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第1頁(共1頁)2025年高考備考高中物理個(gè)性化分層教輔中等生篇《電磁感應(yīng)》一.選擇題(共10小題)1.(2024春?濱州期末)濱州市位于北緯37°,如圖,某同學(xué)在濱州市內(nèi)騎行上學(xué),該同學(xué)從西往東沿直線以速度v騎行,該處地磁場(chǎng)的水平分量大小為B1,豎直分量大小為B2,自行車車把為直把、金屬材質(zhì),車把長(zhǎng)為l,車輪的直徑為d,輻條長(zhǎng)度近似等于車輪半徑,只考慮自行車在地磁場(chǎng)中的電磁感應(yīng),下列說法正確的是()A.圖示位置中輻條A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)低12B.圖示位置中輻條A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)高14C.車把左端的電勢(shì)比車把右端的電勢(shì)低B2lv D.自行車改為南北騎向,自行車車把兩端電動(dòng)勢(shì)要降低2.(2024春?寧波期末)如圖所示的電路中,A、B是規(guī)格相同的燈泡,L是自感系數(shù)較大、電阻可以忽略不計(jì)的線圈,電源電動(dòng)勢(shì)E不變。下列說法正確的是()A.合上S,電流穩(wěn)定后A、B亮度相同 B.合上S的瞬間,A、B同時(shí)亮,之后A逐漸熄滅 C.電流穩(wěn)定后斷開S的瞬間,A、B均立即熄滅 D.電流穩(wěn)定后斷開S的瞬間,A立即熄滅,B閃亮后逐漸熄滅3.(2024?海安市開學(xué))如圖所示,條形磁鐵以速度v向螺線管靠近。下列說法正確的是()A.螺線管會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 B.螺線管不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 C.只有磁鐵速度足夠大,螺線管才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 D.只有磁鐵磁性足夠強(qiáng),螺線管才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流4.(2024?南通三模)如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)中水平放置兩足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌的左側(cè)連接電池E和電容器C,單刀雙擲開關(guān)S接1,金屬棒ab在導(dǎo)軌上處于靜止?fàn)顟B(tài)。在t0時(shí)刻S接2,金屬棒ab在導(dǎo)軌上向右運(yùn)動(dòng)過程中棒始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸,不計(jì)導(dǎo)軌電阻。則金屬棒兩端電壓Uab、速度v、電容器所帶電荷量q、回路中電流強(qiáng)度i隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像可能正確的是()A. B. C. D.5.(2024春?大通縣期末)如圖所示,是法拉第最初發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,軟鐵環(huán)上繞有M、M兩個(gè)線圈,關(guān)于該實(shí)驗(yàn)下列說法正確的是()A.當(dāng)S保持閉合時(shí),M、N中都有恒定電流 B.當(dāng)S斷開瞬間,M中電流立即消失、N中也沒有電流 C.當(dāng)S由斷開到閉合瞬間,N中有圖中箭頭所指方向電流 D.當(dāng)S由閉合到斷開瞬間,N中有圖中箭頭所指方向電流6.(2024?如皋市校級(jí)開學(xué))如圖所示,在xOy平面內(nèi)有以y軸為邊界的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的兩勻強(qiáng)磁場(chǎng),金屬圓環(huán)的圓心為O。下列過程會(huì)使環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.環(huán)沿y軸平移一小段距離 B.環(huán)沿x軸平移一小段距離 C.環(huán)繞y軸轉(zhuǎn)動(dòng)一小角度 D.環(huán)繞x軸轉(zhuǎn)動(dòng)一小角度7.(2024春?福州期末)如圖,A、B是兩個(gè)規(guī)格相同的小燈泡,L為自感系數(shù)較大的線圈,A1、A2是零刻度在中間的相同電流表,閉合開關(guān)穩(wěn)定后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,使A1、A2兩電流表示數(shù)相同,偏轉(zhuǎn)方向相同,兩個(gè)燈泡的亮度相同。則下列說法正確的是()A.閉合S瞬間,燈泡A立刻變亮,燈泡B逐漸變亮 B.閉合S瞬間,電流表A1示數(shù)大于A2示數(shù) C.閉合S穩(wěn)定后,斷開S瞬間,燈泡B先閃亮一下,再熄滅 D.閉合S穩(wěn)定后,斷開S瞬間,電流表A1和A2指針偏轉(zhuǎn)方向相反8.(2024春?番禺區(qū)校級(jí)期中)小明同學(xué)利用如圖所示的電路采用伏安法測(cè)定線圈的直流電阻(自感系數(shù)較大的線圈一般都有直流電阻),在實(shí)驗(yàn)測(cè)量完畢后,他將電路拆去時(shí)先斷開開關(guān)S1,再斷開開關(guān)S2,對(duì)他的操作步驟,正確的判斷是()A.他的操作步驟正確,其目的是可以同時(shí)保護(hù)兩個(gè)電表 B.他的操作步驟不正確,應(yīng)先斷開開關(guān)S2,確保電壓表安全 C.他的操作步驟不正確,應(yīng)先斷開開關(guān)S2,確保電流表安全 D.他的操作步驟不正確,應(yīng)先拆去電流表,確保電流表安全9.(2024春?番禺區(qū)校級(jí)期中)如圖,半徑為R的金屬圓盤水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,圓盤圓心處固定一個(gè)搖柄,邊緣和圓心處各與一個(gè)黃銅電刷緊貼,用導(dǎo)線將電刷與零刻度在中央的電流表連接起來形成回路。轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄,使圓盤逆時(shí)針(俯視)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。下列說法正確的是()A.電流表中將產(chǎn)生交變電流 B.有從導(dǎo)線b流入電流表的穩(wěn)定電流 C.圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生大小為Bω2R的穩(wěn)定電動(dòng)勢(shì) D.由于圓盤的磁通量不變,圓盤上無感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)10.(2024?贛州二模)如圖甲所示為某電動(dòng)牙刷的無線充電示意圖,送電線圈以由a到b為電流的正方向,當(dāng)送電線圈通過如圖乙所示的電流時(shí),在0~t1時(shí)間內(nèi)()A.受電線圖中產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大且方向由d到c B.受電線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流減小且方向由d到c C.受電線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大且方向由c到d D.受電線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流減小且方向由c到d二.多選題(共5小題)(多選)11.(2024?郫都區(qū)校級(jí)模擬)某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的電梯墜落的應(yīng)急安全裝置如圖所示,在電梯掛廂上安裝永久磁鐵,并在電梯的井壁上鋪設(shè)線圈,這樣可以在電梯突然墜落時(shí)減小對(duì)人員的傷害。關(guān)于該裝置,下列說法正確的是()A.當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在線圈A、B之間時(shí),閉合線圈A、B中的電流方向相同 B.當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在線圈A、B之間時(shí),閉合線圈A、B中的電流方向相反 C.當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在線圈A、B之間時(shí),閉合線圈A、B均對(duì)電梯的下落起阻礙作用 D.當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在線圈B下方時(shí),閉合線圈A、B不再對(duì)電梯的下落起阻礙作用(多選)12.(2023秋?天津期末)如圖所示,正確連接電路后,下列圖示情景中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.圖甲中使導(dǎo)體棒AB平行于磁感線豎直向下運(yùn)動(dòng) B.圖乙中使條形磁鐵插入或拔出線圈 C.圖丙中開關(guān)S保持閉合,改變滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值的過程中 D.圖丙中開關(guān)S保持閉合,A、B螺線管相對(duì)靜止一起在水平桌面上平移(多選)13.(2024春?東莞市期末)如圖甲所示,面積為0.2m2的100匝線圈內(nèi)部存在垂直紙面、磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加的勻強(qiáng)磁場(chǎng),線圈的電阻為2Ω,磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面向里,已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示,磁場(chǎng)垂直紙面向里為正,定值電阻R的阻值為8Ω,下列說法正確的是()A.線圈具有收縮的趨勢(shì) B.a(chǎn)、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab=2.0V C.t=5s時(shí)穿過線圈的磁通量為0.1Wb D.電阻R上產(chǎn)生的熱功率為0.32W(多選)14.(2024?河北模擬)高鐵常用磁剎車系統(tǒng),某同學(xué)為研究其工作原理讓銅盤處于磁場(chǎng)方向均垂直于其平面的磁場(chǎng)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如圖甲:圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域與銅盤是同心圓且面積小于銅盤面積;如圖乙,磁場(chǎng)區(qū)域與甲相同,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度從左到右減小;如圖丙,勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域與甲相同,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小;如圖丁,圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域處于銅盤的一側(cè)。現(xiàn)給銅盤一初始角速度,整個(gè)過程忽略空氣阻力和摩擦阻力的影響,忽略銅盤厚度,則銅盤能停下來的是()A.圖甲 B.圖乙 C.圖丙 D.圖丁(多選)15.(2024春?福州期末)如圖(a)所示,一個(gè)半徑為T1、匝數(shù)為n、電阻值為R的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路,導(dǎo)線的電阻不計(jì)。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(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖像如圖(b)所示,下列關(guān)于0﹣t0時(shí)間內(nèi)的分析正確的是()A.R1中電流的方向由b到a B.電流的大小為nπBC.線圈兩端的電壓為2nπBD.t0時(shí)刻,通過線圈的磁通量nπ三.填空題(共5小題)16.(2024春?寧德期末)某同學(xué)用電路模擬手機(jī)無線充電,如圖甲所示。當(dāng)充電板內(nèi)的送電線圈通入如圖乙所示的交變電流時(shí)(電流由a端流入時(shí)為正方向),t1~t3時(shí)間內(nèi),受電線圈電流由端流出(選填“c”或“d”),在t1時(shí)刻受電線圈中電流強(qiáng)度最(選填“大”或“小”)。17.(2024春?廈門期末)如圖所示的電路,由自感線圈、開關(guān)、直流電源和兩個(gè)相同的小燈泡L1、L2連接而成。已知自感線圈的自感系數(shù)較大,且其直流電阻不計(jì)。在開關(guān)S閉合的瞬間小燈泡(選填“L1先亮”“L2先亮”或“L1和L2同時(shí)亮”),斷開S后小燈泡L2(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)先閃亮一下再滅。18.(2023秋?泉州期末)如圖,甲、乙線圈平行紙面放置,甲處的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向平行OO′,乙處的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向內(nèi),兩線圈繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),甲線圈中(填“有”或“沒有”)感應(yīng)電流,乙線圈中(填“有”或“沒有”)感應(yīng)電流。已知乙中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,線圈的面積為S,當(dāng)線圈從圖示位置繞OO′軸轉(zhuǎn)過90°時(shí),穿過該線圈的磁通量為。19.(2024?松江區(qū)校級(jí)三模)圖是一種延時(shí)繼電器的示意圖。鐵芯上有兩個(gè)線圈A和B。線圈A跟電源連接,線圈B兩端連在一起,構(gòu)成一個(gè)閉合電路。在斷開開關(guān)S的時(shí)候,彈簧K將(A:立即;B:過一會(huì)兒)將銜鐵D向上拉起,原因是:。20.(2024春?思明區(qū)校級(jí)期中)為演示斷電自感現(xiàn)象,用小燈泡、帶鐵芯的電感線圈L和定值電阻R等元件組成如圖所示的電路。閉合開關(guān)待電路穩(wěn)定后,電路中兩支路的電流分別為I1和I2。如圖所示反映斷開開關(guān)前后的一小段時(shí)間內(nèi)電路中的電流隨時(shí)間變化的關(guān)系。自感線圈所在支路的電流如曲線所示。斷開開關(guān)后,小燈泡的發(fā)光情況為。四.解答題(共5小題)21.(2024春?海口期末)如圖所示,足夠長(zhǎng)的U形光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ,其中MN與PQ平行且間距為L(zhǎng),處在方向垂直于導(dǎo)軌平面向上且磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。金屬棒ab與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好,ab棒在MN與PQ之間部分的電阻為R,ab棒的質(zhì)量為m,當(dāng)ab棒由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑距離為x時(shí),棒的速度大小為v。已知重力加速度為g,在這一過程中,求:(1)當(dāng)金屬棒ab速度大小為v時(shí),ab棒受到的安培力大小;(2)通過金屬棒ab的電荷量;(3)金屬棒ab產(chǎn)生的焦耳熱。22.(2024?鄭州二模)有多個(gè)相同矩形閉合線圈(線圈1,線圈2,線圈3,…)固定在一絕緣桿上。每個(gè)線圈電阻為R,相互靠近排列、彼此絕緣,相鄰線圈之間的距離可忽略。線圈和絕緣桿的總質(zhì)量為m,每個(gè)線圈的長(zhǎng)邊長(zhǎng)為L(zhǎng),如圖所示。現(xiàn)將整個(gè)裝置靜置在足夠長(zhǎng)的光滑斜面上,斜面傾角為θ,在以MN為邊界的斜面下方存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直斜面向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。開始時(shí)線圈從斜面上某一位置由靜止釋放,下滑過程中線圈長(zhǎng)邊始終與MN平行。已知線圈1剛進(jìn)磁場(chǎng)瞬間的加速度為未進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的3倍,線圈進(jìn)入磁場(chǎng)t0時(shí)間后開始做勻速運(yùn)動(dòng)。重力加速度取g,求:(1)開始時(shí)線圈1下邊緣與MN的距離;(2)從線圈1剛進(jìn)入磁場(chǎng)到開始做勻速運(yùn)動(dòng)過程中,線圈和絕緣桿所受的平均作用力。23.(2024春?石景山區(qū)期末)某物理興趣小組通過以下裝置對(duì)火車速度和加速度進(jìn)行測(cè)量。如圖A所示,在火車頭下方安裝一枚磁體,并在鐵軌下埋設(shè)相距r的兩個(gè)5匝線圈,每匝都為四邊封閉的矩形,且都與測(cè)量?jī)x器相連。其原理如圖B所示,磁體下表面附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.003T,線圈材質(zhì)為銅制(其表面有絕緣漆),長(zhǎng)度a=0.3m,寬度為b=0.16m,銅絲直徑d=0.5mm,線圈與測(cè)量?jī)x器間的線路阻值及測(cè)量?jī)x器內(nèi)阻忽略不計(jì),測(cè)量數(shù)據(jù)如圖C所示。已知常溫下銅的電阻率ρ=1.7×10﹣8Ω?m,最終結(jié)果保留2位有效數(shù)字。(1)求火車在x1=30m處時(shí)的速度v1大小和在x2=130m處時(shí)的速度v2大小;(2)若火車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),求火車加速度大小。24.(2024?鹽都區(qū)校級(jí)三模)寬度為L(zhǎng)=0.5m的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌平面與水平面之間的夾角為θ=30°,導(dǎo)軌上端連接電阻R=0.125Ω,虛線OP、MV與導(dǎo)軌垂直,OP、MN間距d=0.2m,OP、MN間區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直軌道平面向上,如圖所示。垂直于導(dǎo)軌水平放置一質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=0.125Ω的金屬桿ab,金屬桿與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=36,金屬桿從距OP距離d=0.2m處從靜止開始下滑,從OP處剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度為g=10m/s(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B;(2)金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的電熱Q。25.(2024?廬陽區(qū)校級(jí)模擬)如圖甲所示,電阻不計(jì)、間距L=0.5m的兩根足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌構(gòu)成的平面與水平面成θ=37°角,導(dǎo)軌上端連接定值電阻R=1Ω。整個(gè)導(dǎo)軌平面處于垂直于導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一質(zhì)量為m=0.2kg、長(zhǎng)度L=0.5m、電阻r=1Ω的導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌上某處由靜止釋放,此后其速度—時(shí)間圖像(v﹣t)如圖乙所示,導(dǎo)體棒5s末已經(jīng)達(dá)到最大速度。導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,導(dǎo)體棒始終垂直于導(dǎo)軌且接觸良好。重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,求:(1)導(dǎo)體棒勻速階段速度大小vm;(2)前5s內(nèi)導(dǎo)體棒通過的位移;(3)前5s內(nèi)導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱。
2025年高考備考高中物理個(gè)性化分層教輔中等生篇《電磁感應(yīng)》參考答案與試題解析一.選擇題(共10小題)1.(2024春?濱州期末)濱州市位于北緯37°,如圖,某同學(xué)在濱州市內(nèi)騎行上學(xué),該同學(xué)從西往東沿直線以速度v騎行,該處地磁場(chǎng)的水平分量大小為B1,豎直分量大小為B2,自行車車把為直把、金屬材質(zhì),車把長(zhǎng)為l,車輪的直徑為d,輻條長(zhǎng)度近似等于車輪半徑,只考慮自行車在地磁場(chǎng)中的電磁感應(yīng),下列說法正確的是()A.圖示位置中輻條A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)低12B.圖示位置中輻條A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)高14C.車把左端的電勢(shì)比車把右端的電勢(shì)低B2lv D.自行車改為南北騎向,自行車車把兩端電動(dòng)勢(shì)要降低【考點(diǎn)】導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).【專題】定量思想;等效替代法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;分析綜合能力.【答案】B【分析】自行車輻條和車把切割磁感線,由右手定則判斷電勢(shì)的高低,由公式E=BLv求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),即可得到電勢(shì)差大小。【解答】解:AB、該同學(xué)從西往東沿直線以速度v騎行,輻條切割地磁場(chǎng)水平分量(由南向北)的磁感線,根據(jù)右手定則可知,圖示位置中輻條A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)高,AB兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于輻條產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),為E=B1?d2v=B1?dC、自行車車把從西往東切割地磁場(chǎng)豎直向下分量的磁感線,由右手定則可知,車把左端的電勢(shì)比車把右端的電勢(shì)高B2lv,故C錯(cuò)誤;D、自行車改為南北騎向,自行車車把仍切割地磁場(chǎng)豎直向下分量的磁感線,自行車車把兩端電動(dòng)勢(shì)仍為B2lv,故D錯(cuò)誤。故選:B。【點(diǎn)評(píng)】本題首先要有空間想象能力,再運(yùn)用右手定則判斷電勢(shì)的高低,求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí),要注意地磁場(chǎng)的方向,不能搞錯(cuò)。2.(2024春?寧波期末)如圖所示的電路中,A、B是規(guī)格相同的燈泡,L是自感系數(shù)較大、電阻可以忽略不計(jì)的線圈,電源電動(dòng)勢(shì)E不變。下列說法正確的是()A.合上S,電流穩(wěn)定后A、B亮度相同 B.合上S的瞬間,A、B同時(shí)亮,之后A逐漸熄滅 C.電流穩(wěn)定后斷開S的瞬間,A、B均立即熄滅 D.電流穩(wěn)定后斷開S的瞬間,A立即熄滅,B閃亮后逐漸熄滅【考點(diǎn)】自感線圈對(duì)電路的影響.【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;理解能力.【答案】B【分析】電感線圈在內(nèi)部電流發(fā)生變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種阻礙作用,當(dāng)電流增大時(shí)會(huì)產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)使電流緩慢增大,在接通瞬間看作是電阻極大;當(dāng)電流減小時(shí),會(huì)產(chǎn)生同向電動(dòng)勢(shì),使電流緩慢減小,相當(dāng)于電源。【解答】解:AB.合上S的瞬間,由于線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙流過線圈的電流的增大,此時(shí)電流同時(shí)流過燈泡A、B,則兩燈同時(shí)亮,然后線圈的自感作用逐漸減小,其對(duì)電路阻礙作用減小,電流增大導(dǎo)致流過A燈電流減小,電流穩(wěn)定后,由于線圈電阻不計(jì),則燈A被短路,A燈逐漸熄滅,故A錯(cuò)誤,B正確;CD.電流穩(wěn)定后斷開S的瞬間,由于線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),且與燈A組成回路,所以A閃亮后逐漸熄滅,B立即熄滅,故CD錯(cuò)誤。故選:B。【點(diǎn)評(píng)】本題要明確電感的自感現(xiàn)象,是由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象使其內(nèi)部電流產(chǎn)生的一個(gè)變化,應(yīng)根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行理解,電源斷開時(shí),電感線圈可以視為電源處理。3.(2024?海安市開學(xué))如圖所示,條形磁鐵以速度v向螺線管靠近。下列說法正確的是()A.螺線管會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 B.螺線管不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 C.只有磁鐵速度足夠大,螺線管才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 D.只有磁鐵磁性足夠強(qiáng),螺線管才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過程.【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;理解能力.【答案】A【分析】當(dāng)磁鐵向左運(yùn)動(dòng),穿過線圈的磁通量增大時(shí),會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。【解答】解:AB、當(dāng)磁鐵向左運(yùn)動(dòng),穿過線圈的磁通量增大時(shí),則線圈就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A正確,B錯(cuò)誤;CD、感應(yīng)電流的產(chǎn)生只與穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化有關(guān),與磁鐵的速度大小和磁鐵的磁性是否足夠強(qiáng)無關(guān),故CD錯(cuò)誤。故選:A。【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握產(chǎn)生感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件,注意磁通量的變化情況。4.(2024?南通三模)如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)中水平放置兩足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌的左側(cè)連接電池E和電容器C,單刀雙擲開關(guān)S接1,金屬棒ab在導(dǎo)軌上處于靜止?fàn)顟B(tài)。在t0時(shí)刻S接2,金屬棒ab在導(dǎo)軌上向右運(yùn)動(dòng)過程中棒始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸,不計(jì)導(dǎo)軌電阻。則金屬棒兩端電壓Uab、速度v、電容器所帶電荷量q、回路中電流強(qiáng)度i隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像可能正確的是()A. B. C. D.【考點(diǎn)】根據(jù)B﹣t或者φ﹣t圖像計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);電容的概念與物理意義;含容電路的動(dòng)態(tài)分析.【專題】定量思想;推理法;電磁感應(yīng)與圖象結(jié)合;分析綜合能力.【答案】C【分析】開關(guān)接到2時(shí),電容器將形成由a到b的放電電流,金屬棒向右運(yùn)動(dòng),切割磁感線,金屬棒運(yùn)動(dòng)時(shí)將形成與原電流相反的感應(yīng)電流,當(dāng)二者相等時(shí),導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng);【解答】解:電容器充電完畢后,開關(guān)打在2處時(shí),處于放電狀態(tài),有流過導(dǎo)體棒從a到b的電流,在安培力作用下導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng),在金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中,由于切割磁感線也將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),該電動(dòng)勢(shì)方向和電容器電壓相反,故電路中電流是變化的,當(dāng)金屬棒的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電容器電壓相等時(shí),金屬棒勻速運(yùn)動(dòng),電容器充完電帶電量為Q=CE,故金屬棒先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),最后勻速運(yùn)動(dòng),回路中電流為0,電容器兩個(gè)極板之間有電勢(shì)差,仍帶有一定的電荷量,開始的時(shí)候ab的電壓等于E,t0時(shí)候切割電動(dòng)勢(shì)為零,金屬棒電壓等于電容器電壓E,速度增大,切割電動(dòng)勢(shì)增大,電路電流減小,ab電壓降低,故C正確,ABD錯(cuò)誤。故選:C。【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查的是電磁感應(yīng)中的圖像問題,分析清金屬棒的運(yùn)動(dòng)過程就能正確解答該題。5.(2024春?大通縣期末)如圖所示,是法拉第最初發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,軟鐵環(huán)上繞有M、M兩個(gè)線圈,關(guān)于該實(shí)驗(yàn)下列說法正確的是()A.當(dāng)S保持閉合時(shí),M、N中都有恒定電流 B.當(dāng)S斷開瞬間,M中電流立即消失、N中也沒有電流 C.當(dāng)S由斷開到閉合瞬間,N中有圖中箭頭所指方向電流 D.當(dāng)S由閉合到斷開瞬間,N中有圖中箭頭所指方向電流【考點(diǎn)】楞次定律及其應(yīng)用;互感和互感現(xiàn)象;研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象;通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng).【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;理解能力.【答案】D【分析】根據(jù)磁通量的變化判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流方向。【解答】解:A.當(dāng)S保持閉合時(shí),M中有恒定電流,但是N中磁通量不變,不會(huì)有感應(yīng)電流,故A錯(cuò)誤;B.當(dāng)S斷開瞬間,M中電流立即消失、但是穿過N的磁通量減小,會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故B錯(cuò)誤;C.當(dāng)S由斷開到閉合瞬間,根據(jù)楞次定律可知,N中有圖中箭頭方向相反的感應(yīng)電流,故C錯(cuò)誤;D.當(dāng)S由閉合到斷開瞬間,根據(jù)楞次定律可知,N中有圖中箭頭所指方向電流,故D正確。故選:D。【點(diǎn)評(píng)】掌握理想變壓器的變壓原理,會(huì)根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向,簡(jiǎn)單的記憶口訣:增反減同。6.(2024?如皋市校級(jí)開學(xué))如圖所示,在xOy平面內(nèi)有以y軸為邊界的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的兩勻強(qiáng)磁場(chǎng),金屬圓環(huán)的圓心為O。下列過程會(huì)使環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.環(huán)沿y軸平移一小段距離 B.環(huán)沿x軸平移一小段距離 C.環(huán)繞y軸轉(zhuǎn)動(dòng)一小角度 D.環(huán)繞x軸轉(zhuǎn)動(dòng)一小角度【考點(diǎn)】感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件.【專題】比較思想;模型法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;理解能力.【答案】B【分析】感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,對(duì)照條件分析即可。【解答】解:ACD、環(huán)沿y軸平移一小段距離、環(huán)繞y軸轉(zhuǎn)動(dòng)一小角度、環(huán)繞x軸轉(zhuǎn)動(dòng)一小角度穿過環(huán)的磁通量始終為零,保持不變,所以環(huán)中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故ACD錯(cuò)誤;B、環(huán)沿x軸平移一小段距離,穿過線圈的磁通量發(fā)生改變,能產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B正確。故選:B。【點(diǎn)評(píng)】本題要明確產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:一是要有閉合回路;二是磁通量要發(fā)生變化。7.(2024春?福州期末)如圖,A、B是兩個(gè)規(guī)格相同的小燈泡,L為自感系數(shù)較大的線圈,A1、A2是零刻度在中間的相同電流表,閉合開關(guān)穩(wěn)定后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,使A1、A2兩電流表示數(shù)相同,偏轉(zhuǎn)方向相同,兩個(gè)燈泡的亮度相同。則下列說法正確的是()A.閉合S瞬間,燈泡A立刻變亮,燈泡B逐漸變亮 B.閉合S瞬間,電流表A1示數(shù)大于A2示數(shù) C.閉合S穩(wěn)定后,斷開S瞬間,燈泡B先閃亮一下,再熄滅 D.閉合S穩(wěn)定后,斷開S瞬間,電流表A1和A2指針偏轉(zhuǎn)方向相反【考點(diǎn)】自感線圈對(duì)電路的影響.【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;理解能力.【答案】D【分析】當(dāng)電鍵S閉合時(shí),通過線圈L的電流增大,穿過線圈的磁通量增大,根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向和作用,分析哪個(gè)燈先亮。斷開瞬間也可以按照同樣的思路分析。【解答】解:A.閉合開關(guān)瞬間,由于線圈L的自感電動(dòng)勢(shì)的阻礙作用,使得燈泡A逐漸變亮,而燈泡B會(huì)立刻變亮,故A錯(cuò)誤;B.閉合開關(guān)瞬間,由于線圈L的阻礙作用,電流表A1的示數(shù)會(huì)逐漸變大,并不會(huì)立刻變大,而A2的示數(shù)會(huì)立刻達(dá)到穩(wěn)定值,因此閉合瞬間A1的示數(shù)小于A2的示數(shù),故B錯(cuò)誤;C.由于開始流過燈泡A和B的電流一樣大小,因此斷開開關(guān)后,燈泡B并不會(huì)閃亮一下,故C錯(cuò)誤;D.穩(wěn)定時(shí),流過A1和A2的電流都由右至左,斷開后的瞬間,由于自感L的阻礙作用,流過A1的電流不會(huì)立刻變向,而A1和A2構(gòu)成新的回路,流過A2的電流會(huì)立即反向,即由左向右,則電流表A1和A2指針偏轉(zhuǎn)方向相反,故D正確。故選:D。【點(diǎn)評(píng)】對(duì)自感線圈來講,重點(diǎn)掌握開關(guān)閉合瞬間,電路中的電流穩(wěn)定后開關(guān)斷開的瞬間,線圈對(duì)電流突變的阻礙作用。8.(2024春?番禺區(qū)校級(jí)期中)小明同學(xué)利用如圖所示的電路采用伏安法測(cè)定線圈的直流電阻(自感系數(shù)較大的線圈一般都有直流電阻),在實(shí)驗(yàn)測(cè)量完畢后,他將電路拆去時(shí)先斷開開關(guān)S1,再斷開開關(guān)S2,對(duì)他的操作步驟,正確的判斷是()A.他的操作步驟正確,其目的是可以同時(shí)保護(hù)兩個(gè)電表 B.他的操作步驟不正確,應(yīng)先斷開開關(guān)S2,確保電壓表安全 C.他的操作步驟不正確,應(yīng)先斷開開關(guān)S2,確保電流表安全 D.他的操作步驟不正確,應(yīng)先拆去電流表,確保電流表安全【考點(diǎn)】自感現(xiàn)象與自感系數(shù).【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;推理能力.【答案】B【分析】先進(jìn)行斷開電源的操作會(huì)發(fā)生自感現(xiàn)象,在電壓表中有強(qiáng)電流流過,發(fā)熱過多,造成儀器燒壞。【解答】解:ABC、若先斷開開關(guān)S1,由于L的自感作用和電壓表組成回路,原先L中有較大的電流通過,現(xiàn)在這個(gè)電流將通過電壓表,造成電表損壞,所以實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開開關(guān)S2,故B正確,AC錯(cuò)誤;D、按照電學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求,沒有斷開電源前,不能拆除電路中的其他的儀器,則不能先拆去電流表,故D錯(cuò)誤。故選:B。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了自感線圈的自感作用,在斷開電源的瞬間L相當(dāng)于電源,結(jié)合實(shí)驗(yàn)安全原則,應(yīng)先消除自感現(xiàn)象。9.(2024春?番禺區(qū)校級(jí)期中)如圖,半徑為R的金屬圓盤水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,圓盤圓心處固定一個(gè)搖柄,邊緣和圓心處各與一個(gè)黃銅電刷緊貼,用導(dǎo)線將電刷與零刻度在中央的電流表連接起來形成回路。轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄,使圓盤逆時(shí)針(俯視)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。下列說法正確的是()A.電流表中將產(chǎn)生交變電流 B.有從導(dǎo)線b流入電流表的穩(wěn)定電流 C.圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生大小為Bω2R的穩(wěn)定電動(dòng)勢(shì) D.由于圓盤的磁通量不變,圓盤上無感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)【考點(diǎn)】導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);右手定則.【專題】比較思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;理解能力.【答案】B【分析】圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)可等效看成無數(shù)軸向?qū)w切割磁感線,等效切割長(zhǎng)度為銅盤的半徑R,根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式分析電動(dòng)勢(shì)情況,由歐姆定律分析電流情況。根據(jù)右手定則分析感應(yīng)電流方向。【解答】解:ACD、圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),沿半徑R方向的導(dǎo)體棒切割磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為:E=1B、若圓盤逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),根據(jù)右手定則可知電流從導(dǎo)線b流入電流表,故B正確。故選:B。【點(diǎn)評(píng)】本題是轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線類型,運(yùn)用等效法處理。導(dǎo)體中有無電流、產(chǎn)生什么樣的電流,要看導(dǎo)體兩端存在什么樣的電勢(shì)差。10.(2024?贛州二模)如圖甲所示為某電動(dòng)牙刷的無線充電示意圖,送電線圈以由a到b為電流的正方向,當(dāng)送電線圈通過如圖乙所示的電流時(shí),在0~t1時(shí)間內(nèi)()A.受電線圖中產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大且方向由d到c B.受電線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流減小且方向由d到c C.受電線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大且方向由c到d D.受電線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流減小且方向由c到d【考點(diǎn)】楞次定律及其應(yīng)用.【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;推理能力.【答案】A【分析】根據(jù)楞次定律增反減同可判斷感應(yīng)電流方向與送電電流方向相同或相反。【解答】解:由題意,0~t1時(shí)間內(nèi)電流的方向?yàn)閺腶到b,根據(jù)安培定則可知送電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向向上;原電流減小時(shí),原磁通量減小,則穿過受電線圈的磁通量也減小,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流阻礙磁通量的減小,根據(jù)增反減同可知受電線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上,根據(jù)安培定則可知感應(yīng)電流的方向從d到c;由圖可知0~t1時(shí)間內(nèi)送電線圈的電流減小變快,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知受電線圖中產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大,故A正確,BCD錯(cuò)誤。故選:A。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電磁感應(yīng)中的圖像問題,解題的關(guān)鍵是熟練掌握楞次定律,原磁場(chǎng)增加,則感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反,原磁場(chǎng)減少,則感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同。二.多選題(共5小題)(多選)11.(2024?郫都區(qū)校級(jí)模擬)某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的電梯墜落的應(yīng)急安全裝置如圖所示,在電梯掛廂上安裝永久磁鐵,并在電梯的井壁上鋪設(shè)線圈,這樣可以在電梯突然墜落時(shí)減小對(duì)人員的傷害。關(guān)于該裝置,下列說法正確的是()A.當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在線圈A、B之間時(shí),閉合線圈A、B中的電流方向相同 B.當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在線圈A、B之間時(shí),閉合線圈A、B中的電流方向相反 C.當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在線圈A、B之間時(shí),閉合線圈A、B均對(duì)電梯的下落起阻礙作用 D.當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在線圈B下方時(shí),閉合線圈A、B不再對(duì)電梯的下落起阻礙作用【考點(diǎn)】楞次定律及其應(yīng)用.【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;推理能力.【答案】BC【分析】帶有磁鐵的電梯在穿過閉合線圈的過程中,線圈內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化,將在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流會(huì)阻礙磁鐵的相對(duì)運(yùn)動(dòng),由此根據(jù)楞次定律分析即可。【解答】解:AB.當(dāng)電梯墜落在AB之間時(shí),磁鐵在線圈A中產(chǎn)生向上的磁場(chǎng)減弱,根據(jù)楞次定律,則線圈A中會(huì)產(chǎn)生逆時(shí)針電流(俯視),磁鐵在線圈B中產(chǎn)生向上的磁場(chǎng)增強(qiáng),根據(jù)楞次定律,則B中產(chǎn)生順時(shí)針電流(俯視),所以A和B中電流方向相反,故A錯(cuò)誤,B正確;CD.若電梯突然墜落,線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化,將在兩個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,兩個(gè)線圈的感應(yīng)電流都會(huì)有來拒去留的效果,都會(huì)阻礙磁鐵的相對(duì)運(yùn)動(dòng),但不能阻止磁鐵的運(yùn)動(dòng),可起到應(yīng)急避險(xiǎn)作用,故C正確,D錯(cuò)誤。故選:BC。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了楞次定律的靈活應(yīng)用,注意楞次定律也是能量轉(zhuǎn)化與守恒的表現(xiàn),要正確理解和應(yīng)用,同時(shí)考查學(xué)生分析實(shí)際問題的能力。(多選)12.(2023秋?天津期末)如圖所示,正確連接電路后,下列圖示情景中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.圖甲中使導(dǎo)體棒AB平行于磁感線豎直向下運(yùn)動(dòng) B.圖乙中使條形磁鐵插入或拔出線圈 C.圖丙中開關(guān)S保持閉合,改變滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值的過程中 D.圖丙中開關(guān)S保持閉合,A、B螺線管相對(duì)靜止一起在水平桌面上平移【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過程.【專題】比較思想;模型法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;理解能力.【答案】BC【分析】感應(yīng)電流產(chǎn)生條件是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化。根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件分析答題。【解答】解:A、圖甲中使導(dǎo)體棒AB平行于磁感線豎直向下運(yùn)動(dòng),穿過導(dǎo)體棒AB與導(dǎo)線組成的回路磁通量不變,沒有感應(yīng)電流,故A錯(cuò)誤;B、圖乙中使條形磁鐵插入或拔出線圈,穿過線框的磁通量發(fā)生變化,將產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B正確;C、圖丙中開關(guān)S保持閉合,改變滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值的過程中,螺線管A中電流變化,產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化,穿過螺線管B的磁通量發(fā)生改變,將產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C正確;D、圖丙中開關(guān)S保持閉合,A、B螺線管相對(duì)靜止一起在水平桌面上平移,穿過螺線管B的磁通量不變,沒有感應(yīng)電流,故D錯(cuò)誤。故選:BC。【點(diǎn)評(píng)】本題應(yīng)掌握感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件,根據(jù)題意判斷磁通量是否發(fā)生變化,是正確解題的關(guān)鍵。(多選)13.(2024春?東莞市期末)如圖甲所示,面積為0.2m2的100匝線圈內(nèi)部存在垂直紙面、磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加的勻強(qiáng)磁場(chǎng),線圈的電阻為2Ω,磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面向里,已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示,磁場(chǎng)垂直紙面向里為正,定值電阻R的阻值為8Ω,下列說法正確的是()A.線圈具有收縮的趨勢(shì) B.a(chǎn)、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab=2.0V C.t=5s時(shí)穿過線圈的磁通量為0.1Wb D.電阻R上產(chǎn)生的熱功率為0.32W【考點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律的基本計(jì)算;根據(jù)B﹣t或者φ﹣t圖像計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);熱功率的計(jì)算;增縮減擴(kuò).【專題】定量思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;推理能力.【答案】ACD【分析】根據(jù)楞次定律“增縮減擴(kuò)”的特點(diǎn),結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律以及閉合電路歐姆定律,再利用電功率和磁通量的表達(dá)式分析求解。【解答】解:A.根據(jù)楞次定律“增縮減擴(kuò)”的特點(diǎn),由于磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t均勻變大,故線圈有收縮的趨勢(shì),故A正確;B.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為:E=NΔBSΔt根據(jù)閉合電路歐姆定律可得a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab=RER+r,解得:UC.t=5s時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為0.5T,故磁通量Φ=BS=0.5×0.2Wb=0.1Wb,故C正確;D.根據(jù)閉合電路歐姆定律,電路中的電流:I=E電阻R上產(chǎn)生的熱功率為:P=I2R,解得P=0.32W,故D正確。故選:ACD。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電磁感應(yīng)相關(guān)知識(shí),理解電磁感應(yīng)中磁通量變化率和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系是解決此類問題的關(guān)鍵。(多選)14.(2024?河北模擬)高鐵常用磁剎車系統(tǒng),某同學(xué)為研究其工作原理讓銅盤處于磁場(chǎng)方向均垂直于其平面的磁場(chǎng)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如圖甲:圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域與銅盤是同心圓且面積小于銅盤面積;如圖乙,磁場(chǎng)區(qū)域與甲相同,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度從左到右減小;如圖丙,勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域與甲相同,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小;如圖丁,圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域處于銅盤的一側(cè)。現(xiàn)給銅盤一初始角速度,整個(gè)過程忽略空氣阻力和摩擦阻力的影響,忽略銅盤厚度,則銅盤能停下來的是()A.圖甲 B.圖乙 C.圖丙 D.圖丁【考點(diǎn)】渦流的產(chǎn)生及原理;導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;推理能力.【答案】BD【分析】根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件結(jié)合在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中安培力阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)分析判斷。【解答】解:AB.圖甲中圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域與銅盤是同心圓且面積小于銅盤面積,可知在銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,穿過銅盤的磁通量并不會(huì)發(fā)生改變,因此沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,通盤不能停下來,而乙圖中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度從左到右減小,因此在銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),穿過銅盤某一面積的磁通量將不斷發(fā)生改變,銅盤內(nèi)將有渦流產(chǎn)生,銅盤將受到安培力的阻礙作用從而停止運(yùn)動(dòng),此現(xiàn)象也屬于電磁阻尼現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤,B正確;C.圖丙中勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域與甲相同,但磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小,可知穿過銅盤的磁通量發(fā)生改變,由于磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小,因此銅盤中將產(chǎn)生恒定大小的感應(yīng)電流,但銅盤受安培力的合力為零,因此銅盤不會(huì)停止運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;D.圖丁中圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域處于銅盤的一側(cè),則在銅盤運(yùn)動(dòng)時(shí),銅盤將切割磁感線從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,安培力會(huì)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng),因此銅盤會(huì)在安培力的作用下停止運(yùn)動(dòng),故D正確。故選:BD。【點(diǎn)評(píng)】本題考查導(dǎo)體切割磁感線及楞次定律,解題關(guān)鍵掌握產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。(多選)15.(2024春?福州期末)如圖(a)所示,一個(gè)半徑為T1、匝數(shù)為n、電阻值為R的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路,導(dǎo)線的電阻不計(jì)。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(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖像如圖(b)所示,下列關(guān)于0﹣t0時(shí)間內(nèi)的分析正確的是()A.R1中電流的方向由b到a B.電流的大小為nπBC.線圈兩端的電壓為2nπBD.t0時(shí)刻,通過線圈的磁通量nπ【考點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律的基本計(jì)算;根據(jù)B﹣t或者φ﹣t圖像計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);磁通量的計(jì)算;增反減同.【專題】定量思想;推理法;電磁感應(yīng)與圖象結(jié)合;推理能力.【答案】BC【分析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律得出感應(yīng)電流的大小;根據(jù)楞次定律得出感應(yīng)電流的方向;根據(jù)歐姆定律得出線圈兩端的電壓表達(dá)式;根據(jù)磁通量的定義式得出通過線圈的磁通量大小。【解答】解:AB、根據(jù)題意可知,0~t1時(shí)間內(nèi),根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得:E=nΔΦ根據(jù)歐姆定律可得:I1聯(lián)立解得:I根據(jù)楞次定律可知,通過電阻R1上的電流方向從b到a,故A錯(cuò)誤,B正確;C、線圈兩端的電壓大小為:U=ID、t0時(shí)刻,通過線圈的磁通量為πB故選:BC。【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了感生電動(dòng)勢(shì)的相關(guān)應(yīng)用,理解圖像的物理意義,結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律即可完成分析。三.填空題(共5小題)16.(2024春?寧德期末)某同學(xué)用電路模擬手機(jī)無線充電,如圖甲所示。當(dāng)充電板內(nèi)的送電線圈通入如圖乙所示的交變電流時(shí)(電流由a端流入時(shí)為正方向),t1~t3時(shí)間內(nèi),受電線圈電流由d端流出(選填“c”或“d”),在t1時(shí)刻受電線圈中電流強(qiáng)度最小(選填“大”或“小”)。【考點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和表達(dá)式.【專題】定性思想;極端假設(shè)法;電磁感應(yīng)與圖象結(jié)合;推理能力.【答案】d;小。【分析】由圖像可以分析電流的大小和方向變化情況,結(jié)合右手螺旋定則可以判斷受電線圈的磁通量變化情況,結(jié)合楞次定律即可知感應(yīng)電流的方向;由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比,即可根據(jù)電流隨時(shí)間的變化情況分析感應(yīng)電流的大小情況。【解答】解:t1﹣t2時(shí)間內(nèi),送電線圈中電流正向,則根據(jù)右手螺旋定則,可知產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與圖示方向相同;由電流在減少,可知磁感應(yīng)強(qiáng)度減弱,通過受電線圈的磁通量減少,根據(jù)楞次定律可知,受電線圈感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向也跟圖示相同,由右手螺旋定則可知它的電流由c流入線圈至d,即d作為電源的正極,從d再流出到用電器;t2﹣t3時(shí)間內(nèi),送電線圈中電流反向,則根據(jù)右手螺旋定則,可知產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與圖示方向相反;由電流在增加,可知磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng),通過受電線圈的磁通量增加,根據(jù)楞次定律可知,受電線圈感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向也跟圖示相同,由右手螺旋定則可知它的電流由c流入線圈至d,即d作為電源的正極,從d再流出到用電器。所以t1﹣t3時(shí)間,受電線圈電流由c到d,再由d流出。由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比,t1時(shí)刻,送電線圈電流變化率為0,磁通量變化率為0,受電線圈的感應(yīng)電流最小為0。故答案為:d;小。【點(diǎn)評(píng)】本題考查楞次定律的應(yīng)用、法拉第電磁感應(yīng)定律的理解。17.(2024春?廈門期末)如圖所示的電路,由自感線圈、開關(guān)、直流電源和兩個(gè)相同的小燈泡L1、L2連接而成。已知自感線圈的自感系數(shù)較大,且其直流電阻不計(jì)。在開關(guān)S閉合的瞬間小燈泡L1和L2同時(shí)亮(選填“L1先亮”“L2先亮”或“L1和L2同時(shí)亮”),斷開S后小燈泡L2會(huì)(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)先閃亮一下再滅。【考點(diǎn)】自感線圈對(duì)電路的影響.【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;理解能力.【答案】L1和L2同時(shí)亮;會(huì)。【分析】電路中有線圈,當(dāng)通過線圈的電流發(fā)生變化時(shí),會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)去阻礙線圈中電流變化。但阻礙不等于阻止,就使其慢慢的變化。【解答】解:開關(guān)閉合的瞬間,電壓直接加到兩個(gè)燈泡上,所以兩個(gè)燈泡同時(shí)亮;電路中的電流穩(wěn)定時(shí),由于自感線圈的直流電阻不計(jì),則燈泡L2被短路;開關(guān)斷開后瞬間,線圈與燈泡L2供組成自感回路,L2閃亮一下然后逐漸熄滅,L1不在自感回路中,立即熄滅。故答案為:L1和L2同時(shí)亮;會(huì)。【點(diǎn)評(píng)】本題中線圈電流增加,相當(dāng)于一個(gè)電源接入電路,當(dāng)電流減小時(shí),相當(dāng)于一個(gè)電源。18.(2023秋?泉州期末)如圖,甲、乙線圈平行紙面放置,甲處的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向平行OO′,乙處的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向內(nèi),兩線圈繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),甲線圈中沒有(填“有”或“沒有”)感應(yīng)電流,乙線圈中有(填“有”或“沒有”)感應(yīng)電流。已知乙中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,線圈的面積為S,當(dāng)線圈從圖示位置繞OO′軸轉(zhuǎn)過90°時(shí),穿過該線圈的磁通量為0。【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過程;磁通量的概念和計(jì)算公式的定性分析.【專題】比較思想;模型法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;理解能力.【答案】沒有,有,0。【分析】感應(yīng)電流產(chǎn)生條件是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件分析有無感應(yīng)電流。根據(jù)線圈與磁場(chǎng)方向的關(guān)系確定穿過線圈的磁通量。【解答】解:兩線圈繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),甲線圈始終與磁場(chǎng)平行,磁通量始終為零,沒有感應(yīng)電流。穿過乙線圈的磁通量發(fā)生變化,有感應(yīng)電流。乙圖中,當(dāng)線圈從圖示位置繞OO′軸轉(zhuǎn)過90°時(shí),線圈與磁場(chǎng)平行,穿過該線圈的磁通量為0。故答案為:沒有,有,0。【點(diǎn)評(píng)】本題應(yīng)掌握感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件:穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,根據(jù)線圈與磁場(chǎng)方向的關(guān)系確定磁通量的大小。19.(2024?松江區(qū)校級(jí)三模)圖是一種延時(shí)繼電器的示意圖。鐵芯上有兩個(gè)線圈A和B。線圈A跟電源連接,線圈B兩端連在一起,構(gòu)成一個(gè)閉合電路。在斷開開關(guān)S的時(shí)候,彈簧K將B(A:立即;B:過一會(huì)兒)將銜鐵D向上拉起,原因是:因?yàn)榫€圈B中產(chǎn)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,從而產(chǎn)生延時(shí)作用。【考點(diǎn)】楞次定律及其應(yīng)用.【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;理解能力.【答案】B;因?yàn)榫€圈B中產(chǎn)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,從而產(chǎn)生延時(shí)作用。【分析】圖中有兩個(gè)線圈,其中A有電源,接通電路后有電流通過,會(huì)產(chǎn)生磁性;而B線圈無電源,開關(guān)閉合后沒有電流,只有當(dāng)A中的磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí),根據(jù)電磁感應(yīng)作用,B線圈才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而根據(jù)楞次定律,即可求解。【解答】解:由題意可知,當(dāng)S接通后,線圈A中產(chǎn)生磁場(chǎng),穿過線圈B的磁通量要增加,根據(jù)楞次定律:增反減同,結(jié)合右手螺旋定則可知,B中產(chǎn)生與圖示方向相反的感應(yīng)電流,當(dāng)將S斷開,導(dǎo)致穿過線圈B的磁通量減小變慢,根據(jù)楞次定律可知,產(chǎn)生有延時(shí)釋放D的作用。答:B;因?yàn)榫€圈B中產(chǎn)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,從而產(chǎn)生延時(shí)作用。【點(diǎn)評(píng)】該題考查楞次定律與右手螺旋定則的應(yīng)用,注意穿過閉合線圈的磁通量變化,線圈相當(dāng)于電源,同時(shí)理解線圈B的作用是阻礙線圈A磁通量的變化。20.(2024春?思明區(qū)校級(jí)期中)為演示斷電自感現(xiàn)象,用小燈泡、帶鐵芯的電感線圈L和定值電阻R等元件組成如圖所示的電路。閉合開關(guān)待電路穩(wěn)定后,電路中兩支路的電流分別為I1和I2。如圖所示反映斷開開關(guān)前后的一小段時(shí)間內(nèi)電路中的電流隨時(shí)間變化的關(guān)系。自感線圈所在支路的電流如曲線a所示。斷開開關(guān)后,小燈泡的發(fā)光情況為先突然變亮再逐漸熄滅。【考點(diǎn)】自感現(xiàn)象與自感系數(shù).【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;推理能力.【答案】a;先突然變亮再逐漸熄滅。【分析】當(dāng)電流變化時(shí),電感線圈對(duì)電流有阻礙作用,電流增大,線圈阻礙其增大,電流減小,阻礙其減小。【解答】解:斷開開關(guān)前后的一小段時(shí)間內(nèi),通過自感線圈的電流方向是不變的,則自感線圈所在支路的電流如曲線a所示;由圖可知,斷開開關(guān)之前通過線圈的電流大于通過小燈泡的電流,則斷開開關(guān)后,線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流減小,線圈相當(dāng)電源,由于線圈、電阻和燈泡重新組成回路,則小燈泡先突然變亮再逐漸熄滅。故答案為:a;先突然變亮再逐漸熄滅。【點(diǎn)評(píng)】明確斷開后的電路為燈泡和電感線圈構(gòu)成回路,電流變化因電感線圈的阻礙而變慢。四.解答題(共5小題)21.(2024春?海口期末)如圖所示,足夠長(zhǎng)的U形光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ,其中MN與PQ平行且間距為L(zhǎng),處在方向垂直于導(dǎo)軌平面向上且磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。金屬棒ab與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好,ab棒在MN與PQ之間部分的電阻為R,ab棒的質(zhì)量為m,當(dāng)ab棒由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑距離為x時(shí),棒的速度大小為v。已知重力加速度為g,在這一過程中,求:(1)當(dāng)金屬棒ab速度大小為v時(shí),ab棒受到的安培力大小;(2)通過金屬棒ab的電荷量;(3)金屬棒ab產(chǎn)生的焦耳熱。【考點(diǎn)】?jī)A斜平面內(nèi)的導(dǎo)軌滑桿模型.【專題】定量思想;推理法;電磁感應(yīng)——功能問題;分析綜合能力.【答案】(1)當(dāng)金屬棒ab速度大小為v時(shí),ab棒受到的安培力大小為B2(2)通過金屬棒ab的電荷量為BLxR(3)金屬棒ab產(chǎn)生的焦耳熱為(mgxsinθ?1【分析】(1)根據(jù)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)公式、歐姆定律和安培力的計(jì)算公式求解安培力;(2)根據(jù)電荷量的經(jīng)驗(yàn)公式分析電荷量的大小;(3)根據(jù)能量守恒定律求解產(chǎn)生的熱量。【解答】解:(1)當(dāng)ab棒的速度大小為v時(shí),導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):E=BLv由歐姆定律可得,回路電流:I=此時(shí)導(dǎo)體棒所受安培力:F=BIL聯(lián)立解得:F=(2)下滑過程中,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得平均電動(dòng)勢(shì):E平均電流:I因此流過某截面的電量:q=(3)當(dāng)ab棒由靜止沿導(dǎo)軌下滑的距離為x的過程中,根據(jù)能量守恒:mgxsinθ=因此產(chǎn)生的熱量:Q=mgxsinθ?答:(1)當(dāng)金屬棒ab速度大小為v時(shí),ab棒受到的安培力大小為B2(2)通過金屬棒ab的電荷量為BLxR(3)金屬棒ab產(chǎn)生的焦耳熱為(mgxsinθ?1【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于電磁感應(yīng)問題研究思路常常有兩條:一條從力的角度,重點(diǎn)是分析安培力作用下導(dǎo)體棒的平衡問題,根據(jù)平衡條件列出方程;另一條是能量,分析涉及電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問題,根據(jù)動(dòng)能定理、功能關(guān)系等列方程求解.22.(2024?鄭州二模)有多個(gè)相同矩形閉合線圈(線圈1,線圈2,線圈3,…)固定在一絕緣桿上。每個(gè)線圈電阻為R,相互靠近排列、彼此絕緣,相鄰線圈之間的距離可忽略。線圈和絕緣桿的總質(zhì)量為m,每個(gè)線圈的長(zhǎng)邊長(zhǎng)為L(zhǎng),如圖所示。現(xiàn)將整個(gè)裝置靜置在足夠長(zhǎng)的光滑斜面上,斜面傾角為θ,在以MN為邊界的斜面下方存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直斜面向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。開始時(shí)線圈從斜面上某一位置由靜止釋放,下滑過程中線圈長(zhǎng)邊始終與MN平行。已知線圈1剛進(jìn)磁場(chǎng)瞬間的加速度為未進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的3倍,線圈進(jìn)入磁場(chǎng)t0時(shí)間后開始做勻速運(yùn)動(dòng)。重力加速度取g,求:(1)開始時(shí)線圈1下邊緣與MN的距離;(2)從線圈1剛進(jìn)入磁場(chǎng)到開始做勻速運(yùn)動(dòng)過程中,線圈和絕緣桿所受的平均作用力。【考點(diǎn)】導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式.【專題】定量思想;推理法;電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題;推理能力.【答案】(1)開始時(shí)線圈1下邊緣與MN的距離為8m(2)線圈和絕緣桿所受的平均作用力大小為3m【分析】(1)由牛頓第二定律求得線圈1進(jìn)入磁場(chǎng)前整個(gè)裝置的加速度大小。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,閉合電路歐姆定律,安培力公式求解安培力。由牛頓第二定律求得線圈1剛進(jìn)磁場(chǎng)瞬間的速度大小,再由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解位移;(2)整個(gè)裝置勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)由平衡條件求解勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小。從線圈1剛進(jìn)入磁場(chǎng)到開始做勻速運(yùn)動(dòng)過程,根據(jù)動(dòng)量定理求解線圈和絕緣桿所受的平均作用力。【解答】解:(1)設(shè)線圈1進(jìn)入磁場(chǎng)前整個(gè)裝置的加速度大小為a,由牛頓第二定律可得:mgsinθ=ma1設(shè)線圈1剛進(jìn)磁場(chǎng)瞬間的速度大小與加速度大小分別為v0、a2。此時(shí)線圈1切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E=BLv0線圈1中的電流為:I=整個(gè)裝置受到的安培力大小為:F安=BIL對(duì)整個(gè)裝置由牛頓第二定律得:F安﹣mgsinθ=ma2已知:a2=3a1聯(lián)立解得:v0=設(shè)開始時(shí)線圈1下邊緣與MN的距離為x1,則有:2a1x1=解得:x1=(2)整個(gè)裝置勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)由平衡條件得:F安′=mgsinθF安′=BI′L=聯(lián)立解得勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為:v1=從線圈1剛進(jìn)入磁場(chǎng)到開始做勻速運(yùn)動(dòng)過程中,設(shè)線圈和絕緣桿所受的平均作用力為F,以沿斜面向下為正方向,根據(jù)動(dòng)量定理得:Ft0=mv1﹣mv0解得:F=?答:(1)開始時(shí)線圈1下邊緣與MN的距離為8m(2)線圈和絕緣桿所受的平均作用力大小為3m【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電磁感應(yīng)的力學(xué)問題,研究思路常常有兩條:一條從力的角度,重點(diǎn)是分析安培力作用下導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)過程,根據(jù)平衡條件、牛頓第二定律、動(dòng)量定理列出方程;另一條是能量,分析涉及電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問題,根據(jù)動(dòng)能定理、功能關(guān)系等列方程求解。23.(2024春?石景山區(qū)期末)某物理興趣小組通過以下裝置對(duì)火車速度和加速度進(jìn)行測(cè)量。如圖A所示,在火車頭下方安裝一枚磁體,并在鐵軌下埋設(shè)相距r的兩個(gè)5匝線圈,每匝都為四邊封閉的矩形,且都與測(cè)量?jī)x器相連。其原理如圖B所示,磁體下表面附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.003T,線圈材質(zhì)為銅制(其表面有絕緣漆),長(zhǎng)度a=0.3m,寬度為b=0.16m,銅絲直徑d=0.5mm,線圈與測(cè)量?jī)x器間的線路阻值及測(cè)量?jī)x器內(nèi)阻忽略不計(jì),測(cè)量數(shù)據(jù)如圖C所示。已知常溫下銅的電阻率ρ=1.7×10﹣8Ω?m,最終結(jié)果保留2位有效數(shù)字。(1)求火車在x1=30m處時(shí)的速度v1大小和在x2=130m處時(shí)的速度v2大小;(2)若火車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),求火車加速度大小。【考點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律的基本計(jì)算;勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與位移的關(guān)系;電阻定律的內(nèi)容及表達(dá)式.【專題】計(jì)算題;定量思想;推理法;電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題;推理能力.【答案】(1)火車在x1=30m處時(shí)的速度v1大小為10.7m/s,在x2=130m處時(shí)的速度v2大小為13.3m/s;(2)火車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),火車加速度大小為0.31m/s2。【分析】(1)根據(jù)電阻定律結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律分析求解;(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng),速度—位移公式分析求解。【解答】解:(1)銅絲直徑d=0.5mm,則半徑r=2.5×10﹣4m,由電阻定律知,線圈1、2阻值R=ρ當(dāng)火車經(jīng)過線圈上方時(shí),線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=nBav由圖C可知,在x1=30m處,感應(yīng)電流i1=0.12A,則i解得v在x2=130m處,感應(yīng)電流i2=0.15A,則i解得v(2)由勻加速直線運(yùn)動(dòng)知v解得加速度大小:a=v2答:(1)火車在x1=30m處時(shí)的速度v1大小為10.7m/s,在x2=130m處時(shí)的速度v2大小為13.3m/s;(2)火車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),火車加速度大小為0.31m/s2。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電磁感應(yīng)定律,理解磁通量的變化率與電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系,注意區(qū)分電阻定律中S與磁通量中S的區(qū)別是解決此類問題的關(guān)鍵。24.(2024?鹽都區(qū)校級(jí)三模)寬度為L(zhǎng)=0.5m的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌平面與水平面之間的夾角為θ=30°,導(dǎo)軌上端連接電阻R=0.125Ω,虛線OP、MV與導(dǎo)軌垂直,OP、MN間距d=0.2m,OP、MN間區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直軌道平面向上,如圖所示。垂直于導(dǎo)軌水平放置一質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=0.125Ω的金屬桿ab,金屬桿與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=36,金屬桿從距OP距離d=0.2m處從靜止開始下滑,從OP處剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度為g=10m/s(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B;(2)金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的電熱Q。【考點(diǎn)】導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);電磁感應(yīng)過程中的能量類問題;閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式.【專題】計(jì)算題;定量思想;推理法;電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題;分析綜合能力.【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】(1)應(yīng)用動(dòng)能定理求出金屬桿到達(dá)OP時(shí)的速度,應(yīng)用E=BLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),應(yīng)用歐姆定律求出感應(yīng)電流,應(yīng)用安培力公式求出安培力,然后應(yīng)用平衡條件求出磁感應(yīng)強(qiáng)度。(2)應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出金屬桿的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,應(yīng)用焦耳定律可以求出電熱。【解答】解:(1)金屬桿下滑到OP過程,由動(dòng)能定理得:(mgsinθ﹣μmgcosθ)d=1代入數(shù)據(jù)解得:v=1m/s,金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):E=BLv,感應(yīng)電流:I=E金屬桿受到的安培力:F=BIL,金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),由平衡條件得:mgsinθ=μmgcosθ+F,代入數(shù)據(jù)解得:B=0.5T;(2)金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過程:d=vt,金屬桿產(chǎn)生的焦耳熱:Q=I2Rt,代入數(shù)據(jù)解得:Q=0.025J;答:(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B為0.5T;(2)金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的電熱Q為0.025J。【點(diǎn)評(píng)】本題是電磁感應(yīng)與力學(xué)相結(jié)合的綜合題,分析清楚金屬桿的運(yùn)動(dòng)過程與運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是解題的前提,應(yīng)用動(dòng)能定理、E=BLv、歐姆定律、平衡條件與焦耳定律可以解題。25.(2024?廬陽區(qū)校級(jí)模擬)如圖甲所示,電阻不計(jì)、間距L=0.5m的兩根足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌構(gòu)成的平面與水平面成θ=37°角,導(dǎo)軌上端連接定值電阻R=1Ω。整個(gè)導(dǎo)軌平面處于垂直于導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一質(zhì)量為m=0.2kg、長(zhǎng)度L=0.5m、電阻r=1Ω的導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌上某處由靜止釋放,此后其速度—時(shí)間圖像(v﹣t)如圖乙所示,導(dǎo)體棒5s末已經(jīng)達(dá)到最大速度。導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,導(dǎo)體棒始終垂直于導(dǎo)軌且接觸良好。重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,求:(1)導(dǎo)體棒勻速階段速度大小vm;(2)前5s內(nèi)導(dǎo)體棒通過的位移;(3)前5s內(nèi)導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱。【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過程中的能量類問題;閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式;導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).【專題】定量思想;推理法;電磁感應(yīng)——功能問題;電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題;推理能力.【答案】(1)導(dǎo)體棒勻速階段速度大小vm為5m/s;(2)前5s內(nèi)導(dǎo)體棒通過的位移大小為12.5m,方向沿導(dǎo)軌向下;(3)前5s內(nèi)導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱為1.25J。【分析】(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,閉合電路歐姆定律,安培力計(jì)算公式,結(jié)合平衡條件求解導(dǎo)體棒勻速階段速度大小。(2)根據(jù)動(dòng)量定理求解前5s內(nèi)導(dǎo)體棒通過的位移。(3)根據(jù)能量守恒定律與焦耳定律求解前5s內(nèi)導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱。【解答】解:(1)導(dǎo)體棒勻速時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E=BLvm回路中感應(yīng)電流為:I=導(dǎo)體棒受到的安培力為:F=BIL聯(lián)立可得:F=由平衡條件得:mgsinθ=μgcosθ+F聯(lián)立解得:vm=5m/s(2)以沿導(dǎo)軌向下為正方向,前t=5s內(nèi),對(duì)導(dǎo)體棒應(yīng)用動(dòng)量定理得:mgsinθ?t?μmgcosθ?t?∑B前5s內(nèi)導(dǎo)體棒通過的位移為:s=∑v?Δt解得:s=12.5m,方向沿導(dǎo)軌向下。(3)根據(jù)能量守恒定律得:mgsinθ?s=μmgcosθ?s+1解得:Q總=2.5J導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱為:Q答:(1)導(dǎo)體棒勻速階段速度大小vm為5m/s;(2)前5s內(nèi)導(dǎo)體棒通過的位移大小為12.5m,方向沿導(dǎo)軌向下;(3)前5s內(nèi)導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱為1.25J。【點(diǎn)評(píng)】本題為電磁感應(yīng)綜合問題,對(duì)于電磁感應(yīng)問題研究思路常常有兩條:一條從力的角度,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、安培力公式、平衡條件、牛頓第二定律、動(dòng)量定理列出方程;另一條是功與能的角度,根據(jù)動(dòng)能定理、功能關(guān)系、能量守恒等列方程求解。如果涉及到電荷量、位移、時(shí)間問題時(shí)可根據(jù)動(dòng)量定理,結(jié)合電荷量的推論公式進(jìn)行解答。
考點(diǎn)卡片1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與位移的關(guān)系【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與速度的關(guān)系.由位移公式:x=v0t+12at2和速度公式v=v0+at消去t得:v2勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移﹣速度關(guān)系式反映了初速度、末速度、加速度與位移之間的關(guān)系.①此公式僅適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng);②式中v0和v是初、末時(shí)刻的速度,x是這段時(shí)間的位移;③公式中四個(gè)矢量v、v0、a、x要規(guī)定統(tǒng)一的正方向.【命題方向】美國(guó)“肯尼迪號(hào)”航空母艦上有幫助飛機(jī)起飛的彈射系統(tǒng),已知“F﹣A15”型戰(zhàn)斗機(jī)在跑道上加速時(shí)產(chǎn)生的加速度為4.5m/s2,起飛速度為50m/s.若該飛機(jī)滑行100m時(shí)起飛,則彈射系統(tǒng)必須使飛機(jī)具有的初速度為()A、30m/sB、10m/sC、20m/sD、40m/s分析:已知飛機(jī)的加速度、位移、末速度,求解飛機(jī)的初速度,此題不涉及物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,選用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移—時(shí)間公式便可解決.解答:設(shè)飛機(jī)的初速度為v0,已知飛機(jī)的加速度a、位移x、末速度v,此題不涉及物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移—時(shí)間公式:v解得:v0=40m/s故選:D。點(diǎn)評(píng):本題是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本公式的直接應(yīng)用,屬于比較簡(jiǎn)單的題目,解題時(shí)要學(xué)會(huì)選擇合適的公式,這樣很多問題就會(huì)迎刃而解了.【解題思路點(diǎn)撥】解答題解題步驟:(1)分析運(yùn)動(dòng)過程,畫出運(yùn)動(dòng)過程示意圖.(2)設(shè)定正方向,確定各物理量的正負(fù)號(hào).(3)列方程求解:先寫出原始公式,再寫出導(dǎo)出公式:“由公式…得…”.2.電容的概念與物理意義【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】(1)定義:電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值。(2)定義式:C=Q(3)物理意義:表示電容器儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)大小的物理量。(4)單位:法拉(F)1F=106μF=1012pF。(5)說明:電容是反映了電容器儲(chǔ)存電荷能力的物理量,其數(shù)值由電容器的構(gòu)造決定,而與電容器帶不帶電或帶多少電無關(guān)。就像水容器一樣,它的容量大小與水的深度無關(guān)。【命題方向】由電容器電容的定義式C=QA、若電容器不帶電,則電容C為零B、電容C與所帶的電荷量Q成正比,與電壓U成反比C、電容C與所帶的電荷量Q多少無關(guān)D、電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電壓增加1V時(shí)所需增加的電荷量分析:電容的大小由本身因素所決定,與所帶的電量及兩端間的電壓無關(guān).解答:電容的大小由本身因素所決定,與所帶的電量及兩端間的電壓無關(guān)。電容器不帶電,電容沒變。故A、B錯(cuò)誤,C正確。由C=Q故選:CD。點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵理解電容的大小與所帶的電量及兩端間的電壓無關(guān)【解題思路點(diǎn)撥】1.電容表示電容器儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)大小的物理量。2.電容是電容器本身的性質(zhì)與所帶電荷量的多少以及兩極板間的電壓大小無關(guān)。3.電容的兩個(gè)計(jì)算公式:①定義式:C=②決定式:C=3.電阻定律的內(nèi)容及表達(dá)式【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.電阻定律(1)內(nèi)容:同種材料的導(dǎo)體,其電阻跟它的長(zhǎng)度成正比,與它的橫截面積成反比,導(dǎo)體的電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān).(2)表達(dá)式:R=ρlS2.電阻率(1)計(jì)算式:ρ=RS(2)物理意義:反映導(dǎo)體的導(dǎo)電性能,是導(dǎo)體材料本身的屬性.【命題方向】(1)第一類常考題型是考查對(duì)電阻與電阻率的理解:下列說法中正確的是()A.由R=UB.由R=ρlSC.各種材料的電阻率都與溫度有關(guān),金屬的電阻率隨溫度的升高而減小D.所謂超導(dǎo)體,當(dāng)其溫度降低到接近絕對(duì)零度的某個(gè)臨界溫度時(shí),它的電阻率突然變?yōu)榱惴治觯簩?dǎo)體的電阻是導(dǎo)體的一種性質(zhì),反映了導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小;電阻大小與導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān);還受溫度的影響;與導(dǎo)體中的電流、導(dǎo)體兩端的電壓大小無關(guān).解:A、導(dǎo)體電阻的大小和導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān),與電壓、電流沒有關(guān)系,故A錯(cuò)誤,B正確;C、各種材料的電阻率都與溫度有關(guān),金屬的電阻率隨溫度的升高而增大,故C錯(cuò)誤;D、超導(dǎo)體是當(dāng)其溫度降低到接近絕對(duì)零度的某個(gè)臨界溫度時(shí),電阻值等于零,此時(shí)電阻率突然變?yōu)榱悖蔇正確.故選BD.點(diǎn)評(píng):深入理解電阻的概念及影響電阻大小的因素是解答此題的關(guān)鍵.(2)第二類常考題型是考查電阻定律的應(yīng)用:如圖所示,P是一個(gè)表面均勻鍍有很薄電熱膜的長(zhǎng)陶瓷管,其長(zhǎng)度為L(zhǎng),直徑為D,鍍膜材料的電阻率為ρ,膜的厚度為d.管兩端有導(dǎo)電金屬箍M、N.現(xiàn)把它接入電路中,測(cè)得M、N兩端電壓為U,通過它的電流I.則金屬膜的電阻率的值為()A.UIB.πUD24IL分析:鍍膜材料的截面積為陶瓷管的周長(zhǎng)和膜的厚度為d的乘積,根據(jù)歐姆定律求出電阻的大小,在根據(jù)電阻定律R=ρLs解:由歐姆定律可得,鍍膜材料的電阻R=U鍍膜材料的截面積為s=2πD2?d=π根據(jù)電阻定律可得,R=ρLs所以鍍膜材料的電阻率ρ為,ρ=sR故選C.點(diǎn)評(píng):本題容易出錯(cuò)的地方就是如何計(jì)算鍍膜材料的截面積,在計(jì)算時(shí)可以把它看成是邊長(zhǎng)為陶瓷管周長(zhǎng),寬為d的矩形,計(jì)算出截面積,再根據(jù)電阻定律計(jì)算即可.【解題方法點(diǎn)撥】1.電阻與電阻率的區(qū)別(1)電阻是反映導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用大小的物理量.電阻率是反映制作導(dǎo)體的材料導(dǎo)電性能好壞的物理量.(2)導(dǎo)體電阻并不是只由電阻率決定,即電阻大,電阻率不一定大;電阻率小,電阻不一定小.2.電阻的決定式和定義式的區(qū)別公式R=ρlR=區(qū)別電阻的決定式電阻的定義式說明了電阻的決定因素提供了一種測(cè)定電阻的方法,并不說明電阻與U和I有關(guān)適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解液適用于任何純電阻導(dǎo)體4.熱功率的計(jì)算【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】根據(jù)功與功率的關(guān)系P=Qt=所以電流發(fā)熱的功率為P=I2R【命題方向】在電路中,定值電阻的阻值為R=100Ω,通過它的電流為I=3A,求(1)它的熱功率P是多少瓦特,(2)如果通電10分鐘,求產(chǎn)生的熱量Q是多少焦耳.分析:由焦耳定律可直接求得熱功率與熱量.解答:(1)熱功率:P=I2R=(3A)2×100Ω=900W(2)產(chǎn)生的熱量Q=Pt=900W×10×60s=5.4×105J答:1)它的熱功率P是900瓦特,(2)如果通電10分鐘,產(chǎn)生的熱量Q是5.4×105焦耳點(diǎn)評(píng):考查焦耳定律的基本表達(dá)式,注意計(jì)算要準(zhǔn)確.【解題思路點(diǎn)撥】一、電功率與熱功率的區(qū)別與聯(lián)系(1)區(qū)別:電功率是指某段電路的全部電功率,或這段電路上消耗的全部電功率,決定于這段電路兩端電壓和通過的電流強(qiáng)度的乘積;熱功率是指在這段電路上因發(fā)熱而消耗的功率.決定于通過這段電路電流強(qiáng)度的平方和這段電路電阻的乘積.(2)聯(lián)系:對(duì)純電阻電路,電功率等于熱功率;對(duì)非純電阻電路,電功率等于熱功率與轉(zhuǎn)化為除熱能外其他形式的功率之和.二、熱功率表達(dá)式P=I2R的適用范圍公式P=I2R對(duì)任何電路都是成立的。5.閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.閉合電路歐姆定律(1)內(nèi)容:閉合電路里的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟內(nèi)、外電阻之和成反比。(2)公式:①I=E②E=U外+Ir(適用于所有電路)。2.路端電壓與外電阻的關(guān)系:一般情況U=IR=ER+r?R當(dāng)R增大時(shí),U增大特殊情況(1)當(dāng)外電路斷路時(shí),I=0,U=E(2)當(dāng)外電路短路時(shí),I短=E【命題方向】(1)第一類常考題型是對(duì)電路的動(dòng)態(tài)分析:如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P處于左端時(shí),三盞燈L1、L2、L3均發(fā)光良好。在滑片P從左端逐漸向右端滑動(dòng)的過程中,下列說法中正確的是()A.小燈泡L1、L2變暗B.小燈泡L3變暗,L1、L2變亮C.電壓表V1、V2示數(shù)均變大D.電壓表V1、V2示數(shù)之和變大分析:在滑片P從左端逐漸向右端滑動(dòng)的過程中,先分析變阻器接入電路的電阻如何變化,分析外電路總電阻的變化,由閉合電路歐姆定律分析干路電流的變化,即可由歐姆定律判斷L2兩端電壓的變化,從而知道燈泡L2亮度的變化和電壓表V2示數(shù)的變化。再根據(jù)路端電壓的變化,分析燈泡L3亮度的變化和電壓表V1示數(shù)的變化;根據(jù)干路電流與L3電流的變化,分析L1電流的變化,即可判斷燈泡L1亮度的變化。根據(jù)路端電壓的變化,判斷兩電壓表示數(shù)之和的變化。解:B、滑片P向右滑動(dòng)的過程中,滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大,整個(gè)閉合回路的總電阻變大,根據(jù)閉合歐姆定律可得干路電流I=ER外總C、燈泡L2兩端電壓U2=IR2變小,即電壓表V2示數(shù)變小,電壓表V1的讀數(shù)為U1=E﹣I(r+R2),變大,故C錯(cuò)誤。A、小燈泡L3變亮,根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)I=I1+I3,I減小,I3=U1R3變大,則通過小燈泡L1的電流ID、電壓表V1、V2示數(shù)之和為U=E﹣Ir,I減小,U增大,故D正確。故選AD。點(diǎn)評(píng):本題首先要搞清電路的連接方式,搞懂電壓表測(cè)量哪部分電路的電壓,其次按“局部→整體→局部”的思路進(jìn)行分析。總結(jié):分析此類問題要注意以下三點(diǎn):①閉合電路歐姆定律E=U+Ir(E、r不變)和部分電路歐姆定律U=IR聯(lián)合使用。②局部電阻增則總電阻增,反之總電阻減;支路數(shù)量增則總電阻減,反之總電阻增。③兩個(gè)關(guān)系:外電壓等于外電路上串聯(lián)各分電壓之和;總電流等于各支路電流之和。(2)第二類常考題型是閉合電路歐姆定律的應(yīng)用及電源的功率:如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻r=3Ω,甲圖中R0=1Ω,乙圖中直流電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻R0′=1Ω,當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1時(shí)可使甲電路輸出功率最大,同樣,調(diào)節(jié)R2時(shí)可使乙電路輸出功率最大,且此時(shí)電動(dòng)機(jī)剛好正常工作(額定輸出功率為P0=2W),則R1和R2的值為()A.2Ω,2ΩB.2Ω,1.5ΩC.1.5Ω,1.5ΩD.1.5Ω,2Ω分析:對(duì)于甲圖,當(dāng)電路的內(nèi)阻和外阻相等時(shí),電路的輸出功率最大,由此可以求得甲圖中的最大的功率;對(duì)于乙圖,求出最大輸出的功率的表達(dá)式,利用數(shù)學(xué)知識(shí)求乙圖中的電阻的大小。解:據(jù)P輸出=E當(dāng)電路的外電阻等于內(nèi)阻時(shí),電路的輸出功率最大,所以甲圖R1=r﹣R0=3Ω﹣1Ω=2Ω對(duì)于乙圖,輸出的功率最大時(shí),電動(dòng)機(jī)的額定功率P0=2W,電路中電流為I,所以P輸出max=2W+I又因?yàn)閁R2=12V﹣3I?所以I=12?3I?2+聯(lián)立①②利用數(shù)學(xué)關(guān)系求得當(dāng)R2=1.5Ω時(shí),乙電路的輸出功率最大為12W,故ACD錯(cuò)誤,B正確。故選:B。點(diǎn)評(píng):對(duì)于電功率的計(jì)算,一定要分析清楚是不是純電阻電路,對(duì)于非純電阻電路,總功率和發(fā)熱功率的計(jì)算公式是不一樣的。總結(jié):對(duì)閉合電路功率的兩點(diǎn)認(rèn)識(shí)①閉合電路是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng),電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。內(nèi)外電路將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,EI=P內(nèi)+P外就是能量守恒定律在閉合電路中的體現(xiàn)。②外電阻的阻值向接近內(nèi)阻的阻值方向變化時(shí),電源的輸出功率變大。(3)第三類常考題型是電源的U﹣I圖象的應(yīng)用如圖,直線A為電源的U﹣I圖線,直線B和C分別為電阻R1和R2的U﹣I圖線,用該電源分別與R1、R2組成閉合電路時(shí),電源的輸出功率分別為P1、P2,電源的效率分別為η1、η2,則()A.P1>P2B.P1=P2C.η1>η2D.η1<η2分析:電源的效率等于電源輸出功率與電源總功率的百分比,根據(jù)效率的定義,找出效率與電源路端電壓的關(guān)系,由圖讀出路端電壓,就能求出效率;電源與電阻的U﹣I圖線的交點(diǎn),表示電阻接在電源上時(shí)的工作狀態(tài),可讀出電壓、電流,算出電源的輸出功率,進(jìn)而比較大小。解:AB、由圖線的交點(diǎn)讀出,B接在電源上時(shí),電源的輸出輸出功率P1=UI=8WC接在電源上時(shí),電源的輸出輸出功率P2=UI=8W故A錯(cuò)誤,B正確。CD、電源的效率η=P出P總=UIEI故選:BC。點(diǎn)評(píng):本題首先要知道效率與功率的區(qū)別,電源的效率高,輸出功率不一定大。其次,會(huì)讀圖。電源與電阻的伏安特性曲線交點(diǎn)表示電阻接在該電源上時(shí)的工作狀態(tài)。總結(jié):U﹣I圖象的一般分析思路①明確縱、橫坐標(biāo)的物理意義。②明確圖象的截距、斜率及交點(diǎn)的意義。③找出圖線上對(duì)應(yīng)狀態(tài)的參量或關(guān)系式。④結(jié)合相關(guān)概念或規(guī)律進(jìn)行分析、計(jì)算。【解題方法點(diǎn)撥】一、電路的動(dòng)態(tài)分析1.判定總電阻變化情況的規(guī)律(1)當(dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大(或減小)時(shí),電路的總電阻一定增大(或減小)。(2)若開關(guān)的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時(shí),電路的總電阻增大;若開關(guān)的通、斷使并聯(lián)的支路增多時(shí),電路的總電阻減小。(3)在如圖所示分壓電路中,滑動(dòng)變阻器可視為由兩段電阻構(gòu)成,其中一段R并與用電器并聯(lián),另一段R串與并聯(lián)部分串聯(lián)。A、B兩端的總電阻與R串的變化趨勢(shì)一致。2.分析思路。二、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用及電源的功率。三、電源的U﹣I圖象的應(yīng)用1.根據(jù)U=E﹣Ir可知,電源的U﹣I圖線是如圖所示的一條傾斜的直線。(1)直線斜率的絕對(duì)值表示電源的電阻r,縱軸的截距為電源電動(dòng)勢(shì)E。(2)直線上任何一點(diǎn)A
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