xx届高考物理第一轮考点复习教案9

1 / 11 XX 届高考物理第一轮考点复习教案 9 本资料为 WoRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址莲山课 件 m 静悟导读提纲：（八）电磁感应、交变电流 【考试说明】 电磁感应 电磁感应现象 磁通量 法拉第电磁感应定律 楞次定律 自感、涡流 交变电流 交变电流交变电流的图像 正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值 理想变压器 2 / 11 远距离输电 【知识网络】 【考试说明解读】 一、电磁感应 （一）磁通量概念： 1磁通量的实质就是穿过某面积的磁感线的条数。 如图 1 所示，面积大小不等的两个圆形线圈 A 和 B 共轴套在一条形磁铁上，磁铁内部向上的磁感线的总条数是相同的，但由于线圈的面积大于的，外部穿过线圈向下的磁感线的条数的大于的，所以。 2 磁感线除了有大小以外，还有方向，但它是个标量。磁通量的方向仅仅表示磁感线沿什么方向穿过某面积，其运算不满足矢量合成的平行四边形定则，只满足代数运算。 3由磁通量的定义可得：，此式表示 “ 磁感应强度大小等于3 / 11 穿过垂直于磁场方向的单位面积的磁感线条数 ” ，所以磁感应强度又被叫做 “ 磁感密度 ” 。 【例 1】如图 2 所示，边长为 100cm的正方形闭合线圈置于磁场中，线圈的 ad、 bc 两边中点连线 oo 的左右两侧分别存在着方向相同、磁感应强度大小各为 B1=、 B2=的匀强磁场。开始时，线圈平面与磁场垂直，若从上 往下看，线圈逆时针转 37 和 180 角时，穿过线圈的磁通量分别改变了多少？ 【答案】， （二）感应电流的产生条件 1产生感应电流的条件是 “ 穿过闭合电路的磁通量发生变化 ” ，即，要产生感应电流，必须同时满足两个条件，一个是电路闭合，另一个则是穿过电路的磁通量发生变化。 2磁通量的计算公式是： =BSsin ，式中的 Ssin 应是磁场区域内线框平面在垂直于磁场方向上的投影（面积）大小。所以此题的讨论中，千万不要误认为线框从开始运动就有感应电流产生。一定要记住 ：磁通量的实质是穿过某一面的磁感线的条数！ 【例 2】如图 3 所示，闭合的矩形金属线框 abcd 仅有一半置于范围足够大的匀强磁场中，开始时线框平面与磁场垂直，现从图示位置绕轴 oo 按图示方向转动，线框中有感应电流产生吗？试加以分析。 来源 :高考资源网 4 / 11 【答案】只有线框全部转入磁场中时，才会有感应电流产生，否则没有。 （三）感应电流方向的判断 感应电流方向的判断，既可用右手定则，也可用楞次定律。 1右手定则：适合于判断导线切割磁感线的情形。用右手定则 判断感应电流的方向不要仅仅停留在应用上，还要对电流的形成理解其实质，即导线中的自由电子随导线一起做定向运动，于是在洛仑兹力的作用下就会发生定向移动形成电流。即，在利用右手定则的同时，也要和左手定则进行联系。 2楞次定律：适合于判断磁通量发生变化时的情形。应用次定律时，一定要正确理解定律中 “ 阻碍 ” 二字的深刻含义， “ 阻碍 ” 的并不是磁通量，而是磁通量的变化！即，感应电流的磁场方向并不总是和 “ 引起感应电流的磁场方向 ” 相反的！当 “ 穿过电路的磁通量增加时 ” ，感应电流的磁场方向就和 “ 引起感应电流的磁场方向 ” 相 反，否则就相同。 图 4【例 3】如图 4 所示， ab是一个可以绕垂直于纸面的轴o 转动的闭合矩形线框，当滑动变阻器的滑片自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线框 ab将 A保持不动 B逆时针转动 5 / 11 c顺时针转动 D发生转动，但因电源极性不明确，无法判断转动方向 【答案】 c （四）感应电动势大小的计算 1导体切割磁感线时，一般用公式计算感应电动势大小。最适宜的情况是整个过程中切割磁感线的速度不变，若速度是随时变化的，可以把某一瞬时的速度 代入求出那一瞬时的感应电动势。 2切割磁感线产生感应电动势的导体相当于电源，象本题中的金属棒，它与几个定值电阻、电容器构成闭合电路，这样就可以利用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电流、电量、电热、电功等。 3在这道题目中，感应电动势大小恒定，使得感应电流的大小也恒定不变，计算电量、电热或电功都可以用同一个值。如果电流是随时变化的，象交流电部分，那就要区分了，计算电量用的时电流的平均值，而计算电热、电功等用的则是交流电的有效值。 图 5【例 4】（ 07 天津理综）两根光滑的长直导轨 mN、 mN平行置于同一水平面内，导轨间距为 l，其电阻不计， m、 m处接有如图 5 所示所示的电路，电路中各电阻的阻值均为 R，电容器的电容为 c。长度也为 l、电阻同为 R 的金属棒 ab垂直于导轨放置，导轨处在磁感应强度为 B、方向竖直向下的6 / 11 匀强磁场中。金属棒 ab 在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在运动距离为 s 的过程中，整个回路中产生的焦耳热为 Q。试求： 金属棒 ab运动速度的大小； 电容器所带的电荷量。 【答案】 ， 图 6【例 5】如图 6 所示，平行的光滑金属导轨 EF 和 GH 相距 l，处于同一竖直平面内， EG 间接有阻值为 R 的电阻，轻质金属杆 ab 长为 2l，紧贴导轨竖直放置，离 b 端处固定有质量为 m 的小球。整个装置处于磁感应强度为 b 并于导轨平面垂直的匀强磁场中，当金属杆 ab 由静止开始竖贴导轨并饶 b 端向右倒下至水平位置时，小球的速度为 v。若导轨足够长，导轨及金属杆电阻不计，试求此过程中 通过电阻 R 的电量； R 中的最大电流。 【答案】 ， （五）自感现象 1自感现象是导体自身电流发生变化时而产生的一种电磁感应现象，分为通电自感和断电自感两种。 2电感线圈对变化的电流只是起到一种 “ 阻碍电流变化 ”的作用，最终还是要达到 “ 该达到的状态 ” ，只是使该过程的时间 “ 拉长 ” ，通过做题要反复的理解这一点。 7 / 11 图 7【例 6】如图 7 所示， A、 B 是两个完全相同的白炽灯泡，L 时是直流电阻不计的电感线圈，如果断开开关 S1，而闭合开关 S2， A、 B 两灯都能同样发光。最初开关 S1是闭合的，而 S2是断开的，则可能出现的情况是 A刚闭合 S2时， A 灯立即发光，而 B 灯则 延迟一段时间才发光 B刚闭合 S2时，电感线圈中的电流为零 c闭合 S2 以后， A 灯立即发光并最终达到稳定， B 灯则由亮变暗直到熄灭 D闭合 S2一段时间后，再断开 S2时， A 灯立即熄灭，而 B灯是亮一下再熄灭 来源 :Z_xx_ 【答案】 BcD 二、交变电流 （一）交变电流定义 1大小和方向均随时间而作周期性变化的电流叫做交变电流。 2随时间按正弦规律变化的交变电流叫正弦交流电。这里需要注意的问题就是，正弦交流电的图象也并 非一定是正弦曲线，余弦曲线反映的也是正弦交流电的变化规律，也叫正弦交流电。其实，正弦曲线和余弦曲线只是坐标原点选取的不同而已。 （二）交变电流的产生： 8 / 11 1线圈在匀强磁场中匀速转动时产生按正弦规律变化的交变电流。 2线圈处在中性面时，虽然穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率最小为零，从而感应电动势的瞬时值也为零； 3当线圈处在与中性面垂直的位置上时，虽然穿过它的磁通量最小，为零，但磁通量的变化率却是最大的，所以这时感应电动势的瞬时值最大。需要弄清楚的一个问题就是 感应电动势是与磁通量的变化率成正比的！ 【例 7】一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，在转动过程中，线框中的最大磁通量为，最大感应电动势为，则下列说法中正确的是 A当穿过线框的磁通量为零时，感应电动势也为零 B当穿过线框的磁通量减小时，感应电动势在增大 c当穿过线框的磁通量等于时，感应电动势等于 D线框转动的角速度 【答案】 BD （三）描述交变电流的物理量： 1描述交变电流的物理量有瞬时值、最大值、有 效值、平均值，这是描述交变电流强弱的物理量；另外还有角速度、转速、周期和频率等，这几个是描述交变电流变化快慢的物理量。 电动势的瞬时值： 9 / 11 电动势的最大值： 电动势的平均值：（求电量时用） 有效值：由电流的热效应求得。 2交流电的有效值是根据电流的热效应定义的，解题时要牢牢地记住这一点。列式计算时，时间的选取显得很关键，一般取一个周期为宜。 对于正弦交流电来说，有效值与最大值之间有如下的关系：，。 3要弄清楚上述几个物理量之间的关系及 各自的用途，瞬时值是随时而变的，最大值就是最大的瞬时值，计算电热、电功等物理量、考虑保险丝的熔断电流时用的都是交变电流的有效值，计算电荷量时用的是平均值，而考虑电容器等的击穿电压时用的则是交变电流的最大值。 4常识性问题：各种用电器的铭牌上所标的电压、电流值以及交流电表所测量的电压、电流值，还有我们平常所说的交变电流的电压、电流值，以及保险丝的熔断电流值等等，都是指的有效值。 来源 :高考资源网 【例 8】如图 3 所示是一交变电压随时间的变化图象，某些数据已在图中标出，试求此交 变电压的有效值。 【答案】 （四）变压器和远距离输电问题： 10 / 11 对理想变压器，应理解以下几个方面的问题 : 1理想变压器原、副线圈的电压和电流与原、副线圈的匝数分别成正比和反比，公式分别为： P 出 P 入。 要注意，上面两式适用的前提是原、副必须是绕在同一个铁芯上，即要保证穿过原、副线圈的磁通量时刻是相同的。 2在原、副线圈的匝数比不变的情况下： 原线圈所加交变电压的有效值发生变化时，副线圈的输出电压也要随之变化。即，副线圈的输出电压是由原线圈 电压决定的； 若原线圈所加电压不变，而改变副线圈所接负载的阻值时，则副线圈中电流会发生变化，这时随之而改变的是副线圈的输出功率、原线圈中的电流和原线圈的输入功率。即，原线圈中的电流和输入功率分别是由副线圈中的电流和功率决定的。 3远距离输电（） P 恒 UIP线 I2R线线所以高压输电。 【例 9】在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图