專題六_電磁感應(yīng)問題的綜合分析(課時2)：課件

1、專 題 六 電磁感應(yīng)和電路第2課時直流電路和交流電路 知 識 方 法 聚 焦 熱 點 考 向 例 析欄目索引知識方法聚焦規(guī)律方法直流電路動態(tài)分析方法(1)程序法：基本思路是“部分整體部分”.即從阻值的變化入手，由串、并聯(lián)規(guī)律判定R總的變化情況，再由歐姆定律判斷 I總 和 U端 的變化情況，最后由部分電路歐姆定律及串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流等規(guī)律判斷各部分的變化情況.(2)結(jié)論法“并同串反”：“并同”：指某一電阻增大(減小)時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大(減小).“串反”：指某一電阻增大(減小)時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小(增大).熱點考

2、向例析考向1直流電路的動態(tài)分析例1 如圖 1 所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點 P 原來處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對電路的影響，R1 的阻值和電源內(nèi)阻 r 相等.當(dāng)滑動變阻器 R4 的滑片向 b 端移動時，則()A. R3 上消耗的功率逐漸增大B.電流表讀數(shù)減小，電壓表讀數(shù)增大C.電源的輸出功率逐漸增大D.質(zhì)點 P 將向上運動圖1審題突破 當(dāng) R4 的滑片向 b 端移動時，其電阻如何變化？電容器兩極板間電壓和哪部分電路電壓相等？如何分析電源的輸出功率變化情況？解析滑動變阻器 R4 的滑片向 b 端移動時，R4 的阻值越來越小，故并聯(lián)電路的總電阻減小，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可得：R3 的電壓減

3、小，消耗的功率減小，故A錯誤；電容器電壓等于 R3 的電壓，故減小，所以質(zhì)點 P 將向下運動，所以 D 錯誤；外電路總電阻減小，所以干路電流 I1 增大，而 R3 的電流 I3 減小，根據(jù) I1 I3 IA，可得電流表讀數(shù) IA增大，所以 B 錯誤；因 R1 的阻值和電源內(nèi)阻 r 相等，故外電路電阻大于電源內(nèi)阻，且逐漸減小，由輸出功率與外電阻的關(guān)系可得：電源的輸出功率在增大，所以C正確.答案C針對訓(xùn)練1 某同學(xué)準備用一種金屬絲制作一只電阻溫度計.他先通過實驗描繪出一段金屬絲的 UI曲線，如圖 2 甲所示.再將該金屬絲與某一定值電阻 R0 串聯(lián)接在電路中，用電壓表(電壓表的內(nèi)阻遠大于金屬絲的電阻

4、)與金屬絲并聯(lián)，并在電壓表的表盤上標注溫度值，制成電阻溫度計，如圖乙所示.下列說法中正確的是()圖2A.從圖甲可知，該金屬絲的阻值隨溫度的升高而減小B.圖乙中電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角越大，溫度值越小C.選用不同阻值的 R0可以改變溫度計的量程， R0 越大，量程越大D.溫度越高，電源消耗的功率越大解析從圖甲可知，圖線上的點與原點連線的斜率表示電阻的大小，故該金屬絲的阻值隨溫度的升高而增大，所以 A 錯誤；圖乙中電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角越大，說明 RT 的阻值越大，即溫度越高，所以 B 錯誤；若 R0 越大，電壓表要偏轉(zhuǎn)同樣的角度，需 RT 的阻值更大，即溫度更高，量程越大，所以 C 正確；溫度越高，RT

5、的阻值越大，電路電流越小，所以電源消耗的功率 P E I 越小，故 D 錯誤.答案C熱點考向例析考向2交流電的產(chǎn)生和描述例2如圖3甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機，電阻為 r 2 矩形線圈在磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的固定軸 OO 勻速轉(zhuǎn)動，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與右側(cè)電路連接，右側(cè)電路中滑動變阻器 R 的最大阻值為 R0 ，滑動片P 位于滑動變阻器中央，定值電阻 R1 R0 、R2 ，其他電阻不計.從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，閉合開關(guān) S ，線圈轉(zhuǎn)動過程中理想交流電壓表示數(shù)是10 V，圖乙是矩形線圈磁通量隨時間t變化的圖象，則下列說法正確的是()圖3A.電阻 R2

6、 上的熱功率為 WB.0.02 s時滑動變阻器 R 兩端的電壓瞬時值為零C.線圈產(chǎn)生的 e 隨時間t變化的規(guī)律是 e cos 100t (V)D.線圈開始轉(zhuǎn)動到 t s的過程中，通過 R1 的電荷量為 C解析 根據(jù)公式 P 得電阻 R2上的熱功率為PR2 W，故 A 正確；0.02 s 通過線圈的磁通量為零，感應(yīng)電動勢最大，故 B 錯誤；答案AD1.線圈通過中性面時的特點(1)穿過線圈的磁通量最大；(2)線圈中的感應(yīng)電動勢為零；(3)線圈每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流的方向改變一次.以題說法2.交流電“四值”的應(yīng)用(1)最大值：分析電容器的耐壓值；(2)瞬時值：計算閃光電器的閃光時間、線圈某時刻的

7、受力情況；(3)有效值：電表的讀數(shù)及計算電熱、電功、電功率及保險絲的熔斷電流；(4)平均值：計算通過電路截面的電荷量.以題說法針對訓(xùn)練2 (2014天津7)如圖 4 甲所示，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢圖象如圖乙中曲線 a、b 所示，則()圖4A.兩次 t0 時刻線圈平面均與中性面重合B.曲線 a、b 對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為2 3C.曲線 a 表示的交變電動勢頻率為25 HzD.曲線 b 表示的交變電動勢有效值為10 V解析A.從圖象可知，兩次轉(zhuǎn)動都是從中性面開始計時的，故 A 正確.B.從圖象可知，曲線 a、b 對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)動的

8、周期之比為 2 3，則轉(zhuǎn)速之比為 3 2，故 B 錯誤.解析C.由圖象可知曲線 a 的周期 Ta4102 s，則曲線 a 表示的交變電動勢頻率 fa 25 Hz，故 C 正確.D.交變電動勢的最大值 Em NBS，則曲線 a、b 表示的交變電動勢的峰值之比為 Ema Emb a b 3 2，即 Emb Ema10 V，故曲線 b 表示的交變電動勢的有效值為 E有 V V，D 錯誤.答案AC熱點考向例析考向3變壓器和遠距離輸電問題例3如圖 5 為學(xué)校配電房向各個教室的供電示意圖，T 為理想變壓器，V1、A1 為監(jiān)控市供電端的電壓表和電流表，V2、A2 為監(jiān)控校內(nèi)變壓器的輸出電壓表和電流表，R1、

9、R2 為教室的負載電阻，V3、A3為教室內(nèi)的監(jiān)控電壓表和電流表，配電房和教室間有相當(dāng)長的一段距離，則當(dāng)開關(guān) S 閉合時()圖5A.電流表 A1、A2 和 A3 的示數(shù)都變大B.只有電流表 A1 的示數(shù)變大C.電壓表 V3 的示數(shù)變小D.電壓表 V2 和 V3 的示數(shù)都變小解析開關(guān) S 閉合，負載的總電阻減小，又副線圈的電壓 U2 不變，所以副線圈的電流增大，電流表 A2 示數(shù)變大，根據(jù)變流規(guī)律可得原線圈電流增大，電流表 A1 示數(shù)增大，配電房和教室間有相當(dāng)長的一段距離，導(dǎo)線所耗電壓增大，故并聯(lián)電路的電壓減小，即電壓表 V3 示數(shù)減小，所以電流表A3 的示數(shù)減小，所以 A、B 錯誤，C 正確；副

10、線圈電壓不變，即 V2 示數(shù)不變，所以 D 錯誤.答案C理想變壓器動態(tài)分析的兩種情況1.負載電阻不變，討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨匝數(shù)比的變化情況.以題說法2.匝數(shù)比不變，討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨負載電阻的變化情況.不論哪種情況，要注意兩點：一、根據(jù)題意分清變量和不變量；二、弄清“誰決定誰”的制約關(guān)系.對電壓而言，輸入決定輸出；對電流、電功(率)而言，輸出決定輸入.以題說法針對訓(xùn)練3 (2014江蘇3)遠距離輸電的原理圖如圖 6 所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為 U1、U2，電流分別為 I1、I2，輸電線上的電阻為 R .

11、變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式中正確的是()圖6解析根據(jù)理想變壓器的工作原理得 I1U1I2U2、 . U2 不是加在 R 兩端的電壓，故I2 ，而 I1U1 等于 R 上消耗的功率 I22R與下一級變壓器的輸入功率之和.選項 D 正確.答案D熱點考向例析考向4交變電流的綜合問題分析例4如圖 7 甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩極M、N 間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，A 為理想交流電流表，V 為理想交流電壓表.內(nèi)阻不計的矩形線圈繞垂直于磁場方向的水平軸 OO 沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器，滑動觸頭 P 上下移動時可改變變壓器副線圈的輸出電壓，副線圈接有可調(diào)電阻 R，

12、從圖示位置開始計時，發(fā)電機線圈中產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的圖象如圖乙所示，以下判斷正確的是()圖7A.電壓表的示數(shù)為10 VB.0.01 s時發(fā)電機線圈平面與磁場方向平行C.若 P 的位置向上移動、R 的大小不變時，電流表讀數(shù)將減小D.若 P 位置不變、R 大小不變，而把發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)速增大 1 倍，則變壓器輸入功率將增大到原來 4 倍解析 電壓表顯示的為有效值，示數(shù)為10 V，A 正確；0.01 s時感應(yīng)電動勢最大，故線圈平面與磁場方向平行，故 B 正確；審題突破由題圖乙可知交流電的哪些信息？P 的位置向上移動，原、副線圈的電壓有何變化？若 P 的位置向上移動，匝數(shù)比減小，副線圈電壓增大，R

13、 的大小不變時，電流表讀數(shù)將增大，故 C 錯誤；若 P 的位置不變、R 的大小不變，而把發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速增大一倍，電壓增大為原來的 2 倍，則變壓器的輸入功率將增大到原來的 4 倍，故 D 正確.答案ABD交變電流的綜合問題，涉及交流電路最大值、有效值、平均值、瞬時值的計算，與電磁感應(yīng)、安培力、閉合電路歐姆定律的綜合應(yīng)用等，解答時應(yīng)注意以下兩點：1.分清交流電路“四值”的不同計算方法和物理意義.2.學(xué)會將直流電路、閉合電路歐姆定律的知識應(yīng)用在交流電路中.以題說法針對訓(xùn)練4 如圖 8 所示，邊長為 L、匝數(shù)為 N，電阻不計的正方形線圈 abcd 在磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場中繞轉(zhuǎn)軸 OO 轉(zhuǎn)動，軸 OO 垂直于磁感線，在線圈外接一含有理想變壓器的電路，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為 n1 和 n2 .保持線圈以恒定角速度 轉(zhuǎn)動，下列判斷正確的是()圖8A.在圖示位置時線框中磁通量為零，感應(yīng)電動勢最大B.當(dāng)可變電阻 R