(全国通用)2018届高考物理二轮复习 备课资料 专题六 电路和电磁感应 第1讲 恒定电流和交变

第6板块 电学实验题第26讲| “分门别类”掌握实验基础——多用电表的使用与读数[全练题点]1．(2018届高三·大连调研)用如图甲所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K 和两个部件S 、T 。

(1)请根据下列步骤完成电阻测量：①旋动部件________，使指针对准电流的“0”刻度线。

②将K 旋转到电阻挡“×100”位置。

③将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件________，使指针对准电阻的“0”刻度线。

(2)将调好零的多用电表按正确步骤测量一电学元件P 的电阻，P 的两端分别为a 、b ，指针指示位置如图乙所示。

则通过P 的电流方向是________(选填“a →b ”或“b →a ”)，为使测量比较精确，应将选择开关旋到________的倍率挡位上，并需要重新调零，再进行测量。

解析：(1)①首先要对表盘机械校零，所以旋动的部件是S 。

③欧姆表选挡后要进行欧姆调零，将“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件T ，让表盘指针指在最右端零刻度处。

(2)表盘上的负极接欧姆表内部电源的正极，所以通过P 的电流方向是b 到a ；题图乙中指针偏转角度太大，为了得到比较准确的测量结果，必须使指针指在中间刻度附近，所以要将倍率调小。

答案：(1)①S ③T (2)b→a×102．某同学在测量一只小灯泡电阻的实验中，连接了如图甲所示的实物电路图。

闭合开关，发现灯泡不亮，电流表的示数为零。

(1)他借助多用电表检查小灯泡。

先断开开关，把多用电表的选择开关旋到“×1”挡，再进行________调零；又将红、黑表笔分别接触①、②接线柱，多用电表的表盘恰好如图乙所示，说明小灯泡正常，此时的电阻为________Ω。

(2)他将多用电表选择开关旋于某直流电压挡，将红、黑表笔分别接触②、③接线柱；闭合开关，发现电压表的示数约等于电源电动势，说明②、③接线柱间的导线出现了________(选填“断路”或“短路”)。

【7份】新课标2018年高考物理总复习教案第十章电磁感应目录第57课时电磁感应现象和楞次定律(双基落实课) ........................................................... 1第58课时法拉第电磁感应定律(重点突破课) .................................................................. 9第59课时电磁感应的电路问题(题型研究课) ................................................................ 22 第60课时电磁感应中的图像问题(题型研究课) ............................................................ 31 第61课时电磁感应中的动力学问题(题型研究课) ........................................................ 39 第62课时电磁感应中的能量问题(题型研究课) (52)阶段综合评估......................................................................................................................... 61 考纲要求考情分析电磁感应现象Ⅰ 1.命题规律近几年高考对本章内容重点考查了感应电流的产生、感应电动势的方向判断和大小计算等。

常以选择题形式考查对基础知识、基本规律的理解与应用，以计算题的形式考查综合性知识，如动力学、能量、电路、图像等知识与电磁感应结合的问题，一般难度较大，分值较高。

2.考查热点预计2018年高考对本章仍将以法拉第电磁感应定律为核心，利用与之相关的力电综合问题，考查学生的综合分析及运用数学知识解决物理问题的能力。

第2讲电磁感应规律及综合应用(建议用时:40分钟满分:100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分,第1～5题只有一项符合题目要求,第6～8题有多项符合题目要求)1.(2017·全国Ⅰ卷,18)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示.无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是( A )解析:紫铜薄板上下振动时,方案B,C,D中穿过薄板的磁通量不发生变化,没有感应电流产生;方案A中,无论是上下还是左右振动,薄板中的磁通量都会发生变化,产生的感应电流会阻碍紫铜薄板上下及其左右振动,达到衰减的效果,选项A正确.2.(2017·江西景德镇模拟)如图所示,在光滑绝缘水平面上,有一矩形线圈以一定的初速度进入匀强磁场区域,线圈全部进入匀强磁场区域时,其动能恰好等于它在磁场外面时的一半,设磁场区域宽度大于线圈宽度,则( C )A.线圈恰好在完全离开磁场时停下B.线圈在未完全离开磁场时已停下C.线圈能通过场区不会停下D.线圈在磁场中某个位置停下解析:线圈出磁场时的速度小于进磁场时的速度,由安培力F=BIL=,知出磁场时线圈所受的安培力小于进磁场时所受的安培力,则进磁场过程安培力做功大于出磁场过程安培力做功,而进磁场时其动能恰好等于它在磁场外面时的一半,由动能定理知出磁场后,线圈的动能不为零,不会停下来,故C正确,A,B,D错误.3.(2017·天津卷,3)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.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是( D )A.ab中的感应电流方向由b到aB.ab中的感应电流逐渐减小C.ab所受的安培力保持不变D.ab所受的静摩擦力逐渐减小解析:根据楞次定律,感应电流产生的磁场向下,再根据安培定则,可判断ab中感应电流方向从a到b,A错误;磁场变化是均匀的,根据法拉第电磁感应定律,感应电动势恒定不变,感应电流I恒定不变,B错误;安培力F=BIL,由于I,L不变,B减小,所以ab所受的安培力逐渐减小,根据力的平衡条件,静摩擦力逐渐减小,C错误,D正确.4.(2017·四川成都模拟)如图所示,水平面上固定着两根相距L且电阻不计的足够长的光滑金属导轨,导轨处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,铜棒a,b的长度均等于两导轨的间距、电阻均为R、质量均为m,铜棒平行地静止在导轨上且与导轨接触良好.现给铜棒a一个平行导轨向右的瞬时冲量I,关于此后的过程,下列说法正确的是( B )A.回路中的最大电流为B.铜棒b的最大加速度为C.铜棒b获得的最大速度为D.回路中产生的总焦耳热为解析:由题意知a获得冲量时速度最大,根据动量定理可得,a获得的速度v a=,此后a在安培力作用下做减速运动,b在安培力作用下做加速运动,回路中产生的电动势E=BL(v a-v b),可知a刚获得动量时回路中产生的感应电流最大,即I m==,故A错误;b所受最大安培力F m=BI m L=,根据牛顿第二定律知,b棒所产生的最大加速度a m==,故B正确;由题意知,a棒做减速运动,b棒做加速运动,当a,b速度相等时,回路中没有感应电流,两棒同时向右匀速直线运动,根据动量守恒定律得,mv a=2mv,a,b棒的共同速度v=,此速度亦为b棒的最大速度,故C错误;根据系统能量守恒可得,m=(m+m)v2+Q,则回路中产生的总焦耳热Q=,故D错误.5.(2017·湖南常德模拟)如图所示,有一个等腰三角形磁场区域,底边长为2L,高为L,左半边的磁场方向垂直纸面向外,右半边的磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小均为B.边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd,从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域.取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正,取I m=,则表示线框中电流i随bc的位置坐标x变化的图像正确的是( C )解析:线框bc边在0～L过程中无感应电流,在L～2L过程中切割磁感线的有效长度线性增大,由右手定则判断感应电流沿a→b→c→d→a方向的正方向,由I=可知,感应电流大小逐渐增大;线框bc边在2L～3L过程中,ad边和bc边都有部分切割磁感线,等效切割的有效长度不变,产生的感应电流大小不变,方向为负方向;线框bc边在3L～4L过程中,ad边切割磁感线的有效长度线性减小,产生的感应电流大小逐渐减小,方向为正方向,故C正确.6.(2017·辽宁抚顺模拟)如图所示,两根间距为L的光滑平行金属导轨与水平面夹角为α,图中虚线下方区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于导轨面向上,两金属杆质量均为m,电阻均为R,垂直于导轨放置,开始时金属杆ab处在距磁场上边界一定距离处,金属杆cd处在导轨的最下端,被与导轨垂直的两根小柱挡住,现将金属杆ab由静止释放,当金属杆ab刚进入磁场便开始做匀速直线运动,已知重力加速度为g,则( AC )A.金属杆ab进入磁场时感应电流的方向为由b到aB.金属板ab进入磁场时速度大小为C.金属杆ab进入磁场后产生的感应电动势为D.金属杆ab进入磁场后金属杆cd对两根小柱的压力大小为mgsin α解析:由右手定则可知,ab进入磁场时产生感应电流的方向为由b到a,故A正确;ab刚进入磁场时受到的安培力F=BIL=BL=,ab进入磁场做匀速直线运动,由平衡条件得,=mgsin α,解得,v=,故B错误;ab进入磁场产生的感应电动势E=BLv=,故C正确;由左手定则可知,cd受到的安培力沿导轨面向下,则cd对两根小柱的压力大小等于F N=mgsin α+F A>mgsin α,故D错误.7.(2017·河北石家庄模拟)如图所示,光滑水平面上存在有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为B,质量为m边长为a的正方形导体框MNPQ斜向上垂直进入磁场,当MP 刚进入磁场时,线框的速度为v,方向与水平方向成45°,若导体框的总电阻为R,则( AC )A.导体进入磁场过程中,导体框中电流的方向为MQPNB.MP刚进入磁场时导体框中感应电流大小为C.MP刚进入磁场时导体框所受安培力为D.MP刚进入磁场时M,P两端的电压为解析:根据楞次定律可知导体进入磁场过程中,导体框中电流的方向为MQPN,故A正确;MP刚进入磁场时导体框中感应电流大小为I==,故B错误;MP刚进入磁场时导体框所受安培力为F=BI·a=,故C正确;MP刚进入磁场时M,P两端的电压为U=E=Bav,故D 错误.8.(2016·四川卷,7)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+kv(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变化图像可能正确的有( BC )解析:设金属棒在某一时刻速度为v,感应电动势E=Blv,回路电流I==v,即I∝v;安培力F A=BIl=v,方向水平向左,即F A∝v;R两端电压U R=IR=v,即U R∝v;感应电流的功率P=E I=v2,即P∝v2.分析金属棒运动情况,由牛顿第二定律可得F合=F-F A=F0+k v-v=F0+(k-)v,即加速度a=.因为金属棒由静止出发,所以F0>0,且F合>0,即a>0,加速度方向水平向右.(1)若k=,F合=F0,即a=,金属棒水平向右做匀加速直线运动.有v=at,说明v ∝t,也即是I∝t,F A∝t,U R∝t,P∝t2,在此情况下没有选项符合;(2)若k>,F合随v增大而增大,即a随v增大而增大,说明金属棒在做加速度增大的加速运动,可知选项B符合;(3)若k<,F合随v增大而减小,即a随v增大而减小,说明金属棒在做加速度减小的加速运动,直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动,可知选项C符合.综上所述,选项B,C符合题意.二、非选择题(本大题共2小题,共36分)9.(16分)(2017·福建福州模拟)某同学看到有些玩具车在前进时车轮能发光,受此启发,他设计了一种带有闪烁灯的自行车后车轮,以增强夜间骑车的安全性.如图所示为自行车后轮,其金属轮轴半径可以忽略,金属车轮半径r=0.4 m,其间由绝缘辐条连接(绝缘辐条未画出).车轮与轮轴之间均匀地连接有4根金属条,每根金属条中间都串接一个LED灯,灯可视为纯电阻,每个灯的阻值为R=0.3 Ω并保持不变.车轮边的车架上固定有磁铁,在车轮与轮轴之间形成了磁感应强度B=0.5 T,方向垂直于纸面向外的扇形匀强磁场区域,扇形对应的圆心角θ=30°.自行车匀速前进的速度为v=8 m/s(等于车轮边缘相对轴的线速度).不计其他电阻和车轮厚度,并忽略磁场边缘效应.(1)在如图所示装置中,当其中一根金属条ab进入磁场时,指出ab上感应电流的方向,并求ab中感应电流的大小;(2)若自行车以速度v=8 m/s匀速前进时,车轮受到的总摩擦阻力为2.0 N,则后车轮转动一周,动力所做的功为多少?(忽略空气阻力, π≈3.0)解析:(1)根据右手定则知:ab中的电流方向为b→a.ab相当于电源,其等效电路如图所示.ω==rad/s=20 rad/sE=Br2ω=×0.5×0.42×20 V=0.8 V电路总电阻R总=+R==0.4 Ω通过ab中的电流I== A=2 A.(2)车轮转动一周的时间T== s=0.3 s则T时间内克服阻力做功W f=fs=f·vT=2×8×0.3 J=4.8 JT时间内产生电流的时间t=4××T==0.1 s在T时间内,电流通过灯泡电阻产生的焦耳热Q=I2R总t=22×0.4×0.1 J=0.16 J动力所做的功W动=W f+Q=4.8 J+0.16 J=4.96 J.答案:(1)ab中的电流方向为b→a 2 A (2)4.96 J10.(20分)(2017·河南许昌二模)如图所示,光滑的轻质定滑轮上绕有轻质柔软细线,线的一端系一质量为2m的重物,另一端系一质量为m、电阻为R的金属杆,在竖直平面内有足够长的平行金属导轨PQ,EF,其间距为L,在Q,F之间连接有阻值为R的电阻,其余电阻不计,一匀强磁场与导轨平面垂直,磁感应强度为B0,开始时金属杆置于导轨下端QF处,将重物由静止释放,当重物下降h时恰好达到稳定速度而后匀速下降,运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好,不计一切摩擦和接触电阻,重力加速度为g,求:(1)重物匀速下降时的速度v;(2)重物从释放到下降h的过程中,电阻R中产生的热量Q;(3)设重物下降h时的时刻t=0,此时速度为v0,若从t=0开始,磁场的磁感应强度B逐渐减小,且金属杆中始终不产生感应电流,试写出B随时间t变化的关系.解析:(1)重物匀速下降时,设细线对金属杆的拉力为T,金属杆所受安培力为F;由平衡条件得T=mg+F;由安培力公式得F=B0IL根据闭合电路欧姆定律,I=;根据法拉第电磁感应定律,E=B0Lv对重物由平衡条件得T=2mg;综合上述各式,解得,v=.(2)设电路中产生的总热量为Q,由能量守恒定律得,2mgh-mgh=(2m)v2+mv2+Q由串联电路特点知,电阻R中产生的热量为Q R=Q,解得Q R=mgh-.(3)金属杆中恰好不产生感应电流时,磁通量不变,则有Φ0=Φt,即B0hL=B(h+x)L,式中x=v0t+at2对系统,由牛顿第二定律得,a==则磁感应强度B随时间t变化的关系为B==.答案:(1)(2)mgh-(3)B=。