20xx屆高考二輪復(fù)習(xí)-電路與電磁感應(yīng)專題-第2講-電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用-學(xué)案-資料下載頁(yè)
2025-04-05 06:02本頁(yè)面
【正文】 機(jī)無線充電](2020天津卷)(多選)手機(jī)無線充電是比較新穎的充電方式。如圖所示，電磁感應(yīng)式無線充電的原理與變壓器類似，通過分別安裝在充電基座和接收能量裝置上的線圈，利用產(chǎn)生的磁場(chǎng)傳遞能量。當(dāng)充電基座上的送電線圈通入正弦式交變電流后，就會(huì)在鄰近的受電線圈中感應(yīng)出電流，最終實(shí)理為手機(jī)電池充電。在充電過程中( )A．送電線圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)呈周期性變化B．受電線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)恒定不變C．送電線圈和受電線圈通過互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)能量傳遞D．手機(jī)和基座無需導(dǎo)線連接，這樣傳遞能量沒有損失AC [ 由題意可知送電線圈中通入了正弦式交變電流，可知電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)也呈周期性變化，A正確；由變壓器的工作原理可知，受電線圈中輸出的電流按余弦規(guī)律變化，因此受電線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)隨電流的變化而變化，B錯(cuò)誤；送電線圈和受電線圈的能量傳遞是通過互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)的，C正確；由于送電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)并沒有全部穿過受電線圈，即有磁通的損失，因此該充電過程存在能量的損失，D錯(cuò)誤。][磁流體推進(jìn)船]磁流體推進(jìn)船的動(dòng)力來源于電流與磁場(chǎng)間的相互作用。圖甲是在平靜海面上某實(shí)驗(yàn)船的示意圖，磁流體推進(jìn)器由磁體、電極和矩形通道(簡(jiǎn)稱通道)組成。模型原理簡(jiǎn)化如圖乙所示，通道尺寸a＝ m、b＝ m、c＝ m。工作時(shí)，在通道內(nèi)沿z軸正方向加B＝ T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；沿x軸負(fù)方向加勻強(qiáng)電場(chǎng)，使兩金屬板間的電壓U＝200 V；海水沿y軸方向流過通道。已知海水的電阻率ρ＝ Ωm。則( )A．船靜止時(shí)，接通電源瞬間通道內(nèi)電阻R＝20 ΩB．船靜止時(shí)，接通電源瞬間通道內(nèi)電流大小I＝1 000 AC．船靜止時(shí)，接通電源瞬間推進(jìn)器對(duì)海水推力大小F＝120 ND．船勻速前進(jìn)時(shí)，若通道內(nèi)海水速率v＝ m/s，則海水兩側(cè)的電壓U′＝26 VB [船靜止時(shí)，根據(jù)R＝ρ可知接通電源瞬間通道內(nèi)電阻R＝ρ＝Ω＝ Ω，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；船靜止時(shí)，根據(jù)歐姆定律可知，接通電源瞬間通道內(nèi)電流大小I＝＝ A＝1 000 A，故選項(xiàng)B正確；船靜止時(shí)，接通電源瞬間推進(jìn)器對(duì)海水推力大小F＝BIb＝61 000 N＝1 200 N，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；船勻速前進(jìn)時(shí)，則海水兩側(cè)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Bvb＝6 V＝6 V，海水兩側(cè)的電壓U′＝U－E＝194 V，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。][新能源電動(dòng)汽車](多選)如圖甲為新能源電動(dòng)汽車的無線充電原理圖，M為匝數(shù)n＝50匝、電阻r＝ Ω的受電線圈，N為送電線圈。當(dāng)送電線圈N接交變電流后，在受電線圈內(nèi)產(chǎn)生了與線圈平面垂直的磁場(chǎng)，其磁通量Φ隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙。下列說法正確的是 ( )A．受電線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值為10VB．在t1時(shí)刻，受電線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為20 VC．在t1～t2內(nèi)，通過受電線圈的電荷量為410－2 CD．在t1～t2內(nèi)，通過受電線圈的電荷量為210－2 CAD [由圖乙可知，T＝π10－3 s，受電線圈的最大磁通量為Φm＝10－4 Wb，所以受電線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值為Em＝nΦm＝5010－4V＝20 V，所以受電線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值為E＝＝10 V，故A正確；由圖乙可知，t1時(shí)刻磁通量變化率為0，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，此時(shí)受電線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為0 V，故B錯(cuò)誤；由公式q＝，代入數(shù)據(jù)解得q＝＝C＝10－2 C，故C錯(cuò)誤，D正確。][跑步機(jī)](2020上海虹口區(qū)一模)一種可測(cè)速的跑步機(jī)的測(cè)速原理如圖所示。該跑步機(jī)底面固定有間距為L(zhǎng)、寬度為d的平行金屬電極。電極間充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，左側(cè)與電壓表和電阻R連接。絕緣橡膠帶上每隔距離d就嵌入一個(gè)電阻為r的平行細(xì)金屬條，跑步過程中，絕緣橡膠帶跟隨腳步一起運(yùn)動(dòng)，金屬條和電極之間接觸良好，且任意時(shí)刻僅有一根金屬條處于磁場(chǎng)中?，F(xiàn)在測(cè)出t時(shí)間內(nèi)電壓表讀數(shù)恒為U，設(shè)人與跑步機(jī)間無相對(duì)滑動(dòng)。(1)判斷電阻R中的電流方向；(2)此人跑步過程中，是否勻速？給出定性判斷理由；(3)求t時(shí)間內(nèi)此人的平均跑步速度；(4)若跑步過程中，人體消耗的能量有20%用于克服磁場(chǎng)力做功，求t時(shí)間內(nèi)人體消耗的能量。解析： (1)由題意，金屬條做向右切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，根據(jù)右手定則可知電路中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，流過電阻R的電流方向?yàn)橛缮舷蛳隆?2)此人跑步過程中是勻速運(yùn)動(dòng)。電壓表示數(shù)為路端電壓且恒定不變，電路中電阻恒定，故電源電動(dòng)勢(shì)恒定；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有電源電動(dòng)勢(shì)E＝BLv，又B、L恒定，則v也為一定值。(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律有U＝E，聯(lián)立解得v＝。(4)根據(jù)能量守恒可知，在t時(shí)間內(nèi)電路中產(chǎn)生的熱量等于人體克服磁場(chǎng)力做的功，根據(jù)焦耳定律有Q＝t，根據(jù)題意有ΔE20%＝Q，聯(lián)立解得人體消耗的能量ΔE＝t。答案： 見解析
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