2019高考物理二轮复习第二部分热点训练七电磁感应与电路.doc

1、谢谢你的观赏热点七电磁感应与电路口盥题线侧电磁感应，交直流电路是电磁学较为重要的内容，也是高考命题频率较高的内容之一，本部分题型主要是选择题和计算题， 选择题主要考查法拉第电磁感应定律、 楞次定律、交流 电的有效值、电路的动态分析以及有关图像问题， 计算题以考查电磁感应中的电路问题， 动 力学问题和能量问题为主。考向一 电路的动态分析例1如图1所示的交流电路中，理想变压器输入电压为ui=UmSin 100兀t(V),输入功率为Pi,输出功率为P2,电压表读数为U2,各交流电表均为理想电表，由此可知图1A.灯泡中电流方向每秒钟改变100次B.变压器原、副线圈的匝数比为Um： UC.当滑动变阻器

2、R的滑动头向下移动时各个电表读数均变大D.当滑动变阻器 R的滑动头向上移动时 R变大，且始终P1=P2解析由U1=UmSin 100 Ttt(V),可知交变电源频率为 50 Hz,灯泡中电流方向每秒 钟改变100次，选项A正确；变压器原、副线圈的匝数比为Um： V2Ua,选项B错误；电压表的示数只与原线圈电压和变压器原、副线圈匝数比有关，在只改变滑动变阻器接入电路的电阻时，电压表读数不变，选项C错误；当滑动变阻器 R的滑动头向上移动时，变压器输出电流减小，输出功率减小。根据变压器功率的制约关系，P1变小，且始终有 P1=P2,选项D错误。答案A考向二电磁感应规律的应用例2如图2,均匀磁场中有一

3、由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边 缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为 R。使该线框从静止开始绕 过圆心。垂直于半圆面的轴以角速度 3匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线 框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同 A B, , , _ , 样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率X：的大小应为4 co B0A.兀02co B0B.兀解析当导线框匀速转动时，设半径为r,导线框电阻为R,当线框转动时电动势E=2B0r 2 w ,当磁场变化时，EA（）ABAB .AtAtAt；r2, E= E，C对。答案C考向三电磁感应

4、中的图像问题例3某空间中存在一个有竖直边界的水平方向的匀强磁场区域，现将一个等腰梯形闭合导线圈从图示位置垂直于磁场方向以速度v匀速拉过磁场区域， 尺寸如图3所示，取向F随时间t变化的图像是右为力的正方向。下图中能正确反映该过程中线圈所受安培力解析设线圈的电阻为 R线圈切割磁感线的有效长度为1,则安培力的大小为 F=B22v,方向一直沿x轴负方向，在。L这段时间内，有效长度1增大，所以F增大且F-t RV图线的斜率的绝对值增大；在 L2L这段时间内，有效长度1 = L不变，所以F大小不变且t v vL2L 3L=-时刻F突然变小；在这段时间内，有效长度1增大，所以F增大且F-1图线的斜VV V率

5、的绝对值增大；综上所述，A项正确。答案A考向四 电磁感应中的动力学和能量问题例4如图4甲所示，两根完全相同的光滑平行导轨固定，每根导轨均由两段与水平面成0 =30。的长直导轨和一段圆弧导轨平滑连接而成，导轨两端均连接电阻，阻值R =R2 = 2 Q ,导轨间距L= 0.6 m。在右侧导轨所在斜面的矩形区域MMP2Pi内分布有垂直右侧导轨平面向上的磁场，磁场上下边界MR、MP2的距离d = 0.2 m,磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示，t = 0时刻，在右侧导轨斜面上与 MPi距离s= 0.1 m处，有一根阻值 r = 2 Q的金属棒ab垂直于导轨由静止释放，恰好独立匀速通过整个磁场区域

6、，取重力加 速度g= 10 m/s 2,导轨电阻不计，求：图4(1) ab在磁场中运动白速度大小v；(2)在t1 = 0.1 s时刻和t2=0.25 s时刻电阻R的电功率的比；电阻R2产生的总热量Q总。12,解析(1)由 mgs。sin 。=2mv 得 v = 2gs sin 0 = 1 m/s。，一 一 ，、一v(2)棒从释放到运动至MP1的时间t = gL = 0.2 s,一， 一、_ ， A AB在t1=0.1 s时，棒还没进入磁场，有曰=Ld=0.6 VAt At此时，R与金属棒并联后再与E1U=最R= 0.4 V R由图乙可知，t = 0.2 s后磁场保持不变，ab经过磁场的时间t&

7、#39; =d=0.2 s，故在t2 v= 0.25 s 时ab还在磁场中运动，电动势E=BLv= 0.6 V ,一、一 ,.一 U2此时R与R2并联，R总=3 得R两端电压U = 0.2 V电功率P=R一，_P1 U2 4故在11 = 0.1 s和t2=0.25 s时刻电阻R的电功率的比值p1，=石2=彳 I II(3)设ab的质量为m, ab在磁场中运动时，通过ab的电流Iab受到的安培力RFa=BIL又 mgin 0 = BIL解得 m= 0.024 kgU2在00.2 s时间内，R两端的电压 12=0.2 V ,广生的热量 Q=b3=0.004 JR2ab最终将在MP2下方的轨道区域内

8、往返运动，到MR的速度为零，由功能关系可得在t12= 0.2 s后，整个电路最终广生的热量Q= mgd sin 。+ mv= 0.036 J ,由电路关系可得1R产生的热量Q=6Q= 0.006 J故R产生的总热量 Q总=Q+Q=0.01 J 。答案(1)1 m/s (2)4 ： 1(3)0.01 J口观画徐缭1 .(多选)如图5所示电路，已知电源电动势为E,内阻为r, R为定值电阻，当滑动变阻器R的触头向下移动时，下列论述正确的是谢谢您的观赏A.灯泡L 一定变亮8 .电流表的示数变小C.电压表的示数变小D. R消耗的功率变小答案 ABD2 .如图6甲所示，理想变压器的原线圈匝数m = 100

9、匝，副线圈匝数 n2=50匝，电阻R= 10V是理想电压表，原线圈加上如图乙所示的交流电，则下列说法正确的是A.B.C.D.L甲流经电阻R的电流的频率为电压表V的示数为10啦V流经R的电流方向每秒改变电阻R上每秒产生的热量为100 Hz50次10 J答案 D3 .如图7所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b,磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为2 ： 1,圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb,不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是图7A.曰：Eb = 4： 1,感应电流均沿逆时针方向B.巳：Eb = 4： 1,感应电流均沿顺时针方向C. E : Eb =

10、 2 ： 1,感应电流均沿逆时针方向l AA B 小E= 一 - S =AtAtD. Ea ： Eb = 2 ： 1,感应电流均沿顺时针方向. .一 . 一、 . A B ABU解析由题息可知n= k ,导体圆环中广生的感应电动势r r2,因ra : rb=2 ： 1,故Ea ： Eb=4 ： 1。由楞次定律知感应电流的方向均沿顺时针方向，选项B正确。答案 B4 .（多选）空间内存在一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场区域的横截面为等腰直角三角形，底边水平，其斜边长度为L。一正方形导体框边长也为L,开始时正方形导体框的ab边与磁场区域横截面的斜边刚好重合，如图8所示。从图示位置开始计时，正方形导体框

11、以平行于bc边的速度v匀速穿越磁场。若导体框中的感应电流为 i , a、b两点间的电压为uab, 感应电流取逆时针方向为正，则在导体框穿越磁场的过程中，下列关于i、Uab随时间的变化规律正确的是图8解析由楞次定律可以判断出导体框进磁场时电流方向为逆时针，出磁场时电流方向为顺时针，由E= Blv可得i=*=BV，进、出磁场时导体框切割磁感线的有效长度l均由R R大变小，所以电流也是从大变小，选项A正确，B错误；进3磁场时ab为电源，uab< 0且uab = ：Blv ,出磁场时ab不是电源，电流从 b到a, uab 4BlvV0且Uab= -,选项C错误，D正确。答案 AD5 .（多选）如

12、图9所示，足够长的光滑水平直导轨的间距为l ,电阻不计，垂直轨道平面有磁感应强度为 B的匀强磁场，导轨上相隔一定距离放置两根长度均为l的金属棒，a棒质量为m电阻为R, b棒质量为2 e电阻为2R现给a棒一个水平向右的初速度 V%已知a棒在以后的运动过程中没有与b棒发生碰撞，当a棒的速度减为V0时，b棒刚好碰到了障碍物立即停止运动，而 a棒仍继续运动，则下列说法正确的是A.5B.在b棒停止运动前b棒产生的焦耳热为 Q = 24m由C. b棒停止运动后,a棒继续滑行的距离为3mv0R2B如D. b棒停止运动后,a棒继续滑行的距离为mv0R2B2l2解析 设b棒碰到障碍物前瞬间的速度为V2,之前两棒组成的系统动量守恒，则mv =m2- + 2mv,解得V2=斗，所以选项A错误；在b棒停止运动前，根据能量守恒定律可知a11 v0 2 15棒和b棒广生的总>焦耳热 Q）= Qa+ Q = 2mW2m）一