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1、xx二輪復(fù)習(xí) 2022年高三物理第二輪專題復(fù)習(xí) 專題三電磁感應(yīng)與電路教案 人教版 [典例分析] 1．電磁感應(yīng)的圖象問題 （a） （b） 圖4—1 例1、如圖4—1（a）所示區(qū)域（圖中直角坐標(biāo)系xOy的1、3象限）內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于圖面向里，大小為B，半徑為l，圓心角為60°的扇形導(dǎo)線框OPQ以角速度繞O點(diǎn)在圖面內(nèi)沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線框回路電阻為R． （1）求線框中感應(yīng)電流的最大值I0和交變感應(yīng)電流的頻率f． （2）在圖（b）中畫出線框轉(zhuǎn)一周的時(shí)間內(nèi)

2、感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖象．（規(guī)定在圖（a）中線框的位置相應(yīng)的時(shí)刻為t =0） 圖4—3 2、電路的動(dòng)態(tài)分析 例2、如圖4—3所示的電路中，電源的電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r．當(dāng)可變電阻的滑片P向b移動(dòng)時(shí)，電壓表的讀數(shù)U1與電壓表的讀數(shù)U2的變化情況是（ ） A．U1變大，U2變小 B．U1變大，U2變大 C．U1變小，U2變小 D．U1變小，U2變大 3、電磁感應(yīng)與力學(xué)綜合 例3、如圖4—4所示，兩根相距為d的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌位于水平xOy平面內(nèi)，左端接有阻值為R的電阻，其他部分的電阻均

3、不計(jì)．在x>0的一側(cè)存在垂直xOy平面且方向豎直向下的穩(wěn)定磁場，磁感強(qiáng)度大小按B=kx規(guī)律變化（其中k是一大于零的常數(shù)）．一根質(zhì)量為m的金屬桿垂直跨擱在光滑的金屬導(dǎo)軌上，兩者接觸良好． 圖4—4 當(dāng)t =0時(shí)直桿位于x=0處，其速度大小為v0，方向沿x軸正方向，在此后的過程中，始終有一個(gè)方向向左的變力F作用于金屬桿，使金屬桿的加速度大小恒為a，加速度方向一直沿x軸的負(fù)方向．求： （1）閉合回路中感應(yīng)電流持續(xù)的時(shí)間有多長？ （2）當(dāng)金屬桿沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)的速度為時(shí)，閉合回路的感應(yīng)電動(dòng)勢多大？此時(shí)作用于金屬桿的外力F多大？ 4、電磁感應(yīng)與動(dòng)量、能量的綜合 例4、如圖4—

4、6所示，在空間中有一水平方向的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，區(qū)域的上下邊緣間距為h，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．有一寬度為b（b

5、體棒均為沿導(dǎo)軌無摩擦地滑行，開始時(shí)，棒cd靜止，棒ab有指向棒cd的初速度（如圖所示），若兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)中始終不接觸，求： 圖4—7 （1）在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的焦耳熱最多是多少？ （2）當(dāng)ab棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊臅r(shí)，cd棒的加速度是多少？ 5、電磁感應(yīng)與電路綜合 圖4—8 例6、如圖4—8所示，直角三角形導(dǎo)線框abc固定在勻強(qiáng)磁場中，ab是一段長為L、電阻為R的均勻?qū)Ь€，ac和bc的電阻可不計(jì)，ac長度為．磁場的磁感強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里．現(xiàn)有一段長度為，電阻為的均勻?qū)w棒MN架在導(dǎo)線框上，開始時(shí)緊靠ac，然后沿bc方向以恒定速度v向b端滑動(dòng)，滑動(dòng)中始終與

6、ac平行并與導(dǎo)線框保持良好接觸，當(dāng)MN滑過的距離為時(shí)，導(dǎo)線ac中的電流為多大？方向如何？ 6、交變電流的三值 例7、邊長為a的N匝正方形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，以角速度繞垂直于磁感線的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的電阻為R．求： （1）線圈從中性面開始轉(zhuǎn)過90°角的過程中產(chǎn)生的熱量． （2）線圈從中性面開始轉(zhuǎn)過90°角的過程中，通過導(dǎo)線截面的電量． 7、電容、電路、電場、磁場綜合 例8、如圖4—11所示，光滑的平行導(dǎo)軌P、Q相距l(xiāng)=1m，處在同一水平面中，導(dǎo)軌左端接有如圖所示的電路，其中水平放置的平行板電容器C兩極板間距離d=10mm，定值電阻R1=

7、R3=8Ω，R2=2Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場豎直向下穿過導(dǎo)軌平面，當(dāng)金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)（開關(guān)S斷開）時(shí)，電容器兩極板之間質(zhì)量m=1×10－14kg，帶電荷量q=－1×10－25C的粒子恰好靜止不動(dòng)；當(dāng)S閉合時(shí)，粒子以加速度a=7m/s2向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，取g=10m/s2，求： × × × × × × × × × × × × R3 R2 q S m R1 v a P b Q 圖4—11 （1）金屬棒ab運(yùn)動(dòng)的速度多大？電阻多大？ （2）S閉合后，使金屬棒ab做勻速運(yùn)動(dòng)的外力的功率多大？

8、 8、電磁感應(yīng)與交流電路、變壓器綜合 例9、有條河流，流量Q=2m3/s，落差h=5m，現(xiàn)利用其發(fā)電，若發(fā)電機(jī)總效率為50%，輸出電壓為240V，輸電線總電阻R=30Ω，允許損失功率為輸出功率的6%，為滿足用電的需求，則該輸電線路所使用的理想電壓、降壓變壓器的匝數(shù)比各是多少？能使多少盞“220V、100W”的電燈正常發(fā)光． 專題四 《電磁感應(yīng)與電路》跟蹤練習(xí)與高考預(yù)測 1．矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強(qiáng)磁場中，磁感線方向與線圈平面垂直，磁感強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖象如圖4—13所示．t=0時(shí)刻，磁感強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里．在0～4s時(shí)間內(nèi)，線

9、框的ab邊受力隨時(shí)間變化的圖象（力的方向規(guī)定以向左為正方向），可能如圖4—14中的（ ） 圖4—13 A． B． C． D． 2．如圖4—14甲所示，由均勻電阻絲做成的正方形線框abcd的電阻為R，ab=bc=cd=da=l．現(xiàn)將線框以與ab垂直的速度v勻速穿過一寬為2l、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，整個(gè)過程中ab、cd兩邊始終保持與邊界平行．令線框的cd邊剛與磁場左邊界重合時(shí)t=0，電流沿abcda流動(dòng)的方向?yàn)檎? （1）求此過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱； （2）在圖乙中畫出線框中感應(yīng)電流隨

10、時(shí)間變化的圖象； a b c d i t O 圖甲 圖乙 Uab t O 圖丙 l （3）在圖丙中畫出線框中a、b兩點(diǎn)間電勢差Uab隨時(shí)間t變化的圖象． 圖4—14 3．如圖4—15所示，T為理想變壓器，A1、A2為交流電流表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，原線圈兩端接恒壓交流電源，當(dāng)滑變阻器的滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)（ ） ～ R1 A1 R2 R3 A

11、2 T 圖4—15 A．A1的讀數(shù)變大，A2讀數(shù)變大 B．A1的讀數(shù)變大，A2讀數(shù)變小 C．A1的讀數(shù)變小，A2讀數(shù)變大 D．A1的讀數(shù)變小，A2的讀數(shù)變小 4．如圖4—16所示：半徑為r、電阻不計(jì)的兩個(gè)半圓形光滑導(dǎo)軌并列豎直放置，在軌道左上方端點(diǎn)M、N間接有阻值為R的小電珠，整個(gè)軌道處在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，兩導(dǎo)軌間距為L，現(xiàn)有一質(zhì)量為m，電阻為R的金屬棒ab從M、N處自由靜止釋放，經(jīng)一定時(shí)間到達(dá)導(dǎo)軌最低點(diǎn)O、O′，此時(shí)速度為v． 圖4—16 （1）指出金屬棒ab從M、N到O、O′的過程中，通過小電珠的電流方向和金屬棒ab的速度大小變化情況． （2）求金屬棒

12、ab到達(dá)O、O′時(shí)，整個(gè)電路的瞬時(shí)電功率． （3）求金屬棒ab從M、N到O、O′的過程中，小電珠上產(chǎn)生的熱量． 圖4—18 5．（xx年全國）如圖4—18所示a1b1c1d1和a2b2c2d2為在同一豎直平面內(nèi)的金屬導(dǎo)軌，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌所在的平面（紙面）向里．導(dǎo)軌的a1b1段與a2b2段是豎直的，距離l1；c1d1段與c2d2段也是豎直的，距離為l2．x1y1與x2y2為兩根用不可伸長的絕緣輕線相連的金屬細(xì)桿，質(zhì)量分別為m1和m2，它們都垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌保持光滑接觸．兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的總電阻為R．F為作用于金屬桿

13、x1y1上的豎直向上的恒力．已知兩桿運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)，已勻速向上運(yùn)動(dòng)，求此時(shí)作用兩桿的重力的功率的大小和回路電阻上的熱功率． 圖4—19 6．光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖4—19所示，拋物線的方程是y=x2，下半部處在一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)磁場中，磁場的上邊界是y=a的直線（圖中虛線所示），一個(gè)小金屬環(huán)從拋物線上y=b（y>a）處以速度v沿拋物線下滑，假設(shè)拋物線足夠長，金屬環(huán)沿拋物線下滑后產(chǎn)生的焦耳熱總量是（ ） A．mgb B． C．mg(b－a)

14、 D． 7．如圖4—20所示，長為L、電阻r=0.3Ω、質(zhì)量m=0.1kg的金屬棒CD垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)軌間距也是L，棒與導(dǎo)軌間接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌左端接有R=0.5Ω的電阻，量程為0～3.0A的電流表串接在一條導(dǎo)軌上，量程為0～1.0V的電壓表接在電阻R的兩端，垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場向下穿過平面．現(xiàn)以向右恒定外力F使金屬棒右移，當(dāng)金屬棒以v=2m/s的速度在導(dǎo)軌平面上勻速滑動(dòng)時(shí)，觀察到電路中的一個(gè)電表正好滿偏，而另一個(gè)電表未滿偏，問： （1）此滿偏的電表是什么表？說明理由． （2）拉動(dòng)金屬棒的外力F多大？ 圖4—20

15、（3）此時(shí)撤去外力F，金屬棒將逐漸慢下來，最終停止在導(dǎo)軌上．求從撤去外力到金屬棒停止運(yùn)動(dòng)的過程中通過電阻R的電量． 8．高頻焊接是一種常用的焊接方法，其焊接的原理如圖所示．將半徑為10cm的待焊接的圓形金屬工件放在導(dǎo)線做成的1000匝線圈中，然后在線圈中通以高頻的交變電流，線圈產(chǎn)生垂直于金屬工件所在平面的變化磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率為1000T/s．焊接處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的 99倍．工作非焊接部分每單位長度上的電阻為，焊接的縫寬非常小，求焊接過程中焊接處產(chǎn)生的熱功率．（取=10，不計(jì)溫度變化對電阻的影響） 圖4—21 9．如圖4—25

16、所示，兩塊水平放置的平行金屬板間距為d，定值電阻的阻值為R，豎直放置線圈的匝數(shù)為n，繞制線圈導(dǎo)線的電阻為R，其他導(dǎo)線的電阻忽略不計(jì)．現(xiàn)在豎直向上的磁場B穿過線圈，在兩極板中一個(gè)質(zhì)量為m，電量為q，帶正電的油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，則磁場B的變化情況是（ ） 圖4—25 A．均勻增大，磁通量變化率的大小為 B．均勻增大，磁通量變化率的大小為 C．均勻減小，磁通量變化率的大小為 D．均勻減小，磁通量變化率的大小為 10．如圖4—26所示，水平面中的光滑平行導(dǎo)軌P1、P2相距l(xiāng)=50cm，電池電動(dòng)勢E′=6V，電阻不計(jì)；電容C=2F，定值電阻R=9Ω；直導(dǎo)線ab的質(zhì)量m=50g，橫放

17、在平行導(dǎo)軌上，其中導(dǎo)軌間的電阻R′=3Ω；豎直向下穿過導(dǎo)軌面的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T；導(dǎo)軌足夠長，電阻不計(jì)． （1）閉合開關(guān)S，直導(dǎo)線ab由靜止開始運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)加速度多大？ab運(yùn)動(dòng)能達(dá)到的最大速度多大？ （2）直導(dǎo)線ab由靜止開始運(yùn)動(dòng)到速度最大的過程中，電容器的帶電荷量變化了多少？ E′ P1 P2 圖4—26 11．如圖4—27所示的四個(gè)圖中，a、b為輸入端，接交流電源、cd為輸出端，下列說法中錯(cuò)誤的是（ ） ～ a b c d ～ a b d c ～ a b c d ～ a b d c A B C D A．A圖中UabUcd C．C圖中UabUcd 12．某電站輸送的電功率是500kW，當(dāng)采用6kV電壓輸電時(shí)，安裝在輸電線路起點(diǎn)的電度表和終點(diǎn)的電度表一晝夜讀數(shù)相差4800kWh（即4800度），試求：（1）輸電線的電阻；（2）若要使輸電線上損失的功率降到輸送功率的2.304%，應(yīng)采用多高的電壓向外輸電？