2019高考物理總復習 考查點15 電磁感應考點解讀學案.doc

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考查點15　電磁感應 ?考情分析 測試內容 測試要求 考情分析 電磁感應現(xiàn)象及其應用 A 15年T24A 電磁感應定律 A 15年T24A，17年T24A 交變電流 A 16年T24A 電磁波 A 14年T24A ?知識梳理 考點1　電磁感應現(xiàn)象及其應用　A (1)英國物理學家________經過10年的艱苦探索，終于在1831年發(fā)現(xiàn)了________現(xiàn)象，進一步揭示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間的密切聯(lián)系，奏響了電氣化時代的序曲． (2)電磁感應現(xiàn)象：閉合電路的________導體在磁場中做________________的運動時，導體中就會產生電流，這種現(xiàn)象叫作電磁感應．由電磁感應產生的電流叫做________電流． (3)電磁感應的產生條件 ①磁通量：穿過一個________的磁感線的多少．Φ＝________.(互相垂直)單位：________. ②條件：只要穿過________的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應電流產生． 【典例1】　在如圖所示的勻強磁場中有一閉合矩形導線框，則在圖示時刻能產生感應電流的是(　　) 　　　 　　　　　A　　　　　　　B　　　 　　　　　C　　　　　　　　D 【解析】　感應電流的產生條件：①電路必須閉合　②穿過回路的磁通量要發(fā)生變化．A中磁場和線框始終垂直，磁通量不變．C中線框和磁場平行，磁通量始終為零，也不會產生感應電流．D中線框和磁場始終垂直，磁通量不變，沒有感應電流． 【答案】　B 【點撥】　感應電流的產生條件：①電路必須閉合　②穿過回路的磁通量要發(fā)生變化，注意分辨線圈和磁感線的方向關系． 【變式1】　(2017江蘇真題)如圖所示，矩形線框平面與勻強磁場方向垂直，穿過的磁通量為Φ.若線框面積變?yōu)樵瓉淼?，則磁通量變?yōu)?　　) A.ΦB.Φ C．2Φ D．4Φ 【典例2】　如圖所示，電流表與螺線管組成閉合電路，以下過程不能使電流表指針偏轉的是________，能使電流表指針偏轉較大的是________． A．將磁鐵插入螺線管的過程中 B．磁鐵放在螺線管中不動時 C．將磁鐵從螺線管中向上拉出的過程中 D．將磁鐵從螺線管中向上快速拉出的過程中 【解析】　只要是線圈中的磁通量不發(fā)生變化，回路中無感應電流，指針便不會偏轉，在磁鐵插入、拉出過程中線圈中的磁通量均發(fā)生變化，因此選項A、C、D錯誤；磁鐵放在螺線管中不動時，線圈中的磁通量不發(fā)生變化，無感應電流產生，故選項B正確．在選項D中磁鐵向上快速拉出的過程中，產生的感應電動勢較大，因而電流表指針偏轉較大．選項D正確． 【答案】　B　D 【點撥】　判斷有無感應電流，主要看是否發(fā)生磁通量的變化，而看電流表指針偏轉較大，主要是判斷由磁通量變化的快慢引起的感應電動勢大小，根據(jù)法拉第電磁感應定律，感應電動勢的大小與磁通量的變化率有關，E＝n，磁鐵在線圈中快速拉出，磁通量變化率較大，感應電動勢大． 【變式2】　如圖所示為探究產生電磁感應現(xiàn)象條件的實驗裝置，下列情況中不能引起電流計指針轉動的是(　　) A．閉合開關瞬間 B．斷開開關瞬間 C．閉合開關后拔出鐵芯瞬間 D．斷開開關使變阻器的滑動頭向右移動 考點2　電磁感應定律　A 法拉第電磁感應定律 ①電路中感應電動勢的大小跟穿過這一電路________________成正比． ②匝數(shù)為n的線圈中產生感應電動勢的公式為________． ③t的單位是s，Φ的單位是________，則E的單位是________． ④單個導體垂直切割磁感線產生的感應電動勢的表達式：________________. 【典例3】　(2015江蘇真題)1831年________(選填“奧斯特”或“法拉第”)發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象．大量實驗表明，回路中所產生的感應電動勢大小與穿過該回路的磁通量的________(選填“變化量”或“變化率”)成正比． 【解析】　奧斯特發(fā)現(xiàn)的是電流的磁效應，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，并提出了電磁感應定律，回路中所產生的感應電動勢大小與穿過該回路的磁通量的變化率成正比，即表征磁通量的變化快慢． 【答案】　法拉第　變化率 【變式3】　(2017泰州模擬)如圖所示，將100匝面積為0.1m2的矩形線圈放置在磁感應強度為0.2T的勻強磁場中，從圖示位置開始，線圈abcd繞軸OO′轉動90，用時0.5s，則穿過線圈磁通量的變化量大小ΔΦ＝________Wb，線圈中產生的平均感應電動勢E＝________V. 【典例4】　(2017南通模擬)如圖為交流發(fā)電機原理圖，已知兩磁極間勻強磁場的磁感應強度為B，矩形線框的匝數(shù)為n，面積為S，當線框轉到與磁場方向垂直的圖示位置時，穿過線框的磁通量為________；若線框從圖示位置逆時針轉動90，所用時間為t，則線框中產生的平均感應電動勢為________． 【解析】　磁場是N極指向S極，線框與磁場方向垂直時，磁通量最大，Φ＝BS，轉過90，磁通量減為零，ΔΦ＝BS，由法拉第電磁感應定律可得：感應電動勢E＝n＝n. 【答案】　BS　n 【變式4】　一個100匝線圈置于勻強磁場中，由于磁場變化產生感應電動勢大小為10V，那么以下說法中正確的是(　　) A．通過該線圈磁通量變化了0.1Wb B．通過該線圈磁通量平均變化了10Wb C．通過該線圈每一匝線圈平面的磁通量變化率為0.1Wb/s D．通過該線圈每一匝線圈平面的磁通量每秒變化為10Wb 考點3　交變電流　A (1)大小、方向隨時間做________________的電流叫做交變電流．電流、電壓隨時間按________規(guī)律變化叫做正弦式電流． (2)正弦式電流中的最大值叫做交流的________．交流電完成一次周期性變化的________叫做周期，用字母T表示，單位________.1s內周期性變化的________叫做頻率，用字母f表示，單位________．周期和頻率的關系是________． (3)交變電流的有效值：①讓交流和直流分別通過相同的電阻，如果在相同時間內它們產生的________相等，我們就把直流的值稱為交流電流(電壓)的有效值．②對于正弦式電流，電流(電壓)的最大值(峰值)Im(Um)和有效值I(U)的關系為________________． (4)采用________輸電可以減少輸電線上電能的損失． (5)變壓器：①構造：變壓器由一個閉合的________、原線圈、副線圈組成，兩個線圈都是由絕緣導線繞制而成的，鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成，變壓器是用來改變交流電壓或電流的裝置．構造及符號如圖所示： ②理想變壓器的電壓比與匝數(shù)比的關系：U1表示原線圈兩端的交變電壓，即輸入電壓；U2表示副線圈兩端的交變電壓，即輸出電壓，n1表示原線圈的匝數(shù)，n2表示副線圈的匝數(shù)．則n1、n2、U1、U2的關系可以用公式表示為：________. 【典例5】　(2017鹽城模擬)家庭電路的交變電壓隨時間變化的圖象如圖所示．由圖可知，交變電壓的有效值為________V，頻率為________Hz. 【解析】　由圖象可知，峰值Um＝220V，正弦交流電的有效值U＝＝220V，根據(jù)圖象可得周期T＝0.02s，f＝＝50Hz，u＝Umsinωt可得，ω＝＝100π rad/s. 【答案】　220　50 【點撥】　u＝Umsinωt，ω＝＝100π rad/s，Um與U之間，ω與T，f之間，對應的關系，才是本節(jié)最重要的內容，注意四值問題中每個字母的用法，不要混淆了．小寫的u、i、e等表示瞬時值，大寫的U、I、E表示有效值，U、I、E上面加一個橫線表示平均值，加下標m表示峰值． 【變式5】　(2017宿遷模擬)如圖所示是我國三相交流電的電壓圖象．根據(jù)圖象可知，三相交流電電壓的有效值是________V，頻率是________Hz. 【典例6】　(2017無錫模擬)如圖是一電熱水壺的銘牌，由銘牌可知，該電熱水壺在額定電壓下工作時，所使用的交流電壓的最大值為________V，交流電的周期為________s. 【解析】　銘牌上標著的都是有效值，所以Um＝U＝220V，f＝50Hz，所以T＝＝0.02s. 【答案】　220　0.02 【變式6】　一個電熱器接到50V的直流電源上，發(fā)熱功率為200W，如果把它接到正弦式交流電源上使其發(fā)熱功率也是200W，則該交流電的電壓最大值必須是________V．一個電容器接在交流電路上，擊穿與否，取決于交流電壓的瞬時值是否超過電容器的耐壓值．連接在220V的正弦交流電源兩端的電容器要能正常工作，其耐壓值必須大于________V. 【典例7】　如圖所示為一臺理想變壓器，初、次級線圈的匝數(shù)分別為n1＝400匝，n2＝800匝，連接導線的電阻忽略不計，那么可以確定　(　　) A．這是一臺降壓變壓器 B．次級線圈兩端的電壓是初級線圈兩端電壓的2倍 C．通過次級線圈的電流是通過初級線圈電流的2倍 D．變壓器輸出的電功率是輸入的電功率的一半 【解析】　A中初、次級線圈的匝數(shù)分別為n1＝400匝，n2＝800匝，可知，這是一臺升壓變壓器，故A錯誤；B中由電壓與匝數(shù)成正比得，次級線圈兩端的電壓是初級線圈兩端電壓的2倍．故B正確；C中由電流與匝數(shù)成反比得，通過次級線圈的電流是通過初級線圈電流的一半，故C錯誤；D中理想變壓器的輸出的電功率與輸入的電功率是相等的，故D錯誤；故選B. 【答案】　B 【變式7】　在變電所，經常要用電表去檢測電網上的強電流，使用的儀器是電流互感器，下列圖中能正確反應其原理的是(　　) 　　 　　　　　A　　　　　　　　 B　　　　　　　　 C　　　　　　　　D考點4　電磁波　A (1)英國物理學家________建立完整的電磁場理論并預言電磁波的存在，德國物理學家________用實驗證實了電磁波的存在． (2)周期性變化的電場產生________________________；周期性變化的磁場產生________________；周期性變化的電場和周期性變化的磁場交替產生，并由近及遠傳播，形成________．電磁波可以在真空中傳播，電磁波在真空中傳播的速度為________m/s. (3)電磁波的波長、波速、頻率的關系是________．電磁波具有能量，人們利用電磁波中的某個波段制造了________來加熱食物． (4)把聲音、圖象等信號加載到高頻電磁波上的過程，稱為________，信號的調制方式有________和________兩種方式． (5)按電磁波的________或________大小的順序把它們排列成譜，叫做電磁波譜．按波長由大到小的順序，它們分別是：無線電波、________、可見光、________、________和________． (6)無線電波：無線電波是波長大于1mm(頻率小于300000MHz)的電磁波，無線電波主要用于________和________．在生活和科研上也有著廣泛的應用． (7)紅外線：①紅外線是一種光波，波長比可見光的波長________，比無線電波________．②紅外線________引起人的視覺；一切物體都會輻射紅外線，熱物體的紅外輻射比冷物體的紅外輻射________． ③紅外線的主要作用：紅外線遙感、勘測地熱、尋找水源、監(jiān)測森林火災、預報風暴和寒潮、加熱物體． (8)可見光的波長在________之間，能引起人的________． (9)紫外線：紫外線也是不可見光，比可見光的波長短，波長在5nm～400nm之間．紫外線的顯著作用是化學作用．紫外線可以滅菌消毒，人體接受適量的紫外線照射，能促進________的吸收．紫外線還有________效應． (10)X射線和γ射線：X射線和γ射線的波長比紫外線________．X射線對生命物質有較強的作用，過量的照射會引起生物體的病變．X射線具有穿透作用，可以用于人體________． γ射線具有更高的能量，在醫(yī)學上可以用來治療癌癥、探測金屬部件內部的________． 【典例8】　(2017連云港模擬)移動通訊等都是利用電磁波工作的．電磁波最早是由________(選填“法拉第”或“麥克斯韋”)預言存在并被赫茲用實驗證實了的．已知電磁波在空氣中的傳播速度約為3.0108 m/s，有一廣播電臺節(jié)目的頻率是6.0105 Hz，該電磁波在空氣中的波長約為________m. 【解析】　麥克斯韋提出變化的電場產生磁場，變化的磁場產生電場，由此變化的電場磁場交替產生由近及遠地傳播出去，形成電磁波，赫茲用實驗驗證了電磁波的存在．電磁波的速度和頻率之間的關系是c＝λf得λ＝＝＝5102m. 【答案】　麥克斯韋　5102 【變式8】　(2016南通模擬)具有NFC(近距離無線通訊技術)功能的兩只手機在間距小于10cm時可以通過________(選填“聲波”或“電磁波”)直接傳輸信息，其載波頻率為1.4107 Hz，電磁波在空氣中的傳播速度為3.0108 m/s，則該載波的波長為________m(保留2位有效數(shù)字)． 【典例9】　在下列各種光中，波長最短的是(　　) A．紅外線 B．紅光 C．紫光 D．綠光 【解析】　波長由長到短的排列順序是：無線電波－紅外線－可見光(紅橙黃綠青藍紫)－紫外線－X射線(倫琴射線)－γ射線，頻率正相反，γ射線的頻率最大，能量最強，所以穿透力最強． 【答案】　C 【點撥】　電磁波的傳播速度都是光速c，因此，波長長的，頻率小，波長短的，頻率大．這就要求記住電磁波譜． 【變式9】　關于電磁波，下列說法中正確的是(　　) A．電磁波與機械波一樣均不能在真空中傳播 B．電磁波的傳播實際上也伴隨著電磁能的傳播 C．微波爐中的微波是一種高頻率的電磁波，本身沒有能量，但能產生熱量 D．微波爐中的微波是一種低頻率的電磁波，本身具有能量，但不能產生熱量 【典例10】　驗鈔機發(fā)出的光能使鈔票上的熒光物質發(fā)光，用遙控器發(fā)出的光束來控制電視機、空調等家電．對于它們發(fā)出的光，下列判斷正確的是(　　) A．它們發(fā)出的都是紅外線 B．它們發(fā)出的都是紫外線 C．驗鈔機發(fā)出的是紅外線，遙控器發(fā)出的是紫外線 D．驗鈔機發(fā)出的是紫外線，遙控器發(fā)出的是紅外線 【解析】　紫外線有很強的熒光效應，能使熒光物體發(fā)光，故驗鈔機發(fā)出的是紫外線；而紅外線的波長比可見光長，容易繞過障礙物，衍射現(xiàn)象明顯，可以很方便地遙控家用電器． 【答案】　D 【變式10】　(2017徐州模擬)1886年德國科學家赫茲用實驗證實了電磁波的存在．不同頻率的電磁波在真空中的傳播速度________(選填“不同”或“相同”)，在機場等處常用________(選填“紅外線”或“X射線”)進行安全檢查． ?隨堂練習　　 　第1題圖 1．如圖所示，在下列四種情況中穿過線圈的磁通量不發(fā)生變化的是(　　) A．導線中的電流I增加 B．線圈向下平動 C．線圈向右平動 D．線圈向左平動 2．一個閉合線圈放在變化的磁場中，線圈產生的感應電動勢為E.若僅將線圈匝數(shù)增加為原來的2倍，則線圈產生的感應電動勢變?yōu)?　　) A．2E B．E C.D. 3．如圖所示，屬于交變電流的是(　　) 　　　 　　A　　　　　　　　　　B　　　　　　　　　　C　　　　　　　　　　D