2013年高考物理考前冲刺大题攻关专题07 电磁感应和交变电流

2013年高考物理考前冲刺大题攻关专题07 电磁感应和交变电流内容摘要：

1、【2013 高考会这样考】= ，会计算平动切割、转动切割、与电路、力学、功、握远距离输电线路. 【原味还原高考】一、电磁感应现象、)公式：B 为线圈平面与磁场方向的夹角.(2)单位：韦伯(，1 1 T )磁通量的变化：= 2S、 不变，B 改变，这时 =B见情况 B、 不变，S 改变，这时 =SB、S 不变， 改变，这时 =BS() )感应电流产生条件 (2)感应电动势产生条件：(1)楞次定律内容：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流磁场的磁通量的变化.适用情况：所有电磁感应现象. (2)右手定则：要点：掌心磁感线垂直穿入掌心，拇指指向导体运动的方向,四指指向感应电流的方向.适用情况：电路的部 2、分导体切割磁感线产生感应电流. (3)判断感应电流方向的“三步法” 1)阻碍原磁通量的变化，即“增反减同”.(2)阻碍相对运动，即“来拒去留”(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势，即“增缩减扩”.(4)阻碍原电流的变化(自感现象 )，即“增反减同”. 【名师点睛】)谁阻碍谁：感应电流的磁场阻碍引起感应电流的原磁场磁通量的变化.(2)阻碍什么：阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量或磁场本身.(3)怎样阻碍：阻碍不是“相反” ，也不是“阻止” ，当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，原磁通量仍缓慢增加；当原磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，原磁通量仍缓慢减小. 手定 3、则、右手定则和楞次定律的比较名称 现象 规律电流的磁效应 运动电荷、电流产生磁场 安培定则磁场力 磁场对运动电荷、电流的作用 左手定则导体做切割磁感线运动 右手定则电磁感应回路的磁通量变化 楞次定律二、法拉第电磁感应定律、自感、)内容：闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.(2)表达式： 式中的 n 为线圈的匝数， 是磁通量的变化率 . )导体在匀强磁场中平动一般情况：运动速度 v 和磁感线方向夹角为 ，则 E=常用情况：运动速度 v 和磁感线方向垂直，则 E=2)导体棒在匀强磁场中转动，在垂直于磁感线的平面内以角速度 匀速转动产生感应电动势，(导体棒的长度为 l，有 4、效切割速度取中点位置线速度 (3)对法拉第电磁感应定律的理解感应电动势的大小：由穿过电路的磁通量的变化率 和线圈的匝数 n 决定，与磁通量 、磁通量的变化量 无必然联系.对公式的理解：)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势，其大小 L 为自感系数 . (2)自感系数：L 与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯等因素有关，其单位是亨利，符号是 H. 它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水中的漩涡所以叫涡流.(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，止指针损坏,就是利用了这一原理.(2)电磁驱动：如果磁 5、场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了楞次定律的推广应用.【特别提醒】=理解(1)正交性：在 E=，B、l、v = 为 B 与 v 的夹角.(2)有效性：导体平动切割磁感线,l 为导体两端点的有效长度.(3)相对性：E=的速度 v 是相对于磁场 B 的速度.(4)瞬时性：公式中 v 一般为瞬时速度，则 E 为瞬时电动势 . 与公式 E=比较E=体 一个回路 一段导体适用 普遍使用 导体切割磁感线意义 常常用于求平均电动势 导体做切割磁感线运动时，用 E E 比较方便；当穿过电路的磁通量发生变化时，用求 E 比较方便 )内电 6、路与外电路切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈相当于电源，其电阻相当于电源内阻，其余部分是外电路.(2)电动势、路端电压与电流根据法拉第电磁感应定律：电动势 或 E=根据闭合电路欧姆定律：路端电压 U=路电流。 )通电导体在磁场中将受到安培力作用，电磁感应问题往往和力学问题联系在一起.(2)安培力大小：由感应电动势 E感应电流 IF 安 =3)方向：由左手定则判断,或安培力的方向一定阻碍导体切割磁感线 磁感应中的能量转化(1)电磁感应现象的能量转化实质：感应电流在磁场中受安培力，导体克服安培力做功，将其他形式的能量转化为电能，别提醒】电磁感应与电路、力学综合问题的解题思路与步骤(1)确定 7、电源，利用法拉第电磁感应定律求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向.(2)确定电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系 )，画出等效电路图.(3)利用电路规律求解电路中的量，主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解.(4)利用动力学的规律或功能的规律求解力学量. 【方法技巧】合电路中磁通量发生变化或有部分导体在做切割磁感线运动，在回路中将产生感应电动势，压、)确定电源:明确哪一部分电路产生电磁感应，则这部分电路就是等效电源(2)导体)内部，电流由负极(低电势)流向电源的正极(高电势) ，在外部由正极流向负极.(3)正确分析电路的结构，画出等效电路图.(4)结合运用 8、闭合电路欧姆定律、串并联电路的性质等有关知识解决相关问题. 四、导体棒模型的问题分析纵观近几年的高考试题，电磁学的导体棒问题出现频率很高，且多为分值较大的计算题，其主要原因如下：综合多个物理高考知识点型繁多、物理过程复杂，有利于综合考查学生运用所学的知识从多层面、多角度、类是通电导体棒，使之平衡或运动；另一类是导体棒运动切割磁感线生电1、通电导体棒模型通电导体棒模型，一般为平衡和运动两类，对于通电导体棒的平衡问题，可利用物体的平衡条件来解答，而对于通电导体棒的运动问题，则要结合牛顿运动定律、能量观点进行综合分析，生电模型棒生电模型是电磁感应中的最典型的一类模型，生电方式分为平动切割和转动切割解 9、决此类问题要从静态到动态、动态到终态加以分析讨论，其中分析动态是关键对于动态分析，可从以下过程考虑：闭合电路中的磁通量发生变化导体产生感应电流导体受安培力和其他力作用导体加速度变化速度变化感应电流变化周而复始地循环最后加速度减小至零速度达到最大此，由功能观点切入，分清楚电磁感应过程中能量转化关系，往往是解决电磁感应问题的关键，)交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流.(2)正弦交流电：电流或电压均按正( 余)(3)中性面定义：线圈平面在与磁场垂直的位置平面.特点：线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率最小，感应电动势为零.(4)正弦式交变电流的产生和变化规律产生：当闭合线 10、圈由中性面位置(如图从 置) 开始在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间变化的函数是正弦函数，线圈中产生的感应电流即为正弦式交变电流.瞬时值表达式:电动势：e=E 电压：u=U 电流：i=I t 定 义 符 号关 系 最大值 交变电流的电流或电压所能达到的最大值 m、一时刻交变电流或电压的大小 e、u、i 有效值 与某一直流具有相同热效应的直流电压或直流电流的值E、U、变电流完成一次周期性变化的时 “四值”的应用(1)瞬时值：反映了不同时刻交变电流的大小，发光二极管在瞬时值超过其发光电压的时间内才可以发光.(2)最大值：在考虑电容器的耐压值时，则应根据交流电的 11、最大值.(3)有效值：求电功、电功率、焦耳热以及确定保险丝的熔断电流等物理量时，要用有效值计算，正弦交流电的有效值为 流电压表、交流电流表所测的数值均是指有效值，一些交流电器铭牌上所标的额定电压(电流)值也是指有效值.(4)平均值：求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值，即 平均值的计算需用 计算，切记不能用 平均值不等于有效值. 【名师点睛】确书写对应函数关系式，若是正弦交流电,则:(1)表达式 e=从中性面计时).(2)如果线圈从垂直中性面开始转动，则表达式为 e=特别注意两个特殊位置的不同特点(1)线圈平面与中性面重合时，SB， 最大，/t=0，e=0，i=0，电流方向将发生改变.(2)线圈平面与中性面垂直时，SB，=0，/t 最大， e 最大，i 最大，。