高三物理电磁感应、交流电北师大版知识精讲

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1、高三物理电磁感应、交流电北师大版【本讲教育信息】一.教学内容：电磁感应、交流电【典型例题】例1.人们利用发电机把天然存在的各种形式的能（水流能、风能、煤等燃烧的化学能……）转化为电能。为了合理的利用这些能源，发电站要修建在靠近这些天然资源的地方。但是，用电的地方往往很远。因此，需要高压输送线路把电能输送到远方。如果，某发电站将U=6000V的电压直接地加在高压输电线的入端，向远方供电，且输送的电功率为P=800kW。则此时安装在高压输送线路的入端和终端的电能表一昼夜读数就相差△E=9600kW·h（1kW·h=1度电）。求：（1）此种情

2、况下，高压线路的输电效率和终端电压。（2）若要使此高压输电线路的输电效率为98%，则在发电站处应安装一个变压比（n1：n2）是多少的变压器？解析：例2.如图甲所示，平行导轨MN、PQ水平放置，电阻不计。两导轨间距d=10cm，导体棒ab、cd放在导轨上，并与导轨垂直。每根棒在导轨间的部分，电阻均为R=1.0Ω。用长为L=20cm的绝缘丝线将两棒系住。整个装置处在匀强磁场中。t=0的时刻，磁场方向竖直向下，丝线刚好处于未被拉伸的自然状态。此后，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示。不计感应电流磁场的影响。整个过程丝线未被拉断。求：（1）0

3、~2.0s的时间内，电路中感应电流的大小及方向；（2）t=1.0s的时刻丝线的拉力大小。解析：例3.如图甲所示，空间有一宽为2L的匀强磁场区域，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框，总电阻值为R。线框以垂直磁场边界的速度v匀速通过磁场区域。在运动过程中，线框ab、cd两边始终与磁场边界平行。设线框刚进入磁场的位置x=0，x轴沿水平方向向右。求：（1）cd边刚进入磁场时，ab两端的电势差，并指明哪端电势高；（2）线框穿过磁场的过程中，线框中产生的焦耳热；（3）在下面的乙图中，画出ab两端电势差

4、Uab随距离变化的图象。其中U0=Blv。解析：（1）cd边刚进入磁场时，切割等效电路图：E=BLv用心爱心专心（3）线框完全进磁场线框出磁场例4.边长为L的正方形线框abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO’匀速转动。初始时刻线框平面与磁场垂直，如图所示。经过t时间，线框转过120°。求：（1）线框转动周期和线框转过120°时感应电动势的瞬时值；（2）线框内感应电动势在t时间内的平均值；（3）若线框电阻为r，小灯泡电阻为R，计算小灯泡的电功率。解析：例5.如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平

5、面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值为R的电阻，匀强磁场方向与导轨平面垂直，质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25。（1）求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；（2）当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该速度的大小；（3）在上问中，若R=2Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向。（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）解析：例6.如图甲所示，空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感强度大

6、小为B。边长为l的正方形金属框abcd（下简称方框）放在光滑的水平地面上，其外侧套着一个与方框边长相同的U型金属框架MNPQ（下简称U型框），U型框与方框之间接触良好且无摩擦。两个金属框每条边的质量均为m，每条边的电阻均为r。（1）将方框固定不动，用力拉动U型框使它以速度v0垂直NQ边向右匀速运动，当U型框的MP端滑至方框的最右侧（如图乙所示）时，方框上的bd两端的电势差为多大？此时方框的热功率为多大？用心爱心专心（2）若方框不固定，给U型框垂直NQ边向右的初速度v0，如果U型框恰好不能与方框分离，则在这一过程中两框架上产生的总热量为多

7、少？（3）若方框不固定，给U型框垂直NQ边向右的初速度v(v>v0)，U型框最终将与方框分离，如果从U型框和方框不再接触开始，经过时间t方框最右侧和U型框最左侧距离为s。求两金属框分离后的速度各多大。解析：（1）等效电路图：E=Blv0例7.如图所示，MN、PQ是两条水平放置彼此平行的金属导轨，匀强磁场的磁感线垂直导轨平面。导轨左端接阻值R=1.5Ω的电阻，电阻两端并联一电压表，垂直导轨跨接一金属杆ab，ab的质量m=0.1kg，电阻r=0.5Ω，ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5，导轨电阻不计，现用F=0.7N的恒力水平向右拉ab，使之

8、从静止开始运动，经时间t=2s后，ab开始做匀速运动，此时电压表示数U=0.3V。重力加速度g=10m/s2。求：（1）ab匀速运动时，外力F的功率。（2）ab杆加速过程中，通过R的电量。（3）ab杆加速运