2025年高考物理一轮复习（新人教版） 第13章　阶段复习(五)　电磁感应和交变电流

阶段复习(五)电磁感应和交变电流规范训练(2024·四川内江市零模)如图，P、Q是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，间距为L，导轨足够长且电阻可忽略不计。图中EFHG矩形区域内有一方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，EF、GH的距离为s。在t＝0时刻，两金属棒a、b分别以大小相同的速率v0，分别从磁场的边界EF、GH进入磁场。经过一段时间后，其中有一棒恰好停在磁场边界处，且在这个过程中，金属棒a、b没有相碰，相距最近时b棒仍位于磁场区域内。已知金属棒a、b是由相同材料制成，长度均为L，电阻分别为R和2R，a棒的质量为2m。在运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好。求：(1)在t＝0时刻b棒的加速度大小；根据电阻定律有可得Sa＝2Sb根据ma＝2m＝ρ′LSa，mb＝ρ′LSb对于b，根据牛顿第二定律有BIL＝mba(2)两棒在整个过程中相距最近的距离；取向右为正方向，相距最近时，两棒具有相同速度，根据系统动量守恒有2mv0－mv0＝(2m＋m)v此时，电路中感应电流为0，a、b棒一起向右匀速运动，直到b棒出磁场区域，之后b棒不受安培力、a棒受安培力减速直到停下；从b棒出磁场区域到a棒刚好停止磁场边界处，(3)在整个过程中，b棒产生的焦耳热。

对a、b，根据焦耳定律有Q＝I2RΔt因a、b流过的电流一直相等，所用时间相同，故a、b产生的热量与电阻成正比，即Qa∶Qb＝1∶2又Qa＋Qb＝Q总解题指导关键表述关键表述解读已知金属棒a、b是由相同材料制成，长度均为L，电阻分别为R和2R，a棒的质量为2m电阻率相同，由电阻定律R＝

可得横截面积关系，密度相同，从而求出b棒的质量关键表述关键表述解读两金属棒a、b分别以大小相同的速率v0，分别从磁场的边界EF、GH进入磁场可求回路的电动势→回路的电流→b棒所受的安培力→加速度光滑平行金属导轨，相距最近时b棒仍位于磁场区域内金属棒a、b组成的系统动量守恒，速度相等时距离最近，可求共速时的速度，由动量定理可得两棒的距离变化关键表述关键表述解读经过一段时间后，其中有一棒恰好停在磁场边界处，求在整个过程中，b棒产生的焦耳热一金属棒先出磁场后继续匀速运动，另一金属棒切割磁感线减速运动至停至磁场边界，利用能量守恒定律求生成的总热量，再进行热量分配求得b棒生成的热量阶段复习练(五)1.(2023·海南卷·6)汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈abcd，埋在地下的线圈分别为1、2，通上顺时针(俯视)方向电流，当汽车经过线圈时A.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上B.汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcdC.汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcdD.汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同√1234567根据安培定则可知，线圈1、2中的电流产生的磁场方向都是竖直向下的，A错误；汽车进入磁场时，穿过矩形线圈abcd的磁通量向下增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为adcb，离开时穿过矩形线圈的磁通量向下减小，根据楞次定律可知感应电流的方向为abcd，B错误，C正确；安培力的方向总是与汽车相对于磁场的运动方向相反，D错误。12345672.(多选)(2023·海南卷·11)如图是工厂利用u＝

的交流电给36V照明灯供电的电路，变压器原线圈匝数为1100匝，下列说法正确的是A.电源电压有效值为B.交变电流的周期为0.02sC.副线圈匝数为180匝D.副线圈匝数为240匝1234567√√12345673.(多选)(2024·福建省模拟)20年来福建电网实现电网结构、电压等级、电力技术“三大跨越”。如图所示是远距离输电示意图，现将输送电压U2由220kV升级为1000kV高压，输送的总电功率变为原来的2倍，保持发电机输出电压U1及用户得到的电压U4均不变，输电线的电阻不变，变压器均为理想变压器，则√1234567√√123456712345674.(2023·湖南长沙市师大附中二模)如图所示，一理想自耦变压器线圈AB绕在一个圆环形闭合铁芯上，左端输入正弦交流电压u＝

L1、L2为相同的灯泡，其电阻均为R＝110Ω且恒定不变，定值电阻的阻值R0为灯泡阻值的

。当滑片P处于如图所示位置时，AB端与PB端匝数比为3∶1，S1、S2闭合时，两灯泡均正常发光。下列说法正确的是A.灯泡正常发光的电流为1AB.灯泡正常发光的电功率为55WC.S1、S2均闭合时，将P沿顺时针方向转动，L1一定变暗D.断开S1，闭合S2，将P沿逆时针方向转动(灯泡一直没有损坏)，定值电阻消

耗的电功率一定变大√1234567灯泡正常发光的功率为P＝I2R＝27.5W，故B错误；123456712345675.(多选)(2023·广东广州市三模)图甲所示的一款健身车的主要构件如图乙，金属飞轮A和金属前轮C可绕同一转轴转动，A和C之间有金属辐条，辐条长度等于A和C的半径之差。脚踏轮B和飞轮A通过链条传动，带动前轮C转动。整个前轮C都处在方向垂直轮面向里的匀强磁场中。将电阻R的a端用导线连接在飞轮A上，b端用导线连接前轮C边缘。1234567健身者脚蹬脚踏轮B使其以角速度ω顺时针转动，转动过程不打滑，电路中其他电阻忽略不计，下列说法正确的是A.电阻a端的电势高于b端的电势B.金属前轮边缘所组成的圆形闭

合回路中的磁通量保持不变C.电阻R的热功率与ω2成正比1234567√√根据右手定则可知电流从b端通过电阻流到a端，因此b端的电势高于a端的电势，故A错误；金属前轮边缘所组成的圆形闭合回路面积不变，磁感应强度不变，则磁通量保持不变，故B正确；123456712345676.如图所示，e1f1g1和e2f2g2是两根足够长且电阻不计的固定光滑平行金属轨道，其中f1g1和f2g2为轨道的水平部分，e1f1和e2f2是倾角θ＝37°的倾斜部分。在f1f2右侧空间中存在磁感应强度大小B＝2T，方向竖直向上的匀强磁场。将质量m＝1kg，单位长度电阻值R0＝10Ω/m的导体棒ab置于倾斜导轨上，距离斜面轨道底端高度h＝5cm，另一完全相同的导体棒cd静止于水平导轨上，导轨间距均为D＝8cm，导体棒长度均为L＝10cm。t＝0时，导体棒ab从静止释放，到两棒最终稳定运动过程中，ab、cd棒未发生碰撞，且两导体棒始终与导轨保持垂直，g取10m/s2。1234567不计导体棒在轨道连接处的动能损失，求：(1)ab棒刚滑到斜面轨道底端时回路中产生的电流；1234567答案0.1A

由题知ab棒和cd棒接入电路的部分电阻大小均为R＝DR0＝0.8Ω。ab棒从斜面轨道滑到底端，1234567切割产生的感应电动势为E＝BDv联立解得v＝1m/s，E＝0.16V，I＝0.1A。(2)两导体棒的最终速度大小；1234567答案0.5m/s因为两导体棒所受的安培力始终大小相等、方向相反，所以将两棒组成的系统作为研究对象，由动量守恒得mv＝2mv共，解得v共＝0.5m/s。(3)从ab棒静止释放到两棒最终稳定运动过程中，通过回路的电荷量。1234567答案3.125C7.(2023·新课标卷·26)一边长为L、质量为m的正方形金属细框，每边电阻为R0，置于光滑的绝缘水平桌面(纸面)上。宽度为2L的区域内存在方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两虚线为磁场边界，如图(a)所示。(1)使金属框以一定的初速度向右运动，进入磁场。运动过程中金属框的左、右边框始终与磁场边界平行，金属框完全穿过磁场区域后，速度大小降为它初速度的一半，求金属框的初速度大小。12345671234567金属框进入磁场的过程，根据法拉第电磁感应定律有E＝BLv金属框右边框所受的安培力大小F安＝BIL金属框完全进入磁场到即将离开磁场的过程中，左右两边产生的感应电动势相互抵消，无感应电流产生，不受安培力作用1234567(2)在桌面上固定两条光滑长直金属导轨，导轨与磁场边界垂直，左端连接电阻R1＝2R0，导轨电阻可忽略，金属框置于导轨上，如图(b)所示。让金属框以与(1)中相同的初速度向右运动，进入磁场。运动过程中金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好。求在金属框整个运动过程中，电阻R1产生的热量。12345671234567金属框进入磁场过程，由于金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好，所以金属框的上、下边框被短路