人教版 高考总复习 物理10-4
2025年高考物理一轮复习(新人教版)第10章实验11 测量电源的电动势和内阻
结论：E测<E真，r测<r真. 方法b 等效电源法 如图甲所示，E 测＝RVR＋V rE 真<E 真，r 测＝RRV＋Vr r<r 真.
②若采用丙图电路 方法a 电流表的分压作用造成误差，电流越大，电流表分压越多，对 应U真与U测的差越大，UA＝I·RA.其中U－I图像如图丁所示. 结论：E测＝E真，r测>r真. 方法b 等效电源法 如图丙所示，E测＝E真，r测＝r＋RA>r真. (3)电路选择： ①电源内阻一般较小，选图甲电路误差较小. ②当 内阻已知时选图丙电路，此时r＝k－RA，没有系统误差.
4.误差分析 (1)误差来源：电流表有电阻，导致内阻测量不准确； (2)结论：E测＝E真，r测＞r真(r测＝r真＋rA).
例3 某物理兴趣小组要测量一电池组的电 动势和内阻，实验室提供下列仪器： A.电池组(电动势约为3 V，内阻约为10 Ω) B.电压表V(量程0～15.0 V，内阻约为3 000 Ω) C.电流表A(量程为0～2 mA，内阻RA＝12 Ω) D.定值电阻R0＝6 Ω E.电阻箱R1(0～999 Ω，0～1.0 A) F.滑动变阻器R2(0～2 000 Ω，0～1.0 A) G.导线及开关
(1)同学们根据提供的器材，设计了如图 甲所示的(a)、(b)两种测量电路，经讨论 后认为(a)测量电路不合理，应选(b)测量 电路.请说明(a)测量电路不合理的原因： _________________. 答案 见解析
由于电流表量程较小，若直接测量干路中电流，则测量数据范围太 小，测量误差较大，故(a)测量电路不合理；
伏阻法测电动势和内阻
梳理 必备知识 1.实验原理 闭合电路欧姆定律E＝U＋URr ，电路图如图所示.
2.实验器材 电池、 电压表 、 电阻箱 、开关、导线、坐标纸和刻度尺.
物理学案 人教版高考一轮复习第10章电磁感应学案及实验教学
第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流一、法拉第电磁感应定律 1．感应电动势(1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势。
(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。
(3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。
2．法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
(2)公式：E ＝n ΔΦΔt，其中n 为线圈匝数。
(3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路的欧姆定律，即I ＝ER ＋r 。
3．导体切割磁感线的情形(1)若B 、l 、v 相互垂直，则E ＝Blv 。
(2)v ∥B 时，E ＝0。
二、自感、涡流 1．自感现象(1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感。
(2)自感电动势①定义：在自感现象中产生的感应电动势叫作自感电动势。
②表达式：E ＝L ΔIΔt。
(3)自感系数L①相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关。
②单位：亨利(H)，1 mH ＝10－3H,1 μH＝10－6H 。
2．涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水的漩涡，所以叫涡流。
授课提示：对应学生用书第196页命题点一 对法拉第电磁感应定律的理解及应用 自主探究1．感应电动势的决定因素(1)由E ＝n ΔΦΔt 知，感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率ΔΦΔt 和线圈匝数n 共同决定，磁通量Φ较大或磁通量的变化量ΔΦ较大时，感应电动势不一定较大。
(2)ΔΦΔt 为单匝线圈产生的感应电动势大小。
2．法拉第电磁感应定律的三个特例(1)回路与磁场垂直的面积S 不变，磁感应强度发生变化，则ΔΦ＝ΔB·S，E ＝n ΔBΔt S 。
(2)磁感应强度B 不变，回路与磁场垂直的面积发生变化，则ΔΦ＝B·ΔS，E ＝nB ΔSΔt。
(3)磁通量的变化是由面积和磁场变化共同引起时，则ΔΦ＝Φ末－Φ初，E ＝n B 2S 2－B 1S 1Δt ≠n ΔB·ΔSΔt。
2020届高考物理总复习 10 训练新人教版【共4套18页】
本套资源目录2020届高考物理总复习10.1电磁感应现象楞次定律针对训练含解析新人教版2020届高考物理总复习10.2法拉第电磁感应定律针对训练含解析新人教版2020届高考物理总复习10专题三电磁感应中的电路和图象问题针对训练含解析新人教版2020届高考物理总复习10专题四电磁感应中的动力学和能量综合问题针对训练含解析新人教版10.1 电磁感应现象 楞次定律1．(多选)如图10－1－21是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中表示正确的是( )图10－1－21解析：根据楞次定律可确定感应电流的方向：如对C 图分析，当磁铁向下运动时：(1)闭合线圈原磁场的方向——向上；(2)穿过闭合线圈的磁通量的变化——增加；(3)感应电流产生的磁场方向——向下；(4)利用安培定则判断感应电流的方向——与图中箭头方向相同．线圈的上端为S 极，磁铁与线圈相互排斥．综合以上分析知，C 、D 正确． 答案：CD2．如图10－1－22甲所示，长直导线与导线框abcd 固定在同一平面内．直导线中通以如图乙所示的大小和方向都随时间作周期性变化的交流电，并取图甲所示向上的电流方向为直导线中电流的正方向．关于0～T 时间内线框abcd 中感应电流的方向，下列说法正确的是( )图10－1－22A ．由顺时针方向变为逆时针方向B ．由逆时针方向变为顺时针方向C ．由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向D ．由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向解析：由题图乙，在0～T 4时间内电流正向增大，根据安培定则，矩形线圈所处的磁场垂直纸面向里，由于磁通量增大，由增反减同，矩形线圈中的感应磁场应垂直纸面向外，感应电流为逆时针，同理，T 4～T 2，T 2～3T 4，3T 4～T 内感应电流的方向依次为顺时针、顺时针、逆时针，故D 正确．答案：D3．如图10－1－23所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管，则电路中( )图10－1－23A ．始终有感应电流自a 向b 流过电流表GB ．始终有感应电流自b 向a 流过电流表GC ．先有a →G →b 方向的感应电流，后有b →G →a 方向的感应电流D ．将不会产生感应电流解析：条形磁铁从左边进入螺线管的过程中，在螺线管内产生的磁场方向向右，且穿过螺线管的磁通量不断增加，根据楞次定律，产生的感应电流的方向是a →G→b ，条形磁铁从螺线管中向右穿出的过程中，在螺线管中产生的磁场方向仍向右，穿过螺线管的磁通量不断减小，根据楞次定律，产生的感应电流的方向是b →G →a ，故C 正确．答案：C4．(2019年杭州模拟)如图10－1－24所示，匀强磁场垂直圆形线圈指向纸内，a 、b 、c 、d 为圆形线圈上等距离的四点，现用外力在上述四点将线圈拉成正方形，且线圈仍处在原先所在平面内，则在线圈发生形变的过程中( )图10－1－24A ．线圈中将产生abcda 方向的感应电流B ．线圈中将产生adcba 方向的感应电流C ．线圈中感应电流方向无法判断D ．线圈中无感应电流解析：周长一定时，圆形的面积最大．本题线圈面积变小，磁通量变小，有感应电流产生，由楞次定律可知线圈中将产生顺时针方向的感应电流，故A 正确．答案：A5．(2019年唐山模拟)(多选)如图10－1－25所示，在匀强磁场中，放有一与线圈D 相连接的平行导轨，要使放在线圈D 中的线圈A (A 、D 两线圈同心共面)各处受到沿半径方向指向圆心的力，金属棒MN的运动情况可能是( )图10－1－25A．匀速向右 B.加速向左C．加速向右 D.减速向左解析：若金属棒MN匀速向右运动，则线圈D与MN组成回路，产生恒定电流，穿过线圈A的磁通量不变，线圈A不受安培力作用，选项A错误；若金属棒MN加速向左运动，则线圈D与MN组成回路中的电流不断增强，故穿过线圈A的磁通量不断增强，根据楞次定律，为阻碍磁通量的增强，线圈A有收缩的趋势，受到沿半径方向指向圆心的安培力，选项B 正确；同理可得，当金属棒MN加速向右运动时，线圈A有收缩的趋势，受到沿半径方向指向圆心的安培力，选项C正确；当金属棒MN减速向左运动时，线圈A有扩张的趋势，受到沿半径方向背离圆心的安培力，选项D错误．答案：BC6．(2019年上海虹口区一模)(多选)如图10－1－26所示，水平放置的光滑绝缘直杆上套有A、B、C三个金属铝环，B环连接在图示的电路中．闭合开关S的瞬间( )图10－1－26A．A环向左滑动B．C环向左滑动C．A环有向外扩展的趋势D．C环有向内收缩的趋势解析：闭合开关S的瞬间，通过A、C环的磁通量增大，根据楞次定律和左手定则可知：A环向左运动，且有收缩的趋势；C环向右运动，且有收缩的趋势，故A、D正确，B、C错误．答案：AD7．(2017年高考·课标全国卷Ⅲ)如图10－1－27，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直．金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面．现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是( )图10－1－27A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向解析：金属杆PQ向右切割磁感线，根据右手定则可知PQRS中感应电流沿逆时针方向；原来T中的磁场方向垂直于纸面向里，金属杆PQ中的感应电流产生的磁场方向垂直于纸面向外，使得穿过T的磁通量减小，根据楞次定律可知T中产生顺时针方向的感应电流，综上所述，可知A、B、C项错误，D项正确．答案：D10.2 法拉第电磁感应定律1．(2019年湖北质检)如图10－2－18所示，一线圈匝数为n ，横截面积为S ，总电阻为r ，处于一个均匀增强的磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k ，磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为C ，两个电阻的阻值分别为r 和2r .下列说法正确的是( )图10－2－18A ．电容器所带电荷量为2nSkC 5B ．电容器所带电荷量为3nSkC 5C ．电容器下极板带正电D ．电容器上极板带正电解析：闭合线圈与阻值为r 的电阻形成闭合回路，线圈相当于电源，电容器两极板间的电压等于路端电压；线圈产生的感应电动势为E ＝nSΔB Δt ＝nSk ，路端电压U ＝E 2＝nSk 2，电容器所带电荷量为Q ＝CU ＝nSkC2，A 、B 错误；根据楞次定律，感应电流从线圈的右端流到左端，左端电势高，电容器上极板带正电，C 错误，D 正确．答案：D2．(2019年江西南昌摸底)(多选)如图10－2－19甲所示，圆形闭合线圈内存在方向垂直纸面向外的磁场，磁感应强度随时间变化如图10－2－19乙所示，则下列说法正确的是( )图10－2－19A ．0～1 s 内线圈的磁通量不断增大B ．第4 s 末的感应电动势为0C ．0～1 s 内与2～4 s 内的感应电流大小相等D ．0～1 s 内感应电流方向为顺时针方向解析：由法拉第电磁感应定律E ＝ΔΦΔt ＝ΔB ·S Δt，得出各段时间内的感应电动势的大小由图象的斜率决定．根据Φ＝BS 可知，在0～1 s 内线圈的磁通量不断增大，故A 正确；第4 s 末的感应电动势等于2～4 s 内的感应电动势，故B 错误；根据公式E ＝ΔΦΔt ＝ΔB ·S Δt，在0～1 s 内与2～4 s 内的磁通量的变化率不同，所以感应电动势大小不同，则感应电流大小也不相等，故C 错误；0～1 s 内，磁场垂直纸面向外，大小在增加，根据楞次定律，感应电流方向为顺时针方向，故D 正确．答案：AD3．(2019年信阳模拟)如图10－2－20所示，甲、乙、丙中除导体棒ab 可动外，其余部分均固定不动．图甲中的电容器C 原来不带电，设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计．图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中，导轨足够长，若给导体棒ab 一个向右的初速度v 0，ab 的最终运动状态是( )图10－2－20A ．三种情况下，ab 最终都是做匀速运动B ．图甲、丙中ab 最终将以某一速度做匀速运动；图乙中ab 最终静止C ．图甲、丙中ab 最终将以相同的速度做匀速运动D ．三种情况下，ab 最终均静止解析：图甲中，当电容器C 两端电压等于ab 切割磁感线产生的感应电动势时，回路电流为零，ab 做匀速运动；图乙中，ab 在F 安作用下做减速运动直至静止；图丙中，若BLv 0＜E ，ab 先做加速运动至BLv ＝E 时，回路中电流为零，ab 再做匀速运动，故B 对，A 、C 、D 均错．答案：B4．(多选)如图10－2－21所示是圆盘发电机的示意图；铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C 、D 分别与转动轴和铜盘的边缘接触．若铜盘半径为L ，匀强磁场的磁感应强度为B ，回路的总电阻为R ，从左往右看，铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动．则( )图10－2－21A ．由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流B ．回路中感应电流大小不变，为BL 2ω2RC ．回路中感应电流方向不变，为C →D →R →CD ．回路中有周期性变化的感应电流解析：把铜盘看作闭合回路的一部分，在铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动时，铜盘切割磁感线产生感应电动势，回路中有感应电流，选项A 错误；铜盘切割磁感线产生的感应电动势为E ＝12BL 2ω，根据闭合电路欧姆定律，回路中感应电流I ＝E R ＝BL 2ω2R，由右手定则可判断出感应电流方向为C →D →R →C ，选项B 、C 正确，D 错误．答案：BC5．(多选)如图10－2－22所示，两个相同灯泡L 1、L 2，分别与自感线圈L 和电阻R 串联，接到内阻不可忽略的电源的两端，当闭合开关S 到电路稳定后，两灯泡均正常发光，已知自感线圈的自感系数很大．则下列说法正确的是( )图10－2－22A ．闭合开关S 到电路稳定前，灯泡L 1逐渐变亮B ．闭合开关S 到电路稳定前，灯泡L 2由亮变暗C ．断开开关S 的一段时间内，A 点电势比B 点电势高D ．断开开关S 的一段时间内，灯泡L 2亮一下逐渐熄灭解析：闭合开关的瞬间，L 2灯立即正常发光，L 1灯所在电路上线圈产生自感电动势，阻碍电流的增大，电流只能逐渐增大，L 1灯逐渐变亮，故A 正确；闭合开关S 到电路稳定前，L 1灯所在电路上线圈产生自感电动势，电流只能逐渐增大，则总电路中的电流逐渐增大，电源的内电阻消耗的电压逐渐增大，所以路端电压逐渐减小，则灯泡L 2逐渐变暗，故B 正确；闭合开关，待电路稳定后断开开关，L 中产生自感电动势，相当于电源，电流的方向与L 1的方向相同，从右向左流过L 2灯，所以A 点电势比B 点电势低，故C 错误；断开开关S 的一段时间内，L 中产生自感电动势，相当于电源，电流从原来的电流开始减小，所以两个灯泡都是逐渐熄灭，不会闪亮一下，故D 错误．答案：AB6．(2019年苏北三市模拟)(多选)如图10－2－23所示的电路中，电感L 的自感系数很大，电阻可忽略，D 为理想二极管，则下列说法正确的有( )图10－2－23A．当S闭合时，L1立即变亮，L2逐渐变亮B．当S闭合时，L1一直不亮，L2逐渐变亮C．当S断开时，L2立即熄灭D．当S断开时，L1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭解析：当S闭合时，因二极管加上了反向电压，故二极管截止，L1一直不亮，通过线圈的电流增加，感应电动势阻碍电流增加，故使得L2逐渐变亮，选项B正确，A错误；当S断开时，由于线圈自感电动势阻碍电流的减小，故通过L1的电流要在L2－L1－D－L之中形成新的回路，故L1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭，选项C错误，D正确．答案：BD10 专题三电磁感应中的电路和图象问题1. (多选)如图3－12甲所示，螺线管匝数n ＝1 000匝，横截面积S ＝10 cm 2，螺线管导线电阻r ＝1Ω，电阻R ＝4Ω，磁感应强度B 的B －t 图象如图3－12乙所示(以向右为正方向)，下列说法正确的是( )图3－12A ．通过电阻R 的电流是交变电流B ．感应电流的大小保持不变C ．电阻R 两端的电压为6 VD ．C 点的电势为4.8 V解析：由E ＝n ΔB ·S Δt＝6 V ，一个周期的时间内，前半个周期与后半个周期的电动势(电流)大小相等、方向相反，所以通过R 的电流是交变电流，选项A 、B 正确；电阻R 上的电压U R ＝E R ＋rR ＝4.8 V ，选项C 错误；0～1 s 内C 点比A 点电势高，C 点的电势为4.8 V ，1～2 s 内，C 点比A 点电势低，C 点的电势为－4.8 V ，选项D 错误．答案：AB2．(2019年云南统一检测)(多选)如图3－13所示，边长为L 、不可形变的正方形导线框内有半径为r 的圆形磁场区域，其磁感应强度B 随时间t 的变化关系为B ＝kt (常量k >0)．回路中滑动变阻器R 的最大阻值为R 0，滑动片P 位于滑动变阻器中央，定值电阻R 1＝R 0、R 2＝R 02.闭合开关S ，电压表的示数为U ，不考虑虚线MN 右侧导体的感应电动势，则( )图3－13A ．R 2两端的电压为U 7B ．电容器的a 极板带正电C ．滑动变阻器R 的热功率为电阻R 2的5倍D ．正方形导线框中的感应电动势为kL 2解析：由法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB Δt s有E ＝k πr 2，D 错误；因k >0，由楞次定律知线框内感应电流沿逆时针方向，故电容器b 极板带正电，B 错误；由题图知外电路结构为R 2与R 的右半部并联，再与R 的左半部、R 1相串联，故R 2两端电压U 2＝R 02×12R 0＋R 02＋R 02×12U＝U7，A 正确；设R 2消耗的功率为P ＝IU 2，则R 消耗的功率P ′＝P 左＋P 右＝2I ×2U 2＋IU 2＝5P ，故C 正确．答案：AC3．(2019年江苏南京二模)(多选)如图3－14所示，光滑平行金属导轨MN 、PQ 所在平面与水平面成θ角，M 、P 两端接一阻值为R 的定值电阻，阻值为r 的金属棒ab 垂直导轨放置，其他部分电阻不计．整个装置处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下．t ＝0时对金属棒施加一平行于导轨的外力F ，金属棒由静止开始沿导轨向上做匀加速直线运动．下列关于穿过回路abPMa 的磁通量变化量ΔΦ、磁通量的瞬时变化率ΔΦΔt 、通过金属棒的电荷量q 随时间t 变化以及a 、b 两端的电势差U 随时间t 变化的图象中，正确的是( )图3－14解析：设加速度为a ，运动的位移x ＝12at 2，磁通量变化量ΔΦ＝BLx ＝12BLat 2，ΔΦ∝t 2，选项A 错误；感应电动势E ＝ΔΦΔt ＝12BLat ，故ΔΦΔt ∝t ，选项B 正确；U ＝RE R ＋r ＝RBLa 2（R ＋r ）t ，U ∝t ，选项D 正确；电荷量q ＝ΔΦR，因为ΔΦ∝t 2，所以q ∝t 2，选项C 错误．答案：BD4．(2019年山东德州期末)(多选)如图3－15所示为三个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B ，方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均为L .在磁场区域的左侧边界处有一边长为L 的正方形导体线框，总电阻为R ，且线框平面与磁场方向垂直．现用外力F 使线框以速度v 匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E 为正，磁感线垂直纸面向里时的磁通量Φ为正值，外力F 向右为正．则以下能反映线框中的磁通量Φ、感应电动势E 、外力F 和电功率P 随时间变化规律的图象是( )图3－15解析：在0～L v 时间内，磁通量Φ＝BLvt ，为负值，逐渐增大；在t ＝3L2v时磁通量为零；当t ＝2L v 时，磁通量Φ＝BL 2为最大正值；在2L v ～5L 2v 时间内，磁通量为正，逐渐减小；t ＝5L 2v 时，磁通量为零；5L 2v ～3L v 时间内，磁通量为负，逐渐增大；t ＝3Lv时，磁通量为负的最大值；3L v ～4L v 时间内，磁通量为负，逐渐减小，由此可知选项A 正确．在0～Lv时间内，E ＝BLv ，为负值；在L v ～2L v 时间内，两个边切割磁感线，感应电动势E ＝2BLv ，为正值；在2L v ～3Lv时间内，两个边切割磁感线，感应电动势E ＝2BLv ，为负值；在3L v～4Lv时间内，一个边切割磁感线，E ＝BLv ，为正值，B 正确.0～L v时间内，安培力向左，外力向右，F 0＝F 安＝BI 0L ，电功率P 0＝I 2R ＝B 2L 2v 2R ；L v ～2L v 时间内，外力向右，F 1＝2B ·2I 0L ＝4F 0，电功率P 1＝I 21R ＝4B 2L 2v 2R＝4P 0；2L v ～3L v 时间内，外力向右，F 2＝2B ·2I 0L ＝4F 0，电功率P 2＝I 22R ＝4B 2L 2v 2R ＝4P 0；在3L v ～4L v时间内，外力向右，F 3＝BI 0L ＝F 0，电功率P 3＝I 20R ＝B 2L 2v 2R＝P 0，选项C 错误，D 正确．答案：ABD5．面积S ＝0.2 m 2、n ＝100匝的圆形线圈，处在如图3－16所示的匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈所在平面，磁感应强度B 随时间t 变化的规律是B ＝0.02t (T)．电阻R 与电容器C 并联后接在线圈两端，电阻R ＝3Ω，电容C ＝30 μF ，线圈电阻r ＝1Ω，求：图3－16(1)通过R 的电流的大小和方向； (2)电容器所带的电荷量．解析：(1)通过圆形线圈的磁通量Φ变大，由楞次定律和安培定则知，线圈中感应电流的方向为逆时针，所以通过R 的电流方向为由b 到a .由法拉第电磁感应定律，线圈产生的感应电动势为E ＝n ΔΦΔt ＝nS ΔB Δt＝100×0.2×0.02 V ＝0.4 V由闭合电路欧姆定律，通过R 的电流为I ＝E R ＋r ＝0.43＋1A ＝0.1 A. (2)电容器两端的电压等于电阻R 两端的电压， 即U C ＝U R ＝IR ＝0.1×3 V ＝0.3 V 电容器所带的电荷量为Q ＝CU C ＝30×10－6×0.3 C ＝9×10－6 C.答案：(1)0.1 A ，方向b →R →a (2)9×10－6C10 专题四电磁感应中的动力学和能量综合问题1．如图4－10所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个闭合线圈Ⅰ、Ⅱ分别用同种导线绕制而成，其中Ⅰ为边长为L 的正方形，Ⅱ是长为2L 、宽为L 的矩形，将两个线圈同时从图示位置由静止释放．线圈下边进入磁场时，Ⅰ立即做了一段时间的匀速运动，已知两线圈在整个下落过程中，下边始终平行于磁场上边界，不计空气阻力，则( )图4－10A ．下边进入磁场时，Ⅱ也立即做匀速运动B ．从下边进入磁场开始的一段时间内，线圈Ⅱ做加速度不断减小的加速运动C ．从下边进入磁场开始的一段时间内，线圈Ⅱ做加速度不断减小的减速运动D ．线圈Ⅱ先到达地面解析：线圈Ⅱ的电阻是Ⅰ的32倍，线圈Ⅱ进入磁场时产生的感应电动势是Ⅰ的2倍，即R Ⅱ＝32R Ⅰ，E Ⅱ＝2E Ⅰ，由I ＝E R 得，I Ⅱ＝43I Ⅰ；由F 安＝BIL ，F Ⅱ＝BI Ⅱ·2L ，F Ⅰ＝BI Ⅰ·L ，则F Ⅱ＝83F Ⅰ，但G Ⅱ＝32G Ⅰ，由于Ⅰ进入磁场做匀速运动，即F Ⅰ＝G Ⅰ，则F Ⅱ>G Ⅱ，所以Ⅱ进入磁场立即做加速度不断减小的减速运动，A 、B 错误，C 正确；因线圈Ⅰ、Ⅱ进入磁场时速度相同，但此后Ⅰ匀速，Ⅱ减速，故Ⅱ后到达地面，D 错误．答案：C2．(2019年湖北重点中学联考)如图4－11所示，足够长的光滑金属导轨MN 、PQ 平行放置，两导轨的平面与水平方向的夹角为θ.在导轨的最上端M 、P 之间接有电阻R ，不计其他电阻．导体棒ab 从导轨的最底端冲上导轨，当没有磁场时，ab 棒上升的最大高度为H ；若存在垂直导轨平面的匀强磁场时，ab 棒上升的最大高度为h .在两次运动过程中ab 棒都与导轨保持垂直，且初速度都相等．则下列说法正确的是( )图4－11A ．两次上升的最大高度有H <hB ．有磁场时ab 棒所受合力的功大于无磁场时合力的功C ．有磁场时，电阻R 产生的焦耳热为12mv 2D ．有磁场时，ab 棒上升过程的最小加速度为g sin θ解析：没加磁场时，机械能守恒，动能全部转化为重力势能．加有磁场时，动能的一部分转化为重力势能，还有一部分转化为整个回路的内能，则加有磁场时的重力势能小于没加磁场时的重力势能，即h <H ，故A 错误；由动能定理知，合力的功等于导体棒动能的变化量，有、无磁场时，棒的初速度相等，末速度都为零，则知ab 棒所受合力的功相等，故B 错误；设电阻R 产生的焦耳热为Q ，根据能量守恒知有12mv 20＝Q ＋mgh ，则Q <12mv 20，故C 错误；有磁场时，导体棒上升时受重力、支持力、沿斜面向下的安培力，当上升到最高点时，安培力为零，所以ab 上升过程的最小加速度为g sin θ，故D 正确．答案：D3．(多选)水平固定放置的足够长的U 形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上放着金属棒ab ，开始时，ab 棒以水平初速度v 0向右运动，最后静止在导轨上，就导轨光滑和粗糙两种情况比较，这个过程 ( )图4－12A ．安培力对ab 棒所做的功不相等B ．电流所做的功相等C ．产生的总内能相等D ．通过ab 棒的电荷量相等解析：导轨光滑时，只有安培力做功，安培力做功等于动能变化量，导轨粗糙时，安培力与摩擦力做功之和等于动能的变化量，所以两种情况中动能变化量相等，故A 正确、B 错误．两种情况中金属棒的动能最终全部转化为内能，C 正确．通过ab 棒的电荷量Q ＝ΔΦR＝B ΔSR，光滑时比粗糙时ab 棒运动的路程长，故ΔS 大，通过的电荷量Q 多，故D 错误． 答案：AC4．(2019年济南针对训练)(多选)如图4－13所示的竖直平面内，水平条形区域Ⅰ和Ⅱ内有大小相等，方向垂直竖直面向里的匀强磁场，其宽度均为d ，Ⅰ和Ⅱ之间有一宽度为h 的无磁场区域，h >d .一质量为m 、边长为d 的正方形线框由距区域Ⅰ上边界某一高度处静止释放，在穿过两磁场区域的过程中，通过线框的电流及其变化情况相同．重力加速度为g ，空气阻力忽略不计．则下列说法正确的是 ( )图4－13A．线框进入区域Ⅰ时与离开区域Ⅰ时的电流方向相同B．线框进入区域Ⅱ时与离开区域Ⅱ时所受安培力的方向相同C．线框有可能匀速通过磁场区域ⅠD．线框通过区域Ⅰ和区域Ⅱ产生的总热量为Q＝2mg(d＋h)解析：由楞次定律可知，线框进入区域Ⅰ时感应电流为逆时针方向，而离开区域Ⅰ时的电流方向为顺时针方向，故选项A错误；由楞次定律可知，线框进入区域Ⅱ时与离开区域Ⅱ时所受安培力的方向相同，均向上，选项B正确；因穿过两磁场区域的过程中，通过线框的电流及其变化情况相同，则可知线框进入区域Ⅰ时一定是做减速运动，选项C错误；线框离开磁场区域Ⅰ的速度应等于离开磁场区域Ⅱ的速度，则在此过程中，线圈的机械能的减小量等于线框通过区域Ⅱ产生的电能，即Q2＝mg(d＋h)，则线框通过区域Ⅰ和区域Ⅱ产生的总热量为Q＝2Q2＝2mg(d＋h)，选项D正确．答案：BD5．(多选)如图4－14所示，质量为3m的重物与一质量为m的线框用一根绝缘细线连接起来，挂在两个高度相同的定滑轮上，已知线框的横边边长为L，水平方向匀强磁场的磁感应强度为B，磁场上下边界的距离、线框竖直边长均为h.初始时刻，磁场的下边缘和线框上边缘的高度差为2h，将重物从静止开始释放，线框上边缘刚进磁场时，恰好做匀速直线运动，滑轮质量、摩擦阻力均不计．则下列说法中正确的是( )图4－14A．线框进入磁场时的速度为2ghB ．线框的电阻为B 2L 22mg2ghC ．线框通过磁场的过程中产生的热量Q ＝2mghD ．线框通过磁场的过程中产生的热量Q ＝4mgh解析：从初始时刻到线框上边缘刚进入磁场，由机械能守恒定律得3mg ×2h ＝mg ×2h ＋4m v 22，解得线框刚进入磁场时的速度v ＝2gh ，故A 对；线框上边缘刚进磁场时，恰好做匀速直线运动，故受合力为零，3mg ＝BIL ＋mg ，I ＝BLv R ，解得线框的电阻R ＝B 2L 22mg2gh ，故B对；线框匀速通过磁场的距离为2h ，产生的热量等于系统重力势能的减少量，即Q ＝3mg ×2h－mg ×2h ＝4mgh ，故C 错，D 对．答案：ABD6．两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为L .导轨上面垂直放置两根导体棒ab 和cd ，构成矩形回路，如图4－15所示．两根导体棒的质量皆为m ，电阻均为R ，回路中其余部分的电阻可不计，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B .设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行．开始时，棒cd 静止，棒ab 有指向棒cd 的初速度v 0.若两导体棒在运动中始终不接触，则：图4－15(1)在运动中产生的焦耳热最多是多少？(2)当ab 棒的速度变为初速度的34时，cd 棒的加速度是多少？解析：(1)两棒速度相同时产生的焦耳热最多．从开始到两棒达到相同速度v 的过程中，两棒的总动量守恒，有mv 0＝2mv根据能量守恒定律，整个过程中产生的焦耳热Q ＝12mv 20－12(2m )v 2＝14mv 20.(2)设ab 棒的速度变为34v 0时，cd 棒的速度为v ′，则由动量守恒定律可知mv 0＝34mv 0＋mv ′解得v ′＝14v 0，回路中的电动势E ＝34BLv 0－14BLv 0＝12BLv 0此时cd 棒所受的安培力F ＝BIL ＝B 2L 2v 04R.由牛顿第二定律可得，cd 棒的加速度a ＝F m ＝B 2L 2v 04mR.1 4mv20(2)B2L2v04mR答案：(1)。
人教版高中物理高考必考重点知识点总结完整版(必修+选修)
物理必修一知识点总结⑴、任一时刻物体运动的位移⑵、图线的斜率．．的大小．．．．．表示物体运动速度⑴、图线向上倾斜表示物体沿正向作直线运动，图线向下倾斜表示物体沿反向作直线运动。
⑵、两图线相交表示两物体在这一时刻相遇⑶、比较两物体运动速度大小的关系（看两物体X—t图象中图线的斜率．．．．．）2、从V—t图象中可求：⑴、任一时刻物体运动的速度：在t．轴上方．．．．．．．．．，在t．轴下方．．．表示物体运动方向为正表示物体运动方向为负．．．．．．。
⑵、图线的斜率．．．的大小．．．．．表示物体加速度⑴、图线纵坐标的截距表示．．．．．．．．．．0V）．．．时刻的速度（即初速度．．．．．．．．t=0⑵、图线与横坐标所围的面积表示．．．．．．．．．。
在t．轴上方的位移为．．．．相应时间内的位移正．，在t ．轴下方的位移为负．．．．．．．．。
某段时间内的总位移等于各段时间位移的代数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．和．。
⑶、 两图线相交表示两物体在这一时刻速度相同⑷、 比较两物体运动加速度大小的关系（比较图线的斜率大小） 种类 区别（特点） 联系匀直线运动V=恒量1、匀速直线运动是匀变速直线运动的一种特殊形式。
2、当物体运动的加速度为零时，物体做匀速直线运动。
a=0 x = vt匀变速直线 运动 v =v 0+ata=恒量x =v 0t +at 2/2 =t V V t )(210+ =aV V t 2202- a 与V 0同向为加速a 与V 0反向为减速 补充二：速度与加速度的关系．．．．．．．．．1、速度与加速度没有必然的关系，即：⑴速度大，加速度不一定也大； ⑵加速度大，速度不一定也大； ⑶速度为零，加速度不一定也为零； ⑷加速度为零，速度不一定也为零。
2、当加速度a 与速度V 方向的关系确定时，则有：⑴若a 与V 方向相同．．．．时，不管．．a ．如何变化，．．．．．V ．都增大．．．。
⑵若a 与V 方向相反．．．．时，不管．．a ．如何变化，．．．．．V ．都减小．．．。
2024年新人教版高考物理一轮复习课件 第10章 第1讲 电路的基本概念及规律
2024年新人教版高考物理一轮复习课件 DISHIZHANG 第十章电路及应用考情分析闭合电路欧姆定律及其应用2022·北京卷·T13 2022·江苏卷·T2 2020·北京卷·T122020·江苏卷·T6含容电路的电流和电压2022·北京卷·T9 2020·全国卷Ⅰ·T17电阻定律2020·浙江1月选考·T6含电动机的电路2019·浙江4月选考·T8测电阻类实验2022·全国甲卷·T22 2022·全国乙卷·T23 2022·北京卷·T152022·广东卷·T12 2022·山东卷·T14 2021·山东卷·T142021·浙江6月选考·T18 2021·广东卷·T12 2021·北京卷·T162020·全国卷Ⅰ·T22 2018·全国卷Ⅰ·T23 2018·全国卷Ⅲ·T23实验：测量电源的电动势和内阻2022·湖北卷·T13 2021·全国乙卷·T23 2021·天津卷·T102021·湖南卷·T12 2020·山东卷·T14 2020·浙江7月选考·T18电表改装 实验：用多用电表测量电学中的物理量2022·辽宁卷·T11 2022·河北卷·T12 2022·湖南卷·T122021·辽宁卷·T12 2019·全国卷Ⅰ·T23 2019·全国卷Ⅲ·T232018·全国卷Ⅱ·T22试题情境生活实践类家用电器、新能源电动汽车、超级电容器、手机充电等学习探究类电表改装、导体电阻率的测量、测量电源的电动势和内阻、用多用电表测量电学中的物理量电路的基本概念及规律第1讲目标要求1.了解电流的定义及I ＝ ，会推导电流的微观表达式.2.理解电阻的概念，掌握电阻定律.3.掌握串并联电路的特点，理解电表改装的原理.4.理解电功、电功率、焦耳定律，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路.内容索引考点一 电流的概念及表达式考点二 欧姆定律及电阻定律考点三 串、并联电路的特点 电流表、电压表的 改装原理考点四 电功、电功率 电热、热功率课时精练考点一电流的概念及表达式1.电流电荷的形成电流，I ＝ .2.电流形成的条件：导体中有；导体两端存在 .3.电流的标矢性：电流是标量，但有方向，规定定向移动的方向为电流的方向.梳理必备知识定向移动自由电荷电压正电荷判断正误1.由I ＝ 可知，I 与q 成正比，与t 成反比.( )2.虽然电流有方向，但电流为标量.( )3.电荷定向移动产生电流，所以电荷的移动速率就是电流的传导速率.( )×√×电流的三种表达式及其比较提升关键能力公式适用范围字母含义公式含义 I＝一切电路q为时间t内通过导体横截面的电荷量反映了I的大小，但不能说I∝q、I∝I＝nqS v一切电路n：导体单位体积内的自由电荷数q：每个自由电荷的电荷量S：导体横截面积v：电荷定向移动速率从微观上看，n、q、S、v决定了I的大小 I＝金属、电解液U：导体两端的电压R：导体本身的电阻I由U、R决定，I∝U、I∝考向1 公式I ＝q /t 的应用√例1 (2023·安徽芜湖市模拟)如图所示，电解池内有一价的电解液，t 时间内通过溶液内面积为S 的截面的正离子数是n 1，负离子数是n 2，设元电荷为e ，以下说法中正确的是A.当n 1＝n 2时电流大小为零考向2 电流的微观表达式例2 在长度为l、横截面积为S、单位体积内自由电子数为n的金属导体两端加上电压，导体中就会产生匀强电场.导体内电荷量为e的自由电子在静电力作用下先做加速运动，然后与做热运动的阳离子碰撞而减速，如此往复，所以我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v(不随时间变化)的定向运动.已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v成正比，即F f＝k v(k是常量)，则该导体的电阻应该等于√考点二欧姆定律及电阻定律1.部分电路欧姆定律(1)内容：导体中的电流跟导体两端的成正比，跟导体的 成反比.(2)表达式：I ＝ .(3)适用范围：导电和 导电，不适用于气态导体或半导体元件.梳理必备知识电压电阻金属电解质溶液2.对U －I 图像和I －U 图像的理解(如图甲、乙所示)(1)图线a 、e 、d 、f 表示线性元件，b 、c 表示非线性元件.(2)图线b 的斜率不断变小，电阻不断变小；图线c 的斜率不断变大，电阻不断变小.(3)图中R a Re ，R d Rf .(选填“>”“<”或“＝”)(4)对于非线性元件，应根据R ＝ 计算某点的电阻，而不是该点切线的斜率(或斜率的倒数).><3.电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻R 与它的长度l 成 ，与它的横截面积S 成；导体电阻还与构成它的 有关.(2)公式：R ＝ .其中l 是导体的长度，S 是导体的横截面积.ρ是导体的，其国际单位是，符号为 .正比反比材料欧·米电阻率Ω·m(3)电阻率①物理意义：反映导体的，是导体材料本身的属性.②电阻率与温度的关系金属：电阻率随温度升高而 ；负温度系数半导体：电阻率随温度升高而 ；超导体：一些金属和合金在温度低到临界温度时，电阻可以降到0.导电性能增大减小判断正误1.由R ＝ 知，导体的电阻与导体两端的电压成正比，与流过导体的电流成反比.( )2.由ρ＝ 知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积成正比，与导体的长度成反比.( )3.电阻率越大，导体对电流的阻碍作用就越大.( )4.U －I 图像斜率的变化反映阻值的变化.( )×××√电阻的决定式和定义式的区别提升关键能力公式区别电阻的决定式电阻的定义式说明了电阻的决定因素提供了一种测电阻的方法，并不说明电阻与U 和I 有关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液适用于任何纯电阻导体例3 小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图所示，P 为图线上一点，PN 为图线在P 点的切线，PQ 为U 轴的垂线，PM 为I 轴的垂线，则下列说法中错误的是A.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B.对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝C.对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝D.对应P 点，小灯泡的功率等于图中矩形PQOM 所围的面积√考向1 欧姆定律的理解和应用由题图可知，U越大，小灯泡的电阻越大，故A说法正确；R＝中的U、I与小灯泡所处状态下的电压、电流相对应，故B说法正确，C说法错误；对应P点，小灯泡的功率P＝U1I2，与题图中PQOM所围的面积相等，故D说法正确.例4 两根材料相同的均匀导线x 和y ，其中x 长为l ，y 长为2l ，串联在电路上时沿长度方向的电势φ随位置的变化规律如图所示，那么x 和y 两导线的电阻之比和横截面积之比分别为A.3∶1 1∶6B.2∶3 1∶6C.3∶2 1∶5D.3∶1 5∶1√考向2 电阻定律的理解和应用由题图可知导线x两端的电压U1＝6 V，导线y 两端的电压U2＝2 V，由串联电路特点可知，x 和y两导线的电阻之比为R1∶R2＝U1∶U2＝3∶1，故B、C错误；考点三串、并联电路的特点 电流表、电压表的改装原理串、并联电路的特点梳理必备知识串联电路并联电路电流I ＝_______________I ＝______________电压U ＝________________U ＝________________电阻R ＝________________功率分配P 1R 1＝P 2R 2＝…＝P n R nP 总＝P 1＋P 2＋…＋P n I 1＝I 2＝…＝I n I 1＋I 2＋…＋I n U 1＋U 2＋…＋U n U 1＝U 2＝…＝U n R 1＋R 2＋…＋Rn判断正误1.串联电路的总电阻一定大于其中任一部分电路的电阻.( )2.并联电路的总电阻一定大于其中某一支路的电阻.( )3.串联电路中某一电阻增大，总电阻增大，并联电路中某一电阻增大，总电阻减小.( )4.若将分压电阻串联在电流表上改装成电压表后，增大了原电流表的满偏电压.( )√×××提升关键能力1.串、并联电路的几个推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻.(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻.(3)无论是串联电路还是并联电路，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大.改装成大量程电压表改装成大量程电流表内部电路改装原理串联分压并联分流所需电阻阻值2.电表的两种改装的比较改装后的量程U＝I g(R g＋R)校准电路例5 如图所示，当电路a、b两端接入100 V电压时，则c、d两端输出电压为20 V；当电路c、d两端接入100 V电压时，则a、b两端输出电压为50 V.据此可知R1∶R2∶R3为A.4∶2∶1B.2∶1∶1C.3∶2∶2D.1∶1∶2√例6 (多选)四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2.已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按如图所示连接法连入电路，则A.电流表A1的读数大于电流表A2的读数B.电流表A1指针的偏转角小于电流表A2指针的偏转角C.电压表V1的读数小于电压表V2的读数D.电压表V1指针的偏转角等于电压表V2指针的偏转角√√电流表A1与电流表A2由相同表头与不同电阻并联改装而成，并联在电路中，电流表A1与电流表A2的指针偏转角相同，电流表A1的量程较大，则电流表A1的读数较大，A正确，B错误；电压表V1与电压表V2由相同表头与不同电阻串联改装而成，串联在电路中，通过表头的电流相同，故指针的偏转角相同，因V1量程较大，所以电压表V1的读数大于电压表V2的读数，C错误，D正确.例7 (2023·河南灵宝市第一中学模拟)如图所示，某学习小组进行电表改装的实验，已知表头内阻为100 Ω，满偏电流为300 mA，使用OA接线柱时它是量程为0～3 A的电流表，使用OB接线柱时它是量程为0～0.6 A 的电流表，使用OC接线柱时它是量程为0～60 V的电压表，则图中的R1 208050＝_____ Ω，R2＝_____ Ω，R3＝____ Ω.使用OA接线柱时，量程为0～3 A，使用OB接线柱时，量程为0～0.6 A，其中I g＝0.3 A，R g＝100 Ω联立解得R1＝20 Ω，R2＝80 Ω使用OC接线柱时，量程为0～60 V，考点四电功、电功率 电热、热功率1.电功(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的做的功.(2)公式：W ＝qU ＝(适用于任何电路).(3)电流做功的实质：转化成其他形式能的过程.2.电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的 .(2)公式：P ＝ ＝(适用于任何电路).梳理必备知识静电力IUt 电能快慢IU3.焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟成正比，跟_____________及 成正比.(2)公式：Q ＝ (适用于任何电路).电流的二次方导体的电阻通电时间I 2Rt判断正误1.公式W ＝UIt ＝ ＝I 2Rt 适用于所有电路.( )2.在非纯电阻电路中P ＝UI ＝I 2R ＋P 其他.( )3.焦耳定律只适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路.( )×√×例8 如图所示，当AB 间加上电压时，R 1、R 2、R 3三个电阻上消耗的功率相等，则三电阻的阻值之比R 1∶R 2∶R 3为A.1∶1∶4B.1∶1∶1C.1∶1∶2D.2∶2∶1√考向1 纯电阻电路中的功率因R 1与R 2串联，电流相等，且消耗的功率相等，根据P ＝I 2R 可知R 1＝R 2；因R 1和R 2与R 3并联，支路电压相等，上面支路的功率等于R 3功率的2倍，根据P ＝ 可知，R 3＝2(R 1＋R 2)＝4R 1，即R 1∶R 2∶R 3＝1∶1∶4，选项A 正确.规律总结电功率P＝IU和热功率P＝I2R的比较1.不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电流的电功率均为P电＝IU，热功率均为P热＝I2R.只有在纯电阻电路中P电＝P热，IU＝I2R＝ 才成立.2.对于非纯电阻电路：P电＝P热＋P其他，即IU＝I2R＋P其他，I≠ (欧姆定律不适用).考向2 非纯电阻电路中的功和功率例9 一台小型电动机在3 V电压下工作，用此电动机提升重力为4 N的物体时，通过它的电流是0.2 A，在30 s内可使该物体被匀速提升3 m.若不计一切摩擦和阻力，求：(1)电动机的输入功率；答案 0.6 W电动机的输入功率为P入＝UI＝3×0.2 W＝0.6 W(2)在提升重物的30 s内，电动机线圈所产生的热量；答案 6 J物体被匀速提升的速度电动机提升物体的机械功率P机＝F v＝G v＝0.4 W根据能量关系有P入＝P机＋P Q产生的热功率P Q＝0.2 W电动机线圈在30 s内产生的热量Q＝P Q t＝0.2×30 J＝6 J(3)电动机线圈的电阻.答案 5 Ω由焦耳定律得Q＝I2Rt 电动机线圈电阻R＝5 Ω.五课时精练1.某一导体的伏安特性曲线如图中AB 段(曲线)所示，以下关于导体的电阻说法正确的是A.B 点对应的电阻为12 ΩB.B 点对应的电阻为40 ΩC.工作状态从A 变化到B 时，导体的电阻因温度的影响 改变了1 ΩD.工作状态从A 变化到B 时，导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω√基础落实练2.(2023·浙江省模拟)在我国边远乡村的电路上常用熔断保险丝.当电路中有较强电流通过时，保险丝会快速熔断，及时切断电源，保障用电设备和人身安全.经测量，有一段电阻为R、熔断电流为2 A的保险丝，直径约0.5毫米.若将这段保险丝对折后绞成一根，那么保险丝的电阻和熔断电流将变为√。
2021-2022学年上学期高三物理综合复习卷10(人教版word版有答案)
C．小球落地时的速度-40m/sD．小球离地时的速度30m/s
3．如图所示，圆形虚线框内有一垂直纸面向里的匀强磁场， 、 、 、 是以不同速率对准圆心入射的正电子或负电子的运动径迹，a、b、d三个出射点和圆心的连线分别与竖直方向成90°、60°、45°的夹角，则下列判断正确的是（ ）
B．外界对气体做功等于气体向外传递的热量
C．气垫内的气体的温度升高，气垫内所有气体分子热运动的速率均增大
D．外界对气垫内的气体做功，气体内能增大
6．一打气机每打一次气，可把压强为 （1个标准大气压），温度为 ，体积为 的气体压入容器内。设容器的容积为 ，容器内原来气体的压强为 ，温度为 ，为使容器内的气体温度升为 ，压强达到 ，需打气的次数为（ ）
A．滑块 向左滑行的最大距离为
B．小球 从释放到滑到 点的过程中，克服摩擦力做的功为
C．小球 第一次到达 点时对轨道的压力为
D．小球 第一次返回到 点时的速度大于
10．如图，在光滑的水平面上有一个长为L的木板，小物块b静止在木板的正中间，小物块a以某一初速度v0从左侧滑上木板。已知物块a、b与木板间的摩擦因数分别为 、 ，木块与木板质量均为m，a、b之间的碰撞无机械能损失，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。下列说法正确的是（ ）
（1）到达点B时的速度大小；
（2）在B处对圆弧轨道的压力大小；
（3）克服小车的摩擦力做的功；
（4）落在水平轨道上的点与障碍物C的水平距离。
17．如图所示，静止于A处的离子，经电压为 的加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，从 点垂直 进入矩形区域的有界匀强电场，电场方向水平向左。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，已知圆弧所在处场强为 ，方向如图所示；离子质量为 、电荷量为 ； 、 ，离子重力不计。
2025人教版高考物理一轮复习讲义-第十章 微点突破5 定值电阻在电路中的主要作用
根据电路图，设通过电流表 A1、A2 的电流分别为 I1、 I2，R0 为定值电阻，电阻 R0 两端的电压与电流表 A1 的 电压相等，即 UA1＝UR0＝(I2－I1)R0，通过电流表 A1 的 电流由表盘读出大小为 I1，根据 R＝UI ，代入解得 r1＝ I2－I1I1R0＝10II2－ 1 I1。
2025人教版高考物理一轮复习讲义
第十章
电路及其应用
微 点
定值电阻在电路中的主要作用
突
破
5
目标 1.理解定值电阻在电学实验电路中有可以作为保护电阻、可以结合电流电压表作为测量电阻、可以扩大电流
要求 电压表量程等作用。2.会利用定值电阻按照实验要求设计实验电路。
(1)保护作用：保护电表，保护电源。 (2)测量作用：已知电压的定值电阻相当于电流表，已知电流的定值电阻 相当于电压表，主要有如图所示两种情况： 图甲中流过电压表 V2 的电流 I2＝U1－R U2； 图乙中电流表A2两端的电压U2＝(I1－I2)R；
(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电 流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实 验数据在U－I坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化 范围比较小，出现该现象的主要原因是__B___。(单选，填正确答案标号) A.电压表分流 B.干电池内阻较小 C.滑动变阻器最大阻值较小 D.电流表内阻较小
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(1)某同学设想按图甲所示电路进行测量，读出电压表V1 和电流表A的示数后，用欧姆定律计算出RV1。该方案实 际上_不__可__行__(填“可行”或“不可行”)，最主要的原因 是_电__流__表__量__程__太__大__。
123
该方案不可行，因为电流表量程太大，结合电路图与 电源电动势及电压表内阻可知流经电流表的电流值太 小，从而导致误差太大；
人教版高考物理一轮总复习课后习题 第十一章 电磁感应 课时规范练34 电磁感应现象中的综合应用问题
课时规范练34 电磁感应现象中的综合应用问题基础对点练1.(电磁感应中的电路问题)如图所示,两根相距为l的平行直导轨ab、cd,b、d间连有一定值电阻R,导轨电阻可忽略不计。
MN为放在ab和cd 上的一导体杆,与ab垂直,其电阻也为R。
整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内)。
现对MN施力使它沿导轨方向以速度v(如图)做匀速运动。
令U表示MN两端电压的大小,则( )Blv,流过定值电阻R的感应电流由b到dA.U=12Blv,流过定值电阻R的感应电流由d到bB.U=12C.U=Blv,流过定值电阻R的感应电流由b到dD.U=Blv,流过定值电阻R的感应电流由d到b2.(多选)(电磁感应中的能量、电荷量分析)(山东潍坊模拟)如图所示,水平光滑金属导轨P、Q间距为L,M、N间距为2L,P与M相连,Q与N相连,金属棒a垂直于P、Q放置,金属棒b垂直于M、N放置,整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。
现给棒a一大小为v0、水平向右的初速度,假设导轨都足够长,两棒质量均为m,在棒a的速度由v0减小到0.8v0的过程中,两棒始终与导轨接触良好。
以下说法正确的是( )A.俯视时感应电流方向为顺时针B.棒b的最大速度为0.4v0C.回路中产生的焦耳热为0.1m v02D.通过回路中某一截面的电荷量为2mv05BL3.(多选)(电磁感应中的动力学问题)(安徽安庆模拟)如图所示为固定在绝缘斜面上足够长的平行导轨,上端连接有电阻R,匀强磁场垂直穿过导轨平面,方向向上。
一金属棒垂直于导轨放置,以初速度v0沿导轨下滑。
棒始终与导轨垂直且接触良好,导轨电阻、金属棒电阻以及一切摩擦均不计。
若t时刻,棒下滑的速度大小为v,电阻R消耗的热功率为P,则下列图像可能正确的是( )4.(多选)(电磁感应的电路问题)如图所示,材料和粗细完全一样的导线绕成单匝线圈ABCD和EFGH,它们分别绕成扇形,扇形的内径r=0.2 m,外径为R=0.5 m,它们处于同一个圆面上,扇形ABCD对应的圆心角为30°,扇形EFGH对应的圆心角为60°。
人教版高考物理一轮总复习精品课件 第十章 电磁感应 第2节 法拉第电磁感应定律 自感 涡流
是否违背了能量守恒定律?小灯泡消耗的电能是从何处获得的?
答案 线圈中有电流时,线圈就具有了磁场能,断开开关后,线圈相当于电源,
线圈中所储存的磁场能转化为电能,给灯泡提供能量,这一现象并不违背能
量守恒定律。
4.磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架,把线圈绕在铝框上,指针也固定在
铝框上。铝框的作用是什么?
答案 假定仪表工作时指针向右转动,铝框中有感应电流,铝框要受到安培
第十章
第2节 法拉第电磁感应定律
自感 涡流
内
容
索
引
01
强基础 增分策略
02
增素能 精准突破
强基础 增分策略
一、法拉第电磁感应定律
1.感应电动势
电磁感应现象
(1)概念:在
中产生的电动势。
磁通量 发生改变,与电路是否闭合 无关 。
(3)方向判断:感应电动势的方向用 楞次定律 或 右手定则 判断。
(2)产生条件:穿过回路的
力阻碍指针向右偏转,起到减缓的作用,防止打坏指针。
增素能 精准突破
考点一
法拉第电磁感应定律的应用[师生共研]
1.磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率
Δ
Δ
的比较
物理量
磁通量 Φ
磁通量的变化量 ΔΦ
Φ
磁通量的变化率 t
意义
某时刻穿过某
个面的磁感线
的条数
某段时间内穿过某个
面的磁通量变化多少
乙所示。则在t=0到t=t1的时间间隔内(
A.圆环所受安培力的方向始终不变
B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向
0
C.圆环中的感应电流大小为4
0
π0 2
D.圆环中的感应电动势大小为 4
高考物理总复习 课时作业10 新人教版必修2
(分钟：45分钟 满分：100分)一、选择题(每小题8分，共72分)1．(2011·山东青岛高三质检)下列各项说法中正确的是( )A ．物体运动状态的改变只包括两种情况：一种是由静止到运动，另一种是由运动到静止B ．做曲线运动的物体在相同的时间内速度的变化一定不同C ．做匀变速直线运动的物体，其位移总是增大的D ．物体受到变化的合外力作用，其速度的大小不一定变化[解析] 本题考查基本概念．物体运动状态的改变有两种情况，一是速度快慢的改变；二是速度方向的改变，A 错误；若物体做平抛运动，因g ＝ΔvΔt，Δv ＝gΔt ，所以此种情况下，在相同的时间内速度的变化是相同的，B 错误；若物体做匀减速直线运动，位移可能减小，C 错误；若物体做匀速圆周运动，其所受合外力方向时刻变化，但速度的大小不变，D 正确．本题难度易．[答案] D2．一个物体在相互垂直的恒力F 1和F 2作用下，由静止开始运动，经过一段时间后，突然撤去F 2，则物体以后的运动情况是( )A ．物体做匀变速曲线运动B ．物体做变加速曲线运动C ．物体沿F 1的方向做匀加速直线运动D ．物体做直线运动[解析] 物体在相互垂直的恒力F 1、F 2作用下，其合力恒定不变，且物体由静止开始运动，故物体做初速度为零的匀加速直线运动，速度方向与合力方向相同. 突然撤去F 2后，剩下的F 1与速度方向成一锐角，物体做匀变速曲线运动，故A 选项正确．[答案] A3．一小船在河中xOy 平面内运动的轨迹如右图所示，下列判断正确的是( ) A ．若小船在x 方向上始终匀速，则在y 方向上先加速后减速 B ．若小船在x 方向上始终匀速，则在y 方向上先减速后加速 C ．若小船在y 方向上始终匀速，则在x 方向上先减速后加速 D ．若小船在y 方向上始终匀速，则在x 方向上先加速后减速[解析] 小船运动轨迹上各点的切线方向为小船的合速度方向，若小船在x 方向上始终匀速，由合速度方向的变化可知，小船在y 方向上的速度先减小再增加，故A 错误，B 正确；若小船在y 方向上始终匀速，由合速度方向的变化可知，小船在x 方向上的速度先增加后减小，故C 错误，D 正确．[答案] BD4．(2011·通州市调研)河水的流速随离河岸的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示. 若要使船以最短时间渡河，则( )A．渡河的最短时间为100 sB．船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直C．船在河水中航行的轨迹是一条直线D．船在河水中的最大速度是5 m/s[解析] 渡河时间最短时，船头指向垂直河岸方向，最短时间t＝dv船＝100 s，选项A 对，B对．因为水的流速是变化的，则合速度也是变化的，故航行轨迹不是直线，由题图可知，水流速最大为4 m/s，则船在河水中的最大速度v＝v2x＋v2y＝5 m/s. 选项C错，D对．[答案] BD5．(2012·江西三校)现在城市的滑板运动非常流行，在水平地面上一名滑板运动员双脚站在滑板上以一定速度向前滑行，在横杆前起跳并越过杆，从而使人与滑板分别从杆的上下通过，如图所示，假设人和滑板运动过程中受到的各种阻力忽略不计，运动员能顺利完成该动作，最终仍落在滑板原来的位置上，要使这个表演成功，运动员除了跳起的高度足够外，在起跳时双脚对滑板作用力的合力方向应该( )A．竖直向下B．竖直向上C．向下适当偏后D．向下适当偏前[解析] 由于运动员最终仍落在滑板原来的位置上，所以运动员和滑板在水平方向上的运动不变，双脚对滑板作用力的合力只能沿竖直方向，由题意可以判断应竖直向下，选项A 正确．[答案] A6．(2011·江苏)如图所示，甲、乙两同学从河中O点出发，分别沿直线游到A点和B点后，立即沿原路线返回到O 点，OA 、OB 分别与水流方向平行和垂直，且OA ＝OB .若水流速度不变，两人在静水中游速相等，则他们所用时间t 甲、t 乙的大小关系为( )A ．t 甲<t 乙B ．t 甲＝t 乙C ．t 甲>t 乙D ．无法确定[解析] 本题考查曲线运动的合成与分解问题．意在考查学生的分析综合能力．设水流的速度为v 水，学生在静水中的速度为v 人，从题意可知v 人>v 水，OA ＝OB ＝L ，对甲同学t 甲 ＝Lv 人＋v 水＋Lv 人－v 水，对乙同学来说，要想垂直到达B 点，其速度方向要指向上游，并且来回时间相等，即t 乙＝2Lv 2人－v 2水，则t 2甲－t 2乙＝(Lv 人－v 水－Lv 人＋v 水)2>0，即t 甲>t 乙，C 正确．[答案] C7．如右图为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图，已知在B 点的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是( )A ．D 点的速率比C 点的速率大B ．A 点的加速度与速度的夹角小于90°C ．A 点的加速度比D 点的加速度大D ．从A 到D 加速度与速度的夹角先增大后减小[解析] 质点做匀变速曲线运动，合力的大小与方向均不变，加速度不变，故C 错误；由B 点速度与加速度相互垂直可知，合力方向与B 点切线垂直且向下，故质点由C 到D 过程，合力做正功，速率增大，A 正确；A 点的加速度方向与过A 的切线也即速度方向夹角大于90°，B 错误；从A 到D 加速度与速度的夹角一直变小，D 错误．[答案] A8．(2011·南通高级中学第二次月考)在无风的情况下，跳伞运动员从水平飞行的飞机上跳伞，下落过程中受到空气阻力，如下图所示的描述下落速度的水平分量大小v x .竖直分量大小v y 与时间t 的图象，可能正确的是( )[解析] 跳伞运动员在空中受到重力，其大小不变，方向竖直向下，还受到空气阻力，其始终与速度反向，大小随速度的增大而增大，也随速度的减小而减小. 在水平方向上，运动员受到的合力是空气阻力在水平方向上的分力，故可知运动员在水平方向上做加速度逐渐减小的减速运动. 在竖直方向上运动员在重力与空气阻力的共同作用下先做加速度减小的加速运动，后做匀速运动. 由以上分析并结合v －t 图象的性质可知，只有B 正确．[答案] B9．在一辆静止在水平地面上的汽车里有一个小球从高处自由下落，下落一半高度时汽车突然向右匀加速运动，站在车厢里的人观测到小球的运动轨迹是图中的( )[解析] 开始小球相对观察者是自由落体运动，当车突然加速时，等效为小球相对汽车向左突然加速，刚开始加速时水平方向的相对速度较小，随着时间的延长，水平方向的相对速度逐渐增大，故观察者看到的小球运动轨迹应是C 图．[答案] C二、非选择题(共28分)10．(14分)小船在200m 宽的河中横渡，水流速度为2 m/s ，船在静水中的航速是4 m/s ，求：(1)当小船的船头始终正对对岸时，它将在何时、何处到达对岸？ (2)要使小船到达正对岸，应如何行驶？历时多长？[解析] 小船参与了两个运动：随水漂流和船在静水中的运动．因为分运动之间是互不干扰的，具有等时的性质，故(1)小船渡河时间等于垂直于河岸的分运动时间：t ＝t 1＝d v 船＝2004s ＝50 s ，沿河流方向的位移x 水＝v 水t ＝2×50 m＝100 m ， 即在正对岸下游100 m 处靠岸．(2)要小船垂直河岸过河，即合速度应垂直于河岸，如右图所示， 则cos θ＝v 水v 船＝24＝12， 所以θ＝60°，即航向与上游河岸成60°角， 渡河时间t ＝t 2＝d v 合＝d v 船sin θ＝2004sin60°s ＝1003s≈57.7 s.[答案] (1)50 s 后在正对岸下游100 m 处靠岸 (2)航向与上海河岸成60°角 57.7 s11．(14分)(2011·泰州联考)如右图所示，质量m ＝2.0 kg 的物体在水平外力的作用下在水平面上运动，已知物体运动过程中的坐标与时间的关系为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3.0t my ＝0.2t 2m ，g ＝10 m/s 2.根据以上条件，求：(1)t ＝10 s 时刻物体的位置坐标；(2)t ＝10 s 时刻物体的速度和加速度的大小与方向． [解析] (1)由于物体运动过程中的坐标与时间的关系为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3.0t m y ＝0.2t 2m，代入时间t ＝10 s ，可得：x ＝3.0t ＝3.0×10 m＝30 my ＝0.2t 2＝0.2×102 m ＝20 m.即t ＝10 s 时刻物体的位置坐标为(30,20)．(2)由物体运动过程中的坐标与时间的关系式⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3.0t m y ＝0.2t 2m ，比较物体在两个方向的运动学公式⎩⎪⎨⎪⎧x ＝v 0t y ＝12at 2，可求得：v 0＝3.0 m/s ，a ＝0.4 m/s 2当t ＝10 s 时，v y ＝at ＝0.4×10 m/s＝4.0 m/sv ＝v 20＋v 2y ＝3.02＋4.02m/s ＝5.0 m/s. tan α＝v y v x ＝43即速度方向与x 轴正方向夹角为53°.物体在x 轴方向做匀速运动，在y 轴方向做匀加速运动，a ＝0.4 m/s 2，沿y 轴正方向． [答案] (1)(30,20) (2)5.0 m/s ，与x 轴正方向夹角为53° 0.4 m/s 2，沿y 轴正方向拓展题：一探明灯照射在云层底面上，云层底面是与地面平行的平面，如右图所示，云层底面高h ，探照灯以角速度ω在竖直平面内匀速转动，当光束转到与竖直线夹角为θ时，此刻云层底面上光点的移动速度等于多少？[解析] 云层底面上光点的移动，可以分解成沿光线方向的运动和垂直于光线方向的运动，如右图所示．其中v 1＝ωr ＝hcos θω所以v ＝v 1cos θ＝hcos 2θω. [答案] hcos 2θω。
高考总复习 物理10章末
2n2π2B2L4 0 答案： TR
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章末复习总结
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知识框架
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考点剖析 正弦交流电的有效值求解电热和电功的情形分类总结
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1．L 变 【例 1】 如图 1 所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，
磁感应强度 B＝0.20 T，OCA 导轨与直导轨 OA 分别在 O 点 和 A 点接一阻值 R1＝30 Ω 和 R2＝60 Ω、大小可忽略的定值 x 电阻，导轨 OCA 的曲线方程为 y＝1.0sinπ .金属棒 ab 长为 3 1.5 m，以速度 v＝5.0 m/s 水平向右匀速运动(b 点始终在 Ox 轴上)．设金属棒与导轨接触良好，摩擦不计，电路中除了 R1、R2 外，其余电阻均不计．求：金属棒在导轨上运动从 x ＝0 到 x＝3 m 的过程中，外力必须做多少功？
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解析：同例 1 要点，当导体棒匀速运动时，产生的感 πv 应电动势 e＝BLv＝B0Lvsin( t)， 2l 由闭合电路欧姆定律得 πv e e 2B0Lv i＝ ＝ ＝ sin( t)， 3R 2l R总 3 R 2 2B0Lv 有效值 I＝ ，由 F＝BIL 得 3R 2B2L2v 2 πv 2L 0 F＝ sin ( t)(0≤t≤ v )， 3R 2l
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2025年高考物理总复习课件专题十电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律、自感、涡流
解：(1)根据法拉第电磁感应定律有E=l22
·
ΔB Δt
=
k2l2.
(2)由图可知线框受到的安培力为F=k2lR3·kt，
当线框开始向上运动时有mg=F，
解得t0=mkg2·l23R.
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考点2 导体切割磁感线产生感应电动势的计算 ［能力考点］ 1.E=Blv的特性 (1)正交性：要求磁场为匀强磁场，而且B、l、v三者互相垂直. (2)有效性：l为导体切割磁感线的有效长度.如图甲中，导体棒的有效长 度为a、b间的距离. (3)相对性：v是导体相对磁场的速度，若磁场也在运动，则应注意速度 间的相对关系.
驱动停在轨道上的列车，则( BC )
A.图示时刻线框中感应电流沿逆时针方向 B.列车运动的方向与磁场移动的方向相同 C.列车速度为v'时线框中的感应电动势大小为2NBL(v-v') D.列车速度为v'时线框受到的安培力大小为2NB2LR2(v−v′)
高考总复习·物理
【解析】线框相对磁场向左运动，根据右手定则可知图示时刻线框中感 应电流沿顺时针方向，A错误；根据左手定则，列车受到向右的安培力， 因此列车运动的方向与磁场移动的方向相同，B正确；由于前后两个边 产生的感应电动势顺次相加，根据法拉第电磁感应定律 E=2NBLΔv=2NBL(v-v')，C正确；列车速度为v'时线框受到的安培力大小 为F=2NBIL=4N2B2LR2(v−v′)，D错误.
内容
求的是Δt时间内的平均感应
①若v为瞬时速度，则求的是瞬时感 应电动势
电动势，E与某段时间或某 个过程对应
②若v为平均速度，则求的是平均感 应电动势
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适用 范围 对任何电路普遍适用
2025人教版高考物理一轮复习讲义-第十章 第2课时 闭合电路欧姆定律及应用
2025人教版高考物理一轮复习讲义第十章第2课时闭合电路欧姆定律及应用目标要求1.了解电动势的物理意义，理解并掌握闭合电路的欧姆定律。
2.会用闭合电路欧姆定律分析电路的动态变化。
3.会计算涉及电源的电路功率。
4.掌握路端电压和电流的关系及电源的U－I图像。
内容索引考点一 闭合电路欧姆定律考点二 电源的功率及效率考点三 两种U－I图像的比较与应用课时精练><考点一闭合电路欧姆定律1.电源(1)电动势①定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量的比值，E ＝；电势能②物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成_______本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。
(2)内阻：电源内部导体的电阻。
2.闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成_____，跟内、外电路的电阻之和成_____；(2)公式：I ＝______(只适用于纯电阻电路)；(3)其他表达形式①电势降落表达式：E ＝U 外＋U 内或E ＝U 外＋____；(适用于_____电路)②功率表达式：EI ＝UI ＋____。
正比反比Ir 任意I 2r3.路端电压与外电阻的关系增大(2)特殊情况：E①当外电路断路时，I＝0，U＝____；②当外电路短路时，I短＝____，U＝0。
4.总电阻变化的几种情况(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)。
(2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小。
(3)在如图甲所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中与用电器并联，另一段R串一段R与并联部分串联。
A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。
(4)在一个定值电阻R和一个可变电阻R0组成的如图乙所示的电路中，两支路电阻越趋于相等，乙图中电路电阻越大，两支路电阻相等时，乙图中电路电阻最大。
例1 有一电池，外电路断开时的路端电压为3.0 V，外电路接上阻值为8.0 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V，则可以确定电池的电动势E和内电阻r为A.E＝2.4 V，r＝1.0 ΩB.E＝2.4 V，r＝2.0 Ω√C.E＝3.0 V，r＝2.0 ΩD.E＝3.0 V，r＝1.0 Ω外电路断开时的路端电压为3.0 V，则电池的电动势E＝3.0 V。
名师导学2025版高考物理总复习第十章第2节法拉第电磁感应定律教学案新人教版
第2节 法拉第电磁感应定律 考点1► 对法拉第电磁感应定律的理解【p 183】 夯实基础1．感应电动势：在__电磁感应现象__中产生的电动势，依产生的方式不同，它可分为感生电动势和动生电动势两类．产生感应电动势的那部分导体就相当于__电源__，导体的电阻相当于__电源内阻__．2．感应电流与感应电动势的关系：遵守__闭合电路欧姆__定律，即对纯电阻电路有：__I ＝E R ＋r__． 3．法拉第电磁感应定律(1)内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的__磁通量的变更率__成正比．(2)感生电动势的计算公式：E ＝__n ΔΦΔt__其中n 为线圈匝数．依此式得到的是感生电动势的平均值．考点突破例1如图所示，闭合软导线摆成边长为L 的正方形置于光滑水平面上，软导线所在空间存在垂直纸面对里的匀强磁场，软导线的电阻率为ρ，横截面积为S.从t ＝0时刻起磁感应强度随时间起先变更，变更规律是B ＝B 0－kt ，当软导线达到稳定形态时，磁场方向仍旧垂直纸面对里，则( )A ．软导线稳定时成圆形B ．稳定时软导线中的电流为kLS πρC ．从t ＝0时刻起到磁感应强度减为零的过程，通过软导线某个横截的电荷量为B 0LS （4－π）4πρD ．若磁感应强度减为零后依据B ＝kt 的规律反向增加，软导线围成的面积有扩大的趋势【解析】周长相等时，圆形面积最大，原磁场在匀称减小，依据楞次定律“增缩减扩”的原理，软导线稳定时成圆形，A 正确；依据4L ＝2πr 可得，r ＝2L π，圆的面积S 0＝πr 2＝4L 2π，感应电动势大小为E ＝S 0ΔB Δt ＝4kL 2π，稳定时软导线中的电流为I ＝E R ，其中R ＝ρ4L S，联立可得电流I ＝E R ＝kLS πρ，B 正确；假如磁感应强度保持B 0不变，仅变更线圈形态，q ＝ΔΦR＝B 0LS （4－π）4πρ，C 错误；磁感应强度减为零后依据B ＝kt 规律反向增加，软导线围成的面积有变小趋势，D 错误．【答案】AB【小结】对法拉第电磁感应定律的理解(对于某一线圈)针对训练1．如图所示，矩形线圈的面积为S ，共有N 匝，总电阻为R.垂直于线圈平面的磁场在匀称变更．线圈与水平放置相距为d 的两平行金属板M 、N 相连，M 、N 间有匀强磁场B.一电子以速度v 射入两板间，要使电子能匀速向右运动，则线圈内的磁场将如何变更？【解析】电子向右匀速运动，依据左手定则推断电子受洛伦兹力方向向上，那么电场力的方向应向下．电场方向向上，N 板应带正电，M 板带负电．只有矩形线圈中的磁场匀称增加时，依据楞次定律，才可能产生的感应电动势使M 板带负电，N 板带正电．因为电子匀速通过电磁场区域，则Bev ＝E de 即E ＝Bvd ①而E ＝N ΔΦΔt ＝NS ΔB Δt② 将①②式联立，得Bvd ＝NS ΔB Δt ，则ΔB Δt ＝Bvd NS只有矩形线圈中的磁场以ΔB Δt ＝Bvd NS的变更率匀称增加，才能使电子向右匀速运动． 2．如图甲，A 、B 为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置．若A 线圈中通有如图乙所示的变更电流i ，则下列说法正确的是(B)A．t1到t2时间内B线圈电流方向与A线圈内电流方向相反B．t1到t3时间内B线圈电流方向始终没有发生变更C．t1时刻两线圈间作用力最大D．t2时刻两线圈间作用力最大【解析】在t1到t2时间内，若设逆时针(从左向右看)方向为正，则线圈A电流方向逆时针且大小减小，所以依据右手螺旋定则可判定穿过线圈B方向向左的磁通量大小减小，由楞次定律可知，线圈B的电流方向逆时针方向，因此A、B中电流方向相同，出现相互吸引现象，故A错误；由上可知在t1到t2时间内，线圈B的电流方向逆时针方向，在t2到t3时间内，线圈A电流方向顺时针且大小增大，所以依据右手螺旋定则可判定穿过线圈B方向向右的磁通量大小增大，由楞次定律可知，线圈B的电流方向逆时针方向，所以在t1到t3时间内B线圈电流方向始终没有发生变更，故B正确；由题意可知，在t1时刻，线圈A中的电流最大，而磁通量的变更率为零，所以线圈B感应电流为零，因此两线圈间作用力为零，故C错误；在t2时刻，线圈A中的电流为零，而磁通量的变更率是最大的，所以线圈B感应电流也是最大，但A、B间的相互作用力为零，故D错误．考点2►切割类感应电动势的计算【p184】夯实基础动生电动势的计算1．一般公式：如图所示，运动速度v和磁感线方向夹角为θ，则E＝__Blvsin__θ__.动生电动势的一般计算公式E＝Blvsin θ可以由法拉第电磁感应定律公式E＝ΔΦΔt推导出来，所以法拉第电磁感应定律是普遍适用的规律，对一切电磁感应现象都适用，动生电动势的计算公式E＝Blvsin θ只是一个特例．2．常用公式：导体与磁感线垂直，运动速度v和磁感线方向垂直，则E＝__Blv__．(1)在E＝Blv中(要求B⊥l、B⊥v、l⊥v，即B、l、v三者两两垂直)，式中的l应当取与B、v均垂直的有效长度(所谓导体的有效切割长度，指的是切割导体两端点的连线在同时垂直于v和B的方向上的投影的长度，下图中的有效长度均为ab的长度)．(2)公式E＝Blv中，v是相对磁场的速度．若v为平均速度，则E为平均电动势；若v为瞬时速度，则E为瞬时电动势．3．导体棒在磁场中转动导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生的感应电动势E ＝Blv ＝__12Bl 2ω__(平均速度等于中点位置线速度12lω)． 考点突破例2如图所示，空间有一匀强磁场，始终金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v 沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小为E ，将此棒弯成两段长度相等且相互成1200角的折弯，置于与磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v 运动时，棒两端的感应电动势大小为E′，E′E等于( )A.12B.32 C ．1 D.22【解析】设金属棒的长度为L ，左侧的金属棒有效的切割长度为L ，垂直切割磁感线，产生的感应电动势为E ＝BLv ，右侧的金属棒有效的切割长度为32L ，垂直切割磁感线，产生的感应电动势为E′＝B32Lv ，则E ′E ＝32，故选项B 正确． 【答案】B 针对训练3．如图，匀称磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B 0.使该线框从静止起先绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变更．为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变更率ΔB Δt 的大小应为(A) A.ωB 0π B.2ωB 0π C.4ωB 0π D. ωB 02π【解析】若要电流相等，则产生的电动势相等．设半圆半径为L ，从静止起先绕过圆心O以角速度ω匀速转动时，线框中产生的感应电动势大小为E ＝12B 0L 2ω；依据法拉第定律得E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt S ＝ΔB Δt ·12πL 2；联立得ΔB Δt ＝B 0ωπ，故A 正确．4．(多选)把一块金属板折成U 形的金属槽，截面MNPQ(正视图)如图所示，放置在方向垂直纸面对外、大小为B 的匀强磁场中，并以速率v 1水平向左匀速运动．一带电微粒从槽口左侧以速度v 2射入，恰能做匀速圆周运动，下列说法正确的是(ABD)A ．微粒肯定带负电B ．微粒的比荷q m ＝g Bv 1C ．微粒做圆周运动的周期为T ＝2πv 2gD ．微粒做圆周运动的半径为r ＝v 1v 2g【解析】金属槽在匀强磁场中向左匀速运动时，将切割磁感线，上、下两板间产生电势差，由右手定则可推断出上板为正，下板为负，板间电场方向向下．微粒进入槽后做匀速圆周运动，重力与电场力平衡，电场力方向向上，与电场方向相反，所以微粒带负电，故A 正确．板间场强E ＝U d ＝BLv 1L＝Bv 1；因为微粒做匀速圆周运动，则重力等于电场力，方向相反，故有mg ＝qE ，得比荷q m ＝g Bv 1，故B 正确．向心力由洛伦兹力供应，得到qv 2B ＝m v 22r ，得r ＝v 1v 2g，周期T ＝2πv 2＝2πv 1g，故C 错误，D 正确． 5．用相同导线绕制的边长为l 或2l 的四个闭合导体线框a 、b 、c 、d ，以相同的水平速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示．在每个线框进入磁场的过程中，M 、N 两点间的电压分别为U a 、U b 、U c 和U d .下列推断正确的是(B)A ．U a <U b <U c <U dB ．U a <U b <U d <U cC ．U a ＝U b <U c ＝U dD ．U b <U a <U d <U c【解析】在线框进入磁场的过程中，MN 两端的电压等于线框回路中的路端电压，依据线框长度和电阻的关系依据闭合电路欧姆定律，可知U a ＝34Blv ，U b ＝56Blv ，U c ＝34B·2lv＝32Blv ，U d ＝46B·2lv＝43Blv ，所以U a <U b <U d <U c ，故B 对． 考点3► 自感与涡流 【p 185】 夯实基础1．自感(1)由于导体本身的__电流__变更而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做__自感电动势__．(2)表达式：E ＝L ΔI Δt. (3)自感系数L①相关因素：与线圈的__大小__、形态、__匝数__以及是否有铁芯有关．②单位：亨利(H ，1 mH ＝__10－3__H ，1 μH ＝__10－6__H)．(4)自感电动势的方向：由楞次定律可知，自感电动势总是__阻碍__原来导体中电流的变更．当回路中的电流增加时，自感电动势和原来电流的方向__相反__；当回路中的电流减小时，自感电动势和原来电流的方向__相同__．自感对电路中的电流变更有__阻碍__作用，使电流不能突变．2．涡流把金属块放入变更的磁场中，或金属块进、出磁场的过程中，由于电磁感应，在金属块内部也要产生感应电流，这种电流在金属块内组成闭合回路，像水的旋涡，叫做涡流．3．电磁阻尼当导体在磁场中运动时，产生的感应电流会使导体受到安培力、安培力总是阻碍导体的运动，这种现象叫做电磁阻尼．电磁阻尼的应用：磁电式电流表的线圈用铝框做骨架，运输磁电式仪表时，要用导线把“＋”“－”接线柱连接起来．4．电磁驱动磁场相对于导体运动时，在导体中产生感应电流，导体受到安培力作用，会随着磁场运动，这种现象叫电磁驱动．考点突破例3如图所示的电路中，三个灯泡A 、B 、C 完全相同，电感L 自感系数很大，其直流电阻与定值电阻R 相等，D 为志向二极管，下列推断中正确的是( )A ．闭合开关S 的瞬间，灯泡A 和C 同时亮B ．闭合开关S 的瞬间，只有灯泡C 亮C ．闭合开关S 稳定后，灯泡A 、C 一样亮，B 不亮D ．在电路稳定后，断开开关S 的瞬间，灯泡B 、C 均要闪亮一下再熄灭【解析】闭合开关的瞬间，由于二极管具有单向导电性，所以无电流通过B ，由于线圈中自感电动势的阻碍，A 灯渐渐变亮，所以闭合开关S 的瞬间，只有灯泡C 亮，A 错误，B 正确；由于二极管具有单向导电性，电路稳定后也无电流通过B ，B 不亮，电感L 的直流电阻与定值电阻R 相等，因此电路稳定后A 、C 一样亮，C 正确；电感L 的自感系数很大，其直流电阻与定值电阻R 相等，所以A 、C 两个支路的电流是相等的，在电路稳定后，断开开关S 的瞬间，L 由于产生自感电动势，相当于电源，灯泡B 、C 并联，所以B 要亮一下再熄灭，同时由于B与C并联，流过C的电流肯定比电路稳定时的电流小，所以C不能闪亮一下，而是渐渐熄灭，D错误．【答案】BC【小结】1.自感现象的四大特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变更．(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变更．(3)电流稳定时，自感线圈就相当于一般导体．(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向．2．断电自感中，灯泡是否闪亮问题(1)通过灯炮的自感电流大于原电流时，灯泡闪亮．(2)通过灯泡的自感电流小于或等于原电流时，灯泡不会闪亮．3．解决自感问题的关键(1)正确理解通电自感和断电自感现象中自感电动势对“原电流的变更”的阻碍作用，即延缓原电流的变更．(2)弄清电路的串、并联关系．(3)电感线圈在通电瞬间相当于一个阻值由很大渐渐变小的电阻，在断电瞬间相当于一个电源．在电流稳定时纯电感线圈相当于一根导线，非纯电感线圈相当于肯定值电阻．针对训练6．(多选)如图所示的电路中，开关S闭合且电路达到稳定时，流过灯泡A和线圈L的电流分别为I1和I2，在开关S断开的瞬间，为使小灯泡能比原来更亮一些，然后渐渐熄灭，下列说法正确的是(AD)A．必需使I2>I1B．与I1、I2大小无关，但必需使线圈自感系数L足够大C．自感系数L越大，切断时间越短，则I2也越大D．不论自感系数L多大，开关S断开后I2只能减小，不会增大【解析】当断开开关，因为线圈阻碍作用，A这一支路电流马上消逝，因为线圈阻碍电流的减小，所以通过L的电流不会马上消逝，会从原来的大小渐渐减小，而且A和L构成回路，通过L的电流也流过A，且为使小灯泡能比原来更亮一些，必需使I1<I2，B、C错误，A、D正确．7．焊接无缝钢管须要先用感应加热的方法对焊口两侧进行预热．如图所示，将被加热管道置于感应线圈中，当感应线圈中通以电流时管道发热，则下列说法中正确的是(B)A．感应线圈电阻越大，加热效果越好B．感应线圈中电流应当采纳高频沟通电C．塑料管道用这种感应加热焊接的方式更简单实现D．感应线圈加热管道产生热量不符合焦耳定律【解析】当增大感应线圈电阻，相当于减小了沟通电的电流，电流的峰值变小，在频率不变的状况下，单位时间电流的变更量变小，即电流的变更率变小，则磁场的变更率变小，磁通量的变更率变小，加热效果减弱，故A错误；高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，依据法拉第电磁感应定律分析可知，电流变更的频率越高，磁通量变更频率越高，产生的感应电动势越大，感应电流越大，焊缝处的温度上升的越快，故B正确；采纳塑料管不行能在焊缝中产生电流，故C错误；感应加热是利用电磁感应现象，产生涡流而发热，不是利用线圈电阻产生的焦耳热干脆焊接的，仍旧符合焦耳定律，故D错误．考点集训【p334】A组1．(多选)如图所示电路中，电源电动势为E(内阻不行忽视)，线圈L的电阻不计．以下推断正确的是(BC)A．闭合S稳定后，电容器两端电压为EB．闭合S稳定后，电容器的a极板带负电C．断开S的瞬间，通过R1的电流方向向右D．断开S的瞬间，通过R2的电流方向向右【解析】闭合S稳定后，L相当于一段导线，R1被短路，所以C两端的电压等于R2两端的电压，故A错误；由图知b板带正电，故B正确；断开S的瞬间，L相当于电源，与R1组成回路，R1中电流方向自左向右，故C正确；断开S的瞬间，电容器放电，R2中电流向左；故D错误．2．(多选)将一铜圆盘置入如图所示的不同磁场中，磁感线和盘面垂直，若给盘一初始角速度使其绕过圆心垂直于纸面的轴转动，不计摩擦和空气阻力，圆盘能停下来的是(ABD)【解析】将圆盘看成过圆心的若干个导体棒，当圆盘转动时，等效成切割磁感应线，从而产生感应电流，受到安培力作用．因磁场的不匀称，导致等效棒产生的感应电动势不能相互抵消，从而出现感应电流，受到安培力作用，则圆盘最终会停止，故A正确；因磁场的不匀称，且只有一半，从而出现感应电流，受到安培力作用，则圆盘最终会停止，故B 正确；因磁场匀称，那么圆盘中没有感应电流，不会受到安培力的作用，则圆盘不会停止，故C 错误；虽磁场匀称，但只有一半，因此圆盘中出现感应电流，受到安培力作用，则圆盘最终会停止，故D 正确．3．(多选)如图甲所示，水平面上的平行导轨MN 、PQ 上放着两根光滑的导体棒ab 、cd ，两棒间用绝缘丝线系住．已知平行导轨MN 、PQ 间距为L 1，导体棒ab 、cd 间距为L 2，导轨电阻可忽视，每根导体棒在导轨之间的电阻为R.起先时匀强磁场垂直纸面对里，磁感强度B 随时间t 的变更如图乙所示．则以下说法正确的是(CD)A ．在0～t 0时间内回路电流方向是abdcaB ．在t 0时刻回路中产生的感应电动势E ＝B 0L 1t 0C ．在0～t 0时间内导体棒中电流为B 0L 1L 22Rt 0D ．在t 02时刻绝缘丝线所受拉力为B 20L 21L 24Rt 0【解析】0～t 0时间内磁感应强度减小，依据楞次定律，回路内产生的感应电流方向为顺时针方向，即电流方向是acdba ，故A 错误；由图乙可知，磁感应强度的变更率：⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔB Δt ＝B 0t 0，回路面积S ＝L 1L 2，在t 0时刻回路中产生的感应电动势：E ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔB Δt S ＝B 0t 0L 1L 2，故B 错误；0～t 0时间内回路中产生的感应电流大小：I ＝E 2R ＝B 0L 1L 22Rt 0，故C 正确；在t 02时刻绝缘丝线所受拉力为B 02IL 1＝B 20L 21L 24Rt 0，故D 正确． 4．(多选)图甲为磁控健身车，图乙为其车轮处结构示意图，在金属飞轮的外侧有磁铁与飞轮不接触，人用力蹬车带动飞轮旋转时，须要克服磁铁对飞轮产生的阻碍，通过调整旋钮拉线可以实现不同强度的健身需求(当拉紧旋钮拉线时可以减小磁铁与飞轮间的距离)，下列说法正确的是(AD)A ．飞轮受到的阻力主要来源于磁铁对它的安培力B ．人蹬车频率肯定时，拉紧旋钮拉线，飞轮受到的阻力越小C ．限制旋钮拉线不动时，飞轮转速越大，受到的阻力越小D ．限制旋钮拉线不动时，飞轮转速越大，内部的涡流越强【解析】飞轮在磁场中做切割磁感线的运动，会产生感应电动势和感应电流，依据楞次定律可知，磁场会对运动的飞轮产生阻力，以阻碍飞轮与磁场之间的相对运动，所以飞轮受到的阻力主要来源于磁铁对它的安培力，故A正确；拉紧旋钮拉线，磁铁越靠近飞轮，飞轮所在处的磁感应强度越强，所以在飞轮转速肯定时，磁铁越靠近飞轮，飞轮上产生的感应电动势和感应电流越大；飞轮受到的阻力越大，故B错误；限制旋钮拉线不动时，则有磁铁和飞轮间的距离肯定，飞轮转速越大，依据法拉第电磁感应定律可知，飞轮上产生的感应电动势和感应电流越大，飞轮受到的阻力越大，内部的涡流越强，故D正确，C错误．5．图中L是绕在铁芯上的线圈，它与电阻R、R0、开关和电池E可构成闭合回路．线圈上的箭头表示线圈中电流的正方向，当电流的流向与箭头所示的方向相同时电流为正．开关S1和S2都处于断开状态．设在t＝0时刻，接通开关S1，经过一段时间，在t＝t1时刻，再接通开关S2，则能较正确地表示L中的电流I随时间t的变更的图线是(A)【解析】在t＝0时刻，接通开关S1，通过线圈的电流从无到有增大，线圈中产生自感电动势，阻碍电流增大，使得线圈中电流只能渐渐增大，而方向不变，仍为正方向．当电流稳定后，线圈中不产生自感电动势，电流肯定．在t＝t1时刻，再接通开关S2，线圈和R被短路，线圈中电流将要减小，由于自感电动势的阻碍，使得线圈中电流只能渐渐减小到零，依据楞次定律，电流方向与原来方向相同，仍为正方向．故选A.6．(多选)如图所示，在垂直纸面对里，磁感应强度为B的匀强磁场区域中有一个匀称导线制成的单匝直角三角形线框．现用外力使线框以恒定的速度v沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框的AB边始终与磁场右边界平行．已知AB＝BC＝l，线框导线的总电阻为R.则线框离开磁场的过程中(AB)A．线框中的电动势随时间匀称增大B．通过线框截面的电荷量为Bl2 2RC．线框所受外力的最大值为2B2l2v RD ．线框中的热功率与时间成正比【解析】三角形线框向外匀速运动的过程中，由于有效切割磁感线的长度l′＝vt ，所以线框中感应电动势的大小E ＝Bl′v＝Bv 2t ，故选项A 正确；线框离开磁场的运动过程中，通过线圈的电荷量Q ＝It ＝ΔΦΔtR ×Δt ＝Bl 22R，选项B 正确；当线框恰好刚要完全离开磁场时，线框有效切割磁感线的长度最大，则F ＝BIl ＝B 2l 2v R，选项C 错误；线框的热功率为P ＝Fv ＝BIvt×v＝B 2v 4t 2R，选项D 错误． 7．如图所示，铜线圈水平固定在铁架台上，铜线圈的两端连接在电流传感器上，传感器与数据采集器相连，采集的数据可通过计算机处理，从而得到铜线圈中的电流随时间变更的图线．利用该装置探究条形磁铁从距铜线圈上端某一高度处由静止释放后，沿铜线圈轴线竖直向下穿过铜线圈的过程中产生的电磁感应现象．两次试验中分别得到了如图甲、乙所示的电流－时间图线．条形磁铁在竖直下落过程中始终保持直立姿态，且所受空气阻力可忽视不计．则下列说法中正确的是(C)A ．若两次试验条形磁铁距铜线圈上端的高度不同，其他试验条件均相同，则甲图条形磁铁距铜线圈上端的高度大于乙图条形磁铁距铜线圈上端的高度B ．若两次试验条形磁铁的磁性强弱不同，其他试验条件均相同，则甲图条形磁铁的磁性比乙图条形磁铁的磁性强C ．甲图条形磁铁穿过铜线圈的过程中损失的机械能小于乙图条形磁铁穿过铜线圈的过程中损失的机械能D ．两次试验条形磁铁穿过铜线圈的过程中所受的磁场力都是先向上后向下【解析】对比图甲和图乙可知，甲中的感应电流小于乙中的，则可知甲图中条形磁铁到达线圈的速度比乙图中的小，则下落的高度比乙中的小，故A 错；假如高度相同，故到达的速度相同，则甲中的磁性较弱，故B 错；由于两个过程中都有感应电流，要产生焦耳热，则必定有机械能的损耗，感应电流大些，则损耗的机械能相应就大，故C 正确；由楞次定律可得，两个过程中所受的安培力均是向上的，则D 错．B 组8．(多选)如图所示，在半径为R 的半圆形区域内，有磁感应强度为B 的垂直纸面对里的有界匀强磁场，PQM 为圆内接三角形，且PM 为圆的直径，三角形的各边由材料相同的细软弹性导线组成(不考虑导线中电流间的相互作用)．设线圈的总电阻为r 且不随形态变更，此时∠PMQ＝37°(取sin 37°＝0.6)，下列说法正确的是(AD)A ．穿过线圈PQM 中的磁通量大小为Φ＝0.96BR 2B ．若磁场方向不变，只变更磁感应强度B 的大小，且B ＝B 0＋kt ，则此时线圈中产生的感应电流大小为I ＝0.48kR 2rC ．保持P 、M 两点位置不变，将Q 点沿圆弧顺时针移动到接近M 点的过程中，线圈中有感应电流且电流方向不变D ．保持P 、M 两点位置不变，将Q 点沿圆弧顺时针移动到接近M 点的过程中，线圈中会产生焦耳热【解析】穿过线圈PQM 中的磁通量大小为Φ＝B·S＝B×12×2Rcos 37°×2Rsin 37°＝0.96BR 2，故A 正确．由B ＝B 0＋kt 得，ΔB Δt＝k ，依据法拉第电磁感应定律得：感应电动势E ＝ΔB Δt S ＝0.96kR 2，线圈中产生的感应电流大小为I ＝E r ＝0.96kR 2r，故B 错误．保持P 、M 两点位置不变，将Q 点沿圆弧顺时针移动到接近M 点的过程中，△PQM 的面积先增大后减小，将产生感应电流，依据楞次定律可知，感应电流方向先沿逆时针方向后沿顺时针方向，而且产生焦耳热，故C 错误，D 正确．9．(多选)在如下甲、乙、丙三图中，除导体棒ab 可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器C 原来不带电，丙图中的直流电源电动势为E ，除电阻R 外，导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽视，导体棒和导轨间的摩擦也不计．图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中，导轨足够长．今给导体棒ab 一个向右相同的初速度v 0，以下说法正确的是(CD)A ．在导体棒刚起先运动时，甲、乙、丙三种状况中通过电阻R 的电流相同B ．三种情形下导体棒ab 最终都将静止C ．最终只有乙中导体棒ab 静止，甲、丙中导体棒ab 都将做匀速直线运动D ．在导体棒ab 运动的全部过程中，三个电阻R 产生的热量大小是Q 甲＜Q 乙＜Q 丙【解析】导体棒刚起先运动时，导体棒产生的感应电动势为E′＝BLv 0，乙中，感应电流为I ＝E′R ＝BLv 0R ；丙图中，感应电动势与电池的电动势方向相同，感应电流为I ＝E ＋E′R ＝E ＋BLv 0R，故A 错误．图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电，当电容器C 极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，ab 棒不受安培力，向右做匀速运动；图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，通过电阻R 转化为内能，ab 棒速度减小，当ab 棒的动能全部转化为内能时，ab 棒静止；图丙中，导体棒先受到向左的安培力作用向右做减速运动，速度减为零后再在安培力作用下向左做加速运动，当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时，电路中没有电流，ab 棒向左做匀速运动，故B 错误，C 正确．甲中棒的部分动能转化为内能，乙图过程中，棒的动能全部转化为内能；丙图中，从起先到ab 棒速度为0的过程中电源的电能和棒的动能转化为内能之后，向左加速的过程中还要产生一部分内能，故有Q 甲＜Q 乙＜Q 丙，故选C 、D.。
[精品]新人教版高考物理总复习10-1及答案
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一、选择题1．下列四幅图是交流电的图象，其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是( )[答案][解析] 我国居民日常生活所用的是正弦式交流电，其电压的有效值是220V，最大值为311V，周期为002，所以只有正确．2．如下图中各图面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势＝BSωω的图是( )[答案] A[解析] 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动，产生的正弦交变电动势为＝BSωω，由这一原则判断，A图和图中感应电动势均为＝BSωω；B图中的转动轴不在线圈所在平面内；D图转动轴与磁场方向平行，而不是垂直．3．(2011·盐城模拟)阻值为1Ω的电阻上通一交变电流，其－关系如上图，则在0～1内电阻上产生的热量为( )A．1J B．15J．2J D．28J[答案] D[解析] 0～1内产生的热量为Q＝(12×1×04＋22×1×06)J＝28J，故选D4．(2011·南昌模拟)如上图所示，矩形线圈bcd放在匀强磁场中，边d在轴OO′上，若线圈绕轴匀速转动，产生的交流电动势＝Eω，如果将其转速增加一倍，其他条件保持不变，则电动势的表达式为( )A．＝2EωB．＝2E2ω．＝Eω D．＝E2ω[答案] B[解析] 设原转速为，则角速度ω＝2π，感应电动势的峰值E ＝NBSω当转速增加一倍，即为2时，其角速度ω′＝2π×2＝2ω此时，感应电动势的峰值E′＝NBS·2ω＝2E，可见，此时电动势＝E′ω′＝2E2ω，故选项B正确．5．(2011·深圳模拟)如上图所示的交流电＝311(314＋π/6)V，接在阻值220Ω的电阻两端，则( )A．电压表的读为311VB．电流表的读为141A．该交流电的频率为50HzD．2内电阻产生的热量是440J[答案] D[解析] 本题考查交流电的瞬时表达式、最大值、有效值．由＝U(ω＋φ)可知：最大值是311V，频率是50Hz，故有效值是220V，电压表、电流表的读、计算电功率，用的都是有效值，电压表的读为220V，电流表的读为1A，故AB错误．6．(2011·南京模拟)电阻为1Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴，在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变的图象如上图所示．现把交流电加在电阻为9Ω电热丝上，下列判断正确的是( )A．线圈转动的角速度ω＝100rd/B．在＝001时刻，穿过线圈的磁通量为零．电热丝两端的电压U R＝100错误！未定义书签。
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(0～20 Ω)、开关、导线若干．
第四模块 选修3-2
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(1)在图5(a)中画出实验电路图． (2)根据电路图，在图5(b)的实物图上连线．
(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤．
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四、注意事项
1．在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻
值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温． 2．光敏实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电 路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变射到光敏电阻 上的光的多少．
图4
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1．往Rt上擦一些酒精． 2．用吹风机将热风吹向电阻，根据指针偏转方向判
定热敏电阻的特性．
实验分析：(1)中指针左偏，说明Rt的阻值增大；酒精 蒸发吸热，温度降低，所以热敏电阻的阻值随温度的降低 而增大．
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(2)中指针右偏，Rt的阻值减小，而电阻Rt温度升高， 故热敏电阻的阻值随温度的升高而减小．
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(3)完成接线后的主要实验步骤：①往保温杯里加一些 热水，待温度计稳定时读出温度计值；②调节滑动变阻器，
快速测出几组电压表和电流表的值；③重复①和②，测量
不同温度下的数据；④绘出各测量温度下的热敏电阻的伏 安特性曲线． 答案：见解析
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次数 待测量
温度(℃)
电阻(Ω)
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(2)在图2中坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温 度变化的图线．
(3)根据实验数据和R－t图线，得出结论：热敏电阻的
阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大．
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(二)研究光敏电阻的光敏特性 1．实验步骤
优点：改进后的实验简单易操作，学生很快得出结
论．
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典例剖析
【例1】
热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，
现用伏安法研究电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求 特性曲线尽可能完整．已知常温下待测热敏电阻的阻值约 4 Ω～5 Ω.热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内 有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有热水的 热水瓶(图中未画出)、电源(3 V、内阻可忽略)、直流电流 表(内阻约1 Ω)、直流电压表(内阻约5 kΩ)、滑动变阻器
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(1)画出电路图(B、C、O均可接线)． (2)若小球平衡时，电压表读数为U，用m、l、h、E、 U表示水的作用力F，F＝________.(重力加速度为g)
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解析：(1)电路图如图 12 所示．
F (2)由平衡条件得mg＝tanθ， CD 而 tanθ＝ h 根据串联电路分压原理， E U 有 l ＝CD
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2．数据处理 把记录的结果填入下表中，根据记录数据分析光敏电
阻的特性.
光照强度
弱
中
强
无光照 射
阻值(Ω)
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结论：光敏电阻的阻值被光照射时发生变化，光照增 强电阻变小，光照减弱电阻变大．
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照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大．利用光敏电阻
作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关 闭，黑天打开．电磁开关的内部结构如图9所示.1、2两接 线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点 连接．当励磁线圈中电流大于50 mA时，电磁铁吸合铁片， 弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50 mA时，3、4 接通．励磁线圈中允许通过的最大电流为100 mA.
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随着恒温箱内温度升高，热敏电阻R的阻值变小，则 线圈中的电流变大，当线圈的电流大于或等于20 mA时，
继电器的衔铁被吸到下方来，则恒温箱加热器与电源断开，
加热器停止工作，恒温箱内温度降低． 随着恒温箱内温度降低，热敏电阻R的阻值变大，则 线圈中的电流变小，当线圈的电流小于20 mA时，继电器 的衔铁又被释放到上方，则恒温箱加热器又开始工作，这 样就可以使恒温箱内保持在某一温度．
换成便于测量的量(一般是电学量)．其工作过程是通过对
某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定规律转换成 便于利用的信号．例如，光电传感器是利用光敏电阻将光 信号转换成电信号，热电传感器是利用热敏电阻或热金属 电阻将温度信号转换成电信号，转换后的信号经过电子电 路的处理就可以达到自动控制、遥控等各种目的了．
解析：常温下待测热敏电阻的阻值(约4 Ω～5 Ω)较小， 应该选用安培表外接法．热敏电阻的阻值随温度的升高而
减小，热敏电阻两端的电压由零逐渐增大，滑动变阻器选
用分压式． (1)实验电路如图6所示． (2)根据电路图，连接实物图如图7所示．
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图7
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答案：(1)电路原理如图10所示． (2)①20 160～520
②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当磁铁
吸合铁片时，3、4之间接通；不吸合时，3、4之间断开 ③电磁起重机
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高分通道 1.不理解电磁开关的作用及连线方式.2.没有想到利用
光敏电阻控制励磁线圈中的电流，从而达到控制灯泡的通
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【例2】青岛奥运会帆船
赛场采用风力发电给蓄电池充
电，为路灯提供电能．用光敏 电阻作为传感器控制路灯电路 的开关，实现自动控制．
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光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模 型，可以近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几乎为0；
的装置．如图13所示，在轮子的边缘贴上小磁体，将小线
圈靠近轮边放置，接上数据采集器和电脑(即DIS实验器 材)．如果小线圈的面积为S，圈数为N匝，小磁体附近的 磁感应强度最大值为B，回路的总电阻为R，实验发现， 轮子转过θ角，小线圈的磁感应强度由最大值变为零．因 此，他说“只要测得此时感应电流的平均值I，就可以测 出转轮转速的大小”．请你运用所学的知识，通过计算对
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三、实验过程 (一)研究热敏电阻的热敏特性
1．实验步骤
(1)按图1所示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理． (2)把多用电表置于“欧姆挡”，并选择适当的量程测 出烧杯中没有热水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的示 数；
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(3)向烧杯中注入少量的冷水， 使热敏电阻浸没在冷水中，记下温
度计的示数和多用电表测量的热敏
电阻的阻值； (4)将热水分几次注入烧杯中， 测出不同温度下热敏电阻的阻值， 并记录；
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2．数据处理 (1)根据记录数据，把测量到的温度、电阻值填入下表
中，分析热敏电阻的特性.
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要使恒温箱内的温度保持 50℃， 50℃时线圈内的 即 E 电流为 20 mA.由闭合电路欧姆定律 I＝ ，r 为 r＋R＋R′ 继电器的电阻．由图甲可知，50℃时热敏电阻的阻值为 E 90 Ω，所以 R′＝ I －R－r＝260 Ω.
答案：(1)A、B端 (2)260
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(1)将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器如图 3所示电路连接好，其中多用电表置于“×100”挡；
(2)先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并
记录数据； (3)打开电源，让小灯泡发光，调节小灯泡的亮度使之 逐渐变亮，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录； (4)用手掌(或黑纸)遮光时电阻值又是多少？并记录．
该同学的结论作出评价．
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解析：该同学的结论是正确的． 设转轮的角速度、转速分别为ω和n，轮子转过θ角所 需时间为Δt，通过线圈的磁通量的变化量为ΔΦ，线圈中
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mglU 联立上述三式得水流作用力 F＝ Eh ， F∝U， 因 故 从电压表读数的大小便知水流作用力的大小．
答案：(1)如图 12 所示
mglU (2) Eh
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【例3】
某同学设计了一个利用线圈测量转轮转速
__________Ω. ②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要 在 电 磁 铁吸 合 铁 片时 ， 接 线柱 3、 4之间 从 断 开变 为 接 通．为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中 电磁开关内部结构图说明．
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答：_______________________. ③任意举出一个其他的电磁铁应用的例子．