全国通用2022版高考物理大二轮总复习增分策略第二篇考前保温训练第5天电磁感应和电路

考前第5天　电磁感应和电路高频考点解读高频考点22　欧姆定律(Ⅱ)(1)部分电路欧姆定律I＝，适用于金属导电体、电解液导体，不适用于空气导体和某些半导体器件．变形后，R＝是电阻R的计算式．(2)电阻定律R＝ρ，该式是电阻的决定式，式中的ρ是电阻率，金属的电阻率随温度的升高而变大，半导体的电阻率随温度的升高而变小．(3)导体的伏安特性曲线常画成I－U或U－I图象，对于线性元件，伏安特性曲线是直线，如图1甲所示，对于非线性元件，伏安特性曲线是弯曲的，是非线性的，如图乙所示．图1高频考点23　电源的电动势和内阻(Ⅰ)(1)电动势：描述电源把其他形式的能量转化为电能本领大小的物理量．电动势的大小等于电源的开路电压，在闭合电路中电动势等于内、外电路的电压之和，即E＝U内＋U外．(2)闭合电路欧姆定律①内容：I＝，或E＝U′＋U、E＝U＋Ir.②说明：外电路断路时，R→∞，有I＝0，U＝E.外电路短路时，R＝0，有I＝，U＝0.图2(3)闭合电路的U－I图象8\n在U－I坐标系中，路端电压随电流变化的图线是直线，如图2所示．图线纵截距表示电源电动势；横截距表示短路电流；斜率表示电源内阻，且斜率越大内阻越大，斜率越小内阻越小．高频考点24　法拉第电磁感应定律(Ⅱ)(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，磁感应强度发生变化，则ΔΦ＝ΔB·S.此时对应感生电动势E＝n·S，此式中的叫磁感应强度的变化率，等于B－t图象切线的斜率．若是恒定的，即磁场是均匀变化的，那么产生的感生电动势就是恒定的．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.此时对应动生电动势E＝nB，ΔS的变化是由部分导体切割磁感线所致．比如线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交变电动势就属于这种情况．(3)一段导体切割磁感线产生的感应电动势为E＝BLvsinθ.高频考点25　楞次定律(Ⅱ)(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“阻碍”不是阻止，总是“阻碍”，不是有时阻碍，有时不阻碍．感应电流的磁场不会阻止原磁场的变化，只能使原磁场的变化被延缓，如果原磁场不变化，即使原磁场再强，也不会产生感应电流．楞次定律是能量守恒定律在电磁感应中的体现．(3)楞次定律中“阻碍”的主要表现形式①阻碍原磁通量的变化——“增反减同”；②阻碍相对运动——“来拒去留”；③使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”；④阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”．高频考点26　交变电流、交变电流的图象(Ⅰ)　正弦式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．8\n(2)交变电流的图象描述了电流或电压随时间的变化规律，正弦式交变电流的图象是一条正弦或余弦曲线．(3)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．(4)正弦式交变电流的表达式i＝Imsinωt＝sinωt.其中最大值Im＝，有效值I＝＝.高频考点27　理想变压器(Ⅱ)　远距离输电(Ⅰ)(1)理想变压器的规律：＝，＝，P1＝P2.功率不变，频率不变，磁通量的变化率不变．(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.考前保温训练1．(2022·第一次全国大联考)如图3所示，C为两极板水平放置的平行板电容器，闭合开关S，当滑动变阻器R1、R2的滑片处于如图所示位置时，悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态，则下列说法中正确的是(　　)图3A．尘埃带正电B．若把R1的滑片向左移动，则尘埃向下加速运动C．若把R2的滑片向左移动，则尘埃向上加速运动D．若把闭合的开关S断开，则尘埃向上加速运动2．(2022·北京市朝阳区4月模拟)如图4甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁场方向垂直的轴匀速转动产生交流电，电动势e随时间t的变化关系如图乙所示，则(　　)8\n图4A．该交流电的频率为100HzB．该交流电电动势的有效值为311VC．t＝0.01s时，穿过线框的磁通量为零D．t＝0.01s时，穿过线框的磁通量的变化率为零3．(2022·张掖模拟)如图5所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，除R以外其余电阻不计．从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝220sin100πtV．下列说法中正确的是(　　)图5A．t＝s时，电压表的读数为22VB．t＝s时，a、c两点间电压瞬时值为110VC．滑动变阻器触片向上移，电压表和电流表的示数均变大D．单刀双掷开关由a扳向b，电压表和电流表的示数均变小4．(多选)(2022·郑州二统)一理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2＝10∶1.原线圈输入正弦交变电压如图6所示，副线圈接入一阻值为22Ω的电阻．下列说法正确的是(　　)图6A．电阻中交变电流的方向每秒改变100次B．原线圈中电流的有效值是0.14AC．与电阻并联的交流电压表示数是22V8\nD．1min内电阻产生的热量是2.64×103J5．(2022·河南实验中学二调)半径为r的带缺口刚性金属圆环在纸面上固定放置，并处在变化的磁场中，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图7甲所示．磁场的方向垂直于纸面，规定垂直纸面向里为正，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示．则以下说法正确的是(　　)图7A．第2秒内上极板为正极B．第3秒内上极板为负极C．第2秒末两极板之间的电场强度大小为零D．第4秒末两极板之间的电场强度大小为6．(2022·天津河西区二模)水平方向的匀强磁场的上下边界分别是MN、PQ，磁场高度为L.一个边长为a的正方形导线框(L＞2a)从磁场上方下落，运动过程中上下两边始终与磁场边界平行，如图8甲所示．线框进入磁场过程中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示，则线框从磁场中穿出过程中线框中感应电流i随时间t变化的图象可能是选项图中的哪一个(　　)图87．(2022·陕西西工大附中四模)如图9所示，U形金属框架质量m2＝0.2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，MM′、NN′相互平行且相距0.4m，电阻不计且足够长，MN段垂直于MM′，电阻R2＝0.1Ω.光滑导体棒ab8\n垂直横放在U形金属框架上，其质量m1＝0.1kg、电阻R1＝0.3Ω、长度l＝0.4m．整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5T．现垂直于ab棒施加F＝2N的水平恒力，使ab棒从静止开始运动，且始终与MM′、NN′保持良好接触，当ab棒运动到某处时，框架开始运动．设框架与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2.图9(1)求框架刚开始运动时ab棒速度v的大小；(2)从ab棒开始运动到框架刚开始运动的过程中，MN上产生的热量Q＝0.1J．求该过程ab棒位移x的大小．8\n学生用书答案精析考前第5天　电磁感应和电路考前保温训练1．D2．D　[从题图乙中可以读出该交流电频率为50Hz，交流电电动势的有效值为220V，t＝0.01s时，感应电动势为0，此时线框平面位于中性面，穿过线框的磁通量最大，磁通量的变化率为零．]3．A　[原线圈两端电压有效值为220V，副线圈两端电压有效值为22V，电表测量的是有效值，故A正确；t＝s时，a、c两点间电压瞬时值为110V，故B错误；滑动变阻器触片向上移，接入电路的电阻变大，副线圈的电压由匝数和输入电压决定，电压表的示数不变，电流表示数减小，C错误；单刀双掷开关由a扳向b，匝数比变小，匝数与电压成正比，所以电压表和电流表的示数均变大，故D错误．]4．AC　[由图象可知，交流电的电压的有效值为220V，T＝0.02s，此交流电一个周期内电流方向改变2次，所以1s内电流方向改变100次，而变压器工作时，不改变电流的频率，故A正确；据理想变压器的规律可知，U2＝＝V＝22V，所以副线圈的电流为I2＝＝1A，再据I1＝＝0.1A，当电压表与电阻并联时，电压表的示数为副线圈的端电压即为22V，故B错误，C正确；电阻产生的热量为：Q＝IRt＝12×22×60J＝1320J，故D错误．]5．A　[第2s内情况：由楞次定律可知，金属板上极板带正电，下极板带负电，故A正确；第3s内情况：由楞次定律可知，金属板上极板带正电，下极板带负电，故B错误；根据法拉第电磁感应定律可知，第2秒末感应电动势不变，则两极板之间的电场强度大小不为零，故C错误；由题意可知，第4秒末两极板间的电场强度大小E＝＝＝，故D错误．]6．C　[由题意可知，线框进入磁场过程中感应电流i随时间t变化的图象如题图乙所示，由法拉第电磁感应定律可知，线框匀速进入磁场，由于L＞2a8\n，当完全进入磁场后，因磁通量不变，则没有感应电流，线框只受到重力，使得线框速度增加，当出磁场时，速度大于进入磁场的速度，由法拉第电磁感应定律可知，出磁场的感应电流大于进磁场的感应电流，导致出磁场时的安培力大于重力，线框做减速运动，i＝＝，则电流在减小，根据牛顿第二定律，Bai－mg＝ma，则加速度在减小，故电流应减小，但减小的越来越慢，最后接近i0，故C正确．]7．(1)6m/s　(2)1.1m解析　(1)ab对框架的压力F1＝m1g框架受水平面的支持力FN＝m2g＋F1依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到的最大静摩擦力F2＝μFNab中的感应电动势E＝BlvMN中电流I＝MN受到的安培力F安＝BIl框架开始运动时F安＝F2由上述各式代入数据解得v＝6m/s.(2)闭合回路中产生的总热量Q总＝Q＝×0.1J＝0.4J由能量守恒定律，得Fx＝m1v2＋Q总代入数据解得x＝1.1m.8