資源簡(jiǎn)介

(共40張PPT)
專(zhuān)題十二　三大觀點(diǎn)在電學(xué)中的應(yīng)用
[專(zhuān)題復(fù)習(xí)定位]
1．動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律在電學(xué)中的應(yīng)用。
2．應(yīng)用動(dòng)量和能量觀點(diǎn)解決電場(chǎng)和磁場(chǎng)問(wèn)題。
3．應(yīng)用動(dòng)量和能量觀點(diǎn)分析電磁感應(yīng)問(wèn)題。
高考真題再現(xiàn)
PART
01
第一部分
命題點(diǎn)1　應(yīng)用動(dòng)量定理分析電磁感應(yīng)問(wèn)題
1．(2023·湖南卷，T14)如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬直導(dǎo)軌平行放置，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，兩導(dǎo)軌及其所構(gòu)成的平面均與水平面成θ角，整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面斜向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。現(xiàn)將質(zhì)量均為m的金屬棒a、b垂直于導(dǎo)軌放置，每根金屬棒接入導(dǎo)軌之間的電阻均為R。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好，金屬棒始終未滑出導(dǎo)軌，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，重力加速度為g。
(1)先保持棒b靜止，將棒a由靜止釋放，求棒a勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小v0；
(2)在(1)問(wèn)中，當(dāng)棒a勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，再將棒b由靜止釋放，求釋放瞬間棒b的加速度大小a0；
解析：當(dāng)棒a勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，釋放棒b，分析可知，棒b受到沿導(dǎo)軌向下的安培力，則釋放棒b的瞬間，對(duì)棒b，由牛頓第二定律有mg sin θ＋BI1L＝ma0
又BI1L＝mg sin θ
解得a0＝2g sin θ。
答案：2g sin θ
(3)在(2)問(wèn)中，從棒b釋放瞬間開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t0，兩棒恰好達(dá)到相同的速度v，求速度v的大小，以及時(shí)間t0內(nèi)棒a相對(duì)于棒b運(yùn)動(dòng)的距離Δx。
(1)ab剛越過(guò)MP時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大??；
(2)金屬環(huán)剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小；
(3)為使ab在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不與金屬環(huán)接觸，金屬環(huán)圓心初始位置到MP的最小距離。
題型分類(lèi)講練
PART
02
第二部分
題型一　動(dòng)量和能量觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用
考向1　動(dòng)量定理分析“單棒”或者“線框”問(wèn)題
在導(dǎo)體單桿切割磁感線做變加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，若牛頓運(yùn)動(dòng)定律和能量觀點(diǎn)不能解決問(wèn)題，則可運(yùn)用動(dòng)量定理巧妙解決問(wèn)題。
　如圖，間距為L(zhǎng)的兩平行金屬導(dǎo)軌右端接有電阻R，固定在離地高為H的平面上，空間存在著方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量為m的金屬桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，桿獲得一個(gè)大小為v0的水平初速度后向左運(yùn)動(dòng)并離開(kāi)導(dǎo)軌，其落地點(diǎn)距導(dǎo)軌左端的水平距離為s。已知重力加速度為g，忽略一切摩擦，桿和導(dǎo)軌電阻不計(jì)。求：
(1)桿即將離開(kāi)軌道時(shí)的加速度大小a；
(2)桿穿過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的過(guò)程中，克服安培力做的功W；
(3)桿ab在水平軌道運(yùn)動(dòng)的位移x。
考向2　動(dòng)量守恒定律分析“雙棒”問(wèn)題
物理模型 “一動(dòng)一靜”：甲桿靜止不動(dòng)，乙桿運(yùn)動(dòng)，其實(shí)質(zhì)是單桿問(wèn)題，不過(guò)要注意問(wèn)題包含著一個(gè)條件——甲桿靜止，受力平衡 兩桿都在運(yùn)動(dòng)，對(duì)于這種情況，要注意兩桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是相加還是相減；系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒 分析方法 動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn) 通常情況下一個(gè)金屬桿做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，而另一個(gè)金屬桿做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，最終兩金屬桿以共同的速度勻速運(yùn)動(dòng)
能量觀點(diǎn) 兩桿系統(tǒng)機(jī)械能減少量等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱之和
動(dòng)量觀點(diǎn) 對(duì)于兩金屬桿在平直的光滑導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的情況，如果兩金屬桿所受的外力之和為零，則考慮應(yīng)用動(dòng)量守恒定律處理問(wèn)題
　(多選)如圖，水平桌面上固定兩根距離d＝1 m、不計(jì)電阻的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌。A、B、C、D、E、F為導(dǎo)軌上6個(gè)不同的位置，ABFE區(qū)域(含邊界)有垂直于紙面向里、大小B＝1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。導(dǎo)體棒l1的質(zhì)量m＝0.5 kg，電阻R＝0.2 Ω，垂直于導(dǎo)軌放置，EF處有一固定的與l1相同的導(dǎo)體棒l2。導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，在C、D兩位置有固定彈性立柱C和D，導(dǎo)體棒與立柱發(fā)生彈性碰撞時(shí)，速度立即變?yōu)榕c碰前速度等大反向。l1在恒定外力F作用下從AB邊左端距AB邊0.25 m處由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)后恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)。l1運(yùn)動(dòng)至CD處，與立柱發(fā)生碰撞時(shí)立即撤去外力，同時(shí)撤去對(duì)l2的固定，當(dāng)l1再次運(yùn)動(dòng)至AB處時(shí)，l1與l2達(dá)到共速，l2恰好到達(dá)CD處，并與立柱相碰。已知導(dǎo)軌AE、BF段光滑，其余段粗糙，l1與粗糙部分間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力。F＝5 N，CE＝0.3 m，重力加速度g取10 m/s2，則下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．l1與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2
B．C、D分別為AE、BF的中點(diǎn)
C．l1由CD運(yùn)動(dòng)到AB的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱為0.25 J
D．l2最終將離開(kāi)磁場(chǎng)，在EF右側(cè)滑動(dòng)一段距離
√
√
　(2023·全國(guó)甲卷，T25)如圖所示，水平桌面上固定一光滑U形金屬導(dǎo)軌，其平行部分的間距為l，導(dǎo)軌的最右端與桌子右邊緣對(duì)齊，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。導(dǎo)軌所在區(qū)域有方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m、電阻為R、長(zhǎng)度也為l的金屬棒P靜止在導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌上質(zhì)量為3m的絕緣棒Q位于P的左側(cè)，以大小為v0的速度向P運(yùn)動(dòng)并與P發(fā)生彈性碰撞，碰撞時(shí)間很短。碰撞一次后，P和Q先后從導(dǎo)軌的最右端滑出導(dǎo)軌，并落在地面上同一地點(diǎn)。P在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩端與導(dǎo)軌接觸良好，P與Q始終平行。不計(jì)空氣阻力。求：
(1)金屬棒P滑出導(dǎo)軌時(shí)的速度大??；
(2)金屬棒P在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量；
(3)與P碰撞后，絕緣棒Q在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
題型二　動(dòng)量和能量觀點(diǎn)在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中的應(yīng)用
考向1　動(dòng)量和能量觀點(diǎn)在電場(chǎng)中的應(yīng)用
　如圖，足夠高的絕緣細(xì)管豎直固定，細(xì)管內(nèi)壁光滑。有界勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域的邊界垂直于豎直管，上邊界固定且距直管上端管口為L(zhǎng)，下邊界可沿直管調(diào)節(jié)場(chǎng)區(qū)高度，設(shè)場(chǎng)區(qū)高度為kL(k>0)。質(zhì)量為m、不帶電的絕緣小球a從直管上端管口處由靜止釋放，之后與靜止在電場(chǎng)區(qū)域上邊界的帶電小球b碰撞，小球b的質(zhì)量為5m、電荷量為＋q。已知a、b的直徑略小于管的直徑，a、b碰撞時(shí)間極短且沒(méi)有機(jī)械能損失，b的電荷不發(fā)生轉(zhuǎn)移，重力加速度為g，求：
(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；
(2)a、b第一次碰撞后的瞬間速度v1、v2；
(3)a、b分別在電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)和電場(chǎng)區(qū)域外發(fā)生第二次碰撞對(duì)應(yīng)的k的取值范圍。
[解析]　a、b發(fā)生第一次碰撞后，由(2)的分析發(fā)現(xiàn)，a球做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，b球勻速通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域，之后與a球有相同的加速度向下運(yùn)動(dòng)。由于k取不同的值，a、b發(fā)生第二次碰撞的位置及時(shí)間也不同，a可能在電場(chǎng)區(qū)域追上b，也可能在電場(chǎng)外追上b，現(xiàn)討論如下：
若a、b在電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)發(fā)生第二次碰撞。設(shè)第一次碰撞后，經(jīng)t1時(shí)間a追上b。
[答案]　見(jiàn)解析
(1)求原子核第一次穿過(guò)y軸時(shí)速度v的大小和方向；
(2)若原子核進(jìn)入磁場(chǎng)后，經(jīng)過(guò)Δt＝π×10－7 s瞬間分裂成a、b兩個(gè)新核。兩新核的質(zhì)量之比ma∶mb＝1∶2；電荷量之比qa∶qb＝1∶2；速度大小之比va∶vb＝4∶1，方向仍沿原運(yùn)動(dòng)方向。求a粒子經(jīng)過(guò)y軸時(shí)的位置及其在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。(共49張PPT)
專(zhuān)題十一　電磁感應(yīng)
[專(zhuān)題復(fù)習(xí)定位]
1．對(duì)楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用?！?br/>2．熟練應(yīng)用動(dòng)力學(xué)和能量觀點(diǎn)分析并解決電磁感應(yīng)問(wèn)題。　
3．綜合應(yīng)用動(dòng)力學(xué)、動(dòng)量和能量的觀點(diǎn)分析電磁感應(yīng)問(wèn)題。
高考真題再現(xiàn)
PART
01
第一部分
√
命題點(diǎn)1　兩個(gè)定律的應(yīng)用
1．(2024·湖北卷，T1)《夢(mèng)溪筆談》中記錄了一次罕見(jiàn)的雷擊事件：房屋被雷擊后，屋內(nèi)的銀飾、寶刀等金屬熔化了，但是漆器、刀鞘等非金屬卻完好(原文為：有一木格，其中雜貯諸器，其漆器銀扣者，銀悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一寶刀，極堅(jiān)鋼，就刀室中熔為汁，而室亦儼然)。導(dǎo)致金屬熔化而非金屬完好的原因可能為(　　)
A．摩擦　　　　　　 B．聲波
C．渦流 D．光照
解析：在雷擊事件中金屬和非金屬都經(jīng)歷了摩擦、聲波和光照的影響，而金屬能夠因電磁感應(yīng)產(chǎn)生渦流，非金屬不能，因此可能原因?yàn)闇u流。
√
2．(2024·江蘇卷，T10)如圖所示，在絕緣的水平面上，有閉合的兩個(gè)線圈a、b，線圈a處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)將線圈a從磁場(chǎng)中勻速拉出，線圈a、b中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向分別是(　　)
A．順時(shí)針，順時(shí)針 B．順時(shí)針，逆時(shí)針
C．逆時(shí)針，順時(shí)針 D．逆時(shí)針，逆時(shí)針
解析：線圈a從磁場(chǎng)中勻速拉出的過(guò)程中穿過(guò)線圈a的磁通量在減小，則根據(jù)楞次定律可知線圈a中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，由于線圈a從磁場(chǎng)中勻速拉出，則a中產(chǎn)生的電流為恒定電流，則線圈a靠近線圈b的過(guò)程中線圈b的磁通量在向外增大，同理可得線圈b產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針。
√
命題點(diǎn)2　電磁感應(yīng)的綜合問(wèn)題
3．(2024·廣東卷，T4)電磁俘能器可在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)時(shí)利用電磁感應(yīng)發(fā)電實(shí)現(xiàn)能量回收，結(jié)構(gòu)如圖甲所示。兩對(duì)永磁鐵可隨發(fā)動(dòng)機(jī)一起上下振動(dòng)，每對(duì)永磁鐵間有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。磁場(chǎng)中，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線圈豎直固定在減震裝置上。某時(shí)刻磁場(chǎng)分布與線圈位置如圖乙所示，永磁鐵振動(dòng)時(shí)磁場(chǎng)分界線不會(huì)離開(kāi)線圈。關(guān)于圖乙中的線圈，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．穿過(guò)線圈的磁通量為BL2
B．永磁鐵相對(duì)線圈上升越高，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大
C．永磁鐵相對(duì)線圈上升越快，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越小
D．永磁鐵相對(duì)線圈下降時(shí)，線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?br/>解析：根據(jù)題圖乙可知此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量為0，故A錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知永磁鐵相對(duì)線圈上升越快，磁通量變化越快，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，故B、C錯(cuò)誤；永磁鐵相對(duì)線圈下降時(shí)，根據(jù)安培定則可知線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，故D正確。
√
√
√
(1)t＝0時(shí)線框所受的安培力F；
(2)t＝1.2τ時(shí)穿過(guò)線框的磁通量Φ；
答案：0.3B0h2
(3)2τ～3τ時(shí)間內(nèi)，線框中產(chǎn)生的熱量Q。
題型分類(lèi)講練
PART
02
第二部分
題型一　兩個(gè)定律的應(yīng)用
考向1　電磁感應(yīng)現(xiàn)象和楞次定律
1．阻礙磁通量的變化(增反減同)。
2．阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(來(lái)拒去留)。
3．使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)(增縮減擴(kuò))。
4．阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)。
√
　新型交通信號(hào)燈，如圖所示，在交通信號(hào)燈前方路面埋設(shè)通電線圈，這個(gè)包含線圈的傳感器電路與交通信號(hào)燈的時(shí)間控制電路連接，當(dāng)車(chē)輛通過(guò)線圈上方的路面時(shí)，會(huì)引起線圈中電流的變化，系統(tǒng)根據(jù)電流變化的情況確定信號(hào)燈亮的時(shí)間長(zhǎng)短，下列判斷正確的是(　　)
A．汽車(chē)經(jīng)過(guò)線圈會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
B．汽車(chē)通過(guò)線圈時(shí)，線圈激發(fā)的磁場(chǎng)不變
C．若線圈斷了，系統(tǒng)依然能檢測(cè)到汽車(chē)通過(guò)的電流信息
D．線圈中的電流是由汽車(chē)通過(guò)線圈時(shí)發(fā)生電磁感應(yīng)引起的
[解析]　汽車(chē)上大部分是金屬，汽車(chē)經(jīng)過(guò)線圈時(shí)會(huì)引起線圈磁通量的變化，從而產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A正確；汽車(chē)通過(guò)線圈時(shí)，線圈由于電磁感應(yīng)使自身電流發(fā)生變化，激發(fā)的磁場(chǎng)也發(fā)生變化，故B錯(cuò)誤；若線圈斷了，沒(méi)有閉合回路，系統(tǒng)不能檢測(cè)到汽車(chē)通過(guò)的電流信息，故C錯(cuò)誤；線圈本身就是通電線圈，線圈中的電流不是汽車(chē)通過(guò)線圈時(shí)發(fā)生電磁感應(yīng)引起的，汽車(chē)通過(guò)線圈時(shí)產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象只是引起線圈中電流的變化，故D錯(cuò)誤。
　如圖所示，兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1和B2大小相等、方向相反，金屬圓環(huán)的直徑與兩磁場(chǎng)的邊界重合。下列變化會(huì)在環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较蚋袘?yīng)電流的是(　　)
A．同時(shí)增大B1，減小B2
B．同時(shí)減小B1，增大B2
C．同時(shí)以相同的變化率增大B1和B2
D．同時(shí)以相同的變化率減小B1和B2
√
[解析]　由于兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1和B2大小相等、方向相反，金屬圓環(huán)的直徑與兩磁場(chǎng)的邊界重合，變化前金屬圓環(huán)的磁通量為0，要使環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，金屬圓環(huán)的磁通量一定增大，并且環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，感應(yīng)電流產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，根據(jù)楞次定律可知，金屬圓環(huán)的磁通量變化只能向里增大，可能的變化如下：①B1和B2同時(shí)增大，B1增大比B2增大快；②B1和B2同時(shí)減小，B1減小比B2減小慢；③同時(shí)增大B1，減小B2，故A正確，B錯(cuò)誤；同時(shí)以相同的變化率增大B1和B2或同時(shí)以相同的變化率減小B1和B2，金屬圓環(huán)的磁通量始終為0，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C、D錯(cuò)誤。
√
　(多選)圖甲為某款“自發(fā)電”無(wú)線門(mén)鈴按鈕，其“發(fā)電”原理如圖乙所示，按下門(mén)鈴按鈕過(guò)程，磁鐵靠近螺線管；松開(kāi)門(mén)鈴按鈕過(guò)程，磁鐵遠(yuǎn)離螺線管回歸原位，下列說(shuō)法正確的有(　　)
A．按下按鈕過(guò)程，螺線管P端電勢(shì)較高
B．若更快按下按鈕，則P、Q兩端的電勢(shì)差更大
C．按住按鈕不動(dòng)，螺線管中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
D．若按下和松開(kāi)按鈕的時(shí)間相同，則兩過(guò)程螺線管產(chǎn)生大小相等的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
√
[解析]　按下按鈕過(guò)程中，穿過(guò)線圈內(nèi)向左的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向向右，此時(shí)螺線管Q端電勢(shì)高，故A錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)線圈的磁通量的變化率成正比，若更快按下按鈕，穿過(guò)線圈的磁通量的變化率變大，則P、Q兩端的電勢(shì)差更大，若按下和松開(kāi)按鈕的時(shí)間相同，則兩過(guò)程螺線管產(chǎn)生大小相等的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故B、D正確；按住按鈕不動(dòng)，線圈內(nèi)磁通量不變化，無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故C錯(cuò)誤。
√
√
　為了模擬竹蜻蜓玩具閃閃發(fā)光的效果，某同學(xué)設(shè)計(jì)了圖甲所示的電路。半徑為a的導(dǎo)電圓環(huán)內(nèi)等分為四個(gè)直角扇形區(qū)域，Ⅰ、Ⅱ區(qū)域內(nèi)存在垂直于環(huán)面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。長(zhǎng)度為a、電阻為r的導(dǎo)體棒OP以角速度ω繞O點(diǎn)逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，t＝0時(shí)OP 經(jīng)過(guò)圖示位置。OP通過(guò)圓環(huán)和導(dǎo)線與導(dǎo)通電阻為R的發(fā)光二極管(LED)相連。忽略其他電阻。
(1)求OP切割磁感線過(guò)程中，通過(guò)二極管的電流大小和方向；
[解析]　電流圖像如圖所示。
[答案]　見(jiàn)解析圖
題型二　電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題
1．三個(gè)分析
(1)“源”的分析——分析電路中由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的“電源”，求出電源參數(shù)E和r。
(2)“路”的分析——分析電路結(jié)構(gòu)，弄清串、并聯(lián)關(guān)系，求出相關(guān)部分的電流大小，以便求解安培力。
(3)“力”的分析——分析研究對(duì)象(通常是金屬棒、導(dǎo)體、線圈等)的受力情況，尤其注意其所受的安培力。接著進(jìn)行“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”的分析——根據(jù)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，建立正確的運(yùn)動(dòng)模型。
2．解題思路
(1)找準(zhǔn)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)者，用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。
(2)根據(jù)等效電路圖，求解回路中電流的大小及方向。
(3)分析安培力對(duì)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度、加速度的影響，從而推理得出對(duì)電路中的電流有什么影響，最后定性分析導(dǎo)體棒的最終運(yùn)動(dòng)情況。
(4)列牛頓第二定律或平衡方程求解。
√
考向1　導(dǎo)體棒(框)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題
　(多選)如圖甲所示，一正方形單匝金屬線框放在光滑水平面上，水平面內(nèi)兩條平行直線MN、QP間存在垂直于水平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，t＝0時(shí)，線框在水平向右的外力F作用下緊貼MN從靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，外力F隨時(shí)間t變化的圖線如圖乙中實(shí)線所示。已知線框質(zhì)量m＝1 kg，電阻R＝4 Ω，則(　　)
A．磁場(chǎng)寬度為4 m
B．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T
C．線框穿過(guò)QP的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱等于4 J
D．線框穿過(guò)MN的過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線內(nèi)某一橫截面的電荷量為0.5 C
√
√
考向2　連接體的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題
　(多選)(2023·山東卷，T12)足夠長(zhǎng)U形導(dǎo)軌平置在光滑水平絕緣桌面上，寬為1 m，電阻不計(jì)。質(zhì)量為1 kg、長(zhǎng)為1 m、電阻為1 Ω的導(dǎo)體棒MN放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌形成矩形回路并始終接觸良好，Ⅰ和Ⅱ區(qū)域內(nèi)分別存在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1和B2，其中B1＝2 T，方向向下。用不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)固定輕滑輪將導(dǎo)軌CD段中點(diǎn)與質(zhì)量為0.1 kg的重物相連，繩與CD垂直且平行于桌面。如圖所示，某時(shí)刻MN、CD同時(shí)分別進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和Ⅱ并做勻速直線運(yùn)動(dòng)，MN、CD與磁場(chǎng)邊界平行。MN的速度v1＝2 m/s，CD的速度為v2且v2>v1，MN和導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，重力加速度大小g取10 m/s2，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．B2的方向向上　　 B．B2的方向向下
C．v2＝5 m/s D．v2＝3 m/s
√
　近年來(lái)電動(dòng)汽車(chē)越來(lái)越普及，有的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力來(lái)源于直流電機(jī)。直流電機(jī)工作原理可簡(jiǎn)化如圖所示：在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，間距為L(zhǎng)，兩軌間接一電動(dòng)勢(shì)恒為E、內(nèi)阻恒為r的直流電源。質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌靜置于導(dǎo)軌上，接入電路部分的有效電阻為R，電路其余部分電阻不計(jì)。一根不可伸長(zhǎng)的輕繩兩端分別連接在導(dǎo)體棒的中央和水平地面上質(zhì)量為M的物塊上，繩與水平面平行且始終處于伸直狀態(tài)。已知物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，閉合開(kāi)關(guān)S，物塊即刻開(kāi)始加速。
(1)求S剛閉合瞬間物塊加速度的大小(設(shè)最大靜摩擦力大小等于滑動(dòng)摩擦力)；
(2)當(dāng)導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)的速度為v時(shí)，求流經(jīng)導(dǎo)體棒的電流；
(3)求物塊運(yùn)動(dòng)中最大速度的大小。
題型三　電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問(wèn)題
1．焦耳熱Q的三種求法
(1)焦耳定律：Q＝I2Rt。
(2)功能關(guān)系：Q＝W克服安培力。
(3)能量轉(zhuǎn)化：Q＝ΔE其他能的減少量。
2．用到的物理規(guī)律
勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理、能量守恒定律等。
(1)線圈進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度大??；
[答案]　5 m/s
(2)線圈釋放時(shí)，PQ邊到bb′的距離；
[解析]　由勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律v2＝2ax
解得線圈釋放時(shí)，PQ邊到bb′的距離x＝5 m。
[答案]　5 m
(3)整個(gè)線圈穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，流過(guò)線圈的電荷量q及線圈上產(chǎn)生的焦耳熱Q。
[答案]　0　0.5 J(共59張PPT)
模塊四　電磁感應(yīng)和電路
專(zhuān)題十　直流電路和交流電路
[專(zhuān)題復(fù)習(xí)定位]
1．掌握直流電路和交流電路的相關(guān)知識(shí)和規(guī)律的應(yīng)用。
2．會(huì)用閉合電路歐姆定律分析電路各部分之間的相互關(guān)系，能用焦耳定律分析電學(xué)中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題。
3．掌握交變電流的產(chǎn)生和描述；理解變壓器的原理，會(huì)分析交流電路的動(dòng)態(tài)變化以及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題。
高考真題再現(xiàn)
PART
01
第一部分
命題點(diǎn)1　電路的基本概念和規(guī)律
1．(2024·廣西卷，T6)將橫截面相同、材料不同的兩段導(dǎo)體L1、L2無(wú)縫連接成一段導(dǎo)體，總長(zhǎng)度為1.00 m，接入圖甲電路。閉合開(kāi)關(guān)S，滑片P從M端滑到N端，理想電壓表讀數(shù)U隨滑片P的滑動(dòng)距離x的變化關(guān)系如圖乙，則導(dǎo)體L1、L2的電阻率之比約為(　　)
A．2∶3　　　　 B．2∶1
C．5∶3　　　　 D．1∶3
√
√
√
√
4．(多選)(2024·新課標(biāo)卷，T20)電動(dòng)汽車(chē)制動(dòng)時(shí)可利用車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)將其動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能儲(chǔ)存起來(lái)。車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)磁極繞固定的線圈旋轉(zhuǎn)，在線圈中產(chǎn)生電流。磁極勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的某瞬間，磁場(chǎng)方向恰與線圈平面垂直，如圖所示。將兩磁極間的磁場(chǎng)視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則磁極再轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，線圈中(　　)
A．電流最小
B．電流最大
C．電流方向由P指向Q
D．電流方向由Q指向P
√
解析：如題圖，開(kāi)始線圈處于中性面位置，當(dāng)磁極再轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為0，此時(shí)電流最大；在磁極轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，穿過(guò)線圈的磁通量在減小，根據(jù)楞次定律可知，此時(shí)感應(yīng)電流方向由Q指向P。
√
√
6.(2024·湖北卷，T5)在如圖所示電路中接入正弦交流電，燈泡L1的電阻是燈泡L2的2倍。假設(shè)兩個(gè)二極管正向電阻為0、反向電阻無(wú)窮大。閉合開(kāi)關(guān)S，燈泡L1、L2的電功率之比P1：P2為(　　)
A．2∶1　 B．1∶1　 　
C．1∶2　 D．1∶4
√
√
√
√
9．(2023·山東卷，T7)某節(jié)能儲(chǔ)能輸電網(wǎng)絡(luò)如圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1＝250 V，輸出功率為500 kW。降壓變壓器的匝數(shù)比n3∶n4＝50∶1，輸電線總電阻R＝62.5 Ω，其余線路電阻不計(jì)，用戶端電壓U4＝220 V，功率為88 kW，所有變壓器均為理想變壓器。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．發(fā)電機(jī)的輸出電流為368 A
B．輸電線上損失的功率為4.8 kW
C．輸送給儲(chǔ)能站的功率為408 kW
D．升壓變壓器的匝數(shù)比n1∶n2＝1∶44
題型分類(lèi)講練
PART
02
第二部分
考向1　電路中的功率和效率問(wèn)題
　(多選)五一期間，汕頭作為全國(guó)熱門(mén)旅游城市，聚集了來(lái)自四面八方的游客。為了避免堵車(chē)，電動(dòng)自行車(chē)以其省時(shí)省力、價(jià)格低廉、高通行率、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)成為眾多年輕市民五一暢游汕頭的首選交通工具。某品牌電動(dòng)自行車(chē)的部分技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表，則下列說(shuō)法正確的是(　　)
規(guī)格 后輪驅(qū)動(dòng)直流永磁鐵電機(jī) 車(chē)型 電動(dòng)自行車(chē) 額定輸出功率 200 W
整車(chē)質(zhì)量 40 kg 額定電壓 48 V
最大載重 120 kg 額定電流 5.0 A
√
A．正常勻速行駛時(shí)后輪受到地面對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力
B．電動(dòng)自行車(chē)的內(nèi)阻為9.6 Ω
C．電動(dòng)自行車(chē)以額定功率行駛時(shí)，電機(jī)的輸入功率為240 W
D．電動(dòng)自行車(chē)以額定功率行駛時(shí)，電機(jī)的效率約為83%
√
考向2　U－I圖像的理解和應(yīng)用
　在電噴汽車(chē)的進(jìn)氣管道中，廣泛地使用著一種叫“電熱絲式”空氣流量傳感器的部件，其核心部分是一種用特殊合金材料制作的電熱絲。如圖乙所示，當(dāng)進(jìn)氣管道中的冷空氣流速越大時(shí)，電阻R兩端的電壓U0就變得越高；反之，電壓U0就越低。這樣，管道內(nèi)空氣的流量就轉(zhuǎn)變成了可以測(cè)量的電壓信號(hào)，便于汽車(chē)內(nèi)的電腦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。如果將這種電熱絲放在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)量，得到的伏安特性曲線可能是(　　)
√
[解析]　由題意知，電熱絲是熱敏電阻，溫度越低，電阻越小，則知溫度越高，電阻越大，而U－I圖線上任意一點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率等于電阻，電壓和電流增大時(shí)，電阻的溫度升高，電阻增大，圖線上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線斜率增大。
√
題型二　閉合電路歐姆定律及動(dòng)態(tài)分析
考向1　閉合電路歐姆定律的基本應(yīng)用
　地磅工作原理圖如圖所示，地磅空載時(shí)變阻器滑片P位于A點(diǎn)，滿載時(shí)滑片P位于B點(diǎn)，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A．電壓表兩端電壓與被測(cè)汽車(chē)的質(zhì)量成正比
B．若將一個(gè)電阻與電壓表串聯(lián)，則可增大地磅的量程
C．若稱量值偏小，則可在R0上并聯(lián)一個(gè)電阻進(jìn)行校正
D．電池長(zhǎng)時(shí)間使用后，稱量值會(huì)偏小
考向2　閉合電路的動(dòng)態(tài)分析
1．動(dòng)態(tài)變化原因
(1)當(dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大(減小)時(shí)，電路的總電阻一定增大(減小)。
(2)若開(kāi)關(guān)的接通使串聯(lián)的用電器增多，則總電阻增大；若開(kāi)關(guān)的接通使并聯(lián)的支路增多，則總電阻減小。
(3)熱敏電阻或光敏電阻的阻值變化。
2．動(dòng)態(tài)分析方法
(1)程序法；(2)“串反并同”法；(3)極限法。
√
　如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻不可忽略，電壓表為理想電表，R為滑動(dòng)變阻器，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭向上滑動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．燈泡L1變亮
B．燈泡L2變亮
C．電壓表讀數(shù)增大
D．電源內(nèi)阻消耗功率減小
[解析]　由“串反并同”結(jié)論可知，“串反”是當(dāng)某電阻變化時(shí)，與它直接串聯(lián)或間接串聯(lián)導(dǎo)體的各電學(xué)量(如電流、電壓和實(shí)際電功率)都做與之相反的變化。“并同”是當(dāng)某電阻變化時(shí)，與它直接并聯(lián)或間接并聯(lián)導(dǎo)體的各電學(xué)量(如電流、電壓和實(shí)際電功率)都做與之相同的變化。故滑動(dòng)變阻器電阻減小，則L1變亮，L2變暗，則A正確，B錯(cuò)誤；電路的總電阻變小，總電流變大，所以電源內(nèi)阻的電壓變大，所以電壓表示數(shù)減小，內(nèi)阻消耗功率增大，則C、D錯(cuò)誤。
√
　(多選)如圖所示的電路中，E為電源，其內(nèi)電阻為r，V為理想電壓表，L為阻值恒為2r的小燈泡，定值電阻R1的阻值恒為r，R3為半導(dǎo)體材料制成的光敏電阻，電容器兩極板處于水平狀態(tài)，閉合開(kāi)關(guān)S，電容器中心P點(diǎn)有一帶電油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，電源負(fù)極接地，則下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．若將R2的滑片上移，則電壓表的示數(shù)變小
B．若突然將電容器上極板上移，則油滴在P點(diǎn)電勢(shì)能增加
C．若光照變強(qiáng)，則油滴會(huì)向上運(yùn)動(dòng)
D．若光照變強(qiáng)，則A、B間電路的功率變大
√
[解析]　由于電路穩(wěn)定時(shí)，R2相當(dāng)于導(dǎo)線，所以將R2的滑片上移時(shí)，電壓表的示數(shù)不變，故A錯(cuò)誤； 若突然將電容器上極板上移，電容器板間電壓不變，板間場(chǎng)強(qiáng)減小，由U＝Ed知，P點(diǎn)與下極板間的電勢(shì)差減小，而下極板的電勢(shì)為零，所以P點(diǎn)電勢(shì)降低，由題意可知油滴帶負(fù)電，所以油滴在P點(diǎn)電勢(shì)能增加，故B正確；若光照變強(qiáng)，光敏電阻R3減小，通過(guò)小燈泡的電流變大，電容器兩端電壓U＝E－I(r＋R1)，I變大，則U變小，即電容器兩板間的電壓變小，場(chǎng)強(qiáng)變小，油滴所受的電場(chǎng)力變小，因此油滴要向下極板運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤； 根據(jù)當(dāng)外電阻等于內(nèi)電阻時(shí)電源輸出功率最大可知，將R1看成電源的內(nèi)阻，由于等效電源的外電阻大于內(nèi)電阻，外電阻變小，所以等效電源的輸出功率變大，即A、B間電路的功率逐漸變大，故D正確。
√
考向2　 交變電流的“四值”問(wèn)題
√
√
副線圈電壓最大值不變，故燈泡兩端電壓的有效值不變，C錯(cuò)誤；根據(jù)前面分析發(fā)電機(jī)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，故線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，D錯(cuò)誤。
√
考向2　變壓器的動(dòng)態(tài)分析
1．負(fù)載電阻不變，討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨匝數(shù)比的變化情況。
2．匝數(shù)比不變，討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨負(fù)載電阻的變化情況。
√
考向3　遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題
1．厘清三個(gè)回路
√
　我國(guó)是全球唯一掌握特高壓直流輸電技術(shù)的國(guó)家。圖是特高壓直流輸電系統(tǒng)的模擬圖(只顯示變壓與傳輸部分)，則以下說(shuō)法正確的是(　　)
A．題中描述的“特高壓直流輸電”，
說(shuō)明變壓器可以直接對(duì)直流電進(jìn)行變壓作用
B．變壓器在升壓過(guò)程中頻率隨著電壓的增大而升高
C．在輸電功率一定條件下，輸電電壓提高十倍，線路損耗功率將降低為原來(lái)的1%
D．用戶接入電路的用電器越多，流過(guò)n4的電流越大，由匝數(shù)比等于電流的反比可知，流過(guò)電阻r的電流變小
√
　(多選)綠色環(huán)保、低碳出行已經(jīng)成為一種時(shí)尚，新能源汽車(chē)越來(lái)越受市民的喜愛(ài)，正在加速“駛?cè)搿卑傩占?，某家用交流電充電樁的供電電路如圖所示。已知總電源的輸出電壓U1＝ 220 V，輸出功率P1＝3.3×105 W，輸電線的總電阻r ＝12 Ω，變壓器視為理想變壓器，其中升壓變壓器的匝數(shù)比n1∶n2＝1∶15，汽車(chē)充電樁的額定電壓為50 V。下列說(shuō)法正確的有
(　　)
A．輸電線上的電流為100 A
B．充電樁用戶獲得的功率為1.5×105 W
C．降壓變壓器的匝數(shù)比n3∶n4＝66∶1
D．若充電樁消耗的功率增大，在總電壓不變的情況下，則充電樁用戶端獲得的電壓減小
√

展開(kāi)更多......

收起↑