專題四：電路與電磁感應(yīng)-物理-北京地區(qū)專用

第8講

恒定電流和交變電流

第9講

電磁感應(yīng)目錄專題四電路與電磁感應(yīng)

知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建●熟知電路的基本概念和規(guī)律，掌握交、直流電路的基本問題的分析方法(動態(tài)分析、故障分析、能量分析等)；●理解電磁感應(yīng)兩大規(guī)律(楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律)，掌握電磁感應(yīng)兩個基本問題(電流的方向和感應(yīng)電動勢的大小)的解題技巧；●掌握力學(xué)兩類問題(動力學(xué)和功與能)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用，熟悉電磁感應(yīng)的兩種基本模型(導(dǎo)體棒和導(dǎo)線框模型)的解題方法．第8講恒定電流和交變電流高頻考點(diǎn)探究熱點(diǎn)模型解讀高考真題聚焦

核心知識重組

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核心知識重組二、交變電流1．中性面(1)線圈通過中性面時，磁感線垂直于該時刻的線圈平面，所以磁通量最大，磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動勢為零．(2)線圈平面每次轉(zhuǎn)過中性面時，線圈中感應(yīng)電流方向改變一次，轉(zhuǎn)動一周則線圈兩次通過中性面，故一個周期內(nèi)線圈中電流方向改變兩次．(3)線圈平面處于跟中性面垂直的位置時，線圈平面平行于磁感線，磁通量為零，磁通量的變化率最大，感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流均最大，電流方向不變．

核心知識重組

核心知識重組

核心知識重組(4)變壓器中的決定關(guān)系：在匝數(shù)比一定的情況下，理想變壓器的輸出電壓由輸入電壓決定，輸入電流由輸出電流決定，輸入功率由輸出功率決定．第8講恒定電流和交變電流高考真題聚焦1．(多選)如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2.原線圈通過一理想電流表A接正弦交流電源，一個二極管和阻值為R的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端．假設(shè)該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大．用交流電壓表測得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd，則(

)

A．Uab∶Ucd＝n1∶n2B．增大負(fù)載電阻的阻值R，

電流表的讀數(shù)變小C．負(fù)載電阻的阻值越小，c、d間的電壓Ucd越大D．將二極管短路，電流表的讀數(shù)加倍BD第8講恒定電流和交變電流高考真題聚焦2．一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為220V的正弦交流電源上，如圖所示．設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為U，原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k，則(

)A第8講恒定電流和交變電流高頻考點(diǎn)探究考點(diǎn)一恒定電流電路的動態(tài)分析

例1

如圖所示，圖中的三個電表均為理想電表，當(dāng)滑動變阻器滑片P向左端緩慢移動時，下面說法正確的是(

)A．電壓表V1的讀數(shù)減小，電流表A的讀數(shù)增大B．電壓表V1的讀數(shù)增大，電壓表V2的讀數(shù)增大C．變阻器RP消耗的功率增大，電容器C所帶電荷量增加D．電壓表V2的讀數(shù)減小，電流表A的讀數(shù)減小D第8講恒定電流和交變電流高頻考點(diǎn)探究[歸納]直流電路動態(tài)變化問題的一般思路：(1)根據(jù)局部電阻的變化，確定電路的外電阻R外如何變化：電路的總電阻總是隨其中任一電阻的增大而增大，反之亦然；對電路進(jìn)行簡化時，理想電壓表視為斷路，理想電流表視為短路，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的電容器可視為斷路；從電路分析角度看，斷路可認(rèn)為是電路中某處電阻增大到無窮大，短路可認(rèn)為是電路中某處電阻減小到零，因此電路故障問題可以視為特殊的動態(tài)分析問題．(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律，確定電路的總電流如何變化．(3)根據(jù)U內(nèi)＝I總r確定電源的內(nèi)電壓如何變化，根據(jù)U外＝E－U內(nèi)確定路端電壓如何變化．(4)根據(jù)部分電路歐姆定律確定干路某定值電阻兩端的電壓如何變化，由串并聯(lián)規(guī)律確定支路兩端的電壓以及通過各支路的電流如何變化．第8講恒定電流和交變電流高頻考點(diǎn)探究變式(多選)如圖所示，電路中燈泡A、B均正常發(fā)光．忽然燈泡B比原來變暗了些，而燈泡A比原來變亮了些．電路中出現(xiàn)的故障可能是(

)A．R2發(fā)生斷路B．R3發(fā)生斷路C．R1、R2同時發(fā)生斷路D．R1、R3同時發(fā)生斷路AC第8講恒定電流和交變電流高頻考點(diǎn)探究考點(diǎn)二交變電流的產(chǎn)生及描述

例2矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生的正弦交流電的圖像如圖圖線a所示，如果只對線圈轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，則所產(chǎn)生正弦交流電的圖像如圖線b所示，以下關(guān)于這兩個正弦交流電的說法正確的是

(

)

B第8講恒定電流和交變電流高頻考點(diǎn)探究[歸納](1)線圈通過中性面時的特點(diǎn)：穿過線圈的磁通量最大；線圈中的感應(yīng)電動勢為零；線圈每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流的方向改變一次．(2)瞬時值表達(dá)式：書寫瞬時值表達(dá)式時要弄清三個關(guān)鍵：最大值、角速度、零時刻線圈所處的位置．①確定交變電流的峰值，根據(jù)已知圖像或由Em＝NBSω求出相應(yīng)峰值；②明確線圈的初始位置，找出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式：線圈從中性面開始計時，函數(shù)表達(dá)式為e＝Emsin

ωt；線圈從垂直中性面開始計時，函數(shù)表達(dá)式為e＝Emcosωt.(3)交變電流“四值”的應(yīng)用：計算線圈某時刻的受力情況時用瞬時值，討論電容器的擊穿電壓時用峰值，計算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的電功、電功率、電熱、保險絲的熔斷電流等問題時用有效值，計算通過電路某截面的電荷量時用平均值．第8講恒定電流和交變電流高頻考點(diǎn)探究變式

(多選)如圖所示，矩形線圈面積為S、匝數(shù)為N，線圈總電阻為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的OO′軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻為R.在線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中(

)BCD高頻考點(diǎn)探究第8講恒定電流和交變電流考點(diǎn)三交變電流電路的動態(tài)分析

例3(多選)如圖所示，可調(diào)理想變壓器原線圈接交流電，交流電的輸入電壓不變，副線圈通過滑動觸頭P可改變其匝數(shù)．下列說法正確的是(

)A．僅增大R的阻值，通過燈泡L的電流將變大B．僅增大R的阻值，燈泡L消耗的功率將變小C．僅將滑動觸頭P向下滑動，變壓器的輸入功率將變大D．僅將滑動觸頭P向下滑動，燈泡L兩端的電壓將變小BD高頻考點(diǎn)探究第8講恒定電流和交變電流[歸納]理想變壓器的動態(tài)分析：(1)明確變量和不變量，一般情況下原線圈電壓不變，原、副線圈的匝數(shù)比不變，其他物理量可能隨電路的變化而發(fā)生變化．(2)明確動態(tài)變化過程中的決定關(guān)系：當(dāng)原、副線圈匝數(shù)比一定時，U2由U1決定，I1由I2決定，P1由P2決定．(3)分析思路：高頻考點(diǎn)探究第8講恒定電流和交變電流變式

(多選))如圖所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1，原線圈與一可變電阻串聯(lián)后，接入一正弦交流電源；副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，負(fù)載電阻的阻值R＝11R0，V是理想電壓表，現(xiàn)將負(fù)載電阻的阻值減小為R＝5R0，保持變壓器輸入電流不變，此時電壓表的讀數(shù)為5.0V，則(

)A．此時原線圈兩端電壓的最大值約為34VB．此時原線圈兩端電壓的最大值約為24VC．原線圈兩端原來的電壓有效值約為68VD．原線圈兩端原來的電壓有效值約為48VAD熱點(diǎn)模型解讀第8講恒定電流和交變電流【模型核心歸納】(1)輸電過程的電壓關(guān)系：U2＝U3＋Ur，即升壓變壓器副線圈兩端電壓U2等于降壓變壓器原線圈兩端電壓U3與輸電線上的電壓Ur之和．熱點(diǎn)模型解讀第8講恒定電流和交變電流示例圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，在T的原線圈兩端接入一電壓u＝Umsinωt的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為(

)C熱點(diǎn)模型解讀第8講恒定電流和交變電流拓展

(多選)某柴油發(fā)電機(jī)說明書的部分內(nèi)容如下表所示．發(fā)電機(jī)到安置區(qū)的距離是400m，輸電線路中的火線和零線均為GBCZ60型單股銅導(dǎo)線，這種導(dǎo)線單位長度的電阻為2.5×10－4

Ω/m.安置區(qū)家用電器的總功率為44kW，當(dāng)這些家用電器都正常工作時，下列說法中正確的是(

)型號AED

6500S最大輸出功率60kW輸出電壓范圍220～300VA.輸電線路中的電流為20AB．輸電線路損失的電功率為8000WC．發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出電壓是260VD．如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦交流電，則輸出電壓最大值是300VBC第8講恒定電流和交變電流例1

(多選)如圖所示，圖中的四個電表均為理想電表，當(dāng)滑動變阻器滑片P向右端移動時，下列說法中正確的是(

)A．電壓表V1的讀數(shù)減小，電流表A1的讀數(shù)增大B．電壓表V1的讀數(shù)增大，電流表A1的讀數(shù)減小C．電壓表V2的讀數(shù)減小，電流表A2的讀數(shù)增大D．電壓表V2的讀數(shù)增大，電流表A2的讀數(shù)減小AD第8講恒定電流和交變電流例2

(多選)如圖所示的電路中，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，開關(guān)閉合后兩燈泡均發(fā)光，現(xiàn)在將滑動變阻器的滑片P稍向下滑動，則(

)A．電源的內(nèi)電壓變小B．燈泡L1變亮C．電流表讀數(shù)變小D．電源的總功率變小ACD第8講恒定電流和交變電流例3

(多選)如圖所示，電源電動勢E＝3V，小燈泡L標(biāo)有“2V

0.4W”字樣，開關(guān)S接1，當(dāng)變阻器調(diào)到R＝4Ω時，小燈泡L正常發(fā)光；現(xiàn)將開關(guān)S接2，小燈泡L和電動機(jī)M均正常工作．則(

)A．電源內(nèi)阻為1Ω

B．電動機(jī)的內(nèi)阻為4ΩC．電動機(jī)正常工作電壓為1VD．電源效率約為93.3%

AD第8講恒定電流和交變電流例4如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的電路圖，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變．閉合開關(guān)S，則(

)A．升壓變壓器的輸出電壓增大B．降壓變壓器的輸出電流減小C．輸電線上交流電的頻率減小D．輸電線上損耗的功率增大D第8講恒定電流和交變電流例5

(多選)如圖甲所示為一自耦變壓器，變壓器的原線圈AB端輸入電壓如圖乙所示，副線圈電路中定值電阻R0＝11Ω，電容器C的擊穿電壓為22V，移動滑片P使電容器剛好不會被擊穿，所有電表均為理想電表，下列說法正確的是(

)甲乙A．電壓表的示數(shù)為220VB．原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1C．電流表的示數(shù)等于通過電阻R0的電流D．原線圈A、B端輸入電壓的變化規(guī)律為u＝311sin100πt(V)AD第9講

電磁感應(yīng)高頻考點(diǎn)探究熱點(diǎn)模型解讀高考真題聚焦

核心知識重組

核心知識重組二、楞次定律與左、右手定則1．左手定則與右手定則的區(qū)別：部分導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢情況下，用右手定則判斷有關(guān)方向；通電導(dǎo)體在磁場中受安培力情況下，用左手定則判斷有關(guān)方向．抓住因果關(guān)系是解決問題的關(guān)鍵，“因動而電”用右手定則，“因電而力”用左手定則．2．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(yùn)動(來拒去留)，阻礙本身電流的變化(自感現(xiàn)象)．

核心知識重組三、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(diǎn)內(nèi)容，兩者的核心內(nèi)容與聯(lián)系主線如圖所示：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(jī)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．第9講電磁感應(yīng)高考真題聚焦1．

如圖(a)所示，線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上．在ab線圈中通以變化的電流，用示波器測得線圈cd間電壓如圖(b)所示．已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)線圈的電流成正比，則下列描述線圈ab中電流隨時間變化關(guān)系的圖中，可能正確的是(

)C高考真題聚焦第9講電磁感應(yīng)

2．(多選)1824年，法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實(shí)驗(yàn)”．實(shí)驗(yàn)中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖所示，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來，但略有滯后．下列說法正確的是(

)A．圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢B．圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動C．在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化D．圓盤中的自由電子隨圓盤一起運(yùn)動形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動AB高考真題聚焦第9講電磁感應(yīng)

3.

如圖所示，直角三角形金屬框abc放置在勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向平行于ab邊向上．當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度ω逆時針轉(zhuǎn)動時，a、b、c三點(diǎn)的電勢分別為φa、φb、φc.已知bc邊的長度為l.下列判斷正確的是(

)C第9講電磁感應(yīng)高頻考點(diǎn)探究考點(diǎn)一楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律

例1

(多選)航母上飛機(jī)彈射起飛是利用電磁驅(qū)動來實(shí)現(xiàn)的．電磁驅(qū)動原理如圖所示，當(dāng)固定線圈上突然通過直流電流時，線圈端點(diǎn)的金屬圓環(huán)被彈射出去．現(xiàn)在固定線圈左側(cè)同一位置，先后放有分別用橫截面積相等的銅和鋁導(dǎo)線制成的形狀、大小相同的兩個閉合環(huán)，且ρ銅<ρ鋁(ρ表示電阻率)．閉合開關(guān)S的瞬間(

)A．從左側(cè)看環(huán)中感應(yīng)電流沿順時針方向B．銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力C．若將銅環(huán)放置在線圈右方，環(huán)將向左運(yùn)動D．電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)不能向左彈射AB高頻考點(diǎn)探究第9講電磁感應(yīng)[歸納]1．楞次定律中“阻礙”的表現(xiàn)：(1)阻礙磁通量的變化；(2)阻礙物體間的相對運(yùn)動；(3)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)．2．楞次定律和右手定則：(1)楞次定律一般適用于線圈面積不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化的情景；右手定則一般適用于導(dǎo)體棒切割磁感線的情景．高頻考點(diǎn)探究第9講電磁感應(yīng)

變式(多選)如圖9-6甲所示，某閉合回路由電阻R與單匝線圈組成，其內(nèi)部磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間的變化如圖乙所示，磁場的方向垂直紙面向外，則回路中(

)甲乙A．電流方向?yàn)轫槙r針方向B．電流越來越大C．磁通量的變化率恒定不變D．產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越來越大AC高頻考點(diǎn)探究第9講電磁感應(yīng)考點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的圖像問題

例2

如圖甲所示，在電阻R＝1Ω、面積S1＝0.3m2的單匝圓形線框中心區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場，圓形磁場區(qū)域面積

S2＝0.2m2.若取磁場方向垂直紙面向外為正方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間的變化規(guī)律可用圖乙描述，則線框中的感應(yīng)電流I(取順時針方向?yàn)檎较?隨時間t的變化圖像是圖中的(

)C高頻考點(diǎn)探究第9講電磁感應(yīng)[歸納]1．電磁感應(yīng)圖像問題在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量、感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流及磁場對導(dǎo)線的作用力等物理量隨時間(或位移)的變化規(guī)律，可用圖像直觀地表示．圖像問題常見命題形式有兩種：(1)由給定的電磁感應(yīng)過程判斷相應(yīng)物理量的函數(shù)圖像；(2)由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應(yīng)過程，確定相關(guān)的物理量．2．解題思路(1)明確圖像的種類；(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程；(3)結(jié)合相關(guān)規(guī)律寫出函數(shù)表達(dá)式；(4)根據(jù)函數(shù)關(guān)系進(jìn)行圖像分析．3．求解圖像問題應(yīng)關(guān)注以下三點(diǎn)(1)初始時刻電動勢、電流等是否為零，方向是正方向還是負(fù)方向；(2)電磁感應(yīng)現(xiàn)象分為幾個階段，各階段是否與圖像變化對應(yīng)；(3)判定圖像的斜率大小、圖像曲直與物理過程是否對應(yīng)，分析斜率對應(yīng)的物理量的大小和方向的變化趨勢．高頻考點(diǎn)探究第9講電磁感應(yīng)

變式(多選)如圖所示，一沿水平方向的勻強(qiáng)磁場分布在寬度為2L的某矩形區(qū)域內(nèi)(長度足夠大)，該區(qū)域的上下邊界MN、PS是水平的．有一邊長為L的正方形導(dǎo)線框abcd從距離磁場上邊界MN的某高處由靜止釋放下落而穿過該磁場區(qū)域，已知當(dāng)線框的ab邊到達(dá)PS時線框剛好做勻速直線運(yùn)動．以線框的ab邊到達(dá)MN時開始計時，以MN處為坐標(biāo)原點(diǎn)，取如圖所示的坐標(biāo)軸x，并規(guī)定逆時針方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方向，向上為安培力的正方向，不計空氣阻力．則關(guān)于線框中的感應(yīng)電流i和線框所受到的安培力F與ab邊的位置坐標(biāo)x的以下圖線中，可能正確的是(

)ABCD

AD高頻考點(diǎn)探究第9講電磁感應(yīng)考點(diǎn)三電磁感應(yīng)綜合問題

A組例3(多選)所示，虛線框內(nèi)為某種電磁緩沖車的結(jié)構(gòu)示意圖，其主要部件為緩沖滑塊K和質(zhì)量為m的緩沖車廂．在緩沖車的底板上，沿車的軸線固定著兩個光滑水平絕緣導(dǎo)軌PQ、MN.緩沖車的底部安裝電磁鐵(圖中未畫出)，能產(chǎn)生垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.導(dǎo)軌內(nèi)的緩沖滑塊K由高強(qiáng)度絕緣材料制成，滑塊K上繞有閉合矩形線圈abcd，線圈的總電阻為R，匝數(shù)為n，ab邊長為L.假設(shè)緩沖車以速度v0與障礙物C碰撞后，滑塊K立即停下，而緩沖車廂繼續(xù)向前移動距離L后速度為零．已知緩沖車廂與障礙物和線圈的ab邊均沒有接觸，不計一切摩擦阻力．在這個緩沖過程中，下列說法正確的是(

)BC高頻考點(diǎn)探究第9講電磁感應(yīng)[歸納]1．電磁感應(yīng)動力學(xué)問題電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力的作用，從而影響導(dǎo)體棒的受力情況和運(yùn)動情況．此類問題中運(yùn)動現(xiàn)象與電磁感應(yīng)現(xiàn)象相互聯(lián)系、相互制約，解決此類問題的思路：(1)電路分析：確定“電源”，用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律(或右手定則)求解感應(yīng)電動勢的大小和方向，并求解電路中的電流；(2)受力分析與運(yùn)動分析：確定研究對象，分析安培力對運(yùn)動對象速度、加速度的影響，推導(dǎo)出其對電路中電流的影響，定性分析出研究對象最終的運(yùn)動狀態(tài)；(3)應(yīng)用牛頓第二定律、共點(diǎn)力平衡條件求解．2．電磁感應(yīng)能量問題電磁感應(yīng)過程總是伴隨著能量轉(zhuǎn)化，用能量觀點(diǎn)研究的電磁感應(yīng)問題通常是導(dǎo)體的穩(wěn)定運(yùn)動(勻速直線運(yùn)動)，對應(yīng)的受力特點(diǎn)是合外力為零，能量轉(zhuǎn)化過程一般是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，電能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，導(dǎo)體桿克服安培力做的功等于產(chǎn)生的電能，電能一般通過電流做功的方式轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(或其他形式的能)．一般情況下可利用能量守恒定律求電熱．高頻考點(diǎn)探究第9講電磁感應(yīng)

變式1

如圖所示，“凸”字形硬質(zhì)金屬線框質(zhì)量為m，相鄰各邊互相垂直，且處于同一豎直平面內(nèi)，ab邊長為l，cd邊長為2l，ab與cd平行，間距為2l.勻強(qiáng)磁場區(qū)域的上下邊界均水平，磁場方向垂直于線框所在平面．開始時，cd邊到磁場上邊界的距離為2l，線框由靜止釋放，從cd邊進(jìn)入磁場直到ef、pq邊進(jìn)入磁場前，線框做勻速運(yùn)動，在ef、pq邊離開磁場后，ab邊離開磁場之前，線框又做勻速運(yùn)動．線框完全穿過磁場過程中產(chǎn)生的熱量為Q.線框在下落過程中始終處于原豎直平面內(nèi)，且ab、cd邊保持水平，重力加速度為g.求(1)線框ab邊將離開磁場時做勻速運(yùn)動的速度大小是cd邊剛進(jìn)入磁場時的幾倍；(2)磁場上下邊界間的距離H.高頻考點(diǎn)探究第9講電磁感應(yīng)

變式2如圖所示，間距為L、電阻不計的足夠長平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌左端用一阻值為R的電阻連接，導(dǎo)軌上橫跨一根質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好．整個裝置處于豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中．現(xiàn)使金屬棒以初速度v沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動，若金屬棒在整個運(yùn)動過程中通過其某截面的電荷量為q.下列說法正確的是(

)C第9講電磁感應(yīng)【模型核心歸納】電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力的作用，從而影響導(dǎo)體棒的受力情況和運(yùn)動情況．此類問題中運(yùn)動現(xiàn)象與電磁感應(yīng)現(xiàn)象相互聯(lián)系、相互制約，解決此類問題的思路：(1)“電源”分析：分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的“電源”——切割磁感線的金屬棒或部分導(dǎo)體框，用E＝BLv和楞次定律(或右手定則)求解感應(yīng)電動勢E的大小和方向，確定內(nèi)電阻r；(2)電路分析：分析電路結(jié)構(gòu)，明確各部分電路的串并聯(lián)關(guān)系，求解相關(guān)部分的電流大小和方向；(3)受力分析：分析金屬桿、金屬框的受力情況，特別注意安培力引起的動態(tài)變化；熱點(diǎn)模型解讀第9講電磁感應(yīng)(4)運(yùn)動分析：對金屬桿、金屬框進(jìn)行受力分析，分析安培力對運(yùn)動對象速度、加速度的影響，推導(dǎo)出其對電路中電流的影響，定性分析出研究對象最終的運(yùn)動狀態(tài)(是否勻速直線運(yùn)動)；(5)能量分析：分析電磁感應(yīng)過程和金屬棒、金屬框運(yùn)動過程中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，建立能量轉(zhuǎn)化和守恒關(guān)系．注意求解電熱Q的三種方法：(1)電流不變，Q＝I2Rt；(2)功能關(guān)系：電熱Q等于克服安培力做的功；(3)能量守恒定律：電熱Q等于其他能量的減少量.熱點(diǎn)模型解讀熱點(diǎn)模型解讀第9講電磁感應(yīng)示例

如圖所示，水平虛線L1、L2之間是勻強(qiáng)磁場，磁場方向水平向里，磁場高度為h.豎直平面內(nèi)有一等腰梯形線框，底邊水平，其上下邊長之比為5∶1，高為2h.現(xiàn)使線框AB邊在磁場邊界L1的上方h高處由靜止自由下落，當(dāng)AB邊剛進(jìn)入磁場時線框的加速度恰好為0，在DC邊剛進(jìn)入磁場前的一段時間內(nèi)，線框做勻速運(yùn)動．(1)在DC邊進(jìn)入磁場前，線框做勻速運(yùn)動時的速度與AB邊剛進(jìn)入磁場時的速度之比是多少？(2)DC邊剛進(jìn)入磁場時，線框加速度的大小為多少？(3)從線框開始下落到DC邊剛進(jìn)入磁場的過程中，求線框的機(jī)械能損失和重力做功之比．熱點(diǎn)模型解讀第9講電磁感應(yīng)拓展如圖所示，在傾角為θ＝30°的光滑絕緣斜面abcd上有一垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場，磁場的上下有邊界且與斜面底邊cd平行，虛線為磁場的邊界線．在斜面上有一個質(zhì)量為m＝0.2kg、電阻為R＝0.27Ω、邊長為L＝60cm的正方形金屬線框，和磁場上邊界相距s＝90cm.將線框從靜止開始釋放，沿斜面滑下，線框底邊始終與斜面底邊平行．若線框剛進(jìn)入磁場時，恰好能做勻速運(yùn)動．(1)求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B