沪科版高中物理选修3-2试题及答案

沪科版高中物理选修3-2试题及答案专题六电磁感应与电路一、考点回忆“电磁感应”是电磁学的核心内容之一，同时又是与电学、力学知识紧密联系的知识点，是高考试题考查综合运用知识能力的很好落脚点，所以它向来高考关注的一个重点和热点，本专题涉及三个方面的知识：一、电磁感应，电磁感应研究是其它形式有能量转化为电能的特点和规律，其核心内容是法拉第电磁感应定律和楞次定律；二、与电路知识的综合，主要讨论电能在电路中传输、分配，并通过用电器转化为其它形式的能量的特点及规律；三、与力学知识的综合，主要讨论产生电磁感应的导体受力、运动特点规律以及电磁感应过程中的能量关系。由于本专题所涉及的知识较为综合，能力要求较高，所以往往会在高考中现身。从近三年的高考试题来看，无论哪一套试卷，都有这一局部内容的考题，题量稳定在1～2道，题型可能为选择、实验和计算题三种，并且以计算题形式出现的较多。考查的知识：以本局部内容为主线与力和运动、动量、能量、电场、磁场、电路等知识的综合，感应电流〔电动势〕图象问题也经常出现。二、典例题剖析根据本专题所涉及内容的特点及高考试题中出的特点，本专题的复习我们分这样几个小专题来进行：1.感应电流的产生及方向判断。2.电磁感应与电路知识的综合。3.电磁感应中的动力学问题。4.电磁感应中动量定理、动能定理的应用。5.电磁感应中的单金属棒的运动及能量分析。6.电磁感应中的双金属棒运动及能量分析。7.多种原因引起的电磁感应现象。(一)感应电流的产生及方向判断1．(2007理综=2\*ROMANII卷)如下图，在PQ、QR区域是在在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，bc边与磁场的边界P重合。导线框与磁场区域的尺寸如下图。从t＝0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域。以a→b→c→d→e→f为线框中有电动势的正方向。以下四个ε-t关系示意图中正确的选项是【】tεAtεA.01234tεB.01234tεCtεC.01234tεD.01234解析：楞次定律或左手定那么可判定线框刚开始进入磁场时，电流方向，即感应电动势的方向为顺时针方向，故D选项错误；1－2s内，磁通量不变化，感应电动势为0，A选项错误；2－3s内，产生感应电动势E＝2Blv＋Blv＝3Blv，感应电动势的方向为逆时针方向〔正方向〕，故C选项正确。点评：法拉第电磁感应定律、楞次定律或左手定那么知识点，是历年高考的热点，常与其它电磁学和力学内容联系在一起，这类题目往往综合较强，在掌握好根底知识，注重提高自己综合分析能力。BaBabcd2．处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直。在t=0时刻，线圈平面与纸面重合〔如图〕，线圈的cd边离开纸面向外运动。假设规定SHAPE由a→b→c→d→a方向的感应电流为正，那么能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图线是【】tt0ICt0IDt0IAt0IB解析：线框在匀强磁场中转动时，产生正弦式交变电流，而t=0时刻，线框切割磁感线产生的感应电动势最大，感应电流也最大，由右手定那么可知其电流方向为a→b→c→d→a，即电流为正，故C选项正确。点评：感应电流是正弦式交变电流的，我们关键要抓住起始位置的电流大小和方向，起始位置假设在中性面，那么感应电流为零，起始位置假设和中性面垂直，那么感应电流为最大，再根据题中所规定的正方向，即可确定感应电流的图象。3．现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如以下图连接。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以推断【】A．线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转C．滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动都能使电流计指针静止在中央D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向解析：当P向左滑动时，电阻变大，通过A线圈的电流变小，那么通过线圈B中的原磁场减弱，磁通量减少，线圈B中有使电流计指针向右偏转的感应电流通过，当线圈A向上运动或断开开关，那么通过线圈B中的原磁场也减弱，磁通量也减少，所以线圈B中也有使电流计指针向右偏转的感应电流通过，而滑动变阻器的滑动端P向右移动，那么通过线圈B中的原磁场也增加，磁通量也增加，所以线圈B中有使电流表指针向左偏转的感应电流通过，所以B选项正确。点评：要正确解答此题，关键要利用好“他将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转”的条件，由此条件分析出：使原磁场减弱、原磁通减小时产生的感应电流使电流计指针右偏，其它情形的判断都将此作为条件。〔二〕电磁感应与电路知识的综合4．图中EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，R为电阻器，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆。有均匀磁场垂直于导轨平面。假设用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流，那么当横杆AB【】A．匀速滑动时，I1＝0，I2＝0B．匀速滑动时，I1≠0，I2≠0C．加速滑动时，I1＝0，I2＝0D．加速滑动时，I1≠0，I2≠0解析：当横杆匀速滑动时，AEGB形成闭合回路，故I1≠0，故 A错；AB匀速运动时，电容两极电压趋于稳定，不再充电，I2＝0，故B也错；当AB加速滑动时，I1≠0，故C错；同时AB产生的路端电压不断增大，电容器可持续充电，故I2≠0。因此D项正确。点评：在分析此题时，应将导体横杆当作电源，将电容C和电阻R作为外电路来分析。当电源的电动势不变时，电容带电量不发生变化，充电流为0；当电源电动势变化时，电容就不能作为断路来处理，此时电容要充电，充电电流不为0。baBl5．〔2005天津理综将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度为B．方向如图的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为PbaBlＡ．Ｂ．Ｃ．Ｄ．解析：线框转动产生交变电流，感应电动势最大值为，那么有效值为：，而小灯泡消耗的功率为，所以，应选项B正确。点评：对于交流电的问题，往往是先求出最大值，然后再根据最大值求其它值。在交流电中，只要是求功的问题〔功率、功、发热量等〕，都要用有效值进行计算。而求通过某横截面的电荷量、安培力的冲量时，只能用感应电流的平均值来进行计算。6．电阻R1、R2交流电源按照图1所示方式连接，R1=10，R2=20。合上开关后S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图2所示。那么【】A．通过R1的电流的有效值是1.2AB．R1两端的电压有效值是6VC．通过R2的电流的有效值是1.2AD．R2两端的电压有效值是6V解析：由图可知流经R2的电流最大值为，那么流经R2的电流最大值为，又题中电阻R1、R2是串联，那么流经两电阻电流相等，故A、C两项错，又,，所以R1两端的电压的有效值是6V，故D错，B对。点评：对于交流电路，电路分析的方法和直流电路是相类似的，只是我们在计算其电压、电流时要弄清有效值和最大值。7．如下图电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关,P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流。以下说法正确的选项是【】A．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，那么R上消耗的功率减小B．保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，那么I2减小C．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，那么I1增大D．保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，那么I1减小解析：由于题中变压器是理想变压器，所以有，当S由b切换到a时，n2增大，那么U2也增大，那么R上消耗的功率为：，而R阻值不变，所以选项A错误，又，所以，由于U1和R不变，所以增大，故C正确；同理当S由a切换到b时，n2减小，所以U2也减小，由可知减小，故B正确；假设S接在b端，保持U1不变，同理应有：，此时U2不变，R变小，那么增大，故D项错误。故此题正确答案为BC。yxR1R2AoCyxR1R2AoCv8．如下图，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝〔图中用粗线表示〕，R1=4Ω、R2=8Ω〔导轨其它局部电阻不计〕。导轨OAC的形状满足〔单位：m〕。磁感应强度B=0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面。一足够长的金属棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C点，棒与导轨接触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计棒的电阻。求：⑴外力F的最大值；⑵金属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率；⑶在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系。解析：⑴由于金属棒始终匀速运动，所以据平衡条件可知：，又感应电动势为：，而感应电流为：，故安培力又，由于外电阻R1、R2是并联，所以那么安培力的最大值为：，即：⑵电阻R1上消耗的功率为，而感应电动势的最大值为代入可得：⑶金属棒与导轨接触点间的长度随时间变化且，，由以上各式可得：点评：在感应电路中，我们一定要分清哪是电源，哪是外电路，很多同学在解题时往往无视了这一点，不加分析乱做一通。在具体做题时，我们可先画一等效电路图，将发生电磁感应的局部画作电源，其它局部画作外电路，然后再分析电路的联结情况。〔三〕电磁感应中的动力学问题9．(北京理综)如图1所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为L。M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。〔1〕由b向a方向看到的装置如图2所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；〔2〕在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小；〔3〕求在下滑过程中，ab杆可以到达的速度最大值。解析：〔1〕ab杆受到的作用力有：重力mg，方向竖直向下；支持力FN，方向垂直斜面向上；安培力F，方向平行斜面向上。其受力图如右图所示。〔2〕当ab杆速度为v时，感应电动势此时电路中的电流ab杆受的安培力根据牛顿第二定律，有，可解得：〔3〕由〔2〕中分析可知，ab杆做加速运动，随杆下滑速度v的增大，其下滑的加速度逐渐减小，加速度减小到0时，其速度不再增加达最大值。故当时，即时，ab杆速度达最大值：点评：杆向下加速运动，随着速度的增加，感应电流也增大，故安培力也增大，所以杆向下做加速度逐渐减小的加速运动，当杆的加速度减小为0时，速度达最大。10．〔上海物理〕如下图，处于匀强磁场中的两根足够长。电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为0.2kg。电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25。求：(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；(2)当金属棒下滑速度到达稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该速度的大小；(3)在上问中，假设R＝2Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向．(g=10m／s2，sin37°＝0．6，cos37°＝0．8)解析：(1)金属棒开始下滑的初速为零，没有感应电流产生，不受安培力作用，故根据牛顿第二定律有：mgsinθ－μmgcosθ＝ma ①由①式解得a＝10×(O.6－0.25×0.8)m／s2=4m／s2②(2)设金属棒运动到达稳定时，做匀速运动，速度为v，所受安培力为F，棒在沿导轨方向受力平衡，那么有：mgsinθ一μmgcosθ一F＝0 ③此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率Fv＝P ④由③、④两式解得⑤(3)设电路中电流为I，两导轨间金属棒的长为l，磁场的磁感应强度为B⑥ P＝I2R ⑦由⑥、⑦两式解得⑧由左手定那么可知，磁场方向垂直导轨平面向上点评：分析这类问题的根本思路是：确定电源〔E/r〕→感应电流→导体所受安培力→合外力→a变化情况→运动状态分析〔v的变化情况〕→临界状态。〔四〕电磁感应中动量定理、动能定理的应用11．〔上海物理〕如下图，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里。线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进人磁场。整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力F阻且线框不发生转动。求：〔1〕线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度V2；〔2〕线框在上升阶段刚离开磁场时的速度V1；〔3〕线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q。解析：〔1〕假设线框在下落阶段能匀速地进入磁场，那么线框在进入磁场的过程中受力平衡，那么据平衡条件可知线框在进入磁场瞬间有：，解得：〔2〕线框从离开磁场至上升到最高点过程中据动能定理有：=1\*GB3①线框从最高点回落至进入磁场前瞬间的过程据动能定理有：=2\*GB3②联立=1\*GB3①=2\*GB3②可解得：，代入可得：〔3〕设线框进入磁场的速度为v0，那么线框在向上通过磁场过程中要克服重力、空气阻力及安培力做功，而克服安培力做功的量即是此过程中产生电能的量，也即是产生的热量Q，根据能量守恒定律有：，又由题可知故可得点评：从能量转化的角度来看，电磁感应是其它形式能量转化为电能的过程。而功是能量转化的量度，所以这种能量的转化是通过安培力做功来实现的，有多少其它形式能量转化为电能，就克服安培力做了多少功，也就是说克服安培力做功的量，就是产生电能的量，而电能最终都转化成内能，换而言之，克服安培力做的功就是电路的发热量，克服安培力做功的功率即是回路所消耗的电功率。12．如下图，MN、PQ是两条水平放置彼此平行的金属导轨，匀强磁场的磁感线垂直导轨平面。导轨左端接阻值为的电阻，电阻两端并联一电压表，垂直导轨跨接一金属杆ab，ab的质量为，电阻，ab与导轨间动摩擦因数，导轨电阻不计，现用的恒力水平向右拉ab，使之从静止开始运动，经时间后，ab开始做匀速运动，此时电压表示数。重力加速度。求：〔1〕ab杆匀速运动时，外力F的功率；〔2〕ab杆匀加速过程中，通过R的电量；〔3〕ab杆加速运动的距离。解析：〔1〕设导轨间距为L，磁感应强度为B，ab杆匀速运动的速度为v，电流为I，此时ab杆受力如下图。由平衡条件得：=1\*GB3①由欧姆定律得：=2\*GB3②联立=1\*GB3①=2\*GB3②可得：，那么F功率：〔2〕设ab杆的加速时间为t，加速过程的平均感应电流为，由动量定理得解得：=3\*GB3③〔3〕设加速运动距离为s，由法拉第电磁感应定律得=4\*GB3④又=5\*GB3⑤联立=3\*GB3③=4\*GB3④=5\*GB3⑤可解得：点评：在电磁感应中求解电量通常有两种方法：〔1〕通过安培力的冲量来求解，因安培力的冲量可表示为，所以我们可用动量定理求出安培力的冲量即可求出电量。〔2〕通过法拉第电磁感应定律来求解，平均感应电动势为，平均感应电流为，那么电量。〔五〕电磁感应中的单金属棒的运动及能量分析13．〔上海物理〕如下图，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为V时，受到安培力的大小为F。此时【】A．电阻R1消耗的热功率为Fv/3B．电阻R1消耗的热功率为Fv/6C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθD．整个装置消耗的机械功率为〔F＋μmgcosθ〕v解析：由法拉第电磁感应定律得，回路总电流，安培力，所以电阻R1的功率，B选项正确。由于摩擦力，故因摩擦而消耗的热功率为，整个装置消耗的机械功率为，故CD两项也正确。即此题应选BCD。点评：由能量守恒定律可知，装置消耗的机械能转化为电能和因克服摩擦而产生的内能，故消耗的机械功率为克服摩擦力做功的功率〔产生摩擦热的功率〕和克服安培力做功的功率〔产生电能的功率〕之和。而整个回路消耗的电功率为克服安培力做功的功率〔瞬时值、平均值都相等〕，据电路的分流关系，即可求出每个电阻所消耗功率。14．(江苏物理〕如下图，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略。初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0。在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。(1)求初始时刻导体棒受到的安培力；(2)假设导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为EP，那么这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少?(3)导体棒往复运动，最终将静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少?解析：(1)初始时刻棒中感应电动势：，棒中感应电流：，作用于棒上的安培力联立以是各式可得，方向：水平向左(2)由功能的关系可知，克服安培力所做的功即为产生电能的量，也即是电阻R上产生的热量，，由于此过程中，导体棒克服安培力做功，故有，所以(3)由于导轨是光滑的，所以导体棒最终静止于初始位置，那么据功能关系有：点评：在电磁感应问题中，求解产生热量的问题，一般是通过对能量转化的分析，然后利用功能关系进行求解的，解题关键是要在宏观上做好能量转化的分析，此题从最终状态来看是弹性势能转化为电能〔热量〕。15．〔天津理综〕图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距为0.40m，电阻不计，导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直。质量m为kg、电阻为的金属杆始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为的电阻R1。当杆到达稳定状态时以速率匀速下滑，整个电路消耗的电功率P为0.27W，重力加速度取，试求速率和滑动变阻器接入电路局部的阻值。解析：当ab棒匀速下滑时，是导体棒的重力势能转化为电能，那么由能量守恒定律可知：重力做功的功率等于回路消耗的电能，即有：代入数据解得，又设电阻与的并联电阻为，棒的电阻为，那么有：acbd图acbd图3联立以上各式，并代入数据可解得：点评：解答此题的关键是要通过对能量转化的分析，利用能量守恒定律找出功率的定量关系，同时也要分析清楚电路的联结情况，在电路中表示出总功率，进而联立求解出R2。〔六〕电磁感应中的双金属棒运动及能量分析16．〔广东物理第〕如图3所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路。导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R，回路上其余局部的电阻不计。在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场。开始时，导体棒处于静止状态。剪断细线后，导体棒在运动过程中【】Ａ．回路中有感应电动势Ｂ．两根导体棒所受安培力的方向相同Ｃ．两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒Ｄ．两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能不守恒解析：剪断细线后，两棒组成的系统动量守恒，它们的速度方向总是相反的，所以它们产生的感应电动势相互加强，所以回路中有感应电动势，A正确；由于该过程是动能、弹性势能及电能间的相互转化，总的来说是系统的机械能转化为电能，所机械能是不守恒的，故C错D对；由楞次定律的推广应用可判断两导体棒所受安培力方向总是相反的，故B错。应选AD。点评：动量守恒定律的适用范围较广，无论是什么性质的内力，哪怕是象此题这样的通过磁场来发生的相互作用的内力，系统的动量也是守恒的。机械能守恒的条件的判断通常有两个角度：〔1〕做功角度：是否只有重力做功，假设只有重力做功，那么机械能守恒；〔2〕能量转化角度：假设机械能和其它形式能量之间没有相互转化，那么机械能守恒；在解题时，利用第二个角度来进行判断的较多。17．(广东物理)如下图，在磁感应强度大小为B、方向垂直向上的匀强磁场中，有一上、下两层均与水平面平行的“U”型光滑金属导轨，在导轨面上各放一根完全相同的质量为m的匀质金属杆A1和A2，开始时两根金属杆位于同一竖直平面内且杆与轨道垂直。设两导轨面相距为H，导轨宽为L，导轨足够长且电阻不计，金属杆单位长度的电阻为r。现有一质量为m/2的不带电小球以水平向右的速度v0撞击杆A1的中点，撞击后小球反弹落到下层面上的C点。C点与杆A2初始位置相距为S。求：〔1〕回路内感应电流的最大值；〔2〕整个运动过程中感应电流最多产生了多少热量；〔3〕当杆A2与杆A1的速度比为1：3时，A2受到的安培力大小。解析：〔1〕小球撞击杆瞬间系统动量守恒，之后做平抛运动。设小球碰后速度大小为v1，杆获得速度大小为v2，那么，，，A1杆向右做减速运动运动，A2杆向右加速运动，直至速度相等，然后做匀速运动，故其最大电动势是小球和杆碰后瞬间，那么，最大电流，那么〔2〕两金属棒在磁场中运动始终满足动量守恒定律，两杆最终速度相同，设为v’，据动量守恒定律有：，又据能量守恒定律有：联立以上各式可得：〔3〕设杆A2、A1的速度大小分别为v和3v，由于两杆组成的系统动量始终守恒，那么有：此时回路中产生的感应电动势为：，那么，安培力，联立可得：点评：此题中所给的是“U”型光滑导轨，在处理时它和平直的光滑双轨处理方法完全相同，它只是平直光滑双轨的一种变形。在处理这类问题时，要注意这样几点：〔1〕双棒组成的系统动量守恒。〔2〕在双棒运动过程中产生的电能〔热量〕是系统损失的机械能。〔3〕两棒切割磁感线产生的感应电动势是相互削弱的，应该相减。MN12PQv018．〔广东、广西物理〕如图，在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ，导轨间距离为，匀强磁场垂直于导轨所在的平面〔纸面〕向里，磁感应强度的大小为B，两根金属杆1、2摆在导轨上，与导轨垂直，它们的质量和电阻分别为和,两杆与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为，：杆1被外力拖动，以恒定的速度沿导轨运动；到达稳定状态时，杆2也以恒定速度沿导轨运动，导轨的电阻可忽略，求此时杆MN12PQv0解析：解法一：设杆2的运动速度为v，由于两杆运动时，两杆间和导轨构成的回路中的磁通量发生变化，产生感应电动势①感应电流②杆2作匀速运动，它受到的安培力等于它受到的摩擦力，③导体杆2克服摩擦力做功的功率④解得⑤解法二：以F表示拖动杆1的外力，以I表示由杆1、杆2和导轨构成的回路中的电流，到达稳定时，对杆1有①对杆2有②外力F的功率③以P表示杆2克服摩擦力做功的功率，那么有④Fa1bFa1b1c1d1x1y1a2b2c2d2x2y2点评：由于杆和导轨间存在摩擦，所以当系统稳定时，要使2杆运动，那么回路中一定存在感应电流，而要使回路有感应电流，那么两速度也不相等，分析出这一点，是解答此题的关键之所在，解法一，主要是抓住力之间的关系去解决问题的，解法二，主要是抓住能量关系去解决问题的。19．〔理综=1\*ROMANI卷〕图中a1b1c1d1和a2b2c2d2为在同一竖直面内的金属导轨，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在的平面(纸面)向里。导轨的a1b1段与a2b2段是竖直的，距离为l1；c1d1段与c2d2段也是竖直的，距离为l2。x1y1与x2y2为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆，质量分别为m1和m2，它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。两杆与导轨构成的回路的总电阻为R。F为作用于金属杆x1y1上的竖直向上的恒力。两杆运动到图示位置时，已匀速向上运动，求此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路电阻上的热功率。解析：设杆向上运动的速度为v，因杆的运动，两杆与导轨构成的回路的面积减少，从而磁通量也减少。由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势的大小为：①回路中的电流②电流沿顺时针方向。两金属杆都要受到安培力作用，作用于杆的安培力为③方向向上，作用于杆的安培力④方向向下。当杆作为匀速运动时，根据牛顿第二定律有⑤解以上各式，得⑥⑦作用于两杆的重力的功率的大小⑧电阻上的热功率⑨由⑥、⑦、⑧、⑨式，可得⑩点评：由于两棒的切割磁感线的长度不同，虽然两棒的速度相同，但回路中仍然有感应电流产生，这一点是此题最容易错的地方。两杆的速度虽然大小相等方向也相同，但产生的感应电动势却是反向的，很多同学很容易误认是同向的，这也是此题容易错的地方，在判断时，我只要分别判断两棒产生的感应电动势在同一局部电路里的感应电流方向即可，假设是同向，那么两感应电动势是相互加强的，假设反向，那么是相互减弱的。〔七〕多种原因引起的电磁感应现象20．〔上海卷〕如图〔a〕所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为L、导轨左端接有阻值为R的电阻，质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上。导轨和导体棒的电阻均不计，且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度v1匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力，并很快到达恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域内。〔1〕求导体棒所到达的恒定速度v2；〔2〕为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？〔3〕导体棒以恒定速度运动时，单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大？〔4〕假设t＝0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动，经过较短时间后，导体棒也做匀加速直线运动，其v-t关系如图〔b〕所示，在时刻t导体棋睥瞬时速度大小为vt，求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。解析：〔1〕由于磁场和导体棒都向右运动，所以其切割磁感线的速度为〔v1－v2〕，那么导体棒切割磁感线产生的电动势为E＝BL〔v1－v2〕，感应电流为I＝E/R，又导体受到的安培力为F＝BIL，即有F＝EQ\F(B2L2〔v1－v2〕,R)，当导体棒速度恒，其所受安培力和摩擦力平衡，那么有：EQ\F(B2L2〔v1－v2〕,R)＝f，可得：v2＝v1－EQ\F(fR,B2L2)〔2〕当导体棒刚开始运动时，回路中产生的感应电流最大为，此时导体棒受到的安培力最大为，所以阻力最大不能超过〔3〕导体棒克服阻力做功的功率为P导体棒＝Fv2＝fEQ\B(v1－EQ\F(fR,B2L2))电路所消耗的电功率为P电路＝E2/R，即P电路＝EQ\F(B2L2〔v1－v2〕2,R)＝EQ\F(f2R,B2L2)〔4〕因为EQ\F(B2L2〔v1－v2〕,R)－f＝ma，导体棒要做匀加速运动，必有v1－v2为常数，设为v，a＝EQ\F(vt＋v,t)，那么EQ\F(B2L2〔at－vt〕,R)－f＝ma，可解得：a＝EQ\F(B2L2vt＋fR,B2L2t－mR)点评：解答此题关键处有两点=1\*GB3①要弄清导体棒切割磁感线的速度是指导体棒相对于磁感线的速度。=2\*GB3②由于导轨有摩擦，所以稳定时，回路仍有电流。三、方法总结与高考预测〔一〕方法总结1．感应电流、感应电动势的图象问题一般只有一个答案符合题意，所以我们在做题时只抓住图象中的关键点，即可进行判断。如例1我们只要抓住进入磁场和出磁场产生感应电流的方向，即选出正确答案。所以我们在解这类题时，不要盲目动手去做，在动手前，先观察一下几个选项的不同之处，然后抓住它们的不同之处进行判断，如例1中AC两项中进入到磁场时的电流为正，BD两项进入磁场电流为负，我们抓住这一点进行判断，即可排除AC两项，然后再判断出磁场时的感应电流方向即可选出正确答案，至于感应电流的大小变化，在解题时可以不用判断。2．本类问题实际上电磁感应和电路知识的“嫁接”：电磁感应电路充当电源，再结合电路知识即可解决。所以我们首先要解决好“电源”的问题，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，当切割磁感线的导体棒匀速运动或磁通量均匀变化时，感应电动势不变，作为恒定电流来处理；假设切割磁感线的导体棒变速运动或磁通量非均匀变化，产生那么是交变电流，作为交流电源来处理〔往往求其有效值〕。电源的问题处理好之后，那么要作好电路分析，这一环节往往是同学们容易出错的地方，大家都习惯分析用电学符号表示的电路，鉴于此，所以我们在分析感应电路时，通常采用画等效电路图的方法分析整个回路，在画等效电路时要注意，应将产生电磁感应的局部画作电源，将其它局部画作外电路，并且判断好外电路的联结情况。最后运用全电路欧姆定律、串并联电路性质、电功〔率〕以及交流电的知识等联立求解。3．电磁感应中的动力学问题，关键是要作好受力分析，进而通过物体的受力特点作好物体的运动情况的分析，一般可按以下根本方法进行：=1\*GB3①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向。=2\*GB3②由全电路欧姆定律确定回路中的感应电流。=3\*GB3③分析研究导体受力情况〔包括安培力，用左手定那么确定其方向〕=4\*GB3④列动力学方程或平衡方程求解。4．由于金属棒沿导轨切割磁感线时的运动是做变加速运动，其运动情况较为复杂，所以处理这类问题时，经常应用动能定理及动量定理，因为用这两个规律来解题时，不需要运动的细节，只需要运动的结果，这给我们的解题带来的极大的方便。动量定理往往是在涉及“某段时间内通过的电量”时用它来进行求解，而动能定理往往是在涉及能量问题时应用。5．在处理单金属棒的能量问题时，关键是要分析清其中的能量转化关系，是什么形式的能量转化为哪几种形式的能量，根据功能关系，我们不仅可得出能量间关系，还可得出功率间的关系。其中克服安培力做的功，就产生电能的量〔电能最终都转化成内能，所以也是电路的发热量〕，从功率关系上看，克服安培力做功的功率即是回路所消耗的电功率。6．处理双棒在导轨上滑动的问题，力学的三大规律可能都要用到：用牛顿运动定律去分析双棒的运动过程；用动量守恒定律去确定两棒的动量关系；用功能关系去确定该过程中的能量关系。7．在处理由多种原因引起的电磁感应现象的问题时，首先我们一定要弄清感应电流是由哪些因素引起的，各种因素产生的感应电动势我们要分别求解出来；其次，很重要的一点我们还要判断这些电动势是相互加强的，还是相互减弱的，判案断的方法是看它们在同一局部电路中形成的感应电流是同向还反相，假设是同向，那么相互加强的，总动势就相加，假设是反向，那么是相互减弱的，总电动势应相减。〔二〕高考预测本专题内容是高中物理的重点知识，是高考必考知识点，在高考试卷中每年都会出现，理综试卷中每年都有一道试题是考查此知识内容的，一道选择题或者一道计算题，单科物理试卷中，每年都有两道试题考查此知识点，一道选择题，一道计算题。选择题中主要是考查电磁感应过程中的感应电流方向〔感应电动势〕及感应电流〔感应电动势〕的大小变化等等，很多时候是以图象题的形式出现的。在计算题中出现的高考试题，一定是以与力学综合的形式出现，主要是和动力学结合的问题以及和动量、能量结合的问题。在明年的高考试题中，考查本专题的试题一定还会出现，理综试卷中一定还会有一道，而且以选择题的形式出现的可能性较大，单科物理试卷中可能还会有两道〔一道选择，一道计算〕，或者只有一道计算题。在内容上，也以和能量、动力学等知识的综合出现的可能性较大，所以大家在复习这局部的内容时，应着重注意电磁感应和力学综合的问题。四、强化训练选择题1．在条形磁铁的中央位置的正上方固定一铜质圆环如下图，以下判断中正确的选项是【】A．释放圆环，环下落时环的机械能守恒B．释放圆环，环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁的重力大C．给磁铁水平向右的初速度，磁铁滑出时做减速运动D．给磁铁水平向右的初速度，圆环产生向左的运动趋势2．如下图，水平旋转的光滑平行金属轨道上有一质量为m的金属棒ab，导轨一端接有电阻R，其他电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直平面向下，金属棒ab在一不平恒力F作用下由静止起向右运动，那么【】A．随着ab棒运动的速度增大，其加速度也增大B．外力对ab棒做的功等于电路中产生的电能C．当ab棒匀速运动时，外力F做功的功率等于电路的电功率D．无论ab棒做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能3．完全相同的两个磁电式灵敏电唁表a和b、零点在中央，指针可两侧偏转。现将两表如下图的方式连接起来，当将a表指向逆时针方向拨动时，b表指针将会【】A．向逆时针方向转动B．不动C．向顺时针方向转动D．指针会转动，但转动方向无法判定4．如下图，在竖起平面内的两岸根平行金属导轨，顶端用一电阻R相连，磁感应强度为B的匀强磁场垂超导轨平面，一质量为m的金属棒ab以初速度v0沿导轨竖直向上运动，到某一高度后又返回下行到原处，整个过程金属棒与导轨接触良好，导轨与棒的电阻不计，那么在上行与下行两个过程中，以下说法不正确的选项是【】A．回到出发点的速度v大于初速度v0B．通过R的最大电流上行大于下行C．电阻R上产生的热量上行大于下行D．所用时间上行小于下行5．如下图，有界匀强磁场垂直于纸面，分布在虚线所示的矩形abcd内，用超导材料制成的矩形线圈1和固定导线圈2处在同一平面内，超导线圈1正在向右平动，离开磁场靠近线圈2，线圈2中产生的感应电流的方向如下图，依据这些条件【】A．可以确定线圈1中产生的感应电流的方向B．可以确定abcd范围内有界磁场的方向C．可以确定线圈1受到线圈2对它的安培力合力方向D．无法做出以上判断，因为不知道超导线圈1的运动情况6．如下图，相距为d，足够长的两平行金属导轨〔电阻不计〕固定在绝缘水平面上，导轨间有垂直轨道平面的匀强磁场且磁感应强度为B，在上旋转一金属棒，棒上串接着一尺寸大小不计的理想电压表，导轨左端接有电容为C的电容器，金属棒与导轨接触良好且滑动摩擦力为f，现用水平拉力使金属棒向右运动，拉力的功率恒为P，那么棒在到达最大速度之前，以下表达中正确的选项是【】A．棒做匀加速运动B．电压表示数不断变大C．电容器所带电荷量在不断增加D．作用于棒的摩擦力功率恒为PBbBbLSahs1．如下图，水平放置的光滑平行金属导轨，相距为Ｌ，导轨所在平面距地面高度为h，导轨左端与电源相连，右端放有质量为m的静止的金属棒，竖直向上的匀强磁场的磁感应强度为Ｂ，当电键闭合后，金属棒无转动地做平抛运动，落地点的水平距离为s，那么在电路接通的瞬间，通过金属棒的电荷量为_________________________yOx2．如下图，在x轴的上方〔y≥０〕存在着垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为Ｂ。在原点Ｏ有一个离子源向x轴上方的各个方向发射出质量为m、电荷量为q的正离子，速率都是v，对那些在xy平面内运动的离子，在磁场中可能到达的最大x＝________________，最大y＝_________yOxCC3．在物理实验中，常用一种叫“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电量。如下图，探测线圈和冲击电流计串联后，可用来测定磁场的磁感强度，线圈的匝数为n，面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R，把线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180o，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q，由上述数据可测出被没磁场的磁感应强度为__________________NSvv4．如下图，一种测量血流速度仪器的原理如下图，在动脉血管左右两侧安装电极并连接电压表，设血管直径是2.0mm，磁场的磁感应为0.080T，电压表测出的电压为0.10mvNSvv解答题1．2004年11月11〔1〕部件落地时，关于其电磁感应正确的说法是【】A北端电势高于南端，北端集聚正电荷，南端集聚负电荷。B南端电势高于北端，南端集聚正电荷，北端集聚负电荷。C东端电势高于西端，东端集聚正电荷，西端集聚负电荷。D西端电势高于东端，西端集聚正电荷，东端集聚负电荷。〔2〕该部件落到房顶是的速度为多大？〔3〕假设落下的是一个质量为m半径为r的金属小球，那么其感应电动势为多大？2．如下图，一根电阻为R=0.6Ω的导线弯成一个圆形线圈，圆半径r=1m，圆形线圈质量m=1kg，此线圈放在绝缘光滑的水平面上，在y轴右侧有垂直于线圈平面B=0.5T的匀强磁场假设线圈以初动能E0=0.5J沿x轴方向滑进磁场，当进入磁场0.5m时，线圈中产生电能为Ee=3J，求：〔1〕此时线圈的运动速度；〔2〕此时线圈与磁场左边缘两交接点间的电压；〔3〕此时线圈加速度的大小。3．如下图，有理想边界的两个匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，两边界间距s=0.1m。一边长L=0.2m的正方形线框abcd由粗细均匀的电阻丝围成，总电阻R=0.4Ω。现使线框以v=2m/s的速度从位置=1\*ROMANI匀速运动到位置=2\*ROMANII。〔1〕求cd边未进入右方磁场时线框受安培力的大小；〔2〕求整个过程中线框所产生的焦耳热；〔3〕在坐标图中画出整个过程中线框a、b两点的电势差Uab随时间t变化的图线。4．如下图，水平旋转的平行金属导轨M、N间接一阻值R=0.128Ω的电阻，轨道宽为L=0.8m。轨道上搭一金属棒ab，其质量m=0.4kg，ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，除R外其余电阻不计，垂直于轨道的匀强磁场的磁感应强度为B=2T，ab在一电动机的牵引下由静止开始运动，经过t=2s，ab运动了s=1.2m，刚好到达最大速度。此过程中电动机的平均输出功率为8W，最大输出功率14.4W。求：〔1〕金属棒ab运动的最大速度多大？〔2〕该过程中电阻R上消耗的电能。〔g=10m/s2〕5．正方形闭合金属线框，边长为a，质量为m，电阻为R，在竖直平面内以水平初速度v0在垂直于框面的水平磁场中运动一段时间后速度恒定v，运动过程中总有两条边处在竖直方向，即线框不转动，如下图，磁场的磁感应强度在竖直方向按B=B0＋ky规律逐渐增大，k为常数，试求不平初速度v0的大小。创新试题1．地磁暴是一种危害非常大的自然灾害，它对人类的生活、生产以及航空航天事业造成极大的危害。1989年3月发生地磁暴时，美国的气象局卫星、欧空间局海事卫星、日本通讯卫星和气象卫星有的出现了故障，有的姿势控制失灵，美国“发现号”航天飞机在飞行时遇到的阻力比以前飞行时增加15%，飞机急剧下降，幸好带有足够的燃料，并采取了紧急的措施，才防止机毁人亡；在1989年发生屡次地磁暴中，加拿大和美国北部地区，曾经好几次发生变压器烧毁，停电几十个小时，损失达上亿美元；2000年7月14A．α射线B．γ射线C．β射线D．高速质子流2．德国《世界报》曾报道个别西方国家正在研制电磁脉冲武器即电磁炸弹，假设一枚原始脉冲功率10千兆瓦，频率５千兆赫的电磁炸弹在不到100m的高空爆炸，它将使方圆400~500m2的范围内电场强度到达每米数千伏，使得电网设备、通信设施和计算机中的硬盘与软盘均遭到破坏。电磁炸弹有如此破坏力的主要原因是【】A．电磁脉冲引起的电磁感应现象B．电磁脉冲产生的动能C．电磁脉冲产生的高温D．电磁脉冲产生的强光AaB3．图中是利用高频交流电焊接自行车零件的原理示意图，其中外圈A是通高频交流电流的线圈，B是自行车零件，a是待焊接口，焊接时接口两端接触在一起，当A中通有交变电流时，AaBA．在A中通以电流时，整个自行车零件中都有感应电流流过，所以整个零件都在电流的热效应作用下熔化，停止A中电流后，再冷却成型B．在A中通以电流时，整个自行车零件中都有感应电流流过，但整个零件中，只有a处有电阻，其作局部没有电阻，故只有a处在电流的热效应作用下熔化，冷却后即焊接在一起C．在A中通以电流时，整个自行车零件中都有感应电流流过，整个零件各处均有电阻，但a处只是接触在一起，电阻率较大，故a处较其余局部发热功率大、温度较高，因此只有a处在电流的热效应作用下熔化，冷却后即焊接在一起D．利用该装置进行焊接时，不消耗能量解析答案：一、选择题：1．AC2．CD3．C4．A5．ABC6．C二、填空题1．EQ\F(ms,BL)EQ\r(,g/2h)2．EQ\F(2mv,qB)，EQ\F(2mv,qB)3．EQ\F(qR,2nS)4．0.625三、解答题1．〔1〕D〔2〕由于部件落地前做匀速直线，那么据物体平衡条件可知：mg=kv2，故有：v=EQ\r(,mg/k)〔3〕由电磁感应知识可知：E=2Brv，即有：E=2BrEQ\r(,mg/k)。2．解析：〔1〕由能量守恒定律有：，解得：〔2〕切割磁感线的有效长度，感应电动势在磁场内的圆弧长度为线圈总长的，故内电阻为外电路电阻，故〔3〕，那么3．解析：〔1〕ab边产生的感应电动势为=1\*GB3①线框中的感应电流为=2\*GB3②ab边所受的安培力为=3\*GB3③由=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③可解得：〔2〕线框中产生感应电流的时间=4\*GB3④整个过程中线框所产生的焦耳热=5\*GB3⑤联立=2\*GB3②=4\*GB3④=5\*GB3⑤可得：〔3〕在0～5×10-2s时间内，ab两端的电势差为在5×10-2s～1×10-1s时间内，ab两端的电势差为在1×10-1s～1.5×10-1s时间内，ab两端的电势差为电势差Uab随时间t变化的图线如下图。4．解析：〔1〕速度最大时，加速度为零，那么有=1\*GB3①设最大速度为vm，那么有：=2\*GB3②=3\*GB3③把=2\*GB3②=3\*GB3③代入=1\*GB3①得：，解得：〔2〕根据动能定理：安培力做的功全部转化为电能，电能消耗在电阻R上，那么有：5．解析：线框在运动过程中，两竖直边产生的感应电动势互相抵消，两水平边竖直分速度产生感应电动势，设线框的竖直分速度为v，感应电动势为：感应电流为：两条竖直边所受安培力互相抵消，当速度到达恒定时，有：，解得：根据速度合成的平行四边形定那么有：四、创新试题1、B2、A3、C五、复习建议1．要会判断各情形下产生感应电流的方向，会计算各种情况下的感应电动势，特别注意解答图象型选择题的方法的研究。2．在分析完感应电动势、感应电流后，一定要弄清电路的连接，哪些是内电路，哪些是外电路。3．在分析本专题所涉及的试题时，一定要注意和力、能量、动量等力学知识相结合。高二物理交变电流综合测试题考点：1．交变电流、交变电流的图像2．正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值3．理想变压器4．远距离输电一、此题共10小题；每题4分，共40分。在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。1．一交变电压的表达式为u＝100sin100πtV，由此表达式可知[]A．用电压表测该电压其示数为100VB．该交变电压的周期为0.02sC．将该电压加在100Ω的电阻两端，电阻消耗的电功率为50WD．t＝1/400s时，该交流电压的即时值为50V2．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图1所示，那么〔〕A．t1，t3线圈通过中性面C．t1，t3图1线圈中磁通量变化率最大B．t2，t4线圈中磁通量最大D．t2，t4线圈平面与中性面垂直baBl3、在远距离输电时，输送的电功率为，输电电压为，所用输电导线的电阻率为，截面面积为，导线的总长度为．输电线上损耗的电功率为，用户得到的电功率为，以下关于和的表达式中正确的选项是：〔〕baBlA、B、C、D、图24、将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为L，它在磁感应强度为B、方向如图2的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余局部的电阻不计，灯泡的电阻应为〔〕A、(2πL2nB)2/P；B、2(πL2nB)2/P；C、(L2nB)2/2P；D、(L2nB)2/P；5、如图3所示，平行金属板间有一静止的正电粒子，假设两板间加电压u=Umsinωt，那么粒子的〔〕A、位移一定按正弦规律变化；B、速度一定按正弦规律变化；C、加速度一定按正弦规律变化；D、粒子在两板间作简谐运动；6、正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图4所示的方式连接，R=10Ω，交流电压表的示数是10V，图5是交变电源输出电压u随时间t变化的图象.那么〔〕V交变电源~图4V交变电源~图4u/Vt/×10-2sOUm-Um12图5B、通过R的电流i随时间t变化的规律是i=1.414cos50πt(A)C、R两端的电压u随时间t变化的规律是u=7.07cos100πt(V)D、R两端的电压u随时间t变化的规律是u=7.07cos50πt(V)7、如图6，四图中的、均为输入端，接交流电源；、均为输出端，那么、、C、D四图中，输出电压大于输入电压的电路是〔〕图68、图7中是电流互感器使用原理，以下说法正确的选项是：〔〕A、图中电流表的示数比直接接在ab间时示数小;B、图中电流表的示数就是ab间的电流大小;C、原理图有错误，原线圈匝数应比副线圈匝数少;D、因变压器将电压升高了，所以电流表示数比把电流表直接接到ab间时示数大;图79．如图8为“热得快”热水器电路图和简易图。现接通电源，发现该热水器没有发热，并且热水器上的指示灯也不亮，现用交流电压表测得热水器A、B两端的电压为220V，指示灯两端电压为220V。该热水器的问题在于〔〕 A．连接热水器和电源之间的导线断开 B．电阻丝熔断，同时指示灯烧毁C．连接电阻丝与指示灯的导线发生了短路 D．同时发生了以上各种情况10．在交变电流电路中，如果电源电动势的最大值不变，频率可以改变，在如下图电路的a、b两点间逐次将图9中的电路元件甲、乙、丙单独接入，当使交流电频率增加时，可以观察到以下论述的哪种情况〔〕 A．A1读数不变，A2增大，A3减小 B．A1读数减小，A2不变，A3增大C．A1读数增大，A2不变，A3减小D．A1，A2，A3读数均不变二.此题共3小题，共20分。把答案填在题中的横线上或按题目的要求作答。11．(1)〔3分〕以下学生实验中，哪些实验使用的电源必须是交变电源〔〕A．研究匀变速直