高考新动向(四)动向1 交变电流在日常生活中的应用-【创新教程】2027年高考数学艺考生文化课百日冲关学生用书

丨物理 而减小，电流变化也越来越慢，最终为零，C正确，A错 误；对ab棒，由动量定理有BILt=m一mb,则g=t 一B”,因为随时间增加而减小，电荷量应该 是随时间的增加而增加，最后达到最大值，因为电流随时间 减小，所以g一t的图像斜率也应该是减小，故B错误；系统 状态稳定后，两个导体棒的相对速度为0，不再有感应电流 产生，焦耳热不会随着时间一直增大，故D错误.] 2.解析：(1)ab棒由M下滑到N过程中机械能守恒，有 mgR(1-cos 60) 解得v=√gR, 进入磁场醉间，回路中的电流为1=。E=B1VR 2r+r 3r (2)ab棒在安培力作用下做减速运动，cd棒在安培力作 用下做加速运动，当两棒速度达到相同速度时，电路 中电流为零，安培力为零，cd棒达到最大速度，由动量守 恒定律得m0=(2m十m)d,解得=子VgR (3)系统释放的热量应等于系统机械能的减少量，故 Q=合m-×3m, 1 解得Q=子mgR 答案：(1)gR BI√gR 3r (2)子承(3)gmgR 高考新动向（四）以新情境为背景考查：电路与电磁感 应问题 动向1 1.解析：由正弦式交流电的电压 峰值U.与有效值U的关系 120pLu/V 得Um=√2U=1202V 602 t3 设t=0时交流电的瞬时电 Ttls 压u=0,则交流电的瞬时值 -60.2 表达式可写为u=120√2sin-1202---- 100πt(V),如图所示， 画出一个周期内交流电的“-t图像，其中阴影部分对应 的时间表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性可知， 一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1 当=U,=60EV时，由上式得1=605，又周期 故一个周期内克虹灯能发光的时间，。=T一4：=方8 一个小时内克虹灯发光的时同为/=30×方s 50 =2400s很明显，霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的， 1 而每次熄灭的时间只有300s(如图4时刻到t时刻)， 由于人的眼睛具有视觉暂留现象，这个视觉暂留时间约为 运大于动05，因光人眼不会因为克虹灯短暂的地 1 灭而有所感觉 答案：2400s原因见解析. 39 2.解析：当自行车车轮转动时，通过摩擦小轮使发电机的 线圈在匀强磁场内转动，线圈中产生一正弦式交流电动 势，其峰值En=nwBS, 式中ω。为线圈转动的角速度，即摩擦小轮转动的角速度 发电机两端电压的有效值U=二E, 设自行车车轮转动的角速度为仙，由于自行车车轮与摩擦小 轮之间无相对滑动，则有Rw=, 小齿轮转动的角速度与自行车车轮转动的角速度相同， 也为w,设大齿轮转动的角速度为w1,则有w1R3=ωR2, 联立以上务式可样一阅·发代入数提得 3.2rad/s,即大齿轮的角速度应为3.2rad/s. 答案：3.2rad/s 3.解析：(1)输电线损失的功率P=P×4%=100kW×4%= 4 kW 特电孩上价电流，-震=酒A=0A 升压安压器输出电压U二=10X10V=5×10V 20 U二 升压变压器原，剧线圈巨数此是出0动 250V1 电压损失U=I,R战=20×10V=200V 降压变压器原线圈两瑞电压U3=U2一U福=4800V 降压变压器原、副线图臣数比=4800Y_=240 n4220V11 (2)用户得到的电功率即降压变压器的输出功率 P%=P-P描=P(1-4%)=96kW 答案：(1)1：20240：11(2)96kW 动向2 1.BD[这个安检门是利用涡流工作的，因而只能检查出 金属物品携带者，A错误，B正确；若“门框”内的线图中 通上恒定电流，只能产生恒定磁场，它不能使金属物品 内产生涡流，因而不能检查出金属物品携带者，C错误； 安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流 的磁效应，D正确，门 2.解析：(1)由左手定则知，磁场方向垂直于导轨平面 向下. (2)电容器完全充电后，两极板间电压为E,当开关S接 2时，电容器放电，设刚放电时流经MN的电流为I,有 E I=R' ① 设MN受到的安培力为F,有F=IlB, ② 由牛顿第二定律，有F=ma, ③ 联立①②③式得a=mR' BIE ④ (3)当电容器充电完毕时，设电容器上电荷量为Q。,有 Q。=CE, ⑤ 开关S接2后，MN开始向右加速运动，速度达到最大值 mx时，设MN上的感应电动势为E,有E=Blx,⑥ 依题意有B-是， ① 21物理 高考新动向（四）以新情境为背景考查：电路与电磁感应问题 动向1交变电流在日常生活中的应用 素养训练 素养聚焦 1.(霓虹灯发光现象)有一正弦交流电源，电压有效值U=120V,频率为f=50本题突现物理学科思维品 Hz,向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U。=60√2V,试估质，初看不难，但如果不善 算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？为什么人眼不能看到这种忽明忽暗于将实际问题转化为合理 的物理模型，并灵活运用学 的现象（人眼视觉暂留时间约6s)? 过的有关知识分析求解，解 答是极为困难的，体现科学 态度与责任的核心素养. 82 第一部分：专题四电路与电磁感应丨 素养训练 素养聚焦 摩擦小轮 2.(自行车车头灯)有一种能向自行车车头灯 摩擦小轮 本题考查对物理量之间的 发电机 供电的小型交流发电机，图甲为其结构示 车轮 关系的探究，涉及两个物理 大齿轮 小齿轮 意图.图中N、S是一对固定的磁极，abcd 模型： [模型1]齿轮传动和皮带 为固定在转轴上的矩形线圈，转轴过bc的中点、与ab边平行，它的一端有一半 传动模型.此模型的重要特 径。=1.0cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图乙所示.当征是两齿轮和皮带接触处 车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线圈在磁极间转动.设线圈由一800的线速度大小相等，如本题 匝的导线组成，每匝线圈围成的面积S=20cm,磁极间的磁场可视为匀强磁场，中有ω，R,=ωR,· 磁感应强度B=0.01T,自行车车轮的半径R1=35©m,小齿轮的半径R,=4.0[模型2]交流发电机模 型.线圈在匀强磁场中绕垂 cm,大齿轮的半径R3=10.0cm,现从静止开始使大齿轮加速转动，问大齿轮的 直于磁感线的轴匀速转动， 角速度为多大时才能使发电机输出电压的有效值U=3.2V?(假定摩擦小轮与自产生正弦式交变电流.此模 行车车轮之间无相对滑动) 型有两个重要特征： ①所产生交流电动势的峰值 为En=nBSw; ②产生的交流电动势的有 改位有北一后 本题的分析求解过程充分 体现了对问题的科学探究 能力的要求. 83 I物理 素养训练 素养聚焦 3.(风力发电新能源)风力发电作为新能源，近几年来得到 本题以风力发电作为新能 了快速发展.如图所示风车阵中发电机的输出功率为 源设置问题情境.要求考生 100kW,输出电压是250V,用户需要的电压是220V, 认识科学·技术·社会· 输电线的电阻为102.若输电线因发热而损失的功率为 环境的关系，树立保护环境 输送功率的4%，试求： 并推动社会可持续发展的 (1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比. 责任意识. (2)用户得到的电功率. 84