2016屆高考物理電磁感應(yīng)與電路的分析沖刺專題復(fù)習(xí)
因?yàn)殡娙萜饔型ń涣鳌⒏糁绷鞯淖饔茫视须娏魍ㄟ^r3和電容器，d錯(cuò)誤.
根據(jù)正弦交變電流的峰值與有效值的關(guān)系以及并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知i2＝imr12r2，u2＝um2，r2上的電功率p2＝u2i2＝203 w，c正確.
[答案] c
●例5 某種發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)平面圖如圖5－8甲所示，永磁體的內(nèi)側(cè)為圓柱面形，磁極之間上下各有圓心角θ＝30°的扇形無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域，其他區(qū)域兩極與圓柱形鐵芯之間的窄縫間形成b＝0.5 t的磁場(chǎng).在窄縫里有一個(gè)如圖5－8乙所示的u形導(dǎo)線框abcd.已知線框ab和cd邊的長(zhǎng)度均為l1＝0.3 m，bc邊的長(zhǎng)度l2＝0.4 m，線框以ω＝500π3 rad/s的角速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng).
圖5－8甲
圖5－8乙
(1)從bc邊轉(zhuǎn)到圖甲所示的h側(cè)磁場(chǎng)邊緣時(shí)開始計(jì)時(shí)，求t＝2×10－3 s 時(shí)刻線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小；畫出a、d兩點(diǎn)的電勢(shì)差uad隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象.(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，uad的正值表示ua＞ud)
(2)求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值.
【解析】(1)由題意知線框中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的周期t＝2πω＝1.2×10－2 s
t＝2×10－3 s時(shí)刻bc邊還在磁場(chǎng)中，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：
ε＝bl2l1ω＝31.4 v
根據(jù)bc邊在磁場(chǎng)區(qū)與非磁場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可畫出 uad－t 圖象如圖5－8丙所示.
圖5－8丙
(2)設(shè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為e，當(dāng)bc邊外接純電阻r時(shí)，考慮t2內(nèi)的熱效應(yīng)得：
q＝ε2r×512t＝e2r×t2
解得：e＝28.7 v.
[答案] (1)31.4 v 如圖5－8丙所示 (2)28.7 v
二、電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用
電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用問題不僅涉及法拉第電磁感應(yīng)定律，還涉及力學(xué)、熱學(xué)、靜電場(chǎng)、直流電路、磁場(chǎng)等許多知識(shí).
電磁感應(yīng)的綜合題有兩種基本類型：一是電磁感應(yīng)與電路、電場(chǎng)的綜合；二是發(fā)生電磁感應(yīng)的導(dǎo)體的受力和運(yùn)動(dòng)以及功能問題的綜合.也有這兩種基本類型的復(fù)合題，題中電磁現(xiàn)象與力現(xiàn)象相互聯(lián)系、相互影響、相互制約，其基本形式如下：
注意：
(1)求解一段時(shí)間內(nèi)流過電路某一截面的電荷量要用電流的平均值；
(2)求解一段時(shí)間內(nèi)的熱量要用電流的有效值；
(3)求解瞬時(shí)功率要用瞬時(shí)值，求解平均功率要用有效值.
1.電磁感應(yīng)中的電路問題
在電磁感應(yīng)中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該導(dǎo)體或回路相當(dāng)于電源.因此，電磁感應(yīng)問題往往與電路問題聯(lián)系在一起.解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題的基本方法如下：
(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向；
(2)畫等效電路圖，注意區(qū)別內(nèi)外電路，區(qū)別路端電壓、電動(dòng)勢(shì)；
(3)運(yùn)用閉合電路歐姆定律，串、并聯(lián)電路性質(zhì)以及電功率等公式聯(lián)立求解.
2.感應(yīng)電路中電動(dòng)勢(shì)、電壓、電功率的計(jì)算
●例6 如圖5－9甲所示，水平放置的u形金屬框架中接有電源，電源的電動(dòng)勢(shì)為e，內(nèi)阻為r.現(xiàn)在框架上放置一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿，它可以在框架上無(wú)摩擦地滑動(dòng)，框架兩邊相距l(xiāng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，方向豎直向上.ab桿受到水平向右的恒力f后由靜止開始向右滑動(dòng)，求：
圖5－9甲
(1)ab桿由靜止啟動(dòng)時(shí)的加速度.
(2)ab桿可以達(dá)到的最大速度vm.
(3)當(dāng)ab桿達(dá)到最大速度vm時(shí)，電路中每秒放出的熱量q.
【解析】(1)ab滑動(dòng)前通過的電流：i＝er＋r
受到的安培力f安＝belr＋r，方向水平向左