2020版高三物理一轮复习专题10电路含2020年高考真题

第2节 法拉第电磁感应定律 自感 涡流知识点一| 法拉第电磁感应定律1．感应电动势(1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势。

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：遵循闭合电路欧姆定律，即I ＝E R ＋r。

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，n 为线圈匝数。

3．导体切割磁感线的情形(1)若B 、l 、v 相互垂直，则E ＝Bl v 。

(2)若B ⊥l ，l ⊥v ，v 与B 夹角为θ，则E ＝Bl v sin_θ。

[判断正误](1)Φ＝0，ΔΦΔt 不一定等于0。

(√) (2)感应电动势E 与线圈匝数n 有关，所以Φ、ΔΦ、ΔΦΔt的大小均与线圈匝数有关。

(×) (3)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。

(√) (4)法拉第提出了法拉第电磁感应定律。

(×)(5)当导体在匀强磁场中垂直磁场方向运动时(运动方向和导体垂直)，感应电动势为E ＝BL v 。

(√)考法1 对感生电动势E ＝n ΔΦΔt 的理解与应用1．关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是( )A ．穿过线圈的磁通量Φ越大，所产生的感应电动势就越大B．穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ越大，所产生的感应电动势就越大C．穿过线圈的磁通量的变化率ΔΦΔt越大，所产生的感应电动势就越大D．穿过线圈的磁通量Φ等于0，所产生的感应电动势就一定为0C[根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率ΔΦΔt成正比，与磁通量Φ及磁通量的变化量ΔΦ没有必然联系。

当磁通量Φ很大时，感应电动势可能很小，甚至为0。

当磁通量Φ等于0时，其变化率可能很大，产生的感应电动势也会很大。

所以只有选项C正确。

]2．(2017·天津高考)如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。

2020年高考物理一轮复习专题强化卷----机械振动与机械波一、判断正误（共5题，10分）1、做简谐运动的质点先后通过同一点，回复力、速度、加速度、位移、动能都是相同的。

( )2、根据简谐运动的图象可以判断质点在某一时刻的位移大小、振动方向。

( )3、物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关。

( )4、在一个周期内，机械波中各质点随波的传播而迁移的距离等于振幅的4倍。

( )5、机械波的传播速度v取决于介质的性质，只要介质不变，v就不变；如果介质变了，v也一定变。

( )答案1、×2、√3、√4、×5、√二、不定项选择题（共10题，50分）6、弹簧振子在光滑水平面上做简谐振动，把小钢球从平衡位置向左拉一段距离，放手让其运动，从小钢球第一次通过平衡位置时开始计时，其振动图象如图所示，下列说法正确的是()A．钢球振动周期为1 s B．在t0时刻弹簧的形变量为4 cmC．钢球振动半个周期，回复力做功为零D．钢球振动一个周期，通过的路程等于10 cmE．钢球振动方程为y＝5sinπt cm【答案】BCE7、一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝0和t＝0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示．已知该波的周期T＞0.20 s．下列说法正确的是()A．波速为0.40 m/s B．波长为0.08 mC．x＝0.08 m的质点在t＝0.70 s时位于波谷D．x＝0.08 m的质点在t＝0.12 s时位于波谷E．若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s，则它在该介质中的波长为0.32 m 【答案】：ACE8、如图所示，图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象，从该时刻起，下列说法正确的是()A．经过0.05 s时，质点Q距平衡位置的距离大于质点P距平衡位置的距离B．经过0.25 s时，质点Q的加速度大小小于质点P的加速度大小C．经过0.15 s，波沿x轴的正方向传播了3 mD．经过0.1 s时，质点Q的运动方向沿y轴负方向E．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为0.5 m的障碍物，能发生明显衍射现象【答案】BCE9、图甲为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1 m处的质点，Q是平衡位置为x＝4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则下列说法正确的是()A．该波的周期是0.10 s B．该波的传播速度是40 m/sC．该波沿x轴的负方向传播D．t＝0.10 s时，质点Q的速度方向向下E．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm【答案】：BCD10、一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t＋0.6 s时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，则下列说法正确的是()A．这列波的波速可能为50 m/sB．质点a在这段时间内通过的路程一定小于30 cmC．质点c在这段时间内通过的路程可能为60 cmD．若周期T＝0.8 s，则在t＋0.5 s时刻，质点b、P的位移相同E．若周期T＝0.8 s，从t＋0.4 s时刻开始计时，则质点c的振动方程为x＝0.1sin πt(m)【答案】：ACD11、在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v＝200 m/s.已知t＝0时，波刚好传播到x＝40 m处，如图所示，在x＝400 m处有一接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是()A．波源开始振动时方向沿y轴正方向B．从t＝0开始经过0.15 s，x＝40 m处的质点运动路程为0.6 mC．接收器在t＝1.8 s时才能接收到此波D．若波源向x轴负方向运动，根据多普勒效应，接收器接收到的波源频率可能为11 HzE．若该波与另一列频率为10 Hz、波源在x＝350 m处的沿x轴负方向传播的简谐横波相遇，能够产生稳定的干涉图样【答案】BCE12、一列简谐横波在弹性介质中沿x轴正方向传播，波源位于坐标原点O，t＝0时开始振动，4 s时停止振动，5 s时的波形如图所示，其中质点a的平衡位置与O的距离为5.0 m．以下说法正确的是()A．波速为2 m/s B．波长为6 mC．波源起振方向沿y轴正方向D．3.0～4.0 s内质点a沿y轴正方向运动E．0～4.0 s内质点a通过的总路程为0.6 m【答案】：ADE13、一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速为2 m/s，振幅A＝2 cm，M、N是平衡位置相距为3 m的两个质点，如图所示，在t＝0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处，已知该波的周期大于1 s，下列说法正确的是()A．该波的周期为6 sB．在t＝0.5 s时，质点N正通过平衡位置沿y轴负方向运动C．从t＝0到t＝1 s，质点M运动的路程为2 cmD．在t＝5.5 s到t＝6 s，质点M运动路程为2 cmE．t＝0.5 s时刻，处于M、N正中央的质点加速度与速度同向【答案】：BDE14、在x＝5 cm处有一质点做简谐运动，产生一列沿x轴负方向传播的简谐横波，波长为λ＝4 cm，经过一段时间x＝1 cm处的质点C刚开始振动，振动方向沿y 轴正方向，将该时刻作为计时起点t＝0，经0.3 s时x＝3 cm处的质点B第一次处在波峰，则下列正确说法正确的是()A．该简谐波的波速大小为0.1 m/sB．t＝0时质点B振动方向沿y轴正方向C．在t＝0.3时x＝4 cm处的质点A位于平衡位置且运动方向沿y轴正方向D．在t＝0.4 s时x＝4 cm处的质点A的加速度最大且沿y轴正方向E．在t＝0.5 s时位于x＝－3 cm处的质点D第一次处在波峰【答案】：ADE15、关于多普勒效应，下列说法正确的是() A．多普勒效应是由于波的干涉引起的B．发生多普勒效应时，波源的频率并未发生改变C．多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而发生的D．只有声波才有多普勒效应E．若声源向观察者靠近，则观察者接收到的频率大于声源发出声波的频率【答案】：BCE三、计算题（共3题，40分）16、一列简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为10 cm。

电学综合训练一、选择题：(本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，其中第1～4题只有一项符合题目要求，第5～8题有多项符合题目要求，全部答对得6分，选对但不全得3分，错选得0分)1．如图所示，绝缘水平面上有两条平行光滑长直导轨，导轨左端接有电阻R ，电阻为r 的金属棒AB 垂直跨放在导轨上且与导轨接触良好，其他电阻不计．两导轨间存在竖直向下的匀强磁场．给AB 以水平向右的初速度v 0并开始计时，下面四幅反映AB 的速度v 随时间t 变化规律的图象中，可能正确的是( )解析：选D.AB 杆以水平向右的初速度v 0切割磁感线，在回路中充当电源，电路中产生的电流为I ＝Blv R ＋r ，AB 杆受到的安培力F 安＝BIl ＝B 2l 2v R ＋r，对AB 杆受力分析可知，水平方向合外力等于安培力，充当阻力使其减速，所以其加速度随速度的减小而减小，直到速度减为零时，加速度减为零，故D 项正确．2．如图所示，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，有一等腰直角三角形ACD .A 点有一根垂直于ACD 平面的直导线．当导线中通有图示方向的电流时，D 点的磁感应强度为零．则C 点的磁感应强度大小为( )A. 0 B ．B 0 C.2B 0D ．2B 0解析：选C.由D 点的磁感应强度为零可知，通电直导线在D 点产生的磁场与空间中存在的匀强磁场的磁感应强度等大反向，所以匀强磁场方向垂直于AD 向下，由于C 点与D 点与A 等距离，所以通电直导线在C 点产生的磁场磁感应强度大小为B 0，方向垂直于AC 向左，则C 点的磁感应强度大小为2B 0，故C 项正确．3．一个阻值为20 Ω的电阻，通有如图所示的电流，在一个周期内，前半个周期电流随时间按正弦规律变化，后半个周期电流为恒定电流，则在一个周期内，电阻产生的热量为( )A ．0.2 JB ．0.4 JC ．0.6 JD ．0.8 J解析：选C.求解电阻产生的热量时应该用电流的有效值，由有效值的定义可得⎝ ⎛⎭⎪⎫I m 22R T2＋I 22R T2＝I 2RT 得，I ＝32A ，则一个周期内电阻产生的热量为Q ＝I 2RT ＝0.6 J ，故C 项正确．4．如图甲所示，单匝导线框abcd 固定于匀强磁场中，规定垂直纸面向里为磁场的正方向．从t ＝0时刻开始磁感应强度B 随时间t 变化关系如图乙所示，若规定逆时针方向为感应电流i 的正方向，则在下面四个反映线框里感应电流i 随时间t 变化规律的图象中，正确的是( )解析：选A.由法拉第电磁感应定律可得：E ＝N ΔBS Δt ，又i ＝ER ，结合B ­t 图象可得，0～1 s 内线圈中产生的电流是恒定的，故C 、D 项错误；由B ­t 图象可知0～1 s 内垂直纸面向里的磁场磁通量在增大，由楞次定律可知线圈中产生的感应电流的方向为逆时针，与规定的正方向相同，所以为正值，故A 项正确，B 项错误．5．现有一组方向沿x 轴正方向的电场线，若从x 轴的坐标原点由静止释放一个带电粒子，仅在电场力的作用下，该粒子沿着x 轴的正方向从x 1＝0处运动到x 2＝1.2 cm 处，其电势φ随位置x 坐标变化的情况如图所示．下列有关说法正确的是( )A ．该粒子一定带正电荷B ．在x 轴上x ＝0.6 cm 的位置，电场强度大小为0C ．该粒子从x 1＝0处运动到x 2＝1.2 cm 处的过程中，电势能一直减小D ．在x 轴上0～0.6 cm 的范围内的电场强度大于0.6～1.2 cm 的范围内的电场强度 解析：选AC.由于带电粒子由坐标原点由静止开始，仅在电场力的作用下，沿x 轴正方向运动，所以所受电场力方向沿x 轴正方向，与电场线的方向一致，故该粒子一定带正电荷，故A 项正确；由φ­x 图象中斜率表示电场强度可知，x ＝0.6 cm 处电场强度大小为5 000 V/m ，故B 项错；由φ－x 图象可知，从x ＝0.6 cm 到x ＝1.2 cm 的过程中，电势一直降低，由E p ＝q φ可知，正电荷的电势能一直减小，故C 项正确；由φ－x 图象中斜率表示电场强度可知，0～1.2 cm 的范围内电场强度不变，故D 项错误．6．如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为3∶1，原线圈接在电压为U 0的正弦式电流电源上，定值电阻R 1＝R 2，变压器原、副线圈两端的电压分别为U 1、U 2，通过原、副线圈中的电流分别为I 1、I 2，则( )A ．I 1∶I 2＝1∶3B ． I 1∶I 2＝3∶1 C. U 1∶U 0＝1∶10D ． U 2∶U 0＝3∶10解析：选AD.由于理想变压器原、副线圈匝数比为3∶1，所有原副线圈的电流之比是1∶3，故A 项正确；原副线圈两端的电压之比为3∶1，两个定值电阻两端的电压之比U R 1U R 2＝13，左边回路有U 0＝U R 1＋U 1，右边回路中有U 2＝U R 2，所以U 1∶U 0＝9∶10，故C 项错误；U 2∶U 0＝3∶10，故D 项正确．7．如图所示，在匀强磁场中匀速转动的单匝矩形线圈的周期为T ，转轴O 1O 2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1 A ，那么( )A ．从图示位置开始，线圈转过90°时穿过线圈的磁通量最大B ．线圈中感应电流的有效值为 2 AC ．任意时刻线圈中的感应电动势为e ＝4cos 2πTt (V)D ．从图示位置开始到线圈转过90°时的过程中，线圈中磁通量变化了Tπ解析：选ABC.从图示位置开始，线圈转过90°时，恰好位于中性面的位置，磁通量最大，故A 项正确；线圈转动产生的是正弦式交变电流，所以电流的有效值为I ＝I m2，又E m ＝BS ω＝BS 2πT ，转过60°时有i ＝E m r cos 2πT t ＝BS ωrcos 60°＝1 A ，解得电流的有效值为I ＝ 2 A ，故B 项正确；任意时刻线圈中的感应电动势e ＝BS ωcos 2πTt ＝4cos 2πTt ，故C 项正确；从图示位置开始到线圈转过90°的过程中，线圈中的磁通量变化了ΔΦ＝BS ＝2Tπ，故D 项错误．8．如图所示，在光滑绝缘水平地面上相距为L 处有两个完全相同的带正电小球A 和B ，它们的质量都为m ，现由静止释放B 球，同时A 球以大小为v 0的速度沿两小球连线方向向B 球运动，运动过程中，两球最小距离为L3，下列说法中正确的是( )A ．距离最小时与开始时B 球的加速度之比为9∶1 B ．从开始到距离最小的过程中，电势能的增加量为12mv 2C ．A 、B 组成的系统动能的最小值是14mv 2D ．B 球速度的最大值为v 0解析：选AC.开始时，对B 球有：k q 2L 2＝ma 1 ，相距最小时，对B 球有：k q 2⎝ ⎛⎭⎪⎫L 32＝ma 2，则有：a 2a 1＝91，故A 项正确；当两球相距最小时，两球速度相同，系统动能最小．对A 、B 两球自B 球由静止释放至两球相距最小，由动量守恒定律得mv 0＝2mv ；由能量守恒得12mv 20＝12×2mv 2＋E p ，解得E p ＝14mv 20，故B 项错误；最小动能E k ＝12×2mv 2＝14mv 20，故C 项正确；当A球速度减为零时，B 球速度增大到v 0 ，此时两球相距为L ，此后A 球反向加速，B 球继续加速，故D 项错误．二、非选择题(本题共3小题，共52分)9．(9分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，所采用的小灯泡的规格为“2.5 V 0.3 A”，实验时采用的电路图如图甲所示．(1)某同学从实验室取出A 、B 两个材质相同的滑动变阻器，铭牌不清，从进货单中查知其中一个滑动变阻器的最大阻值为10 Ω，另一个为1 000 Ω，观察发现A 绕的导线粗而少，而B 绕的导线细而多，本实验应该选用______填(“A ”或“B ”)．(2)在实验测量中，某次电压表示数如图乙所示，则其示数为______V ；此时电流表的示数可能为图丙中的______(填写图丙中各表下方的代号)．(3)若实验得到另一小灯泡的伏安特性曲线(I ­U 图象)如图丁所示．若将这个小灯泡接到电动势为1.5 V 、内阻为5 Ω的电源两端，则小灯泡的工作电阻为______Ω，小灯泡消耗的功率是________W.解析：(1)由电阻定律R ＝ρLS可知，细而长的电阻大，粗而短的电阻小，而本实验采用分压式接法，应选用电阻小的，故选A .(2)电压表量程选3 V ，所以每小格表示0.1 V ，所以读数为2.00 V ，有估读数位；由于电压表示数略小于额定电压，所以电流表的示数略小于额定电流，故B 项正确．(3)作出闭合电路欧姆定律的I ­U 图象，与小灯泡的I ­U 图象交于一点，其横纵坐标的比值即为小灯泡的工作电阻，为9.8 Ω ；横纵坐标的乘积即为小灯泡消耗的实际功率，为0.1 W.答案：(1)A (2)2.00 B(3)9.8(9.6～10均可) 0.110．(20分)如图所示，足够大的平行挡板A 1、A 2竖直放置，间距6L ，两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，以水平面MN 为理想分界面．Ⅰ区的磁感应强度为B 0，方向垂直纸面向外，A 1、A 2上各有位置正对的小孔S 1、S 2，两孔与分界面MN 的距离为L 、质量为m 、电量为＋q 的粒子经宽度为d 的匀强电场由静止加速后，沿水平方向从S 1进入Ⅰ区，并直接偏转到MN 上的P 点，再进入Ⅱ区，P 点与A 1板的距离是L 的k 倍．不计重力，碰到挡板的粒子不予考虑．(1)若k ＝1，求匀强电场的电场强度E ；(2)若2＜k ＜3，且粒子沿水平方向从S 2射出，求出粒子在磁场中的速度大小v 与k 的关系式．解析：(1)若k ＝1，则有MP ＝L ，粒子在Ⅰ区匀强磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系，该情况粒子的轨迹半径为：R ＝L粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，则有：qvB 0＝m v 2R粒子在匀强电场中加速，根据动能定理有：qEd ＝12mv 2综合上式解得：E ＝qB 02L 22dm.(2)因为2＜k ＜3，且粒子沿水平方向从S 2射出，可知粒子在Ⅱ区只能发生一次偏转，该粒子运动轨迹如图所示由几何关系：R 2－(kL )2＝(R －L )2，又有qvB 0＝m v 2R则整理解得：v ＝qB 0L ＋k 2L2m.答案：(1)qB 20L 22dm (2)v ＝qB 0L ＋k 2L2m11．(23分)如图所示，质量m A ＝0.8 kg 、带电量q ＝－4×10－3C 的A球用长度l ＝0.8 m 的不可伸长的绝缘轻线悬吊在O 点，O 点右侧有竖直向下的匀强电场，场强E ＝5×103N/C.质量m B ＝0.2 kg 不带电的B 球静止在光滑水平轨道上，右侧紧贴着压缩并锁定的轻质弹簧，弹簧右端与固定挡板连接，弹性势能为3.6 J ．现将A 球拉至左边与圆心等高处由静止释放，将弹簧解除锁定，B 球离开弹簧后，恰好与第一次运动到最低点的A 球相碰，并结合为一整体C ，同时撤去水平轨道．A 、B 、C 均可视为质点，线始终未被拉断，g ＝10 m/s 2.求：(1)碰撞过程中A 球对B 球做的功和冲量大小； (2)碰后C 第一次离开电场时的速度大小；(3)C 每次离开最高点时，电场立即消失，到达最低点时，电场又重新恢复，不考虑电场瞬间变化产生的影响，求C 每次离开电场前瞬间绳子受到的拉力．解析：(1)由机械能守恒定律12m A v 2A ＝m A gl得碰前A 的速度大小v A ＝4 m/s 方向向右 由E ＝12m B v 2B得碰前B 的速度大小v B ＝6 m/s 方向向左 由动量守恒守律m A v A －m B v B ＝(m A ＋m B )v C 得v C ＝2 m/s 方向向右A 对B 所做的功W ＝12m B v 2C －E ＝－3.2 J A 对B 的冲量I ＝m B v C －(－m B v B )＝1.6 N·s(2)碰后，C 整体受到电场力F ＝qE因F －m C g ＞m C v 2Cl，可知C 先做类平抛运动则x ＝v C t ，y ＝12at 2，qE －m C g ＝m C a(y －l )2＋x 2＝l 2联立解得x ＝0.8 m ，y ＝0.8 m ，t ＝0.4 s即C 刚好在圆心等高处线被拉直，此时C 向上的速度为v y ＝at ＝4 m/s 设C 第一次运动到最高点速度为v 1，由动能定理(F －m C g )l ＝12m C v 21－12m C v 2y得v 1＝42≈5.66 m/s(3)设C 从最高点运动到最低点时的速度为v . 由动能定律m C g ×2l ＝12m C v 2－12m C v 21得 v ＝8 m/s由于F T ＋F －m C g ＝m C v 2l，可知F T ＞0，故C 之后每一次通过最低点均能一直做圆周运动设C 第n 次经过最高点时的速度为v n .则(n －1)qE ×2l ＝12m C v 2n －12m C v 21，(n ＝1,2,3……)由牛顿第二定律得F T ＋m C g －F ＝m C v 2nl解得F T ＝10(8n －3)N ，(n ＝1,2,3……) 答案：(1)－3.2 J 1.6 N·s (2)5.66 m/s (3)10(8n －3)N ，(n ＝1,2,3……)。

部分电路的欧姆定律电阻定律焦耳定律电功率一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。

在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求；9~12题有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

)1．下列关于电阻率的叙述，错误的是：（）A．当温度极低时，超导材料的电阻率会突然减小到零B．常用的导线是用电阻率较小的铝、铜材料做成的C．材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度D．通常情况下，材料的电阻率会随温度变化而变化【答案】C2．两根用同种材料制成的电阻丝甲和乙，甲电阻丝的长度和直径分贝为l和d；乙电阻丝的长度和直径分贝为2l和2d；将甲乙两根电阻丝分别接入电路时，如果两电阻丝消耗的电功率相等，则加在两根电阻丝上的电压比值U甲：U乙应满足：（）A.1:12C. 1D.2:1【答案】C3．如图所示，均匀的长方形薄片合金电阻板abcd，ab边长为L1，ad边长为L2。

当端点Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ、Ⅳ接入电路时，导体的电阻分别为R1、R2，则R1:R2为：（）A．L1:L2B．L2:L1C．L12:L22D．L22:L12【答案】C4．有长度相同，质量相同，材料不同的金属导线A、B各一根。

已知A的密度比B的大，A 的电阻率比B的小。

则A、B两根导线的电阻为：（）A．R A＞R B B．R A＜R B C．R A= R B D．无法判断【答案】D5．某同学做三种导电元件的导电性实验，他根据所测量的数据分别绘制了三种元件的I—U 图象，如图所示，则下述判断正确的是：（）A．只有乙图正确B ．甲、丙图的曲线肯定是偶然误差太大C ．甲、丙不遵从欧姆定律，肯定不可能D ．甲、乙、丙三个图象都可能正确，并不一定有较大误差【答案】D6．如图所示，是四只电阻的伏安特性曲线，当这四只电阻1234R R R R 、、、并联起来使用时，通过各个电阻的电流分别是1234I I I I 、、、，则其大小顺序为： （ ）A 、1234I I I I >>>B 、4321I I I I >>>C 、1234I I I I ===D 、2431I I I I >>>【答案】A7．直流电动机M 接在如图所示的电路中，理想电压表的示数是20 V ，理想电流表的示数是1.0 A ，限流电阻R=5.0 Ω，则可知： （ ）A. 电动机的机械功率是20 WB. 电阻R 消耗的电功率是5 WC. 电动机线圈的电阻是20 ΩD. 电动机产生的电热功率是20 W【答案】B8．机动车的尾气含有铅等大量有害物质，并且也是造成地球“温室效应”的重要因素之一．电动汽车因其无尾气排放且噪音小等因素，正在逐渐被人们接受．某国产品牌电动汽车的铭牌如下，已知蓄电池储存的电能等于其容量乘输出电压，则下列说法正确的是： （ ）A B ．电动机的内阻为0.72ΩC ．蓄电池充满电后储存的电能约为2.88×104JD ．充满电后电动汽车在额定功率下能连续行驶的时间约为16 h[来源:]【答案】D9．由欧姆定律I ＝R U 导出U ＝IR 和R ＝IU ，下列叙述中正确的是： （ ） A.导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比B.导体的电阻由导体本身的物理条件决定，跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关C.对确定的导体，其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电阻值D.一定的电流流过导体，电阻越大，其电压就越大【答案】BCD10．如图所示，图线1表示的导体的电阻为R 1，图线2表示的导体的电阻为R 2，则下列说法正确的是： （ ）A ．R 1∶R 2＝1∶3B ．把R 1拉长到原来的3倍长后电阻等于R 2C ．将R 1与R 2串联后接于电源上，则功率之比P 1∶P 2＝1∶3D ．将R 1与R 2并联后接于电源上，则电流比I 1∶I 2＝1∶3【答案】AC11．如图所示是某导体的I ﹣U 图象，图中α=45°，下列说法正确的是： （ ）A ．此导体的电阻R=0.5ΩB ．此导体的电阻R=2ΩC ．I ﹣U 图象的斜率表示电阻的倒数，所以R=cot 45°=1.0ΩD ．在R 两端加6.0V 电压时，每秒通过导体截面的电荷量是3.0 C【答案】BD12．我国已经于2012年10月1日起禁止销售100W 及以上的白炽灯，以后将逐步淘汰白炽灯．假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示．图象上A 点与原点的连线与横轴成α角，A 点的切线与横轴成β角，则： （ ）A ．白炽灯的电阻随电压的增大而减小B ．在A 点，白炽灯的电阻可表示为tan βC ．在A 点，白炽灯的电功率可表示为U 0I 0D ．在A 点，白炽灯的电阻可表示为00U I 【答案】CD二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）13．（10分）一台小型电动机在380V 电压下正常工作时，能将30kg 的货物在30s 内匀速提升30m ，通过它的电流是1A ．除电动机线圈生热，其它能量损失不计，求在此过程中：(1)拉力对货物做功的功率;(2)电动机的输出功率;(3)电动机线圈所产生的热量．【答案】(1) 300W ；(2) 300W ；(3) 2400J ．14．（10分）如图，灯泡L 1:1.0V 0.5W; L 2:10V1.0W;电动机内阻5.0Ω.此时两灯泡都刚好正常发光，电动机也在正常运转，求电动机的输出功率和效率。

能力提升课第三讲电磁感应中的电路和图象问题热点一电磁感应中的电路问题(师生共研)1．电磁感应中电路知识的关系图2．解决电磁感应中的电路问题三部曲[典例1]如图所示，在匀强磁场中竖直放置两条足够长的平行导轨，磁场方向与导轨所在平面垂直，磁感应强度大小为B0，导轨上端连接一阻值为R的电阻和开关S，导轨电阻不计，两金属棒a和b的电阻都为R，质量分别为m a＝0.02 kg和m b＝0.01 kg，它们与导轨接触良好，并可沿导轨无摩擦地运动．若将b棒固定，开关S断开，用一竖直向上的恒力F拉a棒，稳定后a棒以v1＝10 m/s的速度向上匀速运动，此时再释放b棒，b 棒恰能保持静止．(g取10 m/s2)(1)求拉力F的大小；(2)若将a棒固定，开关S闭合，让b棒自由下滑，求b棒滑行的最大速度v2的大小；(3)若将a棒和b棒都固定，开关S断开，使磁感应强度从B0随时间均匀增加，经0.1 s 后磁感应强度增大到2B 0时，a棒受到的安培力大小正好等于a棒的重力，求两棒间的距离．解析：(1)法一：a棒做切割磁感线运动，产生的感应电动势为E＝B0L v1，a棒与b棒构成串联闭合电路，电流为I＝E2R，a棒、b棒受到的安培力大小为F a＝ILB0，F b＝ILB0依题意，对a棒有F＝F a＋G a对b棒有F b＝G b所以F＝G a＋G b＝0.3 N.法二：a、b棒都是平衡状态，所以可将a、b棒看成一个整体，整体受到重力和一个向上的力F，所以F＝G a＋G b＝0.3 N.(2)a棒固定、开关S闭合后，当b棒以速度v2匀速下滑时，b棒滑行速度最大，b棒做切割磁感线运动，产生的感应电动势为E1＝B0L v2，等效电路图如图所示．所以电流为I1＝E1 1.5Rb棒受到的安培力与b棒的重力平衡，有G b＝B20L2v2 1.5R由(1)问可知G b＝F b＝B20L2v1 2R联立可得v2＝7.5 m/s.(3)当磁场均匀变化时，产生的感应电动势为E2＝ΔB·LhΔt，回路中电流为I2＝E22R依题意有F a2＝2B0I2L＝G a，代入数据解得h＝1 m. 答案：(1)0.3 N(2)7.5 m/s(3)1 m[反思总结]电磁感应中电路问题的题型特点闭合电路中磁通量发生变化或有部分导体做切割磁感线运动，在回路中将产生感应电动势和感应电流．从而考题中常涉及电流、电压、电功等的计算，也可能涉及电磁感应与力学、电磁感应与能量的综合分析．1－1.[E ＝n ΔΦΔt 在电路中的应用] (多选)在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n ＝1 500匝，横截面积S ＝20 cm 2.螺线管导线电阻r ＝1 Ω，R 1＝4 Ω，R 2＝5 Ω，C ＝30 μF.在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B 按如图乙所示的规律变化，则下列说法中正确的是( )A ．螺线管中产生的感应电动势为1.2 VB ．闭合S ，电路中的电流稳定后电容器上极板带正电C ．电路中的电流稳定后，电阻R 1的电功率为5×10－2 WD ．S 断开后，通过R 2的电荷量为1.8×10－5 C解析：由法拉第电磁感应定律可知，螺线管内产生的电动势为E ＝n ΔB Δt S ＝1 500×0.82×20×10－4 V ＝1.2 V ，故A 正确；根据楞次定律，当穿过螺线管的磁通量增加时，螺线管下部可以看成电源的正极，则电容器下极板带正电，故B 错误；电流稳定后，电流为I ＝E R 1＋R 2＋r ＝ 1.24＋5＋1A ＝0.12 A ，电阻R 1上消耗的功率为P ＝I 2R 1＝0.122×4 W ＝5.76×10－2 W ，故C 错误；开关断开后通过电阻R 2的电荷量为Q ＝CU ＝CIR 2＝30×10－6×0.12×5 C ＝1.8×10－5 C ，故D 正确．答案：AD1－2.[E ＝Bl v 在电路中的应用] (2017·江苏卷)如图所示，两条相距d 的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为R 的电阻．质量为m 的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ 的磁感应强度大小为B 、方向竖直向下．当该磁场区域以速度v 0匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为v .导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求：(1)MN 刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小I ； (2)MN 刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a ； (3)PQ 刚要离开金属杆时，感应电流的功率P . 解析：(1)感应电动势E ＝Bd v 0感应电流I ＝ER ， 解得I ＝Bd v 0R .(2)安培力F ＝BId 牛顿第二定律F ＝ma 解得a ＝B 2d 2v 0mR .(3)金属杆切割磁感线的速度v ′＝v 0－v ，则 感应电动势E ＝Bd (v 0－v )，电功率P ＝E 2R 解得P ＝B 2d 2(v 0－v )2R.答案：(1)I ＝Bd v 0R (2)a ＝B 2d 2v 0mR (3)P ＝B 2d 2(v 0－v )2R热点二 电磁感应中的图象问题 (师生共研)1．图象问题的求解类型2.弄清初始条件、正负方向的对应变化范围、所研究物理量的函数表达式、进出磁场的转折点等是解决此类问题的关键．3．解决图象问题的一般步骤(1)明确图象的种类，即是B－t图还是Φ－t图，或者E－t图、I－t图等；(2)分析电磁感应的具体过程；(3)用右手定则或楞次定律确定方向的对应关系；(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等知识写出函数关系式；(5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等；(6)画图象或判断图象．4．电磁感应中图象类选择题的两个常用方法排除法定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是分析物理量的正负，以排除错误的选项．函数法根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图象进行分析和判断.1．F安－t图象[典例2]将一段导线绕成图甲所示的闭合回路，并固定在水平面(纸面)内．回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中．回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示．用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图象是()解析：0～T2时间内，根据法拉第电磁感应定律及楞次定律可得回路的圆环形区域产生大小恒定的、顺时针方向的感应电流，根据左手定则，ab边在匀强磁场Ⅰ中受到水平向左的恒定的安培力；同理可得T2～T时间内，ab边在匀强磁场Ⅰ中受到水平向右的恒定的安培力，故B正确．答案：B2．v－t图象[典例3]如图，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻．线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界线OO′平行，线框平面与磁场方向垂直．设OO′下方磁场区域足够大，不计空气阻力影响，则下列哪一个图象不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律()A B C D解析：由题意可知，线框先做自由落体运动，最终做匀加速直线运动．若ab边刚进入磁场时，速度较小，线框内产生的感应电流较小，线框所受安培力小于重力，则线圈进入磁场的过程做加速度逐渐减小的加速运动，图象C有可能；若线框进入磁场时的速度较大，线框内产生的感应电流较大，线框所受安培力大于重力，则线框进入磁场时做加速度逐渐减小的减速运动，图象B有可能；若线框进入磁场时的速度合适，线框所受安培力等于重力，则线框匀速进入磁场，图象D有可能；由分析可知选A.答案：A3．E－t图象[典例4]在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t按如图乙所示规律变化时，下列选项中正确表示线圈中感应电动势E变化的是()解析：根据楞次定律得，0～1 s内，感应电流为正方向；1～3 s内，无感应电流；3～5 s 内，感应电流为负方向；再由法拉第电磁感应定律得，0～1 s内的感应电动势为3～5 s 内的二倍，故A正确．答案：A4．i－t图象[典例5]如图所示，两个垂直纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B，磁场区域的宽度为a，一正三角形(高为a)导线框ABC从图示位置沿图示方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，线框中感应电流i与线框移动距离x的关系图是下图中的()A B C D解析：x在a～2a范围，线框穿过两磁场分界线时，BC、AC边在右侧磁场中切割磁感线，有效切割长度逐渐增大，产生的感应电动势E1增大，AB边在左侧磁场中切割磁感线，产生的感应电动势E2不变，两个电动势串联，总电动势E＝E1＋E2增大，故A错误；x 在0～a范围，线框穿过左侧磁场时，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针，为正值，故B错误；x在2a～3a范围，线框穿过右侧磁场时，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针，为正值，故C正确，D错误．答案：C5．综合图象[典例6](多选)如图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()解析：在0～L v 时间内，磁通量Φ＝BL v t ，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 ～5L2v 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A 正确．在0～Lv 时间内，E ＝BL v ，为负值；在L v ～2Lv 时间内，两个边切割磁感线，感应电动势E ＝2BL v ，为正值；在2L v ～3L v 时间内，两个边切割磁线，感应电动势E ＝2Bl v ，为负值；在3L v ～4Lv 时间内，一个边切割磁感线，E ＝BL v ，为正值，B 正确.0～Lv 时间内，安培力向左、外力向右，F 0＝F 安＝BI 0L ，电功率P 0＝I 20R ＝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，C 错误，D 正确． 答案：ABD1. (多选)如图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为l ＝1 m ，cd 间、de 间、cf 间分别接着阻值R ＝10 Ω的电阻．一阻值R ＝10 Ω的导体棒ab 以速度v ＝4 m/s 匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小B ＝0.5 T 、方向竖直向下的匀强磁场．下列说法中正确的是( BD )A．导体棒ab中电流的流向为由b到aB．cd两端的电压为1 VC．de两端的电压为1 VD．fe两端的电压为1 V2．(多选)如图甲所示，MN、PQ两平行金属光滑导轨固定在绝缘水平面上，其左端接一电容为C的电容器，导轨范围内存在竖直向下的匀强磁场，导体棒ab垂直MN放在导轨上，在水平拉力的作用下从静止开始向右运动．电容器两极板间的电势差随时间变化的图象如图乙所示，不计导体棒及导轨电阻．下列关于导体棒ab运动的速度v、导体棒ab 受到的外力F随时间变化的图象可能正确的是( BD )3．在水平桌面上，一个面积为S的圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图甲所示，0～1 s内磁场方向垂直线框平面向下，圆形金属框与两根水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，导体棒的长为L、电阻为R，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场中，如图乙所示．若导体棒始终保持静止，则其所受的静摩擦力F f随时间变化的图象是下图中的(设向右的方向为静摩擦力的正方向)( B )4．如图所示，金属杆ab 、cd 置于平行轨道MN 、PQ 上，可沿轨道滑动，两轨道间距l ＝0.5 m ，轨道所在空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度B ＝0.5 T ，用力F ＝0.25 N 向右水平拉杆ab ，若ab 、cd 与轨道间的滑动摩擦力分别为F f1＝0.15 N 、F f2＝0.1 N ，两杆的有效电阻R 1＝R 2＝0.1 Ω，设导轨电阻不计，ab 、cd 的质量关系为2m 1＝3m 2，且ab 、cd 与轨道间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．求： (1)此两杆之间的稳定速度差；(2)若F ＝0.3 N ，两杆间稳定速度差又是多少？解析：因F ＞F f1，故ab 由静止开始做加速运动，ab 中将出现不断变大的感应电流，致使cd 受到安培力F 2作用，当F 2＞F f2时，cd 也开始运动，故cd 开始运动的条件是：F －F f1－F f2＞0.(1)当F ＝0.25 N 时，F －F f1－F f2＝0，故cd 保持静止，两杆的稳定速度差等于ab 的最终稳定速度v max ，故此种情况有：电流I m ＝E m R 1＋R 2＝Bl v max R 1＋R 2，安培力F m ＝BI m l ，则有F －F m －F f1＝0，由此得v max ＝0.32 m/s.(2)当F ＝0.3 N ＞F f1＋F f2，对ab 、cd 组成的系统，ab 、cd 所受安培力大小相等，方向相反，合力为零，则系统受的合外力为F 合＝F －F f1－F f2＝0.05 N ．对系统有F 合＝(m 1＋m 2)a ，因为2m 1＝3m 2，则F 合＝52m 2a .取cd 为研究对象，F 安－F f2＝m 2a ，F 安＝BIl ，I ＝Bl Δv R 1＋R 2，联立各式解得Δv ＝R 1＋R 2B 2l 2(25F 合＋F f2)＝0.384 m/s. 答案：(1)0.32 m/s (2)0.384 m/s[A组·基础题]1. 如图所示，纸面内有一矩形导体线框abcd，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框的ab边平行磁场边界MN，线框以垂直于MN的速度匀速地完全进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1，现将线框进入磁场的速度变为原来的两倍，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则有( C )A．Q2＝Q1q2＝q1B．Q2＝2Q1q2＝2q1C．Q2＝2Q1q2＝q1D．Q2＝4Q1q2＝2q12. (2016·浙江卷)如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长l a＝3l b，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则( B )A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流B．a、b线圈中感应电动势之比为9∶1C．a、b线圈中感应电流之比为3∶4D．a、b线圈中电功率之比为3∶13．如图甲所示，一闭合圆形线圈水平放置，穿过它的竖直方向的匀强磁场磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，规定B的方向以向上为正方向，感应电流以俯视顺时针的方向为正方向，在0～4t时间内感应电流随时间变化的图象正确的是( D )4．如图甲所示，线圈ABCD固定于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，当磁场变化时，线圈AB边所受安培力向右且变化规律如图乙所示，则磁场的变化情况可能是下图所示的哪一个( D )5．(多选) 如图所示，光滑导轨倾斜放置，下端连一灯泡，匀强磁场垂直于导轨平面，当金属棒ab(电阻不计)沿导轨下滑达到稳定状态时，灯泡的电功率为P，导轨和导线电阻不计．要使灯泡在金属棒稳定运动状态下的电功率为2P，则下面选项中符合条件的是( AC )A．将导轨间距变为原来的2 2B．换一电阻值减半的灯泡C．换一质量为原来2倍的金属棒D．将磁场磁感应强度B变为原来的2倍6．(多选)如图甲所示，圆形的刚性金属线圈与一平行板电容器连接，线圈内存在垂直于线圈平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示(以图示方向为正方向)．t＝0时刻，平行板电容器间一带正电的粒子(重力不计)由静止释放，假设粒子运动过程中未碰到极板，不计线圈内部磁场变化时对外部空间的影响，下列粒子在板间运动的速度图象和位移图象(以向上为正方向)中，正确的是( BC )7．(多选) 如图所示，两根电阻不计的平行光滑金属导轨在同一水平面内放置，左端与定值电阻R相连，导轨x>0一侧存在着沿x轴方向均匀增大的磁场，磁感应强度与x的关系是B＝0.5＋0.5x(T)，在外力F作用下一阻值为r的金属棒从A1运动到A3，此过程中电路中的电功率保持不变．A1的坐标为x1＝1 m，A2的坐标为x2＝2 m，A3的坐标为x3＝3 m，下列说法正确的是( BD )A．回路中的电动势既有感生电动势又有动生电动势B．在A1与A3处的速度之比为2∶1C．A1到A2与A2到A3的过程中通过导体横截面的电荷量之比为3∶4D．A1到A2与A2到A3的过程中产生的焦耳热之比为5∶7[B组·能力题]8．(多选) (2016·四川卷)如图所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R.质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F＝F0＋k v(F0、k是常量)，金属棒与导轨始终垂直且接触良好．金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为F A，电阻R两端的电压为U R，感应电流的功率为P，它们随时间t变化图象可能正确的有( BC )9．某兴趣小组用电流传感器测量某磁场的磁感应强度．实验装置如图甲，不计电阻的足够长光滑金属导轨竖直放置在匀强磁场中，导轨间距为d ，其平面与磁场方向垂直．电流传感器与阻值为R 的电阻串联接在导轨上端．质量为m 、有效阻值为r 的导体棒AB 由静止释放沿导轨下滑，该过程中电流传感器测得电流随时间变化规律如图乙所示，电流最大值为I m .棒下滑过程中与导轨保持垂直且良好接触，不计电流传感器内阻及空气阻力，重力加速度为g .(1)求该磁场磁感应强度的大小； (2)求在t 1时刻棒AB 的速度大小；(3)在0～t 1时间内棒AB 下降了h ，求此过程电阻R 产生的电热． 解析：(1)电流为I m 时棒做匀速运动， 对棒：F 安＝BI m d F 安＝mg 解得B ＝mg I md .(2)t 1时刻，对回路有： E ＝Bd v I m ＝Bd vR ＋r解得v ＝I 2m (R ＋r )mg .(3)电路中产生的总电热：Q ＝mgh －12m v 2，电阻R 上产生的电热：Q R ＝R R ＋rQ 解得Q R ＝mghR R ＋r －I 4m R (R ＋r )2mg 2.答案：(1)mg I md (2)I 2m (R ＋r )mg(3)mghR R ＋r－I 4m R (R ＋r )2mg 2 10．在同一水平面上的光滑平行导轨P 、Q 相距l ＝1 m ，导轨左端接有如图所示的电路．其中水平放置的平行板电容器两极板M 、N 相距d ＝10 mm ，定值电阻R 1＝R 2＝12 Ω，R 3＝2 Ω，金属棒ab 的电阻r ＝2 Ω，其他电阻不计．磁感应强度B ＝0.5 T 的匀强磁场竖直穿过导轨平面，当金属棒ab 沿导轨向右匀速运动时，悬浮于电容器两极板之间的质量为m ＝1×10－14 kg 、电荷量为q ＝－1×10－14 C 的微粒恰好静止不动．取g ＝10 m/s 2，在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好，且速度保持恒定．试求：(1)匀强磁场的方向； (2)ab 两端的电压；(3)金属棒ab 运动的速度大小．解析：(1)负电荷受到重力和电场力的作用处于静止状态，因为重力竖直向下，所以电场力竖直向上，故M 板带正电．ab 棒向右做切割磁感线运动产生感应电动势，ab 棒等效于电源，感应电流方向由b →a ，其a 端为电源的正极，由右手定则可判断，磁场方向竖直向下．(2)微粒受到重力和电场力的作用处于静止状态，根据平衡条件有mg ＝Eq 又E ＝U MN d所以U MN ＝mgdq ＝0.1 VR 3两端电压与电容器两端电压相等，由欧姆定律得通过R 3的电流为I ＝U MNR 3＝0.05 A则ab 棒两端的电压为U ab ＝U MN ＋I R 1R 2R 1＋R 2＝0.4 V .(3)由法拉第电磁感应定律得感应电动势E ＝Bl v由闭合电路欧姆定律得E＝U ab＋Ir＝0.5 V 联立解得v＝1 m/s.答案：(1)竖直向下(2)0.4 V(3)1 m/s。

2020年高考物理试题分类汇编——电路〔新课标卷〕19.电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如下图，图中U 为路端电压，I 为干路电流，a 、b 为图线上的两点，相应状态下电源的效率分不为a η、b η.由图可知a η、b η的值分不为A 、34、14B 、13、23C 、12、12D 、23、13答案：D 解析：电源效率E U =η，E 为电源的总电压〔即电动势〕，依照图象可知U a =E 32 U b =E 31，因此选项D 正确。

〔上海理综〕41．中国馆、世博中心和主题馆等要紧场馆，太阳能的利用规模达到了历届世博会之最，总发电装机容量达到4.6×103kW 。

设太阳能电池板的发电效率为18%，地球表面每平方米接收太阳能的平均辐射功率为1.353kW ，那么所使用的太阳能电池板的总面积为 m 2。

答案：1.9×1014〔上海理综〕42．各场馆的机器人专门引人注目。

在以下图设计的机器人模块中，分不填入传感器和逻辑门的名称，使该机器人能够在明亮的条件下，听到呼吁声就来为你服务。

答案：光；声；与〔&〕〔上海理综〕44．在世博园区，运行着许多氢燃料汽车，其动力来源是氢燃料电池〔结构如图〕。

〔1〕以下是估测氢燃料电池输出功率的实验步骤：①把多用表的选择开关调至电流档，并选择恰当量程，串联在电路中。

读出电流I ； ②把多用表的选择开关调至电压档，把红、黑表笔并联在电动机两端，其中红表笔应该接在图中 〔填〝A 〞或〝B 〞〕端。

读出电压U ；③重复步骤①和②，多次测量，取平均值； ④依照公式P = 运算氢燃料电池输出功率。

〔2〕在上述第②步中遗漏的操作是 ；〔3〕假如该电动机的效率为η，汽车运动的速度为v ，那么汽车的牵引力为 。

答案：〔1〕A ；UI ；(2)选择恰当量程；〔3〕UI v η〔上海物理〕5. 在图的闭合电路中，当滑片P 向右移动时，两电表读数的变化是〔A 〕○A 变大， ○V 变大 〔B 〕○A 变小，○V 变大〔C 〕○A 变大， ○V 变小 〔D 〕○A 变小，○V 变小答案：B解析：电阻变大，电流变小，电压变大。

专题十恒定电流考点1 电路的分析与计算1.[多选]如图所示,电路中R1、R2是材料相同、上下表面均为正方形的长方体导体,R1、R2厚度相同,R1的上下表面积大于R2的上下表面积.闭合开关后,以下判断正确的是()A.R1两端的电压小于R2两端的电压B.R1两端的电压等于R2两端的电压C.R1的电功率小于R2的电功率D.R1的电功率等于R2的电功率2.图示电路中,电源电动势为E,内阻为r,且R1=r,电流表和电压表均为理想电表.闭合开关S,让滑动变阻器的滑片P由图示位置向右滑动到另一位置,则与P滑动前比较()A.电流表A的示数变大B.电压表V的示数变大C.电容器所带电荷量变小D.电源的输出功率变小3.风扇是夏日必备用品,如图为一电脑连接的迷你风扇的铭牌,由此我们可以得到的信息是( )A.该风扇的内阻为10 ΩB.该风扇的机械功率为2.5 WC.若该风扇正常工作,8小时耗电0.02 kW·hD.若该风扇被卡住,产生的热功率为2.5 W4.图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况.把这段金属丝与电池、电流表串联起来(图乙),用这段金属丝做测温探头,把电流表的刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简易温度计.下列说法正确的是()A.t A应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系B.t A应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系C.t B应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系D.t B应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系5.在图所示的电路中,A、B、C分别表示理想电流表或电压表,它们的示数以安或伏为单位.当开关S 闭合后,A、B、C三表示数分别为1、2、3时,灯L1、L2正好均正常发光.已知灯L1、L2的额定功率之比为3:1,则可判断()A.A、B、C均为电流表B.A、B、C均为电压表C.B为电流表,A、C为电压表D.B为电压表,A、C为电流表考点2 实验:测定金属的电阻率1.某同学测量一个由新材料制成的均匀圆柱体的电阻率ρ.他用刻度尺测得其长度为50.0 mm,用螺旋测微器测量其直径如图1所示.当他用多用电表粗测该圆柱体的电阻时,发现其阻值较小.为了较精确地测量该圆柱体的电阻,他设计了如图2所示的电路原理图.其中定值电阻阻值为R0=5.0 Ω,其余器材如下:①电流表(量程:0~0.6 A,内阻约为0.2 Ω);②电压表(量程:0~3 V,内阻约9 kΩ);③滑动变阻器(最大阻值20 Ω);④电源(电动势3.0 V,内阻不计);⑤开关一个、导线若干.(1)由图1可读出圆柱体的直径为mm.(2)图2中,在闭合S前应将滑动变阻器的滑片移至端(选填“a”或“b”).(3)在图3所示实物图中,已正确连接了部分导线,请根据实验原理图将图3所示的实物图连线补充完整.(4)实验中将多次测量出来的数据描入了如图4所示的坐标系中,请根据所描的点作出U-I图像.求得该圆柱体的电阻R=Ω(保留两位有效数字),可进一步求得电阻率.2.有一根由a、b两段横截面积相同,材料不同的金属线串接而成的导线,总长度为1.0 m,某兴趣小组利用实验探究其电阻的规律.(1)小明用欧姆表测其电阻值,选用“×100”倍率的电阻挡测量时,发现欧姆表指针偏转过大,因此需选择(填“×10”或“×1k”)倍率的电阻挡,并将红表笔和黑表笔,调节旋钮使指针指到欧姆零点,再进行测量时示数如图甲所示,读数为Ω.(2)小红用伏安法描绘其伏安特性曲线,选用的器材包括:电源(电动势3 V,内阻约1 Ω)电流表(内阻约2 Ω)电压表(内阻约30 kΩ)滑动变阻器R(0~20 Ω,额定电流2 A)开关、导线若干为使实验尽可能准确,且电压由零开始调节,用笔画线代替导线,将图乙连接成完整电路. (3)小刚将导线与电源、电流表连成图丙所示的电路,电流表和电源的内阻均可忽略.电流表的一端接在导线上的某一点,用刻度尺测得接点与导线左端的距离x,由电流表测得电流I,计算导线连入电路的电阻R,作出R-x的关系图像如图丁所示,则导线a的电阻为Ω,导线a的电阻率(填“大于”“等于”或“小于”)导线b的电阻率,要测量导线a的电阻率,还需要的测量仪器是.考点3 实验:描绘小电珠的伏安特性曲线1. LED被公认为21世纪“绿色照明”,具有“高节能”“寿命长”“多变幻”“利环保”“高新尖”等特点,LED通用照明成为最具市场潜力的行业热点.LED绿色照明技术已经真正走进了我们的生活.某实验小组要精确测定额定电压为3 V的LED灯正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时的电阻大约为450 Ω.实验室提供的器材有:A.电流表(量程为15 mA,内阻r1约为3 Ω,读数记为I1)B.电流表(量程为5 mA,内阻r2=10 Ω,读数记为I2)C.电压表(量程为15 V,内阻R V=15 kΩ,读数记为U)D.定值电阻R1=790 ΩE.定值电阻R2=1 790 ΩF.滑动变阻器R3(0~20 Ω)G.滑动变阻器R4(0~2 000 Ω)H.蓄电池E(电动势为10 V,内阻很小),开关S一个(1)如图所示是某同学设计的实验电路图,请你帮他选择合适的器材,电表1应选,电表2应选,定值电阻应选,滑动变阻器应选.(这四空均填写器材前的字母代号)(2)测量该LED灯电阻的表达式为R x= (用字母表示).实验时,不断改变滑动变阻器的阻值,当电表2的示数达到时,其对应的结果为该LED灯正常工作时的电阻. 2.[9分]某学习小组欲描绘一个标有“3 V0.9 W”的小灯泡的伏安特性曲线.实验室中有以下器材可供选用:A.两个一样的电压表(量程为2 V,内阻约为2 kΩ);B.电压表(量程15 V,内阻未知);C.电流表(量程0.4 A,内阻约为0.2 Ω);D.电流表(量程3 A,内阻约0.1 Ω);E.滑动变阻器R(最大阻值10 Ω,允许通过的最大电流为2 A);F.滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω,允许通过的最大电流为5 A);G.电源(电动势E=6 V,内阻不计);H.开关一个和导线若干.选择合适的器材,并测绘小灯泡的伏安特性曲线,要求记录多组实验数据,误差尽可能小.(1)某同学选择器材后,画出了如图甲所示的电路图,请指出他的两处设计错误:①;② .图甲图乙(2)为了达到实验要求,请选择合适的实验器材,在图乙的虚线框中画出实验电路图,并标出所选择器材符号.(3)在正确选择器材并连接好电路后,某同学调节滑动变阻器进行多次测量并在表中记录了电流表和一个电压表的读数,请在图丙的坐标纸内画出小灯泡的伏安特性曲线.U/V 0.15 0.30 0.60 0.90 1.05 1.20 1.35 1.50I/A0.130 0.180.220.2450.2550.2590.2650.27(4)根据(3)中作出的小灯泡的伏安特性曲线,可知小灯泡两端的电压为 2 V时的电阻为Ω(结果保留两位有效数字).(5)若某元件的伏安特性曲线如图丁所示,则该伏安特性曲线与小灯泡的伏安特性曲线有何异同点?相同点: .不同点: .图丙图丁3.小明想测额定电压为2.5 V的小灯泡在不同电压下的电功率,设计了如图1所示的电路.图1图2(1)在实验过程中,调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,其原因是的导线没有连接好(图中用数字标记的小圆点表示接线点,空格中请填写图中的数字,如“7点至8点”);(2)正确连好电路,闭合开关,调节滑片P,当电压表的示数达到额定电压时,电流表的指针如图2所示,则电流为A,此时小灯泡的功率为W;(3)做完实验后,小明发现在实验报告上漏写了电压为1.00 V时通过小灯泡的电流,但在草稿纸上记录了下列数据,你认为最有可能的是.A.0.08 AB.0.12 AC.0.20 A考点4 实验:测定电源电动势和内阻1. [9分]某实验小组自制三个水果电池并将其串联起来(如图甲所示,总电动势约为4.5 V),利用如下器材设计了如图乙所示的电路,先测量未知电阻阻值,再利用图丙所示电路测量水果电池的电动势及内阻.实验室提供的器材有:电流表A1(量程0~15 mA,内阻为r1=10 Ω);电流表A2(量程0~100 mA,内阻为r2=1.5 Ω);定值电阻R1(阻值R1=90 Ω);定值电阻R2(阻值R2=190 Ω);滑动变阻器R3(阻值范围0~30 Ω);电阻箱R4(阻值范围0~99.99 Ω);待测电阻R x(电阻约55 Ω);开关S,导线若干.(1)图乙中为使测量更准确,电阻A应选(填符号),已知此电路设计不会损坏电表,其原因是.(2)实验小组在某次实验中,测得I1=12 mA,I2=60 mA,则待测电阻R x的阻值为.(3)测水果电池电动势和内阻时,图丙中电阻B选择R4,某实验小组通过处理实验数据,作出了电阻B的阻值R与电流表A2示数的倒数之间的关系图像,如图丁所示,则水果电池的总电动势为,总内阻为.2.某实验小组的同学利用电流表和电压表测定由两节干电池串联而成的电池组的电动势和内阻,实验电路如图(a)所示.现有开关和导线若干,以及如下器材:A.电流表(量程0~0.6 A,内阻约为0.125 Ω)B.电压表(量程0~3 V,内阻约为3 kΩ)C.滑动变阻器(最大阻值20 Ω)D.滑动变阻器(最大阻值200 Ω)(1)为了操作方便,减小实验误差,滑动变阻器应选用(选填相应器材前的字母).(2)图(a)中,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该置于最(选填“左”或“右”)端.(3)图(b)是甲同学根据实验数据绘制的U-I图线,根据图线求得被测电池组的电动势E= V,内阻r=Ω.(结果均保留到小数点后两位)(4)该实验中,产生系统误差的主要原因是.图(c)为乙同学作出的伏安特性曲线,其中的实线为根据测量数据绘制的图线,虚线为在没有系统误差的情况下,通过电源电流与电压表两端电压的关系的图线,图(c)四幅图中能够正确反映两者关系的是.3.为测定一电池的电动势和内阻,甲和乙两位同学先后用同一套实验仪器来测量电池的电动势和内阻,其中R、R0分别是电阻箱和定值电阻,R0=2 Ω.实验时甲、乙分别设计了如图a和b 所示的两个电路,实验记录电阻箱R的阻值以及对应电压表的示数U.据实验记录的数据作出图c和图d.(1)可以判断图d是利用图(填“a”或“b”)电路进行实验所作出的.(2)依据实验数据绘出的-图线如图e所示,则电源电动势E= V,内阻r=Ω.(计算结果均保留2位有效数字)考点5 实验:练习使用多用电表1.某同学利用多用电表测量电阻.试完成下列测量步骤.(1)检查多用电表的机械零点.(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔,将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处.(3)将红、黑表笔,进行欧姆调零.(4)为了得到准确的测量结果,应让电表指针尽量指向表盘(填“左侧”“右侧”或“中央”).(5)若测二极管的反向电阻,应将表笔接二极管正极,将表笔接二极管负极,读出电表示数.(6)测量完成后,将选择开关拨向位置.2.如图甲所示为某一电路中的一部分,由于其中的一个电阻发生了断路,导致整个电路不能正常工作,小明和小亮两位同学利用多用电表进行了以下实验操作,请根据他们的测量情况,回答相应的问题.(1)小明首先在P、Q间接上一直流电源,P接电源正极,多用电表的选择开关置于“直流电压2.5 V”挡位,红表笔接P,黑表笔接Q,稳定后电表指针在表盘上的位置如图乙所示,则P、Q之间的电压是V.(2)小明又将红表笔接P,黑表笔接M,若多用电表示数与P、Q之间的电压完全相同,则可以确定必定是发生了断路.(3)小亮同学在该部分电路不接电源的情况下,将多用电表选择开关置于欧姆挡倍率“×10”的挡位,调零后红表笔接P,黑表笔接M,电表指针在表盘上的位置如图丙所示,由于多用电表最上面的刻度线被磨损得很严重,无法直接读取数据,他进一步观察发现,此时指针恰好位于表盘0~15 Ω之间的正中位置,其中15 Ω的位置是多用电表指针半偏时所指的位置,则此时多用电表所测的阻值是Ω,小亮据此确定电阻R2没有断路,你认为他的判断是(填“正确”或“错误”)的.一、选择题(共4小题,24分)1.如图所示,电源电动势为E,内阻为r.开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片向下滑动,理想电压表V1、V2的示数分别为U1、U2,示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2,理想电流表A1、A2的示数分别为I1、I2,示数变化量的绝对值为ΔI1、ΔI2,则下列说法正确的是( )A.电流表A2示数I2减小B.电压表V2示数U2增大C.ΔU1小于ΔU2D.和都变小2.小明在一根细橡胶管中灌满食盐水,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的盐水柱.他将此盐水柱接到电源两端,电源电动势和内阻恒定.握住盐水柱两端将它水平均匀拉伸到原长的1.2倍,若忽略温度对电阻率的影响,则此盐水柱( )A.通过的电流增大B.两端的电压增大C.阻值增大为原来的1.2倍D.电功率增大为原来的1.44倍3.如图所示,其中电流表的量程为0.6 A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02 A;R1的阻值等于电流表内阻的;R2的阻值等于电流表内阻的4倍.若用电流表的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是()A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04 AB.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02 AC.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06 AD.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01 A4.[多选]在图示电路中,电源内阻不可忽略,R1、R2为定值电阻,为灵敏电流计,为理想电压表,平行板电容器两极板水平.开关S闭合后,位于电容器两板间的带电油滴恰好静止.现将滑动变阻器的滑片P向上移动,则以下说法正确的是 ()A.油滴向上运动B.示数减小C.中有从b到a的电流D.R1消耗功率增大二、非选择题(共8小题,68分)5.新冠疫情期间,额温枪被大量应用于排查高温患者,额温枪的原理是通过传感器接收红外线得出感应温度数据.超超同学为了研究额温枪中某导电材料的导电规律,她用该种导电材料制作成电阻较小的元件Z做实验,测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律.(1)她应选用下图中所示的电路进行实验.A BC D(2)影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而半导体材料的电阻率与之相反,随温度的升高而减小.由(1)中所选电路测得元件Z的电压与电流关系作出元件Z的I-U图线如图a.根据Z的I-U图线可判断元件Z是(填“金属材料”或“半导体材料”).(3)超超同学为了进一步验证额温枪测量温度的准确性,设计了图b所示电路,已知电源电动势E=1.5 V,内阻忽略不计,R0=15 Ω,热敏电阻的阻值与温度的关系如图c所示,则:①温度越高,电压表示数( 填“越大”或“越小”);②闭合开关后,发现电压表示数为0.45 V, 则热敏电阻此时的温度为℃(保留一位小数).图a图b图c6.[开放题][8分]用下列器材测量电流表的电阻r1:要求测量尽量准确,能够使电路中各表的读数控制在量程范围内,并且大于量程的.器材规格量程800 μA 内阻约为500待测电流表Ω电流表量程10 mA内阻r2=40 Ω电压表量程15 V内阻约10 kΩ电源E电动势1.5 V内阻不计滑动变阻器R最大电阻10 Ω两个定值电阻R1=50 ΩR2=500 Ω开关K导线若干评价下面四个电路设计:认为符合要求的,写出r1的表达式,并说明所用符号的物理意义.认为不符合要求的,写出理由.(A)(B)(C)(D)7.[9分]举世瞩目的嫦娥四号,其能源供给方式实现了新的科技突破.它采用同位素温差发电与热电综合利用技术相结合的方式供能.图甲中探测器两侧张开的是光伏发电板,光伏发电板在外太空将光能转化为电能.某同学利用图乙所示的电路探究某光伏电池的路端电压U与电流I的关系,图中定值电阻R0=5 Ω,设相同光照强度下光伏电池的电动势不变,电压表、电流表均可视为理想电表.(1)实验一:用一定强度的光照射该电池,闭合开关S,调节滑动变阻器R的阻值,通过测量得到该电池的U-I图线如图丁中的曲线a.由此可知,该电源内阻是否为固定值?(填“是”或“否”).某时刻电压表示数如图丙所示,读数为 V,由图丁可知,此时电源内阻为Ω.实验二:减小实验一中的光照强度,重复实验,测得U-I图线如图丁中的曲线b.(2)在实验一中,当滑动变阻器的电阻为某值时路端电压为2.0 V,则在实验二中滑动变阻器仍为该值时,滑动变阻器消耗的电功率为 W(计算结果保留两位有效数字).8.在测量定值电阻阻值的实验中,提供的实验器材如下:电压表V1(量程3 V,内阻r1=3.0 kΩ),电压表V2(量程5 V,内阻r2=5.0 kΩ),滑动变阻器R(额定电流1.5 A,最大阻值100 Ω),待测定值电阻R x,电源E(电动势6.0 V,内阻不计),单刀开关S,导线若干.回答下列问题:(1)实验中滑动变阻器应采用接法(填“限流”或“分压”).(2)将虚线框中的电路原理图补充完整.(3)根据下表中的实验数据(U1、U2分别为电压表V1﹑V2的示数),在图(a)给出的坐标纸上补齐数据点,并绘制U2-U1图像.测量次1 2 3 4 5数U1/V 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00U2/V 1.61 2.41 3.21 4.02 4.82图(a)(4)由U2-U1图像得到待测定值电阻的阻值R x=Ω(结果保留三位有效数字).(5)完成上述实验后,若要继续采用该实验原理测定另一个定值电阻R y(阻值约为700 Ω)的阻值,在不额外增加器材的前提下,要求实验精度尽可能高,请在图(b)的虚线框内画出你改进的电路图.图(b)9.[8分]充电宝是给手机及时充电的一种重要工具.可将充电宝视为跟蓄电池和干电池一样的可移动直流电源.一同学想测量某充电宝在充满电后的电动势(约5 V)和内阻,实验室还提供了如下器材:A.量程是3 A,内阻约为0.2 Ω的电流表;B.量程是6 V,内阻约为6 kΩ的电压表;C.量程是15 V,内阻约为30 kΩ的电压表;D.阻值为0~1 kΩ,额定电流为0.5 A的滑动变阻器;E.阻值为0~10 Ω,额定电流为3 A的滑动变阻器;F.阻值为2.5 Ω的定值电阻;G.阻值为20 Ω的定值电阻;H.开关S一个,导线若干.图甲(1)实验中滑动变阻器应选用.(选填相应器材前的字母)(2)根据所给器材,该同学设计了如图甲所示的电路,其中R0应选择(选填相应器材前的字母),它在电路中的作用是.(3)该同学记录的8组数据如表中所示,请在图乙的坐标纸上画出该充电宝的U-I图线.由图线可知该充电宝的电动势E=V,内阻r=Ω.(保留到小数点后2位)次数 1 2 3 4 5 6 7 8电流I/A 0.17 0.31 0.66 0.93 1.18 1.37 1.63 1.89电压U/V 5.05 5.03 5.00 4.97 4.94 4.92 4.89 4.86图乙10.某物理兴趣小组欲用图示电路将电流表改装成欧姆表,使欧姆表的中央刻度为15,倍率为“×1”.实验室提供的器材有:A.一节1.5 V干电池E(内阻不计);B.电流表(量程0~100 mA,内阻为2.5 Ω);C.电流表(量程0~0.6 A,内阻为0.2 Ω);D.滑动变阻器R1(0~30 Ω);E.滑动变阻器R2(0~3 kΩ);F.一对表笔及导线若干.(1)图中a为(填“红”或“黑”)表笔.(2)电流表应选用(填“B”或“C”),滑动变阻器应选用(填“D”或“E”).(3)在正确选用器材的情况下,正确连接好实验电路,并正确操作,若电流表满偏电流为I g,则电阻刻度盘上原I g处应标上“”(填写具体数值).11.某同学设想利用如图甲所示的实验电路,测量未知电阻R x的阻值、电流表A的内阻和电源(内阻忽略不计)的电动势,实验过程中电流表的读数始终符合实验要求.(1)为了测量未知电阻R x的阻值,他在闭合开关之前应该将两个电阻箱的阻值调至(填“最大”或“最小”),然后闭合开关K1,将K2拨至1位置,调节R2,稳定后电流表A读数为I0;接着将开关K2拨至2位置,保持R2不变,调节R1,当R1=34.2 Ω时,电流表A读数仍为I0,则该未知电阻的阻值R x= Ω.图甲图乙(2)为了测量电流表A的内阻R A和电源的电动势E,他将R1的阻值调到某一值,将R2的阻值调到最大,将开关K2拨至2位置,闭合开关K1;然后多次调节R2,并在表格中记录下了各次R2的阻值和对应电流表A的读数I;最后根据记录的数据,画出如图乙所示的图像,根据你所学的知识和题中所给字母写出该图像对应的函数表达式: ;已知R1=1.5 Ω,利用图像中的数据可求得,电流表A的内阻R A= Ω,电源的电动势E= V.12.用电阻箱、多用电表(当电流表用)、开关和导线测一节干电池的电动势和内阻.(1)将图(a)的实物连接成可完成实验的电路.(2)完成以下步骤的相关内容:①将多用电表的选择开关旋转至直流电流100 mA挡.②调节电阻箱,示数如图(b)所示,读得电阻值R= Ω.③合上开关,从多用电表上读得数值为I.④重复②③,收集多组R和I的数据.……(3)某同学根据他设计的实验以及收集到的数据,作出了如图(c)所示的R-图线,由此可知,干电池的电动势E=______V(计算结果保留三位有效数字);图像的纵截距的绝对值表示.答案专题十恒定电流考点1 电路的分析与计算1.BD 设电阻的上下表面边长为a,厚度为d,根据R=可得R==,则可知电阻与厚度d有关,与上下表面边长无关,因此R1的电阻等于R2的电阻;R1与R2串联,则通过R1和R2的电流相等,由U=IR可知,R1两端的电压等于R2两端的电压,故A错误,B正确.二者电阻值相等,由P=I2R可知,R1的电功率等于R2的电功率,故C错误,D正确.2.D 滑动变阻器滑片P由图示位置向右滑动,其接入电路的电阻增大,故电路的外电阻R增大.由I=可知,电路中的电流减小,故电流表示数减小,A项错误;由U1=IR1可知,电阻R1两端电压减小,电压表示数减小,B项错误;由U=E-Ir可知,路端电压即电容器两端电压增大,由Q=CU可知,电容器所带电荷量增大,C项错误;由P出=()2R=可知,内、外电阻相等时,电源的输出功率最大,结合R1=r可知,外电路电阻从大于r的某一值开始增大,电源的输出功率不断减小,D项正确.3.C 由于风扇接在电路中正常工作时为非纯电阻元件,因此欧姆定律不适用,即不能求出该风扇的电阻值,A错误;该风扇正常工作时消耗的电功率为2.5 W,又有P电=P机械+P r ,则该风扇的机械功率应小于2.5 W,B错误;该风扇正常工作时,8小时内消耗的电能为E电=P电t=2.5×8W·h=0.02 kW·h,C正确;由以上可知,风扇的内阻为r==,当风扇被卡住时,风扇的热功率为P'r===>P电=2.5 W,D错误.4.B t A对应的电阻小,由闭合电路欧姆定律I=可知,对应电路中的电流大,应标在电流较大的刻度上.由于金属丝电阻随温度变化的关系式为R=kt+b,结合I=得I=,故温度与电流是非线性关系,选项B正确.5.D由于理想电流表内阻为零,若A、B、C均为电流表,两个灯将被短路,均不亮,A错误.由于理想电压表内阻无穷大,若A、B、C均为电压表,电路中电流为零,两个灯均不亮,与题不符,B 错误.B为电流表,A、C为电压表时,两灯串联电流相等,A、C电压之比为1:3,则两灯功率之比为1:3,C错误;A、C为电流表,B为电压表,两灯并联,两灯能同时正常发光,功率之比为3:1,D 正确.考点2 实验:测定金属的电阻率1.(1)4.713(4.711~4.715均可,2分)(2)b(2分)(3)如图甲所示(2分)(4)如图乙所示(2分)1.0(0.88~1.1均可,2分)解析:(1)由螺旋测微器的读数规则可知,该圆柱体的直径为4.5 mm+21.3×0.01 mm=4.713 mm.(2)为了保护实验器材,在开关S闭合前,应使滑动变阻器接入电路的电阻最大,所以开关S闭合前应将滑动变阻器的滑片移至b端.(3)根据电路图将实物图连线补充完整,如图甲所示.(4)舍掉误差较大的点,将坐标系中其余各点用一条直线连接起来,如图乙所示,则图线的斜率大小为该电阻R与定值电阻R0的阻值之和,可得R=1.0 Ω.2.(1)“×10”(1分)短接(1分)50(1分)(2)电路图见解析(2分)(3)9.0(9.0±0.3均可,2分)小于(1分)螺旋测微器(2分)解析:(1)指针偏转过大,说明所选电阻挡的倍率太大,换用更小的“×10”挡即可;进行欧姆调零过程中,需要将红、黑表笔短接;欧姆表读数为表盘示数乘以倍率,所以读数为5×10 Ω=50 Ω.(2)电压从零开始调节,所以滑动变阻器采用分压式接法接入电路,待测电阻和电表内阻满足>,可知电压表的分流较小,所以电流表采用外接法,连接电路如图所示.(3)根据图像可知x=0时,R a+R b=48.0 Ω,当x=0.3 m时,R b=39.0 Ω,所以导线a的电阻为R a=9.0 Ω;根据电阻定律R=ρ可知R a=9.0 Ω=ρa、R b=39.0 Ω=ρb,可知<1,所以导线a的电阻率小于导线b的电阻率;测量导线的电阻率,需要测量导线的横截面积,所以需要使用螺旋测微器测量导线的直径,从而求得横截面积.考点3 实验:描绘小电珠的伏安特性曲线1.(1)A(1分)B(1分)D(1分)F(1分)(2)(1分)3.75 mA(1分)解析:(1)要精确测定额定电压为3 V的LED灯正常工作时的电阻,需要测量LED灯两端的电压和通过LED灯的电流,由于电压表的量程较大,测量误差较大,故不能用题给的电压表测量LED 两端的电压,可以将电流表与定值电阻串联改装为电压表测量电压;如果将该电流表改装成3 V量程的电压表,则由电表的改装原理得U g=I g(r2+R),整理并代入数据解得R=-r2=(-10)Ω=590 Ω,结合题意为了达到量程要求,电流表应与定值电阻R1串联改装成量程为4 V的电压表,电表2选择B,定值电阻选择D;LED灯额定电压下的电流大约为I= A≈6.67 mA,电流表的量程为15 mA,故电表1应选择A;由于滑动变阻器采用了分压接法,因此滑动变阻器应选择最大阻值较小的,即滑动变阻器应选择F.(2)LED灯工作的电压为I2(R1+r2),电表1测的是总电流,则通过LED灯的电流为(I1-I2),测量LED灯正常工作时的电阻表达式R x=.因为改装后的电压表内阻为R V=(790+10)Ω=800 Ω,则当I2= mA=3.75 mA时,LED灯两端的电压为3 V,达到额定电压,测出来的电阻为LED正常工作时的电阻.2.(1)①电压表量程太小(1分)②滑动变阻器应采用分压式接法(1分)(2)如图1所示(1分)(3)如图2所示(2分)(4)7.9(7.7~8.1均给分 )(2分)(5)通过该元件的电流与电压的变化关系和通过小灯泡的电流与电压的变化关系都是非线性关系(1分)该元件的阻值随电压的升高而减小,而小灯泡的阻值随电压的升高而增大(1分)。

专题10稳恒电流1．（2020·江苏省高考真题）某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。

当汽车启动时，开关S 闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时（ ）A ．车灯的电流变小B ．路端电压变小C ．电路的总电流变小D ．电源的总功率变大2．（2020·浙江省高考真题）国际单位制中电荷量的单位符号是C ，如果用国际单位制基本单位的符号来表示，正确的是（ ）A ．B ．C ．D ． 3．（2020·全国高考课标1卷）图（a ）所示的电路中，K 与L 间接一智能电源，用以控制电容器C 两端的电压U C 。

如果U C 随时间t 的变化如图（b ）所示，则下列描述电阻R 两端电压U R 随时间t 变化的图像中，正确的是（ ）A ．B ．F V ⋅A s ⋅J/V N m/V ⋅C．D．4．（2020·浙江省高考真题）小明在一根细橡胶管中灌满食盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。

他将此盐水柱接到电源两端，电源电动势和内阻恒定。

握住盐水柱两端将它水平均匀拉伸到原长的1.2倍，若忽略温度对电阻率的影响，则此盐水柱（）A．通过的电流增大B．两端的电压增大C．阻值增大为原来的1.2倍D．电功率增大为原来的1.44倍十年高考真题分类汇编(2010－2019) 物理专题10恒定电流选择题：1.(2019•江苏卷•T3)如图所示的电路中，电阻R=2Ω.断开S后，电压表的读数为3V；闭合S 后，电压表的读数为2V，则电源的内阻r为A.1ΩB.2ΩC.3ΩD.4Ω2.(2016·上海卷)电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此A.电动势是一种非静电力B.电动势越大，表明电源储存的电能越多C.电动势的大小是非静电力做功能力的反映D.电动势就是闭合电路中电源两端的电压3.(2016·北京卷·T19)某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。

2020年高考一轮复习知识考点专题10 《电磁感应》第一节电磁感应现象楞次定律【基本概念、规律】一、磁通量1．定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S和B的乘积．2．公式：Φ＝B·S.3．单位：1 Wb＝1_T·m2.4．标矢性：磁通量是标量，但有正、负．二、电磁感应1．电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有电流产生，这种现象称为电磁感应现象．2．产生感应电流的条件(1)电路闭合；(2)磁通量变化．3．能量转化发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能．特别提醒：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线圈中就有感应电动势产生．三、感应电流方向的判断1．楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．(2)适用情况：所有的电磁感应现象．2．右手定则(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导体运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向．(2)适用情况：导体切割磁感线产生感应电流．【重要考点归纳】考点一电磁感应现象的判断1.判断电路中能否产生感应电流的一般流程：2.判断能否产生电磁感应现象，关键是看回路的磁通量是否发生了变化．磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1有多种形式，主要有：(1)S、θ不变，B改变，这时ΔΦ＝ΔB·S sin θ；(2)B、θ不变，S改变，这时ΔΦ＝ΔS·B sin θ；(3)B、S不变，θ改变，这时ΔΦ＝BS(sin θ2－sin θ1)．考点二楞次定律的理解及应用1．楞次定律中“阻碍”的含义2．应用楞次定律判断感应电流方向的步骤考点三“一定律三定则”的综合应用1．“三个定则与一个定律”的比较2.无论是“安培力”还是“洛伦兹力”，只要是涉及磁力都用左手判断．“电生磁”或“磁生电”均用右手判断．【思想方法与技巧】楞次定律推论的应用楞次定律中“阻碍”的含义可以理解为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因，推论如下：(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”第二节法拉第电磁感应定律自感涡流【基本概念、规律】一、法拉第电磁感应定律1．感应电动势(1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势．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：遵循闭合电路欧姆定律，即I＝ER＋r.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，n为线圈匝数．3．导体切割磁感线的情形(1)若B、l、v相互垂直，则E＝Blv.(2)若B⊥l，l⊥v，v与B夹角为θ，则E＝Blv sin_θ.二、自感与涡流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，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L的影响因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关．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像水的旋涡状的感应电流．(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动．(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，使导体受到安培力作用，安培力使导体运动起来．交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的．【重要考点归纳】考点一公式E＝nΔΦ/Δt的应用1．感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率ΔΦΔt和线圈的匝数共同决定，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系．(2)当ΔΦ仅由B引起时，则E＝n SΔBΔt；当ΔΦ仅由S引起时，则E＝nBΔSΔt.2．磁通量的变化率ΔΦΔt是Φ－t图象上某点切线的斜率．3.应用电磁感应定律应注意的三个问题(1)公式E＝n ΔΦΔt求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值．(2)利用公式E＝nS ΔBΔt求感应电动势时，S为线圈在磁场范围内的有效面积．(3)通过回路截面的电荷量q仅与n、ΔΦ和回路电阻R有关，与时间长短无关．推导如下：q＝IΔt＝nΔΦΔtRΔt＝nΔΦR.考点二公式E＝Blv的应用1．使用条件本公式是在一定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场外，还需B、l、v三者相互垂直．实际问题中当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算，公式可为E＝Blv sin θ，θ为B与v 方向间的夹角．2．使用范围导体平动切割磁感线时，若v为平均速度，则E为平均感应电动势，即E＝Bl v.若v为瞬时速度，则E为相应的瞬时感应电动势．3．有效性公式中的l为有效切割长度，即导体与v垂直的方向上的投影长度．例如，求下图中MN两点间的电动势时，有效长度分别为甲图：l＝cd sin β.乙图：沿v1方向运动时，l＝MN；沿v2方向运动时，l＝0.丙图：沿v1方向运动时，l＝2R；沿v2方向运动时，l＝0；沿v3方向运动时，l＝R.4．相对性E＝Blv中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运动，应注意速度间的相对关系．5.感应电动势两个公式的比较考点三自感现象的分析1．自感现象“阻碍”作用的理解(1)流过线圈的电流增加时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相反，阻碍电流的增加，使其缓慢地增加．(2)流过线圈的电流减小时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相同，阻碍电流的减小，使其缓慢地减小．2．自感现象的四个特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化．(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化．(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体．(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．3．自感现象中的能量转化通电自感中，电能转化为磁场能；断电自感中，磁场能转化为电能．4.分析自感现象的两点注意(1)通过自感线圈中的电流不能发生突变，即通电过程，线圈中电流逐渐变大，断电过程，线圈中电流逐渐变小，方向不变．此时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其他电路元件形成回路．(2)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断，在于对电流大小的分析，若断电后通过灯泡的电流比原来强，则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭．第三节电磁感应中的电路和图象问题【基本概念、规律】一、电磁感应中的电路问题1．内电路和外电路(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源．(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电阻．2．电源电动势和路端电压(1)电动势：E＝Blv或E＝n ΔΦΔt.(2)路端电压：U＝IR＝ER＋r·R.二、电磁感应中的图象问题1．图象类型(1)随时间t变化的图象如B－t图象、Φ－t图象、E－t图象和i－t图象．(2)随位移x变化的图象如E－x图象和i－x图象．2．问题类型(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象．(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量．(3)利用给出的图象判断或画出新的图象．【重要考点归纳】考点一电磁感应中的电路问题1．对电源的理解：在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体就是电源，如切割磁感线的导体棒、有磁通量变化的线圈等．这种电源将其他形式的能转化为电能．2．对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成．3．解决电磁感应中电路问题的一般思路：(1)确定等效电源，利用E＝n ΔΦΔt或E＝Blv sin θ求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向．(2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系)，画出等效电路图．(3)利用电路规律求解．主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解．4.(1)对等效于电源的导体或线圈，两端的电压一般不等于感应电动势，只有在其电阻不计时才相等．(2)沿等效电源中感应电流的方向，电势逐渐升高．考点二电磁感应中的图象问题1．题型特点一般可把图象问题分为三类：(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象；(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量；(3)根据图象定量计算．2．解题关键弄清初始条件，正负方向的对应，变化范围，所研究物理量的函数表达式，进、出磁场的转折点是解决问题的关键．3．解决图象问题的一般步骤(1)明确图象的种类，即是B－t图象还是Φ－t图象，或者是E－t图象、I－t图象等；(2)分析电磁感应的具体过程；(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系；(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式；(5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等；(6)画出图象或判断图象．4.解决图象类选择题的最简方法——分类排除法．首先对题中给出的四个图象根据大小或方向变化特点分类，然后定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是用物理量的方向，排除错误选项，此法最简捷、最有效．【思想方法与技巧】电磁感应电路与图象的综合问题解决电路与图象综合问题的思路(1)电路分析弄清电路结构，画出等效电路图，明确计算电动势的公式．(2)图象分析①弄清图象所揭示的物理规律或物理量间的函数关系；②挖掘图象中的隐含条件，明确有关图线所包围的面积、图线的斜率(或其绝对值)、截距所表示的物理意义．(3)定量计算运用有关物理概念、公式、定理和定律列式计算．第四节电磁感应中的动力学和能量问题【基本概念、规律】一、电磁感应现象中的动力学问题1．安培力的大小⎭⎬⎫安培力公式：F ＝BIl 感应电动势：E ＝Blv 感应电流：I ＝E R⇒F ＝B 2l 2v R 2．安培力的方向(1)先用右手定则判定感应电流方向，再用左手定则判定安培力方向． (2)根据楞次定律，安培力的方向一定和导体切割磁感线运动方向相反． 二、电磁感应中的能量转化 1．过程分析(1)电磁感应现象中产生感应电流的过程，实质上是能量的转化过程．(2)感应电流在磁场中受安培力，若安培力做负功，则其他形式的能转化为电能；若安培力做正功，则电能转化为其他形式的能．(3)当感应电流通过用电器时，电能转化为其他形式的能． 2．安培力做功和电能变化的对应关系“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能；安培力做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能．【重要考点归纳】考点一 电磁感应中的动力学问题分析1．导体的平衡态——静止状态或匀速直线运动状态． 处理方法：根据平衡条件(合外力等于零)列式分析． 2．导体的非平衡态——加速度不为零．处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析． 3.分析电磁感应中的动力学问题的一般思路(1)先进行“源”的分析——分离出电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E 和r ； (2)再进行“路”的分析——分析电路结构，弄清串、并联关系，求出相关部分的电流大小，以便求解安培力；(3)然后是“力”的分析——分析研究对象(常是金属杆、导体线圈等)的受力情况，尤其注意其所受的安培力；(4)最后进行“运动”状态的分析——根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型．考点二 电磁感应中的能量问题1．电磁感应过程的实质是不同形式的能量转化的过程，而能量的转化是通过安培力做功的形式实现的，安培力做功的过程，是电能转化为其他形式能的过程，外力克服安培力做功，则是其他形式的能转化为电能的过程．2．能量转化及焦耳热的求法 (1)能量转化(2)求解焦耳热Q的三种方法3.在解决电磁感应中的能量问题时，首先进行受力分析，判断各力做功和能量转化情况，再利用功能关系或能量守恒定律列式求解．【思想方法与技巧】电磁感应中的“双杆”模型1．模型分类“双杆”模型分为两类：一类是“一动一静”，甲杆静止不动，乙杆运动，其实质是单杆问题，不过要注意问题包含着一个条件：甲杆静止、受力平衡．另一种情况是两杆都在运动，对于这种情况，要注意两杆切割磁感线产生的感应电动势是相加还是相减．2．分析方法通过受力分析，确定运动状态，一般会有收尾状态．对于收尾状态则有恒定的速度或者加速度等，再结合运动学规律、牛顿运动定律和能量观点分析求解．3.分析“双杆”模型问题时，要注意双杆之间的制约关系，即“动杆”与“被动杆”之间的关系，需要注意的是，最终两杆的收尾状态的确定是分析该类问题的关键．电磁感应中的含容电路分析一、电磁感应回路中只有电容器元件1.这类问题的特点是电容器两端电压等于感应电动势，充电电流等于感应电流．2.(1)电容器的充电电流用I＝ΔQΔt＝CΔUΔt表示．(2)由本例可以看出：导体棒在恒定外力作用下，产生的电动势均匀增大，电流不变，所受安培阻力不变，导体棒做匀加速直线运动．二、电磁感应回路中电容器与电阻并联问题1.这一类问题的特点是电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压，充电过程中的电流只是感应电流的一支流．稳定后，充电电流为零．2.在这类问题中，导体棒在恒定外力作用下做变加速运动，最后做匀速运动．。

第29讲 楞次定律 法拉第电磁感应定律[解密考纲]考查楞次定律、右手定则、公式E ＝n ΔΦΔt和E ＝Blv 的应用；判断感应电流和电动势的方向及相关导体运动方向；能分析通电自感和断电自感．1．(2018·全国卷Ⅰ)(多选)如图所示，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路．将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态．下列说法正确的是( )A ．开关闭合后的瞬间，小磁针的N 极朝垂直纸面向里的方向转动B ．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N 极指向垂直纸面向里的方向C ．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N 极指向垂直纸面向外的方向D ．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N 极朝垂直纸面向外的方向转动AD 解析 开关闭合的瞬间，左侧的线圈中磁通量变化，产生感应电动势和感应电流，由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由南向北，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向里，小磁针的N 极朝垂直纸面向里的方向转动，选项A 正确；开关闭合并保持一段时间后，左侧线圈中磁通量不变，线圈中感应电动势和感应电流为零，直导线中电流为零，小磁针恢复到原来状态，选项B 、C 错误；开关闭合并保持一段时间再断开的瞬间，左侧的线圈中磁通量变化，产生感应电动势和感应电流，由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由北向南，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向外，小磁针的N 极朝垂直纸面向外的方向转动，选项D 正确．2．(2019·上海浦东新区高三二模)如图所示，长直导线AB 与矩形导线框abcd 固定在同一平面内，且AB 平行于ab ，长直导线中通有图示方向的电流，当电流逐渐减弱时，下列判断正确的是( )A ．线框有收缩的趋势B ．穿过线框的磁通量逐渐增大C ．线框所受安培力的合力方向向左D ．线框中将产生逆时针方向的感应电流C 解析 当电流逐渐减弱时，产生的磁场减小，穿过线框的磁通量减小，根据“增缩减扩”可知，线框有扩张的趋势，故选项A 、B 错误；根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减小，线框有向磁感应强度较大的左侧运动的趋势，所以它所受的安培力的合力向左，故选项C 正确；感应电流的磁场总要阻碍原磁通量的变化，根据右手定则判定知导线右侧的磁场方向向里，磁通量减小时，产生的感应电流的磁场方向向里，产生顺时针方向的感应电流，故选项D 错误．3．(2019·衡水中学高三三摸)L 形的光滑金属轨道AOC ，AO 沿竖直方向，OC 沿水平方向，PQ 是如图所示地放在导轨上的一根金属直杆，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q 端始终在OC 上．空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在PQ 杆滑动的过程中，下列判断正确的是( )A ．感应电流的方向始终是由P →Q ，PQ 所受安培力的方向垂直杆向左B ．感应电流的方向先是由P →Q ，后是由Q →P ，PQ 所受安培力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右C ．感应电流的方向始终是由Q →P ，PQ 所受安培力的方向垂直杆向右D ．感应电流的方向先是由Q →P ，后是由P →Q ，PQ 所受安培力的方向先垂直于杆向右，后垂直于杆向左B 解析 在PQ 杆滑动的过程中，△POQ 的面积先增大，后减小，穿过△POQ 磁通量先增大，后减小，根据楞次定律可知，感应电流的方向先是由P →Q ，后是由Q →P ，由左手定则判断得到PQ 受磁场力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右，故选项B 正确，A 、C 、D 错误．4．(2019·河南豫北豫南名校高三联考)(多选)如图甲所示，虚线MN 上方有一垂直纸面向里的匀强磁场，边长为L 的单匝金属线框处于该磁场中，线框下端与一阻值为R 的电阻相连．若金属框的总阻值为r ，磁场的变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是( )A ．流经电阻R 的电流方向为从左向右B ．线框产生的感应电动势的大小为B 0L 2t 0C ．电阻R 上的电压大小为B 0L 2R R ＋r t 0D ．时间t 0内电阻R 上产生的热量为B 0L 2R R ＋r 2t 20BC 解析 由楞次定律可得，感应电流的方向为顺时针，所以通过R 的电流方向由右向左，故选项A 错误．感应电动势为E ＝N ΔΦΔt ＝B 0－B 0S t 0＝B 0L 2t 0，故选项B 正确．由闭合电路的欧姆定律可知U ＝IR ＝ER ＋r ·R ＝B 0L 2R t 0R ＋r ，故选项C 正确．根据焦耳定律Q R ＝I 2Rt 0＝B 20L 4R R ＋r 2t 0，故选项D 错误． 5．(2019·山东齐鲁名校二模)(多选)如图所示，一根长1 m 左右的空心铝管竖直放置(如图甲所示)，及同样竖直放置的一根长度相同但有竖直裂缝的铝管(如图乙所示)，和一根长度相同的空心塑料管(如图丙所示)．把一枚磁场很强的小圆柱从上端管口放入管中后，小圆柱最终从下端管口落出．小圆柱在管内运动时，没有跟铝管内壁发生摩擦．设小圆柱在甲、乙、丙三条管中下落的时间分别为t 1、t 2、t 3，则下列关于小圆柱在三管中下落的说法正确的是( )A ．t 1最大，因为铝管中涡电流产生的磁场阻碍小圆柱的相对运动B ．t 2＝t 3，因为有裂缝的铝管和塑料管中不会产生感应电流C ．小圆柱在乙管内下落的过程中，管中会产生感应电动势D ．铝管可看成一个个小圆环组成，在小圆柱下落过程中，小圆环中磁通量发生变化 ACD 解析 甲管为无缝铝管，强磁体下落时，产生电磁感应，阻碍强磁体的运动；乙管为有竖直裂缝的铝管，则强磁体在铝管中下落时，在侧壁也产生涡流，对磁体产生向上的阻力较小，下落的加速度小于g ；丙管为绝缘体，不产生电磁感应，强磁体没有阻碍作用，所以磁体穿越甲管的时间比穿越乙管的时间长，磁体穿越乙管的时间比穿越丙管的时间长，故选项A 、C 正确，B 错误．小圆柱是强磁体，当它通过完整铝管时，导致铝管的磁通量发生变化，从而产生感应电流，故选项D 正确．6．(2019·青岛高三一模)(多选)如图所示，一根长为l 、横截面积为S 的闭合软导线置于光滑水平面上，其材料的电阻率为ρ，导线内单位体积的自由电子数为n ，电子的电荷量为e ，空间存在垂直纸面向里的磁场．某时刻起磁场开始减弱，磁感应强度随时间的变化规律是B ＝B 0－kt ，当软导线形状稳定时，磁场方向仍然垂直纸面向里，此时( )A ．软导线围成一个正方形B ．导线中的电流为klS 4πρC ．导线中自由电子定向移动的速率为kl 4n πe ρ D ．导线中电场强度大小为kl4πBCD 解析 根据楞次定律“增缩减扩”的原理，软导线稳定时呈圆形，选项A 错误．根据l ＝2πr 可得，r ＝l 2π，圆的面积S 0＝πr 2＝l 24π，感应电动势大小为E ＝S 0ΔB Δt ＝kl 24π，稳定时软导线中的电流为I ＝E R ，其中R ＝ρl S ，联立可得电流I ＝E R ＝klS 4πρ，选项B 正确．导线横截面积为S 、单位体积内的自由电子数为n 、电子的电荷量为e ，则导线中电流I ＝neSv ，解得导线中自由电子定向移动的速率v ＝kl4n πe ρ，选项C 正确．计算导线中电场可将其视为沿导线方向的匀强电场，则导线中电场强度E 场＝U l ＝kl 24πl ＝kl 4π，选项D 正确． 7．(2019·辽宁部分重点中学协作体高三模拟)(多选)有一个铜盘，与支架之间的阻力非常小，因此轻轻拨动它，就能长时间地绕轴自由转动，如果在转动时把蹄形磁铁的两极放在铜盘边缘，但并不与铜盘接触，如图所示．下列说法正确的是()A ．铜盘能够在较短的时间内停止转动B ．铜盘在转动过程中磁通量将不断减小C ．铜盘在转动过程中产生的感应电动势将不断减小D ．铜盘边缘的电势高于圆心的电势ACD 解析 当铜盘转动时，切割磁感线，产生感应电动势，由于电路闭合，则出现感应电流，处于磁场中受到安培力作用，此力阻碍铜盘转动，铜盘能够在较短的时间内停止转动，选项A 正确；铜盘在转动过程中磁通量不变，选项B 错误；铜盘在转动过程中，由于转动速度减小，则产生的感应电动势将不断减小，选项C 正确；由右手定则可知，铜盘边缘的电势高于圆心的电势，选项D 正确．8．(2019·苏锡常镇四市高三调研)(多选)如图所示，一根足够长的直导线水平放置，通以向右的恒定电流，在其正上方O 点用细丝线悬挂一铜制圆环．将圆环从a 点无初速释放，圆环在直导线所处的竖直平面内运动，经过最低点b 和最右侧c 后返回，下列说法正确的是( )A ．从a 到c 的过程中圆环中的感应电流方向先顺时针后逆时针B ．运动过程中圆环受到的安培力方向与速度方向相反C ．圆环从b 到c 的时间大于从c 到b 的时间D ．圆环从b 到c 产生的热量大于从c 到b 产生的热量AD 解析 由安培定则知，直导线上方磁场方向垂直纸面向外，圆环从a 到b 的过程中磁通量增加，由楞次定律和安培定则可得，线圈中感应电流方向是顺时针；圆环从b 到c 的过程中磁通量减小，由楞次定律和安培定则可得，线圈中感应电流方向是逆时针，选项A 正确．圆环从a 到b 的运动过程中，将环分解为若干个小的电流元，上半环的左右对称部分所受合力向下，下半环左右对称部分所受合力向上；下半环所在处的磁场比上半环所在处的磁场强，则整个环所受安培力的方向向上，选项B 错误．圆环从b 到c 的过程与圆环从c 到b 的过程中经同一位置时从b 到c 速率大于从c 到b 的速率(一部分机械能转化为电能)，则圆环从b 到c 的时间小于从c 到b 的时间，选项C 错误．圆环从b 到c 的过程与圆环从c 到b 的过程中经同一位置时从b 到c 速率大于从c 到b 的速率，则圆环从b 到c 的过程与圆环从c 到b 的过程中经同一位置时从b 到c 圆环所受安培力大于从c 到b 圆环所受安培力，圆环从b 到c 的过程克服安培力做的功大于圆环从c 到b 的过程克服安培力做的功，圆环从b 到c 产生的热量大于从c 到b 产生的热量，选项D 正确．9．(2019·三湘名校教育联盟高三联考)(多选)如图所示，边长为L 、总电阻为R 的正方形线框abcd 放在光滑水平面上，其右边有一磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁场宽度为L ，磁场左边界与线框的ab 边相距为L .现给线框一水平向右的恒力，ab 边进入磁场时线框恰好做匀速运动，此时线框中的感应电流大小为I 0.下列说法正确的是( )A ．线框进入磁场时，感应电流沿逆时针方向B ．线框进入磁场时的速度大小为I 0R BLC ．从开始到ab 边运动到磁场的右边界的过程中，通过线框横截面的电荷量q ＝BL 2RD ．线框通过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q ＝2BI 0L 2ABCD 解析 线框进入磁场时，根据楞次定律和右手定则，感应电流沿逆时针方向，故选项A 正确；ab 边进入磁场时线框恰好做匀速运动，则有I 0＝BLv R ，线框进入磁场时的速度大小为v ＝I 0R BL，故选项B 正确；从开始到ab 边运动到磁场的右边界的过程中，通过线框横截面的电荷量q ＝ΔΦR ＝BL 2R，故选项C 正确；根据能量守恒得线框通过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q ＝W F ＝F 安·2L ＝2BI 0L 2，故选项D 正确．10．(2019·防城港高三模拟)(多选)如图所示，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O 1O 2上，现让橡胶盘由静止开始绕O 1O 2轴按图示方向逆时针加速转动，下列说法正确的是( )A ．铝环N 有沿逆时针方向的感应电流B ．铝环N 有扩大的趋势C ．橡胶圆盘M 对铝环N 的作用力方向竖直向下D ．橡胶圆盘M 对铝环N 的作用力方向竖直向上AD 解析 根据楞次定律可知，穿过环N 的磁通量，向下且增大，因此环N 有沿逆时针方向的感应电流，选项A 正确；橡胶圆盘M 由静止开始绕其轴线O 1O 2按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大；橡胶圆盘，在其外侧面均匀地带有负电荷，根据右手螺旋定则知，通过环N 的磁通量向下，且增大，根据楞次定律的另一种表述，引起的机械效果阻碍磁通量的增大，知金属环的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以，橡胶圆盘M 对铝环N 的作用力方向竖直向上，且铝环N 有收缩的趋势，选项D 正确，B 、C 错误．11．(2019·湖北八校高三联考)(多选)已知地磁场类似于条形磁铁产生的磁场，地磁N 极位于地理南极．如图所示，在湖北某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L 的正方形闭合导体线框abcd ，线框的ad 边沿南北方向，ab 边沿东西方向，下列说法正确的是( )A．若使线框向东平移，则a点电势比d点电势低B．若使线框向北平移，则a点电势等于b点电势C．若以ad边为轴，将线框向上翻转90°，则翻转过程线框中电流方向始终为adcb方向D．若以ab边为轴，将线框向上翻转90°，则翻转过程线框中电流方向始终为adcb方向AC解析北半球的磁场方向由南向北斜向下分布．若线框向东平动，根据右手定则，ad边切割磁感线产生的电流方向沿ad方向，在电源内部电流方向由低电势到高电势，所以a点电势比d点电势低，故选项A正确；若使线框向北平移，ab边切割磁感线，所以会产生电势差，所以a、b两点电势不相等，故选项B错误；若以ad边为轴，将线框向上翻转90°，穿过线圈平面的向下磁通量变小，由楞次定律可知产生的感应电流的方向始终为adcb方向，故选项C正确；若以ab边为轴，将线框向上翻转90°，穿过线圈平面的向下磁通量先变大后变小，由楞次定律可知产生的感应电流的方向会发生变化，故选项D错误．12．(2019·北京海淀区高三二模)如图所示，将一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极间，铝框可以绕竖直轴线OO′自由转动．转动磁铁，会发现静止的铝框也会发生转动．下列说法正确的是( )A．铝框与磁极转动方向相反B．铝框始终与磁极转动的一样快C．铝框是因为磁铁吸引铝质材料而转动的D．铝框是因为受到安培力而转动的D解析根据楞次定律可知，为阻碍磁通量增加，则导致铝框与磁铁转动方向相同，但快慢不一，故选项A、B错误；转动磁铁时，导致铝框的磁通量增加，从而产生感应电流，出现安培力，导致铝框转动，所以铝框是因为受到安培力而转动的，故选项C错误，D正确．13．(2019·江苏六市高三调研)(多选)用电流传感器研究自感现象的电路如图甲所示，线圈L中未插入铁芯，直流电阻为R.闭合开关S，传感器记录了电路中电流i随时间t变化的关系图象，如图乙所示，t0时刻电路中电流达到稳定值I.下列说法正确的是( )A．t＝t0时刻，线圈中自感电动势最大B．若线圈中插入铁芯，上述过程中电路中电流达到稳定值经历的时间大于t0C．若线圈中插入铁芯，上述过程中电路达到稳定时电流值仍为ID．若将线圈匝数加倍，上述过程中电路达到稳定时电流值仍为IBC解析t＝t0时刻，线圈中电流稳定，自感现象消失，线圈中没有自感电动势，故选项A错误；若线圈中插入铁芯，线圈自感系数增大，自感现象延长，所以若线圈中插入铁芯，上述过程中电路中电流达到稳定值经历的时间大于t0，故选项B正确；线圈中插入铁芯，但线圈的直流电阻不变，所以稳定时电流不变，故选项C正确；若将线圈匝数加倍，线圈直流电阻增大，稳定时电流减小，故选项D错误．14．(2019·洛阳高三联考)(多选)如图甲所示，无限长通电直导线MN固定在绝缘水平面上，导线中通有如图乙所示的电流i(沿NM方向为正)．与R组成闭合电路的导线框ABCD 同直导线处在同一水平面内，AB边平行于直导线，则( )A．0～t0时间内，流过R的电流方向为C→R→DB．t0～2t0时间内，流过R的电流方向为C→R→DC．0～t0时间内，导线框所受安培力的大小先增大后减小D．t0～2t0时间与2t0～3t0时间内，导线框所受安培力的方向均向右AC解析0～t0时间内，导线中电流沿正方向增大，则线圈中的磁场向里增大，由楞次定律可知，流过R的电流方向为C→R→D，故选项A正确；t0～2t0时间内，电流正方向减小，则线圈中磁场向里减小，由楞次定律可知流过R的电流方向为D→R→C，故选项B错误；0～t0时间内，感应电流一直减小，而导线MN产生的磁场强度一直增大，由F＝BIL，在0～t0中间某一时刻，安培力取得最大值，故选项C正确；t0～2t0时间内电流为减小过程，根据“来拒去留”规律可知，线圈有向左的运动趋势，故受力向左，而在2t0～3t0时间内，导线框所受安培力的方向向右，故选项D错误．。