專題四：電路與電磁感應(yīng)-物理-北京地區(qū)專用

1、第第8 8講講恒定電流和交變電流恒定電流和交變電流第第9 9講講電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建熟知電路的基本概念和規(guī)律，掌握交、直流電路的熟知電路的基本概念和規(guī)律，掌握交、直流電路的基本問題的分析方法基本問題的分析方法( (動態(tài)分析、故障分析、能量分動態(tài)分析、故障分析、能量分析等析等) )；理解電磁感應(yīng)兩大規(guī)律理解電磁感應(yīng)兩大規(guī)律( (楞次定律和法拉第電磁感楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)定律) )，掌握電磁感應(yīng)兩個基本問題，掌握電磁感應(yīng)兩個基本問題( (電流的方向和電流的方向和感應(yīng)電動勢的大小感應(yīng)電動勢的大小) )的解題技巧；的解題技巧； 掌握力學(xué)兩類問題掌握

2、力學(xué)兩類問題( (動力學(xué)和功與能動力學(xué)和功與能) )在電磁感應(yīng)中在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用，熟悉電磁感應(yīng)的兩種基本模型的應(yīng)用，熟悉電磁感應(yīng)的兩種基本模型( (導(dǎo)體棒和導(dǎo)導(dǎo)體棒和導(dǎo)線框模型線框模型) )的解題方法的解題方法高高頻頻考考點點探探究究熱熱點點模模型型解解讀讀高高考考真真題題聚聚焦焦核心知識重組核心知識重組核心知識重組核心知識重組核心知識重組核心知識重組核心知識重組核心知識重組核心知識重組核心知識重組核心知識重組核心知識重組二、交變電流1中性面(1)線圈通過中性面時，磁感線垂直于該時刻的線圈平面，所以磁通量最大，磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動勢為零(2)線圈平面每次轉(zhuǎn)過中性面時，線圈中感應(yīng)電流方

3、向改變一次，轉(zhuǎn)動一周則線圈兩次通過中性面，故一個周期內(nèi)線圈中電流方向改變兩次(3)線圈平面處于跟中性面垂直的位置時，線圈平面平行于磁感線，磁通量為零，磁通量的變化率最大，感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流均最大，電流方向不變核心知識重組核心知識重組核心知識重組核心知識重組核心知識重組核心知識重組(4)變壓器中的決定關(guān)系：在匝數(shù)比一定的情況下，理想變壓器的輸出電壓由輸入電壓決定，輸入電流由輸出電流決定，輸入功率由輸出功率決定第第8 8講講恒定電流和交變電流恒定電流和交變電流高高考考真真題題聚聚焦焦 1(多選多選) 如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為分別為n1、n

4、2.原線圈通過一理想電流表原線圈通過一理想電流表A接正弦交流電源，接正弦交流電源，一個二極管和阻值為一個二極管和阻值為R的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端假設(shè)該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮端假設(shè)該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大用交流電壓表測得大用交流電壓表測得a、b端和端和c、d端的電壓分別為端的電壓分別為Uab和和Ucd ，則，則() AUab Ucdn1 n2B增大負(fù)載電阻的阻值增大負(fù)載電阻的阻值R， 電流表的讀數(shù)變小電流表的讀數(shù)變小C負(fù)載電阻的阻值越小，負(fù)載電阻的阻值越小，c、d間的電壓間的電壓Ucd越大越大D將二極管短路，電流表的讀數(shù)加倍將二

5、極管短路，電流表的讀數(shù)加倍BD第第8 8講講恒定電流和交變電流恒定電流和交變電流高高考考真真題題聚聚焦焦 2一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3 1，在，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為側(cè)接在電壓為220 V的正弦交流電源上，如圖所示設(shè)副線的正弦交流電源上，如圖所示設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為圈回路中電阻兩端的電壓為U，原、副線圈回路中電阻消耗的原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為功率的比值為k，則，則()A第第8 8講講恒定電流和交變電流恒定電流和交變電流高高頻頻考考點點探

6、探究究考點一恒定電流電路的動態(tài)分析考點一恒定電流電路的動態(tài)分析 例例 1 如圖所示，圖中的三個電表均為理想電表，當(dāng)滑動變阻器滑片P向左端緩慢移動時，下面說法正確的是()A電壓表V1的讀數(shù)減小，電流表A的讀數(shù)增大B電壓表V1的讀數(shù)增大，電壓表V2的讀數(shù)增大C變阻器RP消耗的功率 增大，電容器C所帶電荷 量增加D電壓表V2的讀數(shù)減小， 電流表A的讀數(shù)減小D第第8 8講講恒定電流和交變電流恒定電流和交變電流高高頻頻考考點點探探究究歸納歸納直流電路動態(tài)變化問題的一般思路：直流電路動態(tài)變化問題的一般思路：(1)根據(jù)局部電阻的變化，確定電路的外電阻根據(jù)局部電阻的變化，確定電路的外電阻R外外如何變化：如何變

7、化：電路的總電阻總是隨其中任一電阻的增大而增大，反之亦然；電路的總電阻總是隨其中任一電阻的增大而增大，反之亦然；對電路進(jìn)行簡化時，理想電壓表視為斷路，理想電流表視為短路，達(dá)到穩(wěn)對電路進(jìn)行簡化時，理想電壓表視為斷路，理想電流表視為短路，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的電容器可視為斷路；定狀態(tài)的電容器可視為斷路；從電路分析角度看，斷路可認(rèn)為是電路中某處電阻增大到無窮大，短路可從電路分析角度看，斷路可認(rèn)為是電路中某處電阻增大到無窮大，短路可認(rèn)為是電路中某處電阻減小到零，因此電路故障問題可以視為特殊的動態(tài)認(rèn)為是電路中某處電阻減小到零，因此電路故障問題可以視為特殊的動態(tài)分析問題分析問題(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律，確定電路

8、的總電流如何變化根據(jù)閉合電路歐姆定律，確定電路的總電流如何變化(3)根據(jù)根據(jù)U內(nèi)內(nèi)I總總r確定電源的內(nèi)電壓如何變化，根據(jù)確定電源的內(nèi)電壓如何變化，根據(jù)U外外EU內(nèi)內(nèi)確定路端確定路端電壓如何變化電壓如何變化(4)根據(jù)部分電路歐姆定律確定干路某定值電阻兩端的電壓如何變化，由根據(jù)部分電路歐姆定律確定干路某定值電阻兩端的電壓如何變化，由串并聯(lián)規(guī)律確定支路兩端的電壓以及通過各支路的電流如何變化串并聯(lián)規(guī)律確定支路兩端的電壓以及通過各支路的電流如何變化第第8 8講講恒定電流和交變電流恒定電流和交變電流高高頻頻考考點點探探究究 變式變式 (多選)如圖所示，電路中燈泡A、B均正常發(fā)光忽然燈泡B比原來變暗了些，而

9、燈泡A比原來變亮了些電路中出現(xiàn)的故障可能是 ( )AR2發(fā)生斷路 BR3發(fā)生斷路CR1、R2同時發(fā)生斷路 DR1、R3同時發(fā)生斷路AC第第8 8講講恒定電流和交變電流恒定電流和交變電流高高頻頻考考點點探探究究考點二交變電流的產(chǎn)生及描述考點二交變電流的產(chǎn)生及描述 例例 2 矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動時矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生的正弦交流電的圖像如圖圖線所產(chǎn)生的正弦交流電的圖像如圖圖線a所示，如果只對線圈轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)所示，如果只對線圈轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，則所產(chǎn)生正弦交流電的整，則所產(chǎn)生正弦交流電的圖像如圖線圖像如圖線b所示，以下關(guān)所示，以下關(guān)于這兩個

10、正弦交流電的說法于這兩個正弦交流電的說法正確的是正確的是 () B第第8 8講講恒定電流和交變電流恒定電流和交變電流高高頻頻考考點點探探究究歸納歸納(1)線圈通過中性面時的特點：線圈通過中性面時的特點：穿過線圈的磁通量最大；線圈中的感應(yīng)電動勢為零；線圈每經(jīng)過中性面穿過線圈的磁通量最大；線圈中的感應(yīng)電動勢為零；線圈每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流的方向改變一次一次，感應(yīng)電流的方向改變一次(2)瞬時值表達(dá)式：瞬時值表達(dá)式：書寫瞬時值表達(dá)式時要弄清三個關(guān)鍵：最大值、角速度、零時刻線圈所書寫瞬時值表達(dá)式時要弄清三個關(guān)鍵：最大值、角速度、零時刻線圈所處的位置處的位置確定交變電流的峰值，根據(jù)已知圖像或由確定交變

11、電流的峰值，根據(jù)已知圖像或由EmNBS求出相應(yīng)峰值；求出相應(yīng)峰值；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時，函數(shù)表達(dá)式為時，函數(shù)表達(dá)式為eEmsin t；線圈從垂直中性面開始計時，函數(shù)表達(dá)；線圈從垂直中性面開始計時，函數(shù)表達(dá)式為式為eEmcos t.(3)交變電流交變電流“四值四值”的應(yīng)用：的應(yīng)用：計算線圈某時刻的受力情況時用瞬時值，討論電容器的擊穿電壓時用峰計算線圈某時刻的受力情況時用瞬時值，討論電容器的擊穿電壓時用峰值，計算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的電功、電功率、電熱、保險絲的熔斷電流值，計算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的電

12、功、電功率、電熱、保險絲的熔斷電流等問題時用有效值，計算通過電路某截面的電荷量時用平均值等問題時用有效值，計算通過電路某截面的電荷量時用平均值第第8 8講講恒定電流和交變電流恒定電流和交變電流高高頻頻考考點點探探究究 變式變式 (多選)如圖所示，矩形線圈面積為S、匝數(shù)為N，線圈總電阻為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的OO軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻為R.在線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90的過程中( )BCD高高頻頻考考點點探探究究第第8 8講講恒定電流和交變電流恒定電流和交變電流考點三交變電流電路的動態(tài)分析考點三交變電流電路的動態(tài)分析 例例 3 (多選多選)如圖所示，可調(diào)理想變壓器原線圈

13、接交流電，交流如圖所示，可調(diào)理想變壓器原線圈接交流電，交流電的輸入電壓不變，副線圈通過滑動觸頭電的輸入電壓不變，副線圈通過滑動觸頭P可改變其匝數(shù)下列說法可改變其匝數(shù)下列說法正確的是正確的是 ( )A僅增大僅增大R的阻值，通過燈泡的阻值，通過燈泡L的電流將變大的電流將變大B僅增大僅增大R的阻值，燈泡的阻值，燈泡L消耗的消耗的 功率將變小功率將變小C僅將滑動觸頭僅將滑動觸頭P向下滑動，變壓向下滑動，變壓 器的輸入功率將變大器的輸入功率將變大D僅將滑動觸頭僅將滑動觸頭P向下滑動，燈泡向下滑動，燈泡L兩端的電壓將變小兩端的電壓將變小BD高高頻頻考考點點探探究究第第8 8講講恒定電流和交變電流恒定電流和

14、交變電流歸納歸納理想變壓器的動態(tài)分析：理想變壓器的動態(tài)分析：(1)明確變量和不變量，一般情況下原線圈電壓不變，原、副線圈明確變量和不變量，一般情況下原線圈電壓不變，原、副線圈的匝數(shù)比不變，其他物理量可能隨電路的變化而發(fā)生變化的匝數(shù)比不變，其他物理量可能隨電路的變化而發(fā)生變化(2)明確動態(tài)變化過程中的決定關(guān)系：當(dāng)原、副線圈匝數(shù)比一定時，明確動態(tài)變化過程中的決定關(guān)系：當(dāng)原、副線圈匝數(shù)比一定時，U2由由U1決定，決定，I1由由I2決定，決定，P1由由P2決定決定(3)分析思路分析思路：高高頻頻考考點點探探究究第第8 8講講恒定電流和交變電流恒定電流和交變電流 變式變式 (多選多選) )如圖所示，一理

15、想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為如圖所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4 1，原線圈與一可變電阻串聯(lián)后，接入一正弦交流電源；副線圈電路，原線圈與一可變電阻串聯(lián)后，接入一正弦交流電源；副線圈電路中固定電阻的阻值為中固定電阻的阻值為R0，負(fù)載電阻的，負(fù)載電阻的阻值阻值R11R0，V是理想電壓表，現(xiàn)是理想電壓表，現(xiàn)將負(fù)載電阻的阻值減小為將負(fù)載電阻的阻值減小為R5R0，保持變壓器輸入電流不變，此時電保持變壓器輸入電流不變，此時電壓表的讀數(shù)為壓表的讀數(shù)為5.0 V，則，則 ( )A此時原線圈兩端電壓的最大值約為此時原線圈兩端電壓的最大值約為34 VB此時原線圈兩端電壓的最大值約為此時原線圈兩端電壓的最大

16、值約為24 VC原線圈兩端原來的電壓有效值約為原線圈兩端原來的電壓有效值約為68 VD原線圈兩端原來的電壓有效值約為原線圈兩端原來的電壓有效值約為48 VAD熱熱點點模模型型解解讀讀第第8 8講講恒定電流和交變電流恒定電流和交變電流【模型核心歸納】(1)輸電過程的電壓關(guān)系：輸電過程的電壓關(guān)系：U2U3Ur，即升壓變壓器副線圈兩端電壓，即升壓變壓器副線圈兩端電壓U2等于降壓變壓器原線等于降壓變壓器原線圈兩端電壓圈兩端電壓U3與輸電線上的電壓與輸電線上的電壓Ur之和之和熱熱點點模模型型解解讀讀第第8 8講講恒定電流和交變電流恒定電流和交變電流示例示例圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升

17、壓變壓器圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，在，在T的原線圈兩端接入一電壓的原線圈兩端接入一電壓uUmsin t的交流電源，若輸送電功率為的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為，輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為素的影響，則輸電線上損失的電功率為()C熱熱點點模模型型解解讀讀第第8 8講講恒定電流和交變電流恒定電流和交變電流拓展拓展 (多選)某柴油發(fā)電機(jī)說明書的部分內(nèi)容如下表所示發(fā)電機(jī)到安置區(qū)的距離是400 m，輸電線路中的火線和零線均為GBCZ60型單股銅導(dǎo)線

18、，這種導(dǎo)線單位長度的電阻為2.5104 /m.安置區(qū)家用電器的總功率為 44 kW，當(dāng)這些家用電器都正常工作時，下列說法中正確的是( )型號AED6500S最大輸出功率60 kW輸出電壓范圍220300 VA. 輸電線路中的電流為20 AB輸電線路損失的電功率為8000 WC發(fā)電機(jī)實際輸出電壓是260 VD如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦交流電，則輸出電壓最大值是300 VBC第第8 8講講恒定電流和交變電流恒定電流和交變電流例1 (多選)如圖所示，圖中的四個電表均為理想電表，當(dāng)滑動變阻器滑片P向右端移動時，下列說法中正確的是()A電壓表V1的讀數(shù)減小，電流表A1的讀數(shù)增大B電壓表V1的讀數(shù)增大，

19、電流表A1的讀數(shù)減小C電壓表V2的讀數(shù)減小，電流表A2的讀數(shù)增大D電壓表V2的讀數(shù)增大，電流表A2的讀數(shù)減小AD第第8 8講講恒定電流和交變電流恒定電流和交變電流例2 (多選)如圖所示的電路中，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，開關(guān)閉合后兩燈泡均發(fā)光，現(xiàn)在將滑動變阻器的滑片P稍向下滑動，則( )A電源的內(nèi)電壓變小B燈泡L1變亮C電流表讀數(shù)變小D電源的總功率變小ACD第第8 8講講恒定電流和交變電流恒定電流和交變電流例3(多選)如圖所示，電源電動勢E3 V，小燈泡L標(biāo)有“2 V0.4 W”字樣，開關(guān)S接1，當(dāng)變阻器調(diào)到R4 時，小燈泡L正常發(fā)光；現(xiàn)將開關(guān)S接2，小燈泡L和電動機(jī)M均正常工作則( )A電源

20、內(nèi)阻為1 B電動機(jī)的內(nèi)阻為4 C電動機(jī)正常工作電壓為1 V D電源效率約為93.3% AD第第8 8講講恒定電流和交變電流恒定電流和交變電流例4如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的電路圖，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變閉合開關(guān)S，則( )A升壓變壓器的輸出電壓增大B降壓變壓器的輸出電流減小C輸電線上交流電的頻率減小D輸電線上損耗的功率增大D第第8 8講講恒定電流和交變電流恒定電流和交變電流例5 (多選)如圖甲所示為一自耦變壓器，變壓器的原線圈AB端輸入電壓如圖乙所示，副線圈電路中定值電阻R011 ，電容器C的擊穿電壓為22 V，移動滑片P使電容器剛好不會被擊穿，所

21、有電表均為理想電表，下列說法正確的是()甲乙A電壓表的示數(shù)為220 VB原、副線圈的匝數(shù)比為101C電流表的示數(shù)等于通過電阻R0的電流D原線圈A、B端輸入電壓的變化規(guī)律為u311sin 100t(V)AD高高頻頻考考點點探探究究熱熱點點模模型型解解讀讀高高考考真真題題聚聚焦焦核心知識重組核心知識重組核心知識重組核心知識重組二、楞次定律與左、右手定則1左手定則與右手定則的區(qū)別：部分導(dǎo)體切割磁感線運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢情況下，用右手定則判斷有關(guān)方向；通電導(dǎo)體在磁場中受安培力情況下，用左手定則判斷有關(guān)方向抓住因果關(guān)系是解決問題的關(guān)鍵，“因動而電”用右手定則，“因電而力”用左手定則2楞次定律中“阻礙”的表

22、現(xiàn)形式：阻礙磁通量的變化(增反減同)，阻礙相對運動(來拒去留)，阻礙本身電流的變化(自感現(xiàn)象)核心知識重組核心知識重組三、電磁感應(yīng)與電路的綜合電磁感應(yīng)與電路的綜合是高考的一個熱點內(nèi)容，兩者的核心內(nèi)容與聯(lián)系主線如圖所示：在閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的問題中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，導(dǎo)體棒克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能第第9 9講講電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)高高考考真真題題聚聚焦焦 1 如圖(a)所示，線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上在ab線圈中通以變化的電流，用示波器測得線圈cd間電壓如圖(b)所示已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)線圈的電流成正比，則下列描述線圈ab中電流隨時間變化關(guān)系的圖中，可能正確

23、的是( )C高高考考真真題題聚聚焦焦第第9 9講講電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 2(多選多選)1824年，法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的年，法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗圓盤實驗”實驗實驗中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖所示，實驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心轉(zhuǎn)的磁針，如圖所示，實驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來，但略有滯后下列說法正確的豎直軸旋轉(zhuǎn)時，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來，但略有滯后下列說法正確的是的是 ( )A圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動

24、勢圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢B圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動C在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中，磁針的磁場穿過在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中，磁針的磁場穿過 整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化D圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成 電流，此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動電流，此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動AB高高考考真真題題聚聚焦焦第第9 9講講電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 3. 如圖所示，直角三角形金屬框如圖所示，直角三角形金屬框abc放置在勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)放置在勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為強(qiáng)度大小為B，方向平行于，方向平行于ab邊向上當(dāng)金屬框繞

25、邊向上當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度邊以角速度逆逆時針轉(zhuǎn)動時，時針轉(zhuǎn)動時，a、b、c三點的電勢分別為三點的電勢分別為a、b、c.已知已知bc邊的長度邊的長度為為l.下列判斷正確的是下列判斷正確的是()C第第9 9講講電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)高高頻頻考考點點探探究究考點一楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律考點一楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律 例例1 (多選多選)航母上飛機(jī)彈射起飛是利用電磁驅(qū)動來實現(xiàn)的電磁驅(qū)動航母上飛機(jī)彈射起飛是利用電磁驅(qū)動來實現(xiàn)的電磁驅(qū)動原理如圖所示，當(dāng)固定線圈上突然通過直流電流時，線圈端點的金屬圓原理如圖所示，當(dāng)固定線圈上突然通過直流電流時，線圈端點的金屬圓環(huán)被彈射出去現(xiàn)在固定線圈左側(cè)同環(huán)被彈射出

26、去現(xiàn)在固定線圈左側(cè)同一位置，先后放有分別用橫截面一位置，先后放有分別用橫截面積相等的銅和鋁導(dǎo)線制成的形狀、積相等的銅和鋁導(dǎo)線制成的形狀、大小相同的兩個閉合環(huán)，且大小相同的兩個閉合環(huán)，且銅銅鋁鋁(表示電阻率表示電阻率)閉合開關(guān)閉合開關(guān)S的瞬間的瞬間( )A從左側(cè)看環(huán)中感應(yīng)電流沿順時針方向從左側(cè)看環(huán)中感應(yīng)電流沿順時針方向B銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力C若將銅環(huán)放置在線圈右方，環(huán)將向左運動若將銅環(huán)放置在線圈右方，環(huán)將向左運動D電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)不能向左彈射電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)不能向左彈射AB高高頻頻考考點點探探究究第第9 9講講電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)

27、歸納歸納 1楞次定律中“阻礙”的表現(xiàn)：(1)阻礙磁通量的變化；(2)阻礙物體間的相對運動；(3)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)2楞次定律和右手定則：(1)楞次定律一般適用于線圈面積不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化的情景；右手定則一般適用于導(dǎo)體棒切割磁感線的情景高高頻頻考考點點探探究究第第9 9講講電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 變式變式 (多選)如圖96甲所示，某閉合回路由電阻R與單匝線圈組成，其內(nèi)部磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間的變化如圖乙所示，磁場的方向垂直紙面向外，則回路中( )甲 乙A電流方向為順時針方向B電流越來越大C磁通量的變化率恒定不變D產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越來越大AC高高頻頻考考點點探探究究第第9 9講講電磁

28、感應(yīng)電磁感應(yīng)考點二考點二 電磁感應(yīng)中的圖像問題電磁感應(yīng)中的圖像問題 例例2 如圖甲所示，在電阻R1 、面積S10.3 m2的單匝圓形線框中心區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場，圓形磁場區(qū)域面積 S20.2 m2.若取磁場方向垂直紙面向外為正方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間的變化規(guī)律可用圖乙描述，則線框中的感應(yīng)電流I(取順時針方向為正方向)隨時間t的變化圖像是圖中的( )C高高頻頻考考點點探探究究第第9 9講講電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)歸納歸納1電磁感應(yīng)圖像問題電磁感應(yīng)圖像問題在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量、感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流及磁場對導(dǎo)線的作用力在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量、感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流及磁場對導(dǎo)線的作用力

29、等物理量隨時間等物理量隨時間(或位移或位移)的變化規(guī)律，可用圖像直觀地表示圖像問題常見命題形式有兩種：的變化規(guī)律，可用圖像直觀地表示圖像問題常見命題形式有兩種：(1)由給定的電磁感應(yīng)過程判斷相應(yīng)物理量的函數(shù)圖像；由給定的電磁感應(yīng)過程判斷相應(yīng)物理量的函數(shù)圖像；(2)由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應(yīng)過程，確定相關(guān)的物理量由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應(yīng)過程，確定相關(guān)的物理量2解題思路解題思路(1)明確圖像的種類；明確圖像的種類；(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)結(jié)合相關(guān)規(guī)律寫出函數(shù)表達(dá)式；結(jié)合相關(guān)規(guī)律寫出函數(shù)表達(dá)式；(4)根據(jù)函數(shù)關(guān)系進(jìn)行圖像分析根據(jù)函數(shù)關(guān)系進(jìn)行圖像分析3求解圖像

30、問題應(yīng)關(guān)注以下三點求解圖像問題應(yīng)關(guān)注以下三點(1)初始時刻電動勢、電流等是否為零，方向是正方向還是負(fù)方向；初始時刻電動勢、電流等是否為零，方向是正方向還是負(fù)方向；(2)電磁感應(yīng)現(xiàn)象分為幾個階段，各階段是否與圖像變化對應(yīng)；電磁感應(yīng)現(xiàn)象分為幾個階段，各階段是否與圖像變化對應(yīng)；(3)判定圖像的斜率大小、圖像曲直與物理過程是否對應(yīng)，分析斜率對應(yīng)的物理量的大小和判定圖像的斜率大小、圖像曲直與物理過程是否對應(yīng)，分析斜率對應(yīng)的物理量的大小和方向的變化趨勢方向的變化趨勢高高頻頻考考點點探探究究第第9 9講講電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 變式變式 (多選多選)如圖所示，一沿水平方向的勻強(qiáng)磁場分布在寬度為如圖所示，一沿水平方

31、向的勻強(qiáng)磁場分布在寬度為2L的某矩形區(qū)域的某矩形區(qū)域內(nèi)內(nèi)(長度足夠大長度足夠大)，該區(qū)域的上下邊界，該區(qū)域的上下邊界MN、PS是水平的有一邊長為是水平的有一邊長為L的正方形導(dǎo)線的正方形導(dǎo)線框框abcd從距離磁場上邊界從距離磁場上邊界MN的某高處由靜止釋放下落而穿過該磁場區(qū)域，已知當(dāng)?shù)哪掣咛幱伸o止釋放下落而穿過該磁場區(qū)域，已知當(dāng)線框的線框的ab邊到達(dá)邊到達(dá)PS時線框剛好做勻速直線運動以線框的時線框剛好做勻速直線運動以線框的ab邊到達(dá)邊到達(dá)MN時開始計時，時開始計時，以以MN處為坐標(biāo)原點，取如圖所示的坐標(biāo)軸處為坐標(biāo)原點，取如圖所示的坐標(biāo)軸x，并規(guī)，并規(guī)定逆時針方向為感應(yīng)電流的正方向，向上為安培定逆

32、時針方向為感應(yīng)電流的正方向，向上為安培力的正方向，不計空氣阻力則關(guān)于線框中的感力的正方向，不計空氣阻力則關(guān)于線框中的感應(yīng)電流應(yīng)電流i和線框所受到的安培力和線框所受到的安培力F與與ab邊的位置坐邊的位置坐標(biāo)標(biāo)x的以下圖線中，可能正確的是的以下圖線中，可能正確的是( )A B C D AD高高頻頻考考點點探探究究第第9 9講講電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)考點三考點三 電磁感應(yīng)綜合問題電磁感應(yīng)綜合問題 A組組例3 (多選)所示，虛線框內(nèi)為某種電磁緩沖車的結(jié)構(gòu)示意圖，其主要部件為緩沖滑塊K和質(zhì)量為m的緩沖車廂在緩沖車的底板上，沿車的軸線固定著兩個光滑水平絕緣導(dǎo)軌PQ、MN.緩沖車的底部安裝電磁鐵(圖中未畫出)，能

33、產(chǎn)生垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.導(dǎo)軌內(nèi)的緩沖滑塊K由高強(qiáng)度絕緣材料制成，滑塊K上繞有閉合矩形線圈abcd，線圈的總電阻為R，匝數(shù)為n，ab邊長為L.假設(shè)緩沖車以速度v0與障礙物C碰撞后，滑塊K立即停下，而緩沖車廂繼續(xù)向前移動距離L后速度為零已知緩沖車廂與障礙物和線圈的ab邊均沒有接觸，不計一切摩擦阻力在這個緩沖過程中，下列說法正確的是( )BC高高頻頻考考點點探探究究第第9 9講講電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 歸納歸納 1電磁感應(yīng)動力學(xué)問題電磁感應(yīng)動力學(xué)問題電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力的作用，從而影響導(dǎo)體棒的電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力的作用，從

34、而影響導(dǎo)體棒的受力情況和運動情況此類問題中運動現(xiàn)象與電磁感應(yīng)現(xiàn)象相互聯(lián)系、相互制約，受力情況和運動情況此類問題中運動現(xiàn)象與電磁感應(yīng)現(xiàn)象相互聯(lián)系、相互制約，解決此類問題的思路：解決此類問題的思路：(1)電路分析：確定電路分析：確定“電源電源”，用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律，用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律(或右手定則或右手定則)求解感應(yīng)電動勢的大小和方向，并求解電路中的電流；求解感應(yīng)電動勢的大小和方向，并求解電路中的電流；(2)受力分析與運動分析：確定研究對象，分析安培力對運動對象速度、加速受力分析與運動分析：確定研究對象，分析安培力對運動對象速度、加速度的影響，推導(dǎo)出其對電路中電流的影響，定性

35、分析出研究對象最終的運動狀態(tài)；度的影響，推導(dǎo)出其對電路中電流的影響，定性分析出研究對象最終的運動狀態(tài)；(3)應(yīng)用牛頓第二定律、共點力平衡條件求解應(yīng)用牛頓第二定律、共點力平衡條件求解2電磁感應(yīng)能量問題電磁感應(yīng)能量問題電磁感應(yīng)過程總是伴隨著能量轉(zhuǎn)化，用能量觀點研究的電磁感應(yīng)問題通常是導(dǎo)電磁感應(yīng)過程總是伴隨著能量轉(zhuǎn)化，用能量觀點研究的電磁感應(yīng)問題通常是導(dǎo)體的穩(wěn)定運動體的穩(wěn)定運動(勻速直線運動勻速直線運動)，對應(yīng)的受力特點是合外力為零，能量轉(zhuǎn)化過程一，對應(yīng)的受力特點是合外力為零，能量轉(zhuǎn)化過程一般是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，電能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能般是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，電能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，導(dǎo)體桿克服安培力做

36、的功等于產(chǎn)生的電能，電能一般通過電電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，導(dǎo)體桿克服安培力做的功等于產(chǎn)生的電能，電能一般通過電流做功的方式轉(zhuǎn)化為內(nèi)能流做功的方式轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(或其他形式的能或其他形式的能)一般情況下可利用能量守恒定律求一般情況下可利用能量守恒定律求電熱電熱高高頻頻考考點點探探究究第第9 9講講電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 變式變式1 1 如圖所示，如圖所示，“凸凸”字形硬質(zhì)金屬線框質(zhì)量為字形硬質(zhì)金屬線框質(zhì)量為m，相鄰各邊互相垂直，相鄰各邊互相垂直，且處于同一豎直平面內(nèi)，且處于同一豎直平面內(nèi)，ab邊長為邊長為l，cd邊長為邊長為2l，ab與與cd平行，間距為平行，間距為2l.勻強(qiáng)勻強(qiáng)磁場區(qū)域的上下邊界均水平，磁場方向

37、垂直于線框所在平面開始時，磁場區(qū)域的上下邊界均水平，磁場方向垂直于線框所在平面開始時，cd邊到邊到磁場上邊界的距離為磁場上邊界的距離為2l，線框由靜止釋放，從，線框由靜止釋放，從cd邊進(jìn)入磁場直到邊進(jìn)入磁場直到ef、pq邊進(jìn)入磁邊進(jìn)入磁場前，線框做勻速運動，在場前，線框做勻速運動，在ef、pq邊離開磁場后，邊離開磁場后，ab邊離開磁場之前，線框又邊離開磁場之前，線框又做勻速運動線框完全穿過磁場過程中產(chǎn)生的熱量為做勻速運動線框完全穿過磁場過程中產(chǎn)生的熱量為Q.線框在下落過程中始終線框在下落過程中始終處于原豎直平面內(nèi)，且處于原豎直平面內(nèi)，且ab、cd邊保持水平，重力加速度為邊保持水平，重力加速度為

38、g.求求(1)線框線框ab邊將離開磁場時做勻速運動的速度邊將離開磁場時做勻速運動的速度 大小是大小是cd邊剛進(jìn)入磁場時的幾倍；邊剛進(jìn)入磁場時的幾倍；(2)磁場上下邊界間的距離磁場上下邊界間的距離H.高高頻頻考考點點探探究究第第9 9講講電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 變式變式2 如圖所示，間距為L、電阻不計的足夠長平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌左端用一阻值為R的電阻連接，導(dǎo)軌上橫跨一根質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好整個裝置處于豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中現(xiàn)使金屬棒以初速度v沿導(dǎo)軌向右運動，若金屬棒在整個運動過程中通過其某截面的電荷量為q.下列說法正確的是( )C第第9 9講講電磁

39、感應(yīng)電磁感應(yīng)【模型核心歸納模型核心歸納】電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力的作用，從而影響導(dǎo)電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力的作用，從而影響導(dǎo)體棒的受力情況和運動情況此類問題中運動現(xiàn)象與電磁感應(yīng)現(xiàn)象相互體棒的受力情況和運動情況此類問題中運動現(xiàn)象與電磁感應(yīng)現(xiàn)象相互聯(lián)系、相互制約，解決此類問題的思路：聯(lián)系、相互制約，解決此類問題的思路：(1)“電源電源”分析：分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的分析：分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的“電源電源”切割磁感線的金切割磁感線的金屬棒或部分導(dǎo)體框，用屬棒或部分導(dǎo)體框，用EBLv和楞次定律和楞次定律(或右手定則或右手定則)求解感應(yīng)電動勢求解感應(yīng)電動勢E的大小和方向

40、，確定內(nèi)電阻的大小和方向，確定內(nèi)電阻r；(2)電路分析：分析電路結(jié)構(gòu)，明確各部分電路的串并聯(lián)關(guān)系，求解相關(guān)電路分析：分析電路結(jié)構(gòu)，明確各部分電路的串并聯(lián)關(guān)系，求解相關(guān)部分的電流大小和方向；部分的電流大小和方向；(3)受力分析：分析金屬桿、金屬框的受力情況，特別注意安培力引起的受力分析：分析金屬桿、金屬框的受力情況，特別注意安培力引起的動態(tài)變化；動態(tài)變化；熱熱點點模模型型解解讀讀第第9 9講講電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)(4)運動分析：對金屬桿、金屬框進(jìn)行受力分析，分析安培力對運動運動分析：對金屬桿、金屬框進(jìn)行受力分析，分析安培力對運動對象速度、加速度的影響，推導(dǎo)出其對電路中電流的影響，定性分對象速度、加速

41、度的影響，推導(dǎo)出其對電路中電流的影響，定性分析出研究對象最終的運動狀態(tài)析出研究對象最終的運動狀態(tài)(是否勻速直線運動是否勻速直線運動)；(5)能量分析：分析電磁感應(yīng)過程和金屬棒、金屬框運動過程中的能能量分析：分析電磁感應(yīng)過程和金屬棒、金屬框運動過程中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，建立能量轉(zhuǎn)化和守恒關(guān)系量轉(zhuǎn)化關(guān)系，建立能量轉(zhuǎn)化和守恒關(guān)系注意求解電熱注意求解電熱Q的三種方法：的三種方法：(1)電流不變，電流不變，QI2Rt；(2)功能關(guān)系：電熱功能關(guān)系：電熱Q等于克服安培力做的功；等于克服安培力做的功；(3)能量守恒定律：電熱能量守恒定律：電熱Q等于其他能量的減少量等于其他能量的減少量.熱熱點點模模型型解解讀讀熱

42、熱點點模模型型解解讀讀第第9 9講講電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 示例示例 如圖所示，水平虛線如圖所示，水平虛線L1、L2之間是勻強(qiáng)磁場，磁場方向水之間是勻強(qiáng)磁場，磁場方向水平向里，磁場高度為平向里，磁場高度為h.豎直平面內(nèi)有一等腰梯形線框，底邊水平，其上豎直平面內(nèi)有一等腰梯形線框，底邊水平，其上下邊長之比為下邊長之比為51，高為，高為2h.現(xiàn)使線框現(xiàn)使線框AB邊在磁場邊界邊在磁場邊界L1的上方的上方h高處由高處由靜止自由下落，當(dāng)靜止自由下落，當(dāng)AB邊剛進(jìn)入磁場時邊剛進(jìn)入磁場時線框的加速度恰好為線框的加速度恰好為0，在，在DC邊剛進(jìn)入邊剛進(jìn)入磁場前的一段時間內(nèi)，線框做勻速運動磁場前的一段時間內(nèi)，線框做勻速

43、運動(1)在在DC邊進(jìn)入磁場前，線框做勻速運邊進(jìn)入磁場前，線框做勻速運動時的速度與動時的速度與AB邊剛進(jìn)入磁場時的速邊剛進(jìn)入磁場時的速度之比是多少？度之比是多少？(2)DC邊剛進(jìn)入磁場時，線框加速度的大小為多少？邊剛進(jìn)入磁場時，線框加速度的大小為多少？(3)從線框開始下落到從線框開始下落到DC邊剛進(jìn)入磁場的過程中，求線框的機(jī)械能損邊剛進(jìn)入磁場的過程中，求線框的機(jī)械能損失和重力做功之比失和重力做功之比熱熱點點模模型型解解讀讀第第9 9講講電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 拓展拓展 如圖所示，在傾角為30的光滑絕緣斜面abcd上有一垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場，磁場的上下有邊界且與斜面底邊cd平行，虛線為磁場的邊界線在斜面上有一個質(zhì)量為m0.2 kg、電阻為R0.27 、邊長為L60 cm的正方形金屬線框，和磁場上邊界相距s90 cm.將線框從靜止開始釋放，沿斜面滑下，線框底邊始終與斜面底邊平行若線框剛進(jìn)入磁場時，恰好能做勻速運動(1)求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；(2)若線框的底邊通過磁場的時間為t0.6 s，磁場區(qū)域的寬度l為多少？(3)若線框上邊框穿出磁場前線框已勻速運動，則線框在穿過磁場的整個過程中產(chǎn)生的電熱為多少？(重力加速度g取10 m/s2)第第9 9講講電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)例1 (多選)如圖