2012高考物理总复习 易错题与高考综合问题解读 考点 12 交变电流 电磁场和电磁波 探究开放题解答

用心 爱心 专心 1 交变电流交变电流 电磁场和电磁波探究开放题解答电磁场和电磁波探究开放题解答 综合问题综合问题 1 1 有效值和电磁感应知识的综合应用有效值和电磁感应知识的综合应用 1 如图 12 20 所示 理想变压器原 副线圈匝数之比为 20 1 原线圈接正弦交流电 源 副线圈接入 220 V 60 W 灯泡一只 且灯炮正常发光 则 A 电流表的示数为 B 电源输出功率为 1200w C 电流表的示数为 D 原线圈端电压为 11 V 解题思路解题思路 灯炮所标 220 V 60 w 及电流表示数均为交流电的有效值 计算功率也需 要用有效值 将输出电流的有效值带入变压器变流比公式即可求出电流表示数 题中理想变 压器的电源输出功率即为灯炮功率 解答解答 C 由 P UI 得输出电流 I2 3 11 A 带入电流比公式可得输入电流为 11 3 220 A 即电流表示数为 3 220 AC 正确 由变压比公式知原线圈电压为 4400 V D 错 2 如图 12 21 所示 矩形线圈 abcd 在磁感强度 B 2 T 的匀强磁场中绕轴 OO 以角 速度 10 ad s 匀速转动 线圈共 10 匝 ab 0 3 m bc 0 6 m 负载电阻 R 45 求 1 电阻 R 在 0 05 s 内所发出的热量 2 0 05 s 内流过的电量 设线圈从垂直中性面开始转动 解题思路解题思路 电流产生焦年热要从交流电的有效值的角度出发 电流通过导线横截面的电 量要从交流电的平均值的角度出发 两个问题的出发点不同 分别求出电流的有效值和平均 值 问题即可解决 解答解答 电动势的最大值为 113 1 V 电流的有效值 所以 0 05 s 内尺上发出的热量 用心 爱心 专心 2 规律总结规律总结 此类问题必须从电磁感应定律入手 先判断产生的交流电的特点 规律 再根据题目要 求求出相应的有效值 平均值或瞬时值 若为正弦交流电则其有效值直接代入关系式 若为 其他交流电则需要由有效值的定义式求出有效值 综合问题综合问题 2 2 交变电流与二极管等其他一级知识点的综合应用交变电流与二极管等其他一级知识点的综合应用 1 利用示波器能够直接观察电信号随时间变化的情况 将下图 12 22 所示电路中的 c d 两点分别接入示波器的 Y 输入 和 地 对示波器进行调节后 荧光屏上出现的波 形可能为下面四种波形中的 解题思路解题思路 根据二极管的单向导电性和示波器荧光屏上显示的波形表示电信号随时间变 化的关系 解答解答 C 正弦式交流电通过变压器后仍为正弦式交流电 通过二极管后只保留正半周或 负半周 故示波器荧光屏上显示的图形应只有正半周或负半周 所以 C 项正确 规律总结规律总结 二极管的单向导电性是解决此类问题的前挹将交流电的特点与二极管等不同元件的特性 巧妙地结合 是解决这类问题的基本方法 综合问题综合问题 3 3 交变电场与力学 电磁学知识的综合应用交变电场与力学 电磁学知识的综合应用 1 如图 12 23 所示 在真空中 半径为 R 的圆形区域内存在匀强磁场 磁场方向垂直 纸面向外 在磁场右侧有一对平行金属板 M 和 N 两板间距离为 R 板长为 2R 板的中心线 01 02与磁场的圆心 0 在同一直线上 有一电荷量为 q 质量为 m 的带正电的粒子 以速度 v0 从圆周上的 a 点沿垂直于半径 OO1 并指向圆心 0 的方向进入磁场 当从圆周上的 Ol点水平 飞出磁场时 给 M N 板加上如图 b 所示电压 最后粒子刚好以平行于 N 板的速度 从 N 板 的边缘飞出 不计粒子重力 1 求磁场的磁感应强度 B 2 求交变电压的周期丁和电压 U0的值 3 若 时 该离子从 MN 板右侧沿板的中心线 仍以速度现射入 M N 之间 求粒子 从磁场中射出的点到 a 点的距离 用心 爱心 专心 3 解题思路解题思路 根据粒子在磁场中圆周运动的特点结合粒子在电场中的类平抛知识 画出粒 子的运动轨迹 利用其几何关系和在电场中竖直方向的运动规律进行求解 解答解答 1 粒子自 a 点进入磁场 从 0l点水平飞出磁场 运动的轨道半径为 R 则 2 粒子自 0l点进入电场 最后恰好从 N 板的边缘平行极板飞出 设运动的时间为 t 则 解得 3 当 时 粒子以速度 v0沿 O2Ol射入电场时 则该粒子恰好从 M 板边缘以平行于极 板的速度射入磁场 进入磁场的速度仍为 v0 运动的轨道半径为 R 设进入磁场时的点为 b 离开磁场时的点为 c 圆心为 03 如图 12 24 所示 四边形 ObO3c 是菱形 所以 0c 03b 所以 c 0 a 三点共线 即为圆