《2019-2020學(xué)年高中物理 模塊復(fù)習(xí)課學(xué)案 新人教版選修3-2》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高中物理 模塊復(fù)習(xí)課學(xué)案 新人教版選修3-2(7頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、模塊復(fù)習(xí)課
[核心知識(shí)回顧]
一、應(yīng)用楞次定律處理電磁感應(yīng)問題的常用方法
1.常規(guī)法:根據(jù)原磁場(chǎng)(方向及磁通量變化情況),應(yīng)用楞次定律確定感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向,利用安培定則判斷出感應(yīng)電流方向,利用左手定則判斷導(dǎo)體受力和運(yùn)動(dòng)趨勢(shì).
2.效果法:由楞次定律可知,感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因,根據(jù)“阻礙”的原則,直接對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)做出判斷.
3.口訣法:即“增反減同,來拒去留,增縮減擴(kuò)”.
二、法拉第電磁感應(yīng)定律
1.法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)用的三種情況
(1) ΔΦ=B·ΔS,則E=n.
(2) ΔΦ=ΔB·S,則E=n.
(3) ΔΦ=Φ末-Φ初,E=n≠n.
2.在
2、Φ -t圖象中磁通量的變化率是圖象上某點(diǎn)切線的斜率,利用斜率和線圈匝數(shù)可以確定該點(diǎn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小.
3.導(dǎo)體垂直切割磁感線時(shí), E=Blv,式中l(wèi)為導(dǎo)體切割磁感線的有效長(zhǎng)度.
4.導(dǎo)體棒以端點(diǎn)為軸,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直于磁感線方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Bl2ω.
5.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中通過導(dǎo)體截面的電量q=IΔt=n.
三、自感現(xiàn)象
1.自感電動(dòng)勢(shì):E=L.
2.?dāng)嚯娮愿兄?,燈泡是否閃亮問題
(1)通過燈泡的自感電流大于原電流時(shí),燈泡閃亮.
(2)通過燈泡的自感電流小于或等于原電流時(shí),燈泡不會(huì)閃亮.
四、幾種常見感應(yīng)問題的分析方法
1.電路問題
①將切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量
3、發(fā)生變化的回路作為電源,確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.
②畫出等效電路.
③運(yùn)用閉合電路歐姆定律,串、并聯(lián)電路特點(diǎn),電功率公式,焦耳定律公式等求解.
2.動(dòng)力學(xué)問題
③在力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系中,要注意分析導(dǎo)體受力,判斷導(dǎo)體加速度方向、大小及變化;加速度等于零時(shí),速度最大,導(dǎo)體最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)是該類問題的重要特點(diǎn).
3.能量問題
①安培力的功是電能和其他形式的能之間相互轉(zhuǎn)化的“橋梁”,用框圖表示如下:
②明確功能關(guān)系,確定有哪些形式的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化.如有摩擦力做功,必有內(nèi)能產(chǎn)生;有重力做功,重力勢(shì)能必然發(fā)生變化;安培力做負(fù)功,必然有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.
③根據(jù)不同物理情景選擇動(dòng)
4、能定理,能量守恒定律,功能關(guān)系,列方程求解問題.
五、交變電流
1.正弦式交變電流瞬時(shí)值:e=Emsin ωt或e=Emcos ωt.
2.正弦式交變電流有效值和最大值的關(guān)系:E=,I=,U=.
3.理想變壓器及其關(guān)系式
(1)電壓關(guān)系:=(多輸出線圈時(shí)為==…).
(2)功率關(guān)系:P出=P入(多輸出線圈時(shí)為P入=P出1+P出2+…).
(3)電流關(guān)系:=(多輸出線圈時(shí)為n1I1=n2I2+n3I3+…).
六、高壓遠(yuǎn)距離輸電的分析方法及計(jì)算
1.在高壓輸電的具體計(jì)算時(shí),為條理清楚,可參考如圖所示畫出相應(yīng)的題意簡(jiǎn)圖.
2.在高壓輸電中,常用以下關(guān)系式:
輸電電流I2=
5、==.
輸電導(dǎo)線損失的電功率
P損=P2-P3=IR線=2R線.
輸電導(dǎo)線損耗的電壓
U損=U2-U3=I2R線=R線.
七、傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用
1.傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹?力、熱、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量(一般是電學(xué)量).
2.熱敏電阻特性(歐姆表法、伏安法).
3.光敏電阻特性(歐姆表法、伏安法).
[易錯(cuò)易混辨析]
(1)在公式Φ=BS中錯(cuò)誤地認(rèn)為面積越大,磁通量越大.
(2)應(yīng)用公式E=BLv計(jì)算電動(dòng)勢(shì)大小時(shí),不能正確判斷B、L、v方向關(guān)系及L的有效長(zhǎng)度.
(3)應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向時(shí),誤認(rèn)為“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向”與“原磁場(chǎng)方向”相反.
(4)在
6、電磁感應(yīng)的電路問題中,將電動(dòng)勢(shì)和路端電壓混淆.
(5)誤認(rèn)為含有自感線圈的“斷電自感”中的燈泡都會(huì)“閃亮”一下.
(6)在變壓器中誤認(rèn)為=適用于各種情況.
(7)在電路的動(dòng)態(tài)分析中,不能正確把握變量和不變量及電路結(jié)構(gòu)中各儀表的用途.
(8)在電損的計(jì)算時(shí)將變壓器兩端電壓U出與電線上分壓U損混淆.
[高考真題感悟]
1.(多選)如圖所示,兩個(gè)線圈繞在同一根鐵芯上,其中一線圈通過開關(guān)與電源連接,另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路.將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方,開關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài).下列說法正確的是( )
A.開關(guān)閉合后的瞬間,小磁針的N極朝垂直
7、紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)
B.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后,小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向
C.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后,小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向
D.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)
AD [由電路可知,開關(guān)閉合瞬間,右側(cè)線圈環(huán)繞部分的電流向下,由安培定則可知,鐵芯中產(chǎn)生水平向右的磁場(chǎng),由楞次定律可知,左側(cè)線圈環(huán)繞部分產(chǎn)生向上的電流,則直導(dǎo)線中的電流方向由南向北,由安培定則可知,直導(dǎo)線在小磁針?biāo)谖恢卯a(chǎn)生垂直紙面向里的磁場(chǎng),則小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng),A正確;開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后,穿過左側(cè)線圈的磁通量不變,則左側(cè)線圈中的感
8、應(yīng)電流為零,直導(dǎo)線不產(chǎn)生磁場(chǎng),則小磁針靜止不動(dòng),B、C錯(cuò)誤;開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開后的瞬間,穿過左側(cè)線圈向右的磁通量減少,則由楞次定律可知,左側(cè)線圈環(huán)繞部分產(chǎn)生向下的感應(yīng)電流,則流過直導(dǎo)線的電流方向由北向南,直導(dǎo)線在小磁針?biāo)谔幃a(chǎn)生垂直紙面向外的磁場(chǎng),則小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng),D正確.]
2.(多選)如圖(a)所示,在同一平面內(nèi)固定有一長(zhǎng)直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R,R在PQ的右側(cè).導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電i,i的變化如圖(b)所示,規(guī)定從Q到P為電流正方向.導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)( )
(a) (b)
A.在t=時(shí)為零
B.在t=時(shí)改變方向
C.在t=時(shí)最大
9、,且沿順時(shí)針方向
D.在t=T時(shí)最大,且沿順時(shí)針方向
AC [因通電導(dǎo)線的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小正比于電流的大小,故導(dǎo)線框R中磁感應(yīng)強(qiáng)度與時(shí)間的變化關(guān)系類似于題圖(b),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正比于磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率,即題圖(b)中的切線斜率,斜率的正負(fù)反映電動(dòng)勢(shì)的方向,斜率的絕對(duì)值反映電動(dòng)勢(shì)的大?。深}圖(b)可知,電流為零時(shí),電動(dòng)勢(shì)最大,電流最大時(shí)電動(dòng)勢(shì)為零,A正確,B錯(cuò)誤.再由楞次定律可判斷在一個(gè)周期內(nèi),~內(nèi)電動(dòng)勢(shì)的方向沿順時(shí)針,時(shí)刻最大,C正確.其余時(shí)間段電動(dòng)勢(shì)沿逆時(shí)針方向,D錯(cuò)誤.]
3.如圖所示,導(dǎo)體軌道OPQS固定,其中PQS是半圓弧,Q為半圓弧的中點(diǎn),O為圓心.軌道的電阻忽略不計(jì).OM是有一
10、定電阻、可繞O轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬桿,M端位于PQS上,OM與軌道接觸良好.空間存在與半圓所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.現(xiàn)使OM從OQ位置以恒定的角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)到OS位置并固定(過程Ⅰ);再使磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小以一定的變化率從B增加到B′(過程Ⅱ).在過程Ⅰ、Ⅱ中,流過OM的電荷量相等,則等于( )
A. B.
C. D.2
B [設(shè)OM的電阻為R,圓的半徑為l,過程Ⅰ:OM轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E1====,流過OM的電流為I1==,則流過OM的電荷量為q1=I1·Δt1=;過程Ⅱ:磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均勻增加,則該過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小
11、為E2===,電路中的電流為I2==,則流過OM的電荷量為q2=I2·Δt2=;由題意知q1=q2,則解得=,B正確,A、C、D錯(cuò)誤.]
4.如圖所示,在同一水平面內(nèi)有兩根平行長(zhǎng)導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間存在依次相鄰的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,區(qū)域?qū)挾染鶠閘,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向交替向上向下.一邊長(zhǎng)為l的正方形金屬線框在導(dǎo)軌上向左勻速運(yùn)動(dòng).線框中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的正確圖線可能是 ( )
A B C D
D [設(shè)線框運(yùn)動(dòng)的速度為v,則線框向左勻速運(yùn)動(dòng)第一個(gè)的時(shí)間內(nèi),線框切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E=2Bdv(d為導(dǎo)軌間距),電流i=,回路中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針;第二個(gè)
12、的時(shí)間內(nèi),線框切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為零,電流為零;第三個(gè)的時(shí)間內(nèi),線框切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E=2Bdv,電流i=,回路中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,所以D正確.]
5.采用220 kV高壓向遠(yuǎn)方的城市輸電.當(dāng)輸送功率一定時(shí),為使輸電線上損耗的功率減小為原來的,輸電電壓應(yīng)變?yōu)? )
A.55 kV B.110 kV
C.440 kV D.880 kV
C [輸電線上損耗的功率P=I2r,為使輸電線上損耗的功率減小為原來的,電流I要減小為原來的,當(dāng)輸送功率一定時(shí),輸電電壓要升高為原來的2倍,選項(xiàng)C正確.]
6.教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流.利用該發(fā)電機(jī)(內(nèi)阻可
13、忽略)通過理想變壓器向定值電阻R供電,電路如圖所示,理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U,R消耗的功率為P.若發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?,則( )
A.R消耗的功率變?yōu)镻
B.電壓表V的讀數(shù)為U
C.電流表A的讀數(shù)變?yōu)?I
D.通過R的交變電流頻率不變
B [根據(jù)ω=2πn可知轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼模瑒t角速度變?yōu)樵瓉淼?,根?jù)Em=nBSω可知電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的最大電動(dòng)勢(shì)為原來的,根據(jù)U=可知發(fā)電機(jī)的輸出電壓有效值變?yōu)樵瓉淼?,即原線圈的輸出電壓變?yōu)樵瓉淼?,根?jù)=可知副線圈的輸入電壓變?yōu)樵瓉淼?,即電壓表示?shù)變?yōu)樵瓉淼?,根?jù)P=可知R消耗的電功率變?yōu)镻,A錯(cuò)誤,B正確;副線圈中的電流為
14、I2=,即變?yōu)樵瓉淼?,根?jù)=可知原線圈中的電流也變?yōu)樵瓉淼模珻錯(cuò)誤;轉(zhuǎn)速減小為原來的,則頻率變?yōu)樵瓉淼?,D錯(cuò)誤.]
7.如圖所示,兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面的夾角為θ,間距為d.導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向與導(dǎo)軌平面垂直.質(zhì)量為m的金屬棒被固定在導(dǎo)軌上,距底端的距離為s,導(dǎo)軌與外接電源相連,使金屬棒通有電流.金屬棒被松開后,以加速度a沿導(dǎo)軌勻加速下滑,金屬棒中的電流始終保持恒定,重力加速度為g.求下滑到底端的過程中,金屬棒
(1)末速度的大小v;
(2)通過的電流大小I;
(3)通過的電荷量Q.
[解析] (1)金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng),有v2=2as,
解得v=.
(2)安培力F安=IdB,金屬棒所受合力
F=mgsin θ-F安
由牛頓第二定律F=ma
解得I=.
(3)運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=,電荷量Q=It
解得Q=.
[答案] (1) (2)
(3)
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