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专题6电磁感应与电路的分析(一)一、电路问题1电路的动态分析(1)程序法:基本思路是“部分整体部分”(2)结论法:并同串反【1】在如图所示的电路中,当变阻器R3的滑片P向b端移动时()A电压表的示数增大,电流表的示数减小B电压表的示数减小,电流表的示数增大C电压表和电流表的示数都增大D电压表和电流表的示数都减小2电路中几种功率与电源效率问题【2】如图所示,E8 V,r2 ,R18 ,R2为变阻器接入电路中的有效阻值,问:(1)要使变阻器获得的电功率最大,则R2的取值应是多大?这时R2的功率是多大?(2)要使R1得到的电功率最大,则R2的取值应是多大?R1的最大功率是多大?这时电源的效率是多大?(3)调节R2的阻值,能否使电源以最大的功率输出?为什么?3含容电路的分析与计算方法(1)电路稳定后,由于电容器所在支路无电流通过,所以此支路中的电阻上无电压降,因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压;(2)当电容器和电阻并联后接入电路时,电容器两端的电压和与其并联的电阻两端的电压相等;(3)电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充放电【3】在如图所示的电路中,电容器C14.0 F,C23.0 F,电阻R18.0 ,R26.0 闭合开关S1,给电容器C1、C2充电,电路达到稳定后,再闭合开关S2,电容器C1的极板上所带电荷量的减少量与电容器C2的极板上所带电荷量的减少量之比是1615开关S2闭合时,电流表的示数为1.0 A求电源的电动势和内阻4交变电流与交变电路问题【4】一气体放电管两电极间的电压超过500 V时就会因放电而发光若在它发光的情况下逐渐降低电压,则要降到 500 V 时才会熄灭放电管的两电极不分正负现有一正弦交流电源,其输出电压的峰值为1000 V,频率为50 Hz若用它给上述放电管供电,则在一小时内放电管实际发光的时间为()A10 minB25 min C30 minD35 min拓展:如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为101,R120 ,R230 ,C为电容器已知通过R1的正弦交变电流如图乙所示,则2009年高考四川理综卷()甲乙A交变电流的频率为0.02 HzB原线圈输入电压的最大值为200 VC电阻R2的电功率约为6.67 WD通过R3的电流始终为零【5】某种发电机的内部结构平面图如图甲所示,永磁体的内侧为圆柱面形,磁极之间上下各有圆心角30的扇形无磁场区域,其他区域两极与圆柱形铁芯之间的窄缝间形成B0.5 T的磁场在窄缝里有一个如图乙所示的U形导线框abcd已知线框ab和cd边的长度均为L10.3 m,bc边的长度L20.4 m,线框以 rad/s的角速度顺时针匀速转动(1)从bc边转到图甲所示的H侧磁场边缘时开始计时,求t2103 s 时刻线框中感应电动势的大小;画出a、d两点的电势差Uad随时间t变化的关系图象(感应电动势的结果保留两位有效数字,Uad的正值表示UaUd)(2)求感应电动势的有效值 甲 乙二、电磁感应规律的综合应用1感应电路中电动势、电压、电功率的计算【1】如图所示,水平放置的U形金属框架中接有电源,电源的电动势为E,内阻为r现在框架上放置一质量为m、电阻为R的金属杆,它可以在框架上无摩擦地滑动,框架两边相距L,匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向上ab杆受到水平向右的恒力F后由静止开始向右滑动,求:(1)ab杆由静止启动时的加速度(2)ab杆可以达到的最大速度vm(3)当ab杆达到最大速度vm时,电路中每秒放出的热量Q2电磁感应中的图象问题【2】青藏铁路上安装的一种电磁装置可以向控制中心传输信号,以确定火车的位置和运动状态,其原理是将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面,如图甲所示(俯视图)当它经过安放在两铁轨间的线圈时,线圈便产生一个电信号传输给控制中心线圈边长分别为l1和l2,匝数为n,线圈和传输线的电阻忽略不计若火车通过线圈时,控制中心接收到线圈两端的电压信号u与时间t的关系如图乙所示(ab、cd为直线),t1、t2、t3、t4是运动过程的四个时刻,则下列说法正确的是()A火车在t1t2时间内做匀加速直线运动B火车在t3t4时间内做匀减速直线运动C火车在t1t2时间内的加速度大小为D火车在t3t4时间内的平均速度的大小为拓展:强度相等的匀强磁场分布在直角坐标的四个象限里,方向如图甲所示,有一闭合扇形线框OMN,以角速度绕O点在Oxy平面内匀速转动,在它旋转一圈后的过程中(从图示位置开始计时)它的感应电动势与时间的关系图线是图乙中哪一个?( )3电磁感应中的动力学、功能问题电磁感应中,通有感应电流的导体在磁场中将受到安培力的作用,因此电磁感应问题往往和力学、运动学等问题联系在一起电磁感应中的动力学问题的解题思路如下:【3】如图所示,光滑斜面的倾角为,在斜面上放置一矩形线框abcd,ab边的边长为l1,bc边的长为l2,线框的质量为m、电阻为R,线框通过细线与重物相连, 重物的质量为M,斜面上ef线(ef平行底边)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场(磁场宽度大于l2),磁感应强度为B如果线框从静止开始运动,且进入磁场的最初一段时间是做匀速运动,则()A线框abcd进入磁场前运动的加速度为 B线框在进入磁场过程中的运动速度vC线框做匀速运动的时间为D该过程产生的焦耳热Q(Mgmgsin )l1【4】如图所示,虚线右侧为一有界的匀强磁场区域,现有一匝数为n、总电阻为R的边长分别为L和2L的闭合矩形线框abcd,其线框平面与磁场垂直,cd边刚好在磁场外(与虚线几乎重合)在t0时刻磁场开始均匀减小,磁感应强度B随时间t的变化关系为BB0kt(1)试求处于静止状态的线框在t0时刻其ad边受到的安培力的大小和方向(2)假设在t1时刻,线框在如图所示的位置且具有向左的速度v,此时回路中产生的感应电动势为多大?(3)在第(2)问的情况下,回路中的电功率是多大?专题6电磁感应与电路的分析(二)1如图所示,L1、L2、L3为三个完全相同的灯泡,L为直流电阻可忽略的自感线圈,电源的内阻不计,开关S原来接通当把开关S断开时,下列说法正确的是()AL1闪一下后熄灭BL2闪一下后恢复到原来的亮度CL3变暗一下后恢复到原来的亮度DL3闪一下后恢复到原来的亮度2在如图甲所示的电路中,灯泡A和灯泡B原来都正常发光现在突然发现灯泡A比原来变暗了些,灯泡B比原来变亮了些,则电路中出现的故障可能是()AR3断路BR1短路CR2断路DR1、R2同时短路3如图所示,M是一小型理想变压器,接线柱a、b接在电压u311sin 314t(V)的正弦交变电源上变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器,电流表为值班室的显示器,显示通过R1的电流,电压表显示加在报警器上的电压(报警器未画出),R3为一定值电阻当传感器R2所在处出现火警时(R2阻值变小),以下说法中正确的是()A的示数不变,的示数增大B的示数增大,的示数减小C的示数增大,的示数增大D的示数不变,的示数不变4在如图甲所示的电路中,电源电动势E恒定,内阻r1 ,定值电阻R35 当开关S断开与闭合时,ab段电路消耗的电功率相等,则以下说法中正确的是()A电阻R1、R2可能分别为4 、5 B电阻R1、R2可能分别为3 、6 C开关S断开时电压表的示数一定大于S闭合时的示数D开关S断开与闭合时,电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比一定等于6 5一导线弯成如右图所示的闭合线圈,以速度v向左匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直平面向外。线圈总电阻为R,从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止,下列结论正确的是 ( )A感应电流一直沿顺时针方向B线圈受到的安培力先增大,后减小C感应电动势的最大值E=BrvD穿过线圈某个横截面的电荷量为6某理想变压器原线圈输入的电功率为P,原、副线圈的匝数比为k,在其副线圈上接一内阻为r的电动机现在,电动机正以速度v匀速向上提升一质量为m的重物,已知重力加速度为g,则变压器原线圈两端的电压为()APkB CPkD7一个用半导体材料制成的电阻器D,其电流I随它两端电压U变化的伏安特性曲线如图甲所示现将它与两个标准电阻R1、R2组成如图乙所示的电路,当开关S接通位置1时,三个用电器消耗的电功率均为P将开关S切换到位置2后,电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2,下列判断正确的是()AP1PBP1P2 CPDP1P23PDPDP1P23P8如图所示,均匀金属圆环的总电阻为2R,磁感应强度为B的匀强磁场垂直地穿过圆环金属杆OM的长为l,电阻为,M端与环紧密接触,金属杆OM绕过圆心的转轴O以恒定的角速度转动电阻R的一端用导线和环上的A点连接,另一端和金属杆的转轴O处的端点相连接下列结论错误的是()A通过电阻R的电流的最大值为B通过电阻R的电流的最小值为COM中产生的感应电动势恒为D通过电阻R的电流恒为9如图所示,光滑的“”形金属导体框竖直放置,质量为m的金属棒MN与框架接触良好,磁感应强度分别为B1、B2的有界匀强磁场方向相反,但均垂直于框架平面,分别处在abcd和cdef区域现从图示位置由静止释放金属棒MN,金属棒进入磁场区域abcd后恰好做匀速运动下列说法正确的有()A若B2B1,则金属棒进入cdef区域后将加速下滑B若B2B1,则金属棒进入cdef区域后仍将保持匀速下滑C若B2B1,则金属棒进入cdef区域后可能先加速后匀速下滑D若B2B1,则金属棒进入cdef区域后可能先减速后匀速下滑10如图所示,长为L1 m、电阻r0.3 、质量m0.1 kg的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上,两导轨间距也是L棒与导轨间接触良好,导轨电阻不计,导轨左端接有R0.5 的电阻,垂直导轨平面有竖直向下穿过平面的匀强磁场,磁感应强度B的大小为0.4 T现给金属棒CD一个瞬时向右的初速度,初速度大小为2 m/s,过一段时间后,金属棒CD最终停下来则从开始运动到停止运动的过程中,通过电阻R的电荷量为()A0.5 CB0.3 CC0.25 CD0.2 C11 (1)一多用电表的欧姆挡有三个倍率,分别是“1”、“10”、“100”用“10”挡测量某电阻时,操作步骤正确,而表头指针偏转角度很小,为了较准确地进行测量,应换用“_”挡如果换挡后立即用表笔连接测电阻进行读数,那么缺少的步骤是_
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