2017年高考物理电路专题复习教案

XX 年高考物理电路专题复习教案第十二章电磁感应第一单元电磁感应基本规律第 1 时电磁感应现象楞次定律要点一磁通量如图所示,两个同心放置的共面单匝金属环 a 和 b,一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直放置设穿过圆环 a 的磁通量为 a,穿过圆环 b 的磁通量为 b,已知两圆环的横截面积分别为 Sa 和 Sb,且 SaSb,则穿过两圆环的磁通量大小关系为（）Aa=bBababD 无法确定答案B要点二电磁感应现象2 如图所示,开始时矩形线圈平面与匀强磁场的方向垂直,且一半在磁场内,一半在磁场外若要使线圈中产生感应电流,下列做法中可行的是（）A 以 ab 边为轴转动B 以 bd 边为轴转动（转动的角度小于 60）以 bd 边为轴转动 90后,增大磁感应强度D 以 a 边为轴转动（转动的角度小于 60）答案AD要点三感应电流方向的判定3 如图所示,沿 x 轴、轴有两根长直导线,互相绝缘 x 轴上的导线中有-x 方向的电流,轴上的导线中有+方向的电流,两虚线是坐标轴所夹角的角平分线 a、b、 、d 是四个圆心在虚线上、与坐标原点等距的相同的圆形导线环当两直导线中的电流从相同大小,以相同的快慢均匀减小时,各导线环中的感应电流情况是（）Aa 中有逆时针方向的电流Bb 中有顺时针方向的电流中有逆时针方向的电流Dd 中有顺时针方向的电流答案B题型 1感应电流方向的判断【例 1】如图所示,水平放置的两条光滑导轨上有可自由移动的金属棒 PQ、N,当 PQ 在外力作用下运动时,N 在磁场力作用下向右运动,则 PQ 所做的运动可能是（）A 向右匀加速运动B 向左匀加速运动向右匀减速运动D 向左匀减速运动答案B题型 2楞次定律推论的应用【例 2】如图所示,在水平放置的光滑绝缘杆 ab 上,挂有两个金属环和 N两环套在一个通电密绕长螺线管的左部,当变阻器的滑动触头向左移动时,两环将怎样运动（）A 两环保持相对静止一起向左运动B 两环保持相对静止一起向右运动两环互相靠近并向左运动D 两环互相离开并向右运动答案题型 3等效电路【例 3】匀强磁场的磁感应强度 B=02T,磁场宽度 L=3,一正方形金属框边长 l=1,每边电阻 r=02,金属框以 v=10/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（要求写出作图依据）（2）画出 ab 两端电压的 U-t 图线（要求写出作图依据）答案（1）金属框进入磁场区时E1=Blv=2V,I1=2A此电流的方向沿逆时针,即沿 abda 方向感应电流持续的时间:t1=01s金属框完全在磁场中运动时:E2=0,I2=0无电流持续的时间:t2=02s金属框穿出磁场区时:E3=Blv=2V,I3=2A此电流的方向沿顺时针,即沿 dbad 方向感应电流持续的时间:t3=01s规定电流方向逆时针为正,得 I-t 图线如下图所示（2）金属框进入磁场区时 ab 两端的电压U1=I1r=202V=0V金属框完全在磁场中运动时,ab 两端的电压等于感应电动势:U2=Blv=2V金属框穿出磁场区时 ab 两端的电压U3=E3-I3r=1V由此得 U-t 图线如下图所示1 如图所示,匀强磁场的磁感应强度为 B,B 的方向与水平方向的夹角为 30,图中实线位置有一面积为 S 的矩形线圈处于磁场中,并绕着它的一条边从水平位置转到竖直位置（图中虚线位置）在此过程中磁通量的改变量大小为（）ABBSD2BS答案2（XX绥化模拟）如图所示,通有稳恒电流的螺线管竖直放置,铜环 R 沿螺线管的轴线加速下落在下落过程中,环面始终保持水平,铜环先后经过轴线上 1、2、3 位置时的加速度分别为 a1、a2、a3,位置 2 处于螺线管的中心,位置 1、3 与位置 2 等距离,则（）Aa1a2=gBa2a1ga1=a3a2Da3a1a2答案AD3 如图所示,通电螺线管置于闭合金属环 a 的轴线上,当螺线管中电流 I 减少时（）A 环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小B 环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的减小环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的增大D 环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的增大答案A4 图为“研究电磁感应现象”的实验装置（1）将图中所缺的导线补接完整（2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上电键后（）A 将原线圈迅速插入副线圈时,电流计指针向右偏转一下B 将原线圈插入副线圈后,电流计指针一直偏在零点右侧原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电流计指针向右偏转一下D 原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电流计指针向左偏转一下 答案（1）见下图（2）AD第 2 时法拉第电磁感应定律自感要点一感应电动势如图所示,固定在水平桌面上的金属框架 def 处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒 ab 搁在框架上,可无摩擦地滑动此时 abed 构成一个边长为 L 的正方形,棒的电阻为 r,其余部分电阻不计,开始时磁感应强度为 B0（1）若从 t=0 时刻起,磁感应强度均匀增加,每秒增量为,同时保持棒静止,求棒中的感应电流,在图中标出感应电流的方向（2）在上述（1）的情况中,棒始终保持静止,当 t=t1时,垂直于棒的水平拉力为多少？（3）若从 t=0 时刻起,磁感应强度逐渐减小,当棒以恒定速度 v 向右做匀速运动时,可使棒中不产生感应电流,则磁感应强度怎样随时间变化？（写出 B 与 t 的关系式）答案（1）方向见右图（2） （B0+t1）要点二感应电动势大小的计算2（XX漠河模拟）一个半径为 r 的圆形铝环由静止开始在均匀向外辐射的磁场中下落,设圆环平面下落时始终保持水平,圆环处磁场的磁感应强度大小为 B,如图所示已知圆环的铝线半径为 r0,密度为 0,电阻率为,磁场范围足够大,试求圆环下落的稳定速度答案要点三自感现象与日光灯3 在日光灯电路中接有启动器、镇流器和日光灯管,下列说法中正确的是（）A 日光灯点燃后,镇流器、启动器都不起作用B 镇流器在点燃灯管时产生瞬时高压,点燃灯管后起降压限流作用日光灯点亮后,启动器不再起作用,可以将启动器去掉D 日光灯点亮后,使镇流器短路,日光灯仍能正常发光,并能降低对电能的消耗答案B题型 1感应电荷量的计算【例 1】如图所示,边长为 a,总电阻为 R 的闭合正方形单匝线框,放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,磁感线与线框平面垂直当线框由图示位置转过 180角过程中,流过线框导线横截面的电荷量是多少?答案题型 2自感现象【例 2】如图所示,A、B、是相同的白炽灯,L 是自感系数很大、电阻很小的自感线圈现将 S 闭合,下面说法正确的是（）AB、灯同时亮,A 灯后亮BA、B、灯同时亮,然后 A 灯逐渐变暗,最后熄灭A 灯一直不亮,只有 B 灯和灯亮DA、B、灯同时亮,并且亮暗没有变化题型 3情景建模【例 3】某期科学中文版的介绍了一种新技术航天飞缆,航天飞缆是用柔性缆索将两个物体连接起来在太空中飞行的系统飞缆系统在太空飞行中能为自身提供电能和拖拽力,它还能清理“太空垃圾”等从 1967 年至 1999 年的 17 次试验中,飞缆系统试验已获得部分成功该系统的工作原理可用物理学的基本定律来解释图为飞缆系统的简化模型示意图,图中两个物体 P、Q 的质量分别为 P、Q,柔性金属缆索长为 l,外有绝缘层,系统在近地轨道做圆周运动,运动过程中 Q 距地面高度为 h 设缆索总保持指向地心,P 的速度为 vP 已知地球半径为 R,地面的重力加速度为 g（1）飞缆系统在地磁场中运动,地磁场在缆索所在处的磁感应强度大小为 B,方向垂直于纸面向外设缆索中无电流,问缆索 P、Q 哪端电势高?此问中可认为缆索各处的速度均近似等于 vP,求 P、Q 两端的电势差（2）设缆索的电阻为 R1,如果缆索两端物体 P、Q 通过周围的电离层放电形成电流,相应的电阻为 R2,求缆索所受的安培力多大?（3）求缆索对 Q 的拉力 FQ答案（1）BlvP（2）（3）Q如图所示是日光灯的结构示意图,若按图示的电路连接,关于日光灯发光的情况,下列叙述中正确的是（）AS1 接通,S2、S3 断开,日光灯就能正常发光BS1、S2 接通,S3 断开,日光灯就能正常发光S3 断开,接通 S1、S2 后,再断开 S2,日光灯就能正常发光D 当日光灯正常发光后,再接通 S3,日光灯仍能正常发光答案2 两块水平放置的金属板间的距离为 d,用导线与一个n 匝线圈相连,线圈电阻为 r,线圈中有竖直方向的磁场,电阻 R 与金属板连接,如图所示,两板间有一个质量为、电荷量+q 的油滴恰好处于静止则线圈中的磁感应强度 B 的变化情况和磁通量的变化率分别是（）A 磁感应强度 B 竖直向上且正增强,B 磁感应强度 B 竖直向下且正增强,磁感应强度 B 竖直向上且正减弱,D 磁感应强度 B 竖直向下且正减弱,答案3（XX许昌模拟）如图甲为某同学研究自感现象的实验电路图,用电流传感器显示各时刻通过线圈 L 的电流电路中电灯的电阻 R1=60,定值电阻 R=20,AB 间电压U=60V,开关 S 原来闭合,电路处于稳定状态,在 t1=1010-3s 时刻断开开关 S,此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示（1）求出线圈 L 的直流电阻 RL（2）在图甲中用箭头标出断开开关后通过电灯的电流方向（3）在 t2=1610-3s 时刻线圈 L 中的感应电动势的大小是多少?答案（1）20（2）向左（3）30V4 如图所示,空间存在垂直于纸面的均匀磁场,在半径为a 的圆形区域内外,磁场方向相反,磁感应强度的大小均为 B 一半径为 b,电阻为 R 的圆形导线环放置在纸面内,其圆心与圆形区域的中心重合,在内、外磁场同时由 B 均匀地减小到零的过程中,通过导线截面的电荷量 q 为多少？答案如图所示,两线圈在同一平面内同心放置,a 中有电流 I通过,在下列哪些情况中,线圈 b 有向外扩张的趋势（）Aa 中电流沿顺时针方向并逐渐增大Ba 中电流沿顺时针方向并逐渐减小a 中电流沿逆时针方向并逐渐减小D 无论 a 中电流方向如何,只要逐渐增大答案AD2 电阻 R、电容与一线圈连成闭合电路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N 极朝下,如图所示现使磁铁开始自由下落,在N 极接近线圈上端的过程中,流过 R 的电流方向和电容器极板的带电情况是（）A 从 a 到 b,上极板带正电B 从 a 到 b,下极板带正电从 b 到 a,上极板带正电D 从 b 到 a,下极板带正电答案D3（XX菏泽月考）条形磁铁放在光滑的水平面上,以条形磁铁的中央位置的正上方某点为圆心,水平固定一铜质圆环如图所示,不计空气阻力,以下判断中正确的是（）A 释放圆环,下落过程中环的机械能守恒B 释放圆环,环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁的重力大给磁铁水平向右的初速度,磁铁向右运动的过程中做减速运动D 给磁铁水平向右的初速度,圆环将受到向左的磁场力答案A4 如图所示,螺线管的导线的两端与两平行金属板相接,一个带负电的小球用丝线悬挂在两金属板间,并处于静止状态若条形磁铁突然插入线圈时,小球的运动情况是（）A 向左摆动B 向右摆动保持静止D 无法判定答案A绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上,铁芯上套着一个铝环,线圈与电源、开关相连,如图所示闭合开关的瞬间,铝环跳起一定高度保持开关闭合,下列现象正确的是（）A 铝环停留在这一高度,直到开关断开铝环回落B 铝环不断升高,直到断开开关铝环回落铝环回落,断开开关时铝环又跳起D 铝环回落,断开开关时铝环不再跳起答案D6 如图所示的电路中,A1 和 A2 是完全相同的灯泡,线圈L 的电阻可以忽略下列说法中正确的是（）A 合上开关 S 接通电路时,A2 先亮,A1 后亮,最后一样亮B 合上开关 S 接通电路时,A1 和 A2 始终一样亮断开开关 S 切断电路时,A2 立即熄灭,A1 过一会儿才熄灭D 断开开关 S 切断电路时,A1 和 A2 都要过一会儿才熄灭答案AD7 如图所示,两根相距为 l 的平行直导轨 ab、db、d 间连有一固定电阻 R,导线电阻可忽略不计 N 为放在 ab 和 d 上的一导体杆,与 ab 垂直,其电阻也为 R 整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为 B,磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）现对 N 施力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运动令表示 N 两端电压的大小,则（）AU=Blv,流过固定电阻 R 的感应电流由 b 到 dBU=Blv,流过固定电阻 R 的感应电流由 d 到 bU=Blv,流过固定电阻 R 的感应电流由 b 到 dDU=Blv,流过固定电阻 R 的感应电流由 d 到 b答案A8 如图中半径为 r 的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B 中,绕轴以角速度沿逆时针方向匀速转动,则通过电阻 R 的电流的大小和方向是（金属圆盘的电阻不计）（）A 由到 d,I=Br2/RB 由 d 到,I=Br2/R由到 d,I=Br2/（2R）D 由 d 到,I=Br2/（2R）答案D9（XX济宁一中月考）如图所示,平行导轨间距为 d,一端跨接一个电阻 R,匀强磁场的磁感应强度为 B,方向垂直于平行金属导轨所在平面一根金属棒与导轨成 角放置,金属棒与导轨的电阻均不计当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度 v 在金属导轨上滑行时,通过电阻 R 的电流是（）ABD答案D0 如图所示,在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻 R的直角形金属导轨 ab（在纸面内）,磁场方向垂直于纸面朝里,另有两根金属导轨、d 分别平行于 a、b 放置保持导轨之间接触良好,金属导轨的电阻不计现经历以下四个过程:以速率 v 移动 d,使它与 b 的距离增大一倍;再以速率 v 移动,使它与 a 的距离减小一半;然后,再以速率 2v 移动,使它回到原处;最后以速率 2v 移动 d,使它也回到原处设上述四个过程中通过电阻 R 的电荷量的大小依次为Q1、Q2、Q3 和 Q4,则（）AQ1=Q2=Q3=Q4BQ1=Q2=2Q3=2Q42Q1=2Q2=Q3=Q4DQ1Q2=Q3Q4答案A1 如图所示,一边长为 L 的正方形金属框,质量为,电阻为 R,用细线把它悬挂在一个有界的磁场边缘金属框的上半部处于磁场内,下半部处于磁场外,磁场随时间均匀变化且满足 B=t 规律,已知细线所能承受的最大拉力 T=2g,求从 t=0 时刻起,经多长时间细线会被拉断答案2 如图所示,在磁感应强度 B=2T 的匀强磁场中,有一个半径 r=0 的金属圆环,圆环所在的平面与磁感线垂直 A 是一个金属棒,它沿着顺时针方向以 20rad/s 的角速度绕圆心匀速转动,且 A 端始终与圆环相接触 A 棒的电阻 R=01,图中定值电阻 R1=100,R2=49,电容器的电容=100pF,圆环和连接导线的电阻忽略不计,则:（1）电容器的带电荷量是多少？哪个极板带正电？（2）电路中消耗的电功率是多少？答案（1）4910-10上极板（2）3 半径为 a 的圆形区域内有匀强磁场,磁感应强度B=02T,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,如图所示,其中 a=04,b=06 金属环上分别接有灯 L1、L2,两灯的电阻均为R0=2 一金属棒 N 与金属环接触良好,棒与环的电阻均不计（1）若棒以 v0=/s 的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径的瞬时,N 中的电动势和流过 L1 的电流（2）撤去中间的金属棒 N,将右面的半圆环 L2以为轴向上翻转 90,若此时磁场随时间均匀变化,其变化率为T/s,求 L1 的功率答案（1）08V04A（2）12810-2第二单元电磁感应综合问题第 3 时电磁感应中的电路与图象问题要点一电磁感应中的电路问题如图所示,顶角 =4的光滑金属导轨 N 固定在水平面内,导轨处在磁感应强度大小为 B、方向竖直的匀强磁场中一根与 N 垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度 v0 沿导轨 N 向右运动,导体棒的质量为,导轨与导体棒单位长度的电阻均为 r 导体棒与导轨接触点为 a 和 b,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触 t=0 时,导体棒位于顶点处,求:（1）t 时刻流过导体棒的电流强度 I 和电流方向（2）导体棒作匀速直线运动时水平外力 F 的表达式（3）导体棒在 0t 时间内产生的焦耳热 Q答案要点二电磁感应中的图象问题2 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 abd 是位于纸面内的梯形线圈,ad 与 b 间的距离也为 lt=0 时刻,b 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 abda 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（）答案B题型 1电磁感应与电路综合题【例 1】如图所示,在两条平行光滑导轨上有一金属棒ab,匀强磁场跟轨道平面垂直,导轨上有两定值电阻,R1=,R2=6,电路中的电压表量程为 010V,电流表的量程为 03A 将 R0 调至 30,用 F=40N 的力使 ab 垂直导轨向右平移,当 ab 达到稳定状态时,两电表中有一表正好达到满偏,而另一表未达到满偏（1）求此时 ab 的速度（2）调节 R0 的阻值使 ab 稳定时两表都正好满偏,力F 必须为多大?此时 ab 的速度又为多大?答案（1）1/s（2）60N2/s题型 2电磁感应中的图象问题【例 2】如图所示,图中 A 是一边长为 l 的方形线框,电阻为 R 今维持线框以恒定的速度 v 沿 x 轴运动,并穿过图中所示的匀强磁场 B 区域若以 x 轴正方向作为力的正方向,线框在图示位置的时刻作为时间的零点,则磁场对线框的作用力 F 随时间 t 的变化图线为下图中的（）答案B题型 3等效模型【例 3】如图所示甲（a）是某人设计的一种振动发电装置,它的结构是一个半径为 r=01、有 20 匝的线圈套在辐向形永久磁铁槽中,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图甲（b）所示）在线圈所在位置磁感应强度B 的大小均为 02T 线圈的电阻为 R1=2,它的引出线接有R2=8 的灯泡 L,外力推动线圈的 P 端做往复运动,便有电流通过灯泡当线圈向右的位移随时间变化的规律如图乙所示时（x 取向右为正）:（1）试画出感应电流随时间变化的图象（在图甲（b）中取逆时针方向的电流为正）（2）求每一次推动线圈运动过程中的作用力（3）求该发电机的输出功率（摩擦等损耗不计）答案（1）从题图乙可以看出,线圈每次往返运动的速度v=由于线圈做切割磁感线运动产生的感应电流在每次运动过程中都保持恒定不变故线圈产生的感应电动势为 E=nBLv（式中 L 是线圈每一周的长度,即 2r）,代入数据得E=n2rBv=202314010208V2V感应电流 I=A=02A由图可以看出线圈沿 x 轴正方向运动时,产生的感应电流是沿顺时针方向的（从右向左看）于是可得到电流 I 随时间 t 变化的图象（2）0N（3）032如图所示,两个互连的金属圆环,粗金属环的电阻是细金属环电阻的二分之一,磁场垂直穿过粗金属环所在区域,当磁感应强度随时间均匀变化时,在粗环内产生的感应电动势为 E,则 a、b 两点间的电势差为（）ABDE答案2（XX开封模拟）如图所示,一边长为 a,电阻为R 的等边三角形线框在外力作用下以速度 v0 匀速穿过宽度均为 a 的两个匀强磁场区域,两磁场磁感应强度的大小均为B,方向相反,线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直以逆时针方向为电流正方向,从图示位置开始线框中感应电流I 与沿运动方向的位移 s 的关系图象为（）答案B3 如图所示,粗细均匀的金属环的电阻为 R,可绕轴转动的金属杆 A 的电阻为 R/4,杆长为 l,A 端与环相接触,一阻值为 R/2 的定值电阻分别与杆的端点及环边缘连接杆 A 在垂直于环面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场中,以角速度顺时针转动求电路中总电流的变化范围答案I4 如图所示,A 为置于水平面内的光滑闭合金属导轨,、处分别接有短电阻丝,R1=4,R2=8（导轨其他部分电阻不计）,导轨 A 的形状满足方程=2sinx（单位:）,磁感应强度 B=02T 的匀强磁场方向垂直于导轨平面,足够长的金属棒在水平外力 F 作用下,以恒定的速率 v=0/s