高考物理二轮复习 第一部分 专题四 电磁感应与电路 第1讲 电磁感应问题的综合分析
二轮复习专题4第1讲直流电路和交流电路课件(42张)
(3) 远距离输电常用关系式(如图所示)
①功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P线＋P3. ②电压损失：U损＝I2R线＝U2－U3. ③输电电流：I 线＝UP22＝UP33＝U2R－线U3. ④输电导线上损耗的电功率：P 损＝I 线 U 损＝I2线_R 线＝UP222R 线.
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增大，故 A 错误；R0 两端的电压为 U0＝I2R0，用户得到的电压为 U3＝
U2－U0，当用户增多时，I2 增大，U0 增大，所以 U3 减小，为使用户获得
的电压稳定在 220 V，则需要增大 U2，变压器原副线圈电压关系为
U2＝ U1
nn21，在 U1 和 n2 不变的情况下，要增大 U2，可以减小 n1，即将 P 适当
【答案】 C
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二 交变电流的产生及四值问题
1. 线圈通过中性面时的特点 (1) 穿过线圈的磁通量最大． (2) 线圈中的感应电动势为零． (3) 线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次．
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2. 正弦式交流电“四值”的应用
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2 (2021·江苏卷)贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛， 2020年我国风力发电量高达4 000亿千瓦时．某种风力发电机的原理如图 所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知 磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为0.20 T，线圈的匝数为 100、面积为0.5 m2，电阻为0.6 Ω，若磁体转动的角速度为90 rad/s，线 圈中产生的感应电流为50 A．求：
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三 变压器与远距离输电
1. 变压器制约问题主要有三项： 电压制约：输出电压 U2 由输入电压决定，即 U2＝nn21U1，可简述为“原 制约副”． 电流制约：原线圈中的电流 I1 由副线圈中的输出电流 I2 决定，即 I1 ＝nn21I2，可简述为“副制约原”． 负载制约：原线圈的功率P1由用户负载决定，P1＝P负1＋P负2＋…， 简述为“副制约原”．
高考物理二轮复习第一阶段 专题四 电路与电磁感应
6．选 D 将 S 接在 b 时，副线圈产生的总电动势为零，故电压 表示数为零，A 错误；当 S 接 c 时，副线圈的匝数为 n2，由 Um 2 n1 2n2Um U2 ＝n2得：U2＝ 2n1 ，B 错误；S 接 c 时，P 向下移动， U 22 R 变大，P 入＝P 出＝ R 变小，C 错误；P 向上移动时，R 变小， U22 P 入＝I1U1＝ R 变大，故 I1 变大，D 正确。
(3)根据串并联知识确定各支路电流、电压的变化。
解析：R4 的滑动触片向 b 端移动时，R4 的实际应用阻值变小， 回路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律可知，总电流增大，路 端电压变小，由 UR1＝I 总· R1 知，R1 两端电压增大，由 U 端＝UR1 ＋UR3 知，UR3 变小，故电容器两板间电场强度减小，质点 P 向 UR3 下运动，C 错误；由 IR3＝ R 可知，IR3 减小，故电流表示数变 3 大，UR2 增大，由 UR3＝UR2＋UR4 可知，电压表示数减小，A 正 确，B 错误；由 PR3＝IR32R3 可知，R3 上消耗的功率逐渐减小， D 错误。
3． 选 D 当副线圈与原线圈的匝数比为 k I＝kU，线路损耗的电功率为 P1＝I R＝kU R。若将副
线圈与原线圈的匝数比提高到 nk，副线圈输出电压为 nkU，输出
P 2 P P2 2 电流 I′＝nkU，线路损耗的电功率为 P2＝I′ R＝ nkU R。P ＝ 1
正确。
答案：C
[专题特辑] 课堂 1．选 C Em 最大值 Em＝50 V，有效值为 E＝ ＝25 2 2 V，频率
1 为 50 Hz，周期为 T＝ f ＝0.02 s，所以 C 正确 D 错误。 2．选 D 由 ω＝2πf 得交流电的频率为 50 Hz，故 A 错误；电 压表、电流表测量所得的是交变电流的有效值，故电压表读 I1 n2 n2 数为 220 V，故 B 错误；由I ＝n 可知 I1＝I2n ＝0.2 A，故 2 1 1 C 错误；由 P 出＝P 入－P 热＝U1I1－I22R＝33 W，故 D 正确。
高三物理第二轮专题复习 专题四电磁感应与电路教案 人教版
专题四 电磁感应与电路一、考点回顾“电磁感应”是电磁学的核心内容之一，同时又是与电学、力学知识紧密联系的知识点，是高考试题考查综合运用知识能力的很好落脚点，所以它向来高考关注的一个重点和热点，本专题涉及三个方面的知识：一、电磁感应，电磁感应研究是其它形式有能量转化为电能的特点和规律，其核心内容是法拉第电磁感应定律和楞次定律；二、与电路知识的综合，主要讨论电能在电路中传输、分配，并通过用电器转化为其它形式的能量的特点及规律；三、与力学知识的综合，主要讨论产生电磁感应的导体受力、运动特点规律以及电磁感应过程中的能量关系。
由于本专题所涉及的知识较为综合，能力要求较高，所以往往会在高考中现身。
从近三年的高考试题来看，无论哪一套试卷，都有这一部分内容的考题，题量稳定在1～2道，题型可能为选择、实验和计算题三种，并且以计算题形式出现的较多。
考查的知识：以本部分内容为主线与力和运动、动量、能量、电场、磁场、电路等知识的综合，感应电流（电动势）图象问题也经常出现。
二、典例题剖析根据本专题所涉及内容的特点及高考试题中出的特点，本专题的复习我们分这样几个小专题来进行：1.感应电流的产生及方向判断。
2.电磁感应与电路知识的综合。
3.电磁感应中的动力学问题。
4.电磁感应中动量定理、动能定理的应用。
5.电磁感应中的单金属棒的运动及能量分析。
6.电磁感应中的双金属棒运动及能量分析。
7.多种原因引起的电磁感应现象。
(一)感应电流的产生及方向判断1．(2007理综II 卷)如图所示，在PQ 、QR 区域是在在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，bc 边与磁场的边界P 重合。
导线框与磁场区域的尺寸如图所示。
从t ＝0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域。
以a →b →c →d →e →f 为线框中有电动势的正方向。
以下四个ε-t 关系示意图中正确的是【 】解析：楞次定律或左手定则可判定线框刚开始进入磁场时，电流方向，即感应电动势的方向为顺时针方向，故D 选项错误；1－2s 内，磁通量不变化，感应电动势为0，A 选项错误；2－3s 内，产生感应电动势E ＝2Blv ＋Blv ＝3Blv ，感应电动势的方向为逆时针方向（正方向），故C 选项正确。
2025年高考物理总复习配套课件第十章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律
[考法全析]
考法(一) 阻碍原磁通量的变化——“增反减同”
[例1] 电磁弹射的装置是航空母舰上的一种舰载机起飞装置。如
图所示的装置也能进行电磁弹射，线圈固定在光滑绝缘杆MN上、导体
圆环套在绝缘杆的左端。则下列说法正确的是
()
A．开关闭合，圆环将从M端离开绝缘杆
解析：只形成闭合回路，回路中的磁通量不变化，不会产生感应电流，A、B错误； 线圈中插入条形磁铁瞬间回路中磁通量有变化，电流表有变化，磁铁不动后电流 表无变化，C错误；给线圈通电或断电瞬间，通过闭合回路的磁通量变化，会产 生感应电流，能观察到电流表的变化，D正确。 答案：D
2．[磁通量的大小]
如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场
D．线圈给磁铁的磁场力先向下再向上
[解析] 根据楞次定律的“来拒去留”，磁铁向闭合线圈靠近，要受阻力作 用，即磁场力向上，故A正确。
[答案] A
考法(三) 使回路面积有变化趋势——“增缩减扩”
[例3] (多选)如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一
螺线管Q，P和Q共轴，Q中的电流i随时间t变化的规律如图乙所示，取甲图中电
一点一过
“四步法”判断感应电流方向
研清微点3 应用右手定则判断感应电流的方向
4．下列图中表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，
导体ab上的感应电流方向为a→b的是
()
解析：ab棒顺时针转动，运用右手定则：磁感线穿过手心，拇指指向顺时针方向， 则导体ab上的感应电流方向为a→b，故A正确；ab向纸外运动，运用右手定则时， 磁感线穿过手心，拇指指向纸外，则知导体ab上的感应电流方向为b→a，故B错 误；穿过回路的磁通量减小，由楞次定律知，回路中感应电流方向由b→a→d→c， 则导体ab上的感应电流方向为b→a，故C错误；ab棒沿导轨向下运动，由右手定 则判断知导体ab上的感应电流方向为b→a，故D错误。
电磁感应问题的综合分析
图 4－1－1
解析：开始时 c 的加速度为 g，c 刚进入磁场即匀速运动， 加速度为 0，在 d 下落 h 的过程中，h＝12gt2，c 匀速下降了 xc＝gt·t＝2h，d 进入磁场后，c、d 又只在重力作用下运动， 加速度为 g，一起运动了 h，c 出磁场，这时 c 的加速度仍为 g，因此 A 错误，B 正确；c 出磁场后，d 这时受到重力和向 上的安培力，并且合力向上，开始做减速运动，当运动了 2h 后，d 出磁场，又做加速运动，所以 C 错误，D 正确．
(2)由 I＝qt 得在 0～t1 时间内通过 R1 的电量为 q＝It1＝nπ3BR0tr022t1 由焦耳定律得在 0～t1 时间内 R1 产生的热量为 Q＝I2R1t1＝2n2π92RBt2020r42t1.
从近三年广东高考来看，电磁感应不是出目前选择题就是 出目前计算题，为高考必考内容，而近两年只在选择题出现， 所以来年在计算题出现可能性更大，我们要做好这方面准备．
(1)经过计算分析 4 s 内导体棒旳运动情况； (2)计算 4 s 内回路中电流旳大小，并判断电流方向； (3)计算 4 s 内回路产生旳焦耳热．
图 4－1－6
[答题规范]解：(1)导体棒先在无磁场区域做匀减速运动， 有
－μmg＝ma，vt＝v0＋at，x＝v0t＋12at2 代入数据解得：t＝1 s，x＝0.5 m，导体棒没有进入磁场区 域． 导体棒在 1 s 末已经停止运动，以后一直保持静止，离左 端位置仍为 x＝0.5 m.
本类题旳最大旳特点是电磁学与力学知 识相结合．注意：
(1)受力分析，如重力、支持力、摩擦力、安培力等；找 出关键信息，如“静止”、“匀速”、“匀加速”等，建立 方程．
【精编】高三物理二轮复习 第1部分 专题4 电路与电磁感应 第2讲 电磁感应定律的综合应用课件-精心整理
解析： 进入磁场前和通过磁场后，线圈只受重力，加速
度恒为 g.设线圈下边进入磁场时速度为 v，则线圈中感应电动 势 E＝Bdv，由闭合电路欧姆定律有 I＝E/R，安培力 F＝BId， 解得：F＝B2Rd2v，若 F＝mg，则线圈匀速穿过磁场，A 项正确； 若 F＞mg，且线圈减速通过磁场，由牛顿第二定律有：B2Rd2v－ mg＝ma1，可知线圈加速度不断减小，B 项正确；若 F＜mg， 线圈在磁场中刚开始做加速运动，由牛顿第二定律有 mg－ B2Rd2v＝ma2，所以线圈加速度不断减小，当 F＝mg 时线圈匀 速运动，故 C、D 项错．
[解题指导] 解答本题时应从以下四点进行分析： (1)根据右手定则判断感应电流的方向． (2)“刚要向上滑动”说明所受摩擦力为最大摩擦力． (3)正确分析 ab 的受力，结合平衡知识、欧姆定律、感应 电动势的知识求解． (4)正确理解能量的转化，利用能量守恒定律及串联电路的 特点求 ab 上产生的热量．
答案： D
3.(多选)法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘 发电机，如图所示，紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的匀强 磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄 铜电刷紧贴，用导线将电刷与两竖直导轨、电阻连接起来形成 回路，一金属圆环L(不能转动)用细线悬挂在绝缘棒ab上，转 动摇柄，使圆盘沿逆时针方向做ω增大的加速转动，导轨和铜 盘电阻不计，则下列说法中正确的是( )
A．恒为nStB2－2－t1B1 B．从 0 均匀变化到nStB2－2－t1B1 C．恒为－nStB2－2－t1B1 D．从 0 均匀变化到－nStB2－2－t1B1
解析： 根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势 E＝nΔΔΦt ＝nBt22－－Bt11S，由楞次定律和右手螺旋定则可判断 b 点电势高 于 a 点电势，因磁场均匀变化，所以感应电动势恒定，因此 a、 b 两点电势差恒为 φa－φb＝－nBt22－－Bt11S，选项 C 正确．
高三物理二轮复习 考前冲刺 重点知识回顾 电路与电磁感应课件
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知识规律再回顾
知识规律再应用
4．电磁感应中的动力学问题
5．电磁感应中的功能关系 系统消耗的机械能＝产生的电能＋摩擦产生的内能 ＝克服安培力做的功＋克服摩擦力做的功．
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三、交变电流与理想变压器 1．交变电流的“四值” (1)最大值：交流电的最大值是指交流电在一个周期内所能达到的最大 值．对于正弦(余弦)交流电，有 Em＝nBSω(其中 n 为线圈的匝数)． (2)有效值：让交流电和恒定电流分别通过阻值相同的电阻，如果在交 流电的一个周期内它们产生的热量相等，那么这个恒定电流的电压 U、 电流 I 就称为该交流电的电压和电流的有效值． 对于正弦(余弦)交流电， 则有 E＝ Em Im ，I＝ .一般交流电表测量的数值、电气设备“铭牌”上 2 2
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4.闭合电路的 U－I 图象 如图所示，a 为电源的 U－I 图象；b 为外电阻的 U－ I 图象． (1)两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总 电流和路端电压，该点的纵横坐标的乘积表示输出功 率． (2)a 的斜率的绝对值表示电源内阻的大小； b 的斜率表示外电阻的大 小． (3)当两个斜率的绝对值相等时(即内、外电阻相等时)，输出功率最大， 此时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半．
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二、电磁感应中的几个问题 1．应用楞次定律判断感应电流方向的方法 (1)确定穿过回路的原磁场的方向； (2)确定原磁场的磁通量是“增加”、还是“减小”； (3)确定感应电流磁场的方向(与原磁场“增则反、减则同”)； (4)根据感应电流的磁场方向，由安培定则判断感应电流的方向．
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2019-9-11
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E
比为RR′＝
π， 22
故电流之比
为I′I
＝ER′＝
ER×ER′′
＝
R′
2π2×π2＝ 12，故 C 正确，D 错误。
答案 AC
2019-9-11
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4．(多选)(2018·南京联考)航母上飞机弹射起飞是利 用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图 4－2－8 所示， 当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈端点的金属环 被弹射出去。现在固定线左侧同一位置，先后放有分别 用横截面积相等的铜和铅导线制成形状、大小相同的两 个闭合环，且电阻率 ρ 铜＜ρ 铝。合上开关 S 的瞬间
2019-9-11
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图 4－2－6
A．在 t＝T4时为零
B．在 t＝T2时改变方向
C．在 t＝T2时最大，且沿顺时针方向
D．在 t＝T 时最大，且沿顺时针方向
2019-9-11
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解析 因通电导线的磁感应强度大小正比于电流
的大小，故导线框 R 中磁感应强度与时间的变化关系类
2019-9-11
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图 4－2－7 A．圆环和线框中的电流方向都为顺时针 B．圆环和线框中的电流方向都为逆时针 C．圆环和线框中的电流大小之比为 2∶1 D．圆环和线框中的电流大小之比为 2∶1
2019-9-11
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解析 根据楞次定律可知，当磁场均匀减弱时，线 圈内产生的感应磁场方向与原磁场方向相同，即感应电 流方向都为顺时针，A 正确，B 错误；设圆形半径为 a， 则圆环面积为 S＝πa2，圆环周长为 L＝2πa，正方形框 面积为 S′＝2a2，正方形线框边长之和为 L′＝4 2a， 因为磁场是均匀减小的，故 E＝ΔΔBt·S，所以圆环和正方 形线框中的电动势之比为EE′＝SS′＝π2，两者的电阻之
高考物理二轮总复习第1部分专题突破方略专题4电路与电磁感应第1讲直流电路与交流电路
第一部分专题四第1讲基础题——知识基础打牢1. (2022·四川自贡三诊)如图甲所示为一种自耦变压器(可视为理想变压器)的结构示意图．线圈均匀绕在圆环型铁芯上，滑动触头P在某一位置，在BC间接一个交流电压表和一个电阻R.若AB间输入图乙所示的交变电压，则( C )A．t＝2×10－2 s时，电压表的示数为零B．电阻R中电流方向每秒钟改变50次C．滑动触头P逆时针转动时，R两端的电压增大D．滑动触头P顺时针转动时，AB间输入功率增大【解析】电压表的示数是交流电的有效值，则t＝2×10－2 s时，电压表的示数不为零，选项A错误；交流电的周期为0.02 s，一个周期内电流方向改变2次，则电阻R中电流方向每秒钟改变100次，选项B错误；滑动触头P逆时针转动时，次级匝数变大，则次级电压变大，即R两端的电压增大，选项C正确；滑动触头P顺时针转动时，次级匝数减小，次级电压减小，次级消耗的功率减小，则AB间输入功率减小，选项D错误．2. (2022·四川成都三诊)发电站通过升压变压器和降压变压器给某用户端供电，发电机组输出交变电压的有效值恒定，输电线总电阻r保持不变．当用户端用电器增加后( A )A．若滑片P位置不变，则输电线上损失的功率变大B．若滑片P位置不变，则用户端电压升高C．若将滑片P上移，则用户端电压可能不变D．若将滑片P上移，则输电线上损失的功率可能减小【解析】若滑片P位置不变，当用户端用电器增加后，用户端总功率变大，发电机的输出功率增大，输电线的电流变大，ΔU＝Ir，输电线两端承担的电压变大，损耗的功率增大；发电机的输入电压不变，升压变压器、降压变压器的匝数不变，故用户端电压降低，A正确，B 错误；若将滑片P 上移，升压变压器的副线圈与原线圈的匝数比变小，发电机组输出交变电压的有效值恒定，则副线圈两端电压变小．用户端用电器使用相同功率，则输电线上的电流会更大，输电线两端承担的电压更大，损耗的功率更大，则用户端的电压更小，故C 、D 错误．3. (多选)(2022·河南押题卷)图甲是一种振动式发电机的截面图，半径r ＝0.1 m 、匝数n ＝30的线圈位于辐射状分布的磁场中，磁场的磁感线沿半径方向均匀分布，线圈所在位置的磁感应强度大小均为B ＝12πT .如图乙，施加外力使线圈沿轴线做往复运动，线圈运动的速度随时间变化的规律如图丙中正弦曲线所示．发电机通过灯泡L 后接入理想变压器，对图乙中电路供电，三个完全相同的小灯泡均正常发光，灯泡的阻值R L ＝1 Ω，电压表为理想电压表，线圈及导线电阻均不计．下列说法正确的是( AC )A ．发电机产生电动势的瞬时值为e ＝6sin 5πt (V)B ．变压器原、副线圈的匝数之比为1∶3C ．每个小灯泡正常发光时的功率为2 WD ．t ＝0.1 s 时电压表的示数为6 V【解析】 由图丙可知，线圈运动的速度最大值v m ＝2 m/s ，速度变化周期为T ＝0.4 s ，则线圈运动的速度瞬时值v ＝v m sin 2πTt ＝2sin 5πt (m/s)，发电机产生电动势的瞬时值为e ＝nB ·2πr ·v ＝6sin 5πt (V)，A 正确；设灯泡正常发光时通过灯泡的电流为I ，则通过原线圈的电流I 1＝I ，通过副线圈的电流I 2＝2I ，变压器原、副线圈的匝数之比为n 1n 2＝I 2I 1＝21，B 错误；根据能量关系可知，U 出I 1＝3I 2R L ，其中U 出＝E m 2＝62 V ＝3 2 V ，I 1＝I ，解得I ＝ 2 A ，每个小灯泡正常发光时的功率为P L ＝I 2R L ＝2 W ，C 正确；电压表示数为发电机两端电压的有效值，即电压表示数为U ＝E 2＝62V ＝3 2 V ，D 错误．故选AC. 4. (多选)(2022·四川巴中一诊)在如图所示的电路中，定值电阻R 1＝R 4＝3 kΩ，R 2＝2 kΩ，R 3＝R 5＝12 kΩ，电容器的电容C ＝6 μF，电源的电动势E ＝10 V ，内阻不计，当开关S 1闭合电流达到稳定时，处在电容器中间带电量q ＝2×10－3C 的油滴恰好保持静止，当开关S 2闭合后，则以下判断正确的是( BD )A ．电容器上极板是高电势点B ．带电油滴加速向下运动C ．a 、b 两点的电势差U ab ＝8 VD ．通过R 3的电量Q ＝4.8×10－5C【解析】 当开关S 2闭合后，由电路图可知，电容器上极板是低电势点，A 错误；当开关S 1闭合电流达到稳定时，处在电容器中油滴保持静止，而开关S 2闭合后，电容器上极板是低电势点，油滴受到的电场力方向发生变化，故可得带电油滴加速向下运动，B 正确；由电路图可知，a 、b 两点的电势差为U R 5－U R 2＝8 V －4 V ＝4 V ，C 错误；由开关S 1闭合电流达到稳定时，再到当开关S 2闭合后的过程中，通过R 3的电量为Q ＝Q 1＋Q 2＝4×6×10－6 C ＋(8－4)×6×10－6 C ＝4.8×10－5 C ，D 正确．5. (多选)(2022·天津南开二模)如图甲所示电路中，L 1为标有“4 V,2 W”字样的小灯泡，L 2、L 3为两只标有“8 V，6 W”字样的相同灯泡，变压器为理想变压器，各电表为理想电表，当ab 端接如图乙所示的交变电压时，三只灯泡均正常发光．下列说法正确的是( ACD )A ．电流表的示数为1.5 AB ．交变电压的最大值U m ＝28 VC ．变压器原、副线圈的匝数之比为3∶1D ．电压表的示数为24 V【解析】 L 2、L 3的额定电流为I 23＝P 23U 23＝34A ，所以电流表的示数为I 2＝2I 23＝1.5 A ，故A 正确；通过原线圈的电流等于L 1的额定电流，为I 1＝P 1U 1′＝0.5 A ，所以变压器原、副线圈的匝数之比为n 1n 2＝I 2I 1＝31，故C 正确；副线圈两端电压等于L 2和L 3的额定电压，为U 2＝8 V ，所以电压表的示数，即原线圈两端电压为U 1＝n 1n 2U 2＝24 V ，故D 正确；根据闭合电路的欧姆定律可得U m2－U 1′＝U 1，解得U m ＝28 2 V ，故B 错误．故选ACD.6. (多选)(2022·广西桂林模拟)在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd 的面积为S ，匝数为n ，线圈总电阻为r ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕轴OO ′(从上往下看逆时针转动)以角速度ω匀速转动，从如图甲所示的位置作为计时的起点，产生的感应电动势随时间的变化关系如图乙所示，矩形线圈与阻值为R 的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是( AD )A ．在t 1～t 3时间内，穿过线圈的磁通量的变化量大小为2BSB ．在t 1～t 3时间内，通过电阻R 电流方向先向上然后向下C ．t 4时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为E 0D ．在t 1～t 3时间内，通过电阻R 的电荷量为2E 0R ＋r ω【解析】 由图乙可知t 1和t 3时刻，线圈的感应电动势都为0，可知这两个时刻穿过线圈的磁通量一正一负，大小均为BS ，故此过程穿过线圈的磁通量的变化量大小为ΔΦ＝BS －(－BS )＝2BS ，A 正确；由图乙可知，在t 1～t 3时间内，线圈中的电流方向不变，根据右手定则可知通过电阻R 电流方向始终向上，B 错误；由图乙可知，t 4时刻的感应电动势为E 0，根据法拉第电磁感应定律可得E 0＝n ΔΦΔt 可得穿过线圈的磁通量的变化率大小为ΔΦΔt ＝E 0n，C 错误；在t 1～t 3时间内，通过电阻R 的电荷量为q ＝n ΔΦR ＋r ＝2nBS R ＋r，又E 0＝nBSω，联立可得q ＝2E 0R ＋r ω，D 正确．故选AD. 7. (多选)(2022·河北秦皇岛三模)如图所示，变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为2∶1，原线圈的输入端接有正弦交变电流，开关S 闭合．已知L 1、L 2、L 3是相同的电灯且灯丝的电阻不随温度变化，灯丝不会被烧断．下列说法正确的是( BD )A ．L 1、L 2中的电流之比为1∶2B ．L 1两端的电压与原线圈两端的电压之比为1∶2C ．开关S 断开后，L 1、L 2中的电流之比为1∶1D ．开关S 断开后，L 1两端的电压与原线圈两端的电压之比为1∶4【解析】 原、副线圈中的电流之比为1∶2，由于开关S 闭合时L 2与L 3并联，因此L 1、L 2中的电流之比I 1∶I 2＝1∶1，A 错误；设电灯的电阻为R ，由于原、副线圈两端的电压之比为2∶1，因此原线圈两端的电压U ＝2I 2R ，L 1两端的电压U 1＝I 1R ，结合I 1∶I 2＝1∶1，解得U 1U＝12，B 正确；开关S 断开后，L 1、L 2中的电流与线圈匝数成反比I 1′∶I 2′＝1∶2，C 错误；开关S 断开后，原线圈两端的电压U ′＝2I 2′R ，L 1两端的电压U 1′＝I 1′R ，结合I 1′∶I 2′＝1∶2解得U 1′U ′＝14，D 正确．故选BD. 8. (多选)(2022·辽宁鞍山预测)如图甲所示，理想变压器的原副线圈匝数之比n 1∶n 2＝2∶1，定值电阻R 1和R 2的阻值分别为5 Ω和3 Ω，电表均为理想交流电表，电源输出的电流如图乙所示，图中的前半周期是正弦交流的一部分，后半周期是稳恒直流的一部分，则( BD )A ．电流表示数为2 AB ．电压表示数为6 VC ．R 1的功率为10 WD ．R 2的功率为12 W【解析】 设电源输出电流的有效值即电流表示数为I 1，根据等效热值法可得I 21RT ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫i m 22RT 2＋i 2m ·RT 2，解得I 1＝ 3 A ，故A 错误；由于变压器不能对稳恒直流电进行变压，所以每个周期内有半个周期副线圈无电流，设副线圈中电流的有效值为I 2，根据等效热值法有⎝⎛⎭⎪⎫n 1n 2·i m 22RT 2＝I 22RT ，解得I 2＝2 A ，电压表示数为U 2＝I 2R 2＝6 V ，故B 正确；R 1的功率为P 1＝I 21R 1＝15 W ，故C 错误；R 2的功率为P 2＝I 22R 2＝12 W ，故D 正确．故选BD.9. (多选)(2022·湖南押题卷)如图所示在竖直平面的电路，闭合开关S 1和S 2后，带电油滴在电容器内部处于静止状态，R 1为滑动变阻器，R 2为定值电阻，二极管为理想二极管，电容器的下极板接地，则下列说法正确的是( AC )A ．滑动变阻器的滑动头P 向右滑动，油滴向上运动B ．滑动变阻器的滑动头P 向左滑动，油滴向下运动C ．极板M 向上运动，M 板的电势升高D ．断开S 2，油滴不动【解析】 滑动变阻器的滑动头P 向右滑动，则R 1阻值减小，回路电流变大，则R 2两端电压变大，则电容器要充电，此时电容器两板电压变大，场强变大，则油滴向上运动，选项A 正确；滑动变阻器的滑动头P 向左滑动，则R 1阻值变大，回路电流变小，则R 2两端电压变小，则电容器要放电，但是由于二极管的单向导电性使得电容器不能放电，则使得电容器两板电压不变，则油滴仍静止，选项B 错误；极板M 向上运动，根据C ＝εr S 4πkd可知电容器电容减小，则带电量应该减小，但是由于二极管的单向导电性使得电容器不能放电，则两板间电量不变，结合E ＝U d ＝Q Cd ＝Q εr S 4πkdd ＝4πkQ εr S 可知两板间场强不变，则根据U ＝Ed 可知，两板电势差变大，则M 板的电势升高，选项C 正确；断开S 2，则电容器两板间的电压等于电源的电动势，即电压变大，电容器充电，两板间场强变大，则油滴向上运动，选项D 错误．故选AC.10. (多选)(2022·山东威海二模)如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器T 1、降压变压器T 2均为理想变压器，T 1、T 2的原、副线圈匝数比分别为k 1、k 2.输电线间的总电阻为R 0，可变电阻R 为用户端负载．U 1、I 1分别表示电压表V 1、电流表A 1的示数，输入电压U 保持不变，当负载电阻R 减小时，理想电压表V 2的示数变化的绝对值为ΔU ，理想电流表A 2的示数变化的绝对值为ΔI ，下列说法正确的是( BD )A ．R 0＝U 1I 1B ．R 0＝ΔU ΔI k 22C ．电压表V 1示数增大D ．电流表A 1的示数增加了ΔI k 2【解析】 设降压变压器T 2原线圈电压为U 3，副线圈电压为U 2，根据题意可知，电阻R 0两端的电压等于U R 0＝U 1－U 3，则R 0＝U 1－U 3I 1，故A 错误；设降压变压器T 2原线圈电压变化为ΔU 3，则ΔU 3ΔU ＝k 2，设降压变压器T 2原线圈电流变化为ΔI 3，则ΔI 3ΔI ＝1k 2，可得ΔI 3＝ΔI k 2，根据欧姆定律得ΔU 3＝ΔI 3R 0，即k 2ΔU ＝ΔI k 2R 0，解得R 0＝ΔU ΔIk 22，故B 、D 正确；输入电压不变，升压变压器T 1原副线圈匝数比不变，则升压变压器T 1副线圈的电压不变，电压表V 1示数不变，故C 错误．故选BD.应用题——强化学以致用11. (多选)(2022·安徽合肥预测)如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接有R 1＝250 Ω与R 2＝10 Ω的电阻．当原线圈一侧接入u ＝311sin 100πt (V)的交流电时，两电阻消耗的功率相等，则有( AC )A ．原、副线圈的匝数比为5∶1B ．电阻R 1两端电压有效值是电阻R 2两端电压有效值的2倍C ．电阻R 2消耗的功率为48.4 WD ．1 s 内流过电阻R 2的电流方向改变200次【解析】 设原线圈电流为I 1，副线圈电流为I 2，由题意可知I 21R 1＝I 22R 2，故n 1n 2＝I 2I 1＝R 1R 2＝5，A 正确；电阻R 1两端电压有效值和电阻R 2两端电压有效值之比为U R 1U R 2＝I 1R 1I 2R 2＝5，B 错误；设原线圈输入电压为U 1，副线圈输出电压为U 2，故U 1U 2＝n 1n 2＝5，解得U 1＝5U 2，又U R 1＝I 1R 1，U 2＝I 2R 2，又因为U ＝U R 1＋U 1，外接交流电压有效值为220 V ，联立代入数据解得U 2＝110U ＝22 V ，电阻R 2消耗的功率为P ＝U 22R 2＝48.4 W ，C 正确；由题意可知，交流电的频率为f ＝ω2π＝50 Hz ，变压器不改变交流电的频率，一个周期内电流方向改变2次，故1 s 内流过电阻R 2的电流方向改变100次，D 错误．故选AC.12. (多选)(2022·湖北恩施预测)为了适应特高压输电以实现地区间电力资源的有效配置，需要对原来线路中的变压器进行调换．某输电线路可简化为如图所示，变压器均为理想变压器，调换前后发电机输出电压、输电线电阻、用户得到的电压均不变，改造后输送电压提升为原来的5倍，假设特高压输电前后输送的功率不变，下列说法正确的是( AB )A ．线路改造后升压变压器原、副线圈的匝数比改变B ．线路上电阻的功率变为原来的125C ．特高压输电后，电压损失变为原来的125D ．线路改造后用户端降压变压器匝数比不变【解析】 发电机输出电压不变，应改变升压变压器原、副线圈的匝数比，故A 项正确；根据线路上功率的损失ΔP ＝I 22r ，输送功率不变，电压提升为原来的5倍，输送的电流变为原来的15，线路电阻不变，损失的功率变为原来的125，故B 项正确；输电线上的电压损失为ΔU ＝I 2r ，输送功率为P 2＝U 2I 2则输送功率不变，电压增为原来的5倍，电流变为原来的15，损失的电压变为原来的15，故C 项错误；用户端的降压变压器改造前后输出端电压U 4不变，输入端电压U 3变大，根据U 3U 4＝n 3n 4，可得原、副线圈的匝数比一定变化，故D 项错误．故选AB.13. (多选)(2022·湖北襄阳模拟)如图所示，矩形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动，线圈的电阻为R ，线圈共N 匝，理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2，定值电阻R 1＝R ，当线圈转动的转速为n 时，电压表的示数为U ，则( ACD )A ．电流表的示数为2U RB ．从线圈转动到图示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时表达式为e ＝52U cos2πntC ．线圈在转动过程中通过线圈磁通量的最大值为52U 4Nn πD ．当线圈转动的转速为2n 时，电压表的示数为2U 【解析】 依题意有I 2＝U R 1＝U R ，I 1∶I 2＝2∶1则有I 1＝2I 2＝2U R，故A 正确；根据欧姆定律，发电机产生的感应电动势的最大值为E m ，有E m 2＝R ×I 1＋U 1，U 1U ＝12，ω＝2n π rad/s，从线圈转动到图示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时表达式为e ＝E m cos ωt ＝52U 2cos 2n πt (V)，故B 错误；依题意有，线圈在转动过程中通过线圈磁通量的最大值为Φm ，则有52U 2＝NΦm 2n π，解得Φm ＝52U 4Nn π，故C 正确；当线圈转动的转速为2n 时，线圈中产生的电动势的最大值为E m ′＝NΦm 4n π，因52U 2＝NΦm 2n π＝E m ，所以E m ′＝52U ，其有效值为5U ，假定电压表示数为U 2′，则有5U ＝I 1′R ＋U 1′＝2U 2′R 1×R ＋U 1′＝12U 2′＋2U 2′＝52U 2′，解得U 2′＝2U ，当线圈转动的转速为2n 时，电压表的示数为2U ，故D 正确．故选ACD.。
2024届高考物理二轮复习专题课件：+电磁感应
【考向】自感、互感
A．如图甲，人造地球卫星经过地面跟踪站上空，地面接收到信号频 率先增大后减小 B．如图乙，A、B两灯均发亮，若断开开关，A灯和B灯都会立即熄灭 C．如图丙，高频感应炉是利用炉外线圈产生的热量使炉内的金属熔 化 D．如图丁，利用该装置验证向心力与角速度的关系时，要保持皮带 连接的两个塔轮半径相同
A．线圈abcd中的电流方向为顺时针B．线圈abcd中的电流
方向为逆时针C．线圈abcd受到的安培力方向与车前行方向
一致D．线圈abcd受到的安培力方向与车前行方向相反
【答案】BC 【详解】AB．当汽车保险杠撞上前面的障碍物C时，电磁缓冲器是磁场相对于保 险杠上的线圈运动，可以反过来以磁场为参考系，则保险杠上的线圈abcd相对于 磁场反方向运动，根据右手定则或楞次定律，可知线圈abcd中的电流方向为逆时 针，故A错误，B正确； CD．根据左手定则可知bc边受到的安培力方向与车前行方向一致，故C正确，D 错误。故选BC。
二、网络构建、知识梳理
“三个定则”“一个定律”的比较
名称 电流的磁效应 磁场对电流的作用
电磁感应
应用的定则或定律 安培定则 左手定则 右手定则 楞次定律
基本现象 运动电荷、电流产生磁场 磁场对运动电荷、电流有作用力 部分导体做切割磁感线运动
闭合回路磁通量变化
自感、互感问题
通电自感和断电自感的比较
B．闭合回路中的感应电动势为 k S1 2S2
C．定值电阻两端的电流大小为 k S1 S2
D．定值电阻两端的电压为
Rk
S1
R
2S2
r
Rr
例2、如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ， 它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R的定值电阻，导体棒ab长 L＝0.5m，其电阻为r，与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向上的匀 强磁场中，磁感应强度B＝0.4T，现使ab以＝10m/s的速度向左做匀速运动.
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[解析] 圆环内磁场的变化周期为 0.5T0，则产生的感应电动 势的变化周期也一定是 0.5T0，四个图象中，只有 C 的变化周 期是 0.5T0，根据排除法可知，C 正确．
在上述题 1 中，若正弦交流电不经过整流， 则 uab－t 图象应为( A ) 解析：不整流，i－t 的周期为 T0，故 B、C 错误．经分析 uab－t 应为余弦曲线，故 A 正确，D 错误．
2．(2015·广元第二次模拟)如图所示，边长为 2l 的正方形虚线框 内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长为 l 的正方形导线框 所在平面与磁场方向垂直，导线框的一条对角线和虚线框的一条 对角线恰好在同一直线上．从 t＝0 开始，使导线框从图示位置开 始以恒定速度沿对角线方向移动进入磁场，直到整个导线框离开 磁场区域．用 I 表示导线框中的感应电流(以逆时针方向为正)．则 下列表示 I－t 关系的图线中，正确的是( D )
A．甲图中磁铁下落的加速度始终小于重力加速度 B．乙图中磁铁下落的加速度先增大后减小 C．甲图中磁铁下落的速度逐渐增大最后匀速运动 D．乙图中磁铁下落的速度逐渐增大最后匀速运动
[解析] 图甲中，磁铁沿铜管的轴线自由下落，由于铜管产生 涡流对磁铁产生阻碍作用，随着磁铁下落速度的逐渐增大，所 受阻力也逐渐增大，故其加速度逐渐减小，最后磁铁匀速下落， 选项 A、C 正确；乙图中，当磁铁位于闭合螺线管的正中央时， 螺线管内磁通量最大，变化率为 0，不产生感应电流，则下落 的加速度最大，则选项 B 正确，D 错误．
备考对策 复习时应理清各个基本概念，熟记各公式及适用条件，掌握 闭合电路的动态分析问题、含容电路的分析问题及电磁感应 与电路相综合问题的分析思路与方法，强化电磁感应图象问 题的训练，提高解决与实际生活、生产科技相结合的实际问 题的能力.
专题四 电磁感应与电路
第1讲 电磁感应问题的综合分析
热点一 电磁感应分析 命题规律 电磁感应现象的分析问题多以选择题形式出现， 有时也与计算题结合，主要考查以下内容： (1)综合应用楞次定律、法拉第电磁感应定律及电路、安培力 等相关知识，判断电流(或安培力)随时间 t(或位移 x)变化．(2) 利用动力学观点判断棒(或线圈)的运动规律．
甲
乙
A
B
C
D
[突破点拨] (1)整流电路部分是干扰条件． (2)在 0～0.25T0 内，i 的变化率为正，且越来越______；当 t ＝0.25T0 时，i 的变化率为________；在 0.25T0～0.5T0 内，i 的变化率为负，且越来越________． (3)0.5T0～T0 内与 0～0.5T0 内 i 的变化情况相同，故 uab 的变 化周期为________．
1．如图所示，导体棒 AB、CD 可以在水平导轨上无摩擦地滑动， 并对称地置于导轨上，两导轨在 O 处交叉，但不连通，匀强磁 场垂直穿过导轨平面，则下列做法的结果正确的是( A )
A．将 AB 向左移动能使 AB、CD 做相互远离运动 B．将 CD 向右移动能使 AB 也向右移动 C．将磁感应强度均匀变大能使 AB、CD 做相互远离运动 D．将磁感应强度均匀变小能使 AB、CD 做相互靠近运动
[解析] 可假设匀强磁场方向垂直穿过纸面向里，将 AB 向左 移动时，产生的感应电流方向由 A→B，流经 CD 棒的电流由 C→D，所受磁场力向右，A 正确；同理可判知，B 错；由于 左右回路对称，穿过整个回路的磁通量始终为 0，故磁感应强 度发生变化时，回路中不产生感应电流，C、D 错．
2．如图甲、乙所示，两条形磁铁分别置于竖直放置的无限长 铜管和闭合螺线管的正上方，并贴近两管口．释放两磁铁让它 们沿两管的轴线自由下落，在下落过程中磁铁始终保持竖 直．则在两磁铁下落过程中，下列说法正确的是( ABC )
Байду номын сангаас
3．如图，金属棒 ab 置于水平放置的 U 形光滑导轨上，在 ef 右侧存在有界匀强磁场 B，磁场方向垂直导轨平面向下，在 ef 左侧的无磁场区域 cdef 内有一半径很小的金属圆环 L，圆 环与导轨在同一平面内．当金属棒 ab 在水平恒力 F 作用下从 磁场左边界 ef 处由静止开始向右运动后( B )
1．(2015·高考山东卷)如图甲，R0 为定值电阻，两金属圆环固定 在同一绝缘平面内．左端连接在一周期为 T0 的正弦交流电源上， 经二极管整流后，通过 R0 的电流 i 始终向左，其大小按图乙所 示规律变化．规定内圆环 a 端电势高于 b 端时，a、b 间的电压 uab 为正，下列 uab－t 图象可能正确的是( C )
A．圆环 L 有收缩趋势，圆环内产生的感应电流变大
B．圆环 L 有收缩趋势，圆环内产生的感应电流变小
C．圆环 L 有扩张趋势，圆环内产生的感应电流变大
D．圆环 L 有扩张趋势，圆环内产生的感应电流变小 [解析] 由于金属棒 ab 在恒力 F 的作用下向右运动，则 abdc 回路中产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于纸 面向外的磁场，随着金属棒向右加速运动，圆环的磁通量将增 大，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁 通量增大；又由于金属棒向右运动的加速度减小，单位时间内 磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小．
[方法技巧] 解答电磁感应现象分析这类问题的关键在于：首先要明确所 研究的对象是哪一回路，由几部分组成，其次再弄清所研究 回路的磁场组成及磁通量的变化情况，再综合应用法拉第电 磁感应定律和楞次定律或右手定则判断感应电流的大小与方 向，进而分析受力情况及运动情况．
热点二 电磁感应图象问题 命题规律 电磁感应图象问题多以选择题形式出现，有时也 与计算题结合，主要考查以下内容： (1)综合应用楞次定律、法拉第电磁感应定律及电路、安培力 等相关知识，判断电流(或安培力)随时间 t(或位移 x)变化的图 象．(2)利用动力学观点判断棒(或线圈)的速度随时间变化的图 象．(3)在计算题中考查学生的识图能力，由图象获取解题信 息的能力．
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专题四 电磁感应与电路
热点聚焦
1.电磁感应部分：以考查楞次定律和法拉第电磁感应定律的应 用为主，多涉及牛顿运动定律、电功和电热等力电综合问 题．考查形式为选择题或计算题. 2.恒定电流部分：以选择题的形式考查动态电路、电路故障、 含容电路和含电表电路等问题的分析.
专题四 电磁感应与电路