【优化方案】高三物理专题复习攻略 第一部分专题四第2讲 电磁感应 交流电课件 新人教版（安徽专用）.pptVIP

专题四电路与电磁感应 第一部分 专题突破方略 专题四电路与电磁感应 专题四电路与电磁感应 专题四电路与电磁感应 第2讲电磁感应交流电 重点知识归纳 一 楞次定律的理解及应用1 区分两个磁场 1 引起感应电流的磁场 原磁场 2 感应电流的磁场 感应磁场2 理解三种阻碍 1 阻碍原磁通量的变化 增反减同 2 阻碍导体间的相对运动 来拒去留 3 阻碍自身电流的变化 增反减同 3 解题四步分析 1 确定原磁场的方向 分析原磁场 2 确定磁通量的变化 增大或减小 3 判断感应磁场的方向 增反减同 4 判断感应电流的方向 安培定则 二 交变电流的四值及变压器原理1 交变电流的四值对比 2 变压器和远距离输电 1 理想变压器原 副线圈基本量的关系如图4 2 1所示 图4 2 1 2 远距离输电 由于输电导线电阻r线的存在 输电过程中不可避免地存在电能损耗 p线 ir线 减小输电线路中的电流i 是减少输电过程中电能损耗最有效的方法 由p ui知 提高输电电压可减小输电电流 所以远距离输电要用高压 过程归纳 热点题型示例 1 常见图象图象问题是一种半定量分析 电磁感应中常涉及磁感应强度b 磁通量 感应电动势e和感应电流i随时间t变化的图象即b t图象 t图象 e t图象和i t图象 此外 还涉及感应电动势e 感应电流i随线圈位移x变化的图象 即e x图象和i x图象 2 解决图象问题的一般步骤 1 明确图象的种类 即是b t图还是 t图 或者e t图 i t图等 2 分析电磁感应的具体过程 3 用右手定则或楞次定律确定方向对应关系 4 结合法拉第电磁感应定律 欧姆定律 牛顿运动定律等规律写出函数关系式 5 根据函数关系式 进行数学分析 如分析斜率的变化 截距等 6 画图象或判断图象 3 分析图象问题时应注意的问题 1 图象中两个坐标轴各代表什么意义 2 图象中纵坐标的正 负表示什么意义 3 画图象时应注意初始状态如何以及正方向的选取 4 注意图象横轴 纵轴截距的物理意义以及图线斜率的物理意义 图4 2 2 2011年试题调研 如图4 2 2所示 有两个有界匀强磁场 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 为正 外力f向右为正 则以下关于线框中的磁通量 感应电动势e 外力f和电功率p随时间变化的图象正确的是 图4 2 3 自主解答 磁通量在线框向右运动2 5l时为零 选项a错误 线框在向右运动2l后 右边和左边分别切割磁感线 相当于两电源串联 电流变为原来的2倍 且方向未变 选项b c错误 电流变为原来的2倍 电功率变为原来的4倍 选项d正确 答案 d 强化训练1 如图4 2 4所示 在光滑的水平桌面上 xoy平面内 有一长为l 宽为l的矩形金属线框abcd 有一垂直于xoy平面的磁场 磁场的左边界为x x0 右边界为x l 磁场的磁感应强度的大小只随x值而变化 初始时线框的bc边与y轴重合 现从静止开始用恒定的拉力拉着线框沿x轴正方向运动 如果线框bc边通过磁场区域的这段时间内 线框始终做匀加速直线运动 则下图中在x0 x l范围内磁感应强度大小b随x值变化关系图象最接近实际的是 图4 2 4 图4 2 5 解析 选d 线框始终做匀加速直线运动 由牛顿第二定律和运动学公式得f ma v at 因此 b2 又由x at2 则b随x的增大而减小 d正确 1 根据题意弄清变量和不变量 如原线圈电压不变 原副线圈的匝数比不变 其他物理量可能随电路的变化而发生变化 2 弄清动态变化过程中的决定关系 如u2由u1决定 p1 i1由p2 i2决定 3 分析流程如下 2011年高考山东理综卷改编 为保证用户电压稳定在220v 变电所需适时进行调压 图4 2 6甲为调压变压器示意图 保持输入电压u1不变 当滑动接头p上下移动时可改变输出电压 某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示 以下正确的是 甲乙 u2 190sin 50 t v u2 190sin 100 t v 为使用户电压稳定在220v 应将p适当下移 为使用户电压稳定在220v 应将p适当上移a b c d 答案 d 强化训练2 2011年高考福建理综卷 图4 2 7甲中理想变压器原 副线圈的匝数之比n1 n2 5 1 电阻r 20 l1 l2为规格相同的两只小灯泡 s1为单刀双掷开关 原线圈接正弦交变电源 输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示 现将s1接1 s2闭合 此时l2正常发光 下列说法正确的是 图4 2 7 a 输入电压u的表达式u 20sin 50 t vb 只断开s2后 l1 l2均正常发光c 只断开s2后 原线圈的输入功率增大d 若s1换接到2后 r消耗的电功率为0 8w 1 电磁感应中的动力学问题 3 在力和运动的关系中 要注意分析导体受力 判断导体的加速度方向 大小及变化 加速度等于零 速度最大 导体达到稳定状态往往为该类题的一般特点 4 涉及电路问题一般要画出等效电路图 明确内 外电路 2 电磁感应中的能量问题 1 安培力的功是电能和其他形式的能之间转化的 桥梁 简单表示如下 2 解题的基本思路 明确研究对象 研究过程 进行正确的受力分析 运动分析 感应电路分析 e感和i感的大小 方向 变化 及相互制约关系 明确各力的做功情况及伴随的能量转化情况 利用动能定理 能量守恒定律或功能关系列方程求解 3 电路问题解决电磁感应与电路综合问题的基本思路是 1 明确哪部分相当于电源 由法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向 2 画出等效电路图 3 运用闭合电路欧姆定律 串并联电路的性质求解未知物理量 2011年高考浙江理综卷 如图4 2 8甲所示 在水平面上固定有长为l 2m 宽为d 1m的金属 u 型导轨 在 u 型导轨右侧l 0 5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场 且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示 在t 0时刻 质量为m 0 1kg的导体棒以v0 1m s的初速度从导轨的左端开始向右运动 导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 0 1 导轨与导体棒单位长度的电阻均为 0 1 m 不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响 取g 10m s2 图4 2 8 1 通过计算分析4s内导体棒的运动情况 2 计算4s内回路中电流的大小 并判断电流方向 3 计算4s内回路产生的焦耳热 自主解答 1 导体棒先在无磁场区域做匀减速直线运动 有 mg ma v1 v0 at x v0t at2代入数据解得 t 1s x 0 5m 导体棒没有进入磁场区域 导体棒在1s末已停止运动 以后一直保持静止 离左端位置仍为x 0 5m 2 前2s磁通量不变 回路电动势和电流分别为e 0 i 0后2s回路产生的电动势为e ld 0 1v回路的总长度为5m 因此回路的总电阻为r 5 0 5 电流为i 0 2a根据楞次定律 在回路中的电流方向是顺时针方向 3 前2s电流为零 后2s有恒定电流 焦耳热为q i2rt 0 04j 答案 见自主解答 强化训练3 2011年高三押题卷 如图4 2 9甲所示 在光滑水平面上用恒力f拉质量为m的单匝均匀正方形铜线框 边长为a 在1位置以速度v0进入磁感应强度为b的匀强磁场 并开始计时 若磁场的宽度为b b 3a 在3t0时刻线框到达2位置 速度又为v0 并开始离开匀强磁场 此过程中线框的v t图象如图乙所示 则 图4 2 9 a t 0时 线框右侧边mn的两端电压为bav0b 在t0时刻线框的速度为v0 c 线框在3位置完全离开磁场时的速度一定比t0时刻线框的速度大d 线框从1位置进入磁场到3位置完全离开磁场的过程中 线框中产生的电热为f a b 解析 选b t 0时 线框右侧边mn切割磁感线产生感应电动势 等效为线框回路的电源 mn两端的电压等效为电源的路端电压 小于电源电动势bav0 等效法 a错 0 t0时间内 线框在运动方向上受到拉力f和变化的安培力作用 且由于线框电阻未知 不可用牛顿第二定律求t0时刻的速度v0 而在t0 3t0时间内 线框