高考物理二輪復(fù)習(xí) 基礎(chǔ)知識(shí)再重溫 倒數(shù)第6天 電路與電磁感應(yīng)教案

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倒數(shù)第6天　電路與電磁感應(yīng) 考點(diǎn)要求重溫 考點(diǎn)45　歐姆定律(Ⅱ) 考點(diǎn)46　電阻定律(Ⅰ) 考點(diǎn)47　電阻的串聯(lián)、并聯(lián)(Ⅰ) 考點(diǎn)48　電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻(Ⅱ) 考點(diǎn)49　閉合電路的歐姆定律(Ⅱ) 考點(diǎn)50　電功率、焦耳定律(Ⅰ) 考點(diǎn)51　電磁感應(yīng)現(xiàn)象(Ⅰ) 考點(diǎn)52　磁通量(Ⅰ) 考點(diǎn)53　楞次定律(Ⅱ) 考點(diǎn)54　法拉第電磁感應(yīng)定律(Ⅱ) 考點(diǎn)55　自感、渦流(Ⅰ) 考點(diǎn)56　交變電流、交變電流的圖象(Ⅰ) 考點(diǎn)57　正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式、峰值和有效值(Ⅰ) 考點(diǎn)58　理想變壓器(Ⅱ) 考點(diǎn)59　遠(yuǎn)距離輸電(Ⅰ) 要點(diǎn)方法回顧 1.如果電路中電流為I，用電器的電阻為R，用電器兩端電壓為U.請(qǐng)你根據(jù)能量守恒定律就純電阻和非純電阻電路討論U與IR的關(guān)系，由此總結(jié)I＝的適用條件. 答案　純電阻電路中，電能只轉(zhuǎn)化為電熱，則有 UIt＝I2Rt，故I＝ 非純電阻電路中，電能轉(zhuǎn)化為電熱和其他形式的能，則 UIt＝I2Rt＋E其他，故U＞IR 由此可見(jiàn)，I＝只適用于把電能全部轉(zhuǎn)化為電熱的電器，即只適用于純電阻電路. 2.描述電源的功率有三個(gè)，它們分別是電源的總功率、電源內(nèi)部消耗的功率和電源的輸出功率，如何求解三個(gè)功率，它們之間的關(guān)系如何？ 答案　(1)電源的總功率P總＝EI. (2)電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)＝I2r. (3)電源的輸出功率P出＝P總－P內(nèi)＝UI. 3.在如圖1所示的U－I圖象中，圖線(xiàn)a、b表示的含義有什么不同？ 圖1 答案　(1)對(duì)電源有：U＝E－Ir，如題圖中a線(xiàn). (2)對(duì)定值電阻有：U＝IR，如題圖中b線(xiàn). (3)說(shuō)明：①圖中a線(xiàn)常用來(lái)分析測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù). ②圖中矩形OABD、OCPD和ABPC的“面積”分別表示電源的總功率、輸出功率和內(nèi)阻消耗的功率. 4.比較下面的典型電路，并在表格空白處填上合適的文字或字母. 電路名稱(chēng) 電路結(jié)構(gòu) 歐姆定律表達(dá)式 能量轉(zhuǎn)化情況 純電阻電路 非純電阻電路 含電容器電路 交流純電電路 答案　歐姆定律表達(dá)式自上而下為： I＝；E＝U內(nèi)＋U外或E＝Ir＋U外； 電流穩(wěn)定后I＝； i＝，I＝，Im＝. 能量轉(zhuǎn)化情況自上而下依次為： 電能→內(nèi)能；電能→內(nèi)能＋其他能； 電能→內(nèi)能＋電場(chǎng)能；電能→內(nèi)能. 5.對(duì)電路中的特殊元件如何進(jìn)行等效處理是簡(jiǎn)化電路的關(guān)鍵之一，請(qǐng)根據(jù)你的體會(huì)和所學(xué)的知識(shí)，完成下面的表格. 元件 處理方法 ①電路中并聯(lián)的理想電壓表 ②電路中充電完畢的電容器 ③反接的理想二極管 ④電流變化時(shí)的理想電感器 ⑤電路中串聯(lián)的理想電流表 ⑥高頻交流電通過(guò)大容值電容器 ⑦電流穩(wěn)定后的理想電感器 ⑧正接的理想二極管 ⑨電路中并聯(lián)的非理想電壓表 ⑩電路中串聯(lián)的非理想電流表 答案　①②③④所在支路視作斷路； ⑤⑥⑦⑧所在支路視作短路； ⑨視作理想電壓表與其內(nèi)阻并聯(lián)； ⑩視作理想電流表與其內(nèi)阻串聯(lián). 6.你能敘述分析直流電路動(dòng)態(tài)問(wèn)題的程序法嗎？電路動(dòng)態(tài)分析的技巧有哪些？ 答案　程序法：基本思路是“部分—整體—部分”，即R局(增大或減小)→R總(增大或減小)→I總(減小或增大)→U外(增大或減小)→I部分、U部分的變化. 技巧：(1)任一電阻R阻值增大，與之串聯(lián)(或并聯(lián))的電路的總電阻增大.(2)任一電阻R阻值增大，必將引起與之并聯(lián)的支路中電流I并、電壓U并的增大，與之串聯(lián)的各電路電流I串、電壓U串的減小. 7.請(qǐng)你總結(jié)故障電路的特點(diǎn)與分析方法. 答案　用電器不能正常工作，斷路的表現(xiàn)為電流為零，短路的表現(xiàn)為電流不為零而兩點(diǎn)之間電壓為零.用電壓表測(cè)量電路兩點(diǎn)間的電壓，若電壓表有讀數(shù)，說(shuō)明這兩點(diǎn)與電源之間的連線(xiàn)是通路，斷路故障點(diǎn)就在這兩點(diǎn)之間；若電壓表無(wú)讀數(shù)，說(shuō)明這兩點(diǎn)與電源之間的連線(xiàn)是斷路，斷路故障就在這兩點(diǎn)與電源的連線(xiàn)上. 8.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(guò)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?gòu)摹白璧K磁通量變化”的角度來(lái)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；若磁通量減少時(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(lái)看，表現(xiàn)出“來(lái)拒去留”，即“阻礙”相對(duì)運(yùn)動(dòng). ③從“阻礙自身電流變化”角度來(lái)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”；“阻礙”不是“阻止”. ④右手定則：對(duì)部分導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中切割磁感線(xiàn)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. 9.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(guò)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＝ΔBS.由此對(duì)應(yīng)的E＝nS，此式中的叫磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率，等于B－t圖象切線(xiàn)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＝BΔS.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(xiàn)所致.比如線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)時(shí)，E＝Bl2ω. 10.導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電流的過(guò)程是能的轉(zhuǎn)化和守恒的過(guò)程，這一過(guò)程中通過(guò)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. 11.請(qǐng)比較安培定則、左手定則、右手定則及楞次定律，并填寫(xiě)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(xiàn)運(yùn)動(dòng) 右手定則 閉合回路磁通量的變化 楞次定律 12.電磁感應(yīng)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題是力學(xué)和電學(xué)知識(shí)的結(jié)合，此類(lèi)問(wèn)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(wèn)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. 13.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(guò)導(dǎo)線(xiàn)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＝IΔt＝Δt＝Δt＝n 可見(jiàn)，在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，只要穿過(guò)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(guò)導(dǎo)線(xiàn)截面的電荷量q僅由線(xiàn)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(wú)關(guān). 14.中性面的含義是什么？線(xiàn)圈通過(guò)中性面時(shí)有何性質(zhì)和特點(diǎn)？ 答案　(1)中性面：當(dāng)線(xiàn)圈平面轉(zhuǎn)動(dòng)至垂直于磁感線(xiàn)位置時(shí)，各邊都不切割磁感線(xiàn)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，即線(xiàn)圈中沒(méi)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(xiàn)圈通過(guò)中性面時(shí)，磁感線(xiàn)垂直于該時(shí)刻的線(xiàn)圈平面，所以磁通量最大，磁通量的變化率為零； ②線(xiàn)圈平面每次轉(zhuǎn)過(guò)中性面時(shí)，線(xiàn)圈中感應(yīng)電流方向改變一次，線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周通過(guò)中性面兩次，故一個(gè)周期內(nèi)線(xiàn)圈中電流方向改變兩次； ③線(xiàn)圈平面處于跟中性面垂直的位置時(shí)，線(xiàn)圈平面平行于磁感線(xiàn)，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. 15.下面的表格是關(guān)于交變電流“四值”的比較，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(shuō)明 瞬時(shí)值 交變電流某一時(shí)刻的值 e＝________ i＝________ 計(jì)算線(xiàn)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(xiàn)與時(shí)間軸所圍的____與____的比值 ＝Bl ＝ 計(jì)算通過(guò)電路截面的電荷量 答案　NBSωsin ωt　　NBSω　熱效應(yīng)　　　　面積　時(shí)間 16.理想變壓器動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題的分析思路是什么？ 答案　 I2I1P1