知识方法精彩回扣第8天电磁感应与电路

1、第八天电磁感应与电路知识回扣电路中几个重要的计算公式I=q、I=RR=lPS导体的伏安特性曲线常画成IU或UI图象，对于线性元件，伏安特性曲线是直线，如图1甲所示，对于非线性元件，伏安特性曲线是弯曲的，是非线性的，如图乙所示.图1电功、电功率电功：电路中静电力定向移动自由电荷所做的功电功是电能转化为其他形式能的量度，用W=UIt计算.电功率：表示静电力做功快慢的物理量，P=UI是电功率的普适式，适用于任何电路.焦耳定律：电流通过电路因克服阻力做功产生热量，Q=I2Rt是电热的计算式，称焦耳定律.(4)电功和电热的区别纯电阻电路：电流做功的电能全部转化为内能，电功等于电热，即W=UIt=I2Rt

2、.非纯电阻电路：电流做功小部分转化为电热Q=l2Rt；大部分转化为其他形式的能.W=UIt不再等于Q=I2Rt，应是W=E其他+Q.闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律内容：1=E/(R+r)，或E=U+UE=U+Ir.说明：外电路断路时，Rts，有1=0,U=E.外电路短路时，R=0,有I=E/r,U=0.闭合电路的UI图象在UI坐标系下，路端电压随电流变化图线是直线，如图2所示.图线纵截距表示电源电动势；横截距表示短路电流；斜率的绝对值表示电源内阻，且斜率越大内阻越大，斜率越小内阻越小.图2感应电流方向的判定右手定则：伸开右手，使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心

3、，手掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直，大拇指指向导线运动的方向，四指所指的方向即为感应电流方向.楞次定律楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.对“阻碍”的理解这里的“阻碍”不可理解为“相反”，感应电流产生的磁场的方向，当原磁场增加时，则与原磁场方向相反，当原磁场减弱时，则与原磁场方向相同；也不可理解为“阻止”，这里是阻而未止.楞次定律的另一种表达：感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因.即由电磁感应现象而引起的一些受力、相对运动、磁场变化等都有阻碍原磁通量变化的趋势.楞次定律应用时的步骤先看原磁场的方向如何.再看磁通量的变化(增强还是减弱).根据楞次定律确定感应电

4、流磁场的方向.再利用安培定则，根据感应电流磁场的方向来确定感应电流方向.法拉第电磁感应定律定律内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.nE=H另一种特殊情况：回路中的一部分导体做切割磁感线运动时，其感应电动势E=BLvsin0定律的几种表示式E=，E=BLvsin0E=BS=B养E=*BL23正弦式交变电流瞬时值表达式e=EmsinwtU=Umsinwti=Imsinwt正弦式交变电流有效值与最大值的关系UUmU2,ImI2.&理想变压器及其关系式U1n1U1U2U3(1)电压关系为花區(多输出线圈时为)功率关系为P入一P出(多输出线圈时为P入一P出1+P出2+).

5、|1n2电流关系为匚二(多输出线圈时为n1I1n2|2+n3|3+)频率关系为：f入一f出.方法回扣测电阻电路的设计(1)内接法和外接法的选择大内小外：测量大(或小)阻值电阻时，应采用电流表内接(或外接)法.临界电阻RoVRaRv，若RxR0，则采用电流表内接法.(2)变阻器的限流接法和分压接法的选择以下情况必须采用分压电路：若采用限流电路，电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流时；用电器电阻远大于滑动变阻器总电阻值，且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组实验数据)时；要求某部分电路的电压从零开始可连续变化时.直流电路动态分析的方法(1)程序法基本思路是“部分t整体t部分”，即从阻值变化

6、的部分入手，由串、并联规律判断R总的变化情况，再由欧姆定律判断I总和U端的变化情况，最后再由部分电路欧姆定律判定各部分电流或电压的变化情况即增大增大减小增大I分R局TR总TI总,TU端TR减小减小增大减小U分(2)直观法即直接应用“部分电路中的R、I、U的关系”中的两个结论任一电阻R阻值增大，必引起该电阻中电流I的减小和该电阻两端电压U的增大.即IJR.Uf任一电阻R阻值增大，必将引起与之并联的支路中电流I并的增大和与之串联的各电I并f阻两端电压U串的减小.即RfTU串J极端法因变阻器滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个端点去讨论.变压器动态问题的“制约”思路(如图3所示)图

7、3ni电压制约(输入电压决定输出电压)：当变压器原、副线圈的匝数比(幕)一定时，输出电压U2由输入电压U1决定，即U2=晋，简述为“原制约副”.ni电流制约(输出电流决定输入电流)：当变压器原、副线圈的匝数比(幕)一定，且输入电压Ui确定时，原线圈中的电流Ii由副线圈中的输出电流i2决定，即Ii=芽节，简述为“副制约原”.负载制约(输出功率决定输入功率)：变压器副线圈中的功率P2由用户负载功率决定P2=P负i+P负2+；变压器副线圈中的电流I2由用户负载R负载及电压U2确定：U212=.R负载电磁感应中综合问题的分析电路问题用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向.当切割磁感线

8、的导体棒匀速运动或磁通量均匀变化时，感应电动势不变，是恒定电流的问题；当切割磁感线的导体棒变速运动或磁通量非均匀变化时，则是变化电流的问题.画出等效电路，对整个回路进行分析，确定哪一部分是电源，哪一部分为负载以及负载间的连接关系.运用闭合电路欧姆定律，串、并联电路的特点，电功率公式、焦耳定律以及能量守恒定律，联立求解.(2)动力学问题在力和运动的关系中，要注意分析导体受力，判断导体加速度方向、大小及变化；加速度等于零时，速度最大，导体最终达到稳定状态是该类问题的重要特点.能量问题安培力做的功是电能和其他形式的能之间相互转化的“桥梁”，用框图表示如下：明确功能关系，确定有哪些形式的能量发生了转化

9、.如有摩擦力做功，必有内能产生；有重力做功，重力势能必然发生变化；安掊力做负功，必然有其他形式的能转化为电能.根据不同物理情景选择动能定理、能量守恒定律或功能关系，列方程求解问题.习题精练在如图4所示的电路中，C为一平行板电容器，闭合开关S,给电容器充电，当电路中电流稳定之后，下列说法正确的是()图4A保持开关S闭合，把滑动变阻器Ri的滑片向上滑动，电流表的示数变大，电压表的示数变大B保持开关S闭合，不论滑动变阻器Ri的滑片是否滑动，都有电流流过R2保持开关S闭合，将电容器上极板与下极板距离稍微拉开一些的过程中，R2中有由b至Ua的电流断开开关S,若此时刚好有一带电油滴P静止在两平行板电容器之

10、间，将电容器上极板与下极板稍微错开一些的过程中，油滴将向上运动答案AD解析保持开关S闭合，把滑动变阻器Ri的滑片向上滑动，电路中的总电阻变小，电流变大，电流表A的示数变大，由U=IR3知电压表V的示数变大，A正确；保持开关R2中没有电流S闭合，滑动变阻器R1的滑片不滑动，则电容器两极板间的电压不变,通过，B错误；若保持开关S闭合，拉开电容器两极板之间的距离，电容器的电容变小，两极板间的电压不变，此时电容器放电，R2中有由a到b的电流，C错误；断开开关S,电容器两极板电荷量不变，若将电容器上极板与下极板稍微错开一些，正对面积变小，电容器的电容变小，由E=U=Q知，两极板间场强变大，油滴P将向上运

11、动，D正确.dCd如图5甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中Rt为热敏电阻（随温度升高其电阻变小）,R为定值电阻.下列说法正确的是（）甲乙图5A.副线圈两端电压的瞬时值表达式为u=9,2sin50nVt=0.02s时电压表V2的示数为9V变压器原、畐U线圈中的电流之比和输入、输出功率之比均为1:4Rt处温度升高时，电流表的示数变大，电压表V2的示数不变答案BD解析由题图乙知U1=36V,T=2X10-2s,由学=丫得U2=9V，所以副线圈两端电U2n2压的瞬时值表达式为u=9.2sin100nV,A选项错；电压表示数为有

12、效值，故B选项正确；由变压器原、副线圈电流关系及输入、输出功率关系知，C选项错；当Rt处温度升高时，Rt电阻变小，U2不变，副线圈中电流I2变大，故D选项正确.如图6甲所示，一矩形金属线圈ABCD垂直固定于磁场中，磁场是变化的，磁感应强度B随时间t的变化关系图象如图乙所示，则线圈的AB边所受安培力F随时间t变化的图象是下列图中的（规定向右为安培力F的正方向）（）图6答案AEar解析由1=R,E=NfS和B分段均匀变化知，电流大小在分时间段内恒定.由F=BILab和左手定则可知在01s内，AB边受的安培力方向向左，且均匀变小，可知B、D错误；在1s2s内，B均匀增大，感应电流方向由A到B，由左手

13、定则可知，AB边受的安培力方向向右，且均匀增大，故A正确，C错误.如图7所示，光滑斜面的倾角为0,斜面上放置一矩形导体线框abed,ab边的边长为l1,be边的边长为12，线框的质量为m、电阻为R,线框通过绝缘细线绕过光滑的小滑轮与重物相连，重物质量为M，斜面上ef线(ef平行底边)的右上方有垂直斜面向上的匀l1,be边的边长为12，线框的质量为m、电阻为R,线框通过绝缘细线绕过光滑的小滑轮与重物相连，重物质量为M，斜面上ef线(ef平行底边)的右上方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为B，如果线框从静止开始运动，进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的，且线框的ab边始终平行底边，则下列说法正确的是A线框进入磁场前运动的加速度为MgmgS0一、Mgmgsin0RB.线框进入磁场时匀速运动的速度为B2I2B2I?|2C.线框进入磁场时做匀速运动的总时间为Mgmgsin0RD若该线框进入磁场时做匀速运动，则匀速运动过程产生的焦耳热为答案BC(Mgmg)l2解析线框进入磁场前，根据牛顿第二定律得