（江蘇專版）2019版高考物理二輪復習 第一部分 專題四 電路與電磁感應檢測（含解析）.doc

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電路與電磁感應 第一講直流電路與交流電路 　 考點一 交流電的產(chǎn)生及描述 1.[考查兩種交流電的比較] 甲、乙圖分別表示兩種電壓的波形，其中甲圖所示的電壓按正弦規(guī)律變化。下列說法正確的是(　　) A．甲圖表示交流電，乙圖表示直流電 B．甲圖電壓的有效值為220 V，乙圖電壓的有效值小于220 V C．乙圖電壓的瞬時值表達式為u＝220sin 100πt(V) D．甲圖電壓經(jīng)過匝數(shù)比為1∶10的變壓器變壓后，頻率變?yōu)樵瓉淼?0倍 解析：選B　由于兩圖中表示的電流方向都隨時間變化，因此都為交流電，故A錯誤；由于對應相同時刻，圖甲電壓比圖乙電壓大，根據(jù)有效值的定義可知，圖甲有效值要比圖乙有效值大，圖甲是正弦式交流電，所以有效值U＝＝220 V，故乙圖電壓小于220 V，則B正確；圖乙不是正弦式交流電，所以表達式不是正弦函數(shù)，故C錯誤；理想變壓器變壓后，頻率不發(fā)生變化，故D錯誤。 2．[考查交流電的產(chǎn)生及瞬時值、有效值] 如圖甲所示，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢圖像如圖乙中曲線a、b所示，則(　　) A．兩次t＝0時刻線圈平面均與中性面垂直 B．曲線a表示的交變電動勢瞬時值為15cos 50πt(V) C．曲線a、b對應的線圈轉(zhuǎn)速之比為3∶2 D．曲線b表示的交變電動勢有效值為10 V 解析：選C　在t＝0時刻，線圈一定處在中性面上，故A錯誤；由題圖乙可知，a的周期為410－2 s，ω＝＝50π rad/s；曲線a表示的交變電動勢瞬時值為15sin 50πt(V)，B錯誤；b的周期為610－2 s，則由n＝可知，轉(zhuǎn)速與周期成反比，故轉(zhuǎn)速之比為3∶2，故C正確；ωa∶ωb＝n1∶n2＝3∶2，a交流電的最大值為15 V，則根據(jù)Em＝nBSω得曲線b表示的交變電動勢最大值是10 V，則有效值為U＝ V＝5 V，故D錯誤。 3．[考查交流電的四值及應用] [多選]如圖所示，勻強磁場的磁感應強度B＝0.5 T，邊長L＝10 cm的正方形線圈共100匝，線圈總電阻r＝1 Ω，線圈繞垂直于磁感線的對稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，角速度ω＝2π rad/s，外電路中的電阻R＝4 Ω，π取3.14，則(　　) A．線圈轉(zhuǎn)動一周產(chǎn)生的總熱量為0.99 J B．感應電動勢的最大值為314 V C．由圖示位置轉(zhuǎn)過60的過程中產(chǎn)生的平均感應電動勢為2.6 V D．從圖示位置開始的周期內(nèi)通過R的電荷量為0.87 C 解析：選AC　感應電動勢的最大值為：Em＝nBSω＝1000.50.122π V＝π V，故B錯誤；周期為：T＝＝1 s，線圈轉(zhuǎn)動一周產(chǎn)生的總熱量為：Q＝2T＝21 J＝ J≈0.99 J，故A正確；轉(zhuǎn)過60的過程中產(chǎn)生的平均感應電動勢E＝n＝100 V＝ V≈2.6 V，故C正確；平均電動勢：＝n，平均電流：＝，在周期內(nèi)通過電阻R的電荷量為：q＝Δt，即為：q＝＝＝ C≈0.087 C，故D錯誤。 考點二 直流電路的動態(tài)分析 4.[考查含容電路的動態(tài)問題分析] 如圖所示電路中，電流表A和電壓表V均可視為理想電表。現(xiàn)閉合開關(guān)S后，將滑動變阻器滑片P向左移動，下列說法正確的是(　　) A．電流表A的示數(shù)變小，電壓表V的示數(shù)變大 B．小燈泡L變亮 C．電容器C上電荷量減少 D．電源的總功率變大 解析：選A　閉合開關(guān)S后，將滑動變阻器滑片P向左移動時，變阻器接入電路的電阻增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律得知，電路中總電流I減小，則小燈泡L變暗，電流表A的示數(shù)變??；電壓表的示數(shù)U＝E－I(RL＋r)，I減小，其他量不變，則U增大，即電壓表V的示數(shù)變大，故A正確，B錯誤。電容器的電壓等于變阻器兩端的電壓，即等于電壓表的示數(shù)，U增大，由Q＝CU，知電容器C上的電荷量增多，故C錯誤。電源的總功率P＝EI，I減小，則電源的總功率變小，故D錯誤。 5．[考查電路中平行極板間帶電粒子的運動問題] 如圖所示，A、B是兩塊水平放置的平行金屬板，一帶電小球垂直于電場線方向射入板間，小球?qū)⑾駻極板偏轉(zhuǎn)。為了使小球沿射入方向做直線運動，可采用的方法是(　　) A．將原來帶正電的小球改為帶負電 B．將滑動變阻器滑片P適當向左滑動 C．適當增大小球所帶電荷量 D．將極板間距適當增大 解析：選D　一帶電小球垂直于電場線方向射入極板區(qū)域后，向A極板偏轉(zhuǎn)，則小球所受電場力向上且電場力大于重力，小球原來就帶負電，選項A錯誤；為使小球沿直線運動，應減小小球所受電場力，將滑動變阻器滑片P適當向左滑動，滑動變阻器接入電路的電阻變小，電路中總電阻減小，總電流增大，R兩端電壓增大，電容器兩端電壓增大，板間場強增大，電場力增大，選項B錯誤；適當增大小球所帶電荷量，小球所受電場力增大，選項C錯誤；將極板間距適當增大，板間場強減小，小球所受電場力減小，可使電場力等于重力，選項D正確。 6.[考查電表示數(shù)變化量大小的比較] [多選]在如圖所示電路中，閉合開關(guān)S，當滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時， 四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)的變化量分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列說法正確的是(　　) A.變大，變小 B.變大，不變 C．ΔI>0，ΔU1>0，ΔU2<0，ΔU3>0 D．ΔI<0，ΔU1<0，ΔU2>0，ΔU3>0 解析：選BD　當滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時，R2變大，根據(jù)歐姆定律＝R2，可知將變大；由U2＝E－I(R1＋r)，可得＝R1＋r，則不變，故A錯誤。由＝R2＋R1，可知變大；由U3＝E－Ir，可得＝r，則不變，故B正確。R2變大時，外電路總電阻變大，由閉合電路歐姆定律，可知I變小，所以ΔI<0，U1＝IR1變小，所以ΔU1<0；由路端電壓U3＝E－Ir，知U3變大，所以ΔU3>0，因U3＝U1＋U2，U1減小，則U2增大，所以ΔU2＞0，故C錯誤，D正確。 考點三 交流電路的動態(tài)分析 7.[考查由滑動變阻器引起的動態(tài)變化問題] 如圖所示為一理想變壓器，原線圈接在輸出電壓為u＝U0sin ωt的交流電源兩端。電路中R0為定值電阻，V1、V2為理想交流電壓表，A1、A2為理想交流電流表?，F(xiàn)使滑動變阻器R的滑動觸頭P向上滑動，下列說法正確的是(　　) A．電壓表V1與V2示數(shù)的比值將變大 B．電流表A1與A2示數(shù)的比值將變小 C．電壓表V1與電流表A1示數(shù)的比值變大 D．電壓表V2與電流表A2示數(shù)的比值變小 解析：選C　由于變壓器原、副線圈電壓之比等于線圈匝數(shù)之比，因此電壓表示數(shù)之比一定等于線圈匝數(shù)之比，故A錯誤； 由于只有一個副線圈，因此電流之比等于線圈匝數(shù)的反比，故兩電流表的比值不變，故B錯誤；滑動變阻器R的滑動觸頭P向上滑動，則滑動變阻器接入電阻增大，由歐姆定律可知，電流表A2示數(shù)減小，電流表A1示數(shù)也減小，而電壓表V1和V2示數(shù)不變，電壓表V1與電流表A1示數(shù)的比值變大，電壓表V2與電流表A2示數(shù)的比值也變大，故C正確，D錯誤。 8．[考查變壓器負載變化引起的動態(tài)變化問題] [多選]每到夜深人靜的時候我們就會發(fā)現(xiàn)燈泡比睡覺前要亮，其原因在于大家都在用電時，用電器較多。利用如圖模擬輸電線路，開關(guān)的閉合或者斷開模擬用戶的變化，原線圈輸入電壓恒定的交流電。下列分析正確的是(　　) A．定值電阻相當于輸電線電阻 B．開關(guān)閉合，燈泡L1兩端電壓升高 C．開關(guān)閉合，原線圈輸入功率增大 D．開關(guān)斷開，副線圈電壓增大 解析：選AC　原、副線圈匝數(shù)之比等于電壓之比，由于匝數(shù)比值不變，原線圈輸入電壓也不變，所以副線圈電壓不會變化，選項D錯誤。家庭電路用電器之間為并聯(lián)關(guān)系，用戶較多時，并聯(lián)支路增多，相當于開關(guān)閉合，而與之串聯(lián)的定值電阻，實際是等效輸電線的電阻，選項A正確。開關(guān)閉合副線圈總電阻變小，總電流變大，定值電阻分電壓增多，并聯(lián)電壓變小，即燈泡L1兩端電壓減小，選項B錯誤。副線圈電壓不變電流增大，副線圈電功率增大，根據(jù)能量守恒，原線圈電功率也增大，選項C正確。 9．[考查變壓器原線圈匝數(shù)變化引起的動態(tài)變化] [多選]如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為44∶5，b是原線圈的抽頭，且其恰好位于原線圈的中心，S為單刀雙擲開關(guān)，負載電阻R＝25 Ω，電表均為理想電表，在原線圈c、d兩端接入如圖乙所示的正弦交流電。下列說法中正確的是(　　) A．當S與a連接，t＝110－2 s時，電流表的示數(shù)為0 B．當S與a連接，電壓表示數(shù)為50 V C．將S與b連接，電阻R消耗的功率為100 W D．將S與b連接，1 s內(nèi)電阻R上電流方向改變100次 解析：選CD　由題圖乙可知，交流電的周期為210－2 s，所以交流電的頻率為f＝50 Hz，交流電的有效值為 V＝220 V，當S與a連接時，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，副線圈的電壓為25 V，電壓表示數(shù)為25 V，根據(jù)歐姆定律知通過副線圈的電流I2＝＝ A＝1 A，原、副線圈中電流與匝數(shù)成反比，＝，可得電流表示數(shù)為0.11 A，故A、B錯誤。S與b連接時，副線圈兩端的電壓U2′＝U1＝220 V＝50 V，電阻R消耗的功率為P2＝＝ W＝100 W，故C正確。變壓器不會改變電流的頻率，所以副線圈輸出電壓的頻率為50 Hz，1 s內(nèi)電流方向改變100次，故D正確。 10．[考查自耦變壓器負載含電容器的動態(tài)變化] [多選]一自耦變壓器如圖所示，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部分，接在c、d間作為副線圈。在a、b間輸入u＝220sin 100πt(V)交變電流，滑動觸頭處于圖示M位置時，燈泡L能正常發(fā)光。下列說法正確的是(　　) A．交流電源的頻率變?yōu)?00 Hz時，可使燈泡變亮 B．減小電容器C的電容，可使燈泡變亮 C．將滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過程中，電壓表示數(shù)變小且小于220 V D．將滑動觸頭從N點逆時針旋轉(zhuǎn)到M點的過程中，電壓表示數(shù)變大且大于220 V 解析：選AC　在a、b間輸入電壓u＝220sin 100πt(V)，可知交變電流的頻率為50 Hz，當交流電源的頻率變?yōu)?00 Hz時，由于電容器對交變電流的阻礙作用減小，可使燈泡變亮，故A正確；減小電容器C的電容，則對交變電流的阻礙作用增大，燈泡變暗，故B錯誤；自耦變壓器的原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)，根據(jù)變壓器原理＝，可知輸出電壓小于220 V，將滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過程中，自耦變壓器的副線圈匝數(shù)減小，電壓表示數(shù)變小，故C正確，D錯誤。 11．[考查變壓器副線圈含二極管的動態(tài)問題] 如圖所示，一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是10∶1，原線圈接入電壓u＝311sin 100πt(V)的交流電，一理想二極管和一滑動變阻器R串聯(lián)接在副線圈上，電壓表和電流表均為理想交流電表。下列說法正確的是(　　) A．電壓表的讀數(shù)為22 V B．原線圈中交流電的頻率為25 Hz C．若將滑動變阻器的滑片向下滑動，電壓表讀數(shù)增大 D．若滑動變阻器接入電路的阻值為10 Ω，則理想變壓器的輸入功率為24.2 W 解析：選D　原、副線圈的電壓與匝數(shù)成正比，所以副線圈兩端電壓為22 V，由于副線圈接著二極管，它具有單向?qū)щ娦?，根?jù)電流的熱效應知＝T，解得U＝11 V，故A錯誤；原線圈中交流電的頻率為f＝＝50 Hz，故B錯誤；將滑動變阻器滑片向下滑動，接入電路中的阻值變大，副線圈電流變小，但對原、副線圈兩端的電壓無影響，即電壓表的讀數(shù)不變，故C錯誤；由B項分析求得電壓表兩端電壓有效值為U＝11 V，則理想變壓器的輸出功率為P出＝＝ W＝24.2 W，理想變壓器的輸入功率為24.2 W，故D正確。 考點四 變壓器與遠距離輸電問題 12.[考查變壓器的工作原理與感抗、容抗] 如圖甲所示電路中，A1、A2、A3為相同的電流表，C為電容器，電阻R1、R2、R3的阻值相同，線圈L的電阻不計。在某段時間內(nèi)理想變壓器原線圈內(nèi)磁場的變化如圖乙所示，則在t1～t2時間內(nèi)(　　) A．電流表A1的示數(shù)比A3的小 B．電流表A2的示數(shù)比A1的小 C．電流表A1和A2的示數(shù)相同 D．電流表的示數(shù)都不為零 解析：選C　原線圈中磁場如題圖乙所示變化，則原線圈中的磁通量均勻變化，故副線圈中產(chǎn)生恒定的電流，因線圈電阻不計，故線圈L對恒定電流沒有阻礙作用，所以電流表A1和A2的示數(shù)相同，而電容器“通交流、隔直流”，所以電流表A3的示數(shù)為0。只有C正確。 13．[考查遠距離輸電功率分配] [多選]如圖所示，在遠距離輸電時，發(fā)電廠發(fā)電機的輸送電功率為P1，輸出電壓為U1，發(fā)電廠至用戶的輸電導線的總電阻為R，通過輸電導線的電流為I，輸電線損失的電功率為P′，輸電線末端的電壓為U2，用戶得到的電功率為P2。下列關(guān)系式正確的是(　　) A．P′＝　　　　　　 B．P′＝ C．P′＝I2R D．P2＝P1－ 解析：選BCD　根據(jù)公式P′＝I2R＝，故A錯誤，B、C正確；根據(jù)總功率相等可以知道P2＝P1－I2R＝P1－，故D正確。 14．[考查遠距離輸電的相關(guān)計算] [多選]某大型光伏電站的功率是500 kW，電壓為12 V，送往外地時，先通過逆變器(作用是將直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l的高壓交流電)轉(zhuǎn)化為220 V的交流電(轉(zhuǎn)化效率為80%)，然后經(jīng)變壓器Ⅰ升壓為20 000 V，通過總電阻為R＝20 Ω的輸電線路送往某地，再經(jīng)變壓器Ⅱ降為 220 V電壓供用戶使用。下列說法正確的是(　　) A．變壓器Ⅱ的原、副線圈匝數(shù)比為1 000∶11 B．變壓器Ⅰ的原、副線圈匝數(shù)比為11∶1 000 C．用戶最多可使用的功率為392 kW D．用戶負載越多，線路上損耗的功率越小 解析：選BC　直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姾蟮墓β蕿? P＝5000.8 kW＝400 kW 根據(jù)＝可得：＝＝ 電線上損失的電壓為 ΔU＝I2R＝R＝20 V＝400 V 則U3＝U2－ΔU＝20 000 V－400 V＝19 600 V 由＝得：＝＝，故A錯誤，B正確； 回路中損失的功率為 ΔP＝I22R＝2R＝220 W＝8 kW， 所以用戶得到的功率為P用＝P－P損＝400 kW－8 kW＝392 kW，故C正確；用戶負載越多，輸電線上的電流越大，線路上損耗的功率越大，故D錯誤。 釋疑4大考點 考點一　交流電的產(chǎn)生及描述 本考點是對交流電的產(chǎn)生及描述交流電的物理量等知識的考查，常以選擇題的形式呈現(xiàn)，四個選項考查多個知識點，考生失分的原因，大多是因知識或概念的混淆。建議考生自學為主。 (一)正弦式交變電流“四值”的比較和理解 物理量 表達式 適用情況及說明 瞬時值 e＝Emsin ωt u＝Umsin ωt i＝Imsin ωt (1)從線圈位于中性面開始計時 (2)可用于分析或計算線圈某時刻的受力情況 最大值 (峰值) Em＝nBSω Im＝ (1)此時線圈垂直于中性面 (2)電容器的擊穿電壓指的就是最大值 有效值 E＝ U＝ I＝ (1)計算與電流的熱效應有關(guān)的量(如電功、電功率、電熱等) (2)電表的讀數(shù)為有效值 (3)保險絲的熔斷電流為有效值 (4)電氣設備“銘牌”上所標的工作電壓、工作電流一般都是有效值 (5)非正弦式交變電流的有效值利用電流的熱效應計算 平均值 ＝BL ＝n ＝ 計算通過電路截面的電荷量，q＝n (二)交變電流問題的三點提醒 1．正弦式交變電流不只局限于由線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生。 2．電壓表、電流表的示數(shù)對應交流電的有效值，計算用電器的電熱(或功率)時，也應利用電流或電壓的有效值，如診斷卷第3題A選項。 3．對于有電動機的回路，要注意歐姆定律的適用條件。 [題點全練] 1.[多選]如圖所示，電阻為r的單匝矩形線圈面積為S，在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動。勻強磁場的磁感應強度為B，t＝0時刻線圈平面與磁場垂直，各電表均為理想交流電表，則(　　) A．滑片P向下滑動時，電壓表的讀數(shù)變大 B．圖示位置線圈中的感應電動勢最大 C．線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為 D．1 s內(nèi)流過R的電流方向改變次 解析：選ACD　滑片P向下滑動時外電阻變大，電流變小，內(nèi)電壓變小，外電壓變大，則電壓表的讀數(shù)變大，則A正確；圖示位置為中性面，電動勢為0，故B錯誤；電動勢最大值Em＝BSω，則由圖示位置轉(zhuǎn)過180電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝2R＝，故C正確；1 s內(nèi)所完成的周期數(shù)是＝，每個周期電流方向改變2次，1 s內(nèi)流過R的電流方向改變次，故D正確。 2.如圖所示，N匝矩形導線框以角速度ω繞對稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線框面積為S，線框電阻、電感均不計。在OO′左側(cè)有磁感應強度為B的勻強磁場，外電路接有電阻R和理想電流表A。下列說法正確的是(　　) A．從圖示時刻起，線框產(chǎn)生的瞬時電動勢為e＝NBSωsin ωt B．電流表的示數(shù)I＝NBS C．R兩端電壓有效值U＝NBS D．一個周期內(nèi)電阻R的發(fā)熱量為Q＝ 解析：選B　由題圖可知，線框只有一半在磁場中，故產(chǎn)生的電動勢的最大值為Em＝NBω＝，故瞬時值表達式為e＝sin ωt，故A錯誤；電流表的示數(shù)為：I＝＝NBS，故B正確；電阻R兩端電壓的有效值U＝E＝＝NBS，故C錯誤；一個周期內(nèi)電阻R的發(fā)熱量Q＝I2RT＝2R＝，故D錯誤。 考點二　直流電路的動態(tài)分析 高考對本考點的考查較為簡單，考生失分主要原因是不按正確程序進行分析，只關(guān)注局部，不考慮整體。解決此類問題時注意應用程序法分析動態(tài)變化，并用好“串反并同”結(jié)論進行快速判斷。需要考生學會靈活變通。 (一)理清直流電路知識體系 (二)掌握動態(tài)變化判斷方法 1．程序判斷法 遵循“局部—整體—部分”的思路，按以下步驟分析： 2．直觀判斷法 利用下面兩個結(jié)論直觀地得到結(jié)論： (1)任一電阻R阻值增大，必引起該電阻中電流I的減小和該電阻兩端電壓U的增大。 (2)任一電阻R阻值增大，必將引起與之并聯(lián)的支路中電流I并的增大和與之串聯(lián)的各電路電壓U串的減小。如診斷卷第4題，滑動變阻器滑片P向左移動 3．注意某些特殊公式的含義 如診斷卷第6題，由U2＝E－I(R1＋r)，可得＝R1＋r，又U3＝E－Ir，則有＝r。 [題點全練] 1.如圖所示電路中，電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源與一滑動變阻器構(gòu)成閉合電路。閉合開關(guān)S，當滑片移動時，滑動變阻器兩端的電壓和電路中電流的關(guān)系圖像為(　　) 解析：選D　由閉合電路歐姆定律E＝U＋Ir，得U＝E－Ir，U與I為一次函數(shù)關(guān)系，且隨電流I增大，電壓U減小。 2.[多選]在如圖所示的電路中，R0為定值電阻，R為光敏電阻(光照減弱時阻值增大)，C為電容器?，F(xiàn)減弱對光敏電阻R光照的強度，下列說法正確的是(　　) A．電流表的示數(shù)減小 B．電容器C的電荷量增大 C．電壓表的示數(shù)變小 D．電源內(nèi)部消耗的功率變大 解析：選AB　減弱對光敏電阻R光照的強度，R阻值增大，根據(jù)閉合回路歐姆定律可得路端電壓增大，即電壓表示數(shù)增大，總電流減小，即電流表示數(shù)減小，電容器兩端的電壓增大，根據(jù)C＝可得Q增大，電源內(nèi)部消耗的電功率P＝I2r，I減小，內(nèi)阻不變，所以P減小，故A、B正確。 考點三　交流電路的動態(tài)分析 本考點是高考的熱點，考查的知識交匯點較多，常與交變電流的性質(zhì)和變壓器的規(guī)律相結(jié)合。對于這類問題，需通過原、副線圈電路，綜合分析變壓器與電路的關(guān)系。需要考生學會遷移應用。 (一)明確變壓器各物理量間的制約關(guān)系 (二)謹記交流電路動態(tài)分析的注意事項 1．變壓器匝數(shù)不變時，變壓器的輸入、輸出電壓均不變，但變壓器原、副線圈中的電流均隨負載的變化而變化。如診斷卷第11題，電壓表示數(shù)不隨觸頭P的移動而改變；診斷卷第8題，變壓器輸出電壓不變，但因輸電線電阻R上消耗的電壓變化導致L1兩端電壓變化。 2．變壓器匝數(shù)變化時，要注意區(qū)分是原線圈還是副線圈匝數(shù)變化。如診斷卷第9題，將S與b連接時，原線圈匝數(shù)減半；診斷卷第10題，將滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過程，副線圈匝數(shù)減小。 3．當變壓器輸出電壓一定時，移動變阻器的滑動觸頭或改變接入的用電器多少時，引起的各物理量的變化分析方法同直流電路的動態(tài)分析方法。如診斷卷第11題，由于二極管具有單向?qū)щ娦?，根?jù)電流的熱效應＝T，解得U＝11 V，電壓表的示數(shù)并不等于副線圈電壓。 [題點全練] 1.[多選]如圖所示，矩形線圈abcd與理想變壓器原線圈組成閉合電路。線圈在有界勻強磁場中繞垂直于磁場的bc邊勻速轉(zhuǎn)動，磁場只分布在bc邊的左側(cè)，磁感應強度大小為B，線圈面積為S，轉(zhuǎn)動角速度為ω，匝數(shù)為N，線圈電阻不計。下列說法正確的是(　　) A．電容器的電容C變大時，燈泡變暗 B．圖示位置時，矩形線圈中瞬時感應電動勢最大 C．將原線圈抽頭P向上滑動時，燈泡變暗 D．若線圈abcd轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)?ω，則變壓器原線圈電壓的有效值為NBSω 解析：選CD　電容器的電容C變大時，容抗減小，副線圈電流增大，燈泡變亮，故A錯誤；線圈處于圖示位置時，是中性面位置，感應電動勢的瞬時值為零，故B錯誤；矩形線圈abcd中產(chǎn)生交變電流，將原線圈抽頭P向上滑動時，原線圈匝數(shù)變大，根據(jù)變壓比公式＝，輸出電壓減小，燈泡會變暗，故C正確；若線圈轉(zhuǎn)動角速度變?yōu)?ω，線圈產(chǎn)生的電動勢最大值增加為原來的2倍；Em＝2NBSω，根據(jù)有效值的定義有：＝T，解得：E＝NBSω，故D正確。 2．[多選]如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，圖中電表均為理想電表，R、L和D分別是光敏電阻(其阻值隨光照增強而減小)、電感線圈和燈泡。原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電壓u，下列說法正確的是(　　) A．電壓u的頻率為50 Hz B．電壓表的示數(shù)為22 V C．有光照射R時，電流表的示數(shù)變大 D．抽出L中的鐵芯，D變暗 解析：選AC　原線圈接入題圖乙所示的正弦交流電壓，T＝0.02 s，所以頻率為f＝＝50 Hz，故A正確；原線圈接入電壓的最大值是220 V，有效值是220 V，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，所以電壓表的示數(shù)U＝22 V，故B錯誤；有光照射R時，R阻值隨光照增強而減小，根據(jù)P＝，得副線圈輸出功率增大，所以原線圈輸入功率增大，所以電流表的示數(shù)變大，故C正確；抽出L中的鐵芯，電感線圈自感系數(shù)減小，電感線圈對電流的阻礙減小，所以D變亮，故D錯誤。 3.[多選](2018南通一模)如圖所示，理想變壓器原線圈接電壓為220 V的正弦交流電，開關(guān)S接1時，原、副線圈的匝數(shù)比為11∶1，滑動變阻器接入電 路的阻值為10 Ω，電壓表和電流表均為理想電表。下列說法正確的是(　　) A．變壓器輸入功率與輸出功率之比為1∶1 B．1 min內(nèi)滑動變阻器產(chǎn)生的熱量為40 J C．僅將S從1撥到2，電流表示數(shù)減小 D．僅將滑動變阻器的滑片向下滑動，兩電表示數(shù)均減小 解析：選AC　根據(jù)理想變壓器的特點可知，變壓器的輸入功率與輸出功率之比為1∶1，故A正確；原、副線圈的電壓與匝數(shù)成正比，所以副線圈兩端電壓為U2＝U1＝220 V＝20 V，則1 min內(nèi)滑動變阻器產(chǎn)生的熱量為Q＝t＝60 J＝2 400 J，B錯誤；若只將S從1撥到2，副線圈的電壓減小，副線圈電流減小，原線圈電流即電流表示數(shù)減小，故C正確；將滑動變阻器滑片向下滑動，接入電路中的阻值變大，副線圈電流減小，原線圈電流即電流表的示數(shù)減小，但對原、副線圈兩端的電壓無影響，即電壓表的讀數(shù)不變，故D 錯誤。 考點四　變壓器與遠距離輸電問題 本考點是高考命題的熱點，主要考查變壓器的工作原理及遠距離輸電過程中的電路計算問題，此類問題綜合性較強，要求有較高分析解決問題的能力。要順利解決此類問題，需熟知一個流程，抓住兩個關(guān)系，掌握兩種損耗。建議考生適當關(guān)注。 (一)熟知一個流程 (二)抓住兩個關(guān)系 升壓變壓器T1兩端 降壓變壓器T2兩端 ＝，＝，P1＝P2 ＝，＝，P3＝P4 (三)掌握兩種損耗 1．電壓損耗：輸電線路上I2＝IR＝I3，總電阻R導致的電壓損耗UR＝U2－U3＝IRR。 2．功率損耗：輸電線路發(fā)熱導致的功率損耗PR＝P2－P3＝IR2R＝，注意PR≠。 (四)注意一種特殊情況 交流電源與變壓器原線圈間接有用電器，或它們之間的連接導線阻值不能忽略時，電源的輸出電壓與變壓器的輸入電壓不相等。 　如圖甲所示為遠距離輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶100，其原線圈輸入電壓如圖乙所示，遠距離輸電線的總電阻為50 Ω。降壓變壓器右側(cè)部分為火災報警系統(tǒng)原理圖，其中R1為一定值電阻，R2為用半導體熱敏材料制成的傳感器，當溫度升高時其阻值變小，電壓表V可以顯示加在報警器兩端的電壓(報警器未畫出)。未出現(xiàn)火警時，升壓變壓器的輸入功率為660 kW。下列說法中正確的是(　　) A．t＝0.01 s時刻，電壓表的示數(shù)是0 B．未出現(xiàn)火警時，遠距離輸電線路損耗的功率為45 kW C．當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時，電壓表V的示數(shù)變大 D．當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時，輸電線上的電流變小 [解析]　電壓表的示數(shù)是交流電的有效值，則t＝0.01 s時刻，電壓表的示數(shù)不為0，選項A錯誤；升壓變壓器輸入端電壓有效值為220 V，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知，副線圈兩端電壓為22 000 V，所以輸電線中的電流I＝＝ A＝30 A，輸電線損失的電壓ΔU＝IR＝3050 V＝1 500 V，輸電線路損耗功率ΔP＝ΔUI＝1 50030 W＝45 kW，故B正確；當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時其阻值減小，電路中電流增大，定值電阻的分壓增大，所以電壓表V的示數(shù)減小，故C錯誤；當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時，降壓變壓器副線圈中電流增大，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比知輸電線上的電流增大，故D錯誤。 [答案]　B [題點全練] 1．[多選]如圖所示，MN和PQ為處于同一水平面內(nèi)的兩根平行的光滑金屬導軌，導軌的電阻不計。垂直導軌放置一根電阻不變的導體棒ab，導體棒與導軌接觸良好。N、Q端接理想變壓器的原線圈，理想變壓器的輸出端有三組副線圈，分別接電阻元件R和小燈泡、電感元件L(電阻不為零)和小燈泡、電容元件C和小燈泡。在水平金屬導軌之間加磁感應強度方向豎直向下、大小隨時間均勻增加的勻強磁場，則下列判斷正確的是(　　) A．若ab棒靜止，則a、b間沒有電流流過 B．在ab棒向左勻速運動過程中，三個燈泡都亮 C．在ab棒向左勻速運動過程中，燈泡1、2亮，3不亮 D．在ab棒向左勻加速運動過程中，三個燈泡都亮 解析：選CD　若ab棒靜止，由于磁感應強度隨時間均勻增加，原線圈中產(chǎn)生恒定的感應電動勢和感應電流，則a、b間有電流流過，故A錯誤。在ab棒向左勻速運動的過程中，磁感應強度方向豎直向下，大小隨時間均勻增加，根據(jù)E＝BLv知：ab棒產(chǎn)生隨時間均勻增大的感應電動勢，原線圈中產(chǎn)生隨時間均勻增大的電流，穿過右側(cè)的三個副線圈的磁通量均勻增大，則副線圈中產(chǎn)生恒定的感應電動勢和感應電流，所以IR≠0、IL≠0，由于電容器有隔直流的特性，IC＝0，故B錯誤，C正確。若ab棒勻加速運動，則導體棒的速度為v＝v0＋at，又磁感應強度大小隨時間均勻增加，即B＝kt，原線圈中感應電動勢為E＝BLv＝ktL(v0＋at)＝kLv0t＋kLat2，所以副線圈中產(chǎn)生變化的感應電動勢，由于電容器有通交流的特性，IC≠0，IL≠0，IR≠0，即三盞燈都亮，故D正確。 2．[多選]某小型水電站的電能輸送示意圖如圖甲所示。發(fā)電機通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電。用戶用電器(均看作純電阻元件)的總電阻為R，變壓器均為理想變壓器，圖乙是發(fā)電機輸出電壓隨時間變化的圖像，則(　　) A．發(fā)電機輸出交流電壓的有效值為220 V B．用電器上交流電的頻率是50 Hz C．當R減小時，輸電線上的電流減小 D．當R減小時，輸電線上損失的功率增大 解析：選ABD　由題圖乙可知交流電壓的最大值為Um＝220 V，因此其有效值為U＝220 V，選項A正確；由題圖乙知交流電的周期T＝210－2 s，則f＝＝50 Hz，選項B正確；當用戶用電器的總電阻減小時，用戶的功率增大，降壓變壓器的輸出功率增大，則輸入的功率增大，輸電線上的電流增大，輸電線上損失的功率增大，選項C錯誤，選項D 正確。 3．如圖所示為遠距離輸電的原理圖，升壓變壓器的變壓比為m，降壓變壓器的變壓比為n，輸電線的電阻為R，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電機輸出的電壓恒為U。若由于用戶的負載變化，使電壓表V2的示數(shù)減小了ΔU，則下列判斷正確的是(　　) A．電流表A2的示數(shù)增大了 B．電流表A1的示數(shù)增大了 C．電壓表V1的示數(shù)減小了ΔU D．輸電線損失的功率增加了2R 解析：選B　電壓表V2的示數(shù)減小了ΔU，根據(jù)變壓器的變壓比可知降壓變壓器輸入電壓減小了ΔU3＝nΔU，由于升壓變壓器輸入電壓不變，因此輸電線上的電壓增大了nΔU，因此電流表A1的示數(shù)增大了，B正確；根據(jù)變流比，電流表A2的示數(shù)增大了，A錯誤；由于發(fā)電機的輸出電壓不變，因此升壓變壓器的輸出電壓不變，電壓表V1的示數(shù)不變，C錯誤；設原來輸電線上的電流為I，則輸電線損失的功率增加了2R－I2R，不等于2R，D錯誤。 1．(2018江蘇高考)采用220 kV高壓向遠方的城市輸電。當輸送功率一定時，為使輸電線上損耗的功率減小為原來的，輸電電壓應變?yōu)?　　) A．55 kV　　　　　　　 B．110 kV C．440 kV D．880 kV 解析：選C　輸送功率P＝UI，輸電線上損耗的功率P損＝I2r＝2r∝。當P損減小為原來的時，輸電電壓應變?yōu)樵瓉淼?倍。 2.(2018南京一模)變壓器線圈中的電流越大，所用的導線應當越粗。如圖所示是降壓變壓器，假設它只有一個原線圈和一個副線圈，匝數(shù)分別為n1 和n2。下列說法中正確的是(　　) A．n1>n2，原線圈比副線圈的導線粗 B．n1>n2，原線圈比副線圈的導線細 C．n1n2，故C、D錯誤；輸入功率等于輸出功率，所以副線圈的電流大于原線圈的電流，則較粗導線的線圈應該作為副線圈，故B正確，A錯誤。 3．[多選](2018南京三模)如圖甲所示，不計電阻的矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，輸出交流電的電動勢圖像如圖乙所示，經(jīng)原、副線圈匝數(shù)比為1∶10的理想變壓器給一燈泡供電，燈泡上標有“220 V　22 W”字樣，如圖丙所示，則(　　) A．t＝0.01 s時刻穿過線框回路的磁通量為零 B．燈泡中的電流方向每秒鐘改變100次 C．燈泡正常發(fā)光 D．電流表示數(shù)為 A 解析：選BC　由題圖乙可知，當t＝0.01 s時，感應電動勢為零，則此時穿過線框回路的磁通量最大，故A錯誤；由題圖乙可知，交流電的周期T＝0.02 s，則f＝＝50 Hz，所以燈泡中的電流方向每秒鐘改變100次，故B正確；原線圈輸入電壓的有效值為22 V，則副線圈的電壓為2210 V＝220 V，由P＝UI可知，副線圈電流I2＝0.1 A，則電流表示數(shù)I1＝1 A，燈泡正常發(fā)光，故C正確，D錯誤。 4.[多選](2018鎮(zhèn)江一模)如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝22∶5，電阻R1＝R2＝25 Ω，D為理想二極管，原線圈接u＝220sin(100πt)V的交流電，則(　　) A．此交流電的頻率為100 Hz B．電阻R1兩端的電壓為50 V C．通過電阻R2的電流為 A D．變壓器的輸入功率為150 W 解析：選BCD　根據(jù)表達式可知ω＝100π rad/s，根據(jù)ω＝2πf得：交流電的頻率為f＝＝ Hz＝50 Hz，故A錯誤；原線圈電壓有效值為U1＝＝220 V，則根據(jù)變壓器匝數(shù)比可得副線圈電壓為U2＝U1＝220 V＝50 V，選項B正確；二極管具有單向?qū)щ娦?，流過二極管中的交流電只有半個周期可以通過，根據(jù)電流的熱效應得：＝T，解得：U′＝25 V，根據(jù)歐姆定律得通過R2的電流為：IR2＝＝ A＝ A，故C正確；電阻R1消耗功率為PR1＝＝ W＝100 W，電阻R2消耗功率為PR2＝IR22R2＝()225 W＝50 W，則原線圈輸入功率為P＝PR1＋PR2＝100 W＋50 W＝150 W，故D正確。 5.(2018蘇北四市一模)如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，原線圈接交流電u＝220sin 100πt(V)，保險絲的電阻為1 Ω，熔斷電流為2 A，電表均為理想電表。下列說法正確的是(　　) A．電壓表V的示數(shù)為14.1 V B．電流表A1、A2的示數(shù)之比為2∶1 C．為了安全，滑動變阻器接入電路的最小阻值為4 Ω D．將滑動變阻器滑片向上移動，電流表A1的示數(shù)減小 解析：選D　原線圈電壓有效值為U1＝ V＝220 V，根據(jù)變壓器原理可得U2＝U1＝220 V＝110 V，故電壓表V的示數(shù)為110 V，A錯誤；根據(jù)變壓器原理可知，電流強度與匝數(shù)成反比，故電流表A1、A2的示數(shù)之比為1∶2，B錯誤；保險絲的電阻為1 Ω，熔斷電流為2 A，為了安全，滑動變阻器接入電路的最小阻值為Rmin＝－r保＝ Ω－1 Ω＝54 Ω，C錯誤；將滑動變阻器滑片向上移動，滑動變阻器接入電路的總電阻增大，副線圈電流強度減小，則原線圈的電流強度也減小，所以電流表A1的示數(shù)減小，D正確。 6.[多選]如圖所示，Rt為正溫度系數(shù)熱敏電阻，R1為光敏電阻，其阻值隨光照增強而減小，R2和R3均為定值電阻，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r, V為理想電壓表?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，可能的原因是(　　) A．熱敏電阻溫度升高，其他條件不變 B．熱敏電阻溫度降低，其他條件不變 C．光照增強，其他條件不變 D．光照減弱，其他條件不變 解析：選BD　熱敏電阻溫度升高時，其阻值增大，外電路總電阻增大，總電流減小，路端電壓隨之增大，而R2的電壓減小，則并聯(lián)部分的電壓增大，通過光敏電阻的電流增大，所以通過R3的電流減小，電壓表的示數(shù)減小，不符合題意，故A錯誤。同理可得熱敏電阻溫度降低，其他條件不變時，電壓表的示數(shù)增大，符合題意，B正確。光照增強時，光敏電阻的阻值減小，外電路總電阻減小，總電流增大，路端電壓隨之減小，而R2的電壓增大，則并聯(lián)部分的電壓減小，電壓表的示數(shù)減?。煌砜傻霉庹諟p弱，其他條件不變時，電壓表的示數(shù)增大，故D正確，C錯誤。 7.(2018鹽城一模)旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機通過磁極的旋轉(zhuǎn)使不動的線圈切割磁感線而產(chǎn)生感應電流，其原理示意圖如圖所示，固定不動的單匝矩形線圈abcd的電阻為r，外電阻為R，磁場繞轉(zhuǎn)軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，角速度為ω。圖中的電壓表為理想電表，示數(shù)為U。求： (1)發(fā)電機線圈內(nèi)阻消耗的功率； (2)從圖示位置開始計時，t＝0時，通過外電阻R的電流及方向； (3)從圖示位置開始計時，t＝時，穿過矩形線圈abcd的磁通量。 解析：(1)根據(jù)熱功率公式可知，Pr＝2r； (2)旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機產(chǎn)生正弦式交變電流，根據(jù)正弦式交變電流的最大值與有效值的關(guān)系可知，Umax＝U，所以t＝0時，通過外電阻R的電流I＝，根據(jù)“楞次定律”可知，電流方向為自左向右； (3)從圖示位置開始計時經(jīng)過，線圈轉(zhuǎn)到中性面位置，磁通量Φ＝BS，Emax＝BSω， 又Emax＝I(R＋r)＝ 聯(lián)立以上各式可解得：Φ＝。 答案：(1)2r　(2)　方向自左向右 (3) 第二講楞次定律__法拉第電磁感應定律 考點一 楞次定律和法拉第電磁感應定律的應用 1.[考查楞次定律及其應用] [多選](2018全國卷Ⅲ)如圖(a)，在同一平面內(nèi)固定有一長直導線PQ和一導線框R，R在PQ的右側(cè)。導線PQ中通有正弦交流電i，i的變化如圖(b)所示，規(guī)定從Q到P為電流正方向。導線框R中的感應電動勢(　　) A．在t＝時為零 B．在t＝時改變方向 C．在t＝時最大，且沿順時針方向 D．在t＝T時最大，且沿順時針方向 解析：選AC　在t＝時，交流電圖線斜率為0，即磁場變化率為0，由E＝＝S知，E＝0，故A正確。在t＝和t＝T時，圖線斜率最大，在t＝和t＝T時感應電動勢最大。在到之間，電流由Q向P減弱，導線在R處產(chǎn)生垂直紙面向里的磁場，且磁場減弱，由楞次定律知，R產(chǎn)生的感應電流的磁場方向也垂直紙面向里，則R中感應電動勢沿順時針方向，同理可判斷在到T時，R中電動勢也為順時針方向，在T到T時，R中電動勢為逆時針方向，C正確，B、D錯誤。 2．[考查法拉第電磁感應定律的應用] 在勻強磁場中，有一個接有電容器的單匝導線回路，如圖所示，導線回路與勻強磁場垂直，磁場方向垂直紙面向里，磁場均勻地增強，磁感應強度隨時間的變化率＝510－2T/s，電容器電容C＝60 μF，導線回路邊長L1＝8 cm，L2＝5 cm。則電容器上極板(　　) A．帶正電，電荷量是1.210－4 C B．帶負電，電荷量是1.210－4 C C．帶正電，電荷量是1.210－8 C D．帶負電，電荷量是1.210－8 C 解析：選C　根據(jù)楞次定律知，感應電動勢的方向是逆時針方向，則上極板帶正電。根據(jù)法拉第電磁感應定律得：E＝＝510－20.050.08 V＝210－4 V， 電容器帶電荷量為Q＝CU＝CE＝610－5210－4 C＝1.210－8 C， 故C正確，A、B、D錯誤。 3．[考查感生電動勢] [多選]在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n＝1 250匝，橫截面積S＝20 cm2，螺旋管導線電阻r＝1 Ω，R1＝4 Ω，R2＝5 Ω，C＝20 μF。在一段時間內(nèi)，豎直向下穿過螺線管的磁場的磁感應強度B按如圖乙所示的規(guī)律變化，下列說法正確的是(　　) A．螺線管中產(chǎn)生的感應電動勢為1 000 V B．閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，電容器下極板帶負電 C．閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，通過電阻R1的電流為0.1 A D．閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，再斷開S，以后流經(jīng)R2的電荷量為1.010－5 C 解析：選CD　根據(jù)法拉第電磁感應定律：E＝n＝nS＝1 2502010－4 V＝1.0 V，故A錯誤； 根據(jù)楞次定律可知回路中產(chǎn)生的電流方向是逆時針，所以電容器下極板帶正電，故B錯誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律，有：I＝＝ A＝0.1 A，故C正確；S斷開后，流經(jīng)R2的電荷量即為S閉合時電容器極板上所帶的電荷量Q，電容器兩端的電壓：U＝IR2＝0.15 V＝0.5 V，流經(jīng)R2的電荷量：Q＝CU＝2010－60.5 C＝1.010－5 C，故D正確。 4．[考查動生電動勢與楞次定律] [多選]如圖甲所示，一寬為l的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直于紙面向里。一個邊長為a(l＞a)的正方形導線框ABCD位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場邊界的恒定速度v通過該磁場區(qū)域，導線框電阻為R。在運動過程中，線框有一條邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行，取線框剛進入磁場的時刻t＝0，線框中感應電流隨時間變化規(guī)律的It圖像如圖乙所示。下列說法正確的是(　　) A．在第1 s內(nèi)，線框中感應電流為逆時針方向，大小恒定為0.3 A B．在第2 s內(nèi)，穿過線框的磁通量最大，感應電流大小恒定為0.6 A C．在第3 s內(nèi)，線框中感應電流方向為順時針方向，大小恒定為0.3 A D．在第1 s內(nèi)，線框中C點電勢高于D點電勢，感應電流大小為0 解析：選AC　在第1 s內(nèi)，線框向磁場中運動，穿過線框的磁通量均勻增加，感應電流為逆時針方向(取為正方向)，電流大小恒定，由題圖乙可知I＝0.3 A，選項A正確；在第2 s內(nèi)，整個線框在磁場中運動，穿過線框的磁通量最大且不變，沒有感應電流，選項B錯誤；在第3 s內(nèi)，線框從磁場中出來，磁通量均勻減小，感應電流為順時針方向(為負方向)，大小恒定，I＝0.3 A，選項C正確；在第1 s內(nèi)，由楞次定律判斷出線框中感應電流方向沿逆時針方向，則C點電勢低于D點電勢，選項D錯誤。 5．[考查電磁感應定律和楞次定律的應用] 如圖甲所示，正方形閉合線圈abcd邊長為10 cm，總電阻為2.0 Ω，匝數(shù)為100匝，放在垂直于紙面向里的勻強磁場中，磁感應強度B隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示。求： (1)在0～2 s內(nèi)線圈中感應電動勢的大??； (2)在t＝1.0 s時線圈的ad邊所受安培力的大小和方向； (3)線圈中感應電流的有效值。 解析：(1)在0～2 s內(nèi)線圈中感應電動勢的大小為E1＝n＝nS＝1 V。 (2)在t＝1.0 s時，I1＝＝0.5 A，由題圖乙可知，B1＝1 T，則F＝nB1I1L＝5.0 N 根據(jù)楞次定律，流過ad邊的電流方向由a到d，由左手定則可知，ad邊所受安培力的方向垂直ad向右。 (3)在0～2 s內(nèi)I1＝0.5 A 在2～3 s內(nèi)，線圈中感應電動勢的大小為E2，E2＝n＝nS＝2 V，I2＝＝1 A 設線圈中感應電流的有效值為I， 則I12Rt1＋I22Rt2＝I2Rt，解得I＝ A。 答案：(1)1 V　(2)5.0 N　垂直ad向右　(3) A 考點二 電磁感應中的圖像問題 6.[考查Φt的關(guān)系圖像] 穿過某閉合回路的磁通量Φ隨時間t變化的圖像分別如圖中的①～④所示，下列說法正確的是(　　) A．圖①有感應電動勢，且大小恒定不變 B．圖②產(chǎn)生的感應電動勢一直在變大 C．圖③在0～t1時間內(nèi)的感應電動勢是t1～t2時間內(nèi)感應電動勢的2倍 D．圖④產(chǎn)生的感應電動勢先變大再變小 解析：選C　圖①中磁通量沒有變化，因此沒有感應電動勢，故A錯誤；圖②中的磁通量均勻增加，圖像的斜率不變，因此感應電動勢不變，故B錯誤；圖③在0～t1時間內(nèi)的斜率是t1～t2時間內(nèi)斜率的2倍，所以在0～t1時間內(nèi)感應電動勢是t1～t2時間內(nèi)感應電動勢的2倍，故C正確；圖④的斜率大小先減小后增大，故產(chǎn)生的感應電動勢先變小再變大，故D錯誤。 7．[考查感應電流的功率和安培力的圖像問題] [多選]如圖所示，粗細均勻的矩形金屬導體線框abcd固定于勻強磁場中，磁場方向垂直線框所在平面，磁感應強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖所示。以垂直于線框所在平面向里為磁感應強度B的正方向，則下列關(guān)于ab邊的熱功率P、ab邊受到的安培力F(以向右為正方向)隨時間t變化的圖像中正確的是(　　) 解析：選AD　根據(jù)法拉第電磁感應定律：E＝n＝nS可知，產(chǎn)生的感應電動勢大小不變，所以感應電流大小也不變，ab邊熱功率P＝I2R，恒定不變，A正確，B錯誤；根據(jù)安培力公式F＝BIL，因為電流大小、ab邊長度不變，安培力與磁感應強度成正比，根據(jù)左手定則判定方向，可知C錯誤，D正確。 8．[考查傾斜導軌上金屬桿下滑速度隨電阻變化的圖像] [多選]如圖甲所示，兩固定平行且光滑金屬軌道MN、PQ與水平面成θ＝37，M、P之間接電阻箱R，電阻箱的阻值范圍為0～9.9 Ω，導軌所在空間存在勻強磁場，磁場方向垂直于軌道平面向上，磁感應強度為B＝0.5 T。質(zhì)量為m的金屬桿ab水平放置在軌道上，其接入電路的電阻值為r。現(xiàn)從靜止釋放桿ab，測得最大速度為vm，改變電阻箱的阻值R，得到vm與R的關(guān)系如圖乙所示。已知軌道間距為L＝2 m，取重力加速度g＝10 m/s2，軌道足夠長且電阻不計(sin 37＝0.6，cos 37＝0.8)。則(　　) A．金屬桿滑動時產(chǎn)生的感應電流方向是aPMba B．金屬桿的質(zhì)量為m＝0.5 kg C．金屬桿的接入電阻r＝2 Ω D．當R＝2 Ω時，桿ab勻速下滑過程中R兩端電壓為8 V 解析：選AC　金屬桿向下切割磁感線，由右手定則可知產(chǎn)生的感應電流方向為aPMba，故A正確；當速度達到最大時，金屬桿的加速度為零，即受力平衡，由平衡可知mgsin θ＝BIL＝，vm＝R＋，結(jié)合圖像可知：m＝0.33 kg，r＝2 Ω，故B錯誤，C正確；當R＝2 Ω時，結(jié)合圖像，最終的速度為8 m/s，根據(jù)電路知識：E＝BLv，I＝，U＝IR，解得：U＝4 V，故D錯誤。 9．[考查電磁感應中的Bt圖像] [多選]如圖甲所示，兩根間距為L的粗糙導軌水平放置，在導軌上垂直導軌放置一根導體棒MN，導體棒MN接入回路中電阻為R，與導軌接觸良好，且處在豎直向上的勻強磁場B1中。導軌的左端與一個半徑為l的導線圈連接，P、Q兩點距離很小，導線圈內(nèi)存在著豎直向下的磁場B2，磁感應強度B2隨時間變化的圖像如圖乙所示。已知導體棒MN始終保持靜止狀態(tài)，導軌與導線圈電阻不計，則在B2均勻減弱的過程中，下列說法正確的是(　　) A．導體棒MN受到水平向左的摩擦力 B．導體棒MN受到水平向右的摩擦力 C．摩擦力大小為B1L D．摩擦力大小為B1L 解析：選BD　根據(jù)楞次定律和安培定則可知，導線圈內(nèi)的感應電流方向為順時針，根據(jù)左手定則，導體棒MN受到水平向左的安培力，根據(jù)平衡條件可知導體棒MN受到水平向右的摩擦力，故B正確，A錯誤；根據(jù)法拉第電磁感應定律有E＝＝＝，由歐姆定律可知I＝，安培力為F＝B1IL，摩擦力大小為f＝F＝，故D正確，C錯誤。 考點三 通電自感和斷電自感 10.[考查自感中的電流關(guān)系] 如圖所示是研究通電自感實驗的電路圖，A1、A2是兩個規(guī)格相同的小燈泡，閉合開關(guān)調(diào)節(jié)電阻R，使兩個燈泡的亮度相同，調(diào)節(jié)可變電阻R1，使它們都正常發(fā)光，然后斷開開關(guān)S，則(　　) A．閉合開關(guān)瞬間，A1立刻變亮，A2逐漸變亮 B．閉合開關(guān)瞬間，A2立刻變亮，A1逐漸變亮 C．穩(wěn)定后，L和R兩端電勢差不相同 D．穩(wěn)定后斷開開關(guān)，A1和A2都閃亮一下然后慢慢熄滅 解析：選B　閉合開關(guān)瞬間，L產(chǎn)生自感電動勢，要阻礙電流的增加，A1逐漸變亮；電阻R不產(chǎn)生自感現(xiàn)象，則A2立刻變亮，故A錯誤，B正確。閉合開關(guān)穩(wěn)定后，兩燈仍能正常發(fā)光，即兩燈泡的電壓相同，因為兩支路并聯(lián)，并聯(lián)電壓相等，所以L和R兩端電勢差相同，故C錯誤。穩(wěn)定后斷開開關(guān)，由于電感線圈的作用，產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的減小，在L、A1、A2和R中重新形成回路，使得A1和A2都慢慢熄滅，但不會閃亮，選項D錯誤。 11．[考查含二極管的自感現(xiàn)象] [多選]如圖所示的電路中，電感L的自感系數(shù)很大，電阻可忽略，D為理想二極管。下列說法正確的有(　　) A．當S閉合時，L1立即變亮，L2逐漸變亮 B．當S閉合時，L1一直不亮，L2逐漸變亮 C．當S斷開時，L2立即熄滅 D．當S斷開時，L1突然變亮，然后逐漸變暗至熄滅 解析：選BD　當S閉合時，因二極管加上了反向電壓，故電流在二極管截止，L1一直不亮；通過線圈的電流增加，感應電動勢阻礙電流增加，故使得L2逐漸變亮，選項B正確，A錯誤；當S斷開時，由于線圈自感電動勢阻礙電流的減小，故通過L2的電流要在L2－L1－D－L之中形成新的回路，故L1突然變亮，然后逐漸變暗至熄滅，選項C錯誤，D正確。 12．[考查自感現(xiàn)象在電磁繼電器中的應用] 如圖所示，鐵芯上繞有線圈A和B，線圈A與電源連接，線圈B與理想發(fā)光二極管D相連，銜鐵E連接彈簧K控制觸頭C的通斷，忽略A的自感。下列說法正確的是(　　) A．閉合S，D閃亮一下 B．閉合S，C將會