高三物理一輪精細(xì)化復(fù)習(xí)講義電磁感應(yīng)與交流電

電磁感應(yīng)與交變電流考綱要求電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)現(xiàn)象磁通量法拉第電磁感應(yīng)定律楞次定律自感、渦流ⅠⅠⅡⅡⅠ

交變電流交變電流、交變電流的圖像正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式、峰值和有效值理想變壓器遠(yuǎn)距離輸電ⅠⅠ

ⅠⅠ

第一節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律一、磁通量(1)定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度與面積的乘積，叫做穿過這個(gè)面的磁通量.(2)定義式：Φ＝BS.說明：該式只適用于勻強(qiáng)磁場的情況，且式中的S是跟磁場方向垂直的面積；若不垂直，則需取平面在垂直于磁場方向上的投影面積，即Φ＝BS⊥＝BSsinθ，θ是S與磁場方向的夾角.(3)磁通量Φ是標(biāo)量，但有正負(fù).Φ的正負(fù)意義是：從正、反兩面哪個(gè)面穿入，若從一面穿入為正，則從另一面穿入為負(fù).(4)單位：韋伯，符號：Wb.(5)磁通量的意義：指穿過某個(gè)面的磁感線的條數(shù)，多匝線圈的磁通量：多匝線圈內(nèi)磁通量的大小與線圈匝數(shù)無關(guān)，因?yàn)椴徽摼€圈匝數(shù)多少，穿過線圈的磁感線條數(shù)相同，而磁感線條數(shù)可表示磁通量的大?。?6)磁通量的變化：ΔΦ＝Φ2－Φ1，即末、初磁通量之差.①磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，有效面積S變化時(shí)，則ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B·ΔS②磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化，磁感線穿過的有效面積S不變時(shí)，則ΔΦ＝Φ2－Φ1＝ΔB·S③磁感應(yīng)強(qiáng)度B和有效面積S同時(shí)變化時(shí)，則ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2S2－B1S1【復(fù)習(xí)鞏固題】1、如圖所示，a、b、c三個(gè)閉合線圈放在同一平面內(nèi)，當(dāng)a線圈中有電流I通過時(shí)，它們的磁通量分別為Φa、Φb、Φc，下列判斷正確的是()A．Φa<Φb<ΦcB．Φa>Φb>ΦcC．Φa<Φc<ΦbD．Φa>Φc>Φb2、如圖所示,兩個(gè)同心放置的同平面金屬圓環(huán),條形磁鐵穿過圓心且與兩環(huán)平面垂直,則比較通過兩圓環(huán)的磁通量Φa,Φb()A.Φa＞Φb B.Φa＜Φb C.Φa=Φb D.不能比較3、如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中有一面積為S的矩形線圈abcd，垂直于磁場方向放置，現(xiàn)使線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)180°，求此過程磁通量的變化？二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流.●模擬法拉第的實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象開關(guān)閉合瞬間開關(guān)斷開瞬間開關(guān)閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器不動(dòng)開關(guān)閉合時(shí)，迅速移動(dòng)變阻器的滑片結(jié)論：(1)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，即ΔΦ≠0.(2)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的條件：無論回路是否閉合，只要穿過線圈平面的磁通量發(fā)生變化，線路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢.【復(fù)習(xí)鞏固題】1、保持bc邊在紙外，ad邊在紙內(nèi)，從圖中位置Ⅰ經(jīng)過位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在這個(gè)過程中，線圈中感應(yīng)電流()A.沿abcd方向B.沿dcba方向C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd方向，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba方向D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba方向，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd方向2、如圖所示，兩條互相平行的導(dǎo)線M、N中通過大小相等、方向相同的電流，導(dǎo)線框abcd和兩導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，線框沿著與兩導(dǎo)線垂直的方向，自右向左在兩導(dǎo)線間勻速移動(dòng)，則在移動(dòng)過程中線框中的感應(yīng)電流的方向?yàn)?)A.先順時(shí)針后逆時(shí)針B.先逆時(shí)針后順時(shí)針C.一直是逆時(shí)針D.一直是順時(shí)針3、在如圖所示的閉合鐵芯上繞有一組線圈，與滑動(dòng)變阻器、電池構(gòu)成閉合電路，a、b、c為三個(gè)閉合金屬圓環(huán)，假定線圈產(chǎn)生的磁場全部集中在鐵芯內(nèi)，則當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片左、右滑動(dòng)時(shí)，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的金屬圓環(huán)是()A．a(chǎn)、b兩個(gè)環(huán)B．b、c兩個(gè)環(huán)C．a(chǎn)、c兩個(gè)環(huán)D．a(chǎn)、b、c三個(gè)環(huán)4、如圖所示，條形磁鐵正上方放置一矩形線框，線框平面水平且與條形磁鐵平行，則線框由N極端勻速平移到S極端的過程中，線框中的感應(yīng)電流的情況是（）A.線框中始終無感應(yīng)電流B.線框中始終有感應(yīng)電流C.線框中開始有感應(yīng)電流，當(dāng)線框運(yùn)動(dòng)到磁鐵中部時(shí)無感應(yīng)電流，過中部后又有感應(yīng)電流5、(2010年浙江溫州模擬)電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開關(guān)如圖連接．當(dāng)開關(guān)閉合、線圈A放在線圈B中，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)將滑動(dòng)變阻器滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)．由此可判斷()A．線圈A向上移動(dòng)和滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)都能引起電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)B．滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速向左或勻速向右滑動(dòng)，電流計(jì)指針均靜止在中央C．線圈A中鐵芯向上拔出或斷開開關(guān)，都能引起電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)D．因?yàn)榫€圈A、線圈B的繞線方向未知，則無法判斷電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的方向三、楞次定律和右手定則(1)楞次定律：感應(yīng)電流的磁場，總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.楞次定律適用于一般情況的感應(yīng)電流方向的判定，而右手定則只適用于導(dǎo)線切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況，此種情況用右手定則判定比用楞次定律判定簡便.(2)右手定則①適用范圍：導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢.②判定方法：伸開右手，讓大拇指與四指垂直，并與手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿過掌心，大拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向，其余四指所指方向即為感應(yīng)電流的方向.●楞次定律和右手定則的比較●楞次定律中“阻礙”的含義●楞次定律的使用步驟●楞次定律的推廣對楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為感應(yīng)電流的效果總是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因：(1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”；(2)阻礙相對運(yùn)動(dòng)——“來拒去留”；(3)使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢——“增縮減擴(kuò)”；(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)——“增反減同”●安培定則、右手定則、左手定則、楞次定律的區(qū)別1．應(yīng)用現(xiàn)象2.應(yīng)用區(qū)別關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系：(1)因電而生磁(I→B)→安培定則；(2)因動(dòng)而生電(v、B→I安)→右手定則；(3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則．3．右手定則與左手定則的比較【復(fù)習(xí)鞏固題】1、1931年，英國物理學(xué)家狄拉克從理論上預(yù)言了存在著只有一個(gè)磁極的粒子——磁單極子.如圖所示，如果有一個(gè)磁單極子（單N極）從a點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)穿過線圈后從b點(diǎn)飛過.那么（）A.線圈中感應(yīng)電流的方向是沿PMQ方向B.線圈中感應(yīng)電流的方向是沿QMP方向C.線圈中感應(yīng)電流的方向先是沿QMP方向，然后是PMQ方向D.線圈中感應(yīng)電流的方向先是沿PMQ方向，然后是QMP方向解析：將磁單極子（單N極），理解為其磁感線都是向外的2、(2011上海第13題)．如圖，均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a與金屬圓環(huán)b同心共面放置，當(dāng)a繞O點(diǎn)在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，b中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，且具有收縮趨勢，由此可知，圓環(huán)a(A)順時(shí)針加速旋轉(zhuǎn)(B)順時(shí)針減速旋轉(zhuǎn)(C)逆時(shí)針加速旋轉(zhuǎn)(D)逆時(shí)針減速旋轉(zhuǎn)3、（08重慶）如題圖，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈.當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過時(shí)，若線圈始終不動(dòng)，則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運(yùn)動(dòng)趨勢的正確判斷是（）A、FN先小于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢向左B、FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢向左C、FN先大于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢向右D、FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢向右abcdabcdOBtOBtOBtOBtA.B.C.D.5、（江蘇省黃橋中學(xué)2010屆高三物理校本練習(xí)如圖所示，在一根鐵捧上繞有絕緣線圈，a、c是線圈兩端，b為中間抽頭，把a(bǔ)、b兩點(diǎn)接入一平行金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上橫放一金屬棒，導(dǎo)軌間有如圖所示的勻強(qiáng)磁場，要使a、c兩點(diǎn)的電勢都高于b點(diǎn)，則金屬棒沿導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)情況可能是（）A．向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B．向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)D．向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)6、（08·寧夏·16）如圖所示，同一平面內(nèi)的三條平行導(dǎo)線串有兩個(gè)最阻R和r，導(dǎo)體棒PQ與三條導(dǎo)線接觸良好；勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向里。導(dǎo)體棒的電阻可忽略。當(dāng)導(dǎo)體棒向左滑動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（）A.流過R的電流為由d到c，流過r的電流為由b到aB.流過R的電流為由c到d，流過r的電流為由b到aC.流過R的電流為由d到c，流過r的電流為由a到bD.流過R的電流為由c到d，流過r的電流為由a到b7、如圖所示，兩個(gè)線圈套在同一個(gè)鐵芯上，線圈的繞向如圖．左線圈連著平行導(dǎo)軌M和N，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab，金屬棒處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中，下列說法中正確的是()A．當(dāng)金屬棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)，c點(diǎn)電勢高于d點(diǎn)B．當(dāng)金屬棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)，d點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)C．當(dāng)金屬棒向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)，c點(diǎn)電勢高于d點(diǎn)D．當(dāng)金屬棒向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)，d點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)8、如圖所示，電阻R、電容C與一線圈連成閉合電路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，下端為N極．現(xiàn)使磁鐵自由下落，在N極接近線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是A．從a到b，上極板帶正電B．從a到b，下極板帶正電C．從b到a，上極板帶正電D．從b到a，下極板帶正電9、．(2010·課標(biāo)全國)如圖所示，兩個(gè)端面半徑同為R的圓柱形鐵芯同軸水平放置，相對的端面之間有一縫隙，鐵芯上繞導(dǎo)線并與電源連接，在縫隙中形成一勻強(qiáng)磁場．一銅質(zhì)細(xì)直棒ab水平置于縫隙中，且與圓柱軸線等高、垂直．讓銅棒從靜止開始自由下落，銅棒下落距離為0.2R時(shí)銅棒中電動(dòng)勢大小為E1，下落距離為0.8R時(shí)電動(dòng)勢大小為E2.忽略渦流損耗和邊緣效應(yīng)．關(guān)于E1、E2的大小和銅棒離開磁場前兩端的極性，下列判斷正確的是（）A．E1＞E2，a端為正B．E1＞E2，b端為正C．E1＜E2，a端為正D．E1＜E2，b端為正NMSPabR10、(2009年北京西城區(qū))如圖，線圈M和線圈N繞在同一鐵芯上。M與電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器相連，NMSPabRA．當(dāng)P向右移動(dòng)，通過R的電流為b到aB．當(dāng)P向右移動(dòng)，通過R的電流為a到bC．?dāng)嚅_S的瞬間，通過R的電流為b到aD．?dāng)嚅_S的瞬間，通過R的電流為a到b第二節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律1.法拉第電磁感應(yīng)定律(1)內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比.(2)表達(dá)式：E＝NΔΦ/Δt.2.對法拉第電磁感應(yīng)定律的理解(1)E＝NΔΦ/Δt中，N為線圈匝數(shù)，本式是確定感應(yīng)電動(dòng)勢的普遍規(guī)律，回路可以不閉合.(2)E＝NΔΦ/Δt中，ΔΦ總是取絕對值，E的大小是由線圈匝數(shù)及磁通量的變化率決定的，與Φ或ΔΦ的大小無必然聯(lián)系.(3)E＝NΔΦ/Δt一般用以求Δt時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢的平均值，依I＝E/R及q＝IΔt可進(jìn)一步求平均電流及Δt時(shí)間內(nèi)通過回路某橫截面積的電荷量，但一般不能依平均電流計(jì)算電路中電流所做的功以及電路中產(chǎn)生的電熱.(4)ΔΦ/Δt的常見幾種計(jì)算式：ΔΦ/Δt＝BΔS/Δt＝SΔB/Δt.3.導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(1)E＝BLv(2)E＝BLvsinθ4.對E＝BLv的理解(1)上式只適用于導(dǎo)體各點(diǎn)以相同速度在勻強(qiáng)磁場中切割磁感線的情況，且L、v與B兩兩垂直.(2)當(dāng)L垂直B、L垂直v，而v與B成θ角時(shí)，導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小為E＝BLvsinθ.(3)若導(dǎo)線是曲折的，或L與v不垂直時(shí)，則L應(yīng)為導(dǎo)線的有效切割長度，即導(dǎo)線兩端點(diǎn)v、B所決定平面的垂線上的投影長度，如右圖所示，三種情況下感應(yīng)電動(dòng)勢大小相同.(4)公式E＝BLv中，若v為一段時(shí)間內(nèi)的平均速度，則E為平均感應(yīng)電動(dòng)勢，若v為某時(shí)刻的切割速度，則E為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢.(5)導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，當(dāng)導(dǎo)體在垂直于磁場的平面內(nèi)，繞一端以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢時(shí)，E＝BLv平＝eq\f(1,2)BL2ω.●例：(2009年廣東卷)(15分)如圖(a)所示，一個(gè)電阻值為R，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路．線圈的半徑為r1.在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖(b)所示．圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0.導(dǎo)線的電阻不計(jì)．求0至t1時(shí)間內(nèi)：(1)通過電阻R1上的電流大小和方向；(2)通過電阻R1上的電荷量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量．例：如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T的勻強(qiáng)磁場中有一折成30°角的金屬導(dǎo)軌aOb，導(dǎo)軌平面垂直磁場方向．一條直導(dǎo)線MN垂直O(jiān)b方向放置在導(dǎo)軌上并接觸良好．當(dāng)MN以v＝4m/s從導(dǎo)軌O點(diǎn)開始向右平動(dòng)時(shí)，若所有導(dǎo)線單位長度的電阻r＝0.1Ω/m，求：(1)經(jīng)過時(shí)間ts后，閉合回路的感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值；(2)時(shí)間ts內(nèi)，閉合回路的感應(yīng)電動(dòng)勢的平均值；(3)閉合回路中的電流大小和方向．【復(fù)習(xí)鞏固題】1、吉他以其獨(dú)特的魅力吸引了眾多音樂愛好者，然而吉他有許多種，不同吉他的工作原理是不同的．電吉他與普通吉他不同的地方是它的每一根琴弦下面安裝了一種叫做拾音器的裝置，能將琴弦的振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電信號，電信號經(jīng)擴(kuò)音器放大，再經(jīng)過揚(yáng)聲器就能播出優(yōu)美的音樂聲．如圖是拾音器的結(jié)構(gòu)示意圖，多匝線圈置于永久磁鐵與鋼制的琴弦(電吉他不能使用尼龍弦)之間，當(dāng)弦沿著線圈振動(dòng)時(shí)，線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，關(guān)于感應(yīng)電流，以下說法正確的是()A．琴弦振動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流是恒定的B．琴弦振動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小變化，方向不變C．琴弦振動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小不變，方向變化D．琴弦振動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小和方向都會(huì)發(fā)生變化2、用相同導(dǎo)線繞制的邊長為L或2L的四個(gè)閉合導(dǎo)體線框，以相同的速度勻速進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場，如圖所示．在每個(gè)線框進(jìn)入磁場的過程中，M、N兩點(diǎn)間的電壓分別為Ua、Ub、Uc和Ud.下列判斷正確的是()A．Ua＜Ub＜Uc＜UdB．Ua＜Ub＜Ud＜UcC．Ua＝Ub＜Uc＝UdD．Ub＜Ua＜Ud＜Uc3、.如圖中半徑為r的金屬圓盤在垂直于盤面的勻強(qiáng)磁場B中，繞圓心O軸以角速度w沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則通過電阻R的電流的大小和方向是(金屬圓盤的電阻不計(jì))()A．由c到d，I=Br2w/RB．由d到c，I=Br2w/RC．由c到d，I=Br2w/(2R)D．由d到c，I=Br2w/(2R)4、（08·海南·10）一航天飛機(jī)下有一細(xì)金屬桿，桿指向地心．若僅考慮地磁場的影響，則當(dāng)航天飛機(jī)位于赤道上空（）A．由東向西水平飛行時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢的方向一定由上向下B．由西向東水平飛行時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢的方向一定由上向下C．沿經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線由南向北水平飛行時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢的方向一定由下上D．沿經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線由北向南水平飛行時(shí)，金屬桿中一定沒有感應(yīng)電動(dòng)勢5、(2010·山東濰坊上學(xué)期抽樣檢測)如圖甲所示，平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L＝1m，上端接有電阻R1＝3Ω，下端接有電阻R2＝6Ω，虛線OO′下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場．現(xiàn)將質(zhì)量m＝0.1kg、電阻不計(jì)的金屬桿ab，從OO′上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放，桿下落0.2m過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示．求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B；(2)桿下落0.2m過程中通過電阻R2的電荷量q.6、（黑龍江哈九中2011屆高三上學(xué)期期末考試物理試題）如圖所示，足夠長的水平導(dǎo)體框架的寬度L=0．5m，電阻忽略不計(jì)，定值電阻R=2Ω。磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0．8T的勻強(qiáng)磁場方向垂直于導(dǎo)體框平面，一根質(zhì)量為m=0．2kg、有效電阻r=2Ω的導(dǎo)體棒MN垂直跨放在框架上，該導(dǎo)體棒與框架間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0．5，導(dǎo)體棒在水平恒力F=1．2N的作用下由靜止開始沿框架運(yùn)動(dòng)，求：（1）導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度V為多少？（2）若導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動(dòng)到剛開始勻速運(yùn)動(dòng)這一過程中滑行的位移為20米，求此過程中回路電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q以及流過電阻R的電量q各為多少？（g取10m/s2）FFRBNM第三節(jié)自感與渦流自感1、由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象.在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢，叫做自感電動(dòng)勢.2、自感電動(dòng)勢的大小和方向?qū)τ谕痪€圈來說，自感電動(dòng)勢的大小取決于本身電流變化的快慢，其方向總阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化公式：E自＝L3、自感系數(shù)也叫自感或電感，由線圈的大小、形狀、匝數(shù)及是否有鐵芯決定，線圈越長、單位長度的匝數(shù)越多、橫截面積越大，自感系數(shù)越大，若線圈中加有鐵芯，自感系數(shù)會(huì)更大.單位：亨利(H).●通電自感和斷電自感的比較(1)通電時(shí)線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢阻礙電流的增加且與電流方向相反，使電流相對緩慢增加．(2)斷電時(shí)線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢與原電流方向相同，在與線圈串聯(lián)的回路中，線圈相當(dāng)于電源，它提供的電流從原來的IL逐漸變?。?3)自感電動(dòng)勢只是延緩了過程的進(jìn)行，但它不能使過程停止，更不能使過程反向．(4)電流穩(wěn)定時(shí)，若線圈有電阻時(shí)就相當(dāng)于一個(gè)定值電阻，若不計(jì)線圈的電阻時(shí)就相當(dāng)于一根導(dǎo)線．【復(fù)習(xí)鞏固題】1、如圖所示，A、B、C是相同的白熾燈，L是自感系數(shù)很大、電阻可忽略不計(jì)的自感線圈．現(xiàn)將S閉合，下面說法正確的是()A．B、C燈同時(shí)亮，A燈后亮B．A、B、C燈同時(shí)亮，然后A燈逐漸變暗，最后熄滅C．A燈一直不亮，只有B燈和C燈亮D．A、B、C燈同時(shí)亮，并且亮暗沒有變化2、(2010年北京卷)在如圖(甲)所示的電路中，兩個(gè)相同的小燈泡L1和L2分別串聯(lián)一個(gè)帶鐵芯的電感線圈L和一個(gè)滑動(dòng)變阻器R.閉合開關(guān)S后，調(diào)整R，使L1和L2發(fā)光的亮度一樣，此時(shí)流過兩個(gè)燈泡的電流均為I.然后，斷開S.若t′時(shí)刻再閉合S，則在t′前后的一小段時(shí)間內(nèi)，正確反映流過L1的電流i1、流過L2的電流i2隨時(shí)間t變化的圖象是圖(乙)中的()3、（2011北京第19題）．某同學(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵心的線圈L、小燈泡A、開關(guān)S和電池組E，用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路。檢查電路后，閉合開關(guān)S，小燈泡發(fā)光；再斷開開關(guān)S，小燈泡僅有不顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象。雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見老師演示時(shí)出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因。你認(rèn)為最有可能造成小燈泡末閃亮的原因是（）A．電源的內(nèi)阻較大B．小燈泡電阻偏大C．線圈電阻偏大D．線圈的自感系數(shù)較大SL1L2L3L4、（湖南省雅禮中學(xué)2010屆高三上學(xué)期第五次月考）如圖所示，L1、L2、L3是完全相同的燈泡，SL1L2L3LA．L1閃亮一下后熄滅B．L2閃亮一下后恢復(fù)原來的亮度C．L3變暗一下后恢復(fù)原來的亮度D．L3閃亮一下后恢復(fù)原來的亮度5、（2011·蘇北模擬）如圖所示，L是直流電阻為零、自感系數(shù)很大的線圈，A和B是兩個(gè)相同的小燈泡，某時(shí)刻閉合開關(guān)S，通過A、B兩燈泡中的電流IA、IB隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示，正確的是()圖X21－8ABCD渦流(1)定義：當(dāng)線圈中的電流隨時(shí)間變化時(shí)，線圈附近的任何導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流在導(dǎo)體內(nèi)形成閉合回路，很像水的旋渦，把它叫做渦電流，簡稱渦流.(2)特點(diǎn)：整塊金屬的電阻很小，渦流往往很大.●電磁阻尼與電磁驅(qū)動(dòng)(1)電磁阻尼：當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力，安培力總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼.(2)電磁驅(qū)動(dòng)：磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，這種作用稱為電磁驅(qū)動(dòng).●渦流的利用：渦流的熱效應(yīng)A．高頻焊接：線圈中通以高頻交流電時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流（渦電流）。由于焊縫處的接觸電阻很大，放出的焦耳熱很多，致使溫度升得很高，將金屬熔化，焊接在一起。我國產(chǎn)生的自行車架就是用這種方法焊接的。B．高頻感應(yīng)爐高頻感應(yīng)爐利用渦流來熔化金屬。圖是冶煉金屬的感應(yīng)爐的示意圖．冶煉鍋內(nèi)裝入被冶煉的金屬，線圈通上高頻交變電流，這時(shí)被冶煉的金屬中就產(chǎn)生很強(qiáng)的渦流，從而產(chǎn)生大量的熱使金屬熔化．這種冶煉方法速度快，溫度容易控制，并能避免有害雜質(zhì)混入被冶煉的金屬中，因此適于冶煉特種合金和特種鋼。C．電磁爐電磁爐的工作原理是采用磁場感應(yīng)渦加流加熱原理，利用電流通過線圈產(chǎn)生磁場，當(dāng)磁場內(nèi)的磁感線通過鐵質(zhì)鍋底時(shí)會(huì)產(chǎn)生無數(shù)的渦流是鍋的本身自行高速發(fā)熱，然后再作用于鍋內(nèi)食物。這種最新的加熱方式，能減少熱量傳遞的中間環(huán)節(jié)，可大大提升制熱效率，比傳統(tǒng)爐具（電爐、氣爐）節(jié)省能源一半以上。

D、探雷器和安檢門都是利用渦流制成的探測地雷的探雷器是利用渦流工作的，士兵手持一個(gè)長柄線圈在地面上掃過，線圈中由變化的電流，如果地下埋著金屬物品，金屬中感應(yīng)渦流，渦流的磁場反過來影響線圈中的電流，使儀器報(bào)警，這種探雷器可以用來探測金屬殼的地雷或有較大金屬零件的地雷。機(jī)場的安檢門可以探測人身攜帶的金屬物品，道理是一樣的?！緩?fù)習(xí)鞏固題】1、如圖所示，abcd是一閉合的小金屬線框，用一根絕緣的細(xì)桿掛在固定點(diǎn)O，使金屬線框在豎直平面內(nèi)來回?cái)[動(dòng)的過程穿過水平方向的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感線方向跟線框平面垂直，若懸點(diǎn)摩擦和空氣阻力不計(jì)，則()A.線框進(jìn)入或離開磁場區(qū)域時(shí)，都產(chǎn)生感應(yīng)電流，而且電流的方向相反B.線框進(jìn)入磁場區(qū)域后，越靠近OO′線時(shí)速度越大，因而產(chǎn)生的感應(yīng)電流也越大C.線框開始擺動(dòng)后，擺角會(huì)越來越小，擺角小到某一值后將不再減小D.線框擺動(dòng)過程中，機(jī)械能完全轉(zhuǎn)化為線框電路中的電能MNPMNPQ∷∷∷∷∷A、金屬環(huán)仍能上升到與P等高處；B、金屬環(huán)最終將靜止在最低點(diǎn)；C、金屬環(huán)上升的最大高度與MN等高處；D、金屬環(huán)上升的最大高度一直在變小。3、著名物理學(xué)家弗曼曾設(shè)計(jì)過一個(gè)實(shí)驗(yàn)，如圖所示.在一塊絕緣板上中部安一個(gè)線圈，并接有電源，板的四周有許多帶負(fù)電的小球，整個(gè)裝置支撐起來.忽略各處的摩擦，當(dāng)電源接通的瞬間，下列關(guān)于圓盤的說法中正確的是（）A.圓盤將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) B.圓盤將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C.圓盤不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng) D.無法確定圓盤是否會(huì)動(dòng)AB4、（2002上海）ABA、A管是用塑料制成的，B管是用銅制成的；B、A管是用鋁制成的，B管是用膠木制成的；C、A管是用膠木制成的，B管是用塑料制成的；D、A管是用膠木制成的，B管是用鋁制成的。電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用電磁感應(yīng)圖象問題1．圖象問題的特點(diǎn)考查方式比較靈活，有時(shí)根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生的過程，確定圖象的正確與否，有時(shí)依據(jù)不同的圖象，進(jìn)行綜合計(jì)算．2．解題關(guān)鍵弄清初始條件，正、負(fù)方向的對應(yīng)，變化范圍，所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)出磁場的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是解決問題的關(guān)鍵．3．解決圖象問題的一般步驟(1)明確圖象的種類，即是Bt圖還是Φt圖，或者Et圖、It圖等．(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程．(3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系．(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式．(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等．(6)畫圖象或判斷圖象．4．方法歸納圖【復(fù)習(xí)鞏固題】1、如圖(甲)矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場中，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直．規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖(乙)所示．若規(guī)定順時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流i的正方向，圖(丙)it圖中正確的是()2、(2009年寧夏、遼寧卷，19)如圖(甲)所示，一導(dǎo)體圓環(huán)位于紙面內(nèi)，O為圓心．環(huán)內(nèi)兩個(gè)圓心角為90°的扇形區(qū)域內(nèi)分別有勻強(qiáng)磁場，兩磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等，方向相反且均與紙面垂直．導(dǎo)體桿OM可繞O轉(zhuǎn)動(dòng)，M端通過滑動(dòng)觸點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸．在圓心和圓環(huán)間連有電阻R.桿OM以勻角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，t＝0時(shí)恰好在圖示位置．規(guī)定從a到b流經(jīng)電阻R的電流方向?yàn)檎?，圓環(huán)和導(dǎo)體桿的電阻忽略不計(jì)，則桿從t＝0開始轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，電流隨ωt變化的圖象是圖(乙)中的() 3、(2011海南第6題)如圖，EOF和為空間一勻強(qiáng)磁場的邊界，其中EO∥，F(xiàn)O∥，且EO⊥OF；為∠EOF的角平分線，間的距離為l；磁場方向垂直于紙面向里。一邊長為l的正方形導(dǎo)線框沿方向勻速通過磁場，t=0時(shí)刻恰好位于圖示位置。規(guī)定導(dǎo)線框中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí)為正，則感應(yīng)電流i與實(shí)踐t的關(guān)系圖線可能正確的是()4、（上海市徐匯區(qū)2011屆高三上學(xué)期期末考試）如圖甲所示，線圈A、B緊靠在一起，當(dāng)給線圈A通以如圖乙所示的電流（規(guī)定由a進(jìn)入b流出為電流正方向）時(shí)，則電壓表的示數(shù)變化情況（規(guī)定電流由c進(jìn)入電壓表為正方向）應(yīng)為下列圖中的（）IabIab乙t/s01234甲abVcdABI0-I0Uabt/s01234Uabt/s01234Uabt/s01234Uabt/s01234（A）（B）（C）（D）U0-U0U0-U0U0U0-U05、(2010年安徽省“江南十?！睂酶呷?lián)考)如圖甲所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ所在平面與水平面成θ角，M、P兩端接一定值電阻R，阻值為r的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，其它部分電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上。t=0時(shí)對棒施一平行于導(dǎo)軌的外力F，棒由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，通過R的感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。下列關(guān)于穿過回路abPMa的磁通量和磁通量的瞬時(shí)變化率以及a、b兩端的電勢差和通過棒的電荷量q隨時(shí)間變化的圖象中，正確A．B．CA．B．C．D．6、（四川省內(nèi)江市2010屆高三二模模擬）如圖所示，兩個(gè)垂直紙面的勻強(qiáng)磁場方向相反。磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B，磁場區(qū)域的寬度為a，一正三角形（高度為a）導(dǎo)線框ABC從圖示位置沿圖示方向勻速穿過兩磁場區(qū)域，以逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?，在下圖中感應(yīng)電流I與線框移動(dòng)距離x的關(guān)系圖的是（）二、電磁感應(yīng)電路問題1．對電源的理解電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里，通過導(dǎo)體切割磁感線或線圈磁通量的變化而將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．2．對電路的理解內(nèi)電路是切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈，外電路由電阻等電學(xué)元件組成．注意：(1)求解一段時(shí)間內(nèi)的電荷量用電流平均值．(2)求一段時(shí)間內(nèi)的熱量用電流的有效值．(3)求瞬時(shí)功率要用瞬時(shí)值，求解平均功率要用有效值．【復(fù)習(xí)鞏固題】1、如圖所示，把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，一長度為2a、電阻等于R、粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，與圓環(huán)始終保持良好的接觸．當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動(dòng)，且經(jīng)過圓心時(shí)，求：(1)棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN；(2)在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總功率．2、(2010年廣州模擬)如圖(甲)所示的螺線管，橫截面積為S，匝數(shù)為N，電阻為r，螺線管與一根電阻為2r的金屬絲連接，向右穿過螺線管的勻強(qiáng)磁場隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖(乙)所示．求0至t0時(shí)間內(nèi)：(1)通過金屬絲的感應(yīng)電流大小和方向；(2)金屬絲中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱．3、右端接阻值為RL＝4Ω的小燈泡，導(dǎo)軌電阻不計(jì).如圖1所示，在導(dǎo)軌的MNQP矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的磁場，MN、PQ間距d＝2m，此區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖2所示.垂直導(dǎo)軌跨接一金屬桿，其電阻r＝2Ω.在t＝0時(shí)刻，用水平恒力F拉金屬桿，使其由靜止開始自GH位置往右運(yùn)動(dòng).在金屬桿由GH位置運(yùn)動(dòng)到PQ位置的過程中，小燈泡的亮度始終沒有變化，求：(1)通過小燈泡的電流；(2)金屬桿的質(zhì)量m.三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力學(xué)問題1.通過導(dǎo)體的感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力作用，電磁感應(yīng)問題往往和力學(xué)問題聯(lián)系在一起，基本步驟是：(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向.(2)求回路中的電流強(qiáng)度.(3)分析研究導(dǎo)體受力情況(包含安培力，用左手定則確定其方向).(4)列動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解.2.對電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力學(xué)問題，要抓好受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的動(dòng)態(tài)分析，導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢→感應(yīng)電流→通電導(dǎo)體受安培力→合外力變化→加速度變化→速度變化→周而復(fù)始地循環(huán)，循環(huán)結(jié)束時(shí)，加速度等于零，導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，要抓住a＝0時(shí)，速度v達(dá)最大值的特點(diǎn).3、電磁感應(yīng)問題中兩大研究對象及其相互制約關(guān)系●重點(diǎn)：導(dǎo)棒問題1、單導(dǎo)棒模型常見的幾種情況：(1)如下圖所示．單桿ab以一定的初速度v0在光滑水平軌道上作加速度越來越小的減速運(yùn)動(dòng)，在安培力作用下最終靜止，則回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q=mv2/2。（2）如下圖所示，單桿ab在恒定的外力作用下在光滑水平軌道上由靜止開始運(yùn)動(dòng)，因，故其加速度不斷減小，最終當(dāng)F拉=F時(shí)，a=0以速度勻速運(yùn)動(dòng)。（3）（不要求）如圖所示，單桿ab在恒力F作用下，由靜止開始在光滑水平軌道上運(yùn)動(dòng)，設(shè)電容器的電容為C，t時(shí)刻ab桿速度為v，t+△t時(shí)刻速度為v+△v，根據(jù)以下關(guān)系I=△Q/△t△Q=C△U△U=BL△v△v=a△tF-BIL=ma可得金屬桿最終以加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)2、雙導(dǎo)棒模型情況總結(jié)：v=0v=0，2桿受到恒定水平外力作用光滑平行導(dǎo)軌規(guī)律開始兩桿做變加速運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)，兩桿以相同的加速度做勻變速運(yùn)動(dòng)桿1做變減速運(yùn)動(dòng)，桿2做變加速運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)，兩桿的加速度為0，以相同速度做勻速運(yùn)動(dòng)分析m1=m2r1=r2l1=l2m1=m2r1=r2l1=l2示意圖v1≠0v2=0，不受其它水平外力作用。光滑平行導(dǎo)軌條件21vt00vt21B21vB21F【復(fù)習(xí)鞏固題】1、水平面上兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距為L，一端通過導(dǎo)線與阻值為R的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m的金屬桿(見圖)，金屬桿與導(dǎo)軌的電阻不計(jì)；均勻磁場豎直向下．用與導(dǎo)軌平行的恒定力F作用在金屬桿上，桿最終將做勻速運(yùn)動(dòng)．當(dāng)改拉力的大小時(shí)，相對應(yīng)的勻速運(yùn)動(dòng)速度v也會(huì)改變，v和F的關(guān)系如圖(取重力加速度g=10m／s2)(1)金屬桿在勻速運(yùn)動(dòng)之前做作什么運(yùn)動(dòng)?(2)若m＝0.5kg，L＝0.5m，R＝0.5Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大?(3)由ν－F圖線的截距可求得什么物理量?其值為多少? 2、如圖甲所示，光滑且足夠長的金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行地固定的同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.20cm，兩導(dǎo)軌的左端之間所接受的電阻R=0.40，導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m=0.10kg的金屬桿ab，位于兩導(dǎo)軌之間的金屬桿的電阻r=0.10，導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì)。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下。現(xiàn)用一水平外力F水平向右拉金屬桿，使之由靜止開始運(yùn)動(dòng)，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，若理想電壓表的示數(shù)U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。求金屬桿開始運(yùn)動(dòng)經(jīng)t=5.0s時(shí)，（1）通過金屬桿的感應(yīng)電流的大小和方向；（2）金屬桿的速度大??；（3）外力F的瞬時(shí)功率。VVaMNQPRFb甲20U/Vt/s13450.20.40.6乙乙乙3、如圖所示，在高度差為h的平行虛線區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向水平向里的勻強(qiáng)磁場.正方形線框abcd的質(zhì)量為m，邊長為L(L>h)，電阻為R，線框平面與豎直平面平行，靜止于位置“Ⅰ”時(shí)，cd邊與磁場下邊緣有一段距離H.現(xiàn)用一豎直向上的恒力F提線框，線框由位置“Ⅰ”無初速度向上運(yùn)動(dòng)，穿過磁場區(qū)域最后到達(dá)位置“Ⅱ”(ab邊恰好出磁場)，線框平面在運(yùn)動(dòng)中保持在豎直平面內(nèi)，且ab邊保持水平.當(dāng)cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，線框恰好開始勻速運(yùn)動(dòng).空氣阻力不計(jì)，g＝10m/s2.求：(1)線框進(jìn)入磁場前距磁場下邊界的距離H；(2)線框由位置“Ⅰ”到位置“Ⅱ”的過程中，恒力F做的功為多少？線框產(chǎn)生的熱量為多少？4、（2011·四川卷）如圖所示，間距l(xiāng)＝0.3m的平行金屬導(dǎo)軌a1b1c1和a2b2c2分別固定在兩個(gè)豎直面內(nèi)．在水平面a1b1b2a2區(qū)域內(nèi)和傾角θ＝37°的斜面c1b1b2c2區(qū)域內(nèi)分別有磁感應(yīng)強(qiáng)度B1＝0.4T、方向豎直向上和B2＝1T、方向垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場．電阻R＝0.3Ω、質(zhì)量m1＝0.1kg、長為l的相同導(dǎo)體桿K、S、Q分別放置在導(dǎo)軌上，S桿的兩端固定在b1、b2點(diǎn)，K、Q桿可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動(dòng)且始終接觸良好．一端系于K桿中點(diǎn)的輕繩平行于導(dǎo)軌繞過輕質(zhì)定滑輪自然下垂，繩上穿有質(zhì)量m2＝0.05kg的小環(huán)．已知小環(huán)以a＝6m/s2的加速度沿繩下滑，K桿保持靜止，Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運(yùn)動(dòng)．不計(jì)導(dǎo)軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長．取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)小環(huán)所受摩擦力的大小；(2)Q桿所受拉力的瞬時(shí)功率．5、（上海市浦東新區(qū)2011屆高三第一學(xué)期質(zhì)量抽測試卷）（14分）如圖所示，兩平行的足夠長光滑金屬導(dǎo)軌安裝在一光滑絕緣斜面上，導(dǎo)軌間距為l，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，導(dǎo)軌所在平面的傾角為α，勻強(qiáng)磁場的寬度為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向與導(dǎo)軌平面垂直向下。長度為2d的絕緣桿將導(dǎo)體棒和正方形的單匝線框連接在一起，總質(zhì)量為m，置于導(dǎo)軌上。導(dǎo)體棒中通以大小恒為I的電流，方向如圖所示（由外接恒流源產(chǎn)生，圖中未圖出）。線框的邊長為d（d<l），電阻為R，下邊與磁場區(qū)域上邊界重合。將裝置由靜止釋放，導(dǎo)體棒恰好運(yùn)動(dòng)到磁場區(qū)域下邊界處返回，導(dǎo)體棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直。重力加速度為g。問：（1）線框從開始運(yùn)動(dòng)到完全進(jìn)入磁場區(qū)域的過程中，通過線框的電量為多少？（2）裝置從釋放到開始返回的過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q是多少？（3）線框第一次向下運(yùn)動(dòng)即將離開磁場下邊界時(shí)線框上邊所受的的安培力FA多大？（4）經(jīng)過足夠長時(shí)間后，線框上邊與磁場區(qū)域下邊界的最大距離xm是多少？llI導(dǎo)體棒絕緣桿線框Bα2ddd電磁感應(yīng)中的能量問題產(chǎn)生和維持感應(yīng)電流的存在的過程就是其它形式的能量轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流電能的過程。導(dǎo)體在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)之前，外力移動(dòng)導(dǎo)體所做的功，一部分消耗于克服安培力做功，轉(zhuǎn)化為產(chǎn)生感應(yīng)電流的電能或最后在轉(zhuǎn)化為焦耳熱，另一部分用于增加導(dǎo)體的動(dòng)能，即EE電QWF–Wf=ΔE當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)（作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)），外力所做的功，完全消耗于克服安培力做功，并轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能或最后在轉(zhuǎn)化為焦耳熱EE電QWF=Wf在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，能量是守恒的。楞次定律與能量守恒定律是相符合的，認(rèn)真分析電磁感應(yīng)過程中的能量轉(zhuǎn)化，熟練地應(yīng)用能量轉(zhuǎn)化與守恒定律是求解叫復(fù)雜的電磁感應(yīng)問題常用的簡便方法。安培力做正功和克服安培力做功的區(qū)別：電磁感應(yīng)的過程，同時(shí)總伴隨著能量的轉(zhuǎn)化和守恒，當(dāng)外力克服安培力做功時(shí)，就有其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能；當(dāng)安培力做正功時(shí)，就有電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。在較復(fù)雜的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，經(jīng)常涉及求解耳熱的問題。尤其是變化的安培力，不能直接由Q=I2Rt解，用能量守恒的方法就可以不必追究變力、變電流做功的具體細(xì)節(jié)，只需弄清能量的轉(zhuǎn)化途徑，注意分清有多少種形式的能在相互轉(zhuǎn)化，用能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律就可求解，而用能量的轉(zhuǎn)化與守恒觀點(diǎn)，只需從全過程考慮，不涉及電流的產(chǎn)生過程，計(jì)算簡便。這樣用守恒定律求解的方法最大特點(diǎn)是省去許多細(xì)節(jié)，解題簡捷、方便?！緩?fù)習(xí)鞏固題】1、（黑龍江哈九中2011屆高三上學(xué)期期末考試物理試題）如圖，連接兩個(gè)定值電阻的平行金屬導(dǎo)軌與水平面成θ角，R1=R2=2R，勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面。有一導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為m，棒的電阻也為2R，棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向上滑動(dòng)，當(dāng)上滑的速度為v時(shí)，定值電阻R2消耗的電功率為P，下列正確的是（） （）A．此時(shí)重力的功率為mgvcosθB．此裝置消耗的機(jī)械功率為μmgvcosθC．導(dǎo)體棒受到的安培力的大小為6P/vD．導(dǎo)體棒受到的安培力的大小為8P/v2、質(zhì)量為m邊長為L的正方形線圈，線圈ab邊距離磁場邊界為s，線圈從靜止開始在水平恒力F的作用下，穿過如圖所示的有界勻強(qiáng)磁場，磁場寬度為d(d<L).若它與水平面間沒有摩擦力的作用，ab邊剛進(jìn)入磁場的速度與ab邊剛離開磁場時(shí)的速度相等.下列說法正確的是()A.線圈進(jìn)入磁場和離開磁場的過程通過線圈的電荷量不相等B.穿越磁場的過程中線圈的最小速度為C.穿越磁場的過程中線圈的最大速度為D.穿越磁場的過程中線圈消耗的電能為F(d＋L)3、如圖所示，邊長為L的正方形導(dǎo)線框質(zhì)量為m，由距磁場H高處自由下落，其下邊ab進(jìn)入勻強(qiáng)磁場后，線框開始做減速運(yùn)動(dòng)，直到其上邊cd剛剛穿出磁場時(shí)，速度減為ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí)的eq\f(1,2)，磁場的寬度也為L，則線框穿越勻強(qiáng)磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為（）A．2mgLB．2mgL＋mgHC．2mgL＋eq\f(3,4)mgHD．2mgL＋eq\f(1,4)mgH4、(2011·山東青島一模)如圖所示，相距為l＝1m的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置，一部分處在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場中，OO′是磁場的邊界，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.5T，導(dǎo)軌左端接有定值電阻R＝0.5Ω，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，在磁場邊界OO′處垂直于導(dǎo)軌放置一根質(zhì)量為m＝1kg、電阻也為0.5Ω的金屬桿ab，(1)若ab桿在恒力F＝2N的作用下，從OO′邊界由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，通過x＝1m的距離到達(dá)cd位置時(shí)獲得v1＝1m/s的速度，若不考慮整個(gè)裝置向外的電磁輻射，求此過程中外接電阻上產(chǎn)生的熱量Q和到達(dá)cd時(shí)導(dǎo)體棒的加速度a；(2)若使ab桿從邊界OO′處由靜止開始做加速度為a＝2m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，請你寫出所施加的外力F與時(shí)間t的關(guān)系式；當(dāng)ab桿通過x＝1m的距離到達(dá)cd位置時(shí)，求外力的瞬時(shí)功率．5、（北京西城區(qū)2010年高三理科綜合練習(xí)）（如圖1所示，表面絕緣且光滑的斜面MM′N′N固定在水平地面上，斜面所在空間有一邊界與斜面底邊NN′平行、寬度為d的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直斜面。一個(gè)質(zhì)量m=0.10kg、總電阻R=0.25Ω的正方形單匝金屬框，放在斜面的頂端（金屬框上邊與MM′重合）?，F(xiàn)從t=0時(shí)開始釋放金屬框，金屬框?qū)⒀匦泵嫦禄?。圖2給出了金屬框在下滑過程中速度v的二次方與對應(yīng)的位移x的關(guān)系圖象。取重力加速度g=10m/s2。求（1）斜面的傾角θ；（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；（3）金屬框在穿過磁場的過程中電阻上生熱的功率。圖1圖1MM?NN?BdLv2/(m.s-1)2x/m圖24800.41.01.4交變電流正弦交流電的產(chǎn)生與變化規(guī)律1、產(chǎn)生條件：當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交流是隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的。即正弦交流。2、產(chǎn)生正弦交流電過程中的兩個(gè)關(guān)鍵“面”①中性面：勻速旋轉(zhuǎn)的線圈，位于跟磁感線垂直的平面叫做中性面。這一位置穿過線圈的磁通量最大，但切割邊都未切割磁感線，或者說這時(shí)線圈的磁通量變化率為零，線圈中無感應(yīng)電動(dòng)勢。BB⊥S，φ最大，各邊不切割磁感應(yīng)線，無感應(yīng)電流——中性面B⊥S，φ最大，各邊不切割磁感應(yīng)線，無感應(yīng)電流——中性面線圈平面每經(jīng)過中性面時(shí)，感應(yīng)電流的方向就改變一次，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的方向改變兩次。B∥S，φB∥S，φ=0，垂直切割，感應(yīng)電流最大B∥S，φ=0，a（b）d（c）垂直切割，感應(yīng)電流最大3、正弦交流電的變化規(guī)律設(shè)線圈平面從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度是ω。經(jīng)過時(shí)間t，線圈轉(zhuǎn)過的角度是ωt，ab邊的線速度v的方向跟磁感線方向間的夾角也等于ωt，如右圖所示。設(shè)ab邊長為L1，bc邊長L2，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，這時(shí)ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢多大？eab=BL1vsinωt=BL1·ωsinωt=BL1L2sinωt此時(shí)整個(gè)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢為：e=eab+ecd=BL1L2ωsinωt做感應(yīng)電動(dòng)勢的峰值，e叫做感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值。根據(jù)部分電路歐姆定律，電壓的最大值Um=ImR，電壓的瞬時(shí)值U=Umsinωt。公式：（從中性面開始計(jì)時(shí)）●從中性面開始計(jì)時(shí)時(shí)，交變電流的變化規(guī)律是正弦；從最大面開始計(jì)時(shí)時(shí)，交變電流的變化規(guī)律是余弦?！裼伞緩?fù)習(xí)鞏固題】1、一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢e隨時(shí)間t的變化如圖所示。下面說法中正確的是（）A.t1時(shí)刻通過線圈的磁通量為零B.t2時(shí)刻通過線圈的磁通量的絕對值最大C.t3時(shí)刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大D.每當(dāng)e轉(zhuǎn)換方向時(shí)，通過線圈的磁通量的絕對值都為最大2、、如圖甲所示，A、B為相同的環(huán)形線圈，它們共軸且相距很近，A線圈中通有圖乙所示的交變電流，則（）A.在t1時(shí)刻，A、B的相互作用力為零B.在t1到t2時(shí)間內(nèi)，A、B相互吸引C.在t2到t3時(shí)間內(nèi)，A、B相互排斥D.在t2時(shí)刻，A、B的相互作用力最大3、（08寧夏卷）如圖a所示，一矩形線圈abcd放置在勻強(qiáng)磁場中，并繞過ab、cd中點(diǎn)的軸OO′以角速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。若以線圈平面與磁場夾角時(shí)（如圖b）為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向b時(shí)電流方向?yàn)檎?。則下列四幅圖中正確的是（）4、（2011·天津卷）在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖1所示．產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢的圖象如圖2所示，則()A．t＝0.005s時(shí)線框的磁通量變化率為零B．t＝0.01s時(shí)線框平面與中性面重合C.線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢有效值為311VD.線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢頻率為100Hz5、處在勻強(qiáng)磁場中的矩形線圈abcd，以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場方向平行于紙面并與ab垂直．在t＝0時(shí)刻，線圈平面與紙面重合(如圖)，線圈的cd邊離開紙面向外運(yùn)動(dòng)．若規(guī)定由a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正，則能反映線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖線是()二、表征交流的物理量表征交變電流大小物理量：有四個(gè)：瞬時(shí)值、最大值、有效值、平均值?！衩枋鼋蛔冸娏鞯乃闹当容^●交變電流的有效值定義：它是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的，讓交流和直流分別通過相同阻值的電阻，如果它們在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，則該直流的數(shù)值就是該交流的有效值．幾種典型交變電流的有效值（1）正弦式交流電的有效值此類交流電滿足公式e=Emsinωt,i=Imsinωt在正(余)弦式交變電流中有效值與最大值之間的關(guān)系為：，，．（2）非對稱性交流電有效值假設(shè)讓一直流電壓U和如圖所示的交流電壓分別加在同一電阻上，交變電流在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q1=，直流電在相等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q2=T，根據(jù)它們的熱量相等有T得U=，同理有I=.【復(fù)習(xí)鞏固題】123451234560100u/Vt/10－2sA．該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u＝100sin(25t)VB．該交流電的頻率為25HzC．該交流電的電壓的有效值為100D．若將該交流電壓加在阻值R＝100Ω的電阻兩端，則電阻消耗的功率時(shí)50W2、（2007年北京卷）電阻R1、R2交流電源按照圖1所示方式連接，R1=10，R2=20。合上開關(guān)后S后，通過電阻R2的正弦交變電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖2所示。則（）A.通過R1的電流的有效值是1.2AB.R1兩端的電壓有效值是6VC.通過R2的電流的有效值是1.2AD.R2兩端的電壓有效值是6V3、（09·福建）一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示。已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為5.0，則外接一只電阻為95.0的燈泡，如圖乙所示，則（）A.電壓表eq\o\ac(○,v)的示數(shù)為220vB.電路中的電流方向每秒鐘改變50次C.燈泡實(shí)際消耗的功率為484wD.發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2JabO-10100.10.30.5t/su/V4、（abO-10100.10.30.5t/su/VA．在圖中t=0時(shí)刻穿過線圈的磁通量均為零B．線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為3:2C．交流電a的瞬時(shí)值為VD．交流電b的最大值為V5、(2011·安徽卷)如圖所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.電阻為R、半徑為L、圓心角為45°的扇形閉合導(dǎo)線框繞垂直于紙面的O軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(O軸位于磁場邊界)．則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為()A.eq\f(BL2ω,2R)B.eq\f(\r(2)BL2ω,2R)C.eq\f(\r(2)BL2ω,4R)D.eq\f(BL2ω,4R)6、（2011·四川卷）如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形線圈的周期為T，轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場方向，線圈電阻為2Ω.從線圈平面與磁場方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過60°時(shí)的感應(yīng)電流為1A．那么()A．線圈消耗的電功率為4WB．線圈中感應(yīng)電流的有效值為2AC．任意時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢為e＝4coseq\f(2π,T)tD.任意時(shí)刻穿過線圈的磁通量為Φ＝eq\f(T,π)sineq\f(2π,T)t三、電感和電容對交流電路的影響①電感對交變電流的作用●線圈對直流電的阻礙作用只是電阻；而對交變電流的阻礙作用除了電阻之外，還有電感，由電磁感應(yīng)的知識(shí)可知，當(dāng)線圈中通過交變電流時(shí)，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，阻礙電流的變化。電感對交變電流阻礙作用的大小，用感抗來表示?！窀锌箾Q定于線圈的自感系數(shù)和交變電流的頻率。線圈的自感系數(shù)越大，自感作用就越大，感抗就越大；交變電流的頻率越高，電流變化越快，自感作用越大，感抗越大。電感對交變電流有阻礙作用，電感對交變電流阻礙作用的大小，用感抗表示．充放電電流越大，容抗越小，即電容器的電容越大，交變電流頻率越高，容抗越小，電容器具有“(L為線圈的自感系數(shù))②電容對交變電流的作用●電容器對交變電流有阻礙作用。物理上用容抗來表示電容器對交變電流阻礙作用的大小。●容抗決定于電容器電容的大小和交變電流的頻率，電容越大，在同樣的電壓下電容器容納電荷越多，因此充放電的電流越大，容抗就越??；交變電流的頻率越高，充放電進(jìn)行得越快。通交流、隔直流”“通高頻、阻低頻”的特點(diǎn)。交變電流能夠通過電容器．電容器交替進(jìn)行充電和放電，電路中就有了電流，表現(xiàn)為交流“通過”了電容器，實(shí)際上自由電荷并沒有通過電容器兩極板間的絕緣電介質(zhì)．電容器對交變電流的阻礙作用：電容器對交變電流有阻礙作用，電容對交變電流阻礙作用的大小，用容抗表示．．●電阻、電感器、電容器對對交變電流阻礙作用的區(qū)別與聯(lián)系

電阻電感器電容器產(chǎn)生的原因定向移動(dòng)的自由電荷與不動(dòng)的離子間的碰撞由于電感線圈的自感現(xiàn)象阻礙電流的變化電容器兩極板上積累的電荷對向這個(gè)方向定向移動(dòng)的電荷的反抗作用在電路中的特點(diǎn)對直流、交流均有阻礙作用只對變化的電流如交流有阻礙作用不能通直流，只能通變化的電流．對直流的阻礙作用無限大，對交流的阻礙作用隨頻率的降低而增大決定因素由導(dǎo)體本身（長短、粗細(xì)、材料）決定，與溫度有關(guān)由導(dǎo)體本身的自感系數(shù)和交流的頻率f決定由電容的大小和交流的頻率決定電能的轉(zhuǎn)化與做功電流通過電阻做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能和磁場能往復(fù)轉(zhuǎn)化電流的能與電場能往復(fù)轉(zhuǎn)化【復(fù)習(xí)鞏固題】1、在收音機(jī)電路中，經(jīng)天線接收下來的電信號既有高頻成分又有低頻成分，經(jīng)放大后送到下一級，需要把高頻成分和低頻成分分開，只讓低頻成分輸入下一級，如果采用如圖所示的電路圖，圖中虛線框a和b內(nèi)只用一個(gè)電容或電感，那么（）A．a(chǎn)是電容，用來阻高頻阻低頻B．a(chǎn)是電感，用來阻交流通直流C．b是電感，用來阻高頻通低頻D．b是電容，用來阻高頻通低頻2、“二分頻”音箱內(nèi)有兩個(gè)不同口徑的揚(yáng)聲器，它們的固有頻率分別處于高音、低音頻段分別稱為高音揚(yáng)聲器和低音揚(yáng)聲器.音箱要將擴(kuò)音機(jī)送來的含有不同頻率的混合音頻電流按高、低頻段分離出來，送往相應(yīng)的揚(yáng)聲器，以便使電流所攜帶的音頻信息按原比例還原成高、低頻的機(jī)械振動(dòng).如圖所示為音箱的電路圖，高、低頻混合電流由a、b輸入，L1和L2是線圈，C1和C2是電容器，則()A.甲是高頻揚(yáng)聲器，C1的作用是通低頻阻高頻B.甲是低頻揚(yáng)聲器，C1的作用是通高頻阻低頻C.L1的作用是阻礙低頻電流通過甲揚(yáng)聲器D.L2的作用是減弱乙揚(yáng)聲器的低頻電流3、從某一裝置輸出的交流電常常既有高頻成分，又有低頻成分．如果只需要把低頻成分輸送到下一級裝置，可采用的電路是四、變壓器1、理想變壓器：磁通量全部集中在鐵心內(nèi)，變壓器沒有能量損失，輸入功率等于輸出功率。變壓原理：如圖所示，在理想變壓器的原線圈兩端加交變電壓U1后，由于電磁感應(yīng)的原因，原、副線圈中都將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：E1=n1E2=n2忽略原、副線圈內(nèi)阻，有U1＝E1，U2＝E2另外，考慮到鐵芯的導(dǎo)磁作用而且忽略漏磁，即認(rèn)為在任意時(shí)刻穿過原、副線圈的磁感線條數(shù)都相等，于是又有ΔΦ1=ΔΦ2由此便可得理想變壓器的電壓變化規(guī)律為：.3、理想變壓器副線圈有一個(gè)和多個(gè)時(shí)的比例關(guān)系有何異同（多繞組考綱不要求）由一個(gè)原線圈和一個(gè)副線圈組成由一個(gè)原線圈和多個(gè)副線圈組成(以兩個(gè)副線圈為例)電壓關(guān)系電流關(guān)系功率關(guān)系P2＝P1或U1I1＝U2I2P1＝P2＋P3或U1I1＝U2I2＋I(xiàn)3U3頻率關(guān)系f1＝f2【復(fù)習(xí)鞏固題】1、（2011·課標(biāo)全國卷）如圖所示，一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1∶2；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220V，額定功率為22W；原線圈電路中接有電壓表和電流表．現(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光．若用U和I分別表示此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù)，則()A．U＝110V，I＝0.2AB．U＝110V，I＝0.05AC．U＝110eq\r(2)V，I＝0.2AD．U＝110eq\r(2)V，I＝0.2eq\r(2)A2、（2011·廣東物理卷）圖甲左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為理想變壓器，負(fù)載電路中R＝55Ω，A、V為理想電流表和電壓表．若原線圈接入如圖7乙所示的正弦交變電壓，電壓表的示數(shù)為110V，下列表述正確的是()甲乙A．電流表的示數(shù)為2AB．原、副線圈的匝數(shù)比為1∶2C．電壓表的示數(shù)為電壓的有效值D．原線圈中交變電壓的頻率為100Hz3、（2011·蘇北模擬）如圖所示，50匝矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝eq\f(\r(2),10)T的水平勻強(qiáng)磁場中，線框面積S＝0.5m2，線框電阻不計(jì)．線框繞垂直于磁場的軸OO′以角速度ω＝200rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并與理想變壓器原線圈相連，副線圈線接入一只“220V，60W”燈泡，且燈泡正常發(fā)光，熔斷器允許通過的最大電流為10A，下列說法正確的是()A．圖示位置穿過線框的磁通量為零B．線框中產(chǎn)生交變電壓的有效值為500eq\r(2)VC．變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為25︰11D．允許變壓器輸出的最大功率為5000W4、（2011·德州模擬）如圖所示，兩塊相距為d的水平放置的金屬板組成一個(gè)平行板電容器，用導(dǎo)線、開關(guān)S將其與一個(gè)n匝的線圈連接，線圈置于方向豎直向上的均勻變化的磁場中，兩板間放一臺(tái)小壓力傳感器，壓力傳感器上表面絕緣且水平，在其上表面靜止放置一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量＋q的小球．已知S斷開時(shí)傳感器上有示數(shù)，S閉合后傳感器上的示數(shù)變?yōu)樵瓉淼亩?，則穿過線圈的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化情況和磁通量變化率分別是()A．正在增強(qiáng)，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,q)B．正在增強(qiáng)，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,nq)C．正在減弱，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,q)D．正在減弱，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,nq)SabcdR～5、(2012蘇北四市一模)SabcdR～A．S與a接通的瞬間，R中無感應(yīng)電流B．S與a接通穩(wěn)定后，R兩端的電壓為0C．S與b接通穩(wěn)定后，R兩端的電壓為3VD．S與b接通穩(wěn)定后，原、副線圈中電流的頻率之比為2:16、(2009·江蘇)如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1∶5，原線圈兩端的交變電壓u＝20sin100πtV，氖泡兩端電壓達(dá)到100V時(shí)開始發(fā)光，下列說法中正確的是()A.開關(guān)接通后，氖泡的發(fā)光頻率為100HzB.開關(guān)接通后，電壓表的示數(shù)為100VC.開關(guān)斷開后，電壓表的示數(shù)變大D.開關(guān)斷開后，變壓器的輸出功率不變7、（2010·海南物理·9）如右圖，一理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為4：1，原線圈兩端接入一正弦交流電源；副線圈電路中R為負(fù)載電阻，交流電壓表和交流電流表都是理想電表．下列結(jié)論正確的是（）A．若電壓表讀數(shù)為6V，則輸入電壓的最大值為VB．若輸入電壓不變，副線圈匝數(shù)增加到原來的2倍，則電流表的讀數(shù)減小到原來的一半C．若輸入電壓不變，負(fù)載電阻的阻值增加到原來的2倍，則輸入功率也增加到原來的2倍D．若保持負(fù)載電阻的阻值不變．輸入電壓增加到原來的2倍，則輸出功率增加到原來的4倍VAR8、（08海南卷）理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為4∶1．原線圈接入一電壓為u＝U0sinωt的交流電源，副線圈接一個(gè)R＝27.5Ω的負(fù)載電阻．若U0＝220V，ω＝100πVAR副線圈中電壓表的讀數(shù)為55V副線圈中輸出交流電的周期為C．原線圈中電流表的讀數(shù)為0.5AD．原線圈中的輸入功率為●變壓器的動(dòng)態(tài)分析問題理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)不變時(shí)，如果變壓器的負(fù)載發(fā)生變化，怎樣確定其他有關(guān)物理量的變化，可依據(jù)以下原則來判斷.有三個(gè)決定關(guān)系：1.輸入電壓U1決定輸出電壓U2，即U2隨著U1的變化而變化，因?yàn)閁2＝U1，所以只要U1不變化，不論負(fù)載如何變化，U2不變.2.輸出功率P2決定輸入功率P1.理想變壓器的輸出功率和輸入功率相等，即P2＝P1.在輸入電壓U1不變的情況下，U2不變.若負(fù)載電阻R增大，則由公式P＝得：輸出功率P2減小，輸入功率P1也隨著減?。环粗?，若負(fù)載電阻R增大，則輸出功率P2增大，輸入功率P1也隨著P2減小.3.輸出電流I2決定輸入電流I1.在輸入電壓U1不變的情況下，U2不變.若負(fù)載電阻R增大，則由公式I＝eq\f(U,R)得：輸出電流I2減小，由P2＝P1知輸入電流I1亦隨著減?。环粗?，若負(fù)載電阻R減小，則輸出電流I2增大，輸入電