高三總復(fù)習(xí)之電磁感應(yīng)基礎(chǔ)經(jīng)典講解

1、2013高考物理復(fù)習(xí)專題 電磁感應(yīng)教學(xué)案【重點知識整合】一、法拉第電磁感應(yīng)定律 法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容是感應(yīng)電動勢的大小與穿過回路的磁通量的變化率成正比在具體問題的分析中，針對不同形式的電磁感應(yīng)過程，法拉第電磁感應(yīng)定律也相應(yīng)有不同的表達式或計算式 磁通量變化的形式表達式備注通過n匝線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化En(1)當(dāng)S不變時，EnS(2)當(dāng)B不變時，EnB導(dǎo)體垂直切割磁感線運動EBLv當(dāng)vB時，E0導(dǎo)體繞過一端且垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動EBL2線圈繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動EnBSsint當(dāng)線圈平行于磁感線時，E最大為EnBS，當(dāng)線圈平行于中性面時，E0二、楞次定律與左手定則、右手定則

2、 1左手定則與右手定則的區(qū)別：判斷感應(yīng)電流用右手定則，判斷受力用左手定則 2應(yīng)用楞次定律的關(guān)鍵是區(qū)分兩個磁場：引起感應(yīng)電流的磁場和感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁場的磁通量的變化，“阻礙”的結(jié)果是延緩了磁通量的變化，同時伴隨著能量的轉(zhuǎn)化 3楞次定律中“阻礙”的表現(xiàn)形式：阻礙磁通量的變化(增反減同)，阻礙相對運動(來拒去留)，阻礙線圈面積變化(增縮減擴)，阻礙本身電流的變化(自感現(xiàn)象) 三、電磁感應(yīng)與電路的綜合 電磁感應(yīng)與電路的綜合是高考的一個熱點內(nèi)容，兩者的核心內(nèi)容與聯(lián)系主線如圖4121所示： 1產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的電路通常是一個閉合電路，產(chǎn)生電動勢的那一部分電路相當(dāng)

3、于電源，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢就是電源的電動勢，在“電源”內(nèi)部電流的流向是從“電源”的負極流向正極，該部分電路兩端的電壓即路端電壓，UE.2在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，電路產(chǎn)生的電功率等于內(nèi)外電路消耗的功率之和若為純電阻電路，則產(chǎn)生的電能將全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；若為非純電阻電路，則產(chǎn)生的電能除了一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，還有一部分能量轉(zhuǎn)化為其他能，但整個過程能量守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒往往是電磁感應(yīng)與電路問題的命題主線，抓住這條主線也就是抓住了解題的關(guān)鍵在閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的問題中，機械能轉(zhuǎn)化為電能，導(dǎo)體棒克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能說明：求解部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢時，要區(qū)別平均電動勢和

4、瞬時電動勢，切割磁感線的等效長度等于導(dǎo)線兩端點的連線在運動方向上的投影【高頻考點突破】考點一 電磁感應(yīng)中的圖象問題 電磁感應(yīng)中常涉及磁感應(yīng)強度B、磁通量、感應(yīng)電動勢E、感應(yīng)電流I、安培力F安或外力F外隨時間t變化的圖象,即Bt圖、t圖、Et圖、It圖、Ft圖.對于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的情況,還常涉及感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I隨位移s變化的圖象,即Es圖、Is圖等. 圖象問題大體上可分為兩類： 1.由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確圖象,此類問題要注意以下幾點： (1)定性或定量地表示出所研究問題的函數(shù)關(guān)系; (2)在圖象中E、I、B等物理量的方向通過正負值來反映; (3)畫圖象時要

5、注意橫、縱坐標(biāo)的單位長度定義或表達. 2.由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程,求解相應(yīng)的物理量 不管是何種類型,電磁感應(yīng)中的圖象問題常需利用右手定則、左手定則、楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律等規(guī)律進行分析解決. 例1.如圖所示,一有界區(qū)域內(nèi),存在著磁感應(yīng)強度大小均為B,方向分別垂直于光滑水平桌面向下和向上的勻強磁場,磁 場寬度均為L.邊長為L的正方形線框 abcd的bc邊緊靠磁場邊緣置于桌面上.使線框從靜止開始沿x軸正方向勻加速通過磁場區(qū)域,若以逆時針方向為電流的正方向,能反映線框中感應(yīng)電流變化規(guī)律的是() 【解析】線框做勻加速直線運動,則有vat,v;由歐姆定律可得電流I,即感應(yīng)電流大小與時間成

6、正比,與位移的平方根成正比,故A、C兩項正確,B、D兩項錯誤.【答案】AC 【變式探究】如圖所示,水平面內(nèi)有一平 行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌光滑且電阻不 計,勻強磁場與導(dǎo)軌平面垂直.阻 值為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌靜止 放置,且與導(dǎo)軌接觸良好.t0時,將開關(guān)S由1擲到2.q、i、v和a分別表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度和加速度.下列圖象正確的是() 考點二 電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題 1動力學(xué)問題的研究對象 2解決電磁感應(yīng)中動力學(xué)問題的具體思路 電源電路受力情況功、能問題 具體步驟為： (1)明確哪一部分電路產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，則這部分電路就是等效電源； (2)正確分析電路的結(jié)構(gòu)，畫出等效電路圖； (

7、3)分析所研究的導(dǎo)體受力情況； (4)列出動力學(xué)方程或平衡方程并求解 例2、如圖所示,兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌固定在傾角為的絕緣斜面上,導(dǎo)軌上端連接一個定值電阻R.導(dǎo)體棒a和b放在導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直并良好接觸.斜面上水平虛線PQ以下區(qū)域內(nèi),存在著垂直穿過斜面向上的勻強磁場.現(xiàn)對a棒施以平行導(dǎo)軌斜向上的拉力F,使它沿導(dǎo)軌勻速向上運動,此時放在導(dǎo)軌下端的b棒恰好靜止.當(dāng)a棒運動到磁場的上邊界PQ處時,撤去拉力,a棒將繼續(xù)沿導(dǎo)軌向上運動一小段距離后再向下滑動,此時b棒已滑離導(dǎo)軌.當(dāng)a棒再次滑回到磁場上邊界PQ處時,又恰能沿導(dǎo)軌勻速向下運動.已知a棒、b棒和定值電阻的阻值均為R,b棒的質(zhì)量為m,重力加速

8、度為g,導(dǎo)軌電阻不計.求: (1)a棒在磁場中沿導(dǎo)軌向上運動的過程中,a棒中的電流強度Ia與定值電阻R中的電流強度IR之比; (2)a棒質(zhì)量ma； (3)a棒在磁場中沿導(dǎo)軌向上運動時所受的拉力F. 【變式探究】如圖所示,兩足夠長的光滑金屬 導(dǎo)軌豎直放置,相距為L,一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連,勻強磁場與導(dǎo)軌平面垂直.一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放.導(dǎo)體棒進入磁場后,流經(jīng)電流表的電流逐漸減小,最終穩(wěn)定為I.整個運動過程中,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好,且始終保持水平,不計導(dǎo)軌的電阻.求: (1)磁感應(yīng)強度B的大??； (2)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運動速度v的大??； (3)流經(jīng)電流表電流

9、的最大值Im. 解析：(1)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒做勻速運動，則有BILmg解得B.(2)感應(yīng)電動勢EBLv感應(yīng)電流I由式解得v.(3)由題意知，導(dǎo)體棒剛進入磁場時的速度最大，設(shè)為vm由機械能守恒定律得mvmgh感應(yīng)電動勢的最大值EmBLvm，感應(yīng)電流的最大值Im聯(lián)立以上各式解得Im.答案：(1)(2)(3)考點三 電磁感應(yīng)中的電路、 能量轉(zhuǎn)化問題 1電路問題 (1)將切割磁感線導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路作為電源，確定感應(yīng)電動勢和內(nèi)阻 (2)畫出等效電路 (3)運用閉合電路歐姆定律，串、并聯(lián)電路特點，電功率公式，焦耳定律公式等求解 2能量轉(zhuǎn)化問題 (1)安培力的功是電能和其他形式的能之間相互轉(zhuǎn)化的

10、“橋梁”，用框圖表示如下： (2)明確功能關(guān)系,確定有哪些形式的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化.如有摩擦力做功,必有內(nèi)能產(chǎn)生;有重力做功,重力勢能必然發(fā)生變化;安培力做負功,必然有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能. (3)根據(jù)不同物理情景選擇動能定理,能量守恒定律,功能關(guān)系,列方程求解問題. 例3、如圖所示,寬度L0.5 m的光滑金 屬框架MNPQ固定于水平面內(nèi),并處在磁感應(yīng)強度大小B0.4 T,方向豎直向下的勻強磁場中,框架的電阻非均勻分布.將質(zhì)量m0.1 kg,電阻可忽略的金屬棒ab放置在框架上,并與框架接觸良好.以P為坐標(biāo)原點,PQ方向為x軸正方向建立坐標(biāo)系.金屬棒從x01 m處以v02 m/s的初速度,沿x軸負

11、方向做a2 m/s2的勻減速直線運動,運動中金屬棒僅受安培力作用.求: (1)金屬棒ab運動0.5 m，框架產(chǎn)生的焦耳熱Q；(2)框架中aNPb部分的電阻R隨金屬棒ab的位置x變化的函數(shù)關(guān)系；(3)為求金屬棒ab沿x軸負方向運動0.4 s過程中通過ab的電量q，某同學(xué)解法為：先算出經(jīng)過0.4 s金屬棒的運動距離，以及0.4 s時回路內(nèi)的電阻R，然后代入q求解指出該同學(xué)解法的錯誤之處，并用正確的方法解出結(jié)果【答案】(1)0.1 J(2)R0.4(3)見規(guī)范解答【變式探究】電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長S1.15 m,兩導(dǎo)軌間距L0.75 m,導(dǎo)軌傾角為30,導(dǎo)軌上端ab接一阻值R1.5 的電阻,

12、磁感應(yīng)強度B0.8 T的勻強磁場垂直軌道平面向上.阻值r0.5 ,質(zhì)量m0.2 kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好,從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端,在此過程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱Q10.1 J.(取g10 m/s2)求:(1)金屬棒在此過程中克服安培力的功W安；(2)金屬棒下滑速度v2 m/s時的加速度a；(3)為求金屬棒下滑的最大速度vm,有同學(xué)解答如下:由動能定理,W重W安mv,.由此所得結(jié)果是否正確？若正確，說明理由并完成本小題；若不正確，給出正確的解答解析：(1)下滑過程中安培力的功即為在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱，由于R3r，因此QR3Qr0.3 JW安QQRQr0.4 J(2)金屬棒下滑

13、時受重力和安培力F安BIL v由牛頓第二定律mgsin 30 vmaagsin 30 v10m/s23.2 m/s2(3)此解法正確金屬棒下滑時受重力和安培力作用，其運動滿足mgsin 30 vma上式表明，加速度隨速度增加而減小，棒做加速度減小的加速運動無論最終是否達到勻速，當(dāng)棒到達斜面底端時速度一定為最大由動能定理可以得到棒的末速度，因此上述解法正確mgS sin 30Qmvvm m/s2.74 m/s.答案：(1)0.4 J(2)3.2 m/s2(3)見解析 【難點探究】難點一電磁感應(yīng)的圖象問題在電磁感應(yīng)問題中出現(xiàn)的圖象主要有Bt圖象、t圖象、Et圖象和It圖象，有時還可能出現(xiàn)感應(yīng)電動勢

14、E或感應(yīng)電流I隨線圈位移x變化的圖象，即Ex圖象或Ix圖象(1)對切割類電磁感應(yīng)圖象問題，關(guān)鍵是根據(jù)EBLv來判斷感應(yīng)電動勢的大小，根據(jù)右手定則判斷感應(yīng)電流的方向并按規(guī)定的正方向?qū)⑵渎鋵嵉綀D象中(2)電磁感應(yīng)圖象問題的特點是考查方式靈活：根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生的過程，確定給定的圖象是否正確，或畫出正確的圖象；由題目給定的圖象分析電磁感應(yīng)過程，綜合求解相應(yīng)的物理量(3)電磁感應(yīng)圖象問題可綜合法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律和安培定則、右手定則及左手定則，結(jié)合電路知識和力學(xué)知識求解(4)電磁感應(yīng)圖象問題的解題方法技巧：根據(jù)初始條件，確定給定的物理量的正負或方向的對應(yīng)關(guān)系和變化范圍，確定所研究的物理量的函

15、數(shù)表達式以及進出磁場的轉(zhuǎn)折點等，這是解題的關(guān)鍵 例1 如圖4122所示，平行導(dǎo)軌間有一矩形的勻強磁場區(qū)域，細金屬棒PQ沿導(dǎo)軌從MN處勻速運動到MN的過程中，棒上感應(yīng)電動勢E隨時間t變化的圖示，可能正確的是()【點評】 電磁感應(yīng)的圖象問題在廣東高考中出現(xiàn)的形式一般是選擇正確的感應(yīng)電流的圖線或感應(yīng)電動勢的圖線要求理解圖線的意義，能夠根據(jù)導(dǎo)線或線圈的運動情況找出感應(yīng)電動勢或感應(yīng)電流的變化規(guī)律，根據(jù)變化規(guī)律畫出感應(yīng)電動勢或感應(yīng)電流隨時間變化的圖象 【變式探究】在圖4125所示的四個情景中，虛線上方空間都存在方向垂直紙面向里的勻強磁場A、B中的導(dǎo)線框為正方形，C、D中的導(dǎo)線框為直角扇形各導(dǎo)線框均繞軸O在

16、紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動方向如箭頭所示，轉(zhuǎn)動周期均為T.從線框處于圖示位置時開始計時，以在OP邊上從P點指向O點的方向為感應(yīng)電流i的正方向，則在圖41215所示的四個情景中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流i隨時間t的變化規(guī)律如圖4124所示的是()【答案】C【解析】 由電流的圖象可知，導(dǎo)體切割磁感線有電流時，電流是恒定的，這就排除了A、B兩種情況，因A、B兩種情況中電流是變化的；再根據(jù)右手定則，在到內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向由P指向O的只有C這種情況難點二 電磁感應(yīng)與電路的綜合問題1解答電磁感應(yīng)與電路的綜合問題時，關(guān)鍵在于準(zhǔn)確分析電路的結(jié)構(gòu)，能正確畫出等效電路圖，并綜合運用電學(xué)知識進行分析、求解2求解過程中首先要注意

17、電源的確定，通常將切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路作為等效電源；其次是要能正確區(qū)分內(nèi)、外電路，應(yīng)把產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分電路視為內(nèi)電路，感應(yīng)電動勢為電源電動勢，其余部分相當(dāng)于外電路；最后應(yīng)用閉合電路歐姆定律及串并聯(lián)電路的基本規(guī)律求解，處理問題的方法與閉合電路問題的求解基本一致例2、法拉第曾提出一種利用河流發(fā)電的設(shè)想，并進行了實驗研究實驗裝置的示意圖可用圖4126表示，兩塊面積均為S的矩形金屬板平行、正對、豎直地全部浸在河水中，間距為d.水流速度處處相同，大小為v，方向水平金屬板與水流方向平行地磁場磁感應(yīng)強度的豎直分量為B，水的電阻率為，水面上方有一阻值為R的電阻通過絕緣導(dǎo)線和開關(guān)K連接到

18、兩金屬板上忽略邊緣效應(yīng)，求：(1)該發(fā)電裝置產(chǎn)生的電動勢；(2)通過電阻R的電流；(3)電阻R消耗的電功率【答案】(1)Bdv(2)(3)2R【解析】 (1)由法拉第電磁感應(yīng)定律，有EBdv(2)兩板間河水的電阻 r由閉合電路歐姆定律，有I(3)由電功率公式，PI2R得P2R難點三 涉及電磁感應(yīng)的力電綜合題以電磁感應(yīng)現(xiàn)象為核心，綜合應(yīng)用牛頓運動定律、動能定理、能量守恒定律及電路等知識形成的力電綜合問題，經(jīng)常以導(dǎo)體棒切割磁感線運動或穿過線圈的磁通量發(fā)生變化等物理情景為載體命題(1)受力與運動分析導(dǎo)體棒運動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，而感應(yīng)電流在磁場中受安培力的作用，安培力將阻礙導(dǎo)體棒的運動導(dǎo)體棒運

19、動過程受到的安培力一般是變力，引起導(dǎo)體棒切割磁感線運動的加速度發(fā)生變化當(dāng)加速度變?yōu)榱銜r，運動達到穩(wěn)定狀態(tài)，最終導(dǎo)體棒做勻速直線運動，利用平衡條件可求導(dǎo)體棒穩(wěn)定狀態(tài)的速度 (2)解題思路利用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律或右手定則確定感應(yīng)電動勢的大小和方向；應(yīng)用閉合電路歐姆定律求電路中的感應(yīng)電流的大??；分析所研究的導(dǎo)體的受力情況，關(guān)注安培力的方向；應(yīng)用運動學(xué)規(guī)律、牛頓第二定律、動能定理、平衡條件等列方程求解 例3、如圖4127所示，間距l(xiāng)0.3 m的平行金屬導(dǎo)軌a1b1c1和a2b2c2分別固定在兩個豎直面內(nèi)在水平面a1b1b2a2區(qū)域內(nèi)和傾角37的斜面c1b1b2c2區(qū)域內(nèi)分別有磁感應(yīng)強度B10

20、.4 T、方向豎直向上和B21 T、方向垂直于斜面向上的勻強磁場電阻R0.3 、質(zhì)量m10.1 kg、長為l 的相同導(dǎo)體桿K、S、Q分別放置在導(dǎo)軌上，S桿的兩端固定在b1、b2點，K、Q桿可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動且始終接觸良好一端系于K桿中點的輕繩平行于導(dǎo)軌繞過輕質(zhì)定滑輪自然下垂，繩上穿有質(zhì)量m20.05 kg的小環(huán) 已知小環(huán)以a6 m/s2的加速度沿繩下滑，K桿保持靜止，Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運動不計導(dǎo)軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長取g10 m/s2，sin370.6，cos370.8.求： (1)小環(huán)所受摩擦力的大??； (2)Q桿所受拉力的瞬時功率 【點評】 電磁感應(yīng)過程實質(zhì)

21、是電能與其他形式的能之間相互轉(zhuǎn)化的過程，安培力做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，“外力”克服安培力做功，則是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程一般解題思路是：(1)若安培力為恒力，由于電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功，可先求克服安培力做的功；(2)若安培力為變力，應(yīng)從能量守恒角度解題，即系統(tǒng)初態(tài)總機械能等于系統(tǒng)末態(tài)總機械能與產(chǎn)生的電能之和；(3)利用電路中所產(chǎn)生的電能計算 【變式探究】 如圖4128甲所示，在水平面上固定有長為L2 m、寬為d1 m的金屬“U”形導(dǎo)軌，在“U”形導(dǎo)軌右側(cè)l0.5 m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，且磁感應(yīng)強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示在t0時刻，質(zhì)量

22、為m0.1 kg的導(dǎo)體棒以v01 m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開始向右運動，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為0.1，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為0.1 /m，不計導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響(取g10 m/s2)(1)通過計算分析4 s內(nèi)導(dǎo)體棒的運動情況；(2)計算4 s內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向；(3)計算4 s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱 【答案】(1)略(2)0.2 A 順時針(3)0.04 J【解析】 (1)導(dǎo)體棒先在無磁場區(qū)域做勻減速運動，有mgma vtv0at xv0tat2導(dǎo)體棒速度減為零時，vt0代入數(shù)據(jù)解得：t1 s，x0.5 m，因xmg，T2mg BT1mg，

23、T2mg，T2mg DT1mg【答案】A【解析】環(huán)從位置I釋放下落，環(huán)經(jīng)過磁鐵上端和下端附近時，環(huán)中磁通量都變化，都產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可知，磁鐵阻礙環(huán)下落，磁鐵對圓環(huán)有向上的作用力。根據(jù)牛頓第三定律，圓環(huán)對磁鐵有向下的作用力，所以T1mg，T2mg，選項A正確?！究键c定位】此題考查電磁感應(yīng)、楞次定律及其相關(guān)知識。2.（2012福建）如圖甲，一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落，穿過一根豎直懸掛的條形磁鐵，銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸始終保持重合。若取磁鐵中心O為坐標(biāo)原點，建立豎直向下正方向的x軸，則圖乙中最能正確反映環(huán)中感應(yīng)電流i隨環(huán)心位置坐標(biāo)x變化的關(guān)系圖像是【答案】B【解析】由楞次定

24、律可知，感應(yīng)線圈中電流方向變化，綜合分析兩個峰值不可能相等，由排除法可知正確答案選D.【考點定位】楞次定律，電磁感應(yīng)圖像問題。3.（2012浙江）為了測量儲罐中不導(dǎo)電液體的高度，將與儲罐外面殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容C置于儲罐中，電容器可通過開關(guān)S與線圈L或電源相連，如圖所示。當(dāng)開關(guān)從a撥到b時，由L與C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生周期的振蕩電流。當(dāng)罐中的液面上升時A.電容器的電容減小B. 電容器的電容增大C. LC回路的振蕩頻率減小D. LC回路的振蕩頻率增大【答案】BC【解析】由電容器決定式知，當(dāng)液面上升的時候，相當(dāng)于介電常數(shù)在變大，所以A錯誤，B正確，所以振蕩周期變大，振蕩頻率在減小。C正確【

25、考點定位】電磁波、電容器4.（2012四川）16如圖所示，在鐵芯P上繞著兩個線圈a和b，則A繞圈a輸入正弦交變電流，線圈b可輸出恒定電流B繞圈a輸入恒定電流，穿過線圈b的磁通量一定為零C繞圈b輸出的交變電流不對線圈a的磁場造成影響D繞圈a的磁場變化時，線圈b中一定有電場5.（2012北京）19物理課上，老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實驗”。如圖， 她把一個帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來后。將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)。閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起。某同學(xué)另找來器材再探究此實驗。他連接好電路，經(jīng)重復(fù)試驗，線圈上的套環(huán)均未動。對比老師演示的實驗，下列四個選項中，導(dǎo)致套環(huán)未動的

26、原因可能是A線圈接在了直流電源上B電源電壓過高C所選線圈的匝數(shù)過多D所用套環(huán)的材料與老師的不同【答案】D【解析】根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，套環(huán)就會受到磁場的安培力，就會跳起來。即使接到直流電源上，在閉合開關(guān)的瞬間，線圈中的磁通量也會變化，電源電壓越高，線圈匝數(shù)越多，現(xiàn)象會越明顯，套環(huán)未動，一定是套環(huán)中沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流，可能套環(huán)不是金屬材料的，所以選D?！究键c定位】本題考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象，屬簡單題。6.（2012北京）15一個小型電熱器若接在輸出電壓為10v的直流電源上，消耗電功率為P；若把它接在某個正弦交流電源上，其消耗的電功率為。如果電熱器電阻

27、不變，則此交流電源輸出電壓的最大值為A5VB5VC5VD10V（2012全國新課標(biāo)卷）17.自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分，一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào)。已知變壓器線圈總匝數(shù)為1900匝；原線圈為1100匝，接在有效值為220V的交流電源上。當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時，負載R上的功率為2.0kW。設(shè)此時原線圈中電流有效值為I1，負載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，則U2和I1分別約為A.380V和5.3AB.380V和9.1AC.240V和5.3AD.240V和9.1A【答案】 B【解析】根據(jù)電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系：U1/U2=

28、n1/n2可知：U2=380V，排除選項C、D；根據(jù)I1/I2= n2/ n1可知I1=9.1A，排除選項A，綜上所述，選項B正確?！究键c定位】本考點主要考查變壓器的基本原理。（2012全國新課標(biāo)卷）19.如圖，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面（紙面）向里，磁感應(yīng)強度大小為B0.使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強度隨時間的變化率的大小應(yīng)為A. B. C. D. 【答案】 C【解

29、析】為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，只要產(chǎn)生相同的感應(yīng)電動勢即可。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律： 當(dāng)面積發(fā)生改變時可得： （1）其中，當(dāng)磁場發(fā)生改變時可得：（2），其中根據(jù)題意可得：=，正確答案為C?！究键c定位】本考點主要考查法拉第電磁感應(yīng)定律（2012全國新課標(biāo)卷）20.如圖，一載流長直導(dǎo)線和一矩形導(dǎo)線框固定在同一平面內(nèi)，線框在長直導(dǎo)線右側(cè)，且其長邊與長直導(dǎo)線平行。已知在t=0到t=t1的時間間隔內(nèi)，直導(dǎo)線中電流i發(fā)生某種變化，而線框中感應(yīng)電流總是沿順時針方向；線框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。設(shè)電流i正方向與圖中箭頭方向相同，則i隨時間t變化的圖線可能是【答案】A【解析】

30、對于A選項，電流先正向減小，這一過程，電流在矩形線框內(nèi)產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里，且逐漸減小，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同也是向里，再根據(jù)安培定則可知，感應(yīng)電流方向為順時針方向，合力方向與線框左邊所受力方向都向左；然后電流反向增大，在此過程，電流在矩形線框內(nèi)產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，且逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反，再根據(jù)安培定則可知，感應(yīng)電流方向為順時針方向，合力方向與線框左邊所受力方向都向右，綜上所述，選項A正確，選項B、C、D錯誤?！究键c定位】本考點主要考查對楞次定律的理解和應(yīng)用（2012浙江）25、（22分）為了提高自行車夜間行駛的

31、安全性，小明同學(xué)設(shè)計了一種“閃爍”裝置，如圖所示，自行車后輪由半徑r1=5.010-2m的金屬內(nèi)圈、半徑r2=0.40m的金屬內(nèi)圈和絕緣輻條構(gòu)成。后輪的內(nèi)、外圈之間等間隔地接有4根金屬條，每根金屬條的中間均串聯(lián)有一電阻值為R的小燈泡。在支架上裝有磁鐵，形成了磁感應(yīng)強度B=0.10T、方向垂直紙面向外的“扇形”勻強磁場，其內(nèi)半徑為r1、外半徑為r2、張角=/6。后輪以角速度=2 rad/s相對于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。若不計其它電阻，忽略磁場的邊緣效應(yīng)。（1）當(dāng)金屬條ab進入“扇形” 磁場時，求感應(yīng)電動勢E，并指出ab上的電流方向；（2）當(dāng)金屬條ab進入“扇形” 磁場時，畫出“閃爍”裝置的電路圖；（3）從金屬

32、條ab進入“扇形” 磁場開始，經(jīng)計算畫出輪子轉(zhuǎn)一圈過程中，內(nèi)圈與外圈之間電勢差Uab-t圖象；（4）若選擇的是“1.5V、0.3A”的小燈泡，該“閃爍”裝置能否正常工作？有同學(xué)提出，通過改變磁感應(yīng)強度B、后輪外圈半徑r2、角速度和張角等物理量的大小，優(yōu)化前同學(xué)的設(shè)計方案，請給出你的評價。aRRRREb（2）通過分析，可得電路為(3)設(shè)電路中的總電阻，根據(jù)電路可知Ab兩段電勢差為設(shè) ab離開磁場區(qū)域的時刻為，下一條金屬條進入磁場區(qū)域的時刻為 設(shè)輪子轉(zhuǎn)一圈的周期為T，則T=1s在T=1s內(nèi)，金屬條四次進出磁場，后三次與第一次一樣。由上面4式可畫出如下圖圖像0.250.500.751.2t/s （2

33、012江蘇）13. (15 分)某興趣小組設(shè)計了一種發(fā)電裝置,如圖所示. 在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角琢均為49仔,磁場均沿半徑方向. 匝數(shù)為N 的矩形線圈abcd 的邊長ab =cd =、bc =ad =2. 線圈以角速度棕繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動,bc和ad 邊同時進入磁場. 在磁場中,兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強度大小均為B、方向始終與兩邊的運動方向垂直. 線圈的總電阻為r,外接電阻為R. 求:(1)線圈切割磁感線時,感應(yīng)電動勢的大小Em;(2)線圈切割磁感線時,bc 邊所受安培力的大小F;(3)外接電阻上電流的有效值I.【解析】13. (1)bc、ad 邊的運動速度 感應(yīng)電動勢

34、解得 (2)電流 安培力 解得 (3)一個周期內(nèi),通電時間 R 上消耗的電能 且解得 【考點定位】法拉第電磁感應(yīng)定律 電功 磁場對電流的作用（2012安徽）23.（16分）圖1是交流發(fā)電機模型示意圖。在磁感應(yīng)強度為的勻強磁場中，有一矩形線圖可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的軸轉(zhuǎn)動，由線圈引起的導(dǎo)線和分別與兩個跟線圈一起繞轉(zhuǎn)動的金屬圈環(huán)相連接，金屬圈環(huán)又分別與兩個固定的電刷保持滑動接觸，這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動中就可以保持和外電話電阻形成閉合電路。圖2是線圈的住視圖，導(dǎo)線和分別用它們的橫截面來表示。已知長度為, 長度為,線圈以恒定角速度逆時針轉(zhuǎn)動。（只考慮單匝線圈）（1）線圈平面處于中性面位置時開始計時，試推導(dǎo)t時刻整個線圈中的感應(yīng)電動勢的表達式；（2）線圈平面處于與中性