【60天冲刺】2012年高考二轮三轮总复习专题学案课件第4单元-电路和电磁感应专题(广东专用).ppt

第四单元电路和电磁感应,第四单元知识网络构建,第四单元知识网络构建,第四单元考情分析预测,本单元包括直流电路、交流电路和电磁感应直流和交流电路专题包括恒定电流和交变电流两部分，恒定电流部分的主要知识点有部分电路欧姆定律、电阻定律、电阻串联和并联、电源的电动势和内阻、闭合电路的欧姆定律、电功与焦耳定律，复习重点应集中在动态电路、电路故障的检测、含容电路和含(理想或非理想)电表电路问题以及直流电路中能量转化等问题的分析上交变电流部分主要知识点有交变电流的产生、交变电流的图象、交变电流的表述(瞬时值、有效值和峰值)、理想变压器及远距离输电等,第四单元考情分析预测,因高考实验部分必考电路实验，所以直流电路通常以选择题的形式考查或不考，交流电路的问题通常都是通过选择题形式考查电磁感应专题包括电磁感应现象、磁通量、法拉第电磁感应定律、楞次定律、自感、涡流等知识点楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用是电磁感应问题的重点，易涉及牛顿运动定律、路端电压、电功和电热等力电综合问题从近几年的课标高考试题看，电磁感应和电路是高考的一个热点问题，一般以选择题或计算题的形式出现预测2012年高考涉及电磁感应与电路的考题主要表现为以下几种形式：,第四单元考情分析预测,1有关电路能量或直流电路的动态分析的选择题，要特别关注日常电器和新型导体材料(如热敏电阻和光敏电阻等)；2结合生产与生活及近代科技的新情景，考查交变电流的产生原理、变压器原理与含理想变压器的交变电路动态分析问题、远距离输电问题，考查形式为选择题；3结合电磁感应的图象综合考查楞次定律和法拉第电磁感应定律应用的选择题；4以“导轨导体棒”模型为载体，联系法拉第电磁感应定律、楞次定律、安培力、直流电路知识、磁场知识等多个考点的电磁感应综合题，也可结合运动图象或电学图象进行考查命题形式为计算题,第四单元近年高考纵览,第四单元近年高考纵览,第四单元近年高考纵览,专题十一直流和交流电路,专题十一直流和交流电路,专题十一主干知识整合,专题十一主干知识整合,专题十一主干知识整合,专题十一主干知识整合,专题十一主干知识整合,专题十一主干知识整合,专题十一主干知识整合,专题十一主干知识整合,专题十一主干知识整合,专题十一主干知识整合,专题十一要点热点探究,探究点一直流电路动态分析,专题十一要点热点探究,专题十一要点热点探究,专题十一要点热点探究,专题十一要点热点探究,专题十一要点热点探究,专题十一要点热点探究,【点评】本题的分析思路是：变阻器接入电路的电阻变小，导致电路总电阻变小，再由闭合电路欧姆定律确定干路电流变大，最后再根据各部分的串并联情况，利用串并联电路特点和部分电路欧姆定律分别确定各量的变化情况本题是滑动变阻器滑片移动引起的电路动态变化，下面的变式题则是因开关断开引起的电路变化,专题十一要点热点探究,专题十一要点热点探究,专题十一要点热点探究,探究点二表征交变电流的物理量,专题十一要点热点探究,例22011天津卷在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图4114甲所示产生的交变电动势的图象如图4114乙所示，则(),专题十一要点热点探究,At0.005s时线框的磁通量变化率为零Bt0.01s时线框平面与中性面重合C线框产生的交变电动势有效值为311VD线框产生的交变电动势频率为100Hz,专题十一要点热点探究,【点评】本题考查了正弦交变电流的产生原理、电动势的峰值和有效值的关系等交变电流的基础知识下面的变式题则考查理想变压器的工作原理,专题十一要点热点探究,专题十一要点热点探究,专题十一要点热点探究,专题十一要点热点探究,探究点三变压器原理,处理变压器问题的一般思路1处理与变压器相关的电路问题时，一般将电路分成原线圈回路、副线圈回路分别考虑，用变压器的相关公式处理两回路的关系2分析变压器动态变化问题的思路模型,专题十一要点热点探究,3在匝数比一定的情况下，理想变压器的输出电压由输入电压决定，输入电流由输出电流决定，输入功率由输出功率决定,例3(双选)一理想变压器原、副线圈的匝数比为101，原线圈输入电压的变化规律如图4116甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头下列说法正确的是(),专题十一要点热点探究,A副线圈输出电压的频率为50HzB副线圈输出电压的有效值为31VCP向右移动时，原、副线圈的电流比减小DP向右移动时，变压器的输出功率增加,专题十一要点热点探究,专题十一要点热点探究,变式题,专题十一要点热点探究,专题十一要点热点探究,探究点四远距离输电问题,远距离输电与变压器1远距离输电示意图如图4117所示,专题十一要点热点探究,专题十一要点热点探究,例4(双选)如图4118所示，有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4.设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有()AU2减小，U4变大BU2不变，U3变小CP1变小，P2变小DP2变大，P3变大,专题十一要点热点探究,专题十一要点热点探究,专题十一要点热点探究,变式题,专题十一要点热点探究,专题十一教师备用习题,【备选理由】本题重点考查交流电的产生过程及其瞬时值表达式，只有在理解交流电的峰值及周期的决定因素的基础上才能准确应用该表达式，并作出定量分析,1交流发电机电枢中产生的交变电动势为eEmsint，如果要将交变电动势的有效值提高一倍，而交流电的周期不变，可采取的方法是(),专题十一教师备用习题,【解析】BC若交流发电机电枢转速为n，则发电机产生的交变电动势为eEmsintBS(2n)sin(2n)t，若转速提高一倍，周期减小为原来的有效值提高一倍，选项A错误；只将磁场或线圈面积增加一倍，交变电动势的有效值提高一倍，周期不变，选项B、C正确；将磁场增强一倍，同时线圈的面积缩小一半，则交变电动势的有效值不变，选项D错误,A将电枢转速提高一倍，其他条件不变B将磁场增加一倍，其他条件不变C将线圈的面积增加一倍，其他条件不变D将磁场增强一倍，线圈的面积缩小一半，其他条件不变,专题十一教师备用习题,【备选理由】本题给出了一种方波形交流电的产生过程，并求解该种电流的有效值有利于学生开阔视野，并深入理解交流电产生原理,2如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度匀速转动(O轴位于磁场边界)则线框内产生的感应电流的有效值为(),专题十一教师备用习题,专题十一教师备用习题,专题十二电磁感应,专题十二电磁感应,专题十二主干知识整合,一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律的内容是感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比在具体问题的分析中，针对不同形式的电磁感应过程，法拉第电磁感应定律也相应有不同的表达式或计算式,专题十二主干知识整合,专题十二主干知识整合,专题十二主干知识整合,二、楞次定律与左手定则、右手定则1左手定则与右手定则的区别：判断感应电流用右手定则，判断受力用左手定则2应用楞次定律的关键是区分两个磁场：引起感应电流的磁场和感应电流产生的磁场感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化，“阻碍”的结果是延缓了磁通量的变化，同时伴随着能量的转化3楞次定律中“阻碍”的表现形式：阻碍磁通量的变化(增反减同)，阻碍相对运动(来拒去留)，阻碍线圈面积变化(增缩减扩)，阻碍本身电流的变化(自感现象),专题十二主干知识整合,三、电磁感应与电路的综合电磁感应与电路的综合是高考的一个热点内容，两者的核心内容与联系主线如图4121所示：,专题十二主干知识整合,专题十二主干知识整合,专题十二主干知识整合,专题十二要点热点探究,探究点一电磁感应的图象问题,在电磁感应问题中出现的图象主要有Bt图象、t图象、Et图象和It图象，有时还可能出现感应电动势E或感应电流I随线圈位移x变化的图象，即Ex图象或Ix图象(1)对切割类电磁感应图象问题，关键是根据EBLv来判断感应电动势的大小，根据右手定则判断感应电流的方向并按规定的正方向将其落实到图象中,专题十二要点热点探究,(2)电磁感应图象问题的特点是考查方式灵活：根据电磁感应现象发生的过程，确定给定的图象是否正确，或画出正确的图象；由题目给定的图象分析电磁感应过程，综合求解相应的物理量(3)电磁感应图象问题可综合法拉第电磁感应定律、楞次定律和安培定则、右手定则及左手定则，结合电路知识和力学知识求解(4)电磁感应图象问题的解题方法技巧：根据初始条件，确定给定的物理量的正负或方向的对应关系和变化范围，确定所研究的物理量的函数表达式以及进出磁场的转折点等，这是解题的关键,专题十二要点热点探究,例1如图4122所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到MN的过程中，棒上感应电动势E随时间t变化的图示，可能正确的是(),专题十二要点热点探究,例1A【解析】MN只有进入磁场中才切割磁感线，因而只有中间过程有感应电动势，且EBLv，故选A.,【点评】电磁感应的图象问题在广东高考中出现的形式一般是选择正确的感应电流的图线或感应电动势的图线要求理解图线的意义，能够根据导线或线圈的运动情况找出感应电动势或感应电流的变化规律，根据变化规律画出感应电动势或感应电流随时间变化的图象,专题十二要点热点探究,变式题,专题十二要点热点探究,专题十二要点热点探究,专题十二要点热点探究,探究点二电磁感应与电路的综合问题,专题十二要点热点探究,专题十二要点热点探究,专题十二要点热点探究,专题十二要点热点探究,探究点三涉及电磁感应的力电综合题,以电磁感应现象为核心，综合应用牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定律及电路等知识形成的力电综合问题，经常以导体棒切割磁感线运动或穿过线圈的磁通量发生变化等物理情景为载体命题(1)受力与运动分析导体棒运动切割磁感线产生感应电动势，而感应电流在磁场中受安培力的作用，安培力将阻碍导体棒的运动导体棒运动过程受到的安培力一般是变力，引起导体棒切割磁感线运动的加速度发生变化当加速度变为零时，运动达到稳定状态，最终导体棒做匀速直线运动，利用平衡条件可求导体棒稳定状态的速度,专题十二要点热点探究,(2)解题思路利用法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则确定感应电动势的大小和方向；应用闭合电路欧姆定律求电路中的感应电流的大小；分析所研究的导体的受力情况，关注安培力的方向；应用运动学规律、牛顿第二定律、动能定理、平衡条件等列方程求解,专题十二要点热点探究,例32011四川卷如图4127所示，间距l0.3m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内在水平面a1b1b2a2区域内和倾角37的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B10.4T、方向竖直向上和B21T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场电阻R0.3、质量m10.1kg、长为l的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，绳上穿有质量m20.05kg的小环,专题十二要点热点探究,已知小环以a6m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长取g10m/s2，sin370.6，cos370.8.求：(1)小环所受摩擦力的大小；(2)Q杆所受拉力的瞬时功率,专题十二要点热点探究,专题十二要点热点探究,专题十二要点热点探究,专题十二要点热点探究,【点评】电磁感应过程实质是电能与其他形式的能之间相互转化的过程，安培力做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，“外力”克服安培力做功，则是其他形式的能转化为电能的过程一般解题思路是：(1)若安培力为恒力，由于电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功，可先求克服安培力做的功；(2)若安培力为变力，应从能量守恒角度解题，即系统初态总机械能等于系统末态总机械能与产生的电能之和；(3)利用电路中所产生的电能计算,专题十二要点热点探究,专题十二要点热点探究,(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,专题十二要点热点探究,专题十二要点热点探究,专题十二教