專題四電路與電磁感應(yīng)第2講電磁感應(yīng) 交流電

1、目錄目錄第第2講電磁感應(yīng)交流電講電磁感應(yīng)交流電目錄目錄熱點(diǎn)串講深度剖析熱點(diǎn)串講深度剖析知能演練高分跨欄知能演練高分跨欄審題示例規(guī)范答題審題示例規(guī)范答題目錄目錄熱點(diǎn)一熱點(diǎn)一 電磁感應(yīng)中的圖象問題電磁感應(yīng)中的圖象問題熱 點(diǎn) 串 講 深 度 剖 析熱 點(diǎn) 串 講 深 度 剖 析1解決圖象問題的一般步驟解決圖象問題的一般步驟(1)明確圖象的種類；明確圖象的種類；(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程；分析電磁感應(yīng)的具體過程；(3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系；用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系；(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律寫出

2、函數(shù)關(guān)系式；等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式；目錄目錄(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等；截距等；(6)畫圖象或判斷圖象畫圖象或判斷圖象2分析圖象問題時(shí)應(yīng)注意的問題分析圖象問題時(shí)應(yīng)注意的問題(1)圖象中兩個(gè)坐標(biāo)軸及縱坐標(biāo)的正負(fù)各代表什么意義；圖象中兩個(gè)坐標(biāo)軸及縱坐標(biāo)的正負(fù)各代表什么意義；(2)畫圖象時(shí)應(yīng)注意初始狀態(tài)如何以及正方向的選取；畫圖象時(shí)應(yīng)注意初始狀態(tài)如何以及正方向的選??；(3)圖象橫軸、縱軸截距及圖線斜率的物理意義圖象橫軸、縱軸截距及圖線斜率的物理意義目錄目錄例例1 (2012高考福建卷高考福建卷)如圖如圖421，一圓形閉合

3、銅環(huán)，一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落，穿過一根豎直懸掛的條形磁鐵，由高處從靜止開始下落，穿過一根豎直懸掛的條形磁鐵，銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸線始終保持重合若取銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸線始終保持重合若取磁鐵中心磁鐵中心O為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立豎直向下為正方向的為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立豎直向下為正方向的x軸，則軸，則圖圖422中最能正確反映環(huán)中感應(yīng)電流中最能正確反映環(huán)中感應(yīng)電流i隨環(huán)心位置坐標(biāo)隨環(huán)心位置坐標(biāo)x變化的關(guān)系圖象是變化的關(guān)系圖象是()圖圖421目錄目錄圖圖422目錄目錄【自主解答自主解答】閉合銅環(huán)在下落過程中穿過銅環(huán)的磁場方閉合銅環(huán)在下落過程中穿過銅環(huán)的磁場方向始終向上，磁通量先增加后

4、減小，由楞次定律可判斷感向始終向上，磁通量先增加后減小，由楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向要發(fā)生變化，應(yīng)電流的方向要發(fā)生變化，D項(xiàng)錯(cuò)誤；因穿過閉合銅環(huán)的項(xiàng)錯(cuò)誤；因穿過閉合銅環(huán)的磁通量的變化率不是均勻變化，所以感應(yīng)電流隨磁通量的變化率不是均勻變化，所以感應(yīng)電流隨x的變化關(guān)的變化關(guān)系不可能是線性關(guān)系，系不可能是線性關(guān)系，A項(xiàng)錯(cuò)誤；銅環(huán)由靜止開始下落，項(xiàng)錯(cuò)誤；銅環(huán)由靜止開始下落，速度較小，所以穿過銅環(huán)的磁通量的變化率較小，產(chǎn)生的速度較小，所以穿過銅環(huán)的磁通量的變化率較小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的最大值較小，過感應(yīng)電流的最大值較小，過O點(diǎn)后，銅環(huán)的速度增大，磁點(diǎn)后，銅環(huán)的速度增大，磁通量的變化率較大，所以感應(yīng)電流

5、的反向最大值大于正向通量的變化率較大，所以感應(yīng)電流的反向最大值大于正向最大值，故最大值，故B項(xiàng)正確，項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤項(xiàng)錯(cuò)誤【答案答案】B目錄目錄強(qiáng)化訓(xùn)練強(qiáng)化訓(xùn)練1一矩形線圈位于一隨時(shí)間一矩形線圈位于一隨時(shí)間t變化的勻強(qiáng)磁場內(nèi)，變化的勻強(qiáng)磁場內(nèi)，磁場方向垂直線圈所在的平面磁場方向垂直線圈所在的平面(紙面紙面)向里，如圖向里，如圖423所所示，以示，以i表示線圈中的感應(yīng)電流，以圖中的線圈上所示方向表示線圈中的感應(yīng)電流，以圖中的線圈上所示方向的電流為正，則下圖中的的電流為正，則下圖中的it圖象正確的是圖象正確的是()圖圖423目錄目錄圖圖424目錄目錄目錄目錄熱點(diǎn)二熱點(diǎn)二 電磁感應(yīng)中的電路問題電磁感

6、應(yīng)中的電路問題在電磁感應(yīng)中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回在電磁感應(yīng)中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，該導(dǎo)體或回路相當(dāng)于電源，該導(dǎo)體或路產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，該導(dǎo)體或回路相當(dāng)于電源，該導(dǎo)體或回路的電阻相當(dāng)于內(nèi)電阻解決電磁感應(yīng)中的電路問題的回路的電阻相當(dāng)于內(nèi)電阻解決電磁感應(yīng)中的電路問題的步驟：步驟：1求出感應(yīng)電動(dòng)勢求出感應(yīng)電動(dòng)勢用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢的大小用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向和方向(1)當(dāng)切割磁感線的導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)或磁通量均勻變化時(shí)，當(dāng)切割磁感線的導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)或磁通量均勻變化時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢不變，是恒定電流的問題；

7、感應(yīng)電動(dòng)勢不變，是恒定電流的問題；目錄目錄(2)當(dāng)切割磁感線的導(dǎo)體棒變速運(yùn)動(dòng)或磁通量非均勻變化時(shí)當(dāng)切割磁感線的導(dǎo)體棒變速運(yùn)動(dòng)或磁通量非均勻變化時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢變化，是變化電流的問題感應(yīng)電動(dòng)勢變化，是變化電流的問題2畫出等效電路畫出等效電路對整個(gè)回路進(jìn)行分析，確定哪一部分是電源，哪一部分是對整個(gè)回路進(jìn)行分析，確定哪一部分是電源，哪一部分是負(fù)載以及負(fù)載間的連接關(guān)系負(fù)載以及負(fù)載間的連接關(guān)系3根據(jù)閉合電路歐姆定律，串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，電功率根據(jù)閉合電路歐姆定律，串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，電功率公式、焦耳定律以及能量轉(zhuǎn)化及守恒定律，列方程求解公式、焦耳定律以及能量轉(zhuǎn)化及守恒定律，列方程求解目錄目錄例例2圖圖42

8、5目錄目錄目錄目錄目錄目錄目錄目錄目錄目錄圖圖427【答案答案】(1)4.9102 V電流方向?yàn)殡娏鞣较驗(yàn)閎a(2)見自主解見自主解答答(3)見自主解答見自主解答目錄目錄強(qiáng)化訓(xùn)練強(qiáng)化訓(xùn)練2如圖如圖428所示，垂直紙面的正方形勻強(qiáng)磁場所示，垂直紙面的正方形勻強(qiáng)磁場區(qū)域內(nèi)，有一位于紙面且電阻均勻的正區(qū)域內(nèi)，有一位于紙面且電阻均勻的正方形導(dǎo)體框方形導(dǎo)體框abcd，現(xiàn)將導(dǎo)體框分別以，現(xiàn)將導(dǎo)體框分別以3v、v的速度朝左、右兩個(gè)方向勻速拉出磁的速度朝左、右兩個(gè)方向勻速拉出磁場，則導(dǎo)體框分別從左、右兩個(gè)方向場，則導(dǎo)體框分別從左、右兩個(gè)方向移出磁場的過程中移出磁場的過程中()A導(dǎo)體框所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小之比

9、為導(dǎo)體框所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小之比為11B導(dǎo)體框所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小之比為導(dǎo)體框所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小之比為31C導(dǎo)體框?qū)w框ad邊兩端電勢差之比為邊兩端電勢差之比為11D導(dǎo)體框?qū)w框ad邊兩端電勢差之比為邊兩端電勢差之比為91圖圖428目錄目錄目錄目錄熱點(diǎn)三熱點(diǎn)三 交變電路綜合分析交變電路綜合分析目錄目錄2交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式書寫的基本思路交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式書寫的基本思路(1)根據(jù)已知圖象或由公式根據(jù)已知圖象或由公式EmNBS求出相應(yīng)峰值求出相應(yīng)峰值(2)明確線圈的初始位置，找出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式明確線圈的初始位置，找出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式線圈從中性面開始計(jì)時(shí)，函數(shù)表達(dá)式為線圈從中性面開始計(jì)時(shí)

10、，函數(shù)表達(dá)式為iImsint.線圈從垂直中性面開始計(jì)時(shí)，函數(shù)表達(dá)式為線圈從垂直中性面開始計(jì)時(shí)，函數(shù)表達(dá)式為iImcost.目錄目錄 (2012高考安徽卷高考安徽卷)如圖如圖429甲是交流發(fā)電機(jī)模型甲是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖在磁感應(yīng)強(qiáng)度為示意圖在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一矩形線圈的勻強(qiáng)磁場中，有一矩形線圈abcd可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的軸可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)，由線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，由線圈引出的導(dǎo)線引出的導(dǎo)線ae和和df分別與兩個(gè)跟線圈一起繞分別與兩個(gè)跟線圈一起繞OO轉(zhuǎn)動(dòng)的金轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圓環(huán)相連接，金屬圓環(huán)又分別與兩個(gè)固定的電刷保持滑屬圓環(huán)相連接，金屬圓環(huán)又分別與兩個(gè)固定的電刷保持滑

11、動(dòng)接觸，這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中就可以保持和外電路電阻動(dòng)接觸，這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路圖乙是線圈的主視圖，導(dǎo)線形成閉合電路圖乙是線圈的主視圖，導(dǎo)線ab和和cd分別分別用它們的橫截面來表示已知用它們的橫截面來表示已知ab長度為長度為L1，bc長度為長度為L2，線圈以恒定角速度線圈以恒定角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(只考慮單匝線圈只考慮單匝線圈)例例3目錄目錄圖圖429(1)線圈平面處于中性面位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，試推導(dǎo)線圈平面處于中性面位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，試推導(dǎo)t時(shí)刻整個(gè)時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢e1的表達(dá)式；的表達(dá)式；(2)線圈平面處于與中性面成線圈平面處于與

12、中性面成0夾角位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，如圖夾角位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，如圖丙所示，試寫出丙所示，試寫出t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢e2的表達(dá)式的表達(dá)式;(3)若線圈電阻為若線圈電阻為r，求線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻，求線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳上產(chǎn)生的焦耳熱熱(其他電阻均不計(jì)其他電阻均不計(jì))目錄目錄目錄目錄目錄目錄目錄目錄圖圖4211目錄目錄目錄目錄熱點(diǎn)四熱點(diǎn)四 變壓器及遠(yuǎn)距離輸電問題變壓器及遠(yuǎn)距離輸電問題目錄目錄2原、副線圈中各量的因果關(guān)系原、副線圈中各量的因果關(guān)系(1)電壓關(guān)系：電壓關(guān)系：U1決定決定U2.(2)電流關(guān)系：電流關(guān)系：I2決定決定I1.(3)功率關(guān)系：功率關(guān)系：P2決

13、定決定P1.3遠(yuǎn)距離輸電遠(yuǎn)距離輸電(1)問題：電能的損失和電壓的損失問題：電能的損失和電壓的損失(2)關(guān)鍵：減少輸電線上電能的損失，關(guān)鍵：減少輸電線上電能的損失，P損損I2R線線(3)方法：方法：減小輸電導(dǎo)線的電阻；減小輸電導(dǎo)線的電阻；提高輸電電壓，減小提高輸電電壓，減小輸電電流輸電電流目錄目錄例例4 (2012武漢部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考武漢部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)某小型水電站的電能某小型水電站的電能輸送示意圖如圖輸送示意圖如圖4212甲所示，發(fā)電機(jī)通過升壓變壓器甲所示，發(fā)電機(jī)通過升壓變壓器和降壓變壓器向用戶供電已知輸電線的總電阻為和降壓變壓器向用戶供電已知輸電線的總電阻為r ，降，降壓變壓器原、副線圈的

14、匝數(shù)比為壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n3n4n1，降壓變壓，降壓變壓器的副線圈兩端電壓如圖乙所示，降壓變壓器的副線圈與器的副線圈兩端電壓如圖乙所示，降壓變壓器的副線圈與阻值阻值R022 的電阻組成閉合電路若將變壓器視為理想的電阻組成閉合電路若將變壓器視為理想變壓器，則下列說法正確的是變壓器，則下列說法正確的是()目錄目錄圖圖4212目錄目錄【答案】【答案】BD目錄目錄強(qiáng)化訓(xùn)練強(qiáng)化訓(xùn)練4 如圖如圖4213所示，有一臺交流發(fā)電機(jī)所示，有一臺交流發(fā)電機(jī)E，通過理想升壓變壓器通過理想升壓變壓器T1和理想降壓變壓器和理想降壓變壓器T2向遠(yuǎn)處用戶向遠(yuǎn)處用戶供電，輸電線的總電阻供電，輸電線的總電阻R.T1的

15、輸入電壓和輸入功率分別的輸入電壓和輸入功率分別為為U1和和P1，它的輸出電壓和輸出功率分別為它的輸出電壓和輸出功率分別為U2和和P2；T2的的輸入電壓和輸入功率分別為輸入電壓和輸入功率分別為U3和和P3，它的輸出電壓和輸，它的輸出電壓和輸出功率分別為出功率分別為U4和和P4.設(shè)設(shè)T1的輸入電壓的輸入電壓U1一定，當(dāng)用戶消一定，當(dāng)用戶消耗的電功率變大時(shí)，有耗的電功率變大時(shí)，有()圖圖4213目錄目錄AU2減小，減小，U4變大變大BU2不變，不變，U3變小變小CP1變小，變小，P2變小變小DP2變大，變大，P3變大變大目錄目錄審 題 示 例 規(guī) 范 答 題審 題 示 例 規(guī) 范 答 題“桿導(dǎo)軌桿導(dǎo)

16、軌”模型的分析模型的分析經(jīng)典案例經(jīng)典案例1圖圖4214目錄目錄2435目錄目錄解題思維導(dǎo)圖解題思維導(dǎo)圖 運(yùn)動(dòng)過程只受重力、支持力、安培力運(yùn)動(dòng)過程只受重力、支持力、安培力 金屬棒金屬棒ab切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，ab棒相當(dāng)于電源棒相當(dāng)于電源 最大速度的條件：安培力和重力的分量相等最大速度的條件：安培力和重力的分量相等 用平均電流計(jì)算用平均電流計(jì)算 結(jié)合功能關(guān)系分析計(jì)算結(jié)合功能關(guān)系分析計(jì)算23415目錄目錄解題樣板解題樣板圖圖4215目錄目錄目錄目錄目錄目錄閱卷點(diǎn)評閱卷點(diǎn)評導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)分析過程，一般包括導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)分析過程，一般包括“三個(gè)電學(xué)方程、三個(gè)電學(xué)方程、一個(gè)力學(xué)方程一個(gè)力學(xué)方程”三個(gè)電學(xué)方程為感應(yīng)電動(dòng)勢的方程、感應(yīng)三個(gè)