電磁感應(yīng)、交流電

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

一. 教學(xué)內(nèi)容:電磁感應(yīng)、交流電

【典型例題】

例1. 人們利用發(fā)電機(jī)把天然存在的各種形式的能(水流能、風(fēng)能、煤等燃燒的能……)轉(zhuǎn)化為電能。為了合理的利用這些能源,發(fā)電站要修建在靠近這些天然資源的地方。但是,用電的地方往往很遠(yuǎn)。因此,需要高壓輸送線路把電能輸送到遠(yuǎn)方。如果,某發(fā)電站將U=6000V的電壓直接地加在高壓輸電線的入端,向遠(yuǎn)方供電,且輸送的電功率為P=800kW。則此時(shí)安裝在高壓輸送線路的入端和終端的電能表一晝夜讀數(shù)就相差△E=9600kW?h(1kW?h=1度電)。求:

(1)此種情況下,高壓線路的輸電和終端電壓。

(2)若要使此高壓輸電線路的輸電效率為98%,則在發(fā)電站處應(yīng)安裝一個(gè)變壓比(n1:n2)是多少的變壓器?

解析:

例2. 如圖甲所示,平行導(dǎo)軌MN、PQ水平放置,電阻不計(jì)。兩導(dǎo)軌間距d=1,導(dǎo)體棒ab、cd放在導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直。每根棒在導(dǎo)軌間的部分,電阻均為R= 1.0Ω。用長(zhǎng)為L(zhǎng)=2的絕緣絲線將兩棒系住。整個(gè)裝置處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。t=0的時(shí)刻,磁場(chǎng)方向豎直向下,絲線剛好處于未被拉伸的自然狀態(tài)。此后,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化如圖乙所示。不計(jì)感應(yīng)電流磁場(chǎng)的影響。整個(gè)過(guò)程絲線未被拉斷。求:

(1)0~2.0s的時(shí)間內(nèi),電路中感應(yīng)電流的大小及方向;

(2)t=1.0s的時(shí)刻絲線的拉力大小。

解析:

例3. 如圖甲所示,空間有一寬為2L的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向外。abcd是由均勻電阻絲做成的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框,總電阻值為R。線框以垂直磁場(chǎng)邊界的速度v勻速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,線框ab、cd兩邊始終與磁場(chǎng)邊界平行。設(shè)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)的位置x=0,x軸沿水平方向向右。求:

(1)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),ab兩端的電勢(shì)差,并指明哪端電勢(shì)高;

(2)線框穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中,線框中產(chǎn)生的焦耳熱;

(3)在下面的乙圖中,畫(huà)出ab兩端電勢(shì)差Uab隨距離變化的圖象。其中U0=Blv。

解析:(1)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),切割等效電路圖:E=BLv

線框完全進(jìn)磁場(chǎng)

線框出磁場(chǎng)

例4. 邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框abcd在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸OO’勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。初始時(shí)刻線框平面與磁場(chǎng)垂直,如圖所示。經(jīng)過(guò)t時(shí)間,線框轉(zhuǎn)過(guò)120°。求:

(1)線框轉(zhuǎn)動(dòng)周期和線框轉(zhuǎn)過(guò)120°時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值;

(2)線框內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在t時(shí)間內(nèi)的平均值;

(3)若線框電阻為r,小燈泡電阻為R,計(jì)算小燈泡的電功率。

例5. 如圖所示,處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距1m,導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37°角,下端連接阻值為R的電阻,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直,質(zhì)量為0.2kg、電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25。

(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑時(shí)的加速度大;

(2)當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí),電阻R消耗的功率為8W,求該速度的大;

(3)在上問(wèn)中,若R=2Ω,金屬棒中的電流方向由a到b,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

解析:

l的正方形金屬框abcd(下簡(jiǎn)稱方框)放在光滑的水平地面上,其外側(cè)套著一個(gè)與方框邊長(zhǎng)相同的U型金屬框架MNPQ(下簡(jiǎn)稱U型框),U型框與方框之間接觸良好且無(wú)摩擦。兩個(gè)金屬框每條邊的質(zhì)量均為m,每條邊的電阻均為r。

(1)將方框固定不動(dòng),用力拉動(dòng)U型框使它以速度v0垂直NQ邊向右勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)U型框的MP端滑至方框的最右側(cè)(如圖乙所示)時(shí),方框上的bd兩端的電勢(shì)差為多大?此時(shí)方框的熱功率為多大?

(2)若方框不固定,給U型框垂直NQ邊向右的初速度v0,如果U型框恰好不能與方框分離,則在這一過(guò)程中兩框架上產(chǎn)生的總熱量為多少?

(3)若方框不固定,給U型框垂直NQ邊向右的初速度v(v>v0),U型框最終將與方框分離,如果從U型框和方框不再接觸開(kāi)始,經(jīng)過(guò)時(shí)間t方框最右側(cè)和U型框最左側(cè)距離為s。求兩金屬框分離后的速度各多大。

解析:(1)等效電路圖:Blv0

解析:

波、熱、光、原子二模前專題

1. 下列說(shuō)法正確的是( )

A. 做布朗運(yùn)動(dòng)的顆粒越大,運(yùn)動(dòng)越劇烈;

B. 分子間距離為r0為兩個(gè)分子間分子引力和斥力平衡的距離,r為兩個(gè)分子的實(shí)際距離,則以下說(shuō)法正確的是( )

A. r=r0< 2r由小于r0逐漸增大到大于2 r0的過(guò)程中,分子間的分子引力是先增大后減小

D. 當(dāng) r0逐漸減小到小于 的光照射到陰極K上時(shí),電路中有光電流,則( )

A. 若換用波長(zhǎng)為 ( > ( ) 的光照射陰極K時(shí),電路中一定有光電流

C. 增加電路中電源兩極電壓,電路中光電流一定增大

D. 若將電源極性反接,電路中一定沒(méi)有光電流產(chǎn)生

7. 用較強(qiáng)的紫光照射某金屬,發(fā)生了光電效應(yīng),逸出光電子的最大初動(dòng)能為E1,形成的飽和光電流為I1;若改用較弱的紫外光照射,逸出光電子的最大初動(dòng)能為E2,形成的飽和光電流為I2。則:

①E1>E2 ②E1<E2 ③I1>I2 ④I1<I2

A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④

8. 光熱轉(zhuǎn)換是將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換成其他物質(zhì)內(nèi)能的過(guò)程,太陽(yáng)能熱水器就是一種光熱轉(zhuǎn)換裝置,它的主要轉(zhuǎn)換器件是真空玻璃管,這些玻璃管將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換成水的內(nèi)能。真空玻 璃管上采用鍍膜技術(shù)增加透射光,使盡可能多的太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化的熱能,這種鍍膜技術(shù)的 學(xué)依據(jù)是( )

A. 光的直線傳播 B. 光的粒子性 C. 光的干涉 D. 光的衍射

9. 下列有關(guān)光現(xiàn)象的說(shuō)法中正確的是 ( )

A. 在太陽(yáng)光照射下,水面上油膜出現(xiàn)彩色花紋是光的色散現(xiàn)象

B. 在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若僅將入射光由綠光改為黃光,則條紋間距變寬

C. 光導(dǎo)纖維絲的內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率小

D. 光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種縱波

10. 用a、b兩種單色光分別照射同一雙縫干涉裝置,在距雙縫恒定距離的屏上得到如圖所示的干涉圖樣,其中圖甲是a光照射時(shí)形成的,圖乙是b光照射時(shí)形成的,則關(guān)于a、b兩束單色光,下述說(shuō)法中正確的是( )

A. a光光子的能量比b光的小

B. 在水中a光傳播的速度比b光的大

C. 水對(duì)a光的折射率比b光的大

D. b光的波長(zhǎng)比a光的短

11. 欲使處于基態(tài)的氫原子激發(fā),下列措施可行的是( )

A. 用10.3ev的光子照射 B. 用11ev的光子照射

C. 用14ev的光子照射 D. 用11ev的電子碰撞

12. 下列敘述中符合物理史實(shí)的是( )

A. 湯姆生發(fā)現(xiàn)電子,從而提出了原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)

B. 愛(ài)因斯坦提出的光子說(shuō)圓滿的解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象

C. 貝克勒耳通過(guò)對(duì)天然放射性現(xiàn)象的研究,發(fā)現(xiàn)了原子核中含有質(zhì)子

D. 麥克斯韋提出了電磁場(chǎng)理論,并用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在

13. 下列說(shuō)法正確的是( )

A. α粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)

B. 太陽(yáng)光譜中的暗線說(shuō)明太陽(yáng)內(nèi)部有與這些暗線相對(duì)應(yīng)的元素

C. 用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),在裝置不變的情況下,紅光條紋間距大于藍(lán)光條紋間距

D. 在核反應(yīng) 中放出的能量(即 、 、m1、m3、 核反應(yīng)方程,下列說(shuō)法正確的是( )

A. 這是核裂變反應(yīng)

B. 這是核聚變反應(yīng)

C. 反應(yīng)中吸收的能量為(m2 - m3 - c2

D. 反應(yīng)中放出的能量為(m4 - m1 - c2

15. 下面幾種射線中,由原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的射線應(yīng)是( )

A. 紫外線 B. γ射線

C. 紅外線 D. X 射線

16. 一個(gè)靜止的放射性元素的原子核放在垂直于紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,它發(fā)生衰變后產(chǎn)生的徑跡是兩個(gè)外切的圓,則可能( )

A. 是α衰變, 半徑較大的圓是α粒子的徑跡

B. 是β衰變,半徑較大的圓是β粒子的徑跡

C. 在半徑較大的圓徑跡上運(yùn)動(dòng)的粒子的繞向是順時(shí)針的

D. 在半徑較小的圓徑跡上運(yùn)動(dòng)的粒子的繞向是順時(shí)針的

17. 氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí),則核外電子( )

A. 動(dòng)能增加,電勢(shì)能減少,動(dòng)能的增加量小于電勢(shì)能的減少量

B. 動(dòng)能增加,電勢(shì)能減少,動(dòng)能的增加量等于電勢(shì)能的減少量

C. 動(dòng)能減少,電勢(shì)能增加,動(dòng)能的減少量大于電勢(shì)能的增加量

D. 動(dòng)能減少,電勢(shì)能增加,動(dòng)能的減少量等于電勢(shì)能的增加量

18. 1964年至1967年我國(guó)第一顆原子彈和第一顆氫彈相繼試驗(yàn)。1999年9月18日,中共中央、國(guó)務(wù)院、中央軍委隆重表彰為研制“兩彈一星”作出杰出貢獻(xiàn)的科學(xué)家。下列核反應(yīng)方程中屬于“兩彈”的基本反應(yīng)方程式是( )

A.

C.

D. 時(shí)相遇,則( )

A. 兩列波在A、B間的傳播速度均為

B. 兩列波的波長(zhǎng)都是4m

C. 在兩列波相遇過(guò)程中,中點(diǎn)C為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)

D. t2=0.5s時(shí)刻B點(diǎn)經(jīng)過(guò)平衡位置且振動(dòng)方向向下

x軸上傳播,實(shí)線和虛線分別是t2時(shí)刻的波形圖,已知t1=1.0s。由圖判斷下列哪一個(gè)波速不可能的是 ( )

A. 1m/s B. 3m/s

C. 5m/s D. 10m/s

24. 將一個(gè)電動(dòng)傳感器接到計(jì)算機(jī)上,就可以測(cè)量快速變化的力,用這種測(cè)得某單擺擺動(dòng)時(shí)懸線上拉力的大小隨時(shí)間變化的曲線如圖所示,根據(jù)此圖提供的信息作出以下判斷( )

A. 擺球的擺動(dòng)周期t=0.2 s擺球正好經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)

C. t=1.1 s擺球正好經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)

D. 擺球擺動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能減小

25. 如圖所示,兩列簡(jiǎn)諧橫波分別沿x=-2×10-1m和v=0.4m/s,波源的振幅均為t=0時(shí)刻兩列波的圖象(傳播方向如圖所示),此刻平衡位置在x=2×10-1m和P、Q兩質(zhì)點(diǎn)剛開(kāi)始振動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)x=5×10-1m處,關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況的下列判斷中正確的是( )

A. 質(zhì)點(diǎn)P、Q都首先沿y 軸正向運(yùn)動(dòng)

B. t=0.75s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)Q都運(yùn)動(dòng)到t=1s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)t=1s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)

【答案】

1. B 2. B 3. A 4. D 5. C

6. B 7. C 8. C 9. B 10 高一. C

11. D 12. B 13. C 14. B 15. D

16. A 17. A 18. D 19. B 20. C

21. 解析:

22. D 23. D 24. B 25. D



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