高考物理电磁感应与电路复习1

高考物理电磁感应与电路复习1

高考物理电磁感应与电路复习 ‎ [典例分析]‎ ‎1．电磁感应的图象问题 ‎ （a） （b）‎ ‎ 图4—1‎ 例1、如图4—1（a）所示区域（图中直角坐标系xOy的1、3象限）内有匀强磁场，磁感应强度方向垂直于图面向里，大小为B，半径为l，圆心角为60°的扇形导线框OPQ以角速度绕O点在图面内沿逆时针方向匀速转动，导线框回路电阻为R．‎ ‎（1）求线框中感应电流的最大值I0和交变感应电流的频率f．‎ ‎（2）在图（b）中画出线框转一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象．（规定在图（a）中线框的位置相应的时刻为t =0）‎ ‎ ‎ ‎ 图4—3‎ ‎2、电路的动态分析 例2、如图4—3所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r．当可变电阻的滑片P向b移动时，电压表的读数U1与电压表的读数U2的变化情况是（ ）‎ A．U1变大，U2变小 B．U1变大，U2变大 C．U1变小，U2变小 D．U1变小，U2变大 ‎3、电磁感应与力学综合 例3、如图4—4所示，两根相距为d的足够长的平行金属导轨位于水平xOy平面内，左端接有阻值为R的电阻，其他部分的电阻均不计．在x>0的一侧存在垂直xOy平面且方向竖直向下的稳定磁场，磁感强度大小按B=kx规律变化（其中k是一大于零的常数）．一根质量为m的金属杆垂直跨搁在光滑的金属导轨上，两者接触良好．‎ 图4—4‎ 当t =0时直杆位于x=0处，其速度大小为v0，方向沿x轴正方向，在此后的过程中，始终有一个方向向左的变力F作用于金属杆，使金属杆的加速度大小恒为a，加速度方向一直沿x轴的负方向．求：‎ ‎（1）闭合回路中感应电流持续的时间有多长？‎ ‎（2）当金属杆沿x轴正方向运动的速度为时，闭合回路的感应电动势多大？此时作用于金属杆的外力F多大？‎ ‎4、电磁感应与动量、能量的综合 例4、如图4—6所示，在空间中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上下边缘间距为h，磁感应强度为B．有一宽度为b（ba）处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，金属环沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是（ ）‎ A．mgb B． ‎ C．mg(b－a) D．‎ ‎7．如图4—20所示，长为L、电阻r=0.3Ω、质量m=‎0.1kg的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也是L，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有R=0.5Ω的电阻，量程为0～‎3.0A的电流表串接在一条导轨上，量程为0～1.0V的电压表接在电阻R的两端，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面．现以向右恒定外力F使金属棒右移，当金属棒以v=‎2m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏，问：‎ ‎（1）此满偏的电表是什么表？说明理由．‎ ‎（2）拉动金属棒的外力F多大？‎ 图4—20‎ ‎（3）此时撤去外力F，金属棒将逐渐慢下来，最终停止在导轨上．求从撤去外力到金属棒停止运动的过程中通过电阻R的电量．‎ ‎8．高频焊接是一种常用的焊接方法，其焊接的原理如图所示．将半径为‎10cm的待焊接的圆形金属工件放在导线做成的1000匝线圈中，然后在线圈中通以高频的交变电流，线圈产生垂直于金属工件所在平面的变化磁场，磁场的磁感应强度B的变化率为1000T/s．焊接处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的 99倍．工作非焊接部分每单位长度上的电阻为，焊接的缝宽非常小，求焊接过程中焊接处产生的热功率．（取=10，不计温度变化对电阻的影响）‎ 图4—21‎ ‎9．如图4—25所示，两块水平放置的平行金属板间距为d，定值电阻的阻值为R，竖直放置线圈的匝数为n，绕制线圈导线的电阻为R，其他导线的电阻忽略不计．现在竖直向上的磁场B穿过线圈，在两极板中一个质量为m，电量为q，带正电的油滴恰好处于静止状态，则磁场B的变化情况是（ ）‎ 图4—25‎ A．均匀增大，磁通量变化率的大小为 B．均匀增大，磁通量变化率的大小为 C．均匀减小，磁通量变化率的大小为 D．均匀减小，磁通量变化率的大小为 ‎10．如图4—26所示，水平面中的光滑平行导轨P1、P2相距l=‎50cm，电池电动势E′=6V，电阻不计；电容C=‎2‎F，定值电阻R=9Ω；直导线ab的质量m=‎50g，横放在平行导轨上，其中导轨间的电阻R′=3Ω；竖直向下穿过导轨面的匀强磁场的磁感应强度B=1.0T；导轨足够长，电阻不计．‎ ‎（1）闭合开关S，直导线ab由静止开始运动的瞬时加速度多大？ab运动能达到的最大速度多大？‎ ‎（2）直导线ab由静止开始运动到速度最大的过程中，电容器的带电荷量变化了多少？‎ E′‎ P1‎ P2‎ 图4—26‎ ‎11．如图4—27所示的四个图中，a、b为输入端，接交流电源、cd为输出端，下列说法中错误的是（ ）‎ ‎～‎ a b c d ‎～‎ a b d c ‎～‎ a b c d ‎～‎ a b d c ‎ A B C D A．A图中UabUcd C．C图中UabUcd ‎ ‎12．某电站输送的电功率是500kW，当采用6kV电压输电时，安装在输电线路起点的电度表和终点的电度表一昼夜读数相差4800kWh（即4800度），试求：（1）输电线的电阻；（2）若要使输电线上损失的功率降到输送功率的2.304%，应采用多高的电压向外输电？‎