2018届高三物理二轮复习专题四电路和电磁感应第2讲电磁感应及其应用课件20180105220
2018届高三物理二轮复习课件：专题四 电路与电磁感应 1-4-12 精品
解析 S 闭合后，L1 两端的电压为 3.0 V，由乙图可知，I1＝ 0.25 A，故 P1＝0.75 W，R1＝12 Ω，A、B 均错；L2 与 R 及电源 串联，把 R 和电源等效成电动势为 3 V，内阻为 7.5 Ω 的新电源， 在图乙中作出新电源的 I-U 图线，如图，两图线的交点表示出了 此时 L2 两端的电压与通过的电流的大 小，由图知 U2＝1.5 V，I2＝0.2 A，所 以 R2＝UI22＝10..52 Ω＝7.5 Ω，P2＝U2I2 ＝1.5×0.2 W＝3 W，C、D 正确．
3．交流电“四值”的应用 (1)最大值：分析电容器的耐压值． (2)瞬时值：计算闪光电器的闪光时间、线圈某时刻的受力情 况． (3)有效值：电表的读数及计算电热、电功、电功率及保险丝 的熔断电流． (4)平均值：计算通过电路截面的电荷量．
命题视角 考向 1 交变电流的“四值” [例 4] (多选)在垂直纸面向里的方向上 有一范围足够大的匀强磁场，一单匝矩形线圈 垂直于磁场放置，t＝0 时刻线圈由图示的位置 开始以线圈的 cd 边为轴匀速转动，周期为 T， 角速度为 ω，当经过1T2时线圈中的感应电流大 小为 I，已知线圈的总电阻为 R，线圈的面积为 S.则下列说法正 确的是( BCD )
2. (2017·湖南衡阳二模)(多选)如图所示的电路中，电源的电 动势 E 和内阻 r 一定，A、B 为平行板电容器的两块正对金属板， R1 为光敏电阻．当 R2 的滑动触头 P 在 a 端时，闭合开关 S，此时 电流表 A 和电压表 V 的示数分别为 I 和 U.以下说法正确的是 ( BD )
电阻与电源内阻的关系未知，无法确定电源的输出功率如何变化，
故 D 错误．
答案 A
1．闭合电路动态变化的原因 (1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻 一定增大(或减小)． (2)若电键的通断使串联的用电器增多，总电阻增大；若电键 的通断使并联的支路增多，总电阻减小． (3)热敏电阻或光敏电阻的阻值变化．
2018高考物理二轮复习课件：专题12 电磁感应及综合运用
高频考点 命题热点一 命题热点二 命题热点三
新题演练
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思维导引
高频考点 命题热点一 命题热点二 命题热点三
新题演练
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规律方法电磁感应图象问题的求解方法 (1)图象选择问题:求解物理图象的选择题可用“排除法”,即排除 与题目要求相违背的图象,留下正确图象。也可用“对照法”,即按照 要求画出正确的草图,再与选项对照。解决此类问题关键是把握图 象特点、分析相关物理量的函数关系、分析物理过程的变化或物 理状态的变化。 (2)图象分析问题:定性分析物理图象,要明确图象中的横轴与纵 轴所代表的物理量,弄清图象的物理意义,借助有关的物理概念、 公式、不变量和定律做出相应判断。在进行有关物理图象的定量 计算时,要弄清图象所揭示的物理规律及物理量间的函数关系,善 于挖掘图象中的隐含条件,明确图象与坐标轴所包围的面积、图象 斜率,以及图象的横轴、纵轴的截距所表示的物理意义。
高频考点 命题热点一 命题热点二 命题热点三
新题演练
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电磁感应中的图象问题 常以选择题的形式考查物理量的定量关系。 例1如图所示,等腰直角三角形区域EFG内有垂直于纸面向里的磁 感应强度为B的匀强磁场,直角边EF长度为2l。现有一电阻为R的 闭合直角梯形导线框ABCD以速度v水平向右匀速通过磁场。t=0 时刻恰好位于图示位置(即BC与EF在一条直线上,且C与E重合),规 定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则感应电流i与时间t的 关系图线正确的是( )
新题演练பைடு நூலகம்
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解析 (1)在金属框开始下滑阶段:由题图可得 x1=0.9 m;由牛顿第二 定律可得 ma=mgsin θ-μmgcos θ 解得 a=5 m/s2 由运动公式������1 2 =2ax1 解得 v1=3 m/s。 (2)由题图可知,金属框穿过磁场过程做匀速直线运动, l=d= 金属框受力平衡,则 mgsin θ-μmgcos θ-F 安=0 解得 F 安=0.5 N。 (3)由安培力公式得 F 安=BIl 由法拉第电磁感应定律得 E=Blv1 ������ 由闭合电路的欧姆定律得 I= 联立解得 B= 3 T。
2018届高三二轮复习专题(电磁感应)
1 / 26 2018届江苏省常熟中学物理二轮复习 -- 电磁感应专题一（感生动 生） 2018/2/28 法拉第电磁感应定律 1. 磁通量：①B ,（。为B与S的夹角）
2. 法拉第电磁感应定律：E=
例1.如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间距离为 1m 接有电阻3Q.金属棒电阻2Q,与两导轨垂直并保持良好接触， 整个装置 放在匀强磁场中，棒离 R所在边框距离0.5m，磁 场方向垂直于导轨平面向下.磁感应强度 B在 0〜1s内从零均匀变化到 20T,在1〜5s内从20T均 匀变化到一20T,始终保持静止，求： （1）5s时回路中感应电动势的大小 E和感应电流 的方向;
典型求解： 1. 回路中产生焦耳热Q:
2.通过某一截面的电荷. q
： 2 / 26
⑵ 在1〜5s内通过R的电荷量q；
⑶ 在0~5s内R产生的焦耳热 Q
(4) 5s时金属杆受到安培力的大小； (5) 试写出杆所受静摩擦力随时间 t的表达式
例2.某兴趣小组用电流传感器测量某磁场的磁感应强度。实验装置如图 甲，不计电阻的足够长光滑金属导轨竖直放置在匀强磁场中，导轨间距为 d,其平面与磁场方向垂直。 电流传感器 与阻值为R的电阻串联接在导轨上端。 质量为m有效阻值为r的导体棒由静止 释放沿导轨下滑，该过程中电流传感器 测得电流随时间变化规律如图乙所示 (图中ti未知)，电流最大值为，在0〜 ti时间内棒下降的高度为ho棒下滑过程中与导轨保持垂直且良好接触， 不 计电流传感器内阻及空气阻力，重力加速度为 go (1) 求该磁场磁感应强度大小以及 3 / 26
⑵ 在11时刻棒的速度大小；
⑶求0〜ti过程电阻R产生的电热
⑷求0〜ti过程通过R的电荷量；
⑸求出1
1
设杆质量均为m，电阻为r;间电阻均为R,摩擦因数均为 卩 4 / 26 图像 b r
d
a j a
\
情景 将杆放置在粗糙的斜面 上，无初
速释放 杆放置在粗糙水平面
电磁感应高三二轮复习专题PPT课件通用
解析：
①E＝在B恒Lv力，F回作路用中下的由电静流止开I 始运E动，当，金所属以棒金的属速棒度受为的v安时培金力属f棒产B生IL感应B电2 L动2v势
Rr
由牛顿第二定律得
F
f
ma1，即F
B2 L2v Rr
ma1
Rr
当金属棒达到最终速度为2v时，匀速运动，则 F
所以恒为 F 2B2 L2v Rr
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，画等效电路图 3、利用电路规律求解，主要有欧姆定律，串并联规律等
（二）图象问题 1、定性或定量地表示出所研究问题的函数关系
2、在图象中E、I、B等物理量的方向是通过正负值来反映
3、画图象时要注意横、纵坐标的单位长度定义或表达
例1、匀强磁场磁感应强度 B=0.2 T，磁场宽度L=3rn，一正方 形金属框边长ab=1m，每边电阻r=0.2Ω，金属框以v=10m/s的 速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如 图所示，求： （1）画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的I-t 图线 （2）画出ab两端电压的U-t图线
例3、半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B=0.2T， 磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置， 磁场与环面垂直，其中a=0.4m，b=0.6m，金属环上分别接有灯 L1、L2，两灯的电阻均为R =2Ω，一金属棒MN与金属环接触良 好，棒与环的电阻均忽略不计
（1）若棒以v0=5m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆 环直径OO′ 的瞬时（如图所示）MN中的电动势和流过灯L1的电 流。
沿斜面向上，如图所示。
（2）当ab杆速度为v时，感应电动势E＝BLv，此时电路中电流I E BLv 。
2018届高三物理通用二轮复习课件：专题二 第2讲 应用牛顿运动定律解决电学问题 精品
R外 r 由以上各式可得,a1=5 m/s2.
答案:(1)5 m/s2
(2)若导体棒ab进入磁场Ⅱ后,棒中的电流大小始终保持不变,求磁场Ⅰ和 Ⅱ之间的距离h;
解析:(2)导体棒进入磁场Ⅱ后,安培力等于重力,导体棒做匀速运动,导体棒中电流大 小始终保持不变. mg=BI′L I′= E
【典例1】 一电荷量为q(q>0)、质量为m的带电粒子在匀强电场的作用下,在 t=0时由静止开始运动,场强随时间变化的规律如图所示,不计重力.求在t=0到 t=T的时间间隔内
(1)粒子位移的大小和方向;
解析:(1)带电粒子在 0～ T , T ～ T , T ～ 3T , 3T ～T 时间间隔内做匀变速运动,设 44 22 4 4
A.物块在4 s内位移是6 m B.物块的质量是2 kg C.物块与水平桌面间动摩擦因数是0.2 D.物块在4 s内电势能减少了18 J
解析:物块在 4 s 内位移为 x= 1 ×2×(2+4)m=6 m,选项 A 正确;由图可知,前 2 s 物块做 2
匀加速直线运动,由牛顿第二定律有 qE1-μmg=ma,由图线知加速度为 a=1 m/s2,1 s 后物 块做匀速运动,由平衡条件有 qE2=μmg,联立解得 q(E1-E2)=ma,由图可得 E1=3×104 N/C, E2=2×104 N/C,代入数据解得 m=1 kg,由 qE2=μmg 可得μ=0.2,选项 B 错误,C 正确;物块
答案:(2) T 4
【预测练习1】 (2017·山西长治模拟)(多选)在绝缘水平桌面(桌面足够大)上 方充满平行桌面的电场,其电场强度E随时间t的变化关系如图所示,小物块电 荷量为q=+1×10-4 C,将其放在该水平桌面上并由静止释放,小物块速度v与时 间t的关系图像如图所示,重力加速度g取10 m/s2,则下列说法正确的是( AC )
2018年高考物理二轮复习专题整合高频突破专题四电路和电磁感应1恒定电流和交变电流课件
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2.(2016全国Ⅰ卷)一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R1、 R2和R3的阻值分别为3 Ω 、1 Ω 和4 Ω,A为理想交流电流表,U为正 弦式交流电源,输出电压的有效值恒定。当开关S断开时,电流表的 示数为I;当S闭合时,电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数 比为( B )
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3.(2016全国Ⅲ卷)(多选)如图,理想变压器原、副线圈分别接有额定 电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时,两 灯泡均能正常发光。下列说法正确的是( AD ) A.原、副线圈匝数比为9∶1 B.原、副线圈匝数比为1∶9 C.此时a和b的电功率之比为9∶1 D.此时a和b的电功率之比为1∶9 解析 设灯泡的额定电压为 U0,当 U=10U0 时,因两灯泡均正常发光, 故变压器原线圈的输入电压为 U1=U-U0=9U0,副线圈的输出电压
������总 1
U1= I 干 Q2=CU2= 3 ;综上������1 = 5,C 选项正确。
2
������������
������
3
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考点定位:闭合电路的欧姆定律、电容器 命题能力点:侧重考查理解能力 解题思路与方法:解题关键是要搞清电路的结构,画出等效电路图, 搞清电容器两端的电压等于哪个电阻两端的电压,然后根据Q=CU 求解电容器所带的电荷量。
C.
3 5
D.
2 3
-61 2 3 4
解析 S断开时等效电路图如图甲所示。
1=
������
设每个电阻阻值为 R,电路中总电阻 R 总 1= 3 ,干路电流 I 干 =
3������ ;电容器两端电压为 5������
5������
2018届高三物理二轮复习专题四电路和电磁感应第2讲电磁感应及其应用逐题对点特训
第2讲 电磁感应及其应用1．(2017·山东潍坊统考)(多选)如图所示，匀强磁场垂直于导轨平面，导轨电阻不计．当磁场的磁感应强度为B 时，将导体棒沿导轨由位置1以速度v 匀速拉至位置2，导体棒所受安培力为F ，通过电阻R 的电荷量为q ，R 两端电压为U ，R 产生的热量为Q ；当磁场的磁感应强度增大为原来的2倍时，仍将导体棒沿导轨由位置1以速度v 匀速拉至位置2，下列说法正确的是( BC )A ．导体棒所受安培力仍为FB ．通过电阻R 的电荷量变为2qC ．电阻R 两端的电压变为2UD ．电阻R 产生的热量变为2Q解析 设导体棒切割磁感线的有效长度为L ，由于导体棒做匀速运动，导体棒所受的合力为零，则F ＝BIL ，I ＝E R ，E ＝BLv ，整理可得F ＝B 2L 2v R，显然当磁感应强度增大为原来的2倍时，安倍力变为原来的4倍，选项A 错误；通过电阻的电荷量为q ＝I ·Δt ，感应电动势E ＝ΔΦΔt ，又ΔΦ＝BS ，则q ＝BS R，因此当磁感应强度增大为原来的2倍时，通过电阻的电荷量变为原来2倍，选项B 正确；因为导体棒产生的感应电动势增大为原来的2倍，因此电阻两端的电压变为原来的2倍，选项C 正确；电阻R 上产生的热量为Q ＝I 2R ·Δt ＝E 2R 2R ·x v ＝B 2L 2vx R，x 为位置1、2间的距离，因此当磁感应强度增大为原来的2倍时，电阻R 上产生的热量变为原来的4倍，选项D 错误．2．(2017·河南洛阳统考)如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60°的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图乙所示(规定图甲中B 的方向为正方向)，导体棒ab 垂直导轨放置且与导轨接触良好，除电阻R 的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab 在水平拉力作用下始终处于静止状态，规定a →b 的方向为电流的正方向，水平向右的方向为拉力的正方向，则在0～t 1时间内，能正确反映流过导体棒ab 的电流I 和导体棒ab 所受水平拉力F 随时间t 变化的图象是( D )解析 在0～t 1时间内，磁感应强度变化率ΔB Δt ＝B 0t 1－t 0，由法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势恒定，感应电流恒定，选项A 、B 错误；根据楞次定律可判断出ab 中感应电流方向为b 指向a ，导体棒所受安培力F 安＝BIL,0～t 0时间内，F 安水平向右，随时间均匀减小，t 0～t 1时间内，F 安水平向左，随时间均匀增大，由平衡条件可知所受水平拉力F 时刻与F 安等大反向，选项D 正确，C 错误．3．(2017·福建福州模拟)(多选)如图所示，电路中L 1、L 2是两个完全相同的灯泡，L 是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈．则下列判断正确的是( AD )A ．S 刚闭合瞬间，L 1灯和L 2灯同时亮B ．S 闭合后电路稳定前，L 2先亮一下再逐渐变暗，L 1逐渐变暗C ．S 闭合电路稳定后，L 1灯和L 2灯亮度相同D ．S 闭合电路稳定后，再断开S 时，L 1灯要亮一下再熄灭解析 开关S 刚闭合的瞬间，由于自感线圈L 产生自感电动势的作用，L 1灯和L 2灯同时亮，选项A 正确；S 闭合后电路稳定前，L 2逐渐变亮，L 1逐渐变暗，选项B 错误；S 闭合电路稳定后，L 2灯亮，L 1灯暗，选项C 错误；S 闭合电路稳定后，再断开开关S 时，L 中产生自感电动势，L 1灯要亮一下再熄灭，选项D 正确．4．(2017·河北石家庄二中模拟)如图所示，导体直导轨OM 和PN 平行且OM 与x 轴重合，两导轨间距为d ，两导轨间垂直纸面向里的匀强磁场沿y 轴方向的宽度按y ＝d |sin π2dx |的规律分布，两金属圆环固定在同一绝缘平面内，内、外圆环与两导轨接触良好，与两导轨接触良好的导体棒从OP 开始始终垂直导轨沿x 轴正方向以速度v 做匀速运动，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 x 图象可能正确的是( D )解析 导体棒在匀强磁场的第一个区域内运动时，前半个区域，通过大圆环的电流为顺时针方向，且根据法拉第电磁感应定律，内圆环a 端电势高于b 端，后半个区域，内圆环a 端电势低于b 端，可能正确的是图D.5．(2017·安徽师大附中模拟)一质量为m 、电阻为r 的金属杆ab ，以一定的初速度v 0从一光滑平行金属导轨底端向上滑行，导轨平面与水平面成30°角，两导轨上端用一电阻R 相连，如图所示，磁场垂直斜面向上，导轨的电阻不计，金属杆始终与导轨接触良好，金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为v ，则金属杆在滑行过程中( C )A ．向上滑行与向下滑行的时间相等B ．向上滑行与向下滑行时电阻R 上产生的热量相等C ．向上滑行与向下滑行时通过金属杆的电荷量相等D ．向上滑行与向下滑行时金属杆克服安培力做的功相等解析 金属杆向上滑行过程中受到的安培力沿斜面向下，设运动的加速度为a 1，金属杆向下滑行过程中，受到的安培力沿斜面向上，设运动的加速度为a 2，由牛顿第二定律分别有：F ＋mg sin θ＝ma 1和mg sin θ－F ＝ma 2，可知a 1＞a 2，又上滑和下滑位移相等，故金属杆向上滑行的时间小于向下滑行的时间，则选项A 错误；金属杆滑行过程中，通过金属杆的电荷量q ＝I t ＝E R ＋r t ＝ΔΦΔt Δt R ＋r ＝B ΔS R ＋r，而ΔS 相同，故向上滑行与向下滑行时通过金属杆的电荷量q 相等，则选项C 正确；电阻R 上产生的热量Q ＝I 2Rt ＝I tR I ＝qR I ，而电流I＝BL vR ＋r ，可知金属杆向上滑行和向下滑行时平均速度不同，易知选项B 错误；克服安培力做的功W ＝F 安·s ，向上滑行和向下滑行时位移大小s 相同，F 安＝B I L ＝B 2L 2vR ＋r ，由金属杆向上滑行和向下滑行的平均速度不同可知克服安培力做的功不相等，选项D 错误．6．(2017·湖南长沙一模)(多选)不计电阻的平行金属导轨与水平面成某角度固定放置，两完全相同的金属导体棒a 、b 垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面．如图所示，现用一平行于导轨的恒力F 拉导体棒a ，使其沿导轨向上运动．在a 运动过程中，b 始终保持静止．则以下说法正确的是( BD )A ．导体棒a 做匀变速直线运动B ．导体棒b 所受摩擦力可能变为0C ．导体棒b 所受摩擦力可能先增大后减小D ．导体棒b 所受摩擦力方向可能沿导轨向下解析 导体棒a 先做加速度逐渐减小的加速直线运动，最后达到匀速．导体棒b 所受的安培力沿导轨向上，且不断增大，最后保持不变，故导体棒b 所受的摩擦力先沿导轨向上，且不断减小，最后可能变为零甚至变为沿导轨向下，故选项B 、D 正确．7．(2017·福建福州质检)如图，线圈abcd 固定于分布均匀的磁场中，磁场方向垂直线圈平面．当磁场的磁感应强度B 随时间t 变化时，该磁场对ab 边的安培力大小恒定，下列描述B 随t 变化的图象中，可能正确的是( B )解析 线圈abcd 中产生的感应电动势E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt·S ，设线圈的电阻为R ，则线圈中的电流I ＝E R ＝ΔB Δt ·S R ，则磁场对ab 边的安培力大小F B ＝BIL ＝B ·ΔB Δt ·SL R，由于F B 大小不变，则B ·ΔB Δt 不变，若B 随时间t 均匀变化，ΔB Δt不变，则B 必然不变，选项A 、C 错误；若B 随时间t 增大，则ΔB Δt必然减小，故选项B 正确，D 错误． 8．(2017·湖北武汉4月调研)(多选)将四根完全相同的表面涂有绝缘层的金属丝首尾连接，扭成如图所示四种形状的闭合线圈，图中大圆半径均为小圆半径的两倍，将线圈先后置于同一匀强磁场中，线圈平面均与磁场方向垂直．若磁感应强度从B 增大到2B ，则线圈中通过的电量最小的是( BC )解析 设大圆的面积为S 1，小圆的面积为S 2.线圈的总电阻为R ；选项A 中，线圈中通过的电量为Q ＝B S 1＋S 2R ；选项B 中，线圈中通过的电量为Q ＝B S 1－S 2R；选项C 中，线圈中通过的电量为Q ＝B S 1－S 2R ；选项D 中，线圈中通过的电量为Q ＝B S 1＋S 2R ，选项B 、C 正确．9．(2017·辽南协作学校期末考试)(多选)用一段截面半径为r 、电阻率为ρ、密度为d 的均匀导体材料做成一个半径为R (r ≪R )的圆环，圆环落入磁感应强度为B 的径向磁场中．如图所示，当圆环在加速下落时某一时刻的速度为v ，则( AD )A ．此时整个环的电动势为E ＝2Bv πRB ．此时圆环的加速度a ＝B 2v ρdC ．忽略电感的影响，此时圆环中的电流I ＝2B πRv ρD ．如果径向磁场足够长，则圆环的最大速度v m ＝ρgd B 2 解析 圆环落入磁感应强度B 的径向磁场中，垂直切割磁感线，则产生的感应电动势E ＝Blv ＝B ·2πRv ，选项A 正确；圆环所受的安培力大小为F ＝BI ·2πR ，此时圆环的加速度为a ＝mg －F m ，m ＝d ·2πR ·πr 2，得a ＝g －B 2v ρd ，选项B 错误；圆环的电阻为R 电＝ρ2πR πr 2，圆环中感应电流为I ＝E R 电＝B πr 2v ρ，选项C 错误；当圆环做匀速运动时，安培力与重力相等，速度最大，即有mg ＝F ，则得d ·2πR ·πr 2g ＝B ·B πr 2v m ρ·2πR ，解得v m ＝ρgd B 2，选项D 正确．10．(2017·福建福州质检)(多选)如图，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，底端接电阻R ，轻弹簧上端固定，下端悬挂质量为m 的金属棒，金属棒和导轨接触良好，除电阻R 外，其余电阻不计，导轨处于匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在平面．静止时金属棒位于A 处，此时弹簧的伸长量为Δl ，弹性势能为E p ，重力加速度大小为g .将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，金属棒在运动过程中始终保持水平，则( BD )A ．当金属棒的速度最大时，弹簧的伸长量为ΔlB ．电阻R 上产生的总热量等于mg Δl －E pC ．金属棒第一次到达A 处时，其加速度方向向下D ．金属棒第一次下降过程通过电阻R 的电荷量，比第一次上升过程的多解析 静止时金属棒位于A 处，k Δl ＝mg ，将其由弹簧原长位置释放，当金属棒的速度最大时，加速度a ＝0，设此时弹簧伸长量为l ，导轨宽度为L ，则有mg ＝F B ＋kl ＝B 2L 2v m R＋kl ＝k Δl ，故l ＜Δl ，选项A 错误；由分析知，金属棒最终静止在A 处，根据能量守恒定律知mg Δl ＝E p ＋Q ，故Q ＝mg Δl －E p ，选项B 正确；金属棒第一次到达A 处时，mg －k Δl －B 2L 2v R＝ma ，故加速度a ＝－B 2L 2v mR，负号表示方向向上，选项C 错误；设金属棒运动的距离为x ，则通过电阻R 的电荷量q ＝I ·Δt ＝E R ＝ΔΦR ＝Bx R，由于金属棒第一次下降过程的距离大于第一次上升过程的距离，故金属棒第一次下降过程通过电阻R 的电荷量比第一次上升过程的多，选项D 正确．11．(2017·黑龙江哈尔滨第六中学一模)(多选)如图甲所示，在水平面上固定宽d ＝1 m 的金属“U”形导轨，右端接一定值电阻R ＝0.5 Ω，其余电阻不计．在“U”形导轨右侧a ＝0.5 m 的范围存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示．在t ＝0时刻，质量m ＝0.1 kg 的导体棒以v 0＝1 m/s 的初速度从距导轨右端b ＝2 m 开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数μ＝0.1，不计地球磁场的影响，g ＝10 m/s 2.用E 、I 、P 、Q 分别表示4 s 内回路中的电动势大小、电流大小、电功率及电热，则下列图象正确的是( AB )解析 导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，据运动学公式有－μmg ＝ma ，v t ＝v 0＋at ，x ＝v 0t ＋12at 2，代入数据解得t ＝1 s ，x ＝0.5 m ，导体棒1 s 末已经停止运动，没有进入磁场，此后一直保持静止状态；0～2 s 内磁通量不变，回路电动势和电流分别为E ＝0，I ＝0；2～4 s 内回路产生的电动势为E ＝ΔΦΔt ＝ad ΔB Δt ＝0.1 V ，电流为I ＝E R＝0.2 A ，选项A 、B 正确；0～2 s 内回路电流为零，2～4 s 内回路有恒定电流，电功率P ＝I 2R ＝0.02 W ，焦耳热Q ＝I 2Rt ＝0.04 J ，选项C 、D 错误．12．(2017·湖南十三校联考一)(多选)如图所示，虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图，其主要部件为缓冲滑块K 和质量为m 的缓冲车厢．在缓冲车的底板上，沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ 、MN .缓冲车的底部安装电磁铁(图中未画出)，能产生垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B ，导轨内的缓冲滑块K 由高强度绝缘材料制成，滑块K 上绕有闭合矩形线圈abcd ，线圈的总电阻为R ，匝数为n ，ab 边长为L .假设缓冲车以速度v 0与障碍物C 碰撞后，滑块K 立即停下，而缓冲车厢继续向前移动距离L 后速度为零．已知缓冲车厢与障碍物和线圈的ab 边均没有接触，不计一切摩擦阻力．在这个缓冲过程中，下列说法正确的是( BC )A ．线圈中的感应电流沿逆时针方向(俯视)，最大感应电流为BLv 0RB ．线圈对电磁铁的作用力使缓冲车厢减速运动，从而实现缓冲C ．此过程中，线圈abcd 产生的焦耳热为Q ＝12mv 20 D ．此过程中，通过线圈abcd 的电荷量为q ＝BL 2R解析 缓冲过程中，线圈内的磁通量增加，由楞次定律知，感应电流方向沿逆时针方向(俯视)，感应电流最大值出现在滑块K 停下的瞬间，大小应为nBLv 0R，A 项错误；线圈中的感应电流对电磁铁的作用力，使车厢减速运动，起到了缓冲的作用，B 项正确；据能量守恒定律可知，车厢的动能全部转换为焦耳热，故Q ＝12mv 20，C 项正确；由q ＝I ·Δt 、I ＝E R及E ＝n ΔΦΔt ，可得q ＝n ΔΦR ，因缓冲过程ΔΦ＝BL 2，故q ＝nBL 2R，D 项错误． 13．(2017·山东潍坊统考)如图甲所示，半径为R 的导体环内，有一个半径为r 的虚线圆，虚线圆内有垂直纸面向里的磁场，磁感应强度大小随时间变化关系为B ＝kt .(k >0且为常量)(1)求导体环中感生电动势E 的大小；(2)将导体环换成内壁光滑的绝缘细管，管内放置一质量为m ，电荷量为＋q 的小球，小球重力不计，如图乙所示．已知绝缘细管内各点涡旋电场的场强大小为E R ＝kr 22R，方向与该点切线方向相同．小球在电场力作用下沿细管加速运动．要使t ＝t 0时刻管壁对小球的作用力为0，可在细管处加一垂直于纸面的磁场，求所加磁场的方向及磁感应强度的大小．解析 (1)根据法拉第电磁感应定律，有E ＝ΔΦΔt， Φ＝B ·S ＝kt ·πr 2，得E ＝k πr 2.(2)根据楞次定律，可知小球沿逆时针方向运动，要使管壁对小球的作用力为0，需洛伦兹力方向指向圆心．由左手定则，得磁场方向垂直纸面向里．电场力F ＝E R q ，小球运动的加速度满足F ＝ma ，t 时刻速度v ＝at 0，洛伦兹力大小F 洛＝qvB ′，由向心力公式，有F 向＝m v 2R＝qvB ′， 联立解得B ′＝kr 2t 02R 2. 答案 (1)k πr 2(2)磁场方向垂直纸面向里 kr 2t 02R 2 14．(2017·海南五校模拟)如图所示，质量为M 的足够长U 形光滑金属导轨abcd 放置在倾角为θ＝30°的光滑绝缘斜面上并用细线(图中虚线)拴在固定于斜面上的G 、H 两点上，bc 段电阻为R ，其余段电阻不计．另一电阻为R 、质量为m 、长度为L 的导体棒PQ 放置在导轨上，紧挨导体棒PQ 左侧有两个固定于斜面上的光滑立柱，使导体棒静止，导体棒PQ 始终与导轨垂直且接触良好，PbcQ 构成矩形．导轨bc 段长为L ，以ef 为界，其下方存在垂直斜面向上的匀强磁场，上方存在沿斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为B ，烧断细线后，导轨向下运动过程中，导体棒PQ 始终不脱离导轨．(1)若质量M ＝m ，求金属导轨abcd 在斜面上运动的过程中，导体棒PQ 与导轨abcd 间的最小作用力；(2)要使导轨abcd 运动一段时间后，导体棒PQ 与导轨间无作用力，求M 、m 应满足的条件；(3)若在条件(1)的情况下，从烧断细线到导体棒PQ 与导轨间刚达到最小作用力的这一过程中，通过导体棒PQ 的焦耳热为Q 0，求金属导轨abcd 在斜面上下滑的距离s .解析 (1)烧断细线，由于M ＝m ，对导轨abcd 由牛顿第二定律知mg sin θ－B 2L 2v 2R＝ma . 随着速度增大，加速度a 减小，直至加速度为0，速度最大，此时有mg sin θ＝B 2L 2v m 2R＝F A ，F A 最大，即v m ＝mgR B 2L 2，F A ＝12mg . 对导体棒PQ 受力分析知，在垂直斜面方向mg cos θ＝F ′A ＋N min ，经分析知导体棒PQ 受到的安培力始终等于导轨bc 边受到的安培力，即F ′A ＝F A ＝12mg ，得N min ＝3－12mg . (2)要使导轨abcd 运动一段时间后，导体棒PQ 与导轨abcd 间无作用力，则对导轨abcd 和导体棒受力分析知Mg sin θ≥mg cos θ，即M m ≥ 3.(3)若在条件(1)的情况下，从烧断细线到导体棒PQ 与导轨间刚达到最小作用力的过程中，通过导体棒PQ 的焦耳热为Q 0，则回路总焦耳热为2Q 0，由能量守恒知mg sin θ·s ＝2Q 0＋12mv 2m ， 又v m ＝mgR B 2L 2， 解得s ＝4Q 0mg ＋m 2gR 2B 4L4. 答案 (1)3－12mg (2)M m ≥ 3 (3)4Q 0mg ＋m 2gR 2B 4L4 15．(2017·河北石家庄二中模拟)在生产线框的流水线上，为了检测出个别不合格的未闭合线框，让线框随传送带通过一固定匀强磁场区域(磁场方向垂直于传送带平面向下)，观察线框进入磁场后是否相对传送带滑动就能够检测出是否有未闭合的不合格线框．其物理情境简化如下：如图所示，通过绝缘传送带输送完全相同的正方形单匝纯电阻铜线框，传送带与水平方向夹角为α，以恒定速度v 0斜向上运动．已知磁场边界MN 、PQ 与传送带运动方向垂直，MN 与PQ 间的距离为d ，磁场的磁感应强度为B .线框质量为m ，电阻为R ，边长为L (d >2L )，线框与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g .闭合线框上边在进入磁场前线框相对传送带静止，线框刚进入磁场的瞬间，和传送带发生相对滑动，线框运动过程中上边始终平行于MN ，当闭合线框的上边经过边界PQ 时又恰好与传送带的速度相同．设传送带足够长．求：(1)闭合线框的上边刚进入磁场时上边所受安培力F 安的大小；(2)从闭合线框上边刚进入磁场到上边刚要出磁场所用的时间t ； (3)从闭合线框上边刚进入磁场到下边穿出磁场后又相对传送带静止的过程中，电动机多消耗的电能E .解析 (1)根据安培力公式得F 安＝ILB ， 根据闭合电路欧姆定律得I ＝E R ，根据法拉第电磁感应定律得E ＝BLv 0，联立解得F 安＝B 2L 2v 0R. (2)在线框上边刚进入磁场至线框上边刚要出磁场的过程中，根据动量定理μmg cos α·t －mg sin α·t －F 安t ′＝0在线框进入磁场过程中，取一微元过程，时间间隔为Δt ，微元过程中F 安产生的冲量为F 安·Δt ＝B 2L 2v R ·Δt ＝B 2L 2R·ΔS .于是有F 安·t ′＝∑F 安·Δt ＝∑B 2L 2R ·ΔS ＝B 2L 2R ∑ΔS ＝B 2L 3R， 由以上联立解得t ＝B 2L 3mgR μcos α－sin α.(3)在线框上边刚进入磁场至线框上边刚要出磁场的过程中，根据动能定理得(μmg cos α－mg sin α)d ＋W 安1＝0根据功能关系得Q 电1＝－W 安1，根据功能关系得Q f1＝μmg cos α(v 0t －d )，从线框上边刚进入磁场到穿出磁场后又相对传送带静止的过程中根据能量守恒得E ＝2mg sin α·d ＋2Q 电1＋2Q f1，由以上联立解得E ＝2μv 0B 2L 3cos αR μcos α－sin α.答案 (1)B 2L 2v 0R (2)B 2L 3mgRμcos α－sin α(3)2μv 0B 2L 3cos αR μcos α－sin α。
2018版大二轮专题复习与增分策略通用物理二轮专题突破课件 专题7 电磁感应与电路 第2讲 直流电路
匀速转动.如果滑动变阻器的阻值为R时，通过电流表的电流为I，则( )
√A.滑动变阻器上消耗的功率为P＝100I2R
B.变压器原线圈两端的电压U1＝10IR C.取ab在环的最低端时t＝0，则导体棒ab中感应电流
的表达式是i＝ 2Isinωt
√D.ab沿环转动过程中受到的最大安培力F＝ 2 BIL
图10
专题七 电磁感应和电路
第2讲 直流电路和交流电路
知识回扣
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＝UR2 t＝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＝_I_2R__t _、P热＝_I_2R__. 2.电源的功率和效率 (1)电源的几个功率
答案
(3)有效值：正弦式交流电的有效值E＝Em；非正弦式交流电的有效值必 2
须根据电流的_热__效__应__，用等效的思想来求解.计算交流电路的电功、电
功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值. (4)平均值： E ＝nΔΔΦt ，常用来计算通过电路的电荷量. 4.理想变压器的基本关系式
(1)功率关系：P入＝_P_出__.
√C.正弦式电流a的瞬时值为u＝10sin 5πt V
√D.正弦式电流b的最大值为230V
图6
解析
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高考题型3 变压器和远距离输电问题
解题方略
理想变压器动态分析的两种情况 (1)负载电阻不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等 随匝数比的变化情况. (2)匝数比不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随 负载电阻的变化情况. 不论哪种情况，要注意两点：一、根据题意分清变量和不变量；二、弄 清“谁决定谁”的制约关系.对电压而言，输入决定输出；对电流、电功 (率)而言，输出决定输入.