电磁感应及运用

1、专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理【知能诊断】1(2012 年高考北京理综卷)物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验” 如图，她把一个带铁芯的线圈L、 开关 S 和电源用导线连接起来后， 将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环闭合开关 S 的瞬间，套环立刻跳起某同学另找来器材再探究此实验 他连接好电路， 经重复试验，线圈上的套环均未动对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是()A线圈接在了直流电源上专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮

2、书二轮书物理物理【疑惑】是否可以从安培力的方向发生改变来确定电流方向也发生改变？【解析】由安培定则知线框中感应电流的磁场方向为垂直纸面向里；由楞次定律知长直导线中的电流应正向减小或反向增大；结合线框左侧导线与长直导线电流同向时吸引，反向时排斥可知正确选项为 A.【答案】A3(2013 年高考新课标全国卷)如图，在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字形导轨空间存在垂直于纸面的均匀磁场用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，专题五专题五二轮书二轮书物理物理运动中MN始终与bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触下列关于回路中电流i与时间t

3、的关系图线，可能正确的是()【疑惑】 (1)闭合回路中切割磁感线的有效长度如何变化？(2)闭合回路中电阻是如何变化的呢？【解析】设MN切割磁感线的有效长度为l，bac2，金属棒单位长度的电阻为k.在回路中的感应电动势EBlv，回路的总电阻Rk(llsin)，感应电流iER专题五专题五二轮书二轮书物理物理Blvkllsin，其大小与有效长度l无关，且保持恒定，选项A 正确【答案】A4如图所示，在匀强磁场中矩形线圈的匀速转动的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为 2 .从线圈平面与磁场方向平行时开始计时， 线圈转过 60时的感应电流为 1 A那么()专题五专题五二轮书二轮书物理物理A线

4、圈消耗的电功率为 4 WB线圈中感应电流的有效值为 2 AC任意时刻线圈中的感应电动势为e4cos2TtD任意时刻穿过线圈的磁通量为Tsin2Tt【疑惑】(1)线框在图示位置时感应电动势是最大值还是最小值？(2)磁通量的大小与磁通量的变化率是什么关系？(3)感应电动势的最大值与有效值是什么关系？【解析】线圈在磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动，从线圈平面与磁场方向平行开始计时，则感应电动势的表达式专题五专题五二轮书二轮书物理物理为enBScos(2Tt)，当线圈转过 60时感应电流为 1 A,则感应电动势最大值em4 V，电流最大值为 2 A，电流的有效值为2A，线圈消耗的电功率PI2R( 2)2

5、2 W4 W，所以 A、C 选项正确，B 选项错误；从电动势最大值等于4 V可知，穿过线圈磁通量的最大值为mBSEmn42T2T，所以 D 选项错误【答案】AC5如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成角，M、P两端接一阻值为R的定值电阻，阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计整个装置专题五专题五二轮书二轮书物理物理处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上t0 时对棒施一平行于导轨的外力F，棒由静止开始沿导轨向上运动，通过R的感应电流随时间t变化的关系如图乙所示下列关于穿过回路abPMa的磁通量和磁通量的瞬时变化率t以及a、b两端的电势差Uab和通过

6、棒的电荷量q随时间变化的图象中，正确的是()【疑惑】(1)感应电流It，根据qIt，电荷量q是不是也与t成正比？(2)由于It，是不是E和也与t成正比？专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理第一讲电磁感应定律和楞次定律【高效整合】一、感应电动势的大小1法拉第电磁感应定律内容：感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比公式：EntnBStnBSt(适用于任何情况)2导线切割磁感线专题五专题五二轮书二轮书

7、物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理【解题精要】一、感应电流方向的判断感应电流的方向主要是根据楞次定律来判断，注意理解楞次定律中阻碍的含义：(1)“阻碍”不是“相反” ，原磁场专题五专题五二轮书二轮书物理物理与感应电流磁场方向有“增反减同”的特点；(2)“阻碍”不是“阻止” ，阻碍只是延缓其变化；(3)“阻碍”从能量角度上说就是能量的转化和守恒如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN.当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是()A向右匀加速运动B向左匀加速运动C向右匀减速运动专题五专题五二轮书二轮书物

8、理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理变式训练 1如图甲所示，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合若取磁铁中心O为坐标原点，建立竖直向下为x轴的正方向，则图乙中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是()【解析】由楞次定律可知，当圆环向下朝中心O运动的过程中，感应电流方向为顺时针方向(从上向下看)，而当圆环向下远离中心O运动的过程中，感应电流方向为逆时针方专题五专题五二轮书二轮书物理物理向，故经O点前后感应电流方向相反，D 错误；因圆环向下运动的速度会逐渐增大，故题给图象中负方向的感应电流的极值应比正方向

9、的极值要大些，B 正确，A、C 均错误【答案】B二、法拉第电磁感应定律及其应用常见感应电动势产生的原因可分为动生电动势和感生电动势，按电动势变化的属性可分为瞬时电动势和平均电动势，对于不同的电动势求解方法各不相同1动生电动势如图所示，两个垂直纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B，磁场区域的宽度均为 2a，一个直径为 2a的导线圆环从图示位置沿x轴正方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，则感应电流I与导线圆环移动距离x的关系图象最有可能正确的是()专题五专题五二轮书二轮书物理物理【解析】导电圆环进入左边磁场后，切割磁感线的等效长度等于圆环与磁场边界相交两点连线的长度，它是

10、非均匀增加的，所以感应电动势也是非均匀变化的当圆环刚好一半进入磁场时，切割磁感线的等效长度最大，且此时的变化率为零所以感应电流图象是曲线变化的，选项 A、B 错误当圆环左侧全部进入磁场时，圆环右边开始进入右侧磁场，右侧磁场方向与左侧相反，穿过圆环的向里的磁通量减少，向外的磁通量增加，产生同方向的感应电流，所以在圆环跨专题五专题五二轮书二轮书物理物理越两磁场边界的过程中感应电动势是进入左侧磁场时的 2倍，故选项 C 正确，选项 D 错误【答案】C【点评】求动生电动势时，应注意：导线切割磁感线时其等效长度不一定等于导线的长度；对于圆环或线框，在跨越两种不同磁场时，实际的感应电动势是导线在两个磁场中

11、产生的感应电动势的共同效果2感生电动势如图甲所示的线圈共有 50 匝，它的两个端点C、D与内阻很大的电压表相连，穿过线圈的磁通量变化规律如图乙所示(只有环内有磁场)，则C、D两点的电势高低与电压表的示数为()专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理【点评】法拉第电磁感应定律适用于感生电动势的计算，且计算结果是电动势的平均值，穿过闭合电路的磁通量改变有多种方式，如面积一定，磁感应强度发生变化；磁感应强度一定， 闭合电路的面积发生变化(相对运动、 转动等)；磁感应强度和面积都发生变化；等等三、电磁感应的图象问题电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量、感应电动势E和感应电流I随

12、时间t变化的图线，即Bt图线、t图线、Et图线和It图线对于导线切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图线，即Ex图线和Ix图线这些图象问题大体上可分为两类：一类是由有关的物理过程和物理量作出上述图象；另一类是由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量不管是何种类型，专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理丙【解析】由图乙可知在 01 s 内磁感应强度均匀增大，产生恒定感应电流，根据楞次定律可判断感应电流的方向为逆时针，导体棒受到的安培力的方向水平向左由于棒静止不动，故摩擦力方向水平向右，为正方向.1 s2

13、s 内，磁感应强度不变， 导体棒无感应电流， 故不受安培力作用.2 s3 s 内，磁感应强度均匀减小，导体棒受到的安培力向右，摩擦力向左所以选项 B 正确【答案】B【点评】电磁感应中的图象问题要注意：正确认识图象的物理意义；认清物理量正方向的规定；认真分析每专题五专题五二轮书二轮书物理物理一个过程变式训练 2如图所示，EOF和EOF为空间一匀强磁场的边界，其中EOEO，FOFO，且EOOF；OO为EOF的角平分线，OO间的距离为l；磁场方向垂直于纸面向里一边长为l的正方形导线框沿OO方向匀速通过磁场，t0 时刻恰好位于图示位置规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则下列关于感应电流i与时间t

14、的关系图线中，可能正确的是()专题五专题五二轮书二轮书物理物理【解析】根据楞次定律，导线框中的电流先是沿逆时针方向，可以排除 C 项与 D 项在整个运动过程中，导线框的左、右两条边在切割磁感线，一开始是左面一条边在切割磁感线，且有效长度越来越长，向左运动l2后有效长度保持l不变，再运动l2后左边逐步移出磁场，右边逐步进入磁场，此过程电流先减小，然后顺时针增大，运动l2后，切割磁感专题五专题五二轮书二轮书物理物理线的有效长度为l，且在接下来运动的l2中，有效长度不变，等到右边开始移出，电流顺时针减小【答案】B【点评】本题易错点是没有将导线框整个运动的情景提画出来，然后凭几个特殊的位置加以判断【审

15、题范例】专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理【教师专享】1 (2013 年师大附中模拟)如图所示的电路可以用来 “研究电磁感应现象” 由干电池、开关、线圈A、滑动变阻器串联成一个电路，由电流计、线圈B串联成另一个电路线圈A、B套在同一个闭合铁芯上，且它们的匝数足够多从开关闭合时开始计时，流经电流计的电流大小i随时间t变化的图象是()【解析】开关闭合瞬间，流过线圈A的电流逐渐增大根据互感现象，线圈B中产生感应电流当A中的电流达到恒定时，B中就没有了感应电流，故B中电流逐渐减小，B正确专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮

16、书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理第二讲电磁感应定律的综合应用【高效整合】一、电磁感应电流中的电路问题产生电磁感应的部分导线相当于闭合电路中的电源，在闭合电路中电源内部电流由低电势流向高电势，由此可以作出电路图，如图所示，注意电路图中的电源的正负二、电磁感应与交变电流1正弦交变电流的产生：在匀强磁场中，矩形线圈绕在线圈平面内且垂直于磁感线的轴匀速转动，如图所示，线圈中就产生按正弦规律变化的交变感应电动势和感应电流专题五专题五二轮书二轮书物理物理2正弦交变电流的“四值”专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书

17、物理物理【解题精要】一、电磁感应与电路规律的综合应用电磁感应与电路综合时，感应电流对用电器供电，回路中形成电流，若回路中有电容时还可使电容器充电或放电分析电磁感应与电路综合问题的基本方法：先确定电源，再分析电路的结构， 画出等效电路图， 最后利用电路规律求解如图所示， 平行导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中(方向向里)，间距为L，左端电阻为R，其余电阻不计，导轨右端接一电容为C的电容器现有一长为 2L的金属棒ab放在导轨上，ab以a为轴顺时针转动，转动的角速度为专题五专题五二轮书二轮书物理物理，金属棒ab始终与导轨在同一平面内，金属棒ab转过 90的过程中，求：(1)电容器的最大电荷量(2)通

18、过R的电荷量【解析】由ab棒以a为轴旋转到b端脱离导轨的过程中，产生的感应电动势一直增大，对C不断充电，同时又与R构成闭合回路(1)ab棒在转动过程中b端脱离导轨前产生的感应电动势最大专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理当ab棒脱离导轨后，电容对R放电，通过R的电荷量为Qm所以整个过程中通过R的总电荷量为：QQ1QmBL2(32R2C)【答案】(1)2BL2C(2)BL2(32R2C)【点评】在电磁感应中形成闭合电路时，产生电磁感应的那部分导体相当于电路中的电源(内电路)在含容电路中，对电容器的充电和放电要特别注意变式训练在同一水平面上的光滑平行导轨P、Q相距L1

19、m，导轨左端接有如图所示的电路其中水平放置的平行板电容器的两极板M、N相距d10 mm，定值电阻R1R2专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理压，利用恒定电流知识可得出a、b两端点间的电压，根据闭合电路欧姆定律可得出金属棒运动产生的感应电动势，进而求出金属棒运动的速度(1)负电荷受重力和电场力而静止，因重力向下，则电场力竖直向上，故M板带正电ab棒向右切割磁感线产生感应电动势，ab棒等效为电源，其a端为电源的正极，由右手定则可判断，磁场方向竖直向下(2)负电荷受到重力和电场力而静止，则：mgqE，EUMNd所以UMNmgdq0.1 VR3两端的电压与电容器两端的电压相

20、等， 由欧姆定律得：专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理(2)画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率的表达式(3)分析回路中机械能的变化，用能量守恒定律得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程位于竖直平面内的矩形平面导线框abdc，ab长L11.0 m，bd长L20.5 m，线框的质量m0.2 kg，电阻R2 .其下方有一匀强磁场区域，该区域的上、下边界PP和QQ均与ab平行两边界间距离为H，HL2

21、，磁场的磁感应强度B1.0 T，方向与线框平面垂直，如图所示 令线框的dc边从离磁场区域上边界PP的距离h0.7 m 处自由下落已知线框的dc边进入磁场以后、ab边到达边界PP之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值问从线框开始下落，到dc边刚刚到达磁场区域下边界QQ的过程中，磁场作用于线框的安培力所做的总功为多少？(g专题五专题五二轮书二轮书物理物理取 10 m/s2)【解析】依题意，线框的ab边到达磁场边界PP之前的某一时刻线框的速度达到这一阶段速度的最大值，以vm表示这一最大速度，则有EBL1vm线框中电流IERBL1vmR作用于线框上的安培力FBL1IB2L21vmR速度达到最大

22、值的条件是Fmg专题五专题五二轮书二轮书物理物理所以vmmgRB2L214 m/sdc边继续向下运动过程中，直至线框的ab边到达磁场的上边界PP，线框保持速度vm不变，故从线框自由下落至ab边进入磁场过程中，由动能定理得：mg(hL2)W安12mv2mW安12mv2mmg(hL2)0.8 Jab边进入磁场后，直到dc边到达磁场区域下边界QQ过程中， 作用于整个线框的安培力为零， 安培力做功也为零，线框只在重力作用下做加速运动，故线框从开始下落到dc边刚到达磁场区域下边界QQ过程中， 安培力做的总功即为专题五专题五二轮书二轮书物理物理线框从dc边到达上边界PP下落至ab边进入磁场过程中安培力所做

23、的功W安0.8 J负号表示安培力做负功【答案】0.8 J【点评】解答此类题目要抓住各个物理过程中的功能转化关系，特别是每个力做功对应着什么样的能量转化，如重力做功是线框动能和重力势能间的转化，空气阻力做功是机械能向内能转化，安培力做负功是将机械能转化为电能进而转化为焦耳热，安培力做正功是电能转化为机械能，然后由能量守恒定律(或动能定理)列式解答四、电磁感应与正弦交变电流矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈里产生正弦交流电当线圈从中性面开始转动，正专题五专题五二轮书二轮书物理物理弦交流电瞬时值的表达式为eEmsint，iImsint.当线圈平面跟磁感线平行(与中性面垂直)时，交

24、流电动势最大，EmNBS.正弦交变电流中最大值是有效值的2倍(注意：平均值不等于有效值)图甲是交流发电机模型示意图在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO转动， 由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO转动的金属圆环相连接， 金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路图乙是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示已知ab的长度为L1，bc的长度为L2，线圈以恒定角速度逆时针转动(只考虑单匝线圈)专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五

25、二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理(3)R(BL1L2Rr)2【点评】对于交变电流的“四值”应注意：电器设备上标注的额定值是有效值；交流电表测量的是交变电流的有效值；如果没有特殊强调，交变电流的数值指的都是有效值；计算某一时间段的功率，要用有效值，计算某一时刻的功率，要用瞬时值；计算通过某个截面的电荷量，要用平均值；电容器接在交流电路中，电容器的耐压值要大于最大值【审题范例】专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理【教师专享】1(2013 年江苏质量检测)如图所示，两竖直放置的平行光滑导轨相距 0.2 m，其电阻不计，处于水平向里的匀强磁场中，匀强磁场

26、的磁感应强度为 0.5 T，导体棒ab与cd的电阻均为 0.1 ，质量均为 0.01 kg.现用竖直向上的力拉ab棒，使ab匀速向上运动，此时cd棒恰好静止，已知两棒与导轨始终接触良好，导轨足够长，g取 10 m/s2，则()Aab棒向上运动的速度为 1 m/sBab棒受到的拉力大小为 0.2 N专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理C线框所受外力的最大值为2B2l2vRD线框中的热功率与时间成正比【解析】三角形线框向外匀速运动的过程中，由于有效切割磁感线的长度Lvt，所以线框中感应电动势的大小EBLvBv2t，故选项 A 错误；线框离

27、开磁场的运动过程中，通过线圈的电荷量QIttRtBl22R，选项 B 正确；当线框恰好刚要完全离开磁场时，线框有效切割磁感线的长度最大，则FBIlB2l2vR，选项 C 错误；线框的热功率专题五专题五二轮书二轮书物理物理PFvBIv2tB2v4t2R，选项 D 错误【答案】B3(2013 年四川期末检测)如图所示，光滑足够长的导轨倾斜放置，导轨间距为L1 m，导轨平面与水平面夹角为30，其下端连接一个灯泡，灯泡电阻为R2 ，导体棒ab垂直于导轨放置，除灯泡外其他电阻不计两导轨间的匀强磁场的磁感应强度为B0.5 T，方向垂直于导轨所在平面向上将导体棒从静止释放，在导体棒的速度v达到2 m/s 的

28、过程中通过灯泡的电荷量q为 2 C随着导体棒的下滑，其位移x随时间t的变化关系趋近于x4t2(单位是米)取g10 m/s2.专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理（4R24R2）2R2(mgsinBL)21616R28R2当R24 时，R2消耗的功率最大，最大值P2m(mgsinBL)21616R28R22516W1.5625 W.【答案】 (1)300.5 T(2)32.42

29、J(3)R24 时，R2消耗功率最大1.5625 W专题五专题五二轮书二轮书物理物理一、单项选择题：在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的1匀强磁场中有四个由细导线弯曲而成的平面回路磁场方向垂直纸面向里下列图中描绘了当磁场逐渐减弱时，回路中产生的感应电流的方向，其中错误的是()【解析】根据楞次定律可知，闭合回路中感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化，故回路中感应电流磁场垂直纸面向里，A 图相当于一个大线框，B 图相当于两个同心方框，C 图就是一个方框，D 图左侧大方框与右侧小方框是反向连专题五专题五二轮书二轮书物理物理接的选项 D 错误【答案】D2如图所示，在垂直于纸面向外的匀

30、强磁场中，其右侧有一竖直理想边界，一铜质圆环用绝缘丝线悬挂于边界上的O点，现将圆环拉至右侧某位置后无初速度释放，此后圆环左右摆动，设圆环第一、二、三次向左摆到的最大高度分别为h1、h2、h3，则下列关系式中，正确的是()Ah1h2h3Bh1h2h2h3Ch1h2h2h3Dh1h2mgh2mgh3，即h1h2h2h3.【答案】B3如图所示，水平铜盘半径为r，置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，铜盘绕通过圆盘中心的竖直轴以角速度做匀速圆周运动，铜盘的边缘及中心处分别通过滑动变阻器R1与理想变压器的原线圈相连， 该理想变压器原、副线圈的匝数比为n1，变压器的副线圈与电阻为R2的负载相连，则

31、()专题五专题五二轮书二轮书物理物理A变压器原线圈两端的电压为Br22B若R1不变时，通过负载R2的电流强度为 0C若R1不变时，变压器的副线圈磁通量为 0D若R1变化时，通过负载R2的电流强度为通过R1电流的1n【解析】水平铜盘做匀速圆周运动，半径切割磁感线产生恒定的感应电动势相当于电源，感应电动势EBrv专题五专题五二轮书二轮书物理物理Br22.根据闭合电路可知变压器原线圈两端的电压小于感应电动势，选项 A 错误当R1不变时变压器原线圈所加的是恒定电压，副线圈中的磁通量一定，磁通量的变化量为零，故其输出电压为零，故选项 B 正确，C 错误当R1变化时，原线圈所加的不是交流电压， 其原、 副

32、线圈的电流关系不确定，故 D 错【答案】B4如图所示，A、B是两个完全相同的小电珠，L是一个自感系数较大的理想电感线圈，C是电容较大的电容器关于A、B两小电珠的发光情况，正确的是()专题五专题五二轮书二轮书物理物理AS 闭合时，A立即亮，B逐渐变亮BS 闭合时，A、B都立即亮，然后都逐渐熄灭CS 闭合足够长时间后，B发光，而A不发光DS 闭合足够长时间后再断开，A、B都逐渐熄灭【解析】S闭合时，A立即亮，而L有自感效应，故B也立即变亮，但一会儿后电流会通过L，B将逐渐熄灭，而A继续亮，A、B、C 错；S 闭合足够长时间后再断开，由于C可以继续给A供电，L有自感效应，故A、B都逐渐熄灭，D对【答

33、案】D5一质量为m的金属杆ab，以一定的初速度v0从一光滑平行金属导轨底端向上滑行，导轨平面与水平面成角，两导轨上端用一电阻R相连， 如图所示 磁场垂直斜面向上，导轨与杆的电阻不计，金属杆向上滑行到某一高度之后又返专题五专题五二轮书二轮书物理物理回到底端，则在此全过程中()A向上滑行的时间大于向下滑行的时间B克服安培力做的功向上滑行时等于向下滑行时C电阻R上产生的热量向上滑行时小于向下滑行时D通过电阻R的电荷量向上滑行时等于向下滑行时【解析】向上滑行时加速度大于gsin，向下滑行时加速度小于gsin，故向上滑行的时间小于向下滑行的时间，A 错误因为经过同一位置，向上滑行时的速度大于向下滑行时的

34、速度，所以经过同一位置，向上滑行时的安培力大于向下滑行时的安培力，故克服安培力做的功为向上滑行时大于向下滑行时，B 错误因为回路中产生的电能等于克专题五专题五二轮书二轮书物理物理服安培力做的功，所以电阻R上产生的热量向上滑行时大于向下滑行时，C 错误因为通过电阻R的电荷量qR，所以通过电阻R的电荷量向上滑行时等于向下滑行时，D 正确【答案】D二、多项选择题：在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是符合题目要求的6图示是电子感应加速器的示意图，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动上图为侧视图，下图为真空室的俯视图，电子从电子枪右端逸出(不计初速度)，当电

35、磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电子在真空室中沿虚线加速击中电子枪左端的靶，下列说法中正确的是()专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理C两线圈中产生的交变电流的有效值相同D从此刻起，T4时间内流过两线圈截面的电荷量不相同【解析】依题意可知，图甲中线圈绕轴OO匀速转动，由于t0 时，穿过线圈的磁通量最大，所以穿过线圈的磁通量按余弦规律变化，即mcostB0Scos2Tt，图乙中穿过线圈的磁通量BSB0Scos2Tt，因此，穿过两线圈的磁通量的变化规律相同，感应电动势达到最大值的时刻相同，交变电流的有效值也相同，从此刻起，经T4时间内

36、专题五专题五二轮书二轮书物理物理流过两线圈截面的电荷量相同，故 A、C 正确【答案】AC8如图所示，在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，金属框架ABCD(框架电阻忽略不计)固定在水平面内，AB与CD平行且足够长，BC与CD夹角为(90)，光滑均匀导体棒EF(垂直于CD)在外力作用下以垂直于自身的速度v向右匀速运动，导体棒在滑动过程中始终保持与框架良好接触，经过C点瞬间作为计时起点，下列关于电路中电流大小I与时间t、消耗的电功率P与导体棒水平移动的距离x变化规律的图象中正确的是()专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮

37、书二轮书物理物理由以上各式并代入数据得：t0.8 s.【答案】 (1)1.0 A，方向为ab(2)0.8 s10两根光滑的长直金属导轨MN、MN平行置于同一水平面内，导轨间距为l，电阻不计，M、M处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为C.长度也为l、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距离为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q.求：(1)ab运动速度v的大小(2)电容器所带的电荷量q.【解析】(1)ab上产生的感应电动势EBlv专题五专题五二轮书二轮书物理

38、物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理(1)金属杆MN上感应电流的方向(2)金属杆匀速运动的速度(3)在从 03 m 范围内，电阻R上产生的焦耳热【解析】(1)根据右手定则判断电流方向为MN.(2)导体棒切割磁感线的有效长度L0.4x，根据法拉第电磁感应定律有EBLv感应电流为IBLvR，所以FF安B2L2vRB20.16xvR2vx由图乙可知Fx1.220.6，所以v0.3 m/s.(3)根据能的转化和守恒定律可知：拉力做的功全部用来产生电能并转化为焦耳热，即：QE电WF，由图乙得：专题五专题五二轮书二轮书物理物理WFF32x3121.83 J2.7 J，则Q2

39、.7 J.【答案】(1)MN(2)0.3 m/s(3)2.7 J12如图所示，水平放置的金属细圆环半径为 0.1 m，竖直放置的金属细圆柱(其半径比 0.1 m 小得多)的端面与金属圆环的上表面在同一平面内，圆柱的细轴通过圆环的中心O， 将一质量和电阻均不计的导体棒一端固定一个质量为 10 g的金属小球，被圆环和细圆柱端面支撑，棒的一端有一小孔套在细轴O上， 固定小球的一端可绕轴线沿圆环做圆周运动，小球与圆环的动摩擦因数为 0.1，圆环处于磁感应强度大小为 4 T，方向竖直向上的恒定磁场中，金属细圆柱与圆环之间连接如图所示的电学元件，不计棒与轴及与细圆柱端面的摩擦，也不计细圆柱、圆环及感应电流

40、产生的磁场，开始时S1断开，S2拨在 1 位置，R1R30.4 ，R2R40.6 ，C专题五专题五二轮书二轮书物理物理30 F，g10 m/s2.(1)S1闭合， 问沿垂直于棒的方向以多大的水平外力作用于棒的A端， 才能使棒稳定后以角速度 10 rad/s 匀速转动？(2)S1闭合稳定后，S2由 1 拨到 2 位置，作用在棒上的外力不变，则至棒又稳定匀速转动的过程中，流经R3的电荷量是多少？【解析】 (1)金属细圆柱产生的电动势为E12BL20.2V专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理S2拨向 2 稳定后电容器两端的电压为U2ER2R2R10.12V，上板带负电电容

41、器上的电荷量变化为Q(U1U2)C6106C所以流过R3的电荷量为Q335Q3.6106C.【答案】(1)0.05 N(2)3.6106C13如图所示，两条互相平行且足够长的光滑金属导轨位于水平面内，两金属轨道间距离为L，在导轨的一端连接有阻值为R的电阻，在x0 处有一与水平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向下现有一个质量为m的金属棒垂直放置在导轨上，在输出功率恒为P的电机水平牵引下沿导轨从x0 处由静止开始向右运动，设金属棒专题五专题五二轮书二轮书物理物理电阻为r，导轨电阻忽略不计，且金属棒与导轨间接触良好试求：(1)金属棒的最大速度(2)金属棒速度为v时棒的加速度(3)若自金

42、属棒开始运动起，经过时间t金属棒速度达到最大，在这一过程中电阻R上产生的热量QR.【解析】(1)金属棒在电机的牵引下做变加速运动，当电机对金属棒的拉力大小等于其受到的安培力时，金属棒速度达到最大值， 设最大速度为vm， 此时的感应电动势EBLvm感应电流IERr专题五专题五二轮书二轮书物理物理安培力FBIL功率PFvm解以上各式得：vmP（Rr）BL.(2)当金属棒速度为v时，电机的牵引力F牵Pv此时的感应电动势EBLv金属棒受到的安培力FBILB2L2vRr由牛顿第二定律得， 此时金属棒的加速度aF牵Fm专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书

43、物理物理0.8)甲乙丙(1)求 01.0 s 内回路中产生的感应电动势大小(2)求t0 时刻，金属棒所受的安培力大小(3)在磁场变化的全过程中，若金属棒始终没有离开木桩而上升，则图中t0的最大值是多少？(4)通过计算在图丙中画出 0t0max内金属棒受到的静摩擦力随时间的变化图象专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理(3)此时金属棒对木桩的压力为零，最大静摩擦力沿斜面向下，此时沿倾斜导轨方向上合外力为零F安B(t)I感d(0.20.8t0max)0.20.5 N(0.020.08t0max)NNmgcos 370.05100.8 N0.4 NfN0.50.4 N0.2

44、 N金属棒所受最大安培力F安mgsin 37f0.5 N解得：t0max6 s.丁(4)一开始，木桩对金属棒有支持力，金属棒对导轨无相对运动趋势，所以f静0.随着安培力F安的增大，木桩对专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理2有一台小型发电机，该发电机产生的电动势随时间按正弦规律变化的图象如图甲所示已知发电机线圈内阻为2 ，现外接一只电阻为 108 的灯泡，如图乙所示，则()A该交变电流的电压峰值为 220 2 VB电路中电流的方向每秒钟改变 50 次C电压表 的示数为 220 VD发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为 16 J【解析】由

45、图象知电动势的最大值Em220 2 V，A 对；由图象知T0.02 s，一个周期内电流方向变化两次，可知专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理A(2 3) V、(2 3) VB0 V、4 VC(24 33)V、(24 33) VD0 V、2 3 V【解析】根据匀强电场的特点，知沿任意一条直线上每经过相同的距离，电势变化相等，故O点的电势为 2 V，与c点的电势相等，Oc为一等势面，设圆半径为r，从而知b专题五专题五二轮书二轮书物理物理点到Oc的距离与半径之比为32， 可以确

46、定电场强度的大小EUd332r2r，根据max2Er，解得max4 V；同理，2minEr，得min0 V.【答案】B二、多项选择题：每小题 6 分，共 18 分，在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是符合题目要求的6如图甲所示，在水平地面上的A点以v1速度跟地面成角射出一弹丸，恰好以v2的速度垂直穿入竖直壁上的小孔B，下面说法正确的是()专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理乙【解析】从A点以v1斜上抛，恰好以v2的速度垂直穿入竖直壁上的小孔B，若在B点以与v2大小相等、方向相反的速度射出弹丸，恰为一平抛运动，与前一过程相反，所以它必定落在地面上的A点，选项 A

47、 正确；若在B点以与v1大小相等、方向相反的速度射出弹丸，由于水平分速度相同，飞行时间短，故它必定落在地面上A点的右侧，如图乙所示，D 对【答案】AD7如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速度v1运动初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑的水平专题五专题五二轮书二轮书物理物理地面上滑上传送带，以地面为参考系，v1v2.从小物块滑上传送带开始计时，其vt图象可能正确的是()【解析】本题考查传送带、力与运动的关系物块滑上传送带后开始做匀减速运动，当它速度减速到某一值时恰好运动到传送带另一端的水平面上，然后做匀速运动，A 正确；当它速度减速到 0 时恰好运动到传送带另一端的水平面上，此时速度为

48、 0，C 正确；若传送带足够长，物块在传送带上先做匀减速运动，速度为 0 时再反向做匀加速运动，直到速度为v1，B 正确故本题只有 D 项错误【答案】ABC专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理专题五专题五二轮书二轮书物理物理AM增大时，h增大，以保持二者乘积增大BM增大时，h减小，以保持二者乘积不变CM减小时，h增大，以保持二者乘积不变DM减小时，h减小，以保持二者乘积减小【解析】由于遮光条的宽度极小，因而可以将滑块通过光电门时的速度近似看作不变，所以v1dt1、v2dt2，a（dt2）2（dt1）22x.我们用气垫导轨做实验时往往忽

49、略物体与轨道间的摩擦，所以滑块的合力为F合MgsinMghL，其中为导轨与水平面的夹角，L为导轨长度题中要专题五专题五二轮书二轮书物理物理求合力不变，则选项 B、C 正确【答案】(1)dt1dt2dt22dt122x8.15(每空1 分)(2)BC(4 分)10(7 分)在一次课外实践活动中，某课题研究小组收集到数码相机、手机等电子产品的一些旧电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子元件现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻R0(约为 2 k)，二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为 3.7 V，允许最大放电电流为 100 mA)在操作台上还准备了如下实验器材：A电压表(量程 4 V，电阻约为 4.0 k)B电流表 (量程 1