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1、第十讲 电磁感应、交流电、电磁波重点知识归纳定则与定律应用安培定则判断电流(运动电荷)产生磁场的方向左手定则判断磁场对电流、运动电荷作用力的方向右手定则判断导体切割磁感线时产生感应电流的方向楞次定律判断回路中感应电流的方向E＝nE＝BLvsinθ研究对象一个回路(不一定闭合)一段直导线(或可等效成直导线)适用范围无论什么方式引起Φ的变化都可以只适于一段导体切割磁感线磁场情况任意磁场只能是匀强磁场E＝nE＝BLvsinθ物理意义①Δt为一段时间,则E为平均值②Δt→0时,则E为瞬时值①v是平均速度,
2、则E为平均值②v是瞬时速度,则E为瞬时值各字母含义是Φ的变化率,与ΔΦ、Φ无必然联系①L:有效切割长度②v:有效切割速度③θ是B与v的夹角二、交流电“四值”的比较瞬时值最大值平均值有效值物理意义反映不同时刻交流电的大小和方向也叫峰值,它是瞬时值的最大值,它反映的是交流电大小的变化范围是指交流电图象中图线与时间轴所围成的面积跟时间的比值交流电和直流电通过相同阻值的电阻,在相同的时间内产生的热量相等瞬时值最大值平均值有效值应用范围计算闪光电器(如霓虹灯)的闪光时间等计算电容器的耐压值计算通过导体的电荷
3、量q计算交流电通过导体产生的热量、电功以及确定熔丝的熔断电流特别提醒：(1)平移转轴,改变线圈形状,不会改变产生交流电的最大值.(2)交流电的瞬时值有时写成e＝Emcosωt,不是交流电变了,而是计时位置发生了改变.三、理想变压器原、副线圈基本量的关系因果关系(n1、n2不变)(1)U1决定了U2(2)I2决定了I1(3)P2决定了P1四、电磁场与电磁波1.对麦克斯韦电磁场理论的进一步理解(1)恒定的磁场(电场)不能产生电场(磁场)．(2)周期性变化的电场(磁场)产生同频率的周期性变化的磁场(电场
4、)，才能形成电磁波．(3)变化的磁场能够在周围空间产生电场,这种电场与电荷激发的静电场不同,它的电场线是闭合的,它的存在与空间有无导体或者有无闭合电路无关.2．对电磁波的理解(1)电磁波的传播不需要介质,可在真空中传播,在真空中,不同频率的电磁波传播速度是相同的(都等于光速).(2)不同频率的电磁波,在同一介质中传播,其速度是不同的,频率越高,波速越小.热点题型示例热点一电磁感应中的图象问题电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E、感应电流I、安培力F安或外力F外随时间t变化的图象,即
5、B－t图、Φ－t图、E－t图、I－t图、F－t图.对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况,还常涉及感应电动势E和感应电流I随位移s变化的图象,即E－s图、I－s图等.图象问题大体上可分为两类：1.由给定的电磁感应过程选出或画出正确图象,此类问题要注意以下几点：(1)定性或定量地表示出所研究问题的函数关系;(2)在图象中E、I、B等物理量的方向通过正负值来反映;(3)画图象时要注意横、纵坐标的单位长度定义或表达.2.由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量．不管是何种类型,电磁感应中
6、的图象问题常需利用右手定则、左手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律进行分析解决.(2010年高考上海卷)如图10－1所示,一有界区域内,存在着磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场,磁场宽度均为L.边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上.使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域,若以逆时针方向为电流的正方向,能反映线框中感应电流变化规律的是()例1图10－1【答案】AC强化训练1(2011年高考江苏卷)如图10－3所示,水平面内有一平行
7、金属导轨,导轨光滑且电阻不计,匀强磁场与导轨平面垂直.阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好.t＝0时,将开关S由1掷到2.q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度.下列图象正确的是()图10－3解析:选D.导体棒做加速度减小的加速运动,直至匀速.故qt图象应如图甲所示,A错；it图象应如图乙所示,B错;vt图象应如图丙所示,C错.D对.1．动力学问题的研究对象热点二电磁感应中的动力学问题2．解决电磁感应中动力学问题的具体思路电源―→电路―→受力情况―→
8、功、能问题具体步骤为：(1)明确哪一部分电路产生感应电动势，则这部分电路就是等效电源；(2)正确分析电路的结构，画出等效电路图；(3)分析所研究的导体受力情况；(4)列出动力学方程或平衡方程并求解．(2010年高考福建理综卷)如图10－5所示,两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上,导轨上端连接一个定值电阻R.导体棒a和b放在导轨上,与导轨垂直并良好接触.斜面上水平虚线PQ以下区域内,存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场.现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力F,使它沿导轨匀速向上
