高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題講座(十)交變電流與其他電學(xué)知識的綜合應(yīng)用課件.ppt
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專題講座(十) 交變電流與其他電學(xué)知識的綜合應(yīng)用,交變電流是前面學(xué)過的電和磁知識的發(fā)展和應(yīng)用,是整個電磁學(xué)內(nèi)容的提高和升華,并且與生產(chǎn)、生活有著密切聯(lián)系,在電磁學(xué)中占有重要地位.在當(dāng)今理綜考試中更加注重學(xué)科內(nèi)綜合的形勢下,交變電流與其他電學(xué)知識的綜合也就成為重中之重. 一、交變電流與電磁場的綜合 1.帶電粒子在交變電場中做單向直線運動,在兩個平行金屬板A、B上加如圖所示的交變電壓,其最大值為U,頻率為f.在t=0時刻,A板處有一個質(zhì)量為m,電荷量為q的正離子從靜止開始向B板運動(離子的重力不計,開始時刻A板電勢較高),為使正離子到達B板時速度最大,A、B兩板間的距離d應(yīng)滿足什么條件?,,,,,2.帶電粒子在交變電場中做往返運動 若將上例中平行板A、B上的電壓改為如圖所示的交變電壓,其他條件不變,試畫出正離子運動的vt圖象.,,,,,3.帶電粒子在交變復(fù)合場中的運動 在如圖甲所示的平面直角坐標(biāo)系xOy中,存在沿x方向按如圖乙所示規(guī)律周期性變化的勻強電場,沿x軸正向為正.沿垂直于xOy平面指向紙里的方向存在按如圖丙所示規(guī)律周期性變化的勻強磁場,在圖甲中坐標(biāo)原點O處有帶正電的粒子,從t=0時刻無初速度釋放.已知粒子的質(zhì)量m=5×10-10 kg,電荷量q=1×10-6 C,不計粒子的重力.求:,,,(1)t=0.25×10-3 s時粒子的速度及位置; (2)t =1×10-3 s時粒子的位置坐標(biāo); (3)t=8×10-3 s時粒子的速度.,,【解題指導(dǎo)】 此類問題可按如下程序進行分析:,,,,【答案】 (1)5 m/s 離坐標(biāo)原點6.25×10-4 m (2)(-1.25×10-3 m,-8×10-4 m) (3)80 m/s 沿x軸正向,二、交變電流與磁場的綜合 如圖所示,A、B為兩個相同的環(huán)形線圈,共軸并靠近平行放置,A線圈中通有如圖乙所示的電流i,則( ) A.在t1到t2時間內(nèi)A、B兩線圈相吸 B.在t2到t3時間內(nèi)A、B兩線圈相斥 C.t1時刻兩線圈間作用力為零 D.t2時刻兩線圈的相互作用力最大,,,,【解析】 在t1到t2時間內(nèi),B環(huán)中感應(yīng)電流的方向與A環(huán)中電流方向相同,因此A、B兩線圈相吸,在t2到t3時間內(nèi),B環(huán)中感應(yīng)電流的方向與A環(huán)中電流方向相反,兩環(huán)相互排斥,t1時刻,雖然A環(huán)中電流最大,但此時電流的變化率為零,穿過B環(huán)磁通量的變化率為零,故B環(huán)中無感應(yīng)電流,兩環(huán)間無作用力,t2時刻,環(huán)A中的電流為零,但電流的變化率最大,B環(huán)中的電流最大,此時,兩線圈的作用力仍然為零,故選項A、B、C正確,D錯誤. 【答案】 ABC,三、交變電流與電路的綜合 如圖為交流發(fā)電機的示意圖,已知ad=L1,ab=L2,線圈有n匝,線垂直于磁場的OO′軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,磁場的磁感應(yīng)強度為B,線圈電阻為r,外電路電阻為R,求: (1)轉(zhuǎn)動過程中的電壓表的示數(shù); (2)線圈每轉(zhuǎn)一周外力所做的功.,,,,,四、交變電流與電磁感應(yīng)的綜合,,[遷移訓(xùn)練] 1.如圖甲所示,在兩根水平放置的平行金屬導(dǎo)軌兩端各接一只R=1 Ω的電阻,導(dǎo)軌間距L=0.2 m,導(dǎo)軌的電阻忽略不計,整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度B=0.8 T.一根電阻r=0.3 Ω的導(dǎo)體棒ab置于導(dǎo)軌上,且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸.若導(dǎo)體棒沿平行于導(dǎo)軌的方向在PQ和MN之間運動,其速度圖像如圖乙所示.求: (1)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式; (2)整個電路在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量.,,【答案】 (1)e=1.6sin 10πt(V) (2)96 J,,,4.高頻焊接是一種常用的焊接方法,如圖(a)所示是焊接的原理示意圖.將半徑r=0.10 m的待焊接的環(huán)形金屬工件放在線圈中,然后在線圈中通以高頻變化電流,線圈產(chǎn)生垂直于工件所在平面的勻強磁場,磁場方向垂直線圈所在平面向里,磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖(b)所示.工件非焊接部分單位長度上的電阻R0=1.0×10-3 Ω·m-1,焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的9倍.焊接的縫寬非常小,不計溫度變化對電阻的影響.求:,(1)0~2.0×10-2 s和2.0×10-2 s~3.0×10-2 s時間內(nèi)環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電動勢各是多大? (2)0~2.0×10-2 s和2.0×10-2 s~3.0×10-2 s時間內(nèi)環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電流的大小,并在圖(c)中定量畫出感應(yīng)電流隨時間變化的it圖象(以逆時針方向電流為正). (3)在t=0.10 s內(nèi)電流通過焊接處所產(chǎn)生的焦耳熱.,,【答案】 (1)3.14 V 6.28 V (2)500 A 1 000 A(3)2.8×102 J,5.(2014·山東理綜,24)如圖甲所示,間距為d、垂直于紙面的兩平行板P、Q間存在勻強磁場.取垂直于紙面向里為磁場的正方向,磁感應(yīng)強度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示.t=0時刻,一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子(不計重力),以初速度v0由Q板左端靠近板面的位置,沿垂直于磁場且平行于板面的方向射入磁場區(qū).當(dāng)B0和TB取某些特定值時,可使t=0時刻入射的粒子經(jīng)Δt時間恰能垂直打在P板上(不考慮粒子反彈).上述m、q、d、v0為已知量.,,- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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