將質(zhì)量為m，電阻也為R的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在的平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)垂直，如圖所示除金屬棒和電阻R外，其余電阻不計(jì)現(xiàn)將金屬棒從彈簧的原長(zhǎng)位置由靜止釋放，則

14、(AB)A金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閎aB最終彈簧的彈力與金屬棒的重力平衡C金屬棒的速度為v時(shí)，所受的安培力大小為FD金屬棒的速度為v時(shí)，金屬棒兩端的電勢(shì)差為UBLv解析：本題考查歐姆定律、右手定則和安培力由右手定則可判斷電流方向?yàn)閎a，故A選項(xiàng)正確；根據(jù)能量守恒可知，最終彈簧的彈力與金屬棒的重力平衡金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài)，故B選項(xiàng)正確；根據(jù)FBIL，EBLv，IE/2R，聯(lián)立可得F，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；金屬棒速度為v時(shí)，金屬棒兩端的電勢(shì)差為UBLv/2，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤答案：AB高考物理復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)專題3電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒教學(xué)目標(biāo)：1、知道電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn) 2、會(huì)用能量轉(zhuǎn)化與

15、守恒的思想處理電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題一課前預(yù)習(xí) 知識(shí)回顧1.（自學(xué)）【電磁感應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化】電磁感應(yīng)過(guò)程實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，電磁感應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中必定受到安培力作用因此要維持安培力存在，必須有“外力”克服安培力做功此過(guò)程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能當(dāng)感應(yīng)電流通過(guò)用電器時(shí)，電能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能可以簡(jiǎn)化為下列形式： 同理，安培力做功的過(guò)程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程，安培力做多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能2試證明電磁感應(yīng)中克服安培力所做的功等于回路產(chǎn)生的電能（可以建立模型）.3.電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒

16、： 二 典型例題 精講精煉【例題1】如圖所示，質(zhì)量m10.1 kg，電阻R10.3 ，長(zhǎng)度l0.4 m的導(dǎo)體棒ab橫放在U形金屬框架上框架質(zhì)量m20.2 kg，放在絕緣水平面上，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2.相距0.4 m的MM、NN相互平行，電阻不計(jì)且足夠長(zhǎng)電阻R20.1 的MN垂直于MM.整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 T垂直于ab施加F2 N的水平恒力，ab從靜止開(kāi)始無(wú)摩擦地運(yùn)動(dòng)，始終與MM、NN保持良好接觸當(dāng)ab運(yùn)動(dòng)到某處時(shí)，框架開(kāi)始運(yùn)動(dòng)設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10 m/s2.(1)求框架開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)ab速度v的大小；(2)從ab開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到框

17、架開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，MN上產(chǎn)生的熱量Q0.1 J，求該過(guò)程ab位移x的大小解析：(1)ab對(duì)框架的壓力F1m1g框架受水平面的支持力FNm2gF1依題意，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則框架受到最大靜摩擦力F2FNab中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlvMN中電流IMN受到的安培力F安IlB框架開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)F安F2由上述各式代入數(shù)據(jù)解得v6 m/s.(2)閉合回路中產(chǎn)生的總熱量Q總Q由能量守恒定律，得Fxm1v2Q總代入數(shù)據(jù)解得x1.1 m.答案：(1)6 m/s(2)1.1 m【例2】如圖9319所示，一矩形金屬框架與水平面成角37，寬L0.4 m，上、下兩端各有一個(gè)電阻R02 ，框架的其他部分電阻不計(jì)，框架

18、足夠長(zhǎng)，垂直于金屬框架平面的方向有一向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1.0 Tab為金屬桿，與框架良好接觸，其質(zhì)量m0.1 kg，電阻r1.0 ，桿與框架的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5.桿由靜止開(kāi)始下滑，在速度達(dá)到最大的過(guò)程中，上端電阻R0產(chǎn)生的熱量Q00.5 J(取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：（1）流過(guò)R0的最大電流；(2)從開(kāi)始到速度最大的過(guò)程中ab桿沿斜面下滑的距離；(3)在時(shí)間1 s內(nèi)通過(guò)ab桿某橫截面的最大電荷量錯(cuò)因分析：例2錯(cuò)誤的主要原因是：一是對(duì)串、并聯(lián)電路中焦耳熱的分配不清楚，誤認(rèn)為焦耳熱都和電阻成正比，錯(cuò)誤地認(rèn)為ab桿的焦耳熱是R0的1/2為0.25 J；二

19、是對(duì)公式q認(rèn)識(shí)不清，S應(yīng)為金屬桿掃過(guò)的面積有些同學(xué)誤認(rèn)為金屬桿與上下兩部分軌道所圍的面積均發(fā)生變化，S為上下兩部分變化面積的和，這是錯(cuò)誤的正確解答：(1)當(dāng)滿足BILmgcos mgsin 時(shí)ab中有最大電流Im，則Im A0.5 A流過(guò)R0的最大電流為I00.25 A.(2)Q總4Q02 J，EmImR總0.52 V1.0 V此時(shí)桿的速度為vm m/s2.5 m/s由動(dòng)能定理得mgssin mgscos Q總mv0求得桿下滑的距離s m11.56 m.(3)1 s內(nèi)通過(guò)ab桿的最大電荷量q C0.5 C【例題2】如圖所示，水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩個(gè)邊長(zhǎng)相等的單匝閉

20、合正方形線圈和，分別用相同材料、不同粗細(xì)的導(dǎo)線繞制(為細(xì)導(dǎo)線)、兩線圈在距磁場(chǎng)上界面h高處由靜止開(kāi)始自由下落，再進(jìn)入磁場(chǎng)，最后落到地面運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場(chǎng)上邊界設(shè)線圈、落地時(shí)的速度大小分別為v1、v2，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量分別為Q1、Q2.不計(jì)空氣阻力，則()Av1v2，Q1Q2 Bv1v2，Q1Q2Cv1Q2 Dv1v2，Q1Q1，故D項(xiàng)正確答案：D【發(fā)散2】如圖所示，用粗細(xì)相同的銅絲做成邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)和2L的兩只閉合線框a和b，以相同的速度從磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中勻速地拉到磁場(chǎng)外，則下列說(shuō)法正確的是()A產(chǎn)生的焦耳熱之比為14B產(chǎn)生的焦耳熱之

21、比為11C通過(guò)銅絲某截面的電量之比為12D通過(guò)銅絲某截面的電量之比為14解析：選AC.根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒可知，外力做功等于電能，而電能又全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱WaQaWbQb由電阻定律知Rb2Ra，故WaWb14，A對(duì)B錯(cuò)；由產(chǎn)生的電量Q得，QaQb12，C對(duì)D錯(cuò)解題小結(jié)：解決此類問(wèn)題的步驟(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律(包括右手定則)確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向(2)畫(huà)出等效電路圖，寫(xiě)出回路中電阻消耗的電功率的表達(dá)式(3)分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化，用能量守恒關(guān)系得到機(jī)械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程，聯(lián)立求解 三鞏固提升1、如圖所示，豎直放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌之間接有定值電阻R，質(zhì)量不

22、能忽略的金屬棒與兩導(dǎo)軌始終保持垂直并良好接觸且無(wú)摩擦，棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段時(shí)間內(nèi)，力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于() A棒的機(jī)械能增加量 B棒的動(dòng)能增加量C棒的重力勢(shì)能增加量 D電阻R上放出的熱量解析：選A.對(duì)金屬棒受力分析可知，設(shè)金屬棒所受重力為G、上升高度為h，則根據(jù)能量守恒可得：FhW安GhE，即拉力及安培力所做的功的代數(shù)和等于金屬棒機(jī)械能的增加量，A正確2.如圖所示，用質(zhì)量為m、電阻為R的均勻?qū)Ь€做成邊長(zhǎng)為l的單匝正方形線框MNPQ，線框每一邊的電阻都相等將線框置于光滑絕緣的水平面上在線框的

23、右側(cè)存在豎直方向的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界間的距離為2l，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.在垂直MN邊的水平拉力作用下，線框以垂直磁場(chǎng)邊界的速度v勻速穿過(guò)磁場(chǎng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線框平面水平，且MN邊與磁場(chǎng)的邊界平行求： (1)線框MN邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框中感應(yīng)電流的大小；(2)線框MN邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，M、N兩點(diǎn)間的電壓UMN；(3)在線框從MN邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到PQ邊剛穿出磁場(chǎng)的過(guò)程中，水平拉力對(duì)線框所做的功W.解析：(1)線框MN邊在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlv線框中的感應(yīng)電流I.(2)M、N兩點(diǎn)間的電壓UMNEBlv.(3)只有MN邊在磁場(chǎng)中時(shí)，線框運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t此過(guò)程線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q1I2Rt只有PQ邊在磁場(chǎng)

24、中運(yùn)動(dòng)時(shí)線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q2根據(jù)能量守恒定律得水平外力做的功WQ1Q2.3如圖9329所示，有一足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，電阻不計(jì)，間距L0.5 m，導(dǎo)軌沿與水平方向成30傾斜放置，底部連接有一個(gè)阻值為R3 的電阻現(xiàn)將一個(gè)長(zhǎng)也為L(zhǎng)0.5 m、質(zhì)量為m0.2 kg、電阻r2 的均勻金屬棒，自軌道頂部靜止釋放后沿軌道自由滑下，下滑中均保持與軌道垂直并接觸良好，經(jīng)一段距離后進(jìn)入一垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示磁場(chǎng)上部有邊界OP，下部無(wú)邊界，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2 T金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)后又運(yùn)動(dòng)了一段距離便開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在做勻速直線運(yùn)動(dòng)之前這段時(shí)間內(nèi)，金屬棒上產(chǎn)生了Qr2.4 J的熱量，且通過(guò)電阻R上的

25、電荷量為q0.6 C，取g10 m/s2.求：圖9329(1)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v0；(2)金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)后速度v6 m/s時(shí)，其加速度a的大小及方向；(3)磁場(chǎng)的上部邊界OP距導(dǎo)軌頂部的距離s.解析：(1)此時(shí)金屬棒沿斜面方向受力平衡：BILmgsin 對(duì)閉合電路有：I，EBLv0聯(lián)立解得：v05 m/s.(2)由牛頓第二定律得：mgsin BILma而由電路：Iagsin 1 m/s2因此，此時(shí)加速度大小為1 m/s2，方向沿斜面向上(3)由于金屬棒r和電阻R上的電流瞬時(shí)相同，根據(jù)焦耳定律產(chǎn)生的電熱應(yīng)與阻值成正比，因此可求出金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)前R上產(chǎn)生的電熱為：QRQr3.6 J因此，該過(guò)

26、程中電路中的總電熱為：QQrQR6 J又該過(guò)程中電路平均電流為：設(shè)勻速前金屬棒在磁場(chǎng)中位移為x，則此過(guò)程中通過(guò)R的電荷量為：qt從釋放到剛好達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，由能量守恒得到：mgsin (sx)mvQ聯(lián)立解得：s5.5 m.答案：(1)5 m/s(2)1 m/s2方向沿斜面向上(3)5.5 m4.如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)固定平行金屬導(dǎo)軌位于傾角30的斜面上，導(dǎo)軌上、下端各接有阻值R20 的電阻，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，導(dǎo)軌寬度L2 m，在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T質(zhì)量m0.1 kg、連入電路的電阻r10 的金屬棒ab在較高處由靜止釋放，當(dāng)金屬棒ab下滑高度h3

27、 m時(shí)，速度恰好達(dá)到最大值v2 m/s，金屬棒ab在下滑過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且與導(dǎo)軌接觸良好g取10 m/s2.求：(1)金屬棒ab由靜止至下滑高度為3 m的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能的減少量(2)金屬棒ab由靜止至下滑高度為3 m的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)軌上端電阻R中產(chǎn)生的熱量解析：(1)金屬棒ab機(jī)械能的減少量Emghmv22.8 J.(2)速度最大時(shí)金屬棒ab產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)EBLv產(chǎn)生的電流IE/(rR/2)此時(shí)的安培力FBIL由題意可知，受摩擦力Ffmgsin 30F由能量守恒得，損失的機(jī)械能等于金屬棒ab克服摩擦力做功和產(chǎn)生的電熱之和，電熱QEFfh/sin 30上端電阻R中產(chǎn)生的熱量QRQ/4聯(lián)立以上幾

28、式得：QR0.55 J.答案：(1)2.8 J(2)0.55 J2012高考物理專題復(fù)習(xí)交變電流專題一1交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為EE0sint，若將其電樞的轉(zhuǎn)速提高1倍，其他條件不變，則其電動(dòng)勢(shì)變?yōu)?)AE0sin2tB2E0sin2t CE0sin D2E0sin解析：交變電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為EE0sint，而E0NBS，電樞的轉(zhuǎn)速提高1倍即加倍，其他條件不變時(shí)E0加倍，應(yīng)選B項(xiàng)答案：B2一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電流電動(dòng)勢(shì)e220sint，則()A交流的頻率是50 Hz B交流電的有效值是220 VC當(dāng)t0時(shí)，線圈平面恰好與中性面重合 D當(dāng)t s時(shí)，e有最大值220 V解

29、析：由題設(shè)知，電動(dòng)勢(shì)最大值為220 V，故有效值是220 V；t0時(shí)，e0，故B、C正確未知， f無(wú)法確定，t s時(shí)，電壓瞬時(shí)值無(wú)法確定，A、D錯(cuò)答案：BC3如圖所示，理想變壓器初級(jí)線圈的匝數(shù)為n1，次級(jí)線圈的匝數(shù)為n2，初級(jí)線圈的兩端a、b接正弦交流電源，電壓表V的示數(shù)為220 V，負(fù)載電阻R44 ，電流表A1的示數(shù)為0.20 A下列判斷中正確的是()A初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的匝數(shù)比為21 B初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的匝數(shù)比為51C電流表A2的示數(shù)為1.0 A D電流表A2的示數(shù)為0.4 A解析：對(duì)于理想變壓器，P1U1I12200.20 W44 W，則負(fù)載電阻消耗的功率P2P144 W，據(jù)P2，得U

30、2 V44 V，則5，故B正確A2的讀數(shù)I2 A1 A，故C正確答案：BC4閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生正弦式電流iImsint，若保持其他條件不變，使發(fā)電機(jī)線圈匝數(shù)及轉(zhuǎn)速各增加一倍，則電流的變化規(guī)律為()Ai2Imsin2t Bi4Imsin2t Ci2Imsint Di4Imsint答A解析轉(zhuǎn)速加倍則2n也加倍，電流的最大值Im也加倍故i2Imsin2t選項(xiàng)A正確5如圖所示兩電路中，當(dāng)a、b兩端與e、f兩端分別加上220 V的交流電壓時(shí)，測(cè)得c、d間與g、h間的電壓均為110 V；若分別在c、d與g、h的兩端加上110 V的交流電壓，則a、b間與e、f間的電壓分別為()A220 V,

31、220 V B220 V,110 V C110 V,110 V D220 V,0解析：對(duì)變壓器，由可得Uab220 V；對(duì)滑動(dòng)變阻器來(lái)說(shuō)，當(dāng)gh間接上電壓時(shí)，ef間電壓Uef110 V，故B選項(xiàng)正確答案：B6如圖所示，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為固定電阻，開(kāi)關(guān)S是閉合的V1和V2為理想電壓表，讀數(shù)分別為U1和U2；A1、A2和A3為理想電流表，讀數(shù)分別為I1、I2和I3，現(xiàn)斷開(kāi)S，U1數(shù)值不變，下列推斷中正確的是()AU2變小、I3變小 BU2不變、I3變大 CI1變小、I2變小 DI1變大、I2變大解析：因?yàn)樽儔浩鞯脑褦?shù)與U1不變，所以U2不變，故

32、兩電壓表的示數(shù)均不變當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，因?yàn)樨?fù)載電阻增大，故次級(jí)線圈中的電流I2減小，由于輸入功率等于輸出功率，所以I1也將減小，C正確；因?yàn)镽1的電壓減小，故R2、R3兩端的電壓將增大，I3變大，B正確答案：BC7一輸入電壓為220v，輸出電壓為36V的變壓器副線圈燒壞，為獲知此變壓器元、復(fù)線圈匣數(shù)，某同學(xué)拆下燒壞的副線圈，用絕緣導(dǎo)線在鐵芯上新饒了5匣線圈。如題17圖所示，然后將原來(lái)線圈接到220v交流電源上，測(cè)得新繞線全的端電壓為1v，按理想變壓器分析，該變壓器燒壞前的原、副線數(shù)分別為（ ）A1100,360 B.1100，180 C2200,180 D. 2200,360【解析】對(duì)新繞線的理想變

33、壓器，根據(jù)變壓比公式得變壓器燒壞前，同理 ，B正確。8如右圖，一理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為4：1 ，原線圈兩端接入一正弦交流電源；副線圈電路中R為負(fù)載電阻，交流電壓表和交流電流表都是理想電表下列結(jié)論正確的是A若電壓表讀數(shù)為6V，則輸入電壓的最大值為V B若輸入電壓不變，副線圈匝數(shù)增加到原來(lái)的2倍，則電流表的讀數(shù)減小到原來(lái)的一半C若輸入電壓不變，負(fù)載電阻的阻值增加到原來(lái)的2倍，則輸入功率也增加到原來(lái)的2倍D若保持負(fù)載電阻的阻值不變輸入電壓增加到原來(lái)的2倍，則輸出功率增加到原來(lái)的4倍【解析】若電壓表讀數(shù)為6V，則輸入電壓為是有效值，因此其最大值為V，A正確；若輸入電壓不變，副線圈匝數(shù)增加到原來(lái)的

34、2倍，則輸出電壓也增加到原來(lái)的2倍，電流表示數(shù)應(yīng)增加到原來(lái)的2倍，B錯(cuò)；若輸入電壓不變，負(fù)載電阻的阻值增加到原來(lái)的2倍，則輸出電流減小到原來(lái)的一半，輸入功率等于輸出功率即也減小到原來(lái)的一半，C錯(cuò)；若保持負(fù)載電阻的阻值不變輸入電壓增加到原來(lái)的2倍，輸出電壓增大到原來(lái)的2倍，則由可知輸出功率增加到原來(lái)的4倍，D正確?！敬鸢浮緼D 9.如圖所示，交流發(fā)電機(jī)線圈的面積為0.05 m2，共100匝，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以10 rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻R1和R2的阻值均為50 ，線圈的內(nèi)阻忽略不計(jì)，若從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則( )A.線圈中的電動(dòng)勢(shì)為e50sin t V B.電壓表的示數(shù)

35、為50 VC.電流表的示數(shù)為 A D.R1上消耗的電功率為50 W【解析】圖中所示，線圈位于中性面，此時(shí)有emNBS1000.051050 V則電動(dòng)勢(shì)為e50cos t V電壓表示數(shù)為有效值U25 V電流表示數(shù)為有效值I A APR1 W25 W答案C10.電阻為1 的矩形線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象如圖所示.現(xiàn)把交流電加在電阻為9 的電熱絲上，下列判斷正確的是()A.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度100 rad/sB.在t0.01 s時(shí)刻，穿過(guò)線圈的磁通量最大C.電熱絲兩端的電壓U100 V D.電熱絲此時(shí)的發(fā)熱功率P1 800 W【解析】由圖可以看出該

36、交變電流的周期T0.02 s，則角速度100 rad/s，A錯(cuò)；t0.01 s時(shí)刻，電壓達(dá)到最大，則此時(shí)磁通量變化率最大，磁通量為零，B錯(cuò)；電熱絲兩端電壓為路端電壓URU(Um/) V90 V，則C錯(cuò)；根據(jù)電功率公式P W1 800 W可知D正確. 【答案】D11. 如圖表示一交流電的電流隨時(shí)間而變化的圖象，此交流電的有效值是()A.3.5 AB. AC.5 AD.5 A【正解】交流電的有效值是根據(jù)其熱效應(yīng)而定義的，它是從電流產(chǎn)生焦耳熱相等的角度出發(fā)，使交流電與恒定電流等效.設(shè)交流電的有效值為I，令該交變電流通過(guò)一阻值為R的純電阻，在一個(gè)周期內(nèi)有：I2RTIRIR 所以該交流電的有效值為 I5

37、 A【答案】D12.如圖所示為一交變電流的i-t圖象，下列說(shuō)法正確的是( )A.交變電流的頻率f50 Hz，有效值為5 AB.交變電流的有效值I5 AC.交變電流的平均值10 AD.若此交變電流通過(guò)阻值為10 的電阻，則這個(gè)電阻兩端的電壓為25 V【解析】對(duì)于正弦交流電可直接應(yīng)用最大值為有效值的倍這一規(guī)律，將此交變電流分為前后兩部分正弦交流電，可直接得到這兩部分正弦交流電的有效值，分別為I12.5 A和I27.5 A，再利用有效值的定義求解. 取一個(gè)周期T中的前0.01 s和后0.01 s計(jì)算產(chǎn)生的電熱可列計(jì)算式：I2R0.02IR0.01IR0.01解得I2.5 A對(duì)于不同的時(shí)間段，交流電的

38、平均值不同，求交流電的平均值應(yīng)明確指出是哪一段時(shí)間的平均值.知UIR2.5 A10 25 V13利用超導(dǎo)材料零電阻的性質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)損耗輸電現(xiàn)有一直流電路，輸電線的總電阻為0.4 ，它提供給用電器的電功率為40 kW，電壓為800 V如果用臨界溫度以下的超導(dǎo)電纜替代原來(lái)的輸電線，保持供給用電器的功率和電壓不變，那么節(jié)約的電功率為()A1 kW B1.6103 kW C1.6 kW D10 kW解析：用電器的額定電流為：IA50 A，輸電線上消耗功率P線I2R5020.4 W1000 W1 kW.所以若采用超導(dǎo)材料則線路上的損耗將被節(jié)約答案：A14一理想變壓器給負(fù)載供電，變壓器輸入電壓不變，如圖2

39、所示如果負(fù)載電阻的滑動(dòng)片向上移動(dòng)則圖中所有交流電表的讀數(shù)及輸入功率變化情況正確的是(均為理想電表)()AV1、V2不變，A1增大，A2減小，P增大 BV1、V2不變，A1、A2增大，P增大CV1、V2不變，A1、A2減小，P減小 DV1不變，V2增大，A1減小，A2減小，P減小解析：理想變壓器輸入電壓不變，則輸出電壓不變，故表V1，V2示數(shù)不變；滑片P向上移，使負(fù)載電阻增大，因而，副線圈中的電流I2減小，由于電壓比不變，故原線圈中的電流也將減??；輸出功率P出U2I2減小，P入P出，因而輸入功率也將減小答案：C15.如圖所示，接在交流電源上的電燈泡正常發(fā)光，以下說(shuō)法正確的是( )A.把電介質(zhì)插入

40、電容器，燈泡變亮B.增大電容器兩極板間的距離，燈泡變亮C.減小電容器兩極板間的正對(duì)面積，燈泡變暗D.使交變電流頻率減小，燈泡變暗A(chǔ)CD【解析】把電介質(zhì)插入電容器，電容增大，電容器對(duì)交變電流的阻礙作用變小，所以燈泡變亮，故A正確；增大電容器兩極板間的距離，電容變小，電容器對(duì)交變電流的阻礙作用變大，所以燈泡變暗，故B錯(cuò)；減小電容器兩極板間的正對(duì)面積，電容變小，燈泡變暗，故C正確；交變電流頻率減小，電容器對(duì)交變電流的阻礙作用增大，燈泡變暗，故D正確.16.如圖所示，線圈的自感系數(shù)L和電容器的電容C都很小(L1 mH，C200 pF)，此電路的重要作用是()A.阻直流通交流，輸出交流電B.阻交流通直流

41、，輸出直流電C.阻低頻通高頻，輸出高頻交流電D.阻高頻通低頻，輸出低頻交流電和直流電【解析】(1)線圈的作用是：“通直流、阻交流，通低頻、阻高頻”.電容器的作用是：“通交流、阻直流，通高頻、阻低頻”.(2)因?yàn)榫€圈自感系數(shù)L很小，所以對(duì)低頻成分的阻礙作用很小，這樣，直流和低頻成分能順利通過(guò)線圈；電容器并聯(lián)在電路中，起旁路作用，因電容C很小，對(duì)低頻成分和直流成分的阻礙作用很大，而對(duì)部分通過(guò)線圈的高頻成分阻礙作用很小，被它濾掉，最終輸出的是低頻交流和直流.【答案】D17.如圖所示，把電阻R，電感線圈L，電容器C并聯(lián)，接到一個(gè)交流電源上，三個(gè)電流表示數(shù)相同，若保持電源電壓大小不變，而將電源頻率增大，

42、則三個(gè)電流表示數(shù)I1、I2、I3的關(guān)系是( )A.I1I2I3 B.I1I2I3C.I2I1I3 D.I3I1I2【解析】交流電頻率增大，電阻R對(duì)電流的阻礙作用不變，所以A1表讀數(shù)不變.頻率增大，電感線圈對(duì)交變電流阻礙作用增大，對(duì)電流的阻礙作用變大，所以電流變小，A2讀數(shù)變小.頻率增大，電容器對(duì)交變電流阻礙作用變小，對(duì)電流的阻礙作用變小，所以電流變大，A3讀數(shù)變大，故答案為D. 18.汽車消耗的主要燃料是柴油和汽油柴油機(jī)是靠壓縮汽缸內(nèi)的空氣點(diǎn)火的；而汽油機(jī)做功沖程開(kāi)始時(shí)，汽缸中汽油和空氣的混合氣是靠火花塞點(diǎn)燃的但是汽車蓄電池的電壓只有12 V，不能在火花塞中產(chǎn)生火花，因此，要使用如圖所示的點(diǎn)火裝置，此裝置的核心是一個(gè)變壓器，該變壓器的原線圈通過(guò)開(kāi)關(guān)連到蓄電池上，副線圈接到火花塞的兩端，開(kāi)關(guān)由機(jī)械控制，做功沖程開(kāi)始時(shí)，開(kāi)關(guān)由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)，從而在副線圈中產(chǎn)