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(新課標(biāo))2018-2019學(xué)年高考物理 主題三 電磁感應(yīng)及其應(yīng)用 3.2 交變電流章末總結(jié)課件 新人教版選修3-2.ppt

上傳人:tia****nde 文檔編號:14490033 上傳時(shí)間:2020-07-21 格式:PPT 頁數(shù):31 大?。?83KB
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1、章末總結(jié),一、電磁感應(yīng)中的圖象問題 1.關(guān)鍵是分析磁通量的變化是否均勻,從而判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(電流)或安培力的大小是否恒定,然后運(yùn)用楞次定律或左手定則判斷它們的方向,分析出相關(guān)物理量之間的函數(shù)關(guān)系,確定其大小和方向及在坐標(biāo)軸中的范圍。 2.圖象的初始條件,方向與正、負(fù)的對應(yīng),物理量的變化趨勢,物理量的增、減或方向正、負(fù)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)都是判斷圖象的關(guān)鍵。,例1 如圖1,在光滑水平桌面上有一邊長為L、電阻為R的正方形導(dǎo)線框;在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為d(dL)的條形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場的邊界與導(dǎo)線框的一邊平行,磁場方向豎直向下。導(dǎo)線框以某一初速度向右運(yùn)動(dòng),t0時(shí)導(dǎo)線框的右邊恰好與磁場的左邊界重合,隨后導(dǎo)線框進(jìn)入

2、并通過磁場區(qū)域。下列vt圖象中,可能正確描述上述過程的是(),圖1,答案D,針對訓(xùn)練1 如圖2,一載流長直導(dǎo)線和一矩形導(dǎo)線框固定在同一平面內(nèi),線框在長直導(dǎo)線右側(cè),且其長邊與長直導(dǎo)線平行。已知在t0到tt1的時(shí)間間隔內(nèi),直導(dǎo)線中電流i發(fā)生某種變化,而線框中的感應(yīng)電流總是沿順時(shí)針方向;線框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。設(shè)電流i正方向與圖中箭頭所示方向相同,則i隨時(shí)間t變化的圖線可能是(),圖2,解析因通電導(dǎo)線周圍的磁場離導(dǎo)線越近磁場越強(qiáng),而線框中左右兩邊電流的大小相同,而方向相反,所以受到的安培力方向相反,而導(dǎo)線框的左邊受到的安培力大于導(dǎo)線框的右邊受到的安培力,所以合力沿導(dǎo)線框左邊受到

3、的力的方向。因?yàn)榫€框受到的安培力的合力先水平向左,后水平向右,根據(jù)左手定則,導(dǎo)線框處的磁場方向先垂直紙面向里,后垂直紙面向外,根據(jù)右手螺旋定則,導(dǎo)線中的電流先為正,后為負(fù),所以選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。 答案A,二、電磁感應(yīng)中的綜合問題 此類問題涉及電路知識、動(dòng)力學(xué)知識和能量觀點(diǎn),綜合性很強(qiáng),解決此類問題要注意以下三點(diǎn): 1.電路分析 (1)找“電源”:確定出由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源,求出電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r。 (2)電路結(jié)構(gòu)分析 弄清串、并聯(lián)關(guān)系,求出相關(guān)部分的電流大小,為求安培力做好鋪墊。,2.力和運(yùn)動(dòng)分析 (1)受力分析:分析研究對象(常為金屬桿、導(dǎo)體線圈等)的受力情況,尤其注意安培力

4、的方向。 (2)運(yùn)動(dòng)分析:根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,確定出運(yùn)動(dòng)模型,根據(jù)模型特點(diǎn),找到解決途徑。 3.功和能量分析 (1)做功分析,找全部力所做的功,弄清功的正、負(fù)。 (2)能量轉(zhuǎn)化分析,弄清哪些能量增加,哪些能量減小,根據(jù)功能關(guān)系、能量守恒定律列方程求解。,例2 如圖3所示,兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角30的斜面上,導(dǎo)軌電阻不計(jì),間距L0.4 m,導(dǎo)軌所在空間被分成區(qū)域和,兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為MN。I中的勻強(qiáng)磁場方向垂直斜面向下,中的勻強(qiáng)磁場方向垂直斜面向上,兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B0.5 T。在區(qū)域中,將質(zhì)量m10.1 kg、電阻R10.1 的金屬條ab放在導(dǎo)軌上,ab剛好不下滑

5、。然后,在區(qū)域中將質(zhì)量m20.4 kg,電阻R20.1 的光滑導(dǎo)體棒cd置于導(dǎo)軌上,由靜止開始下滑。cd在滑動(dòng)過程中始終處于區(qū)域的磁場中,ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸,取g10 m/s2,問:,圖3 (1)cd下滑的過程中,ab中的電流方向; (2)ab剛要向上滑動(dòng)時(shí),cd的速度v多大; (3)從cd開始下滑到ab剛要向上滑動(dòng)的過程中,cd滑動(dòng)的距離x3.8 m,此過程中ab上產(chǎn)生的熱量Q是多少。,解析(1)由右手定則可判斷出cd中的電流方向?yàn)橛蒬到c,則ab中電流方向?yàn)橛蒩流向b。 (2)開始放置時(shí)ab剛好不下滑,ab所受摩擦力為最大靜摩擦力,設(shè)其為Fmax,有Fmaxm

6、1gsin 設(shè)ab剛要上滑時(shí),cd棒的感應(yīng)電動(dòng)勢為E,由法拉第電磁感應(yīng)定律有EBLv,設(shè)ab所受安培力為F安,有F安BIL 此時(shí)ab受到的最大靜摩擦力方向沿導(dǎo)軌向下,由平衡條件有F安m1gsin Fmax 聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù)解得v5 m/s。,解得Q1.3 J。,針對訓(xùn)練2 如圖4所示,足夠長的光滑U形導(dǎo)軌寬度為L,其所在平面與水平面的夾角為,上端連接一個(gè)阻值為R的電阻,導(dǎo)軌電阻不計(jì),勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌平面向上?,F(xiàn)有一質(zhì)量為m、有效電阻為r的金屬桿沿框架由靜止下滑,設(shè)磁場區(qū)域無限大,當(dāng)金屬桿下滑達(dá)到最大速度v0時(shí),運(yùn)動(dòng)的位移為x,則() 圖4,根據(jù)平衡條件得mgsin

7、 F0,所以選項(xiàng)B正確。 答案B,三、與理想變壓器有關(guān)的問題 1.理想變壓器的幾個(gè)基本關(guān)系 (1)電壓關(guān)系:輸入電壓決定輸出電壓。,多個(gè)副線圈時(shí):U1U2U3n1n2n3,(2)功率關(guān)系:輸出功率決定輸入功率。 單個(gè)副線圈時(shí):P1P2。 多個(gè)副線圈時(shí):P1P2P3 (3)電流關(guān)系:輸出電流決定輸入電流。,2.理想變壓器的動(dòng)態(tài)變化問題的分析思路 (1)匝數(shù)比不變,負(fù)載電阻變化的情況,如圖5甲所示。 甲,(2)負(fù)載電阻不變,匝數(shù)比變化的情況,如圖乙所示。 乙 圖5,例3 (多選)如圖6甲所示,一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為21,原線圈的電壓隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示,副線圈電路中接有燈泡,額定功率

8、為22 W;原線圈電路中接有電壓表和電流表?,F(xiàn)閉合開關(guān),燈泡正常發(fā)光,若用U和I分別表示此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù),則() 圖6,答案ABD,針對訓(xùn)練3 一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為31,在原、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220 V的正弦交流電源上,如圖7所示。設(shè)副線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功率的比值為k,則() 圖7,答案A,四、遠(yuǎn)距離輸電問題 1.理清三個(gè)回路,回路1:發(fā)電機(jī)回路。該回路中,通過線圈1的電流I1等于發(fā)電機(jī)中的電流I機(jī);線圈1兩端的電壓U1等于發(fā)電機(jī)的路端電壓U機(jī);線圈1輸入的電功率P1等于發(fā)電機(jī)輸出的電功率

9、P機(jī)。 回路2:輸送電路。I2I3IR,U2U3UR,P2PRP3。 回路3:輸出電路。I4I用,U4U用,P4P用。,2.抓住兩個(gè)關(guān)系,3.掌握兩種損耗 (1)電壓損耗:輸電線上的電阻導(dǎo)致的電壓損耗,URU2U3IRR。,例4 如圖8甲為某水電站的電能輸送示意圖,升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為115,降壓變壓器的副線圈接有負(fù)載R,升壓、降壓變壓器之間的輸電線路的總電阻為10 ,變壓器均為理想變壓器,現(xiàn)在a、b兩端輸入如圖乙所示的交流電壓,輸送功率為33 kW。下列說法正確的是() 圖8,A.輸送的交變電流的周期為0.01 sB.輸電線中電流為150 A C.降壓變壓器原線圈輸入電壓為3 200 VD.輸電線上功率損失為500 W,答案C,答案D,

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