全国通用2022版高考物理考前三个月第2部分专题1应考策略方法技巧八电磁感应

八、电磁感应考点51　电磁感应现象(Ⅰ)考点52　磁通量(Ⅰ)考点53　楞次定律(Ⅱ)(1)磁通量：Φ＝B·S⊥形象理解：穿过这个平面的磁感线的条数．是标量，但有正负之分．ΔΦ＝Φ2－Φ1.(2)感应电流产生的条件：①闭合；②ΔΦ≠0.(3)楞次定律①内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．还可表述为阻碍导体间的相对运动或阻碍原电流的变化(自感)．②对楞次定律的理解a．谁阻碍：感应电流产生的磁场．b．阻碍谁：引起感应电流的磁通量的变化或相对运动．c．如何阻碍：增反减同；来拒去留．d．阻碍不是阻止，只是减缓磁通量的变化．③为维持原磁场的变化，须有外力克服“阻碍”而做功，导致其他形式能转化为电能，因此楞次定律是能量守恒定律在电磁感应中的体现．考点54　法拉第电磁感应定律(Ⅱ)考点55　自感、涡流(Ⅰ)(1)法拉第电磁感应定律的内容在电磁感应现象中产生的感应电动势大小，跟穿过这一回路的磁通量的变化率成正比．公式E＝n.(2)两种形式：①回路与磁场垂直的面积S不变，E＝n·S，此式中的叫磁感应强度的变化率，在B－t图象中，斜率k＝.若是恒定的，即磁场是均匀变化的，那么产生的感应电动势就是恒定的．②磁感应强度B不变，E＝nB，在匀强磁场中，导体棒垂直切割磁感线时，E＝BLv.6\n(3)自感现象：线圈自身电流发生变化引起的电磁感应现象．分为通电自感和断电自感两种，自感电动势的大小与线圈的自感系数有关．在断电自感中是否会出现闪亮现象，决定于后来灯泡的电流和原来灯泡的电流大小．考点56　交变电流、交变电流的图象(Ⅰ)考点57　正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值(Ⅰ)(1)交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流．方向做周期性变化是交变电流的重要特征．(2)交变电流的图象描述了电流或电压、电动势随时间的变化规律，正弦交变电流的图象是一条正弦或余弦曲线．(3)正弦交变电流的表达式i＝Imsinωt＝sinωt.其中最大值Im＝，有效值I＝＝.(4)交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的，正弦式交变电流的有效值与最大值的关系为：E＝，U＝，I＝.在计算电功、电功率、电热时用交变电流的有效值．考点58　理想变压器(Ⅱ)考点59　远距离输电(Ⅰ)(1)理想变压器的规律：＝，＝，P1＝P2.(2)理想变压器原、副线圈的制约关系：U1决定U2，I2决定I1，P2决定P1.(3)输电线上损耗的功率P损＝I2R＝()2R.由此可以看出当输送电功率一定时，输电电压U提高到原来的n倍，输电线上损耗的功率减小为原来的.考点热身精练1．(多选)(2022·浙江重点中学协作体模拟)如图1所示，M为水平放置的橡胶圆盘，在其外侧面均匀地带有负电荷．在M正上方用丝线悬挂一个闭合铝环N，铝环也处于水平面中，且M盘和N环的中心在同一条竖直线O1O2上．现让橡胶圆盘由静止开始绕O1O2轴按图示方向逆时针加速转动，下列说法正确的是(　　)图1A．铝环N对橡胶圆盘M的作用力方向竖直向下6\nB．铝环N对橡胶圆盘M的作用力方向竖直向上C．铝环N有扩大的趋势，丝线对它的拉力增大D．铝环N有缩小的趋势，丝线对它的拉力减小2．(2022·江南十校模拟)在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕轴以角速度ω匀速转动(如图2甲所示)，产生的感应电动势随时间的变化关系如图乙所示，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是(　　)图2A．从t1到t3这段时间内穿过线圈磁通量的变化量为零B．从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为C．t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为E0D．t4时刻电阻R的发热功率为3．(多选)(2022·苏州模拟)如图3所示是研究自感通电实验的电路图，A1、A2是两个规格相同的小灯泡，闭合电键调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，调节可变电阻R1，使他们都正常发光，然后断开电键S.重新闭合电键S，则(　　)图3A．闭合瞬间，A1立刻变亮，A2逐渐变亮B．闭合瞬间，A2立刻变亮，A1逐渐变亮C．稳定后，L和R两端电势差一定相同D．稳定后，A1和A2两端电势差不相同6\n4．(多选)(2022·德州模拟)如图4甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，电流表、电压表均为理想电表，R是光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)．原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是(　　)图4A．电压u的频率为100HzB．电压表的示数为22VC．照射R的光变强时，灯泡变暗D．照射R的光变强时，电流表的示数变大5．(2022·泰兴模拟)如图5甲所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ＝30°角固定，M、P之间接电阻箱R，电阻箱的阻值范围为0～4Ω，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B＝0.5T．质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r.现从静止释放杆ab，测得最大速度为vm.改变电阻箱的阻值R，得到vm与R的关系如图乙所示．已知轨距为L＝2m，重力加速度g＝10m/s2，轨道足够长且电阻不计．图5(1)当R＝0时，求杆ab匀速下滑过程中产生感应电动势E的大小及杆中的电流方向；(2)求金属杆的质量m和阻值r；(3)求金属杆匀速下滑时电阻箱消耗电功率的最大值Pm.6\n答案精析八、电磁感应考点热身精练1．AD　[当M环加速转动时，相当于M中的电流越来越大，因此穿过N的磁通量越来越大，N中产生的感应电流磁场方向与M环中相反，即N的电流方向与M环相反，相互排斥，因此铝环N对橡胶圆盘M的作用力方向竖直向下，A正确，B错误；由于穿过铝环的磁场越来越大，根据楞次定律的推论，铝环有缩小的趋势，D正确，C错误．]2．B　[由于磁通量是双向标量，在t1到t3这段时间穿过线圈磁通量的变化量不为零，所以ΔΦ＝2BS，故A错误；通过电阻的电荷量q＝，所以t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量q＝，又E0＝nBSω，故q＝，故B正确；由于线圈在中性面处产生的电动势最大，所以磁通量时间图象中，在中性面上磁通量的斜率最大，即E0＝nk，所以k＝，故C错误；t4时刻E0为瞬时值，故D错误．]3．BC　[闭合瞬间，L相当于断路，A2立刻变亮，A1逐渐变亮，稳定后，两个灯泡的亮度相同，说明它们两端的电压相同，L和R两端电势差一定相同，选项B、C正确，A、D错误．]4．BD　[原线圈接入如题图乙所示的交流电压，T＝0.02s，所以频率为f＝＝Hz＝50Hz，故A错误；原线圈接入电压的最大值是220V，所以原线圈接入电压的有效值是U＝220V，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，所以副线圈电压是22V，所以V的示数为22V，故B正确；有光照射R时，R阻值随光强增大而减小，根据I＝，可知电路中的电流增大，所以灯泡变亮．故C错误；有光照射R时，R阻值随光强增大而减小，根据P＝，得副线圈输出功率增大，所以原线圈输入功率增大，所以A的示数变大，故D正确．]5．(1)2V　电流方向从b→a　(2)0.2kg　2Ω(3)4W解析　(1)由题图可知，当R＝0时，杆最终以v＝2m/s匀速运动，产生电动势E＝BLv＝0.5×2×2V＝2V，由右手定则判断可知杆中电流方向为b→a.(2)设杆运动的最大速度为v，杆切割磁感线产生的感应电动势E＝BLv由闭合电路的欧姆定律得：I＝6\n杆达到最大速度时满足mgsinθ－BIL＝0联立解得：v＝R＋r由图象可知：斜率为k＝m/(s·Ω)＝1m/(s·Ω)，纵截距为v0＝2m/s，得到：r＝v0；＝k解得：m＝0.2kg，r＝2Ω(3)金属杆匀速下滑时电流恒定，则有mgsinθ－BIL＝0得I＝＝1A电阻箱消耗电功率的最大值Pm＝I2Rm＝4W.6