高二物理期末復習2

電磁感應綜合

考前播報

考綱法拉第電磁感應定律(II)

要求楞次定律(II)

命題1.應用楞次定律、右手定則、左手定則或安培定則判斷電流方向。

2.考查導體切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢與感應電流。

預測3.考查磁通量變化產(chǎn)生的感應也動勢與感應電流。

1.對導體切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的公式E=Blv的理解：

(1)正交性：B、1、v兩兩垂直,實際問題中若不相互垂直，應取垂直的分量進行計算。

(2)有效性：/為導體切割磁感線的有效長度，即導體在與八8垂直的方向上的投影長度。

(3)平均性：導體平動切割磁感線時，若V為平均速度，則￡為平均感應電動勢。

(4)瞬時性：若-為瞬時速度,則E為對應的瞬時感應電動勢。

(5)相對性”是相對于磁場的速度,若磁場也運動，應注意速度間的相對關(guān)系。

2.對法拉第電磁感應定律E二學的理解：

(1)感應電動勢大?。河纱┻^閉合回路的磁通量變化率”和線圈匝數(shù)共同決定，與磁通量土磁通

量的變化量△。沒有必然關(guān)系，丁為單匝線圈中磁通量的變化量。

(2)適用范圍：任何情況都適用，但在中學物理中一般用來計算某段時間內(nèi)的平均感應電動勢。

若所取時間極短，即△/趨近于零，圻求感應電動勢為該時刻的瞬時感應電動勢。

(3)常見的兩種應用情況：

應試a.回路與磁場垂直的面積不變，磁感應強度變化時，AG=A8S,七F學S,若學恒定，則產(chǎn)生的感

技巧

應電動勢恒定;

b.磁感應強度不變,回路與磁場垂直的面積變化時，,E=nB%

△r

3.楞次定律的理解和應用：

(1)對楞次定律中“阻礙”的理解

誰阻礙誰感應電流的磁通量阻礙引起感應電流的磁場(原磁場)的磁通量變化

阻礙什么阻礙的是磁通量的變化，而不是阻礙磁通量本身

阻礙效果阻礙并非阻止上只是延緩了磁通量的變化，最終變化趨勢不受影響

(2)楞次定律可推廣為，感應電流的效果總是阻礙產(chǎn)生感應電流的原因，具體方式：a.阻礙原磁通量

的變化——增反減同；b.阻礙相對運動——來拒去留；c.使線圈有擴大或縮小的趨勢——增縮減擴；

d.阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)一增反減同。

4.楞次定律、右手定則、左手定則、安培定則的比較:

名稱適用范圍

安培定則電生磁電流的磁效應(運動電荷、電流產(chǎn)生的磁場)

左手定則電生動洛倫茲力、安培力左力右電

判斷力的方向用左手

右手定則動生電導體切割磁感線

電磁感應判斷電的方向用右手

楞次定律磁生電閉合回路中磁通量變化

真題回顧

1.（2018全國I卷）如圖，導體軌道。P0S固定，其中尸QS是半圓弧，Q為半圓弧的中心，。為圓心。軌

道的電阻忽略不計。OM是有一定電阻?？衫@O轉(zhuǎn)動的金屬桿。M端位于PQS上，OM與軌道接觸良好。

空間存在半圓所在平面垂直的勻強磁場，磁感應強度的大小為現(xiàn)使。。位置以恒定的角速度逆時針

轉(zhuǎn)到OS位置并固定（過程I）；再使磁感應強度的大小以一定的變化率從8增加到夕（過程II）。在

過程I、II中，流過OM的電荷量相等，則持■等于

【參考答案】B

【命題意圖】本題考查電磁感應及其相關(guān)的知識點。

【試題解析】過程1回路中磁通量變化△曲,設(shè)OM的電阻為R,流過OM的電荷量。尸△如伏。

4

過程II回路中磁通量變化△如二;（B-B）^2,流過0M的電荷量Q?=WR0。2=Q，聯(lián)立解得：575=3/2,

選項B正確。

2.（2018全國HI卷）如圖（a）,在同一平面內(nèi)固定有一長直導線PQ和一導線框R,R在PQ的右側(cè)。

導線PQ中通有正弦交流電流i,i的變化如圖（b）所示，規(guī)定從Q到P為電流的正方向。導線框R中

的感應電動勢

Q

Rb)

T

A.在，=—時為零

4

T

B.在，二二時改變方向

2

T

C.在，二二時最大，旦沿順時針方向

D.在￡=7時最大，且沿順時針方向

【參考答案】冗

【命題意圖】本題考查交變電流圖象、法拉第電磁感應定律、楞次定律及其相關(guān)的知識點。

【試題解析】由圖（b）可知，導線PQ中電流在/=774時達到最大值，變化率為零,導線框R中磁通量變

化率為零，根據(jù)法拉第電磁感應定律,在t=T/4時導線框中產(chǎn)生的感應電動勢為零，選項A正確；在t=T/2

時，導線PQ中電流圖象斜率方向不變，導致導線框R中磁通量變化率的正負不變，根據(jù)楞次定律，所以

在t=T/2時，導線框中產(chǎn)生的感應電動勢方向不變，選項B錯誤；由于在t=T/2時，導線P。中電流圖象斜

率最大，電流變化率最大，導致導線框R中磁通量變化率最大，根據(jù)法拉第電磁感應定律，在t=T/2時導線

框中產(chǎn)生的感應電動勢最大，由楞次定律可判斷出感應電動勢的方向為順時針方向，選項C正確；由楞次

定律可判斷出在?時感應電動勢的方向為逆時針方向，選項D錯誤。

3.（2017新課標全國II卷）兩條平行虛線間存在一勻強磁場，磁感應強度方向與紙面垂直。邊長為0.1m、

總電阻為0.005C的正方形導線框必祖位于紙面內(nèi)，〃邊與磁場邊界平行，如圖（a）所示。已知導線

框一直向右做勻速直線運動，〃邊于40時刻進入磁場。線框中感應電動勢隨時間變化的圖線如圖（b）

所示（感應電流的方向為順時針時,感應電動勢取正）。下列說法正確的是

：：f￡/V

i'00|-j...

ad\：00.20.4：0.6；tls

,?-0.011-..........................,

圖（a）圖（b）

A.磁感應強度的大小為0.5T

B.導線框運動速度的大小為0.5m/s

C.磁感應強度的方向垂直于紙面向外

D.在片0.4s至片0.6s這段時間內(nèi)，導線框所受的安培力大小為0.1N

【參考答案】BC

【命題意圖】木題考查楞次定律的應用。

【試題解析】由E-t圖象可知，線框經(jīng)過0.2s全部進入磁場,則速度v=-=0.5m/s,B正確；由法拉第

t

電磁感應定律可知，8=0.2T,A錯誤；根據(jù)楞次定律，可知磁感應強度的方向垂直于紙面向外，C

E

正確；在04?0.6s時間內(nèi)，導線框中感應電流I=-=2A,所受安培力F=6Z/=0.04N,D錯誤。

R

4.（2016上海卷）如圖（a）,正嘉而有平行于軸線的外加勻強.場，以圖中箭頭所示方向為其正方向。

螺線管與導線框岫“相連，導線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導線框在同一平面內(nèi)。當螺線管內(nèi)的磁

感應強度B隨時間按圖（b）所示規(guī)律變化時

A.在力72時間內(nèi),L有收縮趨勢

B.在/2T3時間內(nèi)，L有擴張趨勢

C.在12~，3時間內(nèi)，L內(nèi)有逆時針方向的感應電流

D.在AM時間內(nèi)，L內(nèi)有順時針方向的感應電流

一【參考答案】前

【命題意圖】本邈考查榜次定律判斷感應電流方向的應用。

【試題解析】據(jù)題意，在力72時間內(nèi)，外加磁場磁感應強度增加且斜率在增加，則在導線框中產(chǎn)生沿順時

針方向增加的感應電流，該電流激發(fā)出增加的磁場，該磁場通過圓環(huán)，在圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應電流，根據(jù)結(jié)論“增

縮減擴”可以判定圓環(huán)有收縮趨勢，A正確；在S3時間內(nèi)，外加磁場均勻變化，在導線框中產(chǎn)生穩(wěn)定電流,

該電流激發(fā)出穩(wěn)定磁場，該磁場通過圓環(huán)時，圓環(huán)中沒有感應電流，BC錯誤；在AT4時間內(nèi)，外加磁場向

下減小，且斜率也減小，在導線框中產(chǎn)生沿順時針方向減小的感應電流，該電流激發(fā)出向內(nèi)減小的磁場，

故圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應電流，D正確。

名校預測

1.（2019遼寧省瓦房店市高級中學模擬）如圖所示，閉合導線框的質(zhì)量可以忽略不計，將它從圖示位置勻

速拉出勻強磁場.若第一次用0.3s時間拉出，外力所做的功為通過導線截面的電量為?。坏诙?/p>

用0.9s時間拉出，外力所做的功為W2,通過導線截面的電量為俏，則

A.卬1〈卬2,q\<cj2

B.Wi<W2iq\-qi

C.Wi>W2iqi=qi

D.W\>W2tq\>qi

2.（2019重慶市萬州三中模擬）如圖所示，M為水平放置的橡膠圓盤，在其外側(cè)面均勻地帶有負電荷。在

M正上方用絲線懸掛一個等大的閉合鋁環(huán)M鋁環(huán)也處于水平面中，且"盤和N環(huán)的中心在同一條豎直

線。。2上?，F(xiàn)讓橡膠圓盤由靜止開始繞。1。2軸按圖示方向逆時針加速轉(zhuǎn)動，正確的是

B.鋁環(huán)N對橡膠圓盤M的作用力方向豎直向上

C.鋁環(huán)N有縮小的趨勢，絲線對它的拉力減小

D.鋁環(huán)N有擴大的趨勢，絲線對它的拉力增大

3.（2019廣東省洪江市第一中學模擬）如圖，在??根豎直放置的銅管的正上方某處從靜止開始釋放一個強

磁體，在強磁體沿著銅管中心軸線穿過銅管的整個過程中，不計空氣阻力，那么

售強磁體

A.由于銅是非磁性材料，故強磁體運動的加速度始終等于重力加速度

R.由于銅是金屬材料，能夠被磁化,使得強磁體進入銅管時加速度大于重力加速度，離開銅管時加速

度小于重力加速度

C.由于銅是金屬材料，在強磁體穿過銅管的整個過程中，銅管中都有感應電流，加速度始終小于重

力加速度

D.由于銅是金屬材料，銅管可視為閉合回路，強磁體進入和離開銅管時產(chǎn)生感應電流，在進入和離開

銅管時加速度都小于重力加速度，但在銅管內(nèi)部時加速度等于重力加速度

專家押題）

2.如圖所示，閉合螺線管固定在置于光滑水平面上的小車上，現(xiàn)將一條形磁鐵從左向右插入螺線管中的過

程中，則

A.車將向右運動

B.車將向左運動

C.條形磁鐵會受到向右的力

D.車會受到向左的力

3.如圖所示，在勻強磁場的上方有一半徑為R、質(zhì)量為的導體圓環(huán)，圓環(huán)的圓心距離勻強磁場上邊界的

距離為兒將圓環(huán)靜止釋放，圓環(huán)剛進入磁場的瞬間和完全進入磁場的瞬間，速度均為vo已知圓環(huán)的

電阻為r,勻強磁場的磁感應強度大小為B,重力加速度為g。下列說法正確的是

A.圓環(huán)進入磁場的過程中，圓環(huán)的右端電勢高

B.圓環(huán)進入磁場的過程做的是勻速直線運動

R?B

C.圓環(huán)進入磁場的過程中，通過導體某個橫截面的電荷量為上

r

D.圓環(huán)進入磁場的過程中，電阻產(chǎn)生的熱量為2mgR

《參考答案

名校預測

「7［答案］C

【考點】電磁感應

p2r2n2r22

【解析】設(shè)導體切割磁感線的邊長為L,運動距離為s,導線框的電阻為此由W=——-?s=——,

RRt

可知W與，成反比，則例＞卬2；根據(jù)感應電量q二空,△。相同，貝U/=%；故ABD錯誤，C正確。

故選C。

.［答案］C

【考點】楞次定律

【解析】橡膠圓盤M由靜止開始繞其軸線。。'按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動，形成環(huán)形電流，環(huán)形電流的大

小增大；橡膠圓盤，在其外側(cè)面均勻地帶有負電荷，根據(jù)右手螺旋定則知，通過8線圈的磁通量向下，且

增大，根據(jù)楞次定律的另一種表述，引起的機械效果阻礙磁通量的增大，知金屬環(huán)的面積有縮小的趨勢，

且有向上的運動趨勢，所以絲線的拉力減小。根據(jù)牛頓第三定律可知，鋁環(huán)N對橡膠圓盤M的作用力方

向豎直向下，故C正確。

37【答案】C

【考點】楞次定律

【解析】銅是金屬材料，但不能被磁化。銅管可視為閉合回路，強磁體穿幽個銅管的過程中，銅管始終

切割磁感線，在管中運動的過程中管中都有感應電流，強磁體受到向上的磁場力，加速度始終小于重力加

速度，C正確。

專家押題

2.【答案】A

【考點】楞次定律

【解析】由題意可知，當磁鐵向右運動時，即靠近螺線管，導致穿過的磁通量變大，因此根據(jù)楞次定律，

則有感應電流產(chǎn)生，根據(jù)楞次定律，小車為阻礙磁鐵靠近，小車將對磁鐵有向左的力，同時小車受到向右

的力，向右運動，故A正確，B、C、D錯誤。

3.【答案】AD

【考點】楞次定律

【解析】根據(jù)楞次定律可判斷電流為逆時針，內(nèi)部電流流向電勢高，選項A正確；圓環(huán)進入磁場的過程

中，切割磁感線的有效長度不同，受到的安培力大小不同，不能做勻速直線運動，選項B錯誤；圓環(huán)進入

磁場的過程中，通過導體某個橫截面的電荷量Q=92=變且，選項C錯誤；根據(jù)功能關(guān)系,圓環(huán)進入

rr

磁場的過程中，電阻產(chǎn)生的熱量為等于機械能的減小量，大小為2mgR,選項D正確。

電磁感應綜合

考前播報

考綱法拉第電磁感應定律（11）

要求楞次定律（II）

命題1.電磁感應中的動力學問題

2.電磁感應中電荷量的計算。

預測

3.電磁感應中的能量問題、焦耳熱的計算。

1.電磁感應與電路

應試

（1）力學對象與電學對象的關(guān)系：

技巧

電學對象

力學對象

(2)分析電磁感應與電路綜合問題的基本思路：

a.確定電源：用法拉第電磁感應定律和楞次定律(或右手定則)確定感應電動勢的大〃壞口方向；

b.分析電路結(jié)構(gòu)：根據(jù)“等效電源'和電路中其他元件的連接方式畫出等效電路，注意區(qū)分內(nèi)外電路，

X分電動勢和路端電壓；

c.由閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電珞關(guān)系、電功率公式、焦耳定律等列式聯(lián)立求解。

2.電磁感應中動力學問題的解題思路：

(I)找準主動運動者，用法拉第電磁感應定律和楞次定律求感應電動勢的大小和方向；

(2)根據(jù)等效電路圖，求解回路中的感應電流大小及其方向，進而得到安培力的大小和方向；

(3)分析安培力對導體運動狀態(tài)的影響，定性分析導體的運動情況，從而得到感應電流的變化情況；

(4)由牛頓第二定律或平衡條件列方程求解。

3.電荷量的計算：

匝線圈加時間內(nèi)產(chǎn)生的平均感應電動勢后』后

(2)由歐姆定律有后二次

(3)聯(lián)立可得，通過的電荷量為q==〃絆

A

4.求解電磁感應中焦耳熱的方法：

(1)電路中感應電流恒定時，應用焦耳定律8?心求解。

(2)導體切割磁感線運動時，產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做的功，即w安。

(3)根據(jù)能量守恒定律或功能關(guān)系求解焦耳熱(克服安培力做的功)：

安培力做功是電能和其他形式的能之間相互轉(zhuǎn)化的“橋梁”，關(guān)系如下：

「做正功：電能整>機械能，如電動機

安培力做功，轉(zhuǎn)化.魯焦耳熱或

〔做負功:機械能=>電能答0其他形式，如發(fā)電機

的能量

1真題回顧

1.（2018全國I卷）如圖，兩個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

處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導線正上方，開關(guān)未閉合時

小磁針處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是

A.開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動

B.開關(guān)閉合并保持一段時間后，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

［參考答案】否

【命題意圖】本題考查電磁感應、安培定則及其相關(guān)的知識點。

【試題解析】開關(guān)閉合的瞬間，左側(cè)的線圈中磁通量變化，產(chǎn)生感應電動勢和感應電流，由楞次定律可判

斷出直導線中電流方向為由南向北，由安培定則可判斷出小磁針處的磁場方向垂直紙面向里，小磁針的N

極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動，選項A正確；開關(guān)閉合并保持一段時間后，左側(cè)線圈中磁通量不變，線圈

中感應電動勢和感應電流為零，直導線中電流為零，小磁針恢復到原來狀態(tài)，選項BC錯誤；開關(guān)閉合并保

持一段時間后再斷開后的瞬間，左側(cè)的線圈中磁通量變化,產(chǎn)生感應電動勢和感應電流,由楞次定律可判

斷出直導線中電流方向為由北向南，由安培定則可判斷出小磁針處的磁場方向垂直紙面向外，小磁針的N

極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動，選項D正確。

校預測

1.（2019上海市奉賢區(qū)高三質(zhì)量調(diào)研）如圖所示，兩條足夠長的平行的光滑裸導軌c、d所在斜面與水平

面間夾角為仇間距為L,導軌下端與阻值為R的電阻相連，質(zhì)量為〃?的金屬棒"垂直導軌水平放置，

整個裝置處在垂直斜面向上的磁感應強度為A的勻強磁場中°導軌和金屬棒的電阻均不計，有一個水平

方向的力垂直作用在棒上，棒的初速度為零，則：（重力加速度為g）

（1）若金屬棒中能產(chǎn)生從。到6的感應電流，則水平力產(chǎn)需滿足什么條件？

（2）當水平力大小為人，方向向右時，金屬棒時運動的最大速度Vm是多少？

（3）當水平力方向向左時，金屬棒而沿軌道運動能達到的最大速度Vm最大為多少？此時水平力尸的

大小為多大？

2.（2019安徽省合肥市高三質(zhì)量檢測）如圖所示，在距離水平地面"=0.8m的虛線的上方有一個方向垂直

于紙面水平向里的勻強磁場，磁感應強度B=1To正方形線框的邊長/=0.2m、質(zhì)量機=0.1kg,

M=0.2kg的物體A。開始時線框的cd邊在地面上，各段繩都處于伸直狀態(tài)，從如圖所示的位置將A從

靜止釋放。一段時間后線框進入磁場運動。當線框的cd邊進入磁場時物體A恰好落地，此時輕繩與物

體A分離，線框繼續(xù)上升一段時間后開始下落，最后落至地面。整個過程線框沒有轉(zhuǎn)動，線框平面始終

處于紙面，g取10in/s2o求：

（I）線框從開始運動到最高點所用的時間；

（2）線框落地時的速度大?。?/p>

（3）線框進入和離開磁場的整個過程中線框產(chǎn)生的熱量。

專家押題

1.如圖1所示，兩條相距d=\m的平行光滑金屬導軌位于同一水平面內(nèi)，其左端接一阻值為R=9。的電阻,

右端放置一阻值X1。、質(zhì)量機=1kg的金屬桿,開始時,與MP相距L=4me導軌置于豎直向下的磁場

中，其磁感應強度R隨時間,的變化規(guī)律如圖2所示。給金屬桿施加一向右的力產(chǎn)(尸未知)，使。?2s

內(nèi)桿靜止在NQ處。在片2s時桿開始做勻加速直線運動，加速度大小?=1m/s2,6s末力產(chǎn)做的功為30J

(，取10m/s2)。求：

(1)桿靜止時，桿中感應電流的大小/和方向；

(2)桿在仁6s末受到的力F的大?。?/p>

(3)0?6s內(nèi)桿上產(chǎn)生的熱量。

參考答案

名校預測

1.【考點】導體棒切割磁感線的運動、d頓運動定律

【解析】(1)金屬棒中能產(chǎn)生從。到b的感應電流，說明金屬棒沿導軌向上運動切割磁感線，受力分析

如圖：

則有：戶

故：F>tng\ax\O

(2)分情況討論：受力分析如圖

解得：尸最大為"=，聯(lián)。16,%最大為

故速度的最大值為：憶=溢

此時F=zngcot。

2.【考點】電磁感應、安培力、牛頓運動定律、能量變化

【解析】(1)設(shè)線框刈邊到達磁場邊界時速度大小為v,由機械能守恒定律可得

Mg(h.I)=mg(h-I)+；(M+/n)v2

代入數(shù)據(jù)解得：v=2m/s

線框的ab邊剛進入磁場時，感應電流/=等

A

線框受到的安培力理=B〃=竿=1N

而Mg-mg=1N=IBl

線框勻速進入磁場。設(shè)線框進入磁場之前運動時間為乙，有/「/=；嗎

代入數(shù)據(jù)解得：6=0.6s

線框進入磁場過程做勻速運動，所用時間：r=-=0.1s

2V

此后細繩拉力消失，線框做豎直上拋運動，到最高點時所用時間：4=：=02s

O

線框從開始運動到最高點，所用時間：f=%+，2+4=0?9s

(2■框cd邊下落到磁場邊界時速度大小還等于%線框所受安培力大小&=1N也不變，又因〃8=1N,

因此，線框穿出磁場過程還是做勻速運動，離開磁場后做豎直下拋運動

由機械能守恒定律可得：=5〃/+，咫他一。

代入數(shù)據(jù)解得線框落地時的速度：匕=4m/s

(3)線框進入和離開磁場產(chǎn)生的熱量：e=W=0.4J

Blv

或Q=2/2心2=2I心2=0.4J

專家押題

1.【考點】導體棒切割磁感線的運動、能量變化

【解析】（1）任。?2s內(nèi)，由電磁感應定律得耳=竽=L"竽

ArAr

解得昂=8V

由閉合電路歐姆定律得，二舁

聯(lián)立解得“0.8A,方向N-Q

（2）桿做勻加速直線運動的時間為u4s

6s末桿的速度\^=at=4m/s

由電磁感應定律得E2=Bdv=\6V

由閉合電路歐姆定律得，2=鼻

聯(lián)立解得〃=L6A

在運動過程中桿受到的安培力FA=BM=6.4N

對桿運用牛頓第二定律,有:F-F后ma

解得F=ma+F^=^.4N

（3）0~2s內(nèi)系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱。尸/產(chǎn)（）02.8J

2

2?6s內(nèi)，根據(jù)能量守恒定律有：W=Q2+^mv

系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量烏二卬一（加y二22J

則0?6s內(nèi)系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量。=。+Q?=34.8J

r1

故。?6s內(nèi)桿上產(chǎn)生的熱量Q桿=--e=-x34.8J=3.48J

R+r10

交變電流與變壓器

?？记安骎

交變電流、交變電流的圖象（I）

考綱正弦交變電流的函數(shù)表達式、峰值和有效值（I）

要求理想變壓器（II）

遠距離輸電（I）

命題L考查交變電流的產(chǎn)生和描述、交流電有效值。

2.考查變壓器的規(guī)律及動態(tài)分析、理想變壓器與交變電流的規(guī)律綜合。

予頁測3.考查遠距離輸電與理想變壓器的綜合。

-T交變電流瞬時值表達式書寫的基本思路：

(1)確定正弦交變電流的峰值，根據(jù)已知圖象或公式6=〃8S①，求出相應峰值。

(2)明確線圈的初始位置，找出對應的函數(shù)關(guān)系式：a.線圈從中性面位置開始轉(zhuǎn)動，則UT圖象為

正弦函數(shù)圖象J-EmSin在；b.線圈從垂直中性面位置開始轉(zhuǎn)動，則〃T圖象為余弦函數(shù)圖象，〃:EmCOS

coto

2.交流電“四值''：

(I)線圈通過中性面時的特點：穿過線圈的磁通量最大；線圈中的感應電動勢為零；線圈每經(jīng)過中

性面一次，感應電流的方向改變一次。

(2)交流電"四值”的應用：最大值——分析電容器的耐壓值；瞬時值——計算閃光電器的閃光時間、

線圈某時刻的受力情況；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；平

均值一計算通過電路截面的電荷量。

3.變壓器各物理量間的因果關(guān)系：

變壓器的,一定，輸入電壓S決定了輸出電壓S的大小，與其他無關(guān)；由輸出電壓S與負載電阻

R,通過歐姆定律決定了輸出電流h的大小；進而確定了輸出功率P2的大小，由能量守恒決定了輸

應試P

技巧入功率P)的大??；最后又通過才決定輸入電流/1的大小。

4.遠距離輸電問題分析方法：

(1)畫出輸電電路圖，如圖所示。在每個回路中變壓器的原、副線醛分別是電源或用電器。

(2)分析三個回路的關(guān)系：

U、n,LqnyI.

變壓器關(guān)系為力=/=廣，7r=~r=t

U2%*1IJ4%*3

電路關(guān)系為SMU+U3,&U=hR,h=h

能量關(guān)系為尸=U/|=S/2=P用戶+AP,^P=h2R,尸用戶=U3/3=U"4

(3)在遠距離輸電問題中，有時把降壓變壓器及其輸出電路整個等效為一個電阻能夠使問題簡單化。

%-

由歐姆定律，等效電阻&二牛=一與一二可夫用戶

13〃4,4%

%

《真題回顧

1.(2018全國III卷)一電阻接到方波交流電源上，在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為。方；若該電阻接到正弦

交變電源上，在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為。正。該電阻上電壓的峰值為〃o,周期為T,如圖所示。則。

方:Q正等于

【參考答案】D

【命題意圖】本題考查交變電流的圖線、正弦交變電流的有效值、焦耳定律及其相關(guān)的知識點。

【試題解析】根據(jù)題述，正弦交變電流的電壓有效值為巖，而方波交流電的有效值為〃。，根據(jù)焦耳定律

U2

和歐姆定律，。=產(chǎn)/?7=一7\可知在一個周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量與電壓有效值的二次方成正比，。方：Q正=

R

〃。2：（%）2=2：1,選項D正確。

2.（2018天津卷）教學用發(fā)電機能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。利用該發(fā)電機（內(nèi)阻可忽略）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)分別為人U,R消

耗的功率為P。若發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?，則

2

A.R消耗的功率變?yōu)?尸

2

B.電壓表V的讀數(shù)為

2

C.電流表A的讀數(shù)變?yōu)?/

D.通過R的交變電流頻率不變

【參考答案】B

【命題意圖】本題考查了交流電最大值，有效值，頻率，變壓器等

【試題解析】根據(jù)公式分析電動機產(chǎn)生的交流電的最大值以及俄（值、頻率的變化情況；根據(jù)

n.U.

’=力=7"判斷原副線圈中電流電壓的變化情況，根據(jù)副線圈中功率的變化判斷原線圈中功率的變化；

根據(jù)。=24〃可知轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?,則角速度變?yōu)樵瓉淼?,根據(jù)=可知電動機產(chǎn)生的最大

IE]

電動勢為原來的彳，根據(jù)常可知發(fā)電機的輸出電壓有效值變?yōu)樵瓉淼?,即原線圈的輸出電壓變?yōu)?/p>

2V22

1n.U.11n2

原來的5，根據(jù)￡=/可知副線圈的輸入電壓變?yōu)樵瓉淼摹欤措妷罕硎緮?shù)變?yōu)樵瓉淼娜f，根據(jù)「=為

可知R消耗的電功率變?yōu)?“pA錯誤B正確副線圈中的電流為/_-2U即變?yōu)樵瓉淼?r根據(jù)一%1=廣

472-—2〃2A

可知原線圈中的電流也變?yōu)樵瓉淼?，c錯誤；轉(zhuǎn)速減小為原來的;，則頻率變?yōu)樵瓉淼?，D錯誤。

3.（2017北京卷）如圖所示,理想變壓器的原線圈接在〃=220應sinm（V）的交流電源上，副線圈接有

455。的負載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為2:1,電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是

Clffi

A.原線圈的輸入功率為220V2W

B.電流表的讀數(shù)為IA

C.電壓表的讀數(shù)為uoQv

D.副線圈輸出交流電的周期為50s

【參考答案】B

【命題意圖】本題考查理想變壓器。

【試題解析】電表的讀數(shù)均為有效值，原線圈兩端電壓有效值為220V,由理想變壓器原、副線圈兩端電壓

與線圈匝數(shù)成正比，可知副線圈兩端電壓有效值為11。V,C錯誤；流過電阻R的電流為2A,可知負載消

耗的功率為220W,根據(jù)能量守恒可知,原線圈的輸入功率為220W,A錯誤；由可知，電流表的讀

數(shù)為IA,B正確，由交變電壓瞬時值表達式可知，^IOOTCrad/s,周期7=092s,D錯誤。

4.（2017江蘇卷）某音響電路的簡化電路圖如圖所示，輸入信號既有高頻成分，也有低頻成分，則

A.電感心的作用是通高頻

B.電容Cz的作用是通圖頻

C.揚聲器甲用于輸出高頻成分

D.揚聲器乙用于輸出高頻成分

【參考答案】BD

【命題意圖】本題考查理想變壓器。

【試題解析】電感線圈對交流電的阻礙作用由感抗描述，X,=2碓，頻率越高阻礙作用越大，對輸入端的

高頻和低頻交流信號的作用是通低頻阻高須，所以A錯誤；電容對交流電的阻礙作用Xc=』，頻率越

高阻礙作用越小，所以是通高頻阻低頻，故BD正確；C錯誤。

■楨預疝3

1.（2019河北省承德二中高二上月考）正弦交變電源與電阻R、交流電壓表按照圖甲所示的方式連接，R

=10C，交流電壓表的示數(shù)是10V。圖乙是交變電源輸出電壓〃隨時間，變化的圖象。則

A.通過R的電流次隨時間r變化的規(guī)律是iR=72cos（100加）A

B.通過R的電流床隨時間I變化的規(guī)律是m=應cos(50”)A

C.R兩端的電壓〃犬隨時間f變化的規(guī)律是姝=10及cos(100m)V

D.R兩端的電壓隨時間f變化的規(guī)律是〃犬=5&cos(50兀。V

2.(2019遼寧省瓦房店市高級中學模擬)如圖所示，圖線。是線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生正弦交

流電的圖象，當調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生正弦交流電的圖象如圖線匕所示，以下關(guān)于這兩個正弦交流電

的說法不正確的是

A.線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為3:2

B.在圖中1=0時刻穿過線圈的磁通量為零

C.交流電。的瞬時值為〃=10sin5mV

D.交流電b的最大值為‘20V

3

3.(2019廣東省佛山一中模擬)圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向

的勻強磁場，A為交流電流表，線圈繞垂直于磁場的水平軸O。，沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開

始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示，以下判斷正確的是

A.電流表的示數(shù)為20A

B.交流電的頻率是100Hz

C.0.01s時線圈平面與磁場方向平行

D.0.02s時線框平面與中性面重合

專家押題

1.如圖所示，一圓柱形鐵芯上沿軸線方向繞有矩形線圈，鐵芯與磁極的舞隙間形成了輻向均勻磁場，磁場

的中心與鐵芯的軸線重合。當鐵芯繞羯線以角速度C“逆時針勻速轉(zhuǎn)動過程中，線圈中的電流變化圖象為

（從圖示位置開始計時，N、S極間獻的寬度不計，以a邊的電流向里、b邊的電流向外為正方向）

C.0

2.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：1,b是原線圈的中心接頭，電壓表和電流表均為理想

電表。從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時值表達式為〃=220&sinMV）。下列

說法正確的是

A.當單刀雙擲開關(guān)與，，連接時，電壓表的示數(shù)為220V

B.當單刀雙擲開關(guān)與。連接時，電壓表的示數(shù)為22及V

C.單刀雙擲開關(guān)由。扳向b時，電壓表和電流表的示數(shù)均變大

D.當單刀雙擲開關(guān)與a連接時，若滑動變阻器觸頭P向上移動，電壓表和電流表的示數(shù)均變小

參考答案

名校預測

1.【答案】AC

【考點】交流電的最大值、有效值、角速度的計算。

【解析】由題可知流過電阻的電流：/=—=1A,所以電阻兩端電壓的最大值為正人，由圖象得周期

R

是0.02s,所以幻=學=100兀rad/s,因此加隨時間f變化的規(guī)律是。=J2COS100R(4),故A正確，B

錯誤；同理電阻兩端的電壓最大值為：(/m=10\/2V,故R兩端的電壓弧隨時間t變化的規(guī)律是

^=1072COS100^(V),故C正確，D錯誤。

二【答案】B

【考點】交流電的最大值、有效值、角速度的計算，交流電的產(chǎn)生。

【解析】A、由圖讀出兩電流周期之比為A：7W).4s:0.6s=2:3,而1，故線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為3:2；

T=-

n

故A正確；B、U)時刻U=0,根據(jù)法拉第定律，磁通量變化率為零，而磁通量最大；故B錯誤；C、正弦

式電流。的瞬時值為2兀2兀，故C正確；D、根據(jù)電動勢最大值公式

u=t/msin—t=lOsin——rV=10sin57irV

,T0.4

2兀，得到兩電動勢最大值之比為Ema：Emb=7b：7；=3：2,En?=10V,則得到正弦式電流》

Em=nBsco=nBs—

的最大值為20；故D正確。本題選不正確的故選B。

E時=37

二［答案］C

【考點】交流發(fā)電機原理。

【解析】電流表的示數(shù)為有效值：/=%=竺?A=l()A,故A錯誤;由圖知周期T=0.02s,根據(jù)

/=7=0i2HZ=5°Hz，故B錯誤；0.01s時線圈產(chǎn)生的感應電動勢最大，說明線框與磁場平行，磁

通量為零,故C正確；由圖知().02s時線框中感應電流最大，說明線框與磁場平行,磁通量為零，故D

錯誤。

專家押題

1［答案］C

【考點】交流電的產(chǎn)生、右手定則、電磁感應定律、歐姆定律

【解析】在一個周期內(nèi)，前半個周期：根據(jù)右手定則可知”邊的電流向外、沙邊的電流向里，為負值，線

圈始終垂直切割磁感線，則產(chǎn)生的感應電動勢大小不變，感應電流大/」不變；后半個周期：根據(jù)右手定則

可知，，邊的電流向里、h邊的電流向外，為正值，感應電流大小不變，C正確。

2.【答案】C

【考點】含變壓器電路中電表的讀數(shù)、動態(tài)電路分析

【解析】根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，原線圈的電壓最大值為220夜V,所以副線圈的電壓最大值為

22夜V,電壓表的示數(shù)為電壓的有效值，所以示數(shù)為22V,AB錯誤;單刀雙擲開關(guān)由〃扳向力時，理

想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比由10:1變?yōu)?:1,所以輸出的電壓升高，電壓表和電流表的示數(shù)均變大，C

正確；當滑動變阻器觸頭P向上移動時，滑動變阻器連入電路的電阻變大，電路的總電阻變大，由于電壓

由變壓器決定，所以電流變小，電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)變小，D錯誤。

電學實驗

考前播報

實驗八：測定金屬的電阻率(同時練習使用螺旋測微器)

實驗九：描繪小電珠的伏安特性曲線實驗十：測定電源的電動勢和內(nèi)阻

要求

實驗十一：練習使用多用電表實驗十二：傳感器的簡單使用

命題高考對電學實險的考查側(cè)重于考查電路設(shè)計、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等，并且向著拓展實臉、創(chuàng)新

預測實驗的方向發(fā)展，可能會涉及磁場、電磁感應等方面的知識。

1.歐姆表原理：

(1)歐姆表內(nèi)有電源，紅表筆與內(nèi)電源負極、黑表筆與內(nèi)電源正極柜連，電流方向為“紅進黑出二

(2)測電阻原理是歐姆定律。當紅、黑表筆短接時，調(diào)節(jié)電表內(nèi)部的滑動變阻器Ro(即歐姆調(diào)

零)，使靈敏電流計滿偏/￡一P上R,此時中值電阻R中-Rg+Ro+r;當兩表筆接入電阻

rE

凡時，"R4-R?凡與電流對應，但二者為非線性關(guān)系，故歐姆表刻度不均勻。

勺+4)+「+&

應試

(3)使用注意：a.先選擋后調(diào)零；b,換擋后重新調(diào)零;c.待測電3且與電路、電源斷開；d.盡

技巧

量使指針指在表盤中間位置附近；e.讀數(shù)后要乘以倍率得阻值；f.用完后，選擇開關(guān)置于“OFF”

擋或多用電表交流電壓最高擋。

2.電路設(shè)計：

(1)測電阻的電路結(jié)構(gòu)：電源；控制電路(滑動變阻器、開關(guān))；測量電路。

(2)電表選擇:安全性——量程不能太??；準確性——量程不能太大，讀數(shù)一般要超過量程的;；

若電表量程不合適，可用有準確內(nèi)阻的電表進行改裝。

（3）測量電路：若R；＞RVRA,說明待測電阻較大，使用電流表內(nèi)接法，誤差源于電流表分壓，

測量值大于真實值；若R；〈RVRA,說明待測電阻較小，使用電流表外接法，誤差源于電壓表分

流，測量值小于真實值。

（4）控制電路：當滑動變阻器的阻值較小時，常采用分壓式接法；當滑動變阻器的阻值與待測

電阻相差不大時，常采用限流式接法。滑動變阻器必須接為分壓式的情況有：電壓或電流要求從

零開始變化；滑動變阻器不能起到限流的作用；限流式接法不能獲取有區(qū)分度的多組數(shù)據(jù)。若兩

種接法均可，則采用總電功率較小的限流式接法。

3.測量電源的電動勢和內(nèi)阻：

（1）常用伏安法（電壓表和電流表），根據(jù)提供的實驗器材，也可以選用伏阻法（電流表和電

阻箱）或安阻法（電流表和電阻箱）.

（2）解題方法首先都是根據(jù)閉合電路歐姆定律列式，然后可以分別代入兩組測量數(shù)據(jù)聯(lián)立方程

組求解,也可以根據(jù)方程式（一般將方程式寫成線性形式）描點作圖,分析圖線的截距、斜率與

電源電動勢和內(nèi)阻的關(guān)系進而求解。

（3）伏安法誤差分析：

a.電流表接在電壓表并聯(lián)電路外，與電源接在一起