知识回顾篇 知识5　电磁感应和电路—2021届高三物理二轮新高考复习讲义

　电磁感应和电路 1．“三个定则”的比较 定则 比较　　 安培定则 左手定则 右手定则 内容 直线电流：用右手握住直导线，大拇指指向电流的方向，弯曲的四指所指的方向为磁感线的环绕方向；环形电流或者通电螺线管：用右手握住通电螺线管或者环形电流，四指指向环形电流的方向，大拇指所指的方向为环内磁场的方向 伸开左手，大拇指跟其余四指垂直且在同一平面，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向(正电荷运动方向或者负电荷运动的反方向)，大拇指所指方向为通电导线(或者正电荷)受力的方向 伸开右手，大拇指跟其余四指垂直且在同一平面，让磁感线穿过手心，大拇指指向导体棒运动方向，四指所指方向为感应电流的方向 研究对象 电流 直线电流或者运动电荷 导体棒 应用 已知电流方向，判断磁场方向 已知电流方向或者电荷运动方向，判断受力方向 已知导体棒的运动方向，判断感应电流的方向 2.“两个定律” 定律 比较　　　　 楞次定律 法拉第电磁感应定律 内容 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流磁通量的变化 感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比 应用 判断感应电流的方向 求解感应电动势的大小 表达式 E＝neq \f(ΔΦ,Δt) 拓展理解或表达式变形 (1)阻碍磁通量的变化 (2)阻碍相对运动 (3)阻碍电流的变化 (1)E＝neq \f(ΔΦ,Δt)＝nBeq \f(ΔS,Δt)＝nSeq \f(ΔB,Δt) (2)E＝BLv (3)电荷量q＝neq \f(ΔΦ,R＋r)　B⊥L、B⊥v 3.恒定电流和交变电流 电流 比较　　 恒定电流 交变电流 产生 加恒定电压后，自由电荷在电场力的作用下定向移动形成的电流 正弦交变电流为线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动产生的电流 表达式 I＝eq \f(Q,t)(定义式)，I＝nqSv(微观)　I＝eq \f(E,R＋r)或I＝eq \f(U,R)(决定式) I＝Imsin ωt或I＝Imcos ωt 图象 信息：电流大小　特点：大小方向不变 信息：最大值、周期　　特点：大小方向随时间改变 主要命题点 (1)利用闭合电路欧姆定律对电路进行动态分析 (2)涉及非纯电阻电路功率的求解 (3)电路的故障分析和计算 (1)“四值”问题：瞬时值、最大值、有效值和平均值的求解和应用 (2)变压器原理 (3)远距离输电过程中电压和功率损耗问题 4.电磁感应综合问题的“五分析” 电路分析 确定电源，画出等效电路，明确内、外电路，分析电路的串、并联关系。 受力分析 分析导体棒所受的安培力大小和方向。 运动分析 对运动过程进行“慢进”式推理分析，应用牛顿第二定律对运动过程中各物理量进行分析。 能量分析 分析运动过程中各力做功情况，明确能量转化形式。 规律分析 根据牛顿第二定律，运动学方程，动量定理，动量守恒定律，动能定理，能量守恒定律合理组合优化。 5.交变电流“四值”的应用 最大值 Em＝nBSω，分析电容器时的耐压值。 瞬时值 计算闪光电器的闪光时间、线圈某时刻的受力情况。 线圈从中性面开始计时 e＝nBSωsin ωt＝emsin ωt 线圈从平行于磁场方向开始计时 e＝nBSωcos ωt＝emcos ωt 有效值 电表的读数及计算电热、电功、电功率及保险丝的熔断电流。 平均值 eq \o(E,\s\up6(－))＝neq \f(ΔΦ,Δt)，q＝eq \o(I,\s\up6(－))t＝neq \f(ΔΦ,R＋r)计算通过电路截面的电荷量。 6.抓住“两不变、两损耗”巧解变压器与远距离输电问题 “两不变”的动态分析 ①负载电阻不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随匝数比的变化情况。 ②匝数比不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随负载电阻的变化情况。 不论哪种情况，要注意两点：一、根据题意分清变量和不变量；二、弄清“谁决定谁”的制约关系。对电压而言，输入决定输出；对电流、电功(率)而言，输出决定输入。 “两损耗”的输电分析 ①电压损耗：输电线上的电阻导致的电压损耗，UR＝U2－U3＝IRR。 ②功率损耗：输电线上的电阻发热导致的功率损耗，PR＝P2－P3＝Ieq \o\al(2,R)R。输电线上的能量损耗是热损耗，计算功率损耗时用公式PR＝Ieq \o\al(2,R)R或PR＝eq \f(U\o\al(2,R),R)。 $$