2021届高考物理二轮复习-专题八-第1讲-4-电路与电磁感应学案.doc

2021届高考物理二轮复习 专题八 第1讲 4 电路与电磁感应学案2021届高考物理二轮复习 专题八 第1讲 4 电路与电磁感应学案年级：姓名：- 10 -电路与电磁感应临考必背一、恒定电路1电流(1)定义式：I。(2)微观表达式：InqSv。2欧姆定律的表达式：I。3电阻(1)定义式：R。(2)电阻定律：R。4闭合电路的欧姆定律 (1)I(只适用于纯电阻电路)；EU外U内(适用于任何电路)。(2)路端电压与外电阻的关系负载R增大I减小U内减小U外增大。外电路断路时(R为无穷大)，I0，U外E。负载R减小I增大U内增大U外减小。外电路短路时(R0)，I，U内E。(3)UI关系图线：由UEIr可知，路端电压随着电路中电流的增大而减小，UI关系图线如图所示。当电路断路即I0时，纵坐标的截距为电动势。当外电路电压为U0时，横坐标的截距为短路电流。图线的斜率的绝对值为电源的内阻。5电路中的功率和效率(1)电源的总功率：P总EI。(2)电源的输出功率：P出UI。(3)电源内部的发热功率：P内I2r。(4)电源的效率：。(5)电源的最大功率Pmax，此时0，短路。(6)当Rr时，电源输出功率最大，P出max，此时50%。二、电磁感应1感应电流方向的判断方法(1)右手定则，即根据导体在磁场中做切割磁感线运动的情况进行判断。(2)楞次定律，即根据穿过闭合回路的磁通量的变化情况进行判断。2楞次定律中“阻碍”的主要表现形式(1)阻碍原磁通量的变化“增反减同”。(2)阻碍相对运动“来拒去留”。(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”。(4)阻碍原电流的变化(自感现象)“增反减同”。3感应电动势大小的计算(1)法拉第电磁感应定律：En。适用于普遍情况。(2)EBlv，适用于导体棒平动切割磁感线的情况。(3)EBl2，适用于导体棒旋转切割磁感线的情况。4通过导线横截面的电荷量：Q。5线圈通过中性面时的特点 (1)与中性面重合时，SB，最大，0，e0，i0，电流方向将发生改变。(2)与中性面垂直时，SB，0，最大，e最大，i最大，电流方向不变。6交变电流“四值”的应用(1)最大值：EmnBS，分析电容器的耐压值。(2)瞬时值：正弦式交变电流有效值和最大值的关系：E；I；U。线圈从中性面开始转动：enBSsin temsin t。线圈从平行磁场方向开始转动：enBScos temcos t。(3)有效值：电表的读数及计算电热、电功、电功率及保险丝的熔断电流。(4)平均值：n，计算通过电路截面的电荷量。7理想变压器及其关系式(1)电压关系为(多输出线圈时为)。(2)功率关系为P出P入(多输出线圈时为P入P出1P出2)。(3)电流关系为(多输出线圈时为n1I1n2I2n3I3)。(4)频率关系为f出f入。8高压远距离输电的分析方法及计算(1)在高压输电的具体计算时，为便于理解题意，可参考下图画出相应的题意简图。(2)在高压输电中，常用以下关系式：输电电流I2。输电导线损失的电功率P损P2P3IR线()2R线。输电线损失的电压U损U2U3I2R线R线。临考必练1如图所示，有两个同心放置且共面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直，比较通过两环的磁通量a、b，则()AabBabCab D不能确定解析：由于磁感线是闭合曲线，在磁体内部由S极指向N极，在磁体外部由N极指向S极，且在磁体外部的磁感线分布在磁体周围较大的空间内。又由于穿过圆环a、b的磁通量均为内外，因此线圈面积越大，磁感线抵消得越多，磁通量越小，故b环的磁通量较小，A项正确。答案：A2把电热器接到110 V的直流电源上，t时间内产生热量为Q，现把它接到交流电源上，t时间内产生的热量为2Q，则交流电源的电压有效值是()A110 V B110 VC220 V D220 V解析：设电热器的电阻为R。当电热器接在U110 V的直流电源上时，Qt，当电热器改接到交流电源上时，2Qt，联立解得U110 V，故选B。答案：B3如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，当导线MN在导轨上向右加速滑动时，正对电磁铁A的圆形金属环B中()A有感应电流，且B被A吸引B无感应电流C可能有，也可能没有感应电流D有感应电流，且B被A排斥解析：MN向右加速滑动，根据右手定则，MN中的电流方向从NM，且大小在逐渐变大，根据安培定则知，电磁铁A的左端为N极，且磁场强度逐渐增强，根据楞次定律知，B环中的感应电流产生的内部磁场方向向右，B被A排斥，故D正确。答案：D4.图示为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S。若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B开始均匀增加，该段时间线圈两端a和b之间的电势差为U，则在t2时刻磁感应强度大小B为()AB BBC. DB解析：根据题述，磁感应强度大小由B开始均匀增加，设磁感应强度变化率为，在t2时刻磁感应强度的大小可以表示为BB(t2t1)。根据法拉第电磁感应定律，EnnS，而EU，联立解得BB(t2t1)，选项D正确。答案：D5(多选)在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用输电导线的电阻率为，横截面积为S，两地的距离为L，输电线上损耗的电功率为P1，用户得到的电功率为P2。下列关于P1和P2的表达式正确的是()AP2P(1)BP2PCP1 DP1解析：输电线上的电流I，输电导线的电阻R，输电线上损耗的电功率P1I2R，用户得到的电功率P2PP1P(1)，选项A、C正确。答案：AC6(多选)如图所示，理想变压器原线圈一端有a、b两接线柱，a是原线圈的一端点，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1Usin 100t，则()A当单刀双掷开关分别与a、b连接时，电压表的示数比为12B当t0时，c、d间的电压瞬时值为C单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表示数增大D当单刀双掷开关由a扳向b时，电流表的示数增大解析：当单刀双掷开关与a连接时，原线圈的匝数为n1，则有U2U1；当与b连接时，原线圈的匝数为，则有U2U1，联立得U2U2n112，故电压表的示数比为12，故A正确；当t0 s时，c、d间的电压瞬时值为u1Usin(1000)0 V，故B错误；单刀双掷开关与a连接，滑动变阻器触片向上移时，副线圈电阻变大，副线圈的电压由匝数和输入电压决定，电压表的示数不变，故C错误；单刀双掷开关由a扳向b，原线圈的匝数变小，副线圈的电压变大，则电压表示数变大，电阻不变，故电流表的示数也变大，故D正确。答案：AD7(多选)图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是() A电流表的示数为10 AB线圈转动的角速度为50 rad/sCt0.01 s时，线圈平面与磁场方向平行Dt0.02 s时，电阻R中电流的方向自右向左解析：电流表测量的是电路中电流的有效值I10 A，选项A正确。由题图乙可知，T0.02 s，所以100 rad/s，选项B错误。t0.01 s时，电流最大，线圈平面与磁场方向平行，选项C正确。t0.02 s时，线圈所处的状态就是题图甲所示的位置，此时R中电流的方向自左向右，选项D错误。答案：AC8(多选)如图所示是法拉第制作的世界上第一台发电机的模型原理图。把一个半径为r的铜盘放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，使磁感线水平向右垂直穿过铜盘，铜盘安装在水平的铜轴上，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触，G为灵敏电流表。现使铜盘按照图示方向以角速度匀速转动，则下列说法正确的是()AC点电势一定高于D点电势B圆盘中产生的感应电动势大小为Br2C电流表中的电流方向为由a到bD若铜盘不转动，使所加磁场磁感应强度均匀增大，在铜盘中可以产生涡旋电流解析：把铜盘看作由中心指向边缘的无数条铜棒组合而成，当铜盘转动时，每根铜棒都在切割磁感线，相当于电源，由右手定则知，盘边缘为电源正极，中心为电源负极，C点电势低于D点电势，选项A错误；此电源对外电路供电，电流由b经电流表再从a流向铜盘，选项C错误；铜棒转动切割磁感线，相当于电源，回路中感应电动势为EBrBrrBr2，选项B正确；若铜盘不转动，使所加磁场磁感应强度均匀增大，在铜盘中产生感生环形电场，使铜盘中的自由电荷在电场力的作用下定向移动，形成环形电流，选项D正确。答案：BD9如图甲所示，宽为L、倾角为、电阻不计的平行金属导轨，下端垂直于导轨连接一阻值为R的定值电阻，导轨之间加垂直于轨道平面的磁场，其随时间变化规律如图乙所示。t0时刻磁感应强度为B0，此时，在导轨上距电阻x1处放一质量为m、电阻为2R的金属杆，t1时刻前金属杆处于静止状态，当磁场即将减小到B1时，金属杆也即将开始下滑(金属杆所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。(1)求0t1时间内通过定值电阻的电荷量；(2)求金属杆与导轨间的最大静摩擦力；(3)若金属杆沿导轨下滑x2后开始做匀速运动，求金属杆下滑x2过程中，电阻R产生的焦耳热。解析：(1)0t1时间内，感应电动势E感应电流I通过定值电阻的电荷量qItIt1即q。(2)在t1时刻，对杆有mgsin FfmF安0其中F安B1IL联立可得Ffmmgsin 。(3)当金属杆达到最大速度时mgsin FfmF安0即此时感应电流与0t1时间内感应电流大小相等，感应电动势也相等，所以B1Lv从开始滑动到达到最大速度过程mgx2sin Q焦Q滑mv2其中Q滑Ffmx2电阻R上产生的焦耳热QRQ焦解得QR。答案：(1)(2)mgsin (3)