高中物理知识重点电磁学

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1、cfeb7a2ec56164ac16d70159c8886226.pdf 1/158串联电路特点串联电路特点1、电流：串联电路中电流强度处处相等：I=I1=I2=I3.2、电压：串联电路两端的总电压等于各串联导体两端的电压之和。U=U1U2U3.3、电阻：串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和。R=R1R2R3.4、分压原理：串联电路中的电阻起分压作用，电压的分配与电阻成正比。U1U2U3=IR1IR2IR3=R1R2R35、电功率、电功：串联电路中的电功率、电功与电阻成正比。P1P2P3=I2R1I2R2I2R3=R1R2R3W1W2W3=I2R1tI2R2tI2R3t=R1R2R3（1）

2、电路的总电流等于流过各电阻的分电流之和。（2）电路的总电压等于各电阻两端的电压。（3）电路总电阻的倒数等于各电阻倒数之和。（4） 电路中流过各电阻的电流与电阻的阻值成反比，即阻值大的电阻流 过的电流小，阻值小的电阻流过的电流大，这种关系称为分流关系。（5）电路中各个电阻消耗的功率与阻值成反比，表明阻值大的电阻消耗的 功率少，阻值小的电阻消耗的功率多。（6）电路中消耗的总功率等于各电阻消耗功率之和。电磁感应电磁感应一. 本周教学内容：电磁感应cfeb7a2ec56164ac16d70159c8886226.pdf 2/158（1）楞次定律：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起

3、感应电流的磁通量变化。阻碍：磁通量增加时（感应电流磁场要削弱磁通量增加），B 感与 B 原反向。磁通量减少时（感应电流磁场要补充磁通量），B 感与 B 原同向。简单记忆：增反减同。（2）判断步骤：cfeb7a2ec56164ac16d70159c8886226.pdf 3/158（4）符合能量守恒： 3. 感应电动势：4. 电磁感应中的能量转化：cfeb7a2ec56164ac16d70159c8886226.pdf 4/158作用在杆上的安培力例 2. 如图 2 所示，MN、PQ 是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距 离为 L，导轨平面与水平面的夹角为 ，在整个导轨平面内都有垂直于导

4、轨平 面斜向上方向的匀强磁场，磁感应强度为 B。在导轨的 M、P 端连接一个阻值为 R 的电阻，一根垂直于导轨放置的金属棒 ab，质量为 m，从静止释放沿导轨下 滑。金属棒 ab 下滑过程中的最大速度是多少？ab 与导轨间的动摩擦因数为 ，导轨和金属棒的电阻不计。图 2解析：ab 下滑做切割磁感线的运动，产生的感应电流方向及受力如图 3 所示。cfeb7a2ec56164ac16d70159c8886226.pdf 5/158图 3例 3. （2001 年春季高考）两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面 内，两导轨间的距离为l。导轨上面横放着两根导体棒 ab 和 cd，构成矩形回 路，如

5、图 4 所示。两根导体棒的质量皆为 m，电阻皆为 R，回路中其余部分的电 阻可不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为 B。设 两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行。开始时，棒 cd 静止，棒 ab 有指向棒 cd 的 初速度 v0（见图）。若两导体棒在运动中始终不接触，求：图 4（1）运动中产生的焦耳热最多是多少？此时 cd 棒所受的安培力 F=IBl图 5（1）微粒带何种电荷？电量是多少？（2）外力的机械功率和电路中的电功率各是多少？cfeb7a2ec56164ac16d70159c8886226.pdf 6/158解析：MN 右滑时， （2）MN 和 IP 两导线所受安培力均

6、为图 6 图 7解析：穿过螺线管磁通量均匀增加，螺线管中感应电流磁场方向向左，感应电 流从 b 流向 a，a 端电势高于 b 端电势。把螺线管视为电源，由闭合电路欧姆定 律可求出通过螺线管回路电流，从而求出 R2 消耗电功率及 a、b 两点电势。由图，螺线管中磁感强度 B 均匀增加，通过螺线管回路的电流强度电阻 R2 上消耗功率：例 6. 如图 8 所示，边长为 L、质量为 m、总电阻为 R 的正方形闭合导线框 abcd，用细绳系住 ba 边的中点，绳的另一端跨过滑轮与一质量为 M（Mm）的cfeb7a2ec56164ac16d70159c8886226.pdf 7/158重物相连，有一磁感应

7、强度为 B 的水平方向的匀强磁场，磁场在竖直方向有明 显的上、下边界，让重物带动线框上升，使 abcd 平面垂直于 B，线框在穿过磁 场的过程中，恰好做匀速运动，若摩擦阻力不计，求：（1）磁场在竖直方向上的宽度。（2）线框在磁场中运动的速度。（3）线框中产生的电能。图 8解析：线框在匀速通过磁场区的过程中，受重力、安培力和绳的拉力，根据平 衡条件，可以求出线框的运动速度。取重物、线框为物体系统，在线框穿过磁 场的整个过程中，通过克服安培力做功，将机械能转化为电能，从能量转化和 守恒定律求解线框所产生的电能。（1）磁场在竖直方向的宽度应和正方形线框的边长相等。（3）线框穿过磁场上升 2L，重物

8、M 下降 2L，系统机械能的减少量：例 7. 如图 9 所示，电路（a）、（b）中，电阻 R 和自感线圈的电阻都很小而 且电阻的大小也相近。接通开关 K，使电路达到稳定，灯泡 S 发光。则（ ）cfeb7a2ec56164ac16d70159c8886226.pdf 8/158图 9A. 在电路（a）中，断开 K，灯泡 S 将逐渐变暗B. 在电路（a）中，断开 K，灯泡 S 将先闪亮一下，再渐渐变暗C. 在电路（b）中，断开 K，灯泡 S 将渐渐变暗D. 在电路（b）中，断开 K，灯泡 S 将先闪亮，然后渐渐变暗解析：接通 K 后，由于电阻 R 与线圈电阻都很小且接近，根据并联的分流作用 可知

9、，电路（a）中通过线圈 L 的电流 I1 小于通过 R 的电流 I2，而电路（b） 中通过线圈 L 的电流 I1 远大于通过灯 S 的电流 I2。断开 K 时，电路（a）中线圈 L 产生自感电动势，与电阻 R 和灯 S 组成回路，使 回路中电流 I1 逐渐减小至零。所以灯 S 是渐渐变暗的。电路（b）中，K 断开 时，线圈 L 中产生的自感电动势要阻碍原来的电流 I1 减小，它与灯 S 和电阻 组成闭合回路，回路中电流方向是顺时针的，电流从 I1 渐渐减小为零。可见， 断开 K 后，电路（b）中原来通过灯 S 的电流 I2 立刻消失，而由自感电动势 提供的电流 I1 从右至左流过灯 S，然后再

10、逐渐减小为零，所以灯 S 是先变亮 （闪亮），后变暗。答案：A、D。【模拟试题1. （全国 II?云甘贵渝川理综，16）如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形 磁铁，磁铁的 N 极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）A. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引B. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥C. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引D. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥cfeb7a2ec56164ac16d70159c8886226.pdf 9/1582. （海淀）如图甲所示，长直导线与闭合

11、金属线框位于同一平面内，长直导线 中的电流 i 随时间 t 的变化关系如图乙所示。在 0-T/2 时间内，直导线中电流 向上，则在 T/2-T 时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（ ）4. （辽宁综合，34）如图所示，两根相距为l的平行直导轨 ab、cd、b、d 间 连有一固定电阻 R，导轨电阻可忽略不计。MN 为放在 ab 和 cd 上的一导体杆， 与 ab 垂直，其电阻也为 R。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为 B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）。现对 MN 施力使它沿导 轨方向以速度 v（如图）做匀速运动。令 U 表示 MN 两端电压的大小，则（ ）A

12、. ，流过固定电阻 R 的感应电流由 d 到 bC. ，流过固定电阻 R 的感应电流由 d 到 bcfeb7a2ec56164ac16d70159c8886226.pdf 10/1585. 如图所示，金属圆环的半径为 L、总电阻为 r，匀强磁场垂直穿过圆环所在 的平面，磁感应强度为 B。今使长为 2L 的金属棒 ab 沿圆环的表面以速度 v 匀速向左滑动。设棒单位长度的电阻为 ，当棒滑至圆环正中央时，棒两端的电势差为（ ）A. C. 6. （02 粤豫大综合 30）如图所示，在一均匀磁场中有一 U 形导线框 abcd， 线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R 为一电阻，ef 为垂直于 ab

13、的一根 导体杆，它可在 ab、cd 上无摩擦地滑动。杆 ef 及线框中导线的电阻都可不计。 开始时，给 ef 一个向右的初速度，则（ ）A. ef 将减速向右运动，但不是匀减速B. ef 将匀减速向右运动，最后停止C. ef 将匀速向右运动D. ef 将往返运动7. （江苏）如图所示，ABCD 是固定的水平放置的足够长的 U 形导轨，整个导 轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上架着一根金属棒 ab，在极短时间内给 棒 ab 一个水平向右的速度，ab 棒开始运动，最后又静止在导轨上，则 ab 在运 动过程中，就导轨是光滑和粗糙两种情况相比较（ ）A. 整个回路产生的总热量相等B. 安培力对 ab

14、 棒做的功相等cfeb7a2ec56164ac16d70159c8886226.pdf 11/158C. 安培力对 ab 棒的冲量相等D. 电流通过整个回路所做的功相等8. （01 上海，5）如图所示，有两根和水平方向成 角的光滑平行的金属 轨道，上端接有可变电阻 R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场， 磁感强度为 B，一根质量为 m 的金属杆从轨道上由静止滑下。经过足够长的时 间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度 vm，则（ ）A. 如果 B 增大，vm 将变大B. 如果 变大，vm 将变大C. 如果 R 变大，vm 将变大D. 如果 m 变小，vm 将变大9. （浙江）一质量为

15、 m 的金属杆 ab，以一定的初速度从一光滑平行金属导轨 底端向上滑行，导轨平面与水平面成 30角，两导轨上端用一电阻 R 相连，如 图所示，磁场垂直斜面向上，导轨与杆的电阻不计，金属杆向上滑行到某一高 度之后又返回到底端，则在此全过程中（ ）A. 向上滑行的时间大于向下滑行的时间B. 电阻 R 上产生的热量向上滑行时大于向下滑行时C. 通过电阻 R 的电量向上滑行时大于向下滑行时D. 杆 a、b 受到的磁场力的冲量向上滑行时大于向下滑行时cfeb7a2ec56164ac16d70159c8886226.pdf 12/15810. 如图所示，在边长为 a 的等边三角形区域内有匀强磁场 B，其方

16、向垂直纸 面向外，一个边长也为 a 的等边三角形导体框 EFG 正好与上述磁场区域重合， 尔后以周期 T 绕其几何中心 O 点在纸面内匀速转动，于是框架 EFG 中产生感应电动势，经 线框转到图中虚线位置。则在 时间内（ ）A. 平均感应电动势的大小等于 C. 顺时针方向转动时，感应电流方向为 EFGED. 逆时针方向转动时，感应电流方向为 EGFE11. （上海）平面上的光滑平行导轨 MN、PQ 上放着光滑导体棒 ab、cd，两棒 用细线系住，匀强磁场的正方向如图所示，而磁感应强度随时间 t 的变化图线 如图乙所示，不计 ab、cd 间电流的相互作用，则细线的张力（ ）A. 由 0 到 时间内逐渐增大B. 由 0 到 时间内逐渐减小C. 由 0 到 时间内不变D. 由 到 t 时间内逐渐增大cfeb7a2ec56164ac16d70159c8886226.pdf 13/15812. （石家庄）如图甲所示，abcd 为导体做成的框架，其平面与水平面成 角。质量为 m 的导体棒 PQ