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高考物理知识点

电磁感应中的电路问题

绩优堂高考知识点电磁感应中的电路问题

考点

磁通量,电磁感应现象感应电流的方向法拉第电磁感应定律电磁感应中的电路问题电磁感应的动力学与能量问题电磁感应中的图像问题楞次定律

共计25道相关试题精选知识点题

  • A.此实验说明线圈  的感应电流是由线圈A的磁场变化引起的
  • B.开关  闭合瞬间,G中的电流方向是  
  • C.若将其中的铁环拿走,再做这个实验,  闭合瞬间,G中没有电流
  • D.若将其中的铁环拿走,再做这个实验,  闭合瞬间,G中仍有电流
【正确答案】
AD
创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
C
【答案详解】

棒匀速运动时,变压器输出电压为 ,故 均为 ,A、B均错误。当 棒做非匀变速往复运动时,变压器输出交变电压,所以三个电路中均有电流,C正确。当 棒做匀加速运动时,变压器输出恒定电压,所以电阻、电感中有电流,电容器处于断路,所以D项错误。

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
  • A.图示位置线圈中的感应电动势最大为
  • B.闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为
  • C.线圈从图示位置转过 的过程中,流过电阻 的电荷量为
  • D.线圈转动一周的过程中,电阻 上产生的热量为
【正确答案】
BD
【答案详解】

 图示位置线圈中的感应电动势最小为零,A错;若线圈从图示位置开始计时,闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为 B正确;线圈从图示位置转过 的过程中,流过电阻 的电荷量为 ,C错;线圈转动一周的过程中,电阻 上产生的热量为 ,D对。

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
  • A.矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为
  • B.矩形线圈从图示位置经过 时间时,通过电流表的电荷量为
  • C.当 不动、 增大时,电压表读数也增大
  • D.当 向上移动、 不变时,电流表读数减小
【正确答案】
A
【答案详解】

 矩形线圈切割磁感线产生的感应电流为正弦式交变电流,图示时刻线圈切割磁感线产生的感应电动势最大,最大值为 ,则其瞬时值表达式为 ,选项A正确;矩形线圈从图示位置经过 时间,刚好为 周期,磁通量的变化量不为 ,通过电流表的电荷量不为 ,选项B错误;电压表读数为电压的有效值,矩形线圈的电阻不计,故电压表的示数为交流电压的有效值,恒定不变,选项C错误;当 向上移动、 不变时,原线圈的电压不变,副线圈的电压增大,输出功率变大,故原线圈中的电流增大,选项D错误。

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
答案    (1)   

(2)

【答案详解】

解析    (1)金属杆先做加速度变小的加速运动,最终以最大速度匀速运动。设杆匀速运动时速度为 ,回路中的感应电流为 ,杆受到的安培力大小为 ,电阻 消耗的电功率为 ,则

                                          ①

                                       ②

                                      ③

联立②③式得:                  ④

将已知数据代入④式解得:

(2)设杆匀速运动时电容器 两极板间的电压为 ,带电粒子进入圆筒时的速率为 、在磁场中做匀速圆周运动的半径为 ,由于 与电阻 并联,

据欧姆定律得:

据动能定理有:                             ⑤

带电粒子在磁场中做匀速圆周运动:      ⑥

联立⑤⑥式得:                      ⑦

由于带电粒子与圆筒碰撞时无电荷量和能量损失,那么每次碰撞前后粒子速度大小不变,速度方向总是沿着圆筒半径方向, 个碰撞点与小孔 恰好将圆筒壁五等分,粒子在圆筒内的轨迹具有对称性,由 段相同的圆弧组成,设每段轨迹圆弧对应的圆心角为 ,则由几何关系可得:

                                    ⑧

有两种情形符合题意:

(Ⅰ)情形1:每段轨迹圆弧对应的圆心角为

联立⑦⑧式并代入 值得:

                                ⑨

将数据代入⑨式得:

                                ⑩

(Ⅱ)情形2:每段轨迹圆弧对应的圆心角为

联立⑦⑧式并代入 值得:

                                ?

将数据代入?式得:

                                    ?

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
答案 (1)   (2)  (3)
【答案详解】

解析    (1)设磁场宽度为 ,在 时间内,有

                                                 (2分)

此时, 与金属棒 并联,再与 串联

                                            (1分)

                                                       (1分)

(2)金属棒进入磁场后,此时磁场稳定,金属棒切割磁感线,相当于电源,而外电路中 并联,则有

                                                    (1分)

                                        (1分)

由于金属棒进入磁场后电压表示数始终不变,所以金属棒做匀速运动,有

                                                    (2分)

(3)金属棒在 时间内,有

                                                       (1分)

金属棒进入磁场后,有

                                                    (2分)

                                                    (1分)

已知 ,得                                                 (1分)

                                                  (1分)

(计算 时,可用 ) 

                                    (2分)

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
D
【答案详解】

 电容器放电时导体棒在安培力作用下运动,产生感应电动势,感应电动势与电容器电压相等时,棒做匀速直线运动,说明极板上电荷量最终不等于零,A项错误。但电流最终必为零,B错误。导体棒速度增大到最大后做匀速直线运动,加速度为零,C错误,D正确。

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
AC
【答案详解】

刚释放瞬间金属棒只受重力,故加速度 ,A项正确。金属棒向下运动时用右手定则判断,电流沿顺时针方向,B项错误。当金属棒的速度为 时, ,C项正确。根据能量守恒可知,电阻 上产生的总热量等于减少的重力势能与增加的动能之差,D项错误。

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
C
【答案详解】

棒先做自由落体,当到Ⅰ区磁场时由四个选项知棒开始减速说明 ,由牛顿第二定律得, ,当减速时 减小,合力减小, 也减小,速度图象中图线上各点切线斜率减小,离开Ⅰ区后棒做加速度为 的匀加速直线运动,随后进入Ⅱ区磁场,因棒在穿过两段磁场区域的过程中,流过电阻 上的电流变化情况相同,则在Ⅱ区磁场中运动情况与Ⅰ区磁场中完全相同,所以只C项正确。

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
D
【答案详解】

设某时刻金属棒的速度为 ,则此时的电动势 ,安培力 ,由牛顿第二定律有 ,则金属棒做加速度减小的减速运动,选项A错误;由能量守恒定律知,整个过程中克服安培力做功等于电阻 和金属棒上产生的焦耳热之和,即   ,选项B错误,D正确;整个过程中通过导体棒的电荷量 ,得金属棒在导轨上发生的位移 ,选项C错误。

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
C
【答案详解】
 正、负离子在磁场中受洛伦兹力,正离子向 板偏转,负离子向 板偏转, 板带正电, 板带负电, 中电流为从 流向 ,在 内排斥说明电流从 流向 内吸引说明电流从 流向 内排斥说明电流从 流向 ,再利用楞次定律、安倍定则可判断只有C项正确。
创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
CD
【答案详解】

 题中导体棒向右运动切割磁感线,由右手定则可得回路中产生顺时针方向的感应电流,则电阻 中的电流方向由 ,A错误;对导体棒应用牛顿第二定律有: ,又 ,再对物块应用牛顿第二定律有: ,则联立可得: ,则物块下落的最大加速度 ,B错误;当 时,速度最大为   ,C正确;下落 的过程,回路中的面积变化量 ,则通过电阻 的电荷量 ,D正确。

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
答案 (1)  (2)   (3)
【答案详解】

解析    (1)根据法拉第电磁感应定律,知感应电动势为      ①

(2)因平行金属板 与电阻并联,故 两板间的电压为    ②

带电粒子在 间做匀加速直线运动,有                             ③

带电粒子进入磁场区域的运动轨迹如图所示,有                         ④

由几何关系可得                                                 ⑤

联立②③④⑤得

(3)粒子在电场中,有

粒子在磁场中,有

粒子在第一象限的无场区中,有

由几何关系得

粒子从 点射出至到达 轴的时间为

联立以上各式可得

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
  • A.导体棒的 端比 端电势低
  • B. 棒在达到稳定状态前做加速度减小的加速运动
  • C.若磁感应强度增大为原来的 倍,其他条件不变,则 棒下滑到稳定状态时速度将变为原来的
  • D.若换成一根质量为原来 倍的导体棒,其他条件不变,则 棒下滑到稳定状态时的功率将变为原来的
【正确答案】
BD
【答案详解】

导体棒下滑切割磁感线,产生感应电动势相当于电源,由右手定则知 端为正极, 端为负极,A项错误。感应电动势 ,对 受力分析有   ,则知导体棒做加速度减小的加速运动,当 时, ,得:   ,若 增大为原来的 倍,稳定状态时速度变为原来的 ,所以B项正确,C项错。若质量增大为原来的 倍,导体棒稳定时的速度为原来的 倍, 的功率 ,可知功率变为原来的 倍,D项正确。

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
解:(1)金属条 在磁场中切割磁感线时,所构成的回路的磁通量发生变化.设经过时间 ,磁通量变化量为 ,由法拉第电磁感应定律

    ①

 ②

由①②式并代入数值得

        ③

根据右手定则(或楞次定律,可得感应电流方向为       ④

(2)通过分析,可得电路图为

(3)设电路中的总电阻为 ,根据电路图可知,

      ⑤

两端电势差

   ⑥

离开磁场区域的时刻为 ,下一根金属条进入磁场区域的时刻为

        ⑦

 ⑧

设轮子转一圈的时间为

       ⑨

内,金属条有四次进出,后三次与第一次相同 ⑩

由⑥⑦⑧⑨⑩可画出如下 图象

(4)“闪烁”装置不能正常工作(金属条的感应电动势只有  ,远小于小灯泡的额定电压,因此无法工作)

增大, 增大,但有限度;

增大, 增大,但有限度;

增大, 增大,但有限度;

增大, 不变.

【命题立意】

本题考查的是法拉第电磁感应定律、楞次定律、欧姆定律,主要考查考生的综合分析和综合应用的能力.难度较大.

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂

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