熱點(diǎn)七電磁感應(yīng)與電路電磁感應(yīng)，交直流電路是電磁學(xué)較為重要的內(nèi)容，也是高考命題頻率較高的內(nèi)容之一，本部分題型主要是選擇題和計(jì)算題，選擇題主要考查法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、交流電的有效值、電路的動(dòng)態(tài)分析以及有關(guān)圖像問(wèn)題，計(jì)算題以考查電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題，動(dòng)力學(xué)問(wèn)題和能量問(wèn)題為主?？枷蛞浑娐返膭?dòng)態(tài)分析如圖1所示的交流電路中，理想變壓器輸入電壓為u1U1msin 100t(V)，輸入功率為P1，輸出功率為P2，電壓表讀數(shù)為U2，各交流電表均為理想電表，由此可知圖1A燈泡中電流方向每秒鐘改變100次B變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為U1mU2C當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)頭向下移動(dòng)時(shí)各個(gè)電表讀數(shù)均變大D當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)頭向上移動(dòng)時(shí)P1變大，且始終P1P2解析由u1U1msin 100t(V)，可知交變電源頻率為50 Hz，燈泡中電流方向每秒鐘改變100次，選項(xiàng)A正確；變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為U1mU2，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電壓表的示數(shù)只與原線圈電壓和變壓器原、副線圈匝數(shù)比有關(guān)，在只改變滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻時(shí)，電壓表讀數(shù)不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)頭向上移動(dòng)時(shí)，變壓器輸出電流減小，輸出功率減小。根據(jù)變壓器功率的制約關(guān)系，P1變小，且始終有P1P2，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案A考向二電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用如圖2，均勻磁場(chǎng)中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場(chǎng)邊緣重合；磁場(chǎng)方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0。使該線框從靜止開始繞過(guò)圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過(guò)程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率的大小應(yīng)為圖2A.B.C. D.解析當(dāng)導(dǎo)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，設(shè)半徑為r，導(dǎo)線框電阻為R，當(dāng)線框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電動(dòng)勢(shì)EB0r2，當(dāng)磁場(chǎng)變化時(shí)，ESr2，EE，故，C對(duì)。答案C考向三電磁感應(yīng)中的圖像問(wèn)題某空間中存在一個(gè)有豎直邊界的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，現(xiàn)將一個(gè)等腰梯形閉合導(dǎo)線圈從圖示位置垂直于磁場(chǎng)方向以速度v勻速拉過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，尺寸如圖3所示，取向右為力的正方向。下圖中能正確反映該過(guò)程中線圈所受安培力F隨時(shí)間t變化的圖像是圖3解析設(shè)線圈的電阻為R，線圈切割磁感線的有效長(zhǎng)度為l，則安培力的大小為F，方向一直沿x軸負(fù)方向，在0這段時(shí)間內(nèi)，有效長(zhǎng)度l增大，所以F增大且Ft圖線的斜率的絕對(duì)值增大；在這段時(shí)間內(nèi)，有效長(zhǎng)度lL不變，所以F大小不變且t時(shí)刻F突然變??；在這段時(shí)間內(nèi)，有效長(zhǎng)度l增大，所以F增大且Ft圖線的斜率的絕對(duì)值增大；綜上所述，A項(xiàng)正確。答案A考向四電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問(wèn)題如圖4甲所示，兩根完全相同的光滑平行導(dǎo)軌固定，每根導(dǎo)軌均由兩段與水平面成30的長(zhǎng)直導(dǎo)軌和一段圓弧導(dǎo)軌平滑連接而成，導(dǎo)軌兩端均連接電阻，阻值R1R22 ，導(dǎo)軌間距L0.6 m。在右側(cè)導(dǎo)軌所在斜面的矩形區(qū)域M1M2P2P1內(nèi)分布有垂直右側(cè)導(dǎo)軌平面向上的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)上下邊界M1P1、M2P2的距離d0.2 m，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示，t0時(shí)刻，在右側(cè)導(dǎo)軌斜面上與M1P1距離s0.1 m處，有一根阻值r2 的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌由靜止釋放，恰好獨(dú)立勻速通過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，取重力加速度g10 m/s2，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，求：圖4(1)ab在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度大小v；(2)在t10.1 s時(shí)刻和t20.25 s時(shí)刻電阻R1的電功率的比；(3)電阻R2產(chǎn)生的總熱量Q總。解析(1)由mgssin mv2得v1 m/s。(2)棒從釋放到運(yùn)動(dòng)至M1P1的時(shí)間t0.2 s在t10.1 s時(shí)，棒還沒(méi)進(jìn)入磁場(chǎng)，有E1Ld0.6 V此時(shí)，R2與金屬棒并聯(lián)后再與R1串聯(lián)，R總3 ，U1R10.4 V由圖乙可知，t0.2 s后磁場(chǎng)保持不變，ab經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間t0.2 s，故在t20.25 s時(shí)ab還在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)勢(shì)E2BLv0.6 V此時(shí)R1與R2并聯(lián)，R 總3 ，得R1兩端電壓U10.2 V電功率P故在t10.1 s和t20.25 s時(shí)刻電阻R1的電功率的比值。(3)設(shè)ab的質(zhì)量為m，ab在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)ab的電流I，ab受到的安培力FABIL又mgsin BIL解得m0.024 kg在00.2 s時(shí)間內(nèi)，R2兩端的電壓U20.2 V，產(chǎn)生的熱量Q1t0.004 Jab最終將在M2P2下方的軌道區(qū)域內(nèi)往返運(yùn)動(dòng)，到M2P2的速度為零，由功能關(guān)系可得在t0.2 s后，整個(gè)電路最終產(chǎn)生的熱量Qmgdsin mv20.036 J，由電路關(guān)系可得R2產(chǎn)生的熱量Q2Q0.006 J故R2產(chǎn)生的總熱量Q總Q1Q20.01 J。 答案(1)1 m/s(2)41(3)0.01 J1(多選)如圖5所示電路，已知電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，R0為定值電阻，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的觸頭向下移動(dòng)時(shí)，下列論述正確的是圖5A燈泡L一定變亮B電流表的示數(shù)變小C電壓表的示數(shù)變小DR0消耗的功率變小答案ABD2如圖6甲所示，理想變壓器的原線圈匝數(shù)n1100匝，副線圈匝數(shù)n250匝，電阻R10 ，V是理想電壓表，原線圈加上如圖乙所示的交流電，則下列說(shuō)法正確的是圖6A流經(jīng)電阻R的電流的頻率為100 HzB電壓表V的示數(shù)為10 VC流經(jīng)R的電流方向每秒改變50次D電阻R上每秒產(chǎn)生的熱量為10 J答案D3.如圖7所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)a、b，磁場(chǎng)方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大。兩圓環(huán)半徑之比為21，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為Ea和Eb，不考慮兩圓環(huán)間的相互影響。下列說(shuō)法正確的是圖7AEaEb41，感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針?lè)较駼EaEb41，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針?lè)较駽EaEb21，感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針?lè)较駾EaEb21，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針?lè)较蚪馕鲇深}意可知k，導(dǎo)體圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ESr2，因rarb21，故EaEb41。由楞次定律知感應(yīng)電流的方向均沿順時(shí)針?lè)较?，選項(xiàng)B正確。答案B4.(多選)空間內(nèi)存在一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)區(qū)域的橫截面為等腰直角三角形，底邊水平，其斜邊長(zhǎng)度為L(zhǎng)。一正方形導(dǎo)體框邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)，開始時(shí)正方形導(dǎo)體框的ab邊與磁場(chǎng)區(qū)域橫截面的斜邊剛好重合，如圖8所示。從圖示位置開始計(jì)時(shí)，正方形導(dǎo)體框以平行于bc邊的速度v勻速穿越磁場(chǎng)。若導(dǎo)體框中的感應(yīng)電流為i，a、b兩點(diǎn)間的電壓為uab，感應(yīng)電流取逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?，則在導(dǎo)體框穿越磁場(chǎng)的過(guò)程中，下列關(guān)于i、uab隨時(shí)間的變化規(guī)律正確的是圖8解析由楞次定律可以判斷出導(dǎo)體框進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，出磁場(chǎng)時(shí)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，由EBlv可得i，進(jìn)、出磁場(chǎng)時(shí)導(dǎo)體框切割磁感線的有效長(zhǎng)度l均由大變小，所以電流也是從大變小，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)ab為電源，uab0且uabBlv，出磁場(chǎng)時(shí)ab不是電源，電流從b到a，uab0且uab，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。答案AD5.(多選)如圖9所示，足夠長(zhǎng)的光滑水平直導(dǎo)軌的間距為l，電阻不計(jì)，垂直軌道平面有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)軌上相隔一定距離放置兩根長(zhǎng)度均為l的金屬棒，a棒質(zhì)量為m，電阻為R，b棒質(zhì)量為2 m，電阻為2R，現(xiàn)給a棒一個(gè)水平向右的初速度v0，已知a棒在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有與b棒發(fā)生碰撞，當(dāng)a棒的速度減為時(shí)，b棒剛好碰到了障礙物立即停止運(yùn)動(dòng)，而a棒仍繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是圖9Ab棒碰到障礙物前瞬間的速度為B在b棒停止運(yùn)動(dòng)前b棒產(chǎn)生的焦耳熱為QbmvCb棒停止運(yùn)動(dòng)后，a棒繼續(xù)滑行的距離為Db棒停止運(yùn)動(dòng)后，a棒繼續(xù)滑行的距離為解析設(shè)b棒碰到障礙物前瞬間的速度為v2，之前兩棒組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則mv0m2mv2，解得v2，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在b棒停止運(yùn)動(dòng)前，根據(jù)能量守恒定律可知a棒和b棒產(chǎn)生的總焦耳熱QQaQbmvm()22mvmv，Qb2Qa，解得Qbmv，所以選項(xiàng)B正確；a棒單獨(dú)向右滑行的過(guò)程中，當(dāng)其速度為v時(shí)，所受的安培力大小為F安BIlv，根據(jù)動(dòng)量定理有F安tmv，所以有(vt)(mv)，可得xm，b棒停止運(yùn)動(dòng)后a棒繼續(xù)前進(jìn)的距離x，所以選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案BC