2017_2018學年高考物理二輪復習專題4電路與電磁感應教學案.docx

專題4 電路與電磁感應高考研究(十五) 聚焦選擇題考法直流電路、交流電路1(2016全國卷T17)阻值相等的四個電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路。開關S斷開且電流穩(wěn)定時，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為()A. B. C. D.解析：選C斷開S和閉合S后等效電路分別如圖甲、乙所示。根據(jù)串聯(lián)電路的電壓與電阻成正比可得甲、乙兩圖中電容器兩極板間的電壓U1E，U2E，C所帶的電荷量QCU，則Q1Q235，選項C正確。2.多選(2016全國卷T21)如圖，M為半圓形導線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導線框，圓心為ON；兩導線框在同一豎直面(紙面)內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過直線OMON的水平面上方有一勻強磁場，磁場方向垂直于紙面。現(xiàn)使線框M、N在t0時從圖示位置開始，分別繞垂直于紙面、且過OM和ON的軸，以相同的周期T逆時針勻速轉(zhuǎn)動，則()A兩導線框中均會產(chǎn)生正弦交流電B兩導線框中感應電流的周期都等于TC在t時，兩導線框中產(chǎn)生的感應電動勢相等D兩導線框的電阻相等時，兩導線框中感應電流的有效值也相等解析：選BC兩導線框勻速轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的大小不變，選項A錯誤；導線框的轉(zhuǎn)動周期為T，則感應電流的周期也為T，選項B正確；在t時，切割磁感線的有效長度相同，兩導線框中產(chǎn)生的感應電動勢相等，選項C正確；M導線框中一直有感應電流，N導線框中只有一半時間內(nèi)有感應電流，所以兩導線框的電阻相等時，感應電流的有效值不相等，選項D錯誤。 3.(2016全國卷T16)一含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3 、1 和4 ，為理想交流電流表，U為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定。當開關S斷開時，電流表的示數(shù)為I；當S閉合時，電流表的示數(shù)為4I。該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為()A2 B3 C4 D5解析：選B設原、副線圈的匝數(shù)比為k，根據(jù)變壓器匝數(shù)比與電流成反比的關系，則原線圈電流為I時，副線圈電流為kI；原線圈電流為4I時，副線圈電流為4kI。根據(jù)變壓器的輸入功率等于輸出功率得UII2R1(kI)2(R2R3)4UI(4I)2R1(4kI)2R2聯(lián)立兩式代入數(shù)據(jù)解得k3選項B正確。4多選(2016全國卷T19)如圖，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b。當輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時，兩燈泡均能正常發(fā)光。下列說法正確的是()A原、副線圈匝數(shù)比為91B原、副線圈匝數(shù)比為19C此時a和b的電功率之比為91D此時a和b的電功率之比為19解析：選AD設燈泡的額定電壓為U0，輸入電壓為燈泡額定電壓的10倍時燈泡正常發(fā)光，則變壓器原線圈的電壓為9U0，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為91，A正確，B錯誤；由9U0IaU0Ib得，流過b燈泡的電流是流過a燈泡電流的9倍，根據(jù)PUI，a、b燈泡的電功率之比為19，C錯誤，D正確。5.(2015全國卷T16)一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為31，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為220 V的正弦交流電源上，如圖所示。設副線圈回路中電阻兩端的電壓為U，原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k，則()AU66 V，k BU22 V，kCU66 V，k DU22 V，k解析：選A設原、副線圈中的電流分別I1、I2，則，故k。設原線圈兩端的電壓為U1，則，故U13U，而原線圈上電阻分擔的電壓為U，故3U220 V，解得U66 V。選項A正確。6多選(2017全國卷T21)某同學自制的簡易電動機示意圖如圖所示。矩形線圈由一根漆包線繞制而成，漆包線的兩端分別從線圈的一組對邊的中間位置引出，并作為線圈的轉(zhuǎn)軸。將線圈架在兩個金屬支架之間，線圈平面位于豎直面內(nèi)，永磁鐵置于線圈下方。為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動起來，該同學應將()A左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉B左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉C左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉D左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉解析：選AD裝置平面示意圖如圖所示。如圖所示的狀態(tài)，磁感線方向向上，若形成通路，線圈下邊導線中電流方向向左，受垂直紙面向里的安培力，同理，上邊導線中電流受安培力垂直紙面向外，使線圈轉(zhuǎn)動。當線圈上邊導線轉(zhuǎn)到下邊時，若仍通路，線圈上、下邊中電流方向與圖示方向相比均反向，受安培力反向，阻礙線圈轉(zhuǎn)動。若要線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動，要求左、右轉(zhuǎn)軸只能上一側(cè)或下一側(cè)形成通路，另一側(cè)斷路。故選A、D。高考題型典型試題難度1.直流電路的分析與計算2016全國卷T172.交變電流的產(chǎn)生及描述2016全國卷T213.理想變壓器的工作原理與計算2016全國卷T162016全國卷T192015全國卷T164.交流電動機的原理2017全國卷T21題型(一) 直流電路的分析與計算必備知能1直流電路的動態(tài)分析(1)方法一：程序法，即部分整體部分。(2)方法二：結(jié)論法，即串反并同法。2直流電路中的功率問題(1)電路的電功率分析純電阻電路：P電P熱I2RIU。非純電阻電路：P電P熱P機，即UII2RP機。(2)電源的輸出功率與負載的關系分析當Rr時，電源的輸出功率最大，為Pm。當Rr時，隨著R的增大，電源的輸出功率越來越小。當Rr時，隨著R的增大，電源的輸出功率越來越大。當P出1)能減小遠距離輸電的能量損失C若輸送功率一定，則P2P1n1n2D若輸送功率一定，則P2P1n12n22解析：選BD變壓器只能改變交變電流的電壓，所以第二次實驗只能研究遠距離交流輸電，故A錯誤；第一次實驗，輸電線上的電流I，輸電線上損失的功率P1I2RR；第二次實驗，升壓變壓器副線圈上的電壓U2U1，輸電線上的電流I，輸電線上損失的功率P2I2RR，所以，故D正確，C錯誤；由上述分析知P2U0；在題圖乙中，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，知n1n2，所以該變壓器是降壓變壓器，故A錯誤；由題圖乙，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，得n1n2UU0，故B錯誤；燈泡均能正常工作，所以電流等于額定電流，甲電路消耗的功率為UI，乙電路消耗的功率為U0I，所以甲、乙電路消耗的功率之比為UU0，故C錯誤；R兩端電壓的有效值為UU0，因為電源是正弦交流電，所以R兩端電壓的最大值為(UU0)，故D正確。2.如圖所示，一理想變壓器原線圈匝數(shù)為n12 000，副線圈匝數(shù)為n2500，將原線圈接在u220sin 120t V 的交流電壓上，定值電阻的阻值為20 ，滑動變阻器的總阻值為35 。下列說法中正確的是()A副線圈輸出電壓的頻率為50 HzB副線圈的電壓的有效值為30 VC滑動變阻器的滑片P向右滑動時，電阻R兩端的電壓變小D滑片P滑到最左端時，理想變壓器的輸入功率為55 W解析：選D原、副線圈的交流電壓周期T，頻率f60 Hz，選項A錯誤；原線圈電壓的有效值U1220 V，根據(jù)，可得副線圈的電壓的有效值U255 V，選項B錯誤；滑動變阻器的滑片P向右滑動時，電路中電流變大，電阻R兩端的電壓變大，選項C錯誤；滑動變阻器的滑片P滑到最左端時，理想變壓器的輸入功率為P255 W，選項D正確。3(2017吉安第一中學模擬)如圖所示的電路中，A1和A2為理想電流表，示數(shù)分別為I1和I2，R1R2R3123；當ab兩點間加以恒定的電壓U后，下列結(jié)論正確的是()AI1I234BI1I249 C將A1、A2換成理想電壓表，其示數(shù)之比為35 D將A1、A2換成理想電壓表，其示數(shù)之比為11解析：選Cab兩點間加以恒定的電壓U后，電路圖如圖甲所示，并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且干路電流等于各支路電流之和，故A、B錯誤；將A1、A2換成理想電壓表，電路圖如圖乙所示成為串聯(lián)電路，UR1UR2UR3123，故C正確，D錯誤。4(2018屆高三湖北八校聯(lián)考)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為51，和R1、R2分別是電壓表、定值電阻，且R15R2。已知ab兩端電壓u按圖乙所示正弦規(guī)律變化。下列說法正確的是()A電壓u瞬時值的表達式為u220sin 10t VB電壓表示數(shù)為40 VCR1、R2兩端的電壓之比為51DR1、R2消耗的功率之比為15解析：選D從題圖乙中可知交變電壓的最大值為um220 V，周期為T0.02 s，故100 rad/s，故電壓u瞬時值的表達式為u220sin 100t V，A錯誤；交變電壓的有效值為E220 V，原線圈中的電流為I1，故原線圈中輸出端電壓為U1EI1R1，副線圈中的電壓為U2I2R2，故根據(jù)可得5，由，可得I25I1，又R15R2，代入整理可得I2R2 V，所以電壓表示數(shù)U2 V，B錯誤；R1、R2兩端的電壓之比為11，C錯誤；R1、R2消耗的功率之比為，D正確。5多選(2017泰安模擬)如圖甲所示的電路中，電阻R1R2R，和R1并聯(lián)的D是理想二極管(正向電阻可視為零，反向電阻為無窮大)，在A、B之間加一個如圖乙所示的交變電壓(電壓為正值時， UAB0)。由此可知()A在A、B之間所加的交變電壓的周期為2102 sB在A、B之間所加的交變電壓的瞬時值表達式為u220sin 50t VC加在R1上電壓的有效值為55 VD加在R1上電壓的有效值為55 V解析：選AC由題圖乙可得交變電壓的周期為：T2102 s，故A正確；電壓最大值為：Um220 V，交變電壓的瞬時值表達式為：uUmsin t220sint V220sin 100t V，故B錯誤；當電壓為正值時A點電勢高于B點電勢，二極管導通，即R1被短路；電壓為負值時B點電勢高于A點電勢，二極管截止，R1、R2串聯(lián)。設R1上電壓的有效值為U，根據(jù)有效值的定義得：T，解得：U55 V，故C正確，D錯誤。6多選(2017南平檢測)如圖所示，由于理想變壓器原線圈的輸入電壓降低，使電燈L變暗，下列可以使電燈L重新變亮的方法是()A其他條件不變，P1上移，同時P2下移B其他條件不變，P1下移，同時P2上移C其他條件不變，斷開開關SD其他條件不變，將滑動變阻器滑片P向下移動解析：選BCP1上移增大n1，P2下移減小n2，由理想變壓器的變壓比：，可知U2將會變得更小，所以電燈L不會重新變亮，故A錯誤；同理，P1下移減小n1，P2上移增大n2，可知U2將會變大，所以電燈L會重新變亮，故B正確；其他條件不變，U2電壓不變，斷開開關S，并聯(lián)部分電阻變大，副線圈電流變小，R1分壓變小，電燈L的電壓將變大，所以電燈L會重新變亮，故C正確；其他條件不變，將滑動變阻器滑片P向下移動，總電阻變小，總電流變大，R1分壓變大，電燈L的電壓將變小，所以電燈L不會重新變亮，故D錯誤。7.多選(2017榆林模擬)如圖所示，一臺理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為41，原線圈接入電壓有效值為220 V的正弦交流電，副線圈接有兩只理想二極管(正向電阻為0，反向電阻為無窮大)和兩個電阻，且電阻R1R250 。電壓表和電流表均為理想交流電表，則下列說法正確的是()A電流表的示數(shù)為0.275 AB電壓表的示數(shù)為55 VC1 min內(nèi)電阻R1上產(chǎn)生的熱量為 3 630 JD電阻R2消耗的電功率為60.5 W解析：選AB根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，有：，則副線圈兩端的電壓U2220 V55 V，故B正確；因為二極管具有單向?qū)щ娦裕? min內(nèi)電阻R1上產(chǎn)生的熱量Qt1 815 J，故C錯誤；電阻R2消耗的電功率PR230.25 W，故D錯誤；由題圖電路可知，電阻R1消耗的電功率等于電阻R2消耗的電功率，輸入功率P130.252 W60.5 W，電流表的示數(shù)為I1 A0.275 A，故A正確。8多選(2017銀川重點中學模擬)如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為101，圖甲中P、Q間輸入如圖乙所示的正弦式交變電壓，副線圈接火災報警系統(tǒng)(未畫出)，電壓表均為理想電表，電流表內(nèi)阻不可忽略，R0為定值電阻，R為半導體熱敏電阻(其阻值隨溫度的升高而減小)。下列說法中正確的是()A電壓表V1的示數(shù)一定小于220 VB無論何種情況，電壓表V1的示數(shù)與電壓表V2的示數(shù)之比為101CR處出現(xiàn)火警時，電流表示數(shù)增大DR處出現(xiàn)火警時，電阻R0消耗的功率減小解析：選ABC由題圖乙可知，原線圈電壓的有效值為220 V，由于電流表內(nèi)阻不可忽略，在電流通過電流表時有電壓損失，所以電壓表V1的示數(shù)一定小于220 V，選項A正確；根據(jù)變壓器變壓原理，無論何種情況，變壓器原、副線圈兩端的電壓都與匝數(shù)成正比，所以變壓器原、副線圈兩端的電壓(即電壓表示數(shù))之比為101，選項B正確；R處出現(xiàn)火警時，R的阻值減小，變壓器輸出電流增大，電阻R0消耗的功率增大，變壓器輸出功率增大，根據(jù)輸出功率決定輸入功率可知電流表示數(shù)增大，選項C正確，D錯誤。高考研究(十六) 聚焦選擇題考法三定則、兩定律1(2017全國卷T18)掃描隧道顯微鏡(STM)可用來探測樣品表面原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動對STM的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小振動，如圖所示。無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動后，對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是()解析：選A施加磁場來快速衰減STM的微小振動，其原理是電磁阻尼，在振動時通過紫銅薄板的磁通量變化，紫銅薄板中產(chǎn)生感應電動勢和感應電流，則其受到安培力作用，該作用阻礙紫銅薄板振動，即促使其振動衰減。方案A中，無論紫銅薄板上下振動還是左右振動，通過它的磁通量都發(fā)生變化；方案B中，當紫銅薄板上下振動時，通過它的磁通量可能不變，當紫銅薄板向右振動時，通過它的磁通量不變；方案C中，紫銅薄板上下振動、左右振動時，通過它的磁通量可能不變；方案D中，當紫銅薄板上下振動時，通過它的磁通量可能不變。綜上可知，對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是A。2(2017全國卷T15)如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導軌，導軌平面與磁場垂直。金屬桿PQ置于導軌上并與導軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導軌共面。現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運動，在運動開始的瞬間，關于感應電流的方向，下列說法正確的是()APQRS中沿順時針方向，T中沿逆時針方向BPQRS中沿順時針方向，T中沿順時針方向CPQRS中沿逆時針方向，T中沿逆時針方向DPQRS中沿逆時針方向，T中沿順時針方向解析：選D金屬桿PQ向右切割磁感線，根據(jù)右手定則可知PQRS中感應電流沿逆時針方向；原來T中的磁場方向垂直于紙面向里，閉合回路PQRS中的感應電流產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向外，與原磁場方向相反，使得穿過T的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知T中產(chǎn)生順時針方向的感應電流，綜上所述，可知A、B、C錯誤，D正確。3多選(2016全國卷T20)法拉第圓盤發(fā)電機的示意圖如圖所示。銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸。圓盤處于方向豎直向上的勻強磁場B中。圓盤旋轉(zhuǎn)時，關于流過電阻R的電流，下列說法正確的是()A若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定，則電流大小恒定B若從上向下看，圓盤順時針轉(zhuǎn)動，則電流沿a到b的方向流動C若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向可能發(fā)生變化D若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍解析：選AB由右手定則知，圓盤按如題圖所示的方向轉(zhuǎn)動時，感應電流沿a到b的方向流動，選項B正確；由感應電動勢EBl2知，角速度恒定，則感應電動勢恒定，電流大小恒定，選項A正確；角速度大小變化，感應電動勢大小變化，但感應電流方向不變，選項C錯誤；若變?yōu)樵瓉淼?倍，則感應電動勢變?yōu)樵瓉淼?倍，電流變?yōu)樵瓉淼?倍，由PI2R知，電流在R上的熱功率變?yōu)樵瓉淼?倍，選項D錯誤。 4多選(2015全國卷T19)1824年，法國科學家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”。實驗中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖所示。實驗中發(fā)現(xiàn)，當圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來，但略有滯后。下列說法正確的是()A圓盤上產(chǎn)生了感應電動勢B圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導致磁針轉(zhuǎn)動C在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化D圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場導致磁針轉(zhuǎn)動解析：選AB當圓盤轉(zhuǎn)動時，圓盤的半徑切割磁針產(chǎn)生的磁場的磁感線，產(chǎn)生感應電動勢，選項A正確；如圖所示，銅圓盤上存在許多小的閉合回路，當圓盤轉(zhuǎn)動時，穿過小的閉合回路的磁通量發(fā)生變化，回路中產(chǎn)生感應電流，根據(jù)楞次定律，感應電流阻礙其相對運動，但抗拒不了相對運動，故磁針會隨圓盤一起轉(zhuǎn)動，但略有滯后，選項B正確；在圓盤轉(zhuǎn)動過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量始終為零，選項C錯誤；圓盤整體呈電中性，轉(zhuǎn)動時不會形成電流，選項D錯誤。5(2015全國卷T15)如圖，直角三角形金屬框abc放置在勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向平行于ab邊向上。當金屬框繞ab邊以角速度逆時針轉(zhuǎn)動時，a、b、c三點的電勢分別為Ua 、Ub、Uc。已知bc邊的長度為l。下列判斷正確的是()AUaUc，金屬框中無電流BUbUc，金屬框中電流方向沿abcaCUbcBl2，金屬框中無電流DUbcBl2，金屬框中電流方向沿acba解析：選C金屬框abc平面與磁場平行，轉(zhuǎn)動過程中磁通量始終為零，所以無感應電流產(chǎn)生，選項B、D錯誤；轉(zhuǎn)動過程中bc邊和ac邊均切割磁感線，產(chǎn)生感應電動勢，由右手定則判斷UaUc，UbUc，選項A錯誤；由轉(zhuǎn)動切割產(chǎn)生感應電動勢的公式得UbcBl2，選項C正確。6多選(2017全國卷T20)兩條平行虛線間存在一勻強磁場，磁感應強度方向與紙面垂直。邊長為0.1 m、總電阻為0.005 的正方形導線框abcd位于紙面內(nèi)，cd邊與磁場邊界平行，如圖(a)所示。已知導線框一直向右做勻速直線運動，cd邊于 t0時刻進入磁場。線框中感應電動勢隨時間變化的圖線如圖(b)所示(感應電流的方向為順時針時，感應電動勢取正)。下列說法正確的是()A磁感應強度的大小為0.5 TB導線框運動速度的大小為0.5 m/sC磁感應強度的方向垂直于紙面向外D在t0.4 s至t0.6 s這段時間內(nèi)，導線框所受的安培力大小為0.1 N解析：選BC由題圖(b)可知，導線框運動的速度大小為v m/s0.5 m/s，B項正確；導線框進入磁場的過程中，cd邊切割磁感線，由EBLv，得B T0.2 T，A項錯誤；由題圖(b)可知，導線框進入磁場的過程中，感應電流的方向為順時針方向，根據(jù)楞次定律可知，磁感應強度方向垂直于紙面向外，C項正確；在0.40.6 s這段時間內(nèi)，導線框正在出磁場，回路中的電流大小為I A2 A，則導線框所受的安培力大小為FBIL0.220.1 N0.04 N，D項錯誤。高考題型典型試題難度1.楞次定律、法拉第電磁感應定律的應用2017全國卷T182017全國卷T152016全國卷T202015全國卷T192015全國卷T152.電磁感應中的圖象和動力學問題2017全國卷T20題型(一) 楞次定律、法拉第電磁感應定律的應用高考定位：常考題型解題關鍵：重在掌握“三定則、兩定律”的應用，結(jié)合電路知識進行分析必備知能1三定則、兩定律三定則安培定則：判斷運動電荷、電流產(chǎn)生的磁場方向左手定則：判斷磁場對運動電荷、電流的作用力的方向右手定則：判斷部分導體切割磁感線產(chǎn)生感應電流的方向兩定律楞次定律：判斷閉合電路磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生感應電流的方向法拉第電磁感應定律：確定感應電動勢的大小2.感應電流方向的兩種判斷方法一是利用右手定則，即根據(jù)導體在磁場中做切割磁感線運動的情況進行判斷。二是利用楞次定律，即根據(jù)穿過回路的磁通量的變化情況進行判斷。3楞次定律中“阻礙”的主要表現(xiàn)形式(1)阻礙原磁通量的變化“增反減同”。(2)阻礙相對運動“來拒去留”。(3)使線圈面積有擴大或縮小的趨勢“增縮減擴”。(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)“增反減同”。4求感應電動勢的兩種方法(1)En，用來計算感應電動勢的平均值。(2)EBLv和EBL2，主要用來計算感應電動勢的瞬時值。典例示法例1多選(2017吉林延邊州檢測)1831年，法拉第在一次會議上展示了他發(fā)明的圓盤發(fā)電機，它是利用電磁感應的原理制成的，是人類歷史上第一臺發(fā)電機。如圖所示是這個圓盤發(fā)電機的示意圖：銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動軸和銅盤的邊緣良好接觸。使銅盤轉(zhuǎn)動，電阻R中就有電流通過。若所加磁場為勻強磁場，除R以外其余電阻均不計。從左往右看，銅盤沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是()A銅片D的電勢高于銅片C的電勢B電阻R中有正弦式交變電流流過C銅盤半徑增大1倍，流過電阻R的電流也隨之增大1倍D保持銅盤不動，磁場變?yōu)榉较虼怪庇阢~盤的交變磁場，則銅盤中有電流產(chǎn)生1由于銅盤在切割磁感線，則相當于電源，內(nèi)部電流方向是從負極到正極。2應用右手定則判斷感應電流的方向，同時注意其產(chǎn)生條件。 解析根據(jù)右手定則可知，電流從D點流出，流向C點，因此銅片D的電勢高于銅片C的電勢，故A正確；由于銅盤轉(zhuǎn)動方向不變，從而在電路中形成方向不變的電流，故B錯誤；因感應電動勢EBL ，I，而，則有I，若銅盤半徑增大1倍，流過電阻R的電流變?yōu)樵瓉淼?倍，故C錯誤；保持銅盤不動，磁場變?yōu)榉较虼怪庇阢~盤的交變磁場，穿過銅盤的磁通量變化，則銅盤中有電流產(chǎn)生，故D正確。答案AD 演練沖關1.多選(2017濰坊實驗中學檢測)繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上，鐵芯上套著一個鋁環(huán)，線圈與電源、開關相連，如圖所示。線圈上端與電源正極相連，閉合開關的瞬間，鋁環(huán)向上跳起。若保持開關閉合，則()A如果電源的正、負極對調(diào)，觀察到的現(xiàn)象不變B鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落C鋁環(huán)停留在某一高度D鋁環(huán)不斷升高解析：選AB閉合開關瞬間，線圈中產(chǎn)生磁場，導致鋁環(huán)內(nèi)產(chǎn)生磁通量等效于磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，鋁環(huán)中感應電流的磁場將阻礙磁通量的增大，因此將向上跳起，但是不能阻止磁通量變化，故鋁環(huán)將回落，故B正確，C、D錯誤；實驗現(xiàn)象與電源的正、負極對調(diào)無關，故A正確。2.(2017南昌重點中學模擬)如圖所示，由均勻?qū)Ь€制成的半徑為R的圓環(huán)，以速度v勻速進入一磁感應強度大小為B的勻強磁場。當圓環(huán)運動到圖示位置(aOb90)時，a、b兩點的電勢差為()A.BRv B.BRvC.BRv D.BRv解析：選D由幾何關系知，當圓環(huán)運動到題圖所示位置，圓環(huán)切割磁感線的有效長度為R；此時ab間產(chǎn)生的感應電動勢為：EBRv；a、b兩點的電勢差由歐姆定律得：UabEBRv，故D正確。3.多選(2017寧德檢測)如圖所示，固定在傾角為30的斜面內(nèi)的兩根平行長直光滑金屬導軌的間距為d1 m，其底端接有阻值為R2 的電阻，整個裝置處在垂直斜面向上、磁感應強度大小為B2 T的勻強磁場中。一質(zhì)量為m1 kg (質(zhì)量分布均勻)的導體桿ab垂直于導軌放置，且與兩導軌保持良好接觸?，F(xiàn)ab在沿斜面向上、垂直于ab的恒力F10 N作用下，從靜止開始沿導軌向上運動的距離L6 m時，速度恰好達到最大(運動過程中ab始終與導軌保持垂直)。設ab接入電路的電阻為r2 ，導軌電阻不計，重力加速度大小為g10 m/s2。則此過程()Aab的速度最大值為5 m/sB流過電阻R的電量為6 CC在這一過程中，整個回路產(chǎn)生的焦耳熱為17.5 JD流過電阻R的電流方向為由c到d解析：選AC當ab達到最大速度時滿足：Fmgsin ，解得vm5 m/s，選項A正確；流過電阻R的電量：q C3 C，選項B錯誤；回路產(chǎn)生的焦耳熱：QFLmgLsin mvm217.5 J，選項C正確；由右手定則可知，流過電阻R的電流方向為由d到c，選項D錯誤。題型(二) 電磁感應中的圖象和動力學問題高考定位：?？碱}型解題關鍵：重在理解圖象的物理意義，掌握分析圖象問題的兩種方法 典例示法例2多選(2017泰安模擬)矩形線框abcd固定放在勻強磁場中，磁場方向與線框平面垂直，磁感應強度B隨時間t變化的圖象如圖所示。設t0時刻，磁感應強度的方向垂直線框平面向里，選項圖中i表示線框中感應電流的大小(規(guī)定電流沿順時針方向為正)，F(xiàn)表示線框ab邊所受的安培力的大小(規(guī)定ab邊所受的安培力方向向左為正)，圖象可能正確的是()1本題應根據(jù)磁感應強度變化規(guī)律進行分段研究。2根據(jù)法拉第電磁感應定律可定性判斷電流的圖象。3由楞次定律和左手定則判斷安培力的方向。4由法拉第電磁感應定律和安培力公式研究安培力的大小。 解析在02 s內(nèi)，磁感應強度均勻變化，線框的磁通量均勻變化，產(chǎn)生恒定電流，磁場方向先向里后向外，磁通量先減小后增大，由楞次定律可知，感應電流方向一直為順時針方向，電流為正值。根據(jù)法拉第電磁感應定律得：ES，該段時間內(nèi)恒定，則感應電動勢恒定，由I可知感應電流也恒定。同理得知，在24 s內(nèi)，感應電流方向為逆時針方向，電流為負值，感應電流也恒定，故A正確，B錯誤；在02 s內(nèi)，線框ab邊所受的安培力的大小為FBIL，IL一定，F(xiàn)與B成正比，而由楞次定律判斷可知，ab邊所受安培力方向先向左后向右，即先為正值后為負值。同理得知，在24 s內(nèi)，F(xiàn)與B成正比，安培力方向先向左后向右，即先為正值后為負值，與02 s內(nèi)變化情況相同，故C正確，D錯誤。答案AC1電磁感應中圖象問題的一般分析思路(1)明確圖象的種類(看縱橫坐標分別表示什么物理量，如Bt、Et、Ex、ix、it、F安t等)。(2)分析電磁感應的具體過程(如導體勻速、加速、減速切割磁感線，磁感應強度均勻、非均勻變化等)。(3)結(jié)合相關規(guī)律寫出函數(shù)表達式(注意數(shù)形結(jié)合)。(4)根據(jù)函數(shù)關系進行圖象分析(注意點、線、面、斜率、截距等的物理意義)。2分析電磁感應中圖象問題的常用方法排除法定性地分析電磁感應過程中物理量的變化趨勢(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特別是分析物理量的正負，以排除錯誤的選項函數(shù)法根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個物理量之間的函數(shù)關系，然后由函數(shù)關系對圖象進行分析和判斷3.解答圖象問題關注點(1)關注初始時刻，如初始時刻感應電流是否為零，是正方向還是負方向。(2)關注變化過程，看電磁感應發(fā)生的過程分為幾個階段，這幾個階段是否和圖象變化相對應。(3)關注大小、方向的變化趨勢，看圖象斜率的大小、圖象的變化趨勢是否和物理過程對應。演練沖關4多選(2018屆高三第一次全國大聯(lián)考卷)如圖甲所示，粗細均勻的矩形金屬線框abcd固定于勻強磁場中，磁場方向垂直線框所在平面，磁感應強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示。以垂直于線框所在平面向里為磁感應強度B的正方向，則選項圖中關于ab邊的熱功率P、ab邊受到的安培力F(以向右為正方向)隨時間t變化的規(guī)律正確的是()解析：選AD由題圖乙知，的大小恒定，根據(jù)法拉第電磁感應定律：EnnS 可知，線框中產(chǎn)生的感應電動勢大小不變，所以感應電流大小也不變，ab邊的熱功率PI2R，恒定不變，A正確，B錯誤；根據(jù)安培力公式FBIL，因為電流大小、ab邊長度不變，安培力與磁感應強度成正比，根據(jù)左手定則判定方向，可知C錯誤，D正確。5.多選(2018屆高三第一次全國大聯(lián)考卷)如圖所示，