2017届高考物理一轮复习 专题十 电磁感应
2017年高考物理一轮复习 第10章 交流电及传感器综合测试题 新人教版
第十章 综合测试题 本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，考试时间90分钟。 第Ⅰ卷(选择题 共40分) 一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。) 1．(2015·宝鸡质检)如图所示，图象a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图象，调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图象如图象b所示。以下关于这两个正弦交流电
的说法中正确的是导学号 05801266( ) A．线圈先后两次转速之比为1∶2 B．交流电a的电压瞬时值u＝10sin0.4πt(V)
C．交流电b的最大值为203V D．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量为零 答案：C
解析：由图象可知Ta＝0.4s，Tb＝0.6s，根据ω＝2πT，得ωa＝5π，ωb＝10π/3，由ω＝2πn，得转速之比，na ∶nb＝3 ∶2，A错；图象a的最大值为Ema＝10V，交流电压的瞬时值u＝Emsinωt＝10sin5πtV，B错；根据Em＝NBSω，得Emb＝20/3V，C对；t＝0的时刻感应电动势为零，故磁通量最大，D错。 2．(2014·江苏单科)远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R.变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是导学号 05801267( )
A.I1I2＝n1n2 B．I2＝U2R C．I1U2＝I22R D．I1U1＝I2U2 答案：D 解析：考查了远距离输电中各物理量的关系，解题的关键是明确变压器各物理量的相互 2
制约关系。根据变压器电流与匝数关系知，I1I2＝n2n1，选项A错误；U2不是电阻R的电压，故I2≠U2R，选项B错误；I22R仅是输电线上损失的功率，而I1U1是升压变压器的输入功率，二者
(三年高考两年模拟)2017年一轮：103《电磁感应中的电路与图像问题》ppt课件-(物理)AKwKHl (1)
乙 答案 D 根据右手定则判断出感应电流的方向,根据切割磁感线产生的 感应电动势和闭合电路欧姆定律求出感应电流的大小。根据安培力公式 求出安培力的大小,通过左手定则判断安培力的方向。 线圈在进入磁场0~L的过程中,E=BLv,电流I= BLv ,方向为逆时针方向,安培
R
一分耕耘一分收获
一分耕耘一分收获
2-1 (2016云南第一次检测)如图甲所示,线圈ABCD固定于匀强磁场中,磁 场方向垂直纸面向外,当磁场变化时,线圈AB边所受安培力向右且变化规 律如图乙所示,则磁场的变化情况可能是选项中的 ( )
一分耕耘一分收获
答案 D 由安培力向右知电流方向为顺时针,由楞次定律知磁场在增 强,C错。由图乙知安培力不变,根据F=BIL知,B增大,I必减小,即电动势减 小,故B的变化率减小,因此A、B错,D正确。 2-2 (2013山东理综,18,5分)将一段导线绕成图甲所示的闭合回路,并固定 在水平面(纸面)内。回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路 的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强 度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力,以水平 向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图像是 ( )
在bc段
Ibc= ω - 1
100 20
(2)由题意可知,P两端的电压UP等于圆盘产生的电动势,UP=12 Br2ω b点时ωb=15 rad/s
Ub= 1 Br2ωb=0.3 V
2
c点时ωc=45 rad/s
Uc= 1 Br2ωc=0.9 V
2
一分耕耘一分收获
(3)由图像中电流变化规律可知电子元件P在b点时开始导通,则: 在ab段 IP=0 在bc段 IP=I- U P
2017版高考物理一轮复习 第十章 交变电流 传感器教参要点
第十章 交变电流 传感器第1讲交变电流的产生及描述考纲下载：1.交变电流、交变电流的图象(Ⅰ) 2.正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值(Ⅰ)主干知识·练中回扣——忆教材 夯基提能 1．交变电流及其产生和图象 (1)交变电流①定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。
②图象：如图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流。
其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，如图甲所示。
(2)正弦交变电流的产生和图象①产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。
②图象：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线。
如图甲、乙所示。
2．正弦式交变电流的描述 (1)周期和频率①周期(T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s )，公式T ＝2πω。
②频率(f)：交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数。
单位是赫兹(Hz )。
③周期和频率的关系：T ＝1f 或f ＝1T。
(2)正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时)①电动势e 随时间变化的规律：e ＝E m sin _ωt 。
其中ω等于线圈转动的角速度，E m ＝nBS ω。
②负载两端的电压u 随时间变化的规律：u ＝U m sin _ωt 。
③电流i 随时间变化的规律：i ＝I m sin _ωt 。
(3)交变电流的瞬时值、峰值、有效值①瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数。
②峰值：交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值，也叫最大值。
③有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值。
对正弦交流电，其有效值和峰值的关系为：E ＝E m 2，U ＝U m2，I ＝I m 2。
巩固小练1．判断正误(1)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，一定会产生正弦式交变电流。
(×)(2)线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动的过程中穿过线圈的磁通量最大时，产生的感应电动势也最大。
2017年高考物理一轮复习精品资料专题9.3电磁感应中的电路与图象问题(教学案)Word版含解析
1．对电磁感应中电源的理解 2．解决电磁感应电路问题的基本步骤一、电磁感应与电路1．对电源的理解：在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源．如：切割磁感线的导体棒、内有磁通量变化的线圈等．2．对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈；除电源外其余部分是外电路，外电路由电阻、电容等电学元件组成．在外电路中，电流从高电势处流向低电势处；在内电路中，电流则从低电势处流向高电势处．3．与电路相联系的几个公式(1)电源电动势：E ＝n ΔΦΔt _或E ＝Blv .(2)闭合电路欧姆定律：I ＝ER ＋r.电源的内电压：U 内＝Ir .电源的路端电压：U 外＝IR ＝E －Ir . (3)功率：P 外＝IU ，P 总＝EI ， P 内＝I 2r (4)电热：Q ＝I 2Rt 二、电磁感应与图象 1．图象类型电磁感应中主要涉及的图象有B －t 图象、Φ－t 图象、E －t 图象和I －t 图象．还常涉及感应电动势E 和感应电流I 随线圈位移x 变化的图象，即E －x 图象和I －x 图象．2．应用知识(1)四个规律：左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律． (2)应用公式： ①平均电动势E ＝n ΔΦΔt②平动切割电动势E ＝Blv③转动切割电动势E ＝12Bl 2ω④闭合电路的欧姆定律I ＝ER ＋r⑤安培力F ＝BIl⑥牛顿运动定律的相关公式等 3．基本方法(1)明确图象的种类，是B －t 图象还是Φ－t 图象，或者E －t 图象、I －t 图象等． (2)分析电磁感应的具体过程．(3)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律列出函数方程． (4)根据函数方程进行数学分析．如斜率及其变化、两轴的截距、图线与坐标轴所围图形的面积等代表的物理意义．(5)画图象或判断图象．考点一 电磁感应与电路 1．对电磁感应中电源的理解(1)电源的正、负极可用右手定则或楞次定律判定，要特别注意在内电路中电流由负极到正极．(2)电磁感应电路中的电源与恒定电流的电路中的电源不同，前者是由于导体切割磁感线产生的，公式为E ＝Blv ，其大小可能变化，变化情况可根据其运动情况判断；而后者的电源电动势在电路分析中认为是不变的．(3)在电磁感应电路中，相当于电源的导体(或线圈)两端的电压与恒定电流的电路中电源两端的电压一样，等于路端电压，而不等于电动势(除非切割磁感线的导体或线圈电阻为零)．2．解决电磁感应电路问题的基本步骤(1)确定电源及正、负极，并利用E ＝Blv 或E ＝ΔΦΔt 求出电源电动势．当电路中有两棒切割磁感线产生电动势时，将它们求和(同向时)或求差(反向时)；(2)分析电路结构，画出等效电路图；(3)利用闭合电路欧姆定律与串、并联电路的规律求电流、电压、电功率、焦耳热、感应电荷量等．例1、(多选)如图所示，边长为L 、不可形变的正方形导线框内有半径为r 的圆形磁场区域，其磁感应强度B 随时间t 的变化关系为B ＝kt (常量k >0)．回路中滑动变阻器R 的最大阻值为R 0.滑动片P 位于滑动变阻器中央，定值电阻R 1＝R 0、R 2＝R 02.闭合开关S ，电压表的示数为U ，不考虑虚线MN 右侧导体的感应电动势，则( )A ．R 2两端的电压为U7B ．电容器的a 极板带正电C ．滑动变阻器R 的热功率为电阻R 2的5倍D ．正方形导线框中的感应电动势为kL 2【答案】AC【方法技巧】解决电磁感应中的电路问题三步曲1．确定电源：切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，利用E ＝n ΔΦΔt 或E ＝Blv sin θ求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向．2．分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系)，画出等效电路图． 3．利用电路规律求解．主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解． 【变式探究】如图甲所示，面积为0.1 m 2的10匝线圈EFG 处在某磁场中，t ＝0时，磁场方向垂直于线圈平面向里，磁感应强度B 随时间变化的规律如图乙所示．已知线圈与右侧电路接触良好，电路中的电阻R ＝4 Ω，电容C ＝10 μF ，线圈EFG 的电阻为1 Ω，其余部分电阻不计．则当开关S 闭合，电路稳定后，在t ＝0.1 s 至t ＝0.2 s 这段时间内( )A ．电容器所带的电荷量为8×10－5C B ．通过R 的电流是2.5 A ，方向从b 到a C ．通过R 的电流是2 A ，方向从b 到aD ．R 消耗的电功率是0.16 W【答案】A【举一反三】(多选)如图所示，M 1N 1与M 2N 2是位于同一水平面内的两条平行金属导轨，一个半径为L 的半圆形硬导体ef 和金属杆ab 均与导轨垂直且可在导轨上无摩擦滑动，金属杆ab 上有一电压表(其电阻为R 0)，半圆形硬导体ef 的电阻为r ，其余电阻不计，则下列说法正确的是( )A ．若ab 固定、ef 以速度v 滑动时，电压表读数为BLvR 0R 0＋rB ．若ab 固定、ef 以速度v 滑动时， ef 两点间的电压为2BLvR 0R 0＋rC ．当ab 、ef 以相同的速度v 同向滑动时，电压表读数为零D ．当ab 、ef 以大小相同的速度v 反向滑动时，电压表读数为2BLvR 0R 0＋r【答案】BC考点二 电磁感应与图象 1．图象问题的求解类型2．解决图象问题的一般步骤(1)明确图象的种类，即是B －t 图象还是Φ －t 图象，或者是E －t 图象、I －t 图象等； (2)分析电磁感应的具体过程；(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系；(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式； (5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等； (6)画出图象或判断图象．例2、如图所示，一直角三角形金属框，向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场仅限于虚线边界所围的区域内，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一条直线上．若取顺时针电流方向为感应电流的正方向，从金属框左边刚进入磁场开始计时，则金属框穿过磁场过程中的感应电流随时间变化的图象是下列选项中的( )【答案】C【方法技巧】电磁感应中图象类选择题的两个常见解法(1)排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是物理量的正负，排除错误的选项．没有表示方向的正负时，优先判断方向有时会产生意想不到的效果．(2)函数法：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图象作出分析和判断，这未必是最简捷的方法，但却是最有效的方法．【变式探究】(多选)如图甲所示，正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示．t＝0时刻，磁感应强度B的方向垂直纸面向里，设产生的感应电流以顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向以水平向左为正．则下面关于感应电流i和cd边所受安培力F随时间t变化的图象正确的是( )【答案】AC【举一反三】(多选)空间存在一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场区域横截面为等腰直角三角形，底边水平，其斜边长度为L.一正方形导体框abcd边长也为L，开始正方形导体框的ab 边与磁场区域截面的斜边刚好重合，如图所示．由图示位置开始计时，正方形导体框以平行于bc 边的速度v 匀速穿越磁场．若导体框中的感应电流为i ，a 、b 两点间的电压为U ab ，感应电流取逆时针方向为正，则导体框穿越磁场的过程中，i 、U ab 随时间的变化规律正确的是( )【答案】AC考点三、数形结合”分析电磁感应中图象问题1．方法概述：“数形结合”指根据函数解析式作出图象，或利用图象得出函数解析式的一种数学方法，在解决物理问题中也经常使用．2．利用“数形结合”分析电磁感应中图象问题时，应当注意以下问题：(1)公式选择：一般选用E ＝Blv 或E ＝n ΔΦΔt 的瞬时值表达式(即Δt →0时的平均电动势)．(2)准确写出每一个时刻(或位置)的磁通量变化率、导体棒切割磁感线的有效长度、回路总电阻等物理量随时间变化的函数表达式．(3)正确分析解析式中变量和不变量的函数关系．例3、如图，在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab 、ac 和MN ，其中ab 、ac 在a 点接触，构成“V”字型导轨．空间存在垂直于纸面的均匀磁场．用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触．下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是()【答案】A【方法技巧】电磁感应图象问题中数学工具的应用涉及感应电动势或感应电流的大小的讨论时，最好不要凭感觉判断，一定要列出函数表达式，根据对感应电动势和感应电流大小有影响的量的变化进行分析、讨论．【变式探究】边长为a的闭合金属正三角形框架，左边竖直且磁场右边界平行，完全处于垂直框架平面向里的匀强磁场中．现把框架匀速水平向右拉出磁场，如图所示，则下列图象与这一过程相符合的是()【答案】B1．【2016·四川卷】如图1所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R.质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F＝F0＋kv(F0、k是常量)，金属棒与导轨始终垂直且接触良好．金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为F A，电阻R两端的电压为U R，感应电流的功率为P，它们随时间t变化图像可能正确的有( )图1图1(3)若k<B2l2R＋r，F合随v增大而减小，即a随v增大而减小，说明金属棒在做加速度减小的加速运动，直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动，根据四个物理量与速度关系可知C 选项符合；综上所述，B、C选项符合题意．1．(2015·山东理综·19)如图2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u ab为正，下列u ab t 图象可能正确的是( )图2答案 C2．(2014·新课标全国Ⅰ·18)如图1(a)，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(b)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1答案 C解析由题图(b)可知在cd间不同时间段内产生的电压是恒定的，所以在该时间段内线圈ab 中的磁场是均匀变化的，则线圈ab中的电流是均匀变化的，故选项A、B、D错误，选项C正确．3．(2013·新课标全国Ⅰ·17)如图3，在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字型导轨．空间存在垂直于纸面的均匀磁场．用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触．下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是( )图3答案 A4．(2013·新课标全国Ⅱ·16)如图4，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(d＞L)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下．导线框以某一初速度向右运动，t＝0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域．下列v－t图象中，可能正确描述上述过程的是( )图4答案 D5．(2013·山东理综·18)将一段导线绕成图13甲所示的闭合回路，并固定在水平面(纸面)内．回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中．回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示．用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图象是( )图13答案 B解析 0～T 2时间内，回路中产生顺时针方向、大小不变的感应电流，根据左手定则可以判定ab 边所受安培力向左.T 2～T 时间内，回路中产生逆时针方向、大小不变的感应电流，根据左手定则可以判定ab 边所受安培力向右，故B 正确．1．(多选)如图11所示，在直角坐标系xOy 中，有边长为L 的正方形金属线框abcd ，其一条对角线ac 和y 轴重合、顶点a 位于坐标原点O 处．在y 轴右侧的一、四象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab 边刚好重合，左边界与y 轴重合，右边界与y 轴平行．t ＝0时刻，线框以恒定的速度v 沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域．取沿a →b →c →d →a 方向的感应电流为正方向，则在线框穿过磁场区域的过程中，感应电流I 、ab 间的电势差U ab 随时间t 变化的图线是下图中的( )图11答案 AD3．如图1，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L，现有一边长为22L的正方形线框abcd，在外力作用下，保持ac垂直磁场边缘，并以沿x轴正方向的某一速度水平匀速地通过磁场区域，若以逆时针方向为电流正方向，下图中能反映线框中感应电流变化规律的图象是( )图1答案 D4．如图4所示，xOy平面内有一半径为R的圆形区域，区域内有磁感应强度大小为B的匀强磁场，左半圆磁场方向垂直于xOy平面向里，右半圆磁场方向垂直于xOy平面向外．一平行于y轴的长导体棒ab以速度v沿x轴正方向做匀速运动，则导体棒ab两端的感应电动势E(取a→b为电动势的正方向)与导体棒位置x关系的图象是( )图4答案 A。
2017高考物理一轮复习第10章交变电流传感器交变电流传感器基础课时27变压器远距离输电课件
由 P 入＝P 出及 P＝UI 推出有多个副线圈时，U1I1＝ _U_2_I_2＋__U__3I_3_＋__…__＋__U__nI_n_。
3.几种常用的变压器 (1)自耦变压器——调压变压器，如图A、B所示。
(2)互感器电电压流互互感感器器：：把把高大电电压流变变成成__低小____电电____压流____，，如如图图CD所所示示。。
方法提炼 含有变压器的动态电路问题的解题思路：
【变式训练】 2.(多选)(2016·江西南昌质检)如图9所示的电路中，T为一降压式
自耦调压变压器。开始时灯泡L正常发光，现在电源电压U略降 低，为使灯L仍能正常发光，可采用的措施是( )
图9 A.将自耦调压变压器的滑片P适当上滑 B.将自耦调压变压器的滑片P适当下滑 C.适当增大滑动变阻器R2的阻值 D.适当减小滑动变阻器R2的阻值
【变式训练】 1.(2015·新课标全国卷Ⅰ，16)一理想变压器的原、副线圈的匝数
比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻， 原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图7所示。 设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻 消耗的功率的比值为k，则( )
图7
A.U＝66 V，k＝19
基础课时27 变压器 远距离输电
[知识梳理]
知识点一、理想变压器 1.构造和原理
(1)构造：如图1所示，变压器是由_闭__合__铁__芯__和绕在铁芯上的 _两__个__线__圈___组成的。
图1 (2)原理：电磁感应的互感现象。
2.基本关系式 (1)功率关系：_P_入_＝__P__出_。 (2)电压关系：_Un_11_＝__Un_2_2 _。 有多个副线圈时Un11＝__Un_22_＝__Un_3_3＝__…_。
(江苏专用)2017高考物理一轮复习 第9章 电磁感应 能力课时13 电磁感应中的动力学和能量问题(含解析)
能力课时13 电磁感应中的动力学和能量问题一、单项选择题1.如图1所示，两光滑平行金属导轨间距为L ，直导线MN 垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B 。
电容器的电容为C ，除电阻R 外，导轨和导线的电阻均不计。
现给导线MN 一初速度，使导线MN 向右运动，当电路稳定后，MN 以速度v 向右做匀速运动时( )图1A ．电容器两端的电压为零B ．电阻两端的电压为BLvC ．电容器所带电荷量为CBLvD ．为保持MN 匀速运动，需对其施加的拉力大小为B 2L 2vR解析 当导线MN 匀速向右运动时，导线MN 产生的感应电动势恒定，稳定后，电容器既不充电也不放电，无电流产生，故电阻两端没有电压，电容器两极板间的电压为U ＝E ＝BLv ，所带电荷量Q ＝CU ＝CBLv ，故A 、B 错误，C 正确；MN 匀速运动时，因无电流而不受安培力，故拉力为零，D 错误。
答案 C2.如图2所示，在光滑的水平面上，一质量为m ，半径为r ，电阻为R 的均匀金属环，以v 0的初速度向一磁感应强度大小为B 、方向竖直向下的有界匀强磁场滑去(磁场宽度d ＞2r )。
圆环的一半进入磁场历时t 秒，这时圆环上产生的焦耳热为Q ，则t 秒末圆环中感应电流的瞬时功率为( )图2A.4B 2r 2v 2R B.4B 2r 2（v 20－2Q m ）RC.2B 2r 2（v 20－2Q m ）R D.B 2r 2π2（v 20－2Q m）R解析 t 秒末圆环中感应电动势为E ＝B ·2r ·v ，由能量守恒知，减少的动能全部转化为焦耳热，Q ＝12mv 20－12mv 2，t 秒末圆环中感应电流的功率为P ＝EI ＝E 2R ＝4B 2r 2（v 2－2Q m ）R ，B 正确。
答案 B 二、多项选择题3．(2016·江苏淮安模拟)如图3甲所示，水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L ，一端通过导线与阻值为R 的电阻连接。
广东省江门市2017届高考物理一轮复习模拟试题：电磁感应规律综合应用 含答案
电磁感应规律的综合应用一、单项选择题(本题共6小题，每小题7分，共计42分，每小题只有一个选项符合题意) 1、如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab 以水平速度v 0抛出、设在整个过程中，棒的取向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是( )A 、越来越大B 、越来越小C 、保持不变D 、无法判断解析：金属棒水平抛出后，在垂直于磁场方向的速度不变，由E ＝BL v 可知，感应电动势也不变、C 项正确、 答案：C2、物理实验中，常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电量、如图所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度、已知线圈的匝数为n ，面积为S ，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R .若将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180°，冲击电流计测出通过线圈的电量为q ，由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为( ) A.qRS B.qRnS C.qR2nSD.qR 2S解析：翻转180°时磁通量变化ΔΦ＝2BS ，设经历时间为Δt ，则平均感应电动势E ＝n ΔΦΔt ，平均感应电流I ＝E /R ，故q ＝I ·Δt ＝n ΔΦR ＝2nBS R ，所以B ＝qR2nS .答案：C3、用相同导线绕制的边长为L 或2L 的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示、在每个线框进入磁场的过程中，M 、N 两点间的电压分别为U a 、U b 、U c 和U d .下列判断正确的是( )A 、U a ＜U b ＜U c ＜U dB 、U a ＜U b ＜U d ＜U cC 、U a ＝U b ＜U c ＝U dD 、U b ＜U a ＜U d ＜U c解析：每个导体线框进入磁场后都是MN 切割磁感线，所以每个导体线框的MN 边都相当于电源，其余部分相当于电源的外电路，导体线框a 、b 产生的感应电动势是c 、d 电动势的一半，而不同的线框的电阻不同、设a 线框电阻为4r ，b 、c 、d 线框的电阻分别为6r 、8r 、6r ，则由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得：U a ＝BL v ·3r 4r ＝3BL v 4，U b ＝BL v ·5r 6r ＝5BL v6，U c ＝B ·2L v ·6r 8r ＝3BL v 2，U d ＝B ·2L v ·4r 6r ＝4BL v3，所以选项B 正确、答案：B4、如图所示，图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l ，磁场方向垂直纸面向里、abcd 是位于纸面内的梯形线圈，ad 与bc 间的距离也为l .t ＝0时刻，bc 边与磁场区域边界重合(如图)、现令线圈以恒定的速度v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域、取沿a →b →c →d →a 的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I 随时间t 变化的图线可能是图中的( )解析：当线圈进入磁场的过程中，由楞次定律可判断感应电流的方向为a →d →c →b →a ，与规定的电流正方向相反，所以电流值为负值，当线圈出磁场的过程中，由楞次定律可判断感应电流的方向为a →b →c →d →a ，与规定的电流方向相同，所以电流值为正值，又两种情况下有效切割磁感线的长度均不断增加，则感应电动势逐渐增大，感应电流逐渐增大，所以B 选项正确、5、如右图所示，边长为L 的正方形导线框质量为m ，由距磁场H 高处自由下落，其下边ab 进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd 刚刚穿出磁场时，速度减为ab 边刚进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L ，则线框穿越匀强磁场过程中发出的焦耳热为( ) A 、2mgLB 、2mgL ＋mgHC 、2mgL ＋34mgHD 、2mgL ＋14mgH解析：设刚进入磁场时速度为v 1，刚穿出磁场时的速度为v 2＝v 12①线框自开始进入到磁场到完全穿出磁场共下落高度为2L 由题意12m v 21＝mgH ②12m v 21＋mg 2L ＝12m v 22＋Q ③ 由①②③得Q ＝2mgL ＋34mgH .答案：C6、如图所示，金属棒AB 垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，棒与导轨接触良好，棒AB 和导轨电阻均忽略不计、导轨左端接有电阻R ，垂直于导轨平面的匀强磁场向下穿过平面、现以水平向右的恒定外力F 拉着棒AB 向右移动，t 秒末棒AB 速度为v ，移动的距离为l ，且在t 秒内速度大小一直在变化，则下列判断正确的是( ) A 、t 秒内AB 棒所受的安培力方向水平向左，大小逐渐增大 B 、t 秒内外力F 做的功等于电阻R 释放的电热 C 、t 秒内AB 棒做加速度逐渐增大的加速运动 D 、t 秒末外力F 做功的功率等于2Flt解析：导体棒受到恒力的作用，速度增大，受到向左的安培力，安培力增大，合外力减小，加速度减小，最终应达到匀速，选项A 正确；选项C 错误、由能量守恒得W 外＝Q ＋12m v 2，选项B 错误；t 秒末外力F 做功的功率等于F v ，选项D 错误、二、多项选择题(本题共4小题，每小题7分，共计28分，每小题有多个选项符合题意，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，错选或不答的得0分)7、如图所示，有两根和水平方向成α角的光滑平行金属轨道，上端接有可变电阻R ，下端WL1014.TIF 足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B .一根质量为m 的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度v m ，下列说法不正确的是( ) A 、如果B 增大，v m 将变大 B 、如果α变大，v m 将变大 C 、如果R 变大，v m 将减小 D 、如果m 变大，v m 将变大解析：金属杆从轨道上由静止滑下，经足够长时间后，速度达最大值v m ，此后金属杆做匀速运动，杆受重力、轨道的支持力和安培力作用，受力如图所示、安培力F ＝BL v mRLB ，对金属杆列平衡方程mg sin α＝B 2L 2v m R ，则v m ＝mg sin α·RB 2L 2，由此式可知，B 增大，v m 减小；α增大，v m 增大；R 变大，v m 变大；m 变大，v m 变大、因此B 、D 选项正确，A 、C 错误，选A 、C. 答案：AC8、如图所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d ，其右端接有阻值为R 的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B 的匀强磁场中、一质量为m (质量分布均匀)的导体杆ab 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F 作用下从静止开始沿导轨运动距离l 时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)、设杆接入电路的电阻为r ，导轨电阻不计，重力加速度大小为g .则此过程( ) A 、杆的速度最大值为(F －μmg )RB 2d 2B 、流过电阻R 的电量为BdlR ＋rC 、恒力F 做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D 、恒力F 做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量解析：当v 最大时有F ＝f ＋F 安，即F ＝μmg ＋B 2d 2v R ＋r ，v ＝(F －μmg )(R ＋r )B 2d 2；通过电阻R 的电量q ＝ΔΦR ＋r ＝BdlR ＋r ，故B 对；由动能定理有W F ＋W f ＋WF 安＝ΔE k ，因为W f ＜0，故D 对、答案：BD9.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L ，底端接阻值为R 的电阻、将质量为m 的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，如图所示、除电阻R 外其余电阻不计、现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则( )A 、释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度gB 、金属棒向下运动时，流过电阻R 的电流方向为a →bC 、金属棒的速度为v 时，所受的安培力大小为F ＝B 2L 2vRD 、电阻R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少解析：释放瞬间，金属棒只受重力作用，所以其加速度等于重力加速度、金属棒向下切割磁感线，产生的电流由b →a 流经R ，当速度为v 时，感应电流I ＝Bl v R ，则安培力F ＝BIL ＝B 2L 2vR .从能量守恒方面看，重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量与电阻R 上产生的总热量之和、 答案：AC10、半径为r 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d ，如图(上)所示、有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图(下)所示、在t ＝0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q 的静止微粒、则以下说法正确的是( )A 、第2秒内上极板为正极B 、第3秒内上极板为负极C 、第2秒末微粒回到了原来位置D 、第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.1πr 2/d解析：由图知第2秒内，磁场向里并均匀减小，由楞次定律知，环中电流方向为顺时针，因而上极板带正电，A 项正确；第3秒内磁场向外且均匀增大，由楞次定律知，环中电流方向为顺时针，上极板仍带正电，B 项错误；同理第1秒内上极板带负电，此微粒2秒内先做匀加速直线运动，再做匀减速直线运动，方向不变，C 项错误；由法拉第电磁感应定律知，电路中感应电动势为E 感＝ΔΦΔt ＝πr 2ΔBΔt ＝0.1πr 2，场强为E ＝E 感d ＝0.1πr 2/d ，D 项正确、答案：AD三、计算题(本题共2小题，共计30分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和演算步骤、只写出最后答案的不能得分、有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位、)11、(15分)如图所示，两平行长直金属导轨置于竖直平面内，间距为L ，导轨上端有阻值为R 的电阻，质量为m 的导体棒垂直跨放在导轨上，并搁在支架上，导轨和导体棒电阻不计，接触良好，且无摩擦、在导轨平面内有一矩形区域的匀强磁场，方向垂直于纸面向里，磁感应强度为B .开始时导体棒静止，当磁场以速度v 匀速向上运动时，导体棒也随之开始运动，并很快达到恒定的速度，此时导体棒仍处在磁场区域内，试求： (1)导体棒的恒定速度；(2)导体棒以恒定速度运动时，电路中消耗的电功率、 解析：(1)设棒速为v ′，有 E ＝BL (v －v ′)①F 安＝BIL ＝BLE R ＝B 2L 2(v －v ′)R②棒受力平衡有：mg ＝F 安③联立得：v ′＝v －mgRB 2L 2④方向向上 (2)P ＝E 2R⑤联立①④⑤得：P ＝m 2g 2RB 2L2.答案：(1)v －mgR B 2L 2 向上 (2)m 2g 2RB 2L 212、(15分)在小车上竖直固定着一个高h ＝0.05 m 、总电阻R ＝10 Ω、n ＝100匝的闭合矩形线圈，且小车与线圈的水平长度l 相同、现线圈和小车一起在光滑的水平面上运动，速度为v 1＝1.0 m/s ，随后穿过与线圈平面垂直，磁感应强度B ＝1.0 T 的水平有界匀强磁场，方向垂直纸面向里，如图甲所示、已知小车运动(包括线圈)的速度v 随车的位移x 变化的v －x 图象如图乙所示、求：(1) 小车的水平长度l 和磁场的宽度d ；(2) 小车的位移x ＝10 cm 时线圈中的电流大小I ；(3)小车的位移x ＝35 cm 时线圈所受的安培力大小及方向如何？解析：(1)由题图乙可知，从x ＝5 cm 开始，线圈进入磁场，线圈中有感应电流，受安培力作用，小车做减速运动，速度v 随位移x 减小，当x ＝15 cm 时，线圈完全进入磁场，线圈中无感应电流，小车做匀速运动、因此小车的水平长度l ＝10 cm. 当x ＝30 cm 时，线圈开始离开磁场，则 d ＝(30－5)cm ＝25 cm.(2)当x ＝10 cm 时，由图象可知线圈右边切割磁感线的速度v 2＝0.8 m/s 由闭合电路欧姆定律得线圈中的电流I ＝E R ＝nBh v 2R解得I ＝100×1×0.05×0.810A ＝0.4 A.(3)当x ＝35 cm 时，切割磁感线的速度v 3＝0.4 m/s. 线圈中的电流I ＝E ′R ＝nBh v 3R则安培力F ＝nBIh ＝n 2B 2h 2v 3R代入数据得F ＝1 N由左手定则得安培力方向水平向左、答案：(1)10 cm 25 cm (2)0.4 A (3)1 N 水平向左。
2017年高考物理一轮复习专题42电磁感应中的电路和图象问题(讲)(含解析)
专题42 电磁感应中的电路和图象问题（讲）1．高考对本专题内容考查较多的是感应电流的产生条件、方向．2．电磁感应现象与磁场、电路、力学、能量等知识联系的综合题以及感应电流（或感应电动势）的图象问题在高考中频繁出现．3．该部分知识与其他学科知识相互渗透也是命题的趋势，同时将该部分知识同生产、生活实际、高科技等相结合，注重考查学生分析、解决实际问题的能力．4．试题题型全面，选择题、解答题都可能出现，且解答题难度较大，涉及知识点多，考查综合能力，从而增加试题的区分度．1．能认识电磁感应现象中的电路结构，并能计算电动势、电压、电流、电功等．2．能由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象或由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量．一、电磁感应中的电路问题1．内电路和外电路（1）切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源．（2）该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电路．2．电源电动势和路端电压（1）电动势：E ＝Blv 或E ＝tnE ∆∆Φ=． （2）路端电压：U ＝IR ＝E －Ir ．二、电磁感应中的图象问题1．图象类型（1）随时间变化的图象如B －t 图象、Φ－t 图象、E －t 图象和i －t 图象．（2）随位移x 变化的图象如E －x 图象和i －x 图象．2．问题类型（1）由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象．（2）由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量．（3）利用给出的图象判断或画出新的图象．考点一 电磁感应中的电路问题1．对电磁感应中电源的理解（1）电源的正负极、感应电流的方向、电势的高低、电容器极板带电问题，可用右手定则或楞次定律判定．（2）电源的电动势的大小可由E ＝Blv 或tnE ∆∆Φ=求解． 2．对电磁感应电路的理解（1）在电磁感应电路中，相当于电源的部分把其他形式的能通过电流做功转化为电能．（2）“电源”两端的电压为路端电压，而不是感应电动势．★重点归纳★1．电磁感应中电路知识的关系图2．电磁感应中电路问题的题型特点闭合电路中磁通量发生变化或有部分导体做切割磁感线运动，在回路中将产生感应电动势和感应电流．从而考题中常涉及电流、电压、电功等的计算，也可能涉及电磁感应与力学、电磁感应与能量的综合分析．3．分析电磁感应电路问题的基本思路（1）确定电源：用法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则确定感应电动势的大小和方向，电源内部电流的方向是从低电势流向高电势；（2）分析电路结构：根据“等效电源”和电路中其他元件的连接方式画出等效电路．注意区别内外电路，区别路端电压、电动势；（3）利用电路规律求解：根据E ＝BLv 或tnE ∆∆Φ=结合闭合电路欧姆定律、串并联电路知识和电功率、焦耳定律等关系式联立求解．4．电磁感应电路的几个等效问题★典型案例★（多选）如图（甲），MN 、P Q 两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定，M 、P 之间接电阻箱R ，电阻箱的阻值范围为0～4Ω，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B = 0．5T 。
高考物理一轮复习第十章电磁感应专题8电磁感应现象中的动力学动量和能量问题课件新人教版
(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小; (2)电阻的阻值。
命题点一 命题点二 命题点三
必备知识
关键能力
-15-
-15-
答案:(1)Blt0
������ -������������
������
(2)������2������������2 ������0
解析:(1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a,由牛顿第二定律得
������������
(3)金属杆切割磁感线的速度 v'=v0-v,则感应电动势 E=Bd(v0-v),
电功率
P=������������2
,解得
P=������2
������2 (������0-������)2。
������
思维点拨本题的关键在于导体切割磁感线产生电动势E=Blv,切
割的速度(v)是导体与磁场的相对速度,分析这类问题,通常是先电
必备知识
-6-
关键能力
-6-
知识梳理 考点自诊
1.金属棒ab静止在倾角为α 的平行导轨上,导轨上端有导线相 连,垂直于导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为B0,方向如图所示。 从t=0时刻开始,B0均匀增加,到t=t1时,金属棒开始运动。则在 0~t1这段时间内,金属棒受到的摩擦力将( )
关闭
由楞次定律可判知,导体棒中有从a→b的感应电流,由左手定则可知,安培
够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中,在导轨上放着金
属棒ab,开始时ab棒以水平初速度v0向右运动,最后静止在导轨上。
就导轨光滑和导轨粗糙的两种情况相比较,这个过程( )
关闭
导轨光滑情况下,WF=12 ������������0 2,导轨粗糙情况下,WF+Wf=12 ������������02,所以 安 根培 据A.力 功安做 能培功 原力不 理对等 ,a开b,棒始 电所流 时做的 通的过 动功能 整不个 最相回 终等路 转所 化做 为的 焦功 耳也 热不 和相 摩等 擦产 ,A生对的、热B 错; 能,BC.对电;流由所于做两的种功情相况等下,金属棒 ab 通过的位移不相等,也就是两种
2017届高三物理一轮复习 第10章 交变电流 传感器 第2讲 变压器 电能的输送课件
考点三
远距离输电
1．输电过程(如图所示)
NO.1 梳理主干
填准记牢
NO.2 题组训练 提升能力
2．输送电流 U－U′ P (1)I＝U.(2)I＝ R . 3．输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的， 表达式为 Q＝
I2Rt
.
考点三
NO.1 梳理主干
4．电压损失 (1)ΔU＝U－U′.(2)ΔU＝ IR . 5．功率损失
NO.2 题组训练 提升能力
考点三
NO.1 梳理主干
3．掌握一个能量守恒定律 发电机把机械能转化为电能，并通过导线将能量输送给线圈1， 线圈1上的能量就是远程输电的总能量，在输送过程中，先被输 送回路上的导线电阻损耗一小部分，剩余的绝大部分通过降压变 压器和用户回路被用户使用消耗，所以其能量关系为 P1＝P线损＋P用户．
第 2讲
变压器
电能的输送
考点一
理想变压器
1．主要构造：由 原线圈 、 副线圈 和铁芯三部分组成．
NO.1 梳理主干
填准记牢
2．工作原理：电磁感应的 互感 现象．
3．基本关系 (1)功率关系：
U1 n1 ＝ U n2 2 (2)电压关系：只有一个副线圈时， U2 U3 U1 ＝ ＝… ＝ n2 n3 . n1
理想变压器的动态分析
NO.1 梳理主干
常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情 况和负载电阻不变的情况． (1)匝数比不变的情况 U1 n1 ①U1 不变，根据 ＝ ，输入电压 U1 决定输出电压 U2，不论负 U2 n2 载电阻 R 如何变化，U2 也不变． ②当负载电阻发生变化时，I2 变化，输出电流 I2 决定输入电流 I1， 故 I1 发生变化． ③I2 变化引起 P2 变化，由 P1＝P2 知 P1 发生变化．