高考物理二轮复习5-1课件

欧姆定律电源的电动势和内电阻Ⅱ法拉第电磁感应定律楞次定律Ⅱ交变电流的图象、峰值和有效值、理想变压器Ⅰ本专题知识与现实生产、生活、前沿科技联系密切，因而一直是高考的热点．对电路知识的考查重在知识的应用和分析问题能力方面，在高考中出现的几率较大．对电磁感应的考查集中在法拉第电磁感应定律的应用、电磁感应与电路、力和运动、能量、图象等的综合问题上，对交流电的考查集中在交流电的产生及描述、变压器的原理及应用．另外交流电、远距离输电等知识与生产、生活和科学技术等联系密切．1．恒定电流3．交变电流

友情提示(1)要根据讨论问题和求解的需要灵活选择公式，要分清部分电路(欧姆定律)和全电路，搞清“整体”和“部分”的约束关系．(2)若两并联支路的电阻之和保持不变，如图所示．则当两支路电阻值相等时，并联电阻最大．四、电源的功率和效率1．(1)电源的总功率：P总＝EI.(2)电源的输出功率：P出＝UI.(3)电源的内部发热功率：P′＝I2r.友情提示将公式U＝E－Ir两边同乘以I即可得到三个功率之间的关系：P出＝P总－P′，对整个电路而言能量转化是守恒的．五、感应电流的产生及方向判断警示(1)要注意区分三个定则(安培定则、左手定则、右手定则)的不同用途．(2)感应电动势的方向即为感应电流的方向．六、感应电动势的计算1．法拉第电磁感应定律：七、与电磁感应相关的综合问题1．电磁感应中电路问题的处理方法(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向．(2)画出等效电路，对整个回路进行分析，确定哪一部分是电源，哪一部分是负载以及负载间的连接关系．(3)运用全电路欧姆定律，串、并联电路的特点，电功率公式等进行有关计算．3．电磁感应中的能量问题(1)安培力的功是电能和其他形式的能之间相互转化的“桥梁”，简单表示如下：(2)解题的基本思路①明确研究对象、研究过程．②进行正确的受力分析、运动分析、感应电路分析(E感和I感的大小、方向、变化)及相互制约关系．③明确各力的做功情况及伴随的能量转化情况．④利用动能定理、能量转化与守恒定律或功能关系列方程求解．友情提示(1)功的正负的判断是确定能量增减的前提．(2)能量的观点在处理变加速运动问题时因不涉及过程的细节，所以优势明显．(3)列方程的两个方向：①功和能的关系|W功|＝ΔE1减＝ΔE2增，②能和能的关系ΔE1减＝ΔE2增．[例1](2011·北京)如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的示数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大[答案]

A

[总结评述]当电路的某一部分发生变化时，会引起全电路中有关物理量的相应变化．分析讨论这类问题，既要掌握电路的整体变化、统揽全局，又要找出引起整体变化的局部因素、由果索因，处理过程中要熟练、灵活地利用各物理量之间的关系式，特别要注意公式的推论、变形．该类问题一般的处理步骤是：(1)确定电路的外电阻如何变化，根据闭合电路欧姆定律，确定电路的总电流如何变化；(2)由U′＝Ir确定电源的内电压如何变化，根据电动势＝内电压＋外电压，判断电源的外电压如何变化；(3)由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化；(4)由定值电阻的变化情况确定支路两端电压如何变化、各支路的电流如何变化．(2011·海南)如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则()[答案]

B[解析]

当S断开后，闭合电路的总电阻增加，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流减小，故路端电压U＝E－Ir增加，即的读数变大；由于定值电阻R1两端的电压减小，故R3两端的电压增加，通过R3的电流增加，即的读数变大；选项B正确.[例2](2011·山东)如图甲所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计．两质量、长度均相同的导体棒c、d，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处．磁场宽为3h，方向与导轨平面垂直．先由静止释放c，c刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放d，两导体棒与导轨始终保持良好接触．用ac表示c的加速度，Ekd表示d的动能，xc、xd分别表示c、d相对释放点的位移．图乙中正确的是()[解析]

0～h内，c做自由落体运动，加速度等于重力加速度g；d自由下落h进入磁场前的过程中；c做匀速运动，位移为2h；当d刚进入磁场时，其速度和c刚进入时相同，因此cd回路中没有电流，c、d均做加速度为g的匀加速运动，直到c离开磁场，c离开磁场后，仍做加速度为g的加速运动，而d做加速度小于g的加速运动，直到离开磁场，选项B、D正确．[答案]

BD(2011·济南模拟)电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器．如图甲所示为电吉他拾音器的原理图，在金属弦的下方有一个连接到放大器的螺线管．一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转化为声信号．若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图乙所示，则对应感应电流的变化为()[答案]

B

[例3]如图(a)所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L＝0.3m，导轨左端连接R＝0.6Ω的电阻，区域abcd内存在垂直于导轨平面B＝0.6T的匀强磁场，磁场区域宽D＝0.2m.细金属棒A1和A2用长为2D＝0.4m的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为r＝0.3Ω，导轨电阻不计，使金属棒以恒定速度v＝1.0m/s沿导轨向右穿越磁场．计算从金属棒A1进入磁场(t＝0)到A2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电流大小，并在图(b)中画出．[答案]

见解析

(2011·全国)如图所示，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计．在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡．整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直．现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放．金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好．已知某时刻后两灯泡保持正常发光．重力加速度为g.求：(1)磁感应强度的大小；(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率．[例4]

(2011·四川)如图所示，间距l＝0.3m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内．在水平面a1b1b2a2区域内和倾角θ＝37°的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1＝0.4T、方向竖直向上和B2＝1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场．电阻R＝0.3Ω、质量m1＝0.1kg、长为l的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好．一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2＝0.05kg的小环．

已知小环以a＝6m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动．不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长．取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求(1)小环所受摩擦力的大小；(2)Q杆所受拉力的瞬时功率．[解析]

(1)设小环受到的摩擦大小为Ff，由牛顿第二定律，有m2g－Ff＝m2a①代入数据，得Ff＝0.2N②E＝B2lv⑦F＋m1gsinθ＝B2Il⑧拉力的瞬时功率为P＝Fv⑨联立以上方程，代入数据得P＝2W⑩[答案]

(1)0.2N(2)2W(2011·重庆)有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如图所示，该机底面固定有间距为L、长度为d的平行金属电极．电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻R，绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻，若橡胶带匀速运动时，电压表读数为U，求：(1)橡胶带匀速运动的速率；(2)电阻R消耗的电功率；(3)一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功．[例5](2011·天津)如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l＝0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角．完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m＝0.02kg，电阻均为R＝0.1Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.2T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止．取g＝10m/s2，问(1)通过棒cd的电流I是多少，方向如何？(2)棒ab受到的力F多大？(3)棒cd每产生Q＝0.1J的热量，力F做的功W是多少？[解析]

(1)棒cd受到的安培力Fcd＝IlB①棒cd在共点力作用下平衡，则Fcd＝mgsin30°②将①②式代入数据解得I＝1A③根据楞次定律可知，棒cd中的电流方向由d至c④(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等Fab＝Fcd对棒ab，由共点力平衡知F＝mgsin30°＋IlB⑤代入数据解得F＝0.2N⑥(3)设在时间t内棒cd产生Q＝0.1J热量，由焦耳定律知Q＝I2Rt⑦设棒ab匀速运动的速度大小为v，其产生的感应电动势E＝BLv⑧由闭合电路欧姆定律知由运动学公式知在时间t内，棒ab沿导轨的位移x＝vt⑩力F做的功W＝Fx⑪综合上述各式，代入数据解得W＝0.4J[答案]

(1)1A，方向由d至c(2)0.2N(3)0.4J(2011·金华模拟)如图甲所示，间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上，在MNPQ矩形区域内有方向垂直于斜面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场；在CDEF矩形区域内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度大小为B1，B1随时间t变化的规律如图乙所示，其中B1的最大值为2B.现将一根质量为M、电阻为R、长为L的金属细棒cd跨放在MNPQ区域间的两导轨上，并把它按住使其静止．

在t＝0时刻，让另一根长为L的金属细棒ab从CD上方的导轨上由静止开始下滑，同时释放cd棒．已知CF长度为2L，两根细棒均与导轨良好接触，在ab棒从图中位置运动到EF处的过程中，cd棒始终静止不动，重力加速度为g，tx是未知量．(1)求通过ab棒的电流，并确定CDEF矩形区域内磁场的方向；(2)当ab棒进入CDEF区域后，求cd棒消耗的电功率；(3)能求出ab棒刚下滑时离CD的距离吗？若不能，则说明理由；若能，请列方程求解，并说明每个方程的解题依据．(4)根据以上信息，还可以求出哪些物理量？

[答案]

(1)Mgsinθ/BL垂直于斜面向下(2)(Mgsinθ/BL)2R(3)(4)见解析[解析]

(1)BIL＝MgsinθI＝Mgsinθ/BLCDE