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1、本文格式為Word版,下載可任意編輯 2022年度高考物理二輪復(fù)習(xí)教師文檔專題四 下面是我為大家整理的2022年度高考物理二輪復(fù)習(xí)教師文檔專題四-專題六【優(yōu)秀范文】,供大家參考。 教師文檔 專題四- - 專題六 第 第 1 1 講 恒定電流與交變電流 1(2022江蘇單科,8)如圖 1 所示的電路中,電源電動勢為 12 V,內(nèi)阻為 2 ,四個電阻的阻值已在圖中標(biāo)出,閉合開關(guān) S,以下說法正確的有( ) 圖 1 A路端電壓為 10 V B電源的總功率為 10 W C a 、 b 間電壓的大小為 5 V D a 、 b 間用導(dǎo)線連接后,電路的總電流為 1 A 解析 外電路的總電阻 R 202022
2、20 10 ,總電流I ER r 1 A,那么路端電壓U IR 10 V,A 對; 電源的總功率 P 總 EI 12 W,B 錯; a 、 b 間電壓大小為 U ab 0.515 V-0.55 V 5 V,C 項對; a 、 b 間用導(dǎo)線連接后,外電路的總電阻為 R 2 515515 7.5 ,電路中的總電流 I ER r 1.26 A,D 項錯誤。 答案 AC 2(2022江蘇單科,4)一自耦變壓器如圖 2 所示,環(huán)形鐵芯上只繞有一個線圈,將其接在a 、 b 間作為原線圈。通過滑動觸頭取該線圈的一片面,接在 c 、 d 間作為副線圈,在 a 、 b 間輸入電壓為 U 1 的交變電流時, c
3、、 d 間的輸出電壓為 U 2 ,在將滑動觸頭從 M 點順時針轉(zhuǎn)到 N點的過程中( ) 圖 2 A U 2 gt; U 1 , U 2 降低 B U 2 gt; U 1 , U 2 升高 C U 2 lt; U 1 , U 2 降低 D U 2 lt; U 1 , U 2 升高 解析 由 U1U 2 n 1n 2 , n1 gt; n 2 知 U 2 lt; U 1 ; 滑動觸頭從 M 點順時針旋轉(zhuǎn)至 N 點過程, n 2 減小,那么 U 2 降低,C 項正確。 答案 C 3(2022江蘇單科,1)一電器中的變壓器可視為夢想變壓器,它將 220 V 交變電流變更為110 V。已知變壓器原線圈匝
4、數(shù)為 800,那么副線圈匝數(shù)為( ) A200 B400 C1 600 D3 200 解析 根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律 U1U 2 n 1n 2 得, n2 U2U 1 n1 110220 800400,選項 B 正確。 答案 B 4(2022江蘇單科,3)遠距離輸電的原理圖如圖 3 所示,升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為 n 1 、 n 2 ,電壓分別為 U 1 、 U 2 ,電流分別為 I 1 、 I 2 ,輸電線上的電阻為 R 。變壓器為夢想變壓器,那么以下關(guān)系式中正確的是( ) 圖 3 A. I1I 2 n 1n 2 B I 2 U2R C I 1 U 1 I22 R D I 1 U 1 I
5、 2 U 2 解析 由于夢想變壓器的電流比與匝數(shù)比成反比,即 I1I 2 n 2n 1 ,A 錯; 由于R 兩端的電壓不等于U 2 ,故 B 錯;由能量關(guān)系可得 U 1 I 1 I22 R P 用 ,故 C 錯;由功率關(guān)系, P 入 P 出 可得: I 1 U 1 I 2 U 2 ,D 項正確。 答案 D 考 情 分 析 2 直流電路和交流電路 T3:變壓器、遠距離輸電 T1:夢想變壓器 T13:電阻定律 T4:自耦變壓器 T8:直流電路的分析與計算 直流電路的分析與計算是高考的熱點,重點測驗電路的功率計算、動態(tài)過程分析等; 交流電路片面重點測驗電流的“四值”、變壓器的規(guī)律應(yīng)用。一般以選擇題為
6、主,有時也與電磁感應(yīng)結(jié)合在計算題中舉行測驗。 直流電路的分析與計算 規(guī) 律 方 法 閉合電路動態(tài)分析的兩種常用方法 (1)程序分析法:流程如下 (2)利用結(jié)論法:即“串反并同”法 “串反”即某一電阻增大(減小)時,與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、消耗的電功率都減小(增大); “并同”即某一電阻增大(減小)時,與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、消耗的電功率都增大(減小)。 精 典 題 組 1(2022蘇北四市一模)在如圖 4 所示的電路中, E 為電源,電源內(nèi)阻為 r ,L 為小燈泡(其燈絲電阻可視為不變), 為夢想電壓表, R 1 、 R 2 為定值電阻, R 3 為滑動
7、變阻器,將滑動變阻器的滑片向上移動,那么( ) 圖 4 A電壓表的示數(shù)變大 B小燈泡消耗的功率變小 C通過 R 2 的電流變小 D電源的內(nèi)耗電壓變大 解析 將滑動變阻器的滑片向上移動,滑動變阻器接入電路的阻值增大,電路中的總電阻增大; 由閉合電路歐姆定律可得,電路中的電流減小,故 R 1 兩端的電壓減小,并聯(lián)片面電壓增大,通過 R 2 的電流變大,A、C 錯誤;由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知,流過燈泡的電流確定減小,故由 P I2 R可知,小燈泡消耗的功率變小,B 正確;因電路中電流減小,故電源的內(nèi)耗電壓減小,D 錯誤。 答案 B 2(2022全國卷,17)阻值相等的四個電阻、電容器 C 及電池 E
8、 (內(nèi)阻可疏忽)連接成如圖5 所示電路。開關(guān) S 斷開且電流穩(wěn)定時, C 所帶的電荷量為 Q 1 ; 閉合開關(guān) S,電流再次穩(wěn)定后,C 所帶的電荷量為 Q 2 。 Q 1 與 Q 2 的比值為( ) 圖 5 A. 25 B.12 C.35 D.23 解析 S 斷開時等效電路如圖甲所示。 圖甲 電容器兩端電壓為 U 1 ER 23 R 23 R 12 15 E ; S 閉合時等效電路如圖乙所示。 圖乙 電容器兩端電壓為 U 2 ER 12 R 12 R 13 E , 由 Q CU 得 Q1Q 2 U 1U 2 35 ,應(yīng)選項 C 正確。 答案 C 3(多項選擇)如圖 6 所示,平行金屬板中帶電質(zhì)
9、點 P 原來處于靜止?fàn)顟B(tài),不考慮電流表和電壓表對電路的影響, R 1 的阻值和電源內(nèi)阻 r 相等。將滑動變阻器 R 4 的滑片向 b 端移動,那么( ) 圖 6 A R 3 上消耗的功率增大 B電流表讀數(shù)減小,電壓表讀數(shù)增大 C電源的輸出功率增大 D質(zhì)點 P 將向下運動 解析 將滑動變阻器 R 4 的滑片向 b 端移動,其接入電路的電阻減小,外電路總電阻減小,根據(jù)閉合電路歐姆定律分析得知干路電流 I 增大。電容器極板間的電壓等于 R 3 兩端的電壓。 R 4減小,并聯(lián)片面的總電阻減小,那么 R 3 的電壓減小, R 3 上消耗的功率減小,電容器極板間場強減小,質(zhì)點 P 所受的電場力減小,所以質(zhì)
10、點 P 將向下運動。流過電流表的電流 I A I - I 3 , I增大, I 3 減小,那么 I A 增大,所以電流表讀數(shù)增大。 R 4 的電壓 U 4 U 3 - U 2 , U 3 減小, U 2 增大,那么U 4 減小,所以電壓表讀數(shù)減小。由于 R 1 的阻值和電源內(nèi)阻 r 相等,那么外電路總電阻大于電源的內(nèi)阻 r ,當(dāng)外電阻減小時,電源的輸出功率增大,A、B 錯誤,C、D 正確。 答案 CD 交變電流的產(chǎn)生和描述 規(guī) 律 方 法 解決交變電流的產(chǎn)生和描述的根本方法 (1)抓牢兩個特殊位置的特點: 線圈平面與中性面重合時, S B , 最大, t0, e 0, i 0,電流方向?qū)l(fā)生變
11、更。 線圈平面與中性面垂直時, S B , 0, t最大, e 最大, i 最大,電流方向不變更。 (2)書寫交變電流瞬時值表達式的根本思路: 確定正弦式交變電流的峰值,根據(jù)已知圖象讀出或由公式 E m nBS 求出相應(yīng)峰值。 明確線圈的初始位置,找出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式。 a若線圈從中性面位置開頭轉(zhuǎn)動,那么 i - t 圖象為正弦函數(shù)圖象,函數(shù)式為 i I m sin t 。 b若線圈從垂直中性面位置開頭轉(zhuǎn)動,那么 i - t 圖象為余弦函數(shù)圖象,函數(shù)式為 i I m cos t 。 精 典 題 組 1.利用測驗室的手搖發(fā)電機產(chǎn)生的正弦交流電給燈泡 L 供電,其電路如圖 7 所示。當(dāng)線圈以角速度
12、 勻速轉(zhuǎn)動時,電壓表示數(shù)為 U ,燈泡正常發(fā)光。已知發(fā)電機線圈的電阻為 r ,燈泡 正常發(fā)光時的電阻為 R ,電表均為夢想電表,導(dǎo)線電阻可疏忽,那么( ) 圖 7 A圖中電流表示數(shù)為 Ur B燈泡的額定功率為U2R r C發(fā)電機的線圈中產(chǎn)生的電動勢的最大值為 U (1 rR ) D從線圈轉(zhuǎn)到中性面開頭計時,燈泡兩端電壓的瞬時值表達式為 u 2 U sin t 解析 由歐姆定律可知,圖中電流表示數(shù)為 I UR ,選項 A 錯誤; 燈泡的額定功率為P UI U2R ,選項 B 錯誤;設(shè)發(fā)電機的線圈中產(chǎn)生的電動勢的最大值為 E m ,有效值為 E E m2 ,由閉合電路歐姆定律得 E U Ir ,
13、I UR ,聯(lián)立解得E m 2 U (1 rR ),選項 C 錯誤;從線圈轉(zhuǎn)到中性面開頭計時,發(fā)電機產(chǎn)生的正弦交變電流電流表達式為 i 2 I sin t ,燈泡兩端電壓的瞬時值表達式為 u 2 U sin t ,選項 D 正確。 答案 D 2.(多項選擇)小型發(fā)電機線圈共 N 匝,每匝可簡化為矩形線圈 abcd , bc 邊長度為 L 1 ,磁極間的磁場可視為勻強磁場,方向垂直于線圈中心軸 OO ,線圈以角速度 繞 OO 勻速轉(zhuǎn)動,如圖 8 所示。矩形線圈 ab 邊和 cd 邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為 e 0 ,不計線圈電阻,以下說法正確的是( ) 圖 8 A ab 邊長度為 L 2 e
14、 0BL 1 B產(chǎn)生的交變電流的周期是 2 C若從中性面開頭計時,那么發(fā)電機的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為 e 2 Ne 0 sin t D發(fā)電機線圈從垂直中性面位置轉(zhuǎn)動 90的過程中,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的平均值是 2 Ne0 解析 由題意可知,線圈 ab 邊和 cd 邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為 e 0 ,由 e 0 BLv BL L12,解得 L 2 e 0BL 1 ,選項 A 正確; T 2,選項 B 錯誤;對單匝矩形線圈,其感應(yīng)電動勢最大值為 2 e 0 ,發(fā)電機線圈共 N 匝,所以發(fā)電機線圈中總感應(yīng)電動勢最大值為 2 Ne 0 ,從中性面開頭計時,那么感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為 e 2
15、 Ne 0 sin t ,選項 C 正確;發(fā)電機線圈從垂直中性面位置轉(zhuǎn)動 90的過程中,磁通量變化量為 BLL 1 2 e0 ,時間 t T4 2 ,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢平均值是 E- N t 4 Ne0,選項 D 錯誤。 答案 AC 3(多項選擇)(2022湖南懷化模擬)如圖 9 甲所示,阻值為 r 4 的矩形金屬線框與夢想電流表、夢想變壓器的原線圈構(gòu)成回路,標(biāo)有“12 V 36 W”的字樣的燈泡 L 與夢想變壓器的副線圈構(gòu)成回路,燈泡 L 恰能正常發(fā)光,夢想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為 31。矩形金屬線框在勻強磁場中繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。那么( )
16、 圖 9 A夢想變壓器原線圈輸入電壓的瞬時值表達式為 u 40 2sin(100 t )V B夢想電流表 的示數(shù)為 1 A C t 0.01 s 時,矩形金屬線框平面與磁場方向平行 D燈泡 L 與夢想變壓器的副線圈構(gòu)成的回路中的電流方向每秒變更 100 次 解析 由于燈泡恰能正常發(fā)光,說明夢想變壓器的輸出電壓 U 2 12 V,根據(jù)夢想變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系可得 U 1 n1n 2 U2 36 V,所以夢想變壓器輸入電壓的瞬時值表達式為 u 36 2sin(100 t )V,故 A 選項錯誤; 根據(jù)夢想變壓器的電流與匝數(shù)的關(guān)系可得 I 1 n2n 1 I2 1 A,又電流表顯示的交變電流的有效
17、值,那么夢想電流表的示數(shù)為 1 A,故 B 選項正確; t 0.01 s時,電動勢的瞬時值為零,發(fā)電機的線圈平面與磁場方向垂直,故 C 錯誤;由于夢想變壓器不變更交流電的頻率,根據(jù)圖乙可知,燈泡 L 與夢想變壓器的副線圈構(gòu)成的回路中的電流方向每秒變更 100 次,故 D 選項正確。 答案 BD 變壓器和遠距離輸電問題 規(guī) 律 方 法 1夢想變壓器三個根本關(guān)系(只有一個副線圈) (1)功率關(guān)系: P 入 P 出 (2)電壓關(guān)系: U1U 2 n 1n 2 (3)電流關(guān)系: I1I 2 n 2n 1 2幾個制約關(guān)系 (1)輸入功率由輸出功率抉擇,即 P 入 P 出 (副制約原); (2)輸出電壓由
18、輸入電壓和匝數(shù)比抉擇,即 U 2 n2n 1 U1 (原制約副); (3)輸入電流由輸出電流和匝數(shù)比抉擇,即 I 1 n2n 1 U1 (副制約原); (4)輸出功率由用戶負載抉擇,即 P 出 P 負總 P 負 1 P 負 2 (5)輸出電流由輸出電壓和用戶負載抉擇: I 2 U 2R 負 。 【更加指點】 (1)夢想變壓器原、副線圈之間一致的量:功率 P 、電壓與匝數(shù)的比值 Un 、頻率 f 及磁通量的變化率 t。 (2)對于電源,原線圈相當(dāng)于用電器; 對于用電器,副線圈相當(dāng)于電源。 3原線圈連接有電阻的變壓器問題的處理 變壓器的原理是電磁感應(yīng)中的互感現(xiàn)象,變壓器不能變更恒定電流,當(dāng)原線圈接
19、有電阻時,變壓器的原線圈輸出電壓不是電源的電壓,所以求解的關(guān)鍵是先求出原線圈中的電流,再由電壓關(guān)系列式。 精 典 題 組 1如圖 10 所示,某旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機的轉(zhuǎn)子有兩對磁極,定子線圈的輸出端接在一夢想變壓器的原線圈上。不計定子線圈的電阻,當(dāng)轉(zhuǎn)子以 25 r/s 的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時,在定子線圈中產(chǎn)生頻率為 50 Hz 的正弦交流電。若使轉(zhuǎn)子以 50 r/s 的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動,那么( ) 圖 10 A電流表 的示數(shù)變?yōu)樵瓉淼?2 倍 B電壓表 的示數(shù)不變 C電阻 R 上交流電的頻率為 50 Hz D變壓器鐵芯中磁通量變化率的最大值變?yōu)樵瓉淼?4 倍 解析 轉(zhuǎn)速加倍,根據(jù) 2 n ,角速度加倍,根據(jù) E
20、 m NBS ,動生電動勢的最大值加倍,變壓器原線圈兩端電壓加倍,根據(jù)變壓器原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比可知,副線圈兩端電壓加倍,副線圈中電流加倍,根據(jù)電流與匝數(shù)關(guān)系可知電流表的示數(shù)也加倍,選項 A 正確,B 錯誤; 轉(zhuǎn)速加倍,那么原線圈輸入電壓頻率加倍,為 100 Hz,變壓器不變更電流頻率,所以電阻 R 上交流電的頻率為 100 Hz,應(yīng)選項 C 錯誤;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知,電動勢與磁通量變化率成正比,由于電動勢加倍,變壓器鐵芯中磁通量變化率的最大值變?yōu)樵瓉淼?2倍,應(yīng)選項 D 錯誤。 答案 A 2(2022揚州模擬)如圖 11 所示為遠距離輸電的示意圖,升壓變壓器和降壓變壓器均為夢
21、想變壓器,發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變。閉合開關(guān) S 后( ) 圖 11 A升壓變壓器的輸出電壓增大 B降壓變壓器的輸出電流減小 C輸電線上損耗的功率增大 D輸電線上交流電的頻率減小 解析 根據(jù)輸入電壓抉擇輸出電壓,閉合開關(guān) S 后,升壓變壓器的輸出電壓不變,選項 A 錯誤; 閉合開關(guān) S 后,負載增加,負載總電阻減小,降壓變壓器的輸出電流增大,輸電線上電流增大,輸電線上損耗的功率增大,選項 B 錯誤、C 正確;根據(jù)變壓器不變更交變電流頻率可知,輸電線上交流電的頻率不變,選項 D 錯誤。 答案 C 3如圖 12 所示的夢想變壓器中原、副線圈的匝數(shù)比為 51,其中 R 1 100 、 R
22、 2 4 分別代表輸電線的電阻。在副線圈上接有兩盞“8 V、4 W”的燈泡,若在 a 、 b 端輸入 e 60 2sin 100 t (V)的交流電,當(dāng)開關(guān) S 斷開時,燈泡 L 1 正常發(fā)光,那么( ) 圖 12 A開關(guān)閉合后,燈泡 L 1 會變亮 B開關(guān)閉合后, a 、 b 端輸入功率變小 C開關(guān)閉合前, R 1 、 R 2 消耗的功率相等 D開關(guān)閉合前,電源的輸出功率為 5 W 解析 開關(guān)閉合后,副線圈電路中總電阻變小,副線圈中的電流 I 2 變大,根據(jù) n 1 I 1 n 2 I 2 可知,原線圈中的電流 I 1 也變大,所以 R 1 、 R 2 上的電壓都變大,燈泡 L 1 上的電壓
23、變小,亮度變暗,選項 A 錯誤; 原線圈中的電流 I 1 變大, a 、 b 端輸入功率變大,選項 B 錯誤;開關(guān)閉合前,通過燈泡的電流 I 2 PU 0.5 A,R 2 上消耗的功率為 P 2 I22 R 2 1 W,根據(jù) n 1 I 1 n 2 I 2 求得 I 1 0.1 A, R 1 上消耗的功率為 P 1 I21 R 1 1 W,選項 C 正確;開關(guān)閉合前,電源的輸出功率為 P 總 1 W1 W4 W6 W,選項 D 錯誤。 答案 C 4(2022徐州市模擬)如圖 13 所示為一夢想變壓器通過二極管給某種型號的電池充電的簡樸原理圖,現(xiàn)在變壓器的原線圈接入有效電壓為 220 V 的正弦
24、交變電流,變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為 1101,交流電流表的示數(shù)為110 A,電池的內(nèi)阻為 2 ,二極管具有單向?qū)щ娦?,以下說法正確的是( ) 圖 13 A電池的充電電壓為 2 V B夢想變壓器的輸入功率為 15 W C充電時,電池的熱功率為210 W D充電時,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為(210-150 ) W 解析 由 U1U 2 n 1n 2 得變壓器的輸出電壓U 2 2 V,經(jīng)過二極管后,正弦交變電流變成半波交變電流,根據(jù)有效值的定義得 U22R T2 U2R T ,解得電池的充電電壓U 2 V,選項 A 錯誤; 夢想變壓器的輸出功率 P 2 UI 2 210 W,變壓器的輸入功率等于輸
25、出功率,故變壓器的輸入功率為210 W,選項 B 錯誤;充電時,電池的熱功率 P I22 r (110 )2 2 W 150 W,選項 C 錯誤; 充 電時,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為210 W-150 W(210 -150 ) W,選項 D 正確。 答案 D 高頻考點八 結(jié)合夢想變壓器測驗交流電路的動態(tài)分析 總分值策略 夢想變壓器的動態(tài)分析是高考命題的重點,測驗方向:一是負載不變,匝數(shù)比變化,議論各量的變化處境; 二是匝數(shù)比不變,負載變化,議論各量的變化處境。 (1)分析變壓器動態(tài)變化問題的一般思維流程 (2)分析變壓器動態(tài)變化問題的關(guān)鍵 弄清變量和不變量,確定是負載電阻不變還是匝數(shù)比不變;
26、弄清變壓器動態(tài)變化中的抉擇關(guān)系,即 P 2 抉擇 P 1 , I 2 抉擇 I 1 , U 1 抉擇 U 2 。 總分值例如 (3 分)如圖 14 所示,有一矩形線圈的面積為 S ,匝數(shù)為 N ,內(nèi)阻不計,繞 OO 軸在水平方向的磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場中以角速度 做勻速轉(zhuǎn)動,從圖示位置開頭計時。矩形線圈通過滑環(huán)接一夢想變壓器,滑動觸頭 P 上下移動時可變更輸出電壓,副線圈接有可調(diào)電阻 R ,以下判斷正確的是( ) 圖 14 A矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為 e NBS cos t B矩形線圈從圖示位置經(jīng)過2 時間時,通過電流表的電荷量為 0 C當(dāng) P 位置不動, R 增大時,電
27、壓表讀數(shù)也增大 D當(dāng) P 位置向上移動、 R 不變時,電流表讀數(shù)減小 審題指導(dǎo) 第一步:抓關(guān)鍵點獲取信息 其次步:分析選項找解題依據(jù) A 項:計時起點, E m NBS e E m cos te NBS cos t 。 B 項:矩形線圈經(jīng)時間 t 2 T4 ,所以 BSq ItEIRq ER t N R0。 C 項:當(dāng) P 位置不動, n 1 不變,線圈內(nèi)阻不計電壓表讀數(shù)不變。 D 項:當(dāng) P 位置向上移動, n 1 減小2 21 1U nU n U 2 增大,22UIR I 2 增大1 22 1I nI n I 1 增大,電流表讀數(shù)增大。 總分值模板 解析 計時起點,線圈內(nèi)的感應(yīng)電動勢最大值
28、為 E m NBS ,所以感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為 e NBS cos t ,A 選項正確; 矩形線圈從圖示位置經(jīng)過2 時間,線圈磁通量的變化量為 BS ,故通過電流表的電荷量 q N R,即不為 0,B 選項錯誤;電壓表示數(shù)是線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值,即總是 NBS2,C 選項錯誤;當(dāng) P 位置向上移動,輸出電壓升高, R 不變時,輸出功率增大,電流表讀數(shù)增大,選項 D 錯誤。 答案 A 總分值體驗 (3 分)(2022天津理綜,5)如圖 15 所示,夢想變壓器原線圈接在交流電源上,圖中各電表均為夢想電表。以下說法正確的是( ) 圖 15 A當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭 P 向上滑動時, R
29、 1 消耗的功率變大 B當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭 P 向上滑動時,電壓表 V 示數(shù)變大 C當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭 P 向上滑動時,電流表 A 1 示數(shù)變大 D若閉合開關(guān) S,那么電流表 A 1 示數(shù)變大,A 2 示數(shù)變大 解析 當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭 P 向上滑動時,接入電路的阻值變大,變壓器副線圈兩端電壓不變,副線圈電路中的電流減小,那么 R 1 消耗的功率及其兩端電壓均變小,故電壓表的示數(shù)變大,選項 A 錯誤,B 正確; 當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭 P 向上滑動時,副線圈中的電流減小,那么原線圈中的電流也減小,電流表 A 1 示數(shù)變小,選項 C 錯誤;若閉合開關(guān) S,副線圈電路中總電阻減小,副線
30、圈中的電流變大, R 1 兩端電壓變大, R 2 兩端電壓減小,電流表 A 2 示數(shù)減小,原線圈中的電流變大,電流表 A 1 示數(shù)變大,選項 D 錯誤。 答案 B 一、單項選擇題 1(2022南京市模擬)如圖 1 所示,面積為 S 、匝數(shù)為 N 、電阻為 r 的線圈與阻值為 R 的電阻構(gòu)成閉合回路,夢想交流電壓表并聯(lián)在電阻 R 的兩端。線圈在磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場中,繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)動軸以角速度 勻速轉(zhuǎn)動。設(shè)線圈轉(zhuǎn)動到圖示位置的時刻 t 0,那么( ) 圖 1 A在 t 0 時刻,穿過線圈的磁通量達成最大,流過電阻 R 的電流為零,電壓表的讀數(shù)也為零 B1 秒鐘內(nèi)流過電阻 R 的電流方向
31、變更 次 C經(jīng)2 的時間,通過電阻R 的電量為2 NBS4( R r ) D在電阻 R 的兩端再并聯(lián)一只電容較大的電容器后,電壓表的讀數(shù)不變 解析 t 0 時刻線圈處于中性面 最大, e 0, i 0,但電壓表的讀數(shù)為有效值不為 0,A錯; T 2,交流電在 1 T 內(nèi)電流方向變更兩次,所以 1 s 內(nèi)電流方向變更次數(shù)為 2 1T ,B 正確;在2 T4 時間內(nèi),通過R 的電量 Q R r NBSR r ,那么 C 錯;電容器有通交流隔直流的特點,在 R 兩端并聯(lián)一只電容較大的電容器,相當(dāng)于總電阻減小,那么路端電壓減小,電壓表測路端電壓,所以 D 錯。 答案 B 2(2022四川理綜,2)如圖
32、 2 所示,接在家庭電路上的夢想降壓變壓器給小燈泡 L 供電,假設(shè)將原、副線圈裁減一致匝數(shù),其他條件不變,那么( ) 圖 2 A小燈泡變亮 B小燈泡變暗 C原、副線圈兩端電壓的比值不變 D通過原、副線圈電流的比值不變 解析 原、副線圈減去一致的匝數(shù) n 后,有 n1 n 2 n 1 nn 2 n ,可以得出,n 1n 2 -n 1 n 2 n ( n 2 n 1 )n 2 ( n 2 n ) lt;0,那么說明 n1 n 2 的比值變大,由n 1 n 2 U 1U 2 I 2 I 1 知,選項 C、D 錯誤; 由n 1n 2 U 1U 2 和n 1 n 2 U 1U 2 知,U 2 lt; U
33、 2 ,再由 P U2 2R知,燈泡變暗,選項 A 錯誤,B 正確。 答案 B 3.如圖 3 所示,四個一致的燈泡與夢想自耦變壓器連接,其額定電壓為 U ,已知原線圈和副線圈的匝數(shù)比為 31,當(dāng)接上交流電源后,副線圈上三個燈泡均正常發(fā)光,那么以下說法正確的是( ) 圖 3 AL 1 能正常工作 BL 1 不能正常工作,且兩端電壓小于 U C交流電源電壓為 2 U D交流電源電壓為 3 U 解析 由于副線圈上三個燈泡均正常發(fā)光,故 U 2 U ,加在原、副線圈兩端的電壓之比為 U 原 U 2 31,原、副線圈中的電流之比 I 1 I 2 13,設(shè)每個燈的額定電流為 I ,那么 I 2 3 I ,
34、 I 1 I ,燈 L 1 能正常發(fā)光,選項 A 正確,B 錯誤; 燈 L 1 兩端的電壓也為 U ,故 U 1 U U 原 4 U ,選項 C、D 錯誤。 答案 A 4(2022揚州市模擬)如圖 4 所示為一交流發(fā)電機的原理示意圖,其中矩形線圈 abcd 的邊長 ab cd L 1 , bc ad L 2 ,匝數(shù)為 n ,線圈的總電阻為 r ,線圈在磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸 OO 勻速轉(zhuǎn)動,角速度為 ,線圈兩端通過電刷 E 、 F 與阻值為 R的定值電阻連接。從線圈經(jīng)過中性面開頭計時,那么( ) 圖 4 A線圈中感應(yīng)電動勢的最大值為 BL 1 L 2 B線圈中感應(yīng)電動
35、勢隨時間變化的函數(shù)表達式為 e nBL 1 L 2 cos t C經(jīng)過 14 周期時間通過電阻R 的電荷量為 BL1 L 2R r D此發(fā)電機在上述工作狀態(tài)下的輸出功率為 n2 B 2 2 L 21 L22 R2( R r )2 解析 線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值 E m nBL 1 L 2 ,選項 A 錯誤; 感應(yīng)電動勢隨時間變化的表達式 e E m sin t nBL 1 L 2 sin t ,選項B錯誤;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有 E n t,由閉合電路歐姆定律有 I ER r ,又 BL1 L 2 , q I t ,聯(lián)立解得 q n BL1 L 2R r ,選項 C 錯誤;線圈中感應(yīng)電動
36、勢的有效值 E E m2 nBL 1 L 22,電流的有效值 I nBL 1 L 22( R r ) ,交流發(fā)電機的輸出功率即電阻 R 的熱功率 P I2 R n2 B 2 2 L 21 L22 R2( R r )2 ,選項 D 正確。 答案 D 5.圖 5 中夢想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為 21,現(xiàn)在原線圈兩端加上交變電壓 u 311sin 100 t (V)時,燈泡 L 1 、L 2 均正常發(fā)光,電壓表和電流表可視為夢想電表。那么以下說法中正確的是( ) 圖 5 A該交流電的周期為 0.2 s B電壓表的示數(shù)為 155.5 V C若將滑動變阻器的滑片 P 向上滑動,那么電流表讀數(shù)變大 D
37、若將滑動變阻器的滑片 P 向上滑動,那么 L 1 將變暗、L 2 將變亮 解析 由交變電壓 u 311sin 100 t (V)可知,該交流電的周期 T 0.02 s,選項 A 錯誤; 原線圈電壓為 220 V,根據(jù)變壓器變壓公式可知副線圈輸出電壓為 110 V,電壓表的示數(shù)為 110 V,選項 B 錯誤;若將滑動變阻器的滑片 P 向上滑動,電壓表示數(shù)不變,燈泡 L 1 所在支路的電流不變,燈泡 L 1 亮度不變;燈泡 L 2 所在支路的電阻減小,電流增大,L 2 將變亮。串聯(lián)在副線圈輸出端的電流表測量的是兩個燈泡支路的總電流,所以電流表讀數(shù)變大,選項 C 正確,D錯誤。 答案 C 6(202
38、2宿遷二模)如圖 6 所示,矩形線圈 abcd 在磁感應(yīng)強度大小為 B 216 T 的勻強磁場中繞垂直于磁場的 dc 邊以角速度 100 rad/s 勻速轉(zhuǎn)動。線圈的匝數(shù) N 100,邊長ad 0.4 m, ab 0.2 m。夢想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是 21,一只夢想二極管和一個阻值為 25 的定值電阻 R 串聯(lián)在副線圈電路中,已知電壓表和電流表均為夢想交流電表,線圈和導(dǎo)線的電阻不計,那么以下說法正確的是( ) 圖 6 A該矩形線圈產(chǎn)生的電動勢的最大值為 50 V B電壓表的示數(shù)為 50 V C1 min 內(nèi)電阻 R 上產(chǎn)生的熱量為 750 J D減小電阻 R 的值,電流表示數(shù)變小 解析
39、該線圈產(chǎn)生的電動勢的最大值為 E m NBS 100216 0.20.4100 V502 V,A 錯誤; 根據(jù)夢想變壓器的變壓公式可得副線圈兩端電壓的有效值為 25 V,由于二極管的單向?qū)щ娦?,結(jié)合有效值的定義有 (25 V)2R T2 U2RT ,解得電壓表的示數(shù)為 U 12.5 2 V17.68 V,B 錯誤;由焦耳定律得 1 min 內(nèi)電阻 R 上產(chǎn)生的熱量為 Q U2R t 252225 60 J750 J,C 正確;減小電阻 R 的值,副線圈中的電流增大,那么原線圈中的電流增大,電流表的示數(shù)變大,D 錯誤。 答案 C 二、多項選擇題 7(2022南通市模擬)某電廠要將電能輸送到較遠的
40、用戶,輸送的總功率為 100 kW,電廠 輸出電壓僅為 200 V。為裁減輸送功率損失,先用一夢想升壓變壓器將電壓升高再輸出,到達目的地后用夢想降壓變壓器降壓。已知輸電線路的總電阻為 120 ,若在輸電線路上消耗的功率為輸送功率的 12%,用戶所需電壓為 220 V,那么( ) A夢想升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為 150 B夢想降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為 351 C夢想升壓變壓器的原、副線圈中的電流分別為 400 A 和 10 A D夢想降壓變壓器的原、副線圈中的電流分別為 10 A 和 400 A 解析 遠距離輸電原理示意圖如圖,由升壓變壓器輸入功率 P 1 U 1 I 1 100
41、 kW、 U 1 200 V 得升壓變壓器原線圈中的電流 I 1 500 A。由輸電線路損失功率 P P 1 12% I22 R 得輸電線路電流 I 2 10 A,所以 n1n 2 I 2I 1 150 。由用戶功率P 4 P 1 - P U 4 I 4 得降壓變壓器副線圈中的電流I 4 400 A,所以 n3n 4 I 4I 3 I 4I 2 401。 答案 AD 8一小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖 7 甲所示,已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為 1.0 ,外接一個電壓表和一個電阻為 10 的燈泡,如圖乙所示。以下說法正確的是( ) 圖 7 A產(chǎn)生的交變電流的頻率為 5 Hz B通過燈泡的電流
42、為 2.2 A C電壓表讀數(shù)為 20 V D燈泡的實際功率為 40 W 解析 根據(jù)圖甲可知產(chǎn)生的交變電流的周期為 T 0.02 s,頻率為 f 1T 50 Hz,選項 A 錯誤; 電動勢的有效值 E 22 V,根據(jù)閉合電路歐姆定律,通過燈泡的電流為 I ER r 2 A,選項B 錯誤;電壓表讀數(shù) U IR 20 V,選項 C 正確;燈泡的實際功率為 P UI 40 W,選項 D 正確。 答案 CD 9(2022江蘇四市聯(lián)考)如圖 8 所示,在某一輸電線路的起始端接入兩個互感器,原、副線圈的匝數(shù)比分別為 1001 和 1100,圖中 a、b 表示電壓表或電流表,已知電壓表的示數(shù)為22 V,電流表
43、的示數(shù)為 1 A,那么( ) 圖 8 Aa 為電流表,b 為電壓表 Ba 為電壓表,b 為電流表 C線路輸送電功率是 220 kW D輸電線路總電阻為 22 解析 左側(cè)的互感器原線圈并聯(lián)在輸電線路上,測量的是輸電電壓,所以 a 為電壓表; 右側(cè)的互感器原線圈串聯(lián)在輸電線路上,測量的是輸電電流,b 為電流表,選項 B 正確,A 錯誤;電壓表的示數(shù)為 22 V,根據(jù)變壓公式得 U1U 2 n 1n 2 100,輸電電壓為U 1 10022 V2 200 V;電流表的示數(shù)為 1 A,根據(jù)變流公式得 I1I 2 n 2n 1 100,輸電電流為I 1 1001 A100 A,線路輸送電功率為 P U
44、1 I 1 220 kW,選項 C 正確;根據(jù)題述條件,不能求出輸電線路總電阻,選項 D 錯誤。 答案 BC 10.(2022陜西寶雞模擬)在如圖 9 所示的電路中,電源的電動勢為 E ,內(nèi)阻為 r , R 1 、 R 3 為定值電阻, R 2 為滑動變阻器, C 為電容器。將滑動變阻器的滑動觸頭置于位置 a ,閉合開關(guān) S,電路穩(wěn)定時夢想電壓表 、 的示數(shù)分別為 U 1 、 U 2 ,夢想電流表 的示數(shù)為 I 。當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭由 a 滑到 b 且電路再次穩(wěn)定時,夢想電壓表 、 的示數(shù)分別為 U 1 、 U 2 ,夢想電流表 的示數(shù)為 I ,那么以下判斷中正確的是( ) 圖 9 A滑動
45、變阻器的滑動觸頭由 a 滑向 b 的過程中,電容器的帶電荷量裁減 B滑動變阻器的滑動觸頭由 a 滑向 b 的過程中,通過 R 3 的電流方向為由右向左 C U 1 U 1 , U 2 U 2 , I I D| U2 U 2 I I | R 1 r 解析 滑動變阻器的滑動觸頭由 a 滑到 b 過程中, R 2 增大,電路中 R 總 增大,電路再次穩(wěn)定時,由閉合電路的歐姆定律可得 I 總 減小, U 內(nèi) 減小, U 外 增大,又由 C QU 得電容器的帶電荷量Q CU CU 外 增大,故 A 錯誤; 電容器再次充電, I 3 增大,由電源正負極方向可得通過 R 3 的電流方向為由右向左,故 B 正
46、確;由于 I 3 增大, I 總 減小,那么 I I , U 1 U 1 , U 2 gt; U 2 ,故 C 錯誤;由閉合電路歐姆定律得| U2 U 2 I I | R 1 r ,故 D 正確。 答案 BD 11如圖 10 所示,圖甲中 M 為一電動機,當(dāng)滑動變阻器 R 的觸頭從左端滑到另一端的過程中,兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化處境如圖乙所示。已知電流表讀數(shù)在 0.2 A 以下時,電動機沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動。不考慮電表對電路的影響,以下判斷正確的是( ) 圖 10 A變阻器向右滑動時,V 2 讀數(shù)逐步減小 B電路中電源內(nèi)阻為 2 C此電路中,電動機的輸出功領(lǐng)先減小后不變 D變阻器的最大阻值為
47、36 解析 由圖甲可知 測量的是路端電壓 U ,且 U E - Ir ,那么圖乙中上方的圖象為 U - I 圖象,該圖象的斜率大小為電源內(nèi)阻, r 3.43.00.30.1 2 ,B 項正確; 滑動變阻器滑片向右滑動時, R 接入電路的電阻增大,電流 I 減小,那么 U 逐步增大,A 項錯; R 的滑動觸頭向右端滑動的過程中,由乙圖可知 兩端的電壓減小,電流減小,電動機的輸出功率 P 出 U 1 I - I2 r機 先減小,電流表值在 0.2 A 以下, 的讀數(shù)在 0.8 V 以下時,電動機中斷轉(zhuǎn)動,無功率輸出,C項正確;滑動變阻器的最大阻值為 R 3.40.40.1 30 ,D 項錯。 答案
48、 BC 三、計算題 12(2022信陽模擬)如圖 11 甲所示,長、寬分別為 L 1 、 L 2 的矩形金屬線框位于豎直平面內(nèi),其匝數(shù)為 n ,總電阻為 r ,可繞其豎直中心軸 O 1 O 2 轉(zhuǎn)動,線框的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán) C 、 D (集流環(huán))焊接在一起,并通過電刷和定值電阻 R 相連。線框所在空間有水平向右 平勻分布的磁場,磁感應(yīng)強度 B 的大小隨時間 t 的變化關(guān)系如圖乙所示,其中 B 0 、 B 1 和 t 1 均為已知。在 0 t 1 時間內(nèi),線框保持靜止,且線框平面和磁場垂直; t 1 時刻后線框在外力的驅(qū)動下開頭繞其豎直中心軸以角速度 勻速轉(zhuǎn)動。求: 圖 11 (
49、1)0 t 1 時間內(nèi)通過電阻 R 的電流大??; (2)線框勻速轉(zhuǎn)動后,在轉(zhuǎn)動一周的過程中電流通過電阻 R 產(chǎn)生的熱量; (3)線框勻速轉(zhuǎn)動后,從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過 90的過程中,通過電阻 R 的電荷量。 解析 在 0 t 1 時間內(nèi),金屬線框中的感應(yīng)電動勢為 E 1 n t nL1 L 2 ( B 1 B 0 )t 1 根據(jù)閉合電路歐姆定律,通過電阻 R 的電流 I 1 ER r nL 1 L 2 ( B 1 B 0 )( R r ) t 1 (2)線框產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值 E m nB 1 L 1 L 2 感應(yīng)電動勢的有效值 E 22nB 1 L 1 L 2 通過電阻 R 的電流的有效值
50、I 2 nB 1 L 1 L 2 2( R r ) 線框轉(zhuǎn)動一周所需的時間 t 2 此過程中,電阻 R 產(chǎn)生的熱量 Q I2 Rt R ( nB 1 L 1 L 2R r)2 (3)線框從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過 90的過程中 平均感應(yīng)電動勢 E- n t nB1 L 1 L 2 t 平均感應(yīng)電流 I- E-R r nB 1 L 1 L 2 t ( R r ) 通過電阻 R 的電荷量 q I- t nB 1 L 1 L 2R r 答案 (1) nL1 L 2 ( B 1 B 0 )( R r ) t 1 (2) R ( nB1 L 1 L 2R r)2 (3) nB1 L 1 L 2R r 第 第 2
51、 2 講 電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用 1(2022江蘇單科,6)電吉他中電拾音器的根本布局如圖 1 所示,磁體鄰近的金屬弦被磁化,因此弦振動時,在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流經(jīng)電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音,以下說法正確的有( ) 圖 1 A選用銅質(zhì)弦,電吉他仍能正常工作 B取走磁體,電吉他將不能正常工作 C增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應(yīng)電動勢 D弦振動過程中,線圈中的電流方向不斷變化 解析 銅質(zhì)弦為非磁性材料,不能被磁化,選用銅質(zhì)弦,電吉他不能正常工作,A 項錯誤; 若取走磁體,金屬弦不能被磁化,其振動時,不能在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,電吉他不能正常工作,B 項對;由 E n t可知,C 項正確;弦振動
52、過程中,穿過線圈的磁通量大小不斷變化,由楞次定律可知,線圈中感應(yīng)電流方向不斷變化,D 項正確。 答案 BCD 2(2022江蘇單科,1)如圖 2 所示,一正方形線圈的匝數(shù)為 n ,邊長為 a ,線圈平面與勻強磁場垂直,且一半處在磁場中。在 t 時間內(nèi),磁感應(yīng)強度的方向不變,大小由 B 平勻地增大到 2 B 。在此過程中,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為( ) 圖 2 A.Ba22 t B.nBa22 t C.nBa2 t D.2 nBa2 t 解析 由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,在 t 時間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢為 E n t n2 B a22 Ba22 tnBa22 t ,選項 B 正確。 答案
53、B 3(多項選擇)(2022江蘇單科,7)如圖 3 所示,在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯,現(xiàn)接通交流電源,過了幾分鐘,杯內(nèi)的水沸騰起來。若要縮短上述加熱時間,以下措施可行的有( ) 圖 3 A增加線圈的匝數(shù) B提高交流電源的頻率 C將金屬杯換為瓷杯 D取走線圈中的鐵芯 解析 杯內(nèi)的水之所以沸騰,是由于金屬杯處于下方線圈所產(chǎn)生的交變磁場中,產(chǎn)生渦流,從而使金屬杯溫度升高,而瓷杯內(nèi)不會產(chǎn)生渦流,故 C 錯; 要想縮短加熱時間,那么應(yīng)增大磁場的強度和變化率,因此 A、B 正確,D 錯誤。 答案 AB 4(2022江蘇單科,13)做磁共振(MRI)檢查時,對人體施加的磁場發(fā)生變化時會在肌肉組織中產(chǎn)生
54、感應(yīng)電流。某同學(xué)為了估算該感應(yīng)電流對肌肉組織的影響,將包裹在骨骼上的一圈肌肉組織等效成單匝線圈,線圈的半徑 r 5.0 cm,線圈導(dǎo)線的截面積 A 0.80 cm2 ,電阻率 1.5 m。如圖 4 所示,勻強磁場方向與線圈平面垂直,若磁感應(yīng)強度 B 在 0.3 s 內(nèi)從1.5 T 平勻地減為零,求:(計算結(jié)果留存一位有效數(shù)字) 圖 4 (1)該圈肌肉組織的電阻 R ; (2)該圈肌肉組織中的感應(yīng)電動勢 E ; (3)0.3 s 內(nèi)該圈肌肉組織中產(chǎn)生的熱量 Q 。 解析 (1)由電阻定律 R 2 rA,代入數(shù)據(jù)解得 R 6103 (2)感應(yīng)電動勢 E B t r2 ,代入數(shù)據(jù)解得E 410-2
55、V (3)由焦耳定律得 Q E2R t ,代入數(shù)據(jù)解得Q 810-8 J 答案 (1)6103 (2)410 -2 V (3)810 -8 J 考 情 分 析 2 電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用 T1:法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用 T7:渦流 T13:電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用 T6:楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律 電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用是高中物理中難度較大、綜合性最強的片面之一,是高考必考內(nèi)容之一。電磁感應(yīng)與力學(xué)、電路、磁場、能量等緊密聯(lián)系,涉及學(xué)識面廣,綜合性強,才能要求高,題型有計算題、選擇題。 楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用 規(guī) 律 方 法 1感應(yīng)電流方向的判斷方法 (1)右手定那么,即根據(jù)導(dǎo)體在磁場中做切
56、割磁感線運動的處境舉行判斷; (2)楞次定律,即根據(jù)穿過閉合回路的磁通量的變化處境舉行判斷。 2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”。 3感應(yīng)電動勢大小的計算 (1)法拉第電磁感應(yīng)定律: E n t,適用于普遍處境。 (2) E Blv ,適用于導(dǎo)體棒切割磁感線的處境。 (3) E 12 Bl2 ,適用于導(dǎo)體棒旋轉(zhuǎn)切割磁感線的處境。 精 典 題 組 1(2022北京理綜,16)如圖 5 所示,勻強磁場中有兩個導(dǎo)體圓環(huán) a 、 b
57、 ,磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應(yīng)強度 B 隨時間平勻增大。兩圓環(huán)半徑之比為 21,圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別為 E a 和 E b ,不考慮兩圓環(huán)間的相互影響。以下說法正確的是( ) 圖 5 A E a E b 41,感應(yīng)電流均沿逆時針方向 B E a E b 41,感應(yīng)電流均沿順時針方向 C E a E b 21,感應(yīng)電流均沿逆時針方向 D E a E b 21,感應(yīng)電流均沿順時針方向 解析 由法拉第電磁感應(yīng)定律得圓環(huán)中產(chǎn)生的電動勢為 E t r2 B t ,那么E aE b r2ar2b 41 ,由楞次定律可知感應(yīng)電流的方向均沿順時針方向,B 項對。 答案 B 2(多項選擇)(202
58、2全國卷,20)法拉第圓盤發(fā)電機的示意圖如圖 6 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。圓旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時,關(guān)于流過電阻 R 的電流,以下說法正確的是( ) 圖 6 A若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定,那么電流大小恒定 B若從上向下看,圓盤順時針轉(zhuǎn)動,那么電流沿 a 到 b 的方向滾動 C若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變,角速度大小發(fā)生變化,那么電流方向可能發(fā)生變化 D若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?2 倍,那么電流在 R 上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?2 倍 解析 將圓盤看成多數(shù)幅條組成,它們都在切割磁感線從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流,根據(jù)右手定那么可
59、知圓盤上感應(yīng)電流從邊緣流向中心,那么當(dāng)圓盤順時針(俯視)轉(zhuǎn)動時,流過電阻的電流方向從 a 到 b ,B 對; 由法拉第電磁感應(yīng)定律得感生電動勢 E BLv- 12 BL2 ,I ER r , 恒定時, I 大小恒定, 大小變化時, I 大小變化,方向不變,故 A 對,C 錯;由 P I2 RB2 L 4 2 R4( R r )2 知,當(dāng) 變?yōu)?2 倍時, P 變?yōu)樵瓉淼?4 倍,D 錯。 答案 AB 3(多項選擇)(2022江西新余模擬)如圖 7 甲,固定在光滑水平面上的正三角形金屬線框,匝數(shù)n 20,總電阻 R 2.5 ,邊長 L 0.3 m,處在兩個半徑均為 r L /3 的圓形勻強磁場區(qū)
60、域中。線框頂點與右側(cè)磁場區(qū)域圓心重合,線框底邊中點與左側(cè)磁場區(qū)域圓心重合。磁感應(yīng)強度 B 1 垂直水平面向上,大小不變; B 2 垂直水平面向下,大小隨時間變化, B 1 、 B 2 的值和變化規(guī)律如圖乙所示。那么以下說法中正確的是( 取 3)( ) 圖 7 A通過線框中的感應(yīng)電流方向為逆時針方向 B t 0 時刻穿過線框的磁通量為 0.1 Wb C在 00.6 s 內(nèi)通過線框中的電荷量為 0.006 C D00.6 s 時間內(nèi)線框中產(chǎn)生的熱量為 0.06 J 解析 勻強磁場 B 1 不變化,磁場 B 2 垂直水平面向下,大小隨時間平勻增加,根據(jù)楞次定律,線框中的感應(yīng)電流方向為逆時針方向,選項
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