高考物理二轮复习 专题四 第9讲 电磁感应和直流电路
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。
高考物理二轮复习专题四电路与电磁感应1直流电路与交流电路ppt课件
考向二 交变电流的产生及描述 [知识必备]——提核心 通技法 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．
2．正弦式交流电的“四值”的应用(以电动势为例)
四值
计算式
应用
最大值 瞬时值
有效值
Em＝NBSω 计算电容器的耐压值
解析：C [R1 向右滑动，使 R1 减小，电容器与 R1 并联，电容 器相当于断路，所以 R 总↓＝R1↓＋R2＋r 减小，由 I 总↑＝R总E↓可知 I 总增大，U 内↑＝I 总↑r 增大，U 路↓＝E－U 内↑减小，定值电阻 R2 的电流增大，所以 UR2↑＝I 总↑R2，UR2 增大，U 路↓＝UR1＋UR2↑， 所以 UR1 减小，UC＝UR1 减小，由 QC＝CUC 可知 QC 减小，C 选项正 确，B 选项错误．对于定值电阻 R＝UI11＝UI22＝ΔΔUI ，而变化电阻不能 成立，由于 E＝U 路＋U 内，当测路端电压的电压表示数减少 ΔU 时， 内电压就增加 ΔU，所以 r＝UI内＝ΔΔUI ，选项 D 是错误的．
(3)从Φ－t 图象中可读出交流电的周期，进而求出频率．
7
[解析] AD [由电路的串、并联关系可得 R 外＝4R 0＝10 Ω，
U 10 V 电压表测的是电源的路端电压，由欧姆定律 I＝R 外＝10 Ω＝1 A ，所
R0
21
5
以
I2＝I× R
2＋R20＝2
A ，所以 PR 2＝I22R 2＝7
W
[例 2] (2019·商丘三模)(多选)如图甲为小型旋转电枢式交流发
电机，电阻为 r＝2 Ω，矩形线圈在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，
2024届高考物理二轮专题复习第一部分专题四电路和电磁感应第11讲直流电路与交流电路课件
第11讲 直流电路与交流电路
细研命题点 提升素养
1．我们可以用某型号脂肪测量仪(如图甲所示)来测量脂肪率．体液中含有钠 离子、钾离子等金属离子而呈现低电阻，而体内脂肪几乎不导电．脂肪测量 仪根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例，模拟电路如图乙所示．测量时， 闭合开关S，测试者两手分别握两手柄A、B，则( )
第11讲 直流电路与交流电路
2．电源的功率和效率． (1)电源的几个功率． ①电源的总功率：P 总＝EI. ②电源内部消耗的功率：P 内＝I2r. ③电源的输出功率：P 出＝UI＝P 总－P 内． (2)电源的效率 η＝PP总出×100%＝UE×100%. 3．交流电的“四值”． (1)最大值 Em＝NBSω，电容器的击穿电压指最大值． (2)瞬时值(从中性面开始计时)e＝NBSωsin ωt.
专题四 电路和电磁感应
第11讲 直流电路与交流电路
知识归纳 素养奠基
第11讲 直流电路与交流电路
知识归纳 素养奠基
1．纯电阻电路和非纯电阻电路的电功、电功率的比较． (1)纯电阻电路：电功 W＝UIt，电功率 P＝UI，且电功全部转化为电热，有 W＝Q＝UIt＝UR2t＝I2Rt，P＝UI＝UR2＝I2R. (2)非纯电阻电路：电功 W＝UIt，电功率 P＝UI，电热 Q＝I2Rt，电热功率 P 热＝I2R，电功率大于电热功率，即 W>Q，故求电功、电功率只能用 W＝UIt、 P＝UI，求电热、电热功率只能用 Q＝I2Rt、P 热＝I2R.
第11讲 直流电路与交流电路
细研命题点 提升素养
(多选)有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中的虚线所示，它 主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的 电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计， 已知理想电流表的量程为3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，电阻R随压力 变化的函数式为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)．下列说法正确的是
高考物理二轮复习：电磁感应定律及综合应用知识点解析及专题练习
专题九电磁感应定律及综合应用电磁感应是电磁学中最为重要的内容，也是高考命题频率最高的内容之一。
题型多为选择题、计算题。
主要考查电磁感应、楞次定律、法拉第电磁感应定律、自感等知识。
本部分知识多结合电学、力学部分出压轴题，其命题形式主要是电磁感应与电路规律的综合应用、电磁感应与力学规律的综合应用、电磁感应与能量守恒的综合应用。
复习中要熟练掌握感应电流的产生条件、感应电流方向的判断、感应电动势的计算，还要掌握本部分内容与力学、能量的综合问题的分析求解方法。
预测高考重点考查法拉第电磁感应定律及楞次定律和电路等效问题．综合试题还是涉及到力和运动、动量守恒、能量守恒、电路分析、安培力等力学和电学知识．主要的类型有滑轨类问题、线圈穿越有界磁场的问题、电磁感应图象的问题等．此除日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼、超导技术这些在实际中有广泛的应用问题也要引起重视。
知识点一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律的内容是感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比．在具体问题的分析中，针对不同形式的电磁感应过程，法拉第电磁感应定律也相应有不同的表达式或计算式．磁通量变化的形式表达式备注通过n 匝线圈内的磁通量发生变化E ＝n ·ΔΦΔt(1)当S 不变时，E ＝nS ·ΔB Δt (2)当B 不变时，E ＝nB ·ΔS Δt 导体垂直切割磁感线运动E ＝BLv 当v ∥B 时，E ＝0导体绕过一端且垂直于磁场方向的转轴匀速转动E ＝12BL 2ω线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动E ＝nBSω·sin ωt 当线圈平行于磁感线时，E 最大为E ＝nBSω，当线圈平行于中性面时，E ＝0知识点二、楞次定律与左手定则、右手定则1．左手定则与右手定则的区别：判断感应电流用右手定则，判断受力用左手定则．2．应用楞次定律的关键是区分两个磁场：引起感应电流的磁场和感应电流产生的磁场．感应电流产生高考物理二轮复习：电磁感应定律及综合应用知识点解析及专题练习的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化，“阻碍”的结果是延缓了磁通量的变化，同时伴随着能量的转化．3．楞次定律中“阻碍”的表现形式：阻碍磁通量的变化(增反减同)，阻碍相对运动(来拒去留)，阻碍线圈面积变化(增缩减扩)，阻碍本身电流的变化(自感现象)．知识点三、电磁感应与电路的综合电磁感应与电路的综合是高考的一个热点内容，两者的核心内容与联系主线如图4－12－1所示：1．产生电磁感应现象的电路通常是一个闭合电路，产生电动势的那一部分电路相当于电源，产生的感应电动势就是电源的电动势，在“电源”内部电流的流向是从“电源”的负极流向正极，该部分电路两端的电压即路端电压，U ＝R R ＋rE .2．在电磁感应现象中，电路产生的电功率等于内外电路消耗的功率之和．若为纯电阻电路，则产生的电能将全部转化为内能；若为非纯电阻电路，则产生的电能除了一部分转化为内能，还有一部分能量转化为其他能，但整个过程能量守恒．能量转化与守恒往往是电磁感应与电路问题的命题主线，抓住这条主线也就是抓住了解题的关键．在闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流的问题中，机械能转化为电能，导体棒克服安培力做的功等于电路中产生的电能．说明：求解部分导体切割磁感线产生的感应电动势时，要区别平均电动势和瞬时电动势，切割磁感线的等效长度等于导线两端点的连线在运动方向上的投影．高频考点一对楞次定律和电磁感应图像问题的考查例1、(多选)(2019·全国卷Ⅰ·20)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图4(a)中虚线MN 所示．一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S ，将该导线做成半径为r 的圆环固定在纸面内，圆心O 在MN 上．t ＝0时磁感应强度的方向如图(a)所示；磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图(b)所示．则在t ＝0到t ＝t 1的时间间隔内()图4A．圆环所受安培力的方向始终不变B．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向C．圆环中的感应电流大小为B0rS4t0ρD．圆环中的感应电动势大小为B0πr24t0【举一反三】（2018年全国II卷）如图，在同一平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。
高考物理二轮专题复习精品课件9
二、临界、极值思想求解“稳定速度”
电磁感应中的临界问题往往出现在稳定速度的求解上，稳定速度(临界速度) 的临界点一是物体受力平衡，另一个是能量转化达到平衡． 【例2】如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两根水平放 置相距为L且足够长的平行金属导轨AB、CD，在导轨的AC间连接一阻值为 R的电阻，一根垂直于导轨放置的金属棒ab的质量为m，导轨和金属棒的电 阻不计，金属棒与导轨间动摩擦因数为μ，若用恒力F沿水平向右拉棒运动， 求金属棒的最大速度．
(2)0.38 C
(3)0.6 J
点评：解决电磁感应电路问题的关键就是借鉴或利用相似原型来变换物理模
型，即电磁感应的问题等效或转换成恒定直流电路，把产生感应电动势的那
部分导体等效为内电路，感应电动势的大小相当于电源电动势，其余部分相当 于外电路，并画出等效电路图．此时，处理问题的方法与闭合电路求解基本一 致，唯一要注意的是电磁感应现象中，有时导体两端有电压，但没有电流流过， 这类似电源两端有电势差但没有接入电路时，电流为零．
(式中S即为题目中曲线OCA与x轴之间所围的面积) 代入数据得q＝0.38 C. (3)因为 所以ab棒产生的是正弦式交变电流，且最大值为Em＝2 V，其有效值为 得金属棒在导轨上运动从x＝0到x＝3 m的过程中，R1、R2产生的热量为： 由功能关系得：WF＝Q，代入数据得WF＝0.6 J.
答案：(1)1.33 W
(1)金属棒在导轨上运动时R1的最大功率； (2)金属棒在导轨上运动从x＝0到x＝3 m的过程中通过金属棒ab的电荷量； (3)金属棒在导轨上运动从x＝0到x＝3 m的过程中外力必须做多少功？
解析：金属棒切割磁感线的有效长度不断变化，ab棒等效为电动势变化的电源， 等效电路如右图所示，可知R1、R2并联，所以总电阻 (1)由等效电路可知，R1的功率为：
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.
高考物理大二轮复习专题四电路与电磁感应直流电路与交变电路课件.ppt
2019-9-12
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25
3．(2018·河北名校联盟)(多选)两位同学在实验室中利用如图 (a)所示的电路进行实验，调节滑动变阻器的滑动触头 P 向某一方 向移动时，一位同学记录电流表 A 和电压表 V1 的测量数据，另 一位同学记录电流表 A 和电压表 V2 的测量数据．两位同学根据 记录的数据描绘出如图(b)所示的两条 U－I 图线．则图象中两图 线的交点表示的物理意义是( )
表达式
图象
磁通量 Φ＝Φmcosωt＝BScosωt
电动势 e＝Emsinωt＝NBSωsinωt
2019-9-12
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表达式 电压 u＝Umsinωt＝RR＋Emrsinωt
图象
电流 i＝Imsinωt＝RE＋mrsinωt
2019-9-12
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33
2.对交流电“四值”的理解 (1)通常所说的电流值、电压值、电表的示数均为有效值． (2)只有正弦交流电，最大值等于有效值的 2倍． (3)计算用电器上消耗的热功率时，必须用电流的有效值，不 可应用平均值． (4)电动势的最大值与线圈匝数成正比，但线圈磁通量的最大 值与线圈匝数无关．
2019-9-12
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电路的动态分析技巧 (1)当电路中某一部分发生变化时，将引起电路中各处的电流 和电压都随之发生变化，可谓“牵一发而动全身”．判断此类问 题时，应先由局部的变化推出总电流的变化、路端电压的变化， 再由此分析对其他各部分电路产生的影响，一般是先分析恒定电 阻支路再分析变化电阻支路．
[答案] BC
2019-9-12
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根据纯电阻电路中输出功率的定义，结合欧姆定律可得输出 功率 P 出＝IU＝I2R＝R＋E2r2R＝R－R Er22＋4r.
2024年高考物理二轮复习专题四电路与电磁感应第10讲直流与交流电路
2. 抓住变压器的三种基本关系
理想
变压器
（1） 没有能量损失（绕线无电阻、铁芯无涡流）
（2） 没有磁通量损失（磁通量全部集中在铁芯中）
功率 根据能量守恒可得：原线圈的输入功率等于副线圈的输
基本
关系 出功率，即P入＝P出
关系 电压 原、副线圈的电压之比等于其匝数之比，公式1 ＝1 ，与
2
关系 负载、副线圈的个数无关
2
理想
变压器
电流
（1） 没有能量损失（绕线无电阻、铁芯无涡流）
（2） 没有磁通量损失（磁通量全部集中在铁芯中）
（1）
1 2
只有一个副线圈时： ＝
2 1
（2） 有多个副线圈时：由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I3U3
关系
基本
＋…＋InUn或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn
电容器高电势板带正电，低电势板带负电。
[对点训练]
2. （2023·南师大附中模考）如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，C
为电容器（能承受的电压足够大），R0是阻值为10r的定值电阻，V为电
压表，R为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），L为灯泡。闭合
开关S，减弱光敏电阻R的光照强度，下列说法正确的是（ D ）
考点三 理想变压器 远距离输电
角度1 理想变压器的原理及应用
1. 理解四类变压器的特点
类型
升压变压器
降压变压器
图示
特点
n1＜n2
U2＞U1
n1＞n2
U2＜U1
类型
图示
自耦变压器
特点
铁芯上只有一个线
圈，有三个抽头，可
以升压，也可以降压
2020届浙江专用高考物理二轮复习专题四电路与电磁感应第讲直流电路与交流电路讲义
直流电路与交流电路专题定位 1.掌握闭合电路欧姆定律，会进行直流电路的分析；2.掌握正弦式交变电流的产生及描述，会解决变压器及远距离输电问题；3.理解楞次定律和法拉第电磁感应定律；4.综合应用电路知识和能量观点解决电磁感应问题．第8讲 直流电路与交流电路[相关知识链接]1．电容器的特点(1)只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器所在的支路相当于断路．(2)电路稳定时，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压．2．一个定律、两个关系(1)闭合电路欧姆定律：I ＝ER ＋r .(2)路端电压与电流的关系：U ＝E －Ir .(3)路端电压与负载的关系U ＝IR ＝R R ＋r E ＝11＋r RE ，路端电压随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小． [规律方法提炼]动态分析3法方法1：程序法R 局↑→R 总↑→I 总↓→U 内↓→U 外↑→确定U 支、I 支反之：R 局↓→R 总↓→I 总↑→U 内↑→U 外↓→确定U 支、I 支方法2：结论法——“串反并同”“串反”：指某一电阻增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(增大)．“并同”：指某一电阻增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(减小)．方法3：极限法因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，使电阻最大或电阻为零去讨论．例1 (多选)(2019·温州市联考)如图，E 为内阻不能忽略的电池，R 1、R 2、R 3为定值电阻，S 0、S 为开关，与分别为电压表与电流表．初始时S 0与S 均闭合，现将S 断开，则( )A.的读数变大，的读数变小B.的读数变大，的读数变大C.的读数变小，的读数变大D ．电源内阻消耗的电能比断开前少答案 BD解析 S 断开，相当于电阻变大，则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小，故路端电压增大，的读数变大，把R 1归为内阻，内电压减小，故R 3两端的电压增大，由欧姆定律可知R 3中的电流也增大，电流表读数增大，故B 正确，A 、C 错误；电路中总电流减小，根据P ＝I 2r 可知，内阻消耗的功率减小，则电源内阻消耗的电能比断开前少，故D 正确．拓展训练1 如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，若调整可变电阻R 的阻值，可使电压表的示数减小ΔU (电压表为理想电压表)，在这个过程中( )A ．通过R 1的电流减小，减小量一定等于ΔU R 1B ．R 2两端的电压增加，增加量一定等于ΔUC ．路端电压减小，减小量一定等于ΔUD ．通过R 2的电流增加，但增加量一定大于ΔU R 2答案 A拓展训练2 (2019·超级全能生2月联考)小雷同学家里购买了一款扫地机器人，小雷同学仔细检查了这个新扫地机器人，发现铭牌上标有如图所示数据，则该扫地机器人( )。
2024年高考物理二轮复习第一部分核心考点复习专题四电路和电磁感应第11讲直流电路和交流电路
第一部分 核心主干复习专题
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〔对点训练〕
(多选)(2023·全国乙卷)黑箱外有编号为1、2、 3、4的四个接线柱，接线柱1和2、2和3、3和4之间 各接有一个电阻，在接线柱间还接有另外一个电阻
R和一个直流电源。测得接线柱之间的电压U12＝3.0 V，U23＝2.5 V，U34 ＝－1.5 V。符合上述测量结果的可能接法是( CD )
(3)极限法：因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动 变阻器的滑片分别滑至两个极端，使滑动变阻器接入电路的电阻最大或 电阻为零去讨论。
第一部分 核心主干复习专题
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3.电容器的特点 (1)只有当电容器充、放电时，电容器所在支路中才会有电流，当电 路稳定时，电容器所在的支路相当于断路。 (2)电路稳定时，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相 当于导线，电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。
命题热点•巧突破
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题型1 直流电路的分析与计算
1.闭合电路欧姆定律的三个公式 (1)E＝U外＋U内；(任意电路) (2)E＝U外＋Ir；(任意电路) (3)E＝I(R＋r)。(纯电阻电路)
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第一部分 核心主干复习专题
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2.动态电路分析的三种方法
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第一部分 核心主干复习专题
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二、正弦交变电流“四值”的理解与应用
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第一部分 核心主干复习专题
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三、理想变压器和远距离输电 1.明确变压器各物理量间的制约关系
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2.(2014·新课标全国卷Ⅰ，18)如图2甲所示，线圈ab、cd绕在同一 软铁芯上，在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd 间电压如图乙所示。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成 正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能 正确的是 ( )
图2
解析 由图乙可知c、d间的电压大小是不变化的，根据法 拉第电磁感应定律可判断出线圈cd中磁通量的变化率是不 变的，又因已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比， 所以线圈ab中的电流是均匀变化的，选项C正确，A、B、D 均错误。 答案 C
6.(2015·浙江理综，24)小明同学设计了一个“电磁天平”，如图 6所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平 衡。线圈的水平边长L＝0.1 m，竖直边长H＝0.3 m，匝数为 N1。线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B0＝1.0 T，方 向垂直线圈平面向里。线圈中通有可在0～2.0 A范围内调节的 电流I。挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡， 测出电流即可测得物体的质量。(重力加速度取g＝10 m/s2)
3.(2015·新课标全国卷Ⅱ，15)如图3，直角三角形金
属框abc放置的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，
方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω
逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、
Uc。已知bc边的长度为l。下列判断正确的是( )
A.Ua＞Uc，金属框中无电流
图3
B.Ub＞Uc，金属框中电流方向沿 a－b－c－a
第9讲 电磁感应和直流电路
1.(多选)(2014·浙江理综，20)如图1甲所示，两根光滑平 行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强 磁场，磁感应强度为B。垂直于导轨水平对称放置一 根均匀金属棒。从t＝0时刻起，棒上有如图乙所示的 持续交变电流I，周期为T，最大值为Im，图甲中I所示 方向为电流正方向。则金属棒( )
图6
图7
(1)为使电磁天平的量程达到 0.5 kg，线圈的匝数 N1 至少为多少？ (2)进一步探究电磁感应现象，另选 N2＝100 匝、形状相同的线 圈，总电阻 R＝10 Ω，不接外电流，两臂平衡。如图 7 所示，保持 B0 不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感 应强度 B 随时间均匀变大，磁场区域宽度 d＝0.1 m。当挂盘中 放质量为 0.01 kg 的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变 化率ΔΔBt 。
C.Ubc＝－12Bl2ω，金属框中无电流
D.Ubc＝12Bl2ω，金属框中电流方向沿 a－c－b－a
解析 金属框绕 ab 边转动时，闭合回路 abc 中的磁通量始终为零(即 不变)，所以金属框中无电流。金属框在逆时针转动时，bc 边和 ac 边均切割磁感线，由右手定则可知 φb＜φc，φa＜φc，所以根据 E＝ Blv 可知，Ubc＝Uac＝－Blv ＝－Bl0＋2ωl＝－12Bl2ω。由以上分析可 知选项 C 正确。
图5 (1)测U时，与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？ (2)求此时铝块的速度大小； (3)求此下落过程中铝块机械能的损失。
解析 (1)根据右手定则可判断 A 点是电源的正极，故 a 点接电压 表的“正极”。 (2)根据 U＝E＝ Blv ① v ＝12ωR② v＝ωr＝13ωR③ 联立①②③得：v＝2 m/s。 (3)根据能量守恒得：ΔE＝mgh－12mv2＝0.5 J。 答案 (1)正极 (2)2 m/s (3)0.5 J
5.(2014·浙江理综，24)其同学设计一个发电测速装置，工作原理如 图 5 所示。一个半径为 R＝0.1 m 的圆形金属导轨固定在竖直平 面上，一根长为 R 的金属棒 OA，A 端与导轨接触良好，O 端固 定在圆心处的转轴上。转轴的左端有一个半径为 r＝R3的圆盘， 圆盘和金属棒能随转轴一起转动。圆盘上绕有不可伸长的细线， 下端挂着一个质量为 m＝0.5 kg 的铝块。在金属导轨区域内存在 垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度 B＝0.5 T。a 点与 导轨相连，b 点通过电刷与 O 端相连。测量 a、b 两点间的电势 差 U 可算得铝块速度。铝块由静止释放，下落 h＝0.3 m 时，测 得 U＝0.15 V。(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线 及电刷的电阻均不计，重力加速度 g＝10 m/s2)
图4
A.圆盘上产生了感应电动势 B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动 C.在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通 量发生了变化 D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产 生的磁场导致磁针转动
解析 圆盘运动过程中，半径方向的金属条在切割磁感线， 在圆心和边缘之间产生了感应电动势，选项A正确；圆盘在径 向的辐条切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不同的点电 势不等而形成涡流，产生的磁场又导致磁针转动，选项B正确； 圆盘转动过程中，圆盘位置、圆盘面积和磁场都没有发生变 化，所以没有磁通量的变化，选项C错误；圆盘中的自由电子 随圆盘一起运动形成的电流的磁场方向沿圆盘轴线方向，会 使磁针向轴线方向偏转，选项D错误。 答案 AB
图1
A.一直向右移动 B.速度随时间周期性变化 C.受到的安培力随时间周期性变化 D.受到的安培力在一个周期内做正功
解析 根据左手定则知金属棒在 0～T2内所受安培力向右，大小恒定， 故金属棒向右做匀加速运动，在T2～T 内金属棒所受安培力与前半 个周期大小相等，方向相反，金属棒向右做匀减速运动，一个周期 结束时金属棒速度恰好为零，以后始终向右重复上述运动，选项 A、 B、C 正确；在 0～T2时间内，安培力方向与运动方向相同，安培力 做正功，在T2～T 时间内，安培力方向与运动方向相反，安培力做 负功，在一个周期内，安培力所做总功为零，选项 D 错误。 答案 ABC
答案 C
4.(多选)(2015·新课标全国卷Ⅰ，19)1824年，法国科学家阿拉果完 成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其 中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图4所 示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直 轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法 正确的是( )