围绕核心内容2012高考物理预测100例题 13（教师版）

高中物理中的电路包括直流电流和交流电路、电磁感应，电路规律主要有欧姆定律和闭合电路欧姆定律、电阻定律、焦耳定律、电功和电功率、正弦交变电流变化规律和描述、电容器和电感器对电路的影响、变压器和电能输送、安培力和左手定则、判断电流产生磁场的安培定则、法拉第电磁感应定律、楞次定律等。高考对电路的考查每年每份试卷都有3~4个题，分值占总分的18~25%。高考命题重点为电功和电功率、欧姆定律和闭合电路欧姆定律、动态电路、含电容器电路、正弦交变电流图象、变压器、安培力和左手定则、安培定则、法拉第电磁感应定律、楞次定律等。
核心考点一、法拉第电磁感应定律和楞次定律
【核心内容解读】感应电流的产生条件是闭合电路中的磁通量发生变化。楞次定律的内容为：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。法拉第电磁感应定律：感应电动势大小跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比，即E=。注意E=一般用来计算Δt内产生感应电动势的平均值。对于处于变化磁场中的电路，产生的感应电动势E==nS.，式中S为回路面积。电磁感应现象中通过导体截面的电量q=IΔt=ΔФ/R, 式中R为回路的总电阻。对于导体垂直切割磁感线，产生的感应电动势E= BLv，式中L为有效切割长度，v为导体相对于磁场的速度。
预测题1．．如图1所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁，从离地面高h处，由静止开始下落，最后落在水平地面上。磁铁下落过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触。若不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法中正确的是 （ ）
A．在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针（从上向下看圆环）
B．磁铁在整个下落过程中，所受线圈对它的作用力先竖直向上后竖直向下
C．磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变
D．磁铁落地时的速率一定等于
【名师点评】此题考查楞次定律和下落时机械能与电能的转化。
预测题2.如图所示，在半径为R的半圆形区域内，有磁感应强度为B的垂直纸面向里的有界匀强磁场，PQM为圆内接三角形，且PM为圆的直径，三角形的各边由材料相同的细软弹性导线组成（不考虑导线中电流间的相互作用）。设线圈的总电阻为r且不随形状改变，此时∠PMQ=37°，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是
A.穿过线圈PQM中的磁通量大小为Ф=0.96BR2
B.若磁场方向不变，只改变磁感应强度B的大小，且B=B0+kt，则此时线圈中产生的感应电流大小为I=
C.保持P、M两点位置不变，将Q点沿圆弧顺时针移动到接近M点的过程中，线圈中有感应电流且电流方向不变
D.保持P、M两点位置不变，将Q点沿圆弧顺时针移动到接近M点的过程中，线圈中不会产生焦耳热
【解析】穿过线圈PQM中的磁通量大小为Ф=BS=B·2Rcos37°·Rsin37°= 0.96BR2，选项A正确；若磁场方向不变，只改变磁感应强度B的大小，且B=B0+kt，由法拉第电磁感应定律，线圈中产生的感应电动势E=0.96kR2，感应电流大小为I=E/r=，选项B错。保持P、M两点位置不变，将Q点沿圆弧顺时针移动到接近M点的过程中，线圈中磁通量先增大后减小，磁通量变化有感应电流且电流方向改变，线圈中会产生焦耳热，选项CD错误。
【答案】A
【名师点评】此题以匀强磁场中细软弹性导线组成的三角形切入，意在综合考查磁通量、法拉第电磁感应定律、楞次定律及其相关知识的掌握。
11、如图所示，将一条形磁铁沿闭合线圈中心轴线以不同速度匀速穿过线圈，第一次所用时间为t1，第二次所用时间为t2。则
A．两次通过电阻R的电荷量相同
B．两次电阻R中产生的热量相同
C．每次电阻R中通过的电流方向保持不变
D．磁铁处于线圈左侧时受到的磁场力向左，处于线圈右侧时受到的磁场力向右
A解析：一条形磁铁沿闭合线圈中心轴线以不同速度匀速穿过线圈，两次磁通量变化△Ф相同，由q=△Ф/R可知，两次通过电阻R的电荷量相同，选项A正确；由于两次匀速穿过线圈的速度不同，产生的感应电动势不同，感应电流不同，两次电阻R中产生的热量Q=EIt=Eq不相同，选项B错误；当条形磁铁进入线圈和从线圈中出来时，电阻R中通过的电流方向变化，选项C错误；磁铁处于线圈左侧时受到排斥，受到的磁场力向左，处于线圈右侧时受到吸引，受到的磁场力向左，选项D错误。
核心考点二、自感现象
【核心内容解读】自感现象是由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象，自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势。当电流增大时，产生的自感电动势的方向与电流方向相反，阻碍电流增大；当电流减小时，产生的自感电动势的方向与电流方向相同，阻碍电流减小。由于自感电动势的作用，闭合电键后，串联有自感元件的支路中电流不能立即增大；断开电键后，串联有自感元件的支路中电流不能立即减小到零。
预测题1．如图6所示电路中,L为电感线圈，C为电容器，当开关S由断开变为闭合时，则
A．A灯有电流通过，方向由a到b　　　　　
B．A灯中无电流通过，不可能变亮
C．B灯立即熄灭，c点电势低于d点电势　　　
D．B灯逐渐熄灭，c点电势低于d点电势
解析：当开关S由断开变为闭合时，L中产生自感电动势，L中电流方向为c到d，c点电势低于d点电势，B灯逐渐熄灭；电容器放电，A灯有电流通过，方向由b到a；所以选项D正确。
答案：D
【名师点评】此题将通电自感和断电自感、含电容器电路有机结合，综合考查相关知识。
预测题2．如图所示，E、r为电源的电动势、内阻，R1、R2为定值电阻，线圈L的直流电阻不计，C为电容器。下列说法中正确的是
A．合上开关S的瞬间，R1中无电流
B．合上开关S稳定后，R2中无电流
C．合上开关S稳定后，断开S的瞬间，R1中电流方向向右
D．合上开关S稳定后，断开S的瞬间，R2中电流方向向右
答案：D
解析：合上开关S的瞬间，R1中有电流；合上开关S稳定后，R2中有电流，选项AB错误。合上开关S稳定后，断开S的瞬间，L中产生自感电动势，R1中电流方向向左，电容器放电，R2中电流方向向右，选项C错误D正确。
【名师点评】此题将通电自感和断电自感、含电容器电路有机结合，综合考查相关知识。
预测题3.在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感系数较大而电阻不能忽略的线圈，E为电源，S为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的下列说法正确的是（ ）
（A）合上开关，a先亮，b后亮；稳定后a、b一样亮
（B）合上开关，b先亮，a后亮；稳定后b比a更亮一些
（C）断开开关，a逐渐熄灭、b先变得更亮后再与a同时熄灭
（D）断开开关，b逐渐熄灭、a先变得更亮后再与b同时熄灭
解析：由通电自感现象可知，合上开关，b先亮，a后亮；稳定后b比a更亮一些，选项A错误B正确；由断电自感现象可知，断开开关，a、b都逐渐熄灭，选项CD错误。
答案：B
【名师点评】此题将通电自感和断电自感机结合，综合考查相关知识。
预测题4. 如图5所示的甲、乙两个电路，电感线圈的自感系数足够大，且直流电阻不可忽略，闭合开关S，待电路达到稳定后，灯泡均能发光。现将开关S断开，这两个电路中灯泡亮度的变化情况可能是 （ ）
A．甲电路中灯泡将渐渐变暗
B．甲电路中灯泡将先变得更亮，然后渐渐变暗
C．乙电路中灯泡将渐渐变暗
D．乙电路中灯泡将先变得更亮，然后渐渐变暗
解析：将开关S断开，甲电路中灯泡将渐渐变暗，选项A正确B错误；由于没有给出L和R、灯泡电阻关系，乙电路中灯泡可能将渐渐变暗，也可能乙电路中灯泡将先变得更亮，然后渐渐变暗，选项CD正确。
答案：ACD
【名师点评】此题对比考查对断电自感的理解。
核心考点三、电磁感应图象问题
【核心内容解读】电磁感应中经常涉及磁感应强度、磁通量、感应电动势、感应电流等随时间（或位移）变化的图像，解答的基本方法是：根据题述的电磁感应物理过程或磁通量（磁感应强度）的变化情况，运用法拉第电磁感应定律和楞次定律（或右手定则）判断出感应电动势和感应电流随时间或位移的变化情况得出图像。
预测题1. 如图7所示，为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，距磁场区域的左侧L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定：电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ的方向为正，外力F向右为正。则以下关于线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随外力恒定，电功率恒定；在第三个单位时间内，磁通量减小为零后变为负最大，产生的感应电动势恒定且为第二个单位时间内产生感应电动势的二倍，方向相反，产生的感应电流为第二个单位时间内产生感应电流的二倍，电功率为第二个单位时间内电功率的4倍；第四个单位时间内，，磁通量减小，产生的感应电动势恒定，电流恒定，外力恒定，电功率恒定；所以电功率P随时间变化的图象D正确。
答案：D
【名师点评】此题通过正方形导体线框在相邻方向相反的匀强磁场中的匀速运动，意在综合考查法拉第电磁感应定律、右手定则、相关知识点、相关图象的分析判断。
预测题2．如图7所示，在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，沿水平面固定一个V字型金属框架CAD，已知∠A=θ，导体棒EF在框架上从A点开始在外力作用下，沿垂直EF方向以速度v匀速向右平移，使导体棒和框架始终构成等腰三角形回路。已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为R，框架和导体棒均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好。关于回路中的电流I和消耗的电功率P随时间t变化关系的下列四个图象中可能正确的是 （ ）
应电流I=E/r是一恒量，图象A正确B错误；功率P=EI与时间t成正比，图象C错误D正确。
答案：AD
【名师点评】此题综合考查法拉第电磁感应定律、电阻定律、闭合电路欧姆定律、电流图象、电功率图象等。