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1、高考物理大二輪專題復(fù)習(xí) 知識(shí)回扣清單 倒數(shù)第6天 電磁感應(yīng)和交流電
1.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么?感應(yīng)電流的方向有哪幾種判定方法?感應(yīng)電流的大小如何表示?
答案 (1)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化.
(2)感應(yīng)電流的方向判斷
①從“阻礙磁通量變化”的角度來看,表現(xiàn)出“增反減同”,即若磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反;若磁通量減小時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同.
②從“阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)”的角度來看,表現(xiàn)出“來拒去留”,即“阻礙”相對(duì)運(yùn)動(dòng).
③從“阻礙自身電流變化”的角度來看,就是自感現(xiàn)象.
在應(yīng)用楞次定律時(shí)一定要注意:“阻礙”不等于“反向”;
2、“阻礙”不是“阻止”.
④右手定則:對(duì)部分導(dǎo)線在磁場(chǎng)中切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況,右手定則和楞次定律的結(jié)論是完全一致的.這時(shí),用右手定則更方便一些.
(3)感應(yīng)電流的大小
由法拉第電磁感應(yīng)定律可得I=n或I=nsin θ.
2.法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容是什么?公式E=n在具體應(yīng)用中有兩種不同的表現(xiàn)形式,各在什么情況下應(yīng)用?你還知道哪些計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方法?
答案 (1)內(nèi)容:閉合回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,跟穿過這一回路的磁通量的變化率成正比.公式E=n.
(2)兩種形式:①回路與磁場(chǎng)垂直的面積S不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化,則ΔΦ=ΔB·S.此時(shí)對(duì)應(yīng)的E=n·S,此式中的叫磁感應(yīng)強(qiáng)度的
3、變化率,等于B-t圖象切線的斜率.若是恒定的,即磁場(chǎng)是均勻變化的,那么產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就是恒定的.
②磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變,回路與磁場(chǎng)垂直的面積發(fā)生變化,則ΔΦ=B·ΔS.此時(shí)對(duì)應(yīng)的E=nB,ΔS的變化是由部分導(dǎo)體切割磁感線所致.比如線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)就屬于這種情況.
(3)計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的其他方法
①當(dāng)回路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),E=Blvsin θ.
②當(dāng)長(zhǎng)為l的導(dǎo)體棒繞一個(gè)端點(diǎn)以角速度ω旋轉(zhuǎn)切割磁感線時(shí),E=Bl2ω.
3.導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程是能的轉(zhuǎn)化和守恒過程,這一過程中通過什么力做功?將什么形式的能轉(zhuǎn)化為電能?功和產(chǎn)生的電能有
4、什么關(guān)系?
答案 外力對(duì)導(dǎo)體棒做功轉(zhuǎn)化為棒的機(jī)械能,同時(shí),棒又克服安培力做功,將棒的機(jī)械能又轉(zhuǎn)化為電能,克服安培力做的功等于電能的增加.
4.請(qǐng)比較安培定則、左手定則、右手定則及楞次定律,并填寫下表.
基本現(xiàn)象
應(yīng)用的定
則或定律
運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場(chǎng)
安培定則
磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流的作用力
左手定則
電磁感應(yīng)
部分導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)
右手定則
閉合回路磁通量的變化
楞次定律
5.電磁感應(yīng)過程中的動(dòng)態(tài)分析問題是力學(xué)和電學(xué)知識(shí)的結(jié)合,此類問題分析的基本方法和關(guān)鍵是什么?
答案 (1)基本方法
①用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向.
②求回
5、路中的電流強(qiáng)度.
③分析、研究導(dǎo)體受力情況(注意安培力用左手定則判定其方向).
④列動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解.
(2)動(dòng)態(tài)問題分析要抓好受力情況、運(yùn)動(dòng)情況的動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析.
6.如何求解電磁感應(yīng)中感應(yīng)電荷的電荷量?感應(yīng)電荷量與哪些因素有關(guān)?
答案 設(shè)在時(shí)間Δt內(nèi)通過導(dǎo)線截面的電荷量為q,則根據(jù)電流定義式及法拉第電磁感應(yīng)定律得:
q=I·Δt=·Δt=·Δt=n
可見,在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,在時(shí)間Δt內(nèi)通過導(dǎo)線截面的電荷量q僅由線圈的匝數(shù)n、磁通量的變化量ΔΦ和閉合電路的電阻R決定,與磁通量發(fā)生變化的時(shí)間無關(guān).
7.中性面的
6、含義是什么?線圈通過中性面時(shí)有何性質(zhì)和特點(diǎn)?
答案 (1)中性面:當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)動(dòng)至垂直于磁感線位置時(shí),各邊都不切割磁感線,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,即線圈中沒有感應(yīng)電流,這個(gè)特定位置叫做中性面.
(2)性質(zhì)和特點(diǎn)
①線圈通過中性面時(shí),磁感線垂直于該時(shí)刻的線圈平面,所以磁通量最大,磁通量的變化率為零;
②線圈平面每次轉(zhuǎn)過中性面時(shí),線圈中感應(yīng)電流方向改變一次,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周通過中性面兩次,故一個(gè)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(shí),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(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流均最大,電流方向不變.
8.下面的表格是關(guān)于交變電流“四值”的比
7、較,請(qǐng)完成填空.
物理量
物理含義
重要關(guān)系式
使用情況及說明
瞬時(shí)值
交變電流某一時(shí)刻的值
e=________
i=________
計(jì)算線圈某一時(shí)刻受力情況
最大值
最大的瞬時(shí)值
Em=______
Im=
電容器的擊穿電壓
有效值
跟交變電流的________等效的恒定電流值
對(duì)于正(余)弦交流電有:
Em=____E
Um=____U
Im=____I
(1)計(jì)算與電流熱效應(yīng)有關(guān)的量
(2)電氣設(shè)備銘牌上所標(biāo)的值
(3)保險(xiǎn)絲的熔斷電流
(4)交流電表的示數(shù)
平均值
交變電流圖象中的圖線與時(shí)間軸所圍的______與______的比值
=Bl
=
計(jì)算通過電路截面的電荷量
答案 NBSωsin ωt NBSω 熱效應(yīng) 面積 時(shí)間
9.理想變壓器動(dòng)態(tài)變化問題的分析思路是什么?
答案
I2I1P1