2017高考物理二轮复习 第2部分 考前回扣篇_5

1 倒计时第 5 天 电路和电磁感应 A主干回顾 B精要检索 1电流的定义式： I . qt 2电流的决定式： I . UR 3电阻的定义式： R . UI 4电阻的决定式： R . lS 5闭合电路欧姆定律： I . ER r 6电源的几个功率 (1)电源的总功率： P 总 EI I2(R r) (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 7电源的效率 100% 100% 100%. P出P总 UE RR r 8正弦交变电流瞬时值表达式 2 e Emsin t 或 e Emcos t . 9正弦交变电流有效值和最大值的关系 E I U Em2 Im2 Um2 10理想变压器及其关系式 (1)电压关系为 . U1U2 n1n2(多 输 出 线 圈 时 为 U1n1 U2n2 U3n3 ) (2)功率关系为 P 出 P 入 (多输出线圈时为 P 入 P 出 1 P 出 2) (3)电流关系为 (多输出线圈时为 n1I1 n2I2 n3I3) I1I2 n2n1 (4)频率关系为： f 出 f 入 11磁通量的计算： BS . 12电动势大小的计算： E n 或 E Blv(切割类) t 13高压远距离输电的分析方法及计算 (1)在高压输电的具体计算时，为条理清楚，可参考如图 1 所示画出相应的题意简图 图 1 (2)确定输电过程的电压关系、功率关系如下列表达式所示 (3)在高压输电中，常用以下关系式： 输电电流 I2 P2U2 P3U3 U2 U3R线 输电导线损失的电功率 P 损 P2 P3 I R 线 2R 线2 ( P2U2) 输电导线损耗的电压 U 损 U2 U3 I2R 线 R 线 P2U2 14应用楞次定律判断感应电流方向的方法 3 (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“减少” ； (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 15几种常见感应问题的分析方法 (1)电路问题： 将切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路作为电源，确定感应电动势和内阻 画出等效电路 运用闭合电路欧姆定律，串、并联电路特点，电功率公式，焦耳定律公式等求解 (2)动力学问题： 在力和运动的关系中，要注意分析导体受力，判断导体加速度方向、大小及变化； 加速度等于零时，速度最大，导体最终达到稳定状态是该类问题的重要特点 (3)能量问题： 安培力的功是电能和其他形式的能之间相互转化的“桥梁” ，用框图表示如下： 电 能 W安 0 W安 0其 他 形 式 能 明确功能关系，确定有哪些形式的能量发生了转化如有摩擦力做功，必有内能产 生；有重力做功，重力势能必然发生变化；安培力做负功，必然有其他形式的能转化为电 能 根据不同物理情景选择动能定理，能量守恒定律，功能关系，列方程求解问题 C考前热身 1(多选)(2016辽宁抚顺一模)如图 2 所示电路中，电源内阻不计，三个小灯泡完全 相同且外电路变化时每个灯泡两端的电压都不会超过其额定电压，开始时只有 S1闭合，当 S2也闭合后，下列说法中正确的是( ) 4 图 2 A灯泡 L1变亮 B灯泡 L2变亮 C电容器 C 的带电荷量增加 D闭合 S2瞬间流过电流表的电流方向自右向左 AD 根据电路可知，S 1闭合、S 2断开时，L 1、L 2串联，则两灯一样亮，因 L3与电容 器串联后接到电源两端，则 L3不亮，电容器两端电压等于电源电动势 E；当 S2也闭合后， 电路总阻值变小，流过 L1的电流变大，L 1两端电压变大，L 2两端电压变小，则灯 L1变亮， L2变暗；因电容器此时与灯 L1并联，则电容器两端电压变小，电容器上的电荷量变少，电 容器对外放电，又知电容器左极板与电源正极相连，带正电，则闭合 S2瞬间流过电流表的 电流方向自右向左，综上所述，B、C 错误，A、D 正确 2(多选)如图 3 所示，电源电动势为 E，内阻为 r.电路中的 R2、 R3分别为总阻值一 定的滑动变阻器， R0为定值电阻， R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)当开关 S 闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态下列说法中正确的是( ) 图 3 A只逐渐增大 R1的光照强度，电阻 R0消耗的电功率变大，电阻 R3中有向上的电流 B只调节电阻 R3的滑动端 P2向上端移动时，电源消耗的电功率变大，电阻 R3中有向 上的电流 C只调节电阻 R2的滑动端 P1向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动 D若断开开关 S，带电微粒向下运动 AD 当逐渐增大光照强度时，光敏电阻 R1的阻值减小，依据“串异并同”可知电流 I 增大，则 PR0增大， UC增大， QC CUC增大，即电容器充电， R3中有向上的电流，A 正 确当 P2向上移动时， UC不变， R3中没有电流，故 B 错误当 P1向下移动时， I 不变，但 UC变大， EC 变大，电场力 FC 变大，微粒向上运动，故 C 错误若断开开关 S，电 UCd UCqd 5 容器放电， UC降为 0，则微粒只受重力作用而向下运动，故 D 正确 3如图 4 所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计，阻值为 R 的导体 棒垂直于导轨放置，且与导轨接触良好导轨所在空间存在匀强磁场，匀强磁场与导轨平 面垂直， t0 时，将开关 S 由 1 掷向 2，分别用 q、 i、 v 和 a 表示电容器所带的电荷量、 棒中的电流、棒的速度大小和加速度大小，则选项中的图象中正确的是 ( ) 图 4 D 开关接 1 时，电容器充电；开关接 2 时电容器放电，此时，导体棒中有电流，则 导体棒在安培力作用下运动，产生感应电动势，感应电动势与电容器两端电压相等时，棒 做匀速直线运动，说明电容器所带的电荷量最终不等于零，A 项错误但电流最终必为零， B 错误导体棒的速度增大到最大后做匀速直线运动，加速度为零，C 错误，D 正确 4如图 5 所示， M 是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比 n1 n2101，接 柱线 a、 b 接一正弦交变电源，电压 u311sin(100 t)V.变压器右侧部分为一火警报警系 统原理图，其中 R2为用半导体热敏材料制成的传感器(电阻随温度升高而减小)， R1为一定 值电阻下列说法正确的是( ) 【导学号：25702083】 图 5 A当 R2所在处出现火情时，电阻 R1的功率变小 B当 R2所在处出现火情时，电压表 V2的示数变大 C当 R2所在处出现火情时，电流表 A 的示数变小 D电压表 V1示数为 22 V D 根据题意，输入电压的有效值 U1220 V，再根据变压比公式可知，副线圈的输 出电压为 U222 V，因为输入电压决定输出电压，所以当 R2所在处出现火情时，副线圈电 压不变，仍是 22 V，即电压表 V1示数仍是 22 V，选项 D 正确；当 R2所在处出现火情时， 6 R2随温度升高而减小，副线圈电路的总电阻减小，输出电流 I2增大，电阻 R1的功率 P I R1变大， R2两端的电压 U U2 I2R1变小，即电压表 V2的示数变小，输入电流2 I1 I20.1 I2变大，所以电流表 A 的示数变大，选项 A、B、C 错误 n2n1 5如图 6 甲所示，一半径 r0.5 m、电阻为 R5 、匝数为 N100 匝的圆形线圈 两端 A、 C 与一个理想电流表相连，线圈内有变化的磁场，以垂直纸面向里的磁场方向为正， 磁场随时间的变化情况如图乙所示，则下列判断中正确的是( ) 甲 乙 图 6 A在 05 s 的时间内，理想电流表示数的最大值为 1 A B在 t4 s 时刻，流过电流表的电流方向为 A C C前 2 s 内，通过线圈某截面的总电荷量为 0.1 C D第 2 s 内，线圈的发热功率最大 C 由法拉第电磁感应定律可知，流过线圈的电流 I ，由 ER N tR N r2R B t 此式可知， Bt 图象的斜率越大，则在线圈中产生的感应电流就越大，因此可判断在第 1 s 内的感应电流最大，代入数据有 Im0.1 A，选项 A 错误；在 t4 s 时，由题意可知， 此时穿过线圈的磁场方向为垂直纸面向外且正在逐渐增大，由楞次定律可知线圈中产生的 感应电流的方向为顺时针方向，因此流过电流表的电流方向为 C A，选项 B 错误；由图乙 可知，前 2 s 内只有第 1 s 内有磁通量的变化，会产生感应电流，第 2 s 内磁通量没有发 生变化，所以不会产生感应电流，因此前 2 s 内通过线圈某截面的电荷量实际上为第 1 s 内的电荷量，由 q 可得 q0.1 C，选项 C 正确，选项 D 错误 N R 6如图 7 所示，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距 l，左端与一电阻 R 相连； 整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为 B，方向竖直向下一质量为 m 的导体棒置 于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速率 v 匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨 垂直并接触良好已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为 ，重力加速度大小为 g，导轨和 导体棒的电阻均可忽略求： 7 图 7 (1)电阻 R 消耗的功率； (2)水平外力的大小 【解析】 (1)导体棒切割磁感线运动产生的电动势为 E Blv，根据欧姆定律，闭合 回路中的感应电流为 I ，电阻 R 消耗的功率为 P I2R，联立可得 P . ER B2l2v2R (2)对导体棒受力分析，受到向左的安培力和向左的摩擦力，向右的外力，三力平衡， 故有 F 安 mg F， F 安 BIl B l，故 F mg . BlvR B2l2vR 【答案】 (1) (2) mg B2l2v2R B2l2vR 7如图 8 甲，电阻不计的轨道 MON 与 PRQ 平行放置， ON 及 RQ 与水平面的倾角 53， MO 及 PR 部分的匀强磁场竖直向下， ON 及 RQ 部分的磁场平行轨道向下，磁场的 磁感应强度大小相同，两根相同的导体棒 ab 和 cd 分别放置在导轨上，与导轨垂直并始终 接触良好棒的质量 m1.0 kg， R1.0 ，长度 L1.0 m 与导轨间距相同，棒与导轨 间动摩擦因数 0.5，现对 ab 棒施加一个方向水平向右按图乙规律变化的力 F，同时由 静止释放 cd 棒，则 ab 棒做初速度为零的匀加速直线运动， g 取 10 m/s2. 【导学号：25702084】 甲 乙 图 8 (1)求 ab 棒的加速度大小； (2)求磁感应强度 B 的大小； (3)若已知在前 2 s 内 F 做功 W30 J，求前 2 s 内电路产生的焦耳热； (4)求 cd 棒达到最大速度所需的时间 【解析】 (1)对 ab 棒： Ff mg v at F BIL Ff ma 则 F m(g a) B2L2at2R 由图象信息，代入数据解得 a1 m/s 2. 8 (2)当 t12 s 时， F10 N，由(1)知 F m(g a)，得 B2 T. B2L