查补易混易错点20 电磁感应的应用-【查漏补缺】2023年高考物理三轮冲刺过关（新高考专用）

查补易混易错点20 电磁感应的应用 【知识点一】单双杆问题、线框问题 一．单杆问题 单杆主要分为阻尼式单杆、电动式单杆、发电式单杆、放电式单杆、无外力充电式单杆、有外力充电式单杆。 基本类型 电路图 运动特点 最终状态 阻尼式单杆 a逐渐减小的减速运动 静止 电动式单杆 a逐渐减小的加速运动 匀速 发电式单杆 a逐渐减小的加速运动 匀速 放电式单杆 a逐渐减小的加速运动 匀速 无外力充电式单杆 a逐渐减小的减速运动 匀速 有外力充电式单杆 匀加速运动 匀加速运动 二．双杆问题 双杆主要分为无外力等距式、无外力不等距式、有外力等距式、有外力不等距式。 基本类型 电路图 运动特点 最终状态 无外力等距式 杆1做a渐小的加速运动 杆2做a渐小的减速运动 v1=v2 I＝0 无外力不等距式 杆1做a渐小的减速运动 杆2做a渐小的加速运动 a＝0；I＝0 有外力等距式 杆1做a渐大的加速运动 杆2做a渐小的加速运动 a1=a2 Δv 恒定 有外力不等距式 杆1做a渐小的加速运动 杆2做a渐大的加速运动 a1≠a2 a1、a2恒定 【知识点二】交变电流 一、交变电流 1．定义：大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流。 如图所示（b）、（c）、（e）所示电流都属于交流，其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流，如图（b）所示。而（a）、（d）为直流，其中（a）为恒定电流。 2．正弦交流的产生及变化规律 （1）产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的，即正弦交流。 （2）中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，但切割边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过一次中性面，电流的方向就改变一次。 3．正弦交变电流的瞬时表达式（从中性面开始计时） （1）线圈转过的角度为； （2）ab边转动的线速度大小为：； （3）ab边上产生的感应电动势为：； （4）整个线圈产生的感应电动势为：； （5）若线圈给外电阻R供电时，设线圈本身的电阻为r，由闭合电路的欧姆定律得：，即。 4．正弦交变电流的图像（在中性面时，t=0） （1）外电阻R两端的电压为：； （2）电流：； （3）电动势：（若匝数为N时，则） （4）磁通量：。 5．交流电的四值 （1）核心是交流电的有效值，有效值是按电流的热效应来定义的，一般取一个周期的时间来计算其大小。有效值主要用于电功、热量等的计算。 （2）平均值是交变电流图像中图线与坐标轴所围面积与时间的比值，用来求流过导体的电量。 （3）对瞬时问题，应据瞬时值来计算，瞬时值对应于某一时刻或线圈的某一位置。 二．描述交变电流的物理量 1．表征交变电流变化快慢的物理量 （1）周期T：电流完成一次周期性变化所用的时间。单位：s； （2）频率f：一秒内完成周期性变化的次数。单位：Hz（当交流电频率为50Hz，则每秒中电流的方向变化100次）；； （3）角频率ω：就是线圈在匀强磁场中转动的角速度。单位：rad/s； （4）角速度、频率、周期，的关系。 2．交变电流的有效值 （1）意义：描述交流电做功或热效应的物理量。 （2）定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。 （3）正弦交流的有效值与峰值之间的关系是；；。 （4）注意：理解交变电流有效值时，注意三同：电阻相同，时间相同，产生的热量相同。另外，在交流电路中，电流表、电压表、功率表等电工仪表的示数、电器设备上标注的额定电压等均为有效值。 三．电感和电容对交变电流的影响 1．电感对交变电流的阻碍作用 （1）原理：在交流电路中，交变电流通过线圈时，由于电流时刻在变化，线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍电流的变化，从而形成对交变电流的阻碍作用。 （2）感抗：用来表示电感对交变电流阻碍作用的大小的物理量。线圈自感系数越大，交变电流的频率越高，感抗越大。 （3）电感线圈在电路中的作用：通直流，阻交流，通低频，阻高频。 2．电容器对交变电流的影响 （1）原理：恒定电流不能通过电容器，是因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了。而交变电流“通过”电容器时，电压不断变化，电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流。 （2）容抗：电容器对交变电流有阻碍作用，用容抗表示阻碍作用的大小，电容器的电容越大，交流的频率越高，容抗越小。 （3）电容器在电路中有“通交流、隔直流”或“通高频、阻低频”特征。 【知识点三】变压器、电能的输运 一． 变压器的原理