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專題六　電磁感應與電路 一、主干知法必記 1.應用楞次定律處理電磁感應問題的常用方法 (1)常規(guī)法:根據原磁場(方向及磁通量變化情況),應用楞次定律確定感應電流產生的磁場方向,利用安培定則判斷出感應電流方向,利用左手定則判斷導體受力。 (2)效果法:由楞次定律可知,感應電流的效果總是阻礙引起感應電流的原因,根據“阻礙”的原則,直接對運動趨勢做出判斷。 (3)口訣法:即“增反減同,來拒去留,增縮減擴”。 2.法拉第電磁感應定律 (1)法拉第電磁感應定律應用的三種情況 ①ΔΦ=BΔS,則E=nBΔSΔt。 ②ΔΦ=ΔBS,則E=nΔBSΔt。 ③ΔΦ=Φ末-Φ初,E=nB2S2-B1S1Δt≠nΔBΔSΔt。 (2)在Φ-t圖像中磁通量的變化率ΔΦΔt是圖像上某點切線的斜率,利用斜率和線圈匝數(shù)可以確定該點感應電動勢的大小。 (3)導體垂直切割磁感線時,E=Blv,式中l(wèi)為導體切割磁感線的有效長度。 (4)導體棒以端點為軸,在勻強磁場中垂直于磁感線方向勻速轉動產生的感應電動勢E=12Bl2ω。 (5)電磁感應現(xiàn)象中通過導體橫截面的電荷量q=IΔt=nΔΦR。 3.自感現(xiàn)象 (1)自感電動勢:E=LΔIΔt。 (2)斷電自感中,燈泡是否閃亮問題 ①通過燈泡的自感電流大于原電流時,燈泡閃亮。 ②通過燈泡的自感電流小于或等于原電流時,燈泡不會閃亮。 4.基本概念 (1)電流:I=qt=UR=nqSv,電阻:R=UI=ρlS。 (2)電功:W=qU=UIt ,電功率:P=UI。 (3)電熱:Q=I2Rt ,熱功率:P=I2R。 5.純電阻電路與非純電阻電路的比較 (1)純電阻電路:W=Q,W=UIt=I2Rt=U2Rt,P=UI=I2R=U2R 。 (2)非純電阻電路:W>Q,W=UIt=I2Rt+W其他,P=UI=I2R+P其他。 6.閉合電路歐姆定律 (1)表達式:I=ER+r或E=U外+U內或E=U外+Ir。 (2)電源的幾個功率 ①電源的總功率:P總=P出+P內=EI=UI+I2r=I2(R+r)=E2R+r。 ②電源內部消耗的功率:P內=I2r=P總-P出。 ③電源的輸出功率:P出=UI=P總-P內=I2R。 (3)電源的效率:η=P出P總=UE=RR+r。 當R=r時,電源的輸出功率最大,Pm=E24r,此時電源效率只有50%。 7.交流電 (1)正弦交流電瞬時值:e=Em sin ωt或e=Em cos ωt。 (2)正弦交流電有效值和最大值的關系:E=Em2,I=Im2,U=Um2。 (3)理想變壓器及其關系式 ①電壓關系:U1U2=n1n2多個輸出線圈時為U1n1=U2n2=U3n3=…。 ②功率關系:P入=P出(多個輸出線圈時為P入=P出1+P出2+…)。 ③電流關系:I1I2=n2n1(多個輸出線圈時為n1I1=n2I2+n3I3+…)。 二、易錯知識點撥 1.將非純電阻電路與純電阻電路的計算混淆。 2.在變壓器中誤認為I1I2=n2n1適用于各種情況。 3.在電損的計算時將變壓器兩端電壓U出與電線上分壓U損混淆。 4.在電路的動態(tài)分析中,不能正確把握變量和不變量及電路結構各儀表的用途。 5.應用公式E=BLv計算電動勢大小時,不能正確判斷B、L、v方向關系及有效長度L。 6.在公式Φ=BS中錯誤地認為面積越大,磁通量越大。 7.應用楞次定律判斷感應電流方向時,誤認為“感應電流的磁場方向”與“原磁場方向”相反。 8.在電磁感應的電路問題中,將電動勢和路端電壓混淆。 9.誤認為含有自感線圈的“斷電自感”中的燈泡都會“閃亮”一下。 三、保溫訓練 1.(教科教材原題)在示波管中,電子槍2 s內發(fā)射61013個電子,則示波管中電流大小約為(　　) A.4.810-6 A B.31013 A C.9.610-6 A D.310-6 A 答案　A 2.(滬科教材改編題)兩只相同的電阻,分別通以正弦波形的交流電和方波形的交流電,兩種交流電的最大值相等,且周期相等(如圖所示)。在正弦波形交流電的一個周期內,正弦波形的交流電在電阻上產生的焦耳熱為Q1,其與方波形交流電在電阻上產生的焦耳熱Q2之比Q1∶Q2等于(　　) A.1∶1 B.2∶1 C.1∶2 D.4∶3 答案　C 3.(滬科教材原題)(多選)如圖所示,P為固定閉合電路的一段導體的橫截面。若使一對異性磁極相對P運動,并讓P始終處于磁場中,則下列說法中正確的是(　　) A.磁極豎直向上運動時,P中不產生感應電流 B.磁極豎直向下運動時,P中產生指向紙外的感應電流 C.磁極向左運動時,P中產生指向紙里的感應電流 D.磁極向右運動時,P中產生指向紙里的感應電流 答案　AD 4.(多選)在如圖所示的電路中,小燈泡的額定功率和額定電壓分別為0.4 W、2 V,電源的電動勢為3 V,電源的內阻為r且不能忽略,先將單刀雙擲開關扳到a,調節(jié)電阻箱,當小燈泡正常發(fā)光時,電阻箱的阻值R= 4 Ω;再將單刀雙擲開關扳到b,電動機和小燈泡均能正常工作,電動機的額定電壓用UM表示、電動機的內阻用rM表示。下列說法正確的是(　　) A.r=1 Ω B.rM=4 Ω C.UM=1 V D.外電路消耗的功率與總功率的比值為1415 答案　AD 5.如圖所示,電路中P、Q是兩個完全相同的燈泡,L是一個自感系數(shù)很大、電阻可忽略的自感線圈,圖中電容器的電容C很大,電源為電動勢為E、內阻可忽略的直流電源。下列說法正確的是(　　) A.開關S剛閉合時,燈泡P和燈泡Q一樣亮 B.開關S閉合足夠長時間后,燈泡P和燈泡Q都一樣亮 C.開關S閉合足夠長時間后再斷開,燈泡P立即熄滅,而燈泡Q亮后逐漸熄滅 D.開關S閉合足夠長時間后,電容器所帶電荷量小于CE 答案　C 6.(多選)如圖甲所示電路中,變壓器為理想變壓器,其原、副線圈的匝數(shù)比為5∶1,電壓表和電流表均為理想交流電表,Rt為阻值隨溫度升高而變大的熱敏電阻,R1為定值電阻,若發(fā)電機向原線圈輸入如圖乙所示的正弦交流電,則下列說法中正確的是(　　) A.輸入變壓器原線圈的交流電壓的表達式為u=362 sin 50πt (V) B.t=0.015 s時,發(fā)電機的線圈平面與磁場方向垂直 C.變壓器原、副線圈中的電流之比為1∶5 D.Rt溫度升高時,電流表的示數(shù)變小,電壓表的示數(shù)不變 答案　CD