高考物理二轮复习专题4第10讲-电磁感应交流电电磁波省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

第十讲电磁感应、交流电、电磁波1/59重点知识归纳2/593/59定则与定律应用安培定则判断电流(运动电荷)产生磁场方向左手定则判断磁场对电流、运动电荷作用力方向右手定则判断导体切割磁感线时产生感应电流方向楞次定律判断回路中感应电流方向4/59E＝nE＝BLvsinθ研究对象一个回路(不一定闭合)一段直导线(或可等效成直导线)适用范围不论什么方式引发Φ改变都能够只适于一段导体切割磁感线磁场情况任意磁场只能是匀强磁场5/59E＝nE＝BLvsinθ物理意义①Δt为一段时间,则E为平均值②Δt→0时,则E为瞬时值①v是平均速度,则E为平均值②v是瞬时速度,则E为瞬时值各字母含义是Φ改变率,与ΔΦ、Φ无必定联络①L:有效切割长度②v:有效切割速度③θ是B与v夹角6/597/59二、交流电“四值”比较8/59瞬时值最大值平均值有效值物理意义反应不一样时刻交流电大小和方向也叫峰值,它是瞬时值最大值,它反应是交流电大小改变范围是指交流电图象中图线与时间轴所围成面积跟时间比值交流电和直流电经过相同阻值电阻,在相同时间内产生热量相等9/5910/59瞬时值最大值平均值有效值应用范围计算闪光电器(如霓虹灯)闪光时间等计算电容器耐压值计算经过导体电荷量q计算交流电经过导体产生热量、电功以及确定熔丝熔断电流11/59尤其提醒：(1)平移转轴,改变线圈形状,不会改变产生交流电最大值.(2)交流电瞬时值有时写成e＝Emcosωt,不是交流电变了,而是计时位置发生了改变.12/59三、理想变压器原、副线圈基本量关系13/59因果关系(n1、n2不变)(1)U1决定了U2(2)I2决定了I1(3)P2决定了P114/59四、电磁场与电磁波1.对麦克斯韦电磁场理论深入了解(1)恒定磁场(电场)不能产生电场(磁场)．(2)周期性改变电场(磁场)产生同频率周期性改变磁场(电场)，才能形成电磁波．(3)改变磁场能够在周围空间产生电场,这种电场与电荷激发静电场不一样,它电场线是闭合,它存在与空间有没有导体或者有没有闭合电路无关.15/592．对电磁波了解(1)电磁波传输不需要介质,可在真空中传输,在真空中,不一样频率电磁波传输速度是相同(都等于光速).(2)不一样频率电磁波,在同一介质中传输,其速度是不一样,频率越高,波速越小.16/5917/59热点题型示例热点一电磁感应中图象问题电磁感应中常包括磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E、感应电流I、安培力F安或外力F外随时间t改变图象,即B－t图、Φ－t图、E－t图、I－t图、F－t图.对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流情况,还常包括感应电动势E和感应电流I随位移s改变图象,即E－s图、I－s图等.18/59图象问题大致上可分为两类：1.由给定电磁感应过程选出或画出正确图象,这类问题要注意以下几点：(1)定性或定量地表示出所研究问题函数关系;(2)在图象中E、I、B等物理量方向经过正负值来反应;(3)画图象时要注意横、纵坐标单位长度定义或表示.19/592.由给定相关图象分析电磁感应过程,求解对应物理量．不论是何种类型,电磁感应中图象问题常需利用右手定则、左手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律进行分析处理.20/59

(年高考上海卷)如图10－1所表示,一有界区域内,存在着磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上匀强磁场,磁场宽度均为L.边长为L正方形线框abcdbc边紧靠磁场边缘置于桌面上.使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速经过磁场区域,若以逆时针方向为电流正方向,能反应线框中感应电流改变规律是(

)例1图10－121/5922/59【答案】

AC23/59强化训练1

(年高考江苏卷)如图10－3所表示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计,匀强磁场与导轨平面垂直.阻值为R导体棒垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好.t＝0时,将开关S由1掷到2.q、i、v和a分别表示电容器所带电荷量、棒中电流、棒速度和加速度.以下图象正确是(

)图10－324/5925/59解析:选D.导体棒做加速度减小加速运动,直至匀速.故q­t图象应如图甲所表示,A错；i­t图象应如图乙所表示,B错;v­t图象应如图丙所表示,C错.D对.26/591．动力学问题研究对象热点二电磁感应中动力学问题27/592．处理电磁感应中动力学问题详细思绪电源―→电路―→受力情况―→功、能问题28/59详细步骤为：(1)明确哪一部分电路产生感应电动势，则这部分电路就是等效电源；(2)正确分析电路结构，画出等效电路图；(3)分析所研究导体受力情况；(4)列出动力学方程或平衡方程并求解．29/59(年高考福建理综卷)如图10－5所表示,两条平行光滑金属导轨固定在倾角为θ绝缘斜面上,导轨上端连接一个定值电阻R.导体棒a和b放在导轨上,与导轨垂直并良好接触.斜面上水平虚线PQ以下区域内,存在着垂直穿过斜面向上匀强磁场.现对a棒施以平行导轨斜向上拉力F,使它沿导轨匀速向上运动,此时放在导轨下端b棒恰好静止.例230/59当a棒运动到磁场上边界PQ处时,撤去拉力,a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动,此时b棒已滑离导轨.当a棒再次滑回到磁场上边界PQ处时,又恰能沿导轨匀速向下运动.已知a棒、b棒和定值电阻阻值均为R,b棒质量为m,重力加速度为g,导轨电阻不计.求:图10－531/59(1)a棒在磁场中沿导轨向上运动过程中,a棒中电流强度Ia与定值电阻R中电流强度IR之比;(2)a棒质量ma；(3)a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受拉力F.32/5933/5934/59强化训练2

(年高考江苏理综卷)如图10－6所表示,两足够长光滑金属导轨竖直放置,相距为L,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直.一质量为m、有效电阻为R导体棒在距磁场上边界h处静止释放.导体棒进入磁场后,流经电流表电流逐步减小,最终稳定为I.整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且一直保持水平,不计导轨电阻.求:图10－635/59(1)磁感应强度B大小；(2)电流稳定后，导体棒运动速度v大小；(3)流经电流表电流最大值Im.36/5937/5938/59热点三电磁感应中电路、能量转化问题1．电路问题(1)将切割磁感线导体或磁通量发生改变回路作为电源，确定感应电动势和内阻．(2)画出等效电路．(3)利用闭合电路欧姆定律，串、并联电路特点，电功率公式，焦耳定律公式等求解．39/592．能量转化问题(1)安培力功是电能和其它形式能之间相互转化“桥梁”，用框图表示以下：40/59(2)明确功效关系,确定有哪些形式能量发生了转化.如有摩擦力做功,必有内能产生;有重力做功,重力势能必定发生改变;安培力做负功,必定有其它形式能转化为电能.(3)依据不一样物理情景选择动能定理,能量守恒定律,功效关系,列方程求解问题.41/59(14分)(年高考上海单科卷)如图10－7,宽度L＝0.5m光滑金属框架MNPQ固定于水平面内,并处于磁感应强度大小B＝0.4T,方向竖直向下匀强磁场中,框架电阻非均匀分布.将质量m＝0.1kg,电阻可忽略金属棒ab放置在框架上,并与框架接触良好.以P为坐标原点,PQ方向为x轴正方向建立坐标系.金属棒从x0＝1m处以v0＝2m/s初速度,沿x轴负方向做a＝2m/s2匀减速直线运动,运动中金属棒仅受安培力作用.求:例3图10－742/5943/5944/5945/5946/59强化训练3

(年高考上海卷)电阻可忽略光滑平行金属导轨长S＝1.15m,两导轨间距L＝0.75m,导轨倾角为30°,导轨上端ab接一阻值R＝1.5Ω电阻,磁感应强度B＝0.8T匀强磁场垂直轨道平面向上.阻值r＝0.5Ω,质量m＝0.2kg金属棒与轨道垂直且接触良好,从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端,在此过程中金属棒产生焦耳热Q1＝0.1J.(取g＝10m/s2)求:47/59图10－848/5949/5950/59答案：(1)0.4J

(2)3.2m/s2

(3)看法析51/59热点四变压器与远距离输电解答远距离输电题目时，要注意以下几点：1．明确输电流程：交流发电机→升压变压器→输电线→降压变压器→用户．2．明确功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P3＋ΔP.ΔP为输电线上损失功率，且ΔP＝I2R线．52/5953/59(年高考浙江理综卷)某水电站,用总电阻为2.5Ω输电线输电给500km外用户,其输出电功率是3×106kW,现用500kV电压输电,则以下说法正确是(

)A.输电线上输送电流大小为2.0×105AB.输电线上由电阻造成损失电压为15kVC.若改用5kV电压输电,则输电线上损失功率为9×108kWD.输电线上损失功率为ΔP＝U2/r,U为输电电压,r为输电线电阻例454/5955/59【答案】

B56/59强化训练4

(年高考江苏卷)在如图10－9所表示远距离输电电路中，升压变压器