最新三年高考物理高频考点精选分类解析 考点39 电磁感应与电路.doc

最新三年高考物理高频考点精选分类解析高频考点39 电磁感应与电路【考点知识方法解读】在电磁感应中，切割磁感线的那部分导体或磁通量发生变化的回路产生感应电动势，该部分导体或回路就是电源，其中的电流方向是由电源负极指向正极（电源内部）。解决电磁感应与电路综合问题的基本方法是：首先明确其等效电路，然后根据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，再根据电路的有关规律进行综合分析计算。【最新三年高考物理精选解析】1.（18分）（2012广东理综物理）如图17所示，质量为m的导体棒ab，垂直放在相距为l的平行光滑金属轨道上。导轨平面与水平面的夹角为，并处于磁感应强度大小为b、方向垂直与导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平放置、间距为d的平行金属板r和rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻。（1）调节rx=r，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流i及棒的速率v。（2）改变rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电量为+q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的rx。.(18分) 解：（1）当rx=r棒沿导轨匀速下滑时，由平衡条件安培力解得感应电动势 电流解得 （2）微粒水平射入金属板间，能匀速通过，由平衡条件棒沿导轨匀速，由平衡条件 金属板间电压解得【考点定位】此题考查电磁感应及其相关知识。2.（22分）（2012浙江理综）为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了一种“闪烁”装置。如图所示，自行车后轮由半径r1=5.010-2m的金属内圈、半径r2=0.40m的金属外圈和绝缘幅条构成。后轮的内、外圈之间等间隔地接有4根金属条，每根金属条的中间均串联有一电阻值为r的小灯泡。在支架上装有磁铁，形成了磁感应强度b=0.10t、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场，其内半径为r1、外半径为r2、张角=/6 。后轮以角速度 =2rad/s相对于转轴转动。若不计其它电阻，忽略磁场的边缘效应。（1）当金属条ab进入“扇形”磁场时，求感应电动势e，并指出ab上的电流方向；（2）当金属条ab进入“扇形”磁场时，画出“闪烁”装置的电路图；（3）从金属条ab进入“扇形”磁场时开始，经计算画出轮子一圈过程中，内圈与外圈之间电势差uab随时间t变化的uab-t图象；zxxk（4）若选择的是“1.5v、0.3a”的小灯泡，该“闪烁”装置能否正常工作？有同学提出，通过改变磁感应强度b、后轮外圈半径r2、角速度和张角等物理量的大小，优化前同学的设计方案，请给出你的评价。.【解析】（1）当金属条ab在磁场中切割磁感线时所构成的回路的磁通量变化。设经过时间t，磁通量变化量为，由法拉第电磁感应定律，e=/t。 =bs=b(r22-r12)， /t =，联立解得：e=4.910-2v。根据右手定则可判断出感应电流方向为ba。（2）当金属条ab进入“扇形”磁场时， “闪烁”装置的电路图如图。（3）设电路中的总电阻为r总，根据电路图可知，r总=4r/3。ab两端电势差：uab=e-ir=e/4=1.210-2v。设ab离开磁场区域的时刻为t1，下一根金属条进入磁场区域的时刻为t2，t1=s，t2=s，设轮子转一圈的时间为t，t=1s。在t=1s内，金属条有四次进出磁场区域，后三次与第一次相同。由此可画出如下的uab-t图象。（4）“闪烁”装置不能正常工作。（金属条的感应电动势只有4.910-2v，远小于小灯泡的额定电压，由此无法工作。）磁感应强度b增大，感应电动势e增大，但是有限度；后轮外圈半径r2增大，感应电动势e增大，但是有限度；角速度增大，感应电动势e增大，但是有限度；张角增大，感应电动势e不变。3（2011全国理综）如图，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为l1，电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为p、电阻均为r的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒mn从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为g。求： (1)磁感应强度的大小： (2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。【解析】（1）设小灯泡额定电流为i0，则有p=i02r由题意，在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，小灯泡保持正常发光，流经mn的电流为i=2 i0，此时金属棒mn所受的重力和安培力相等，下落的速度达到最大值，有mg=bil联立解得b=(2)设灯泡正常发光时，导体棒的速率为v，由电磁感应定律与欧姆定律得e=blv，e= i0r，联立解得v=【点评】此题以电磁感应和电路切入，考查电功率、电路、电磁感应、闭合电路欧姆定律、物体平衡等知识点、综合性强，但难度不大。4（2011重庆理综卷）有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如题23图所示，该机底面固定有间距为、长度为的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻,绝缘橡胶带上镀有间距为的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻，若橡胶带匀速运动时，电压表读数为,求：（1）橡胶带匀速运动的速率；（2）电阻r消耗的电功率；（3）一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功。【解析】(1)设电动势为e，橡胶带运动速率为v，由e=blv，e=u得v=u/bl。（2）设电功率为p，则有p=u2/r。（3）设电流强度为i，安培力为f，克服安培力做功为w。由i=u/r,f=bil,w=fd，解得w=blud/r。【点评】此题以可测速的跑步机测速原理切入，考查法拉第电磁感应定律、电功率、安培力做功、欧姆定律等相关知识点。5（2010重庆理综）法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究，实验装置的示意图可用题图表示，两块面积均为s的举行金属板，平行、正对、竖直地全部浸在河水中，间距为d。水流速度处处相同，大小为v，方向水平，金属板与水流方向平行。地磁场磁感应强度的竖直分量为b，河水的电阻率为，水面上方有一阻值为r的电阻通过绝缘导线和电键k连接到两个金属板上，忽略边缘效应，求： （1） 该发电装置的电动势；（2） 通过电阻r的电流强度。（3）