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电磁感应与电路结合问题
一、等效法处理电磁感应与电路结合问题
解决电磁感应电路问题的关键就是借鉴或利用相似原型来启发理解和变换物理模型，即把电磁感应的问题等效转换成稳恒直流电路，把产生感应电动势的那部分导体等效为内电路.感应电动势的大小相当于电源电动势.其余部分相当于外电路，并画出等效电路图.此时，处理问题的方法与闭合电路求解基本一致，惟一要注意的是电磁感应现象中，有时导体两端有电压，但没有电流流过，这类似电源两端有电势差但没有接入电路时，电流为零.
二、电磁感应中的动力学问题
这类问题覆盖面广，题型也多种多样；但解决这类问题的关键在于通过运动状态的分析来寻找过程中的临界状态，如速度、加速度取最大值或最小值的条件等，基本思路是：

三、电磁感应中的能量、动量问题
无论是使闭合回路的磁通量发生变化，还是使闭合回路的部分导体切割磁感线，都要消耗其它形式的能量，转化为回路中的电能。这个过程不仅体现了能量的转化，而且保持守恒，使我们进一步认识包含电和磁在内的能量的转化和守恒定律的普遍性。
分析问题时，应当牢牢抓住能量守恒这一基本规律，分析清楚有哪些力做功，就可知道有哪些形式的能量参与了相互转化，如有摩擦力做功，必然有内能出现；重力做功，就可能有机械能参与转化；安培力做负功就将其它形式能转化为电能，做正功将电能转化为其它形式的能；然后利用能量守恒列出方程求解。
（一）电磁感应中的“双杆问题”
电磁感应中“双杆问题”是学科内部综合的问题，涉及到电磁感应、安培力、牛顿运动定律和动量定理、动量守恒定律及能量守恒定律等。要求学生综合上述知识，认识题目所给的物理情景，找出物理量之间的关系，因此是较难的一类问题，也是近几年高考考察的热点。
1、“双杆”向相反方向做匀速运动
当两杆分别向相反方向运动时，相当于两个电池正向串联。
2.“双杆”同向运动，但一杆加速另一杆减速
当两杆分别沿相同方向运动时，相当于两个电池反向串联。
3.“双杆”中两杆都做同方向上的加速运动。
“双杆”中的一杆在外力作用下做加速运动，另一杆在安培力作用下做加速运动，最终两杆以同样加速度做匀加速直线运动。
4．“双杆”在不等宽导轨上同向运动。
“双杆”在不等宽导轨上同向运动时，两杆所受的安培力不等大反向，所以不能利用动量守恒定律解题。
四、电量的计算Q=IΔt
1、安培力的冲量公式求电量：
感应电流通过直导线时，直导线在磁场中要受到安培力的作用，当导线与磁场垂直时，安培力的大小为F=BLI。在时间△t内安培力的冲量
2、由法拉第电磁感应定律求：
3、
五、电磁感应中的图象问题
电磁感应现象中的图象问题通常分为两类：一类是由给出的电磁感应过程选出或画出正确的图象；二是由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应物理量。分析此类问题时要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势（电流）是否大小恒定，用愣次定律或右手定则判定感应电动势（电流）的方向，从而确定其正负.
交变电流
一、交流电中的各量：
电压电流适用范围备注
瞬时值e=Emsinωti=Imsinωt粒子在交变电场中的运动
最大值εm=NBSωIm=εm/R电容器耐压
有效值正弦

电流做功、电阻发热、保险丝的熔断、仪表读取的电压、电流有效值是对能的平均
非正弦根据电流的热效应计算
平均值

计算通过的电量平均值是对时间的平均

变压器
一、变压器的原理
1、构造
由一个闭合铁芯、原线圈、副线圈组成

2、工作原理
在同一铁芯上的磁通量的变化率处处相同
3、理想变压器中的几个关系
没有漏磁和发热损失的变压器即没有能量损失的变压器叫理想变压器
（1）电压关系
在同一铁芯上只有一组副线圈时
当有几组副线圈时
（2）功率关系
对于理想变压器不考虑能量损失，总有P入=P出
（3）电流关系
由功率关系，当只有一组副线圈时，I1U1=I2U2，得
当有多组副线圈时：I1U1=I2U2＋I3U3+……，得I1n1=I2n2+I3n3+……
二、变压器的题型分析
(1)在同一铁芯上磁通量的变化率处处相同
(2)电阻和原线圈串联时，电阻与原线圈上的电压分配遵循串联电路的分压原理。
(3)理想变压器的输入功率等于输出功率
3．解决变压器问题的常用方法
思路1电压思路.变压器原、副线圈的电压之比为U1/U2=n1/n2；当变压器有多个副绕组时U1/n1=U2/n2=U3/n3=……
思路2功率思路.理想变压器的输入、输出功率为P入=P出，即P1=P2；当变压器有多个副绕组时P1=P2+P3+……
思路3电流思路.由I=P/U知，对只有一个副绕组的变压器有I1/I2=n2/n1；当变压器有多个副绕组时n1I1=n2I2+n3I3+……
思路4（变压器动态问题）制约思路.
（1）电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一定时，输出电压U2由输入电压决定，即U2=n2U1/n1，可简述为“原制约副”.
（2）电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一定，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1=n2I2/n1，可简述为“副制约原”.
（3）负载制约：①变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2=P负1+P负2+…；②变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2确定，I2=P2/U2；③总功率P总=P线+P2.
动态分析问题的思路程序可表示为：
U1P1
思路5原理思路.变压器原线圈中磁通量发生变化，铁芯中ΔΦ/Δt相等；当遇到“”型变压器时有
ΔΦ1/Δt=ΔΦ2/Δt+ΔΦ3/Δt，
此式适用于交流电或电压（电流）变化的直流电，但不适用于稳压或恒定电流的情况.
远距离输电
一定要画出远距离输电的示意图来，包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻。并按照规范在图中标出相应的物理量符号。一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为、n1、n1/n2、n2/，相应的电压、电流、功率也应该采用相应的符号来表示。
从图中应该看出功率之间的关系是：P1=P1/，P2=P2/，P1/=Pr=P2。
电压之间的关系是：。
电流之间的关系是：。
可见其中电流之间的关系最简单，中只要知道一个，另两个总和它相等。因此求输电线上的电流往往是这类问题的突破口。
输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。分析和计算时都必须用，而不能用。
特别重要的是要会分析输电线上的功率损失，由此得出结论：⑴减少输电线功率损失的途径是提高输电电压或增大输电导线的横截面积。两者相比，当然选择前者。⑵若输电线功率损失已经确定，那么升高输电电压能减小输电线截面积，从而节约大量金属材料和架设电线所需的钢材和水泥，还能少占用土地。
需要引起注意的是课本上强调：输电线上的电压损失，除了与输电线的电阻有关，还与感抗和容抗有关。当输电线路电压较高、导线截面积较大时，电抗造成的电压损失比电阻造成的还要大。

延伸阅读

高中物理知识点汇总：交变电流

高中物理知识点汇总：交变电流

交变电流知识点讲解
1.交流电的产生
（1）交流电：大小和方向均随时间作周期性变化的电流。
方向随时间变化是交流电的最主要特征。
（2）交流电的产生
①平面线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴转动时，线圈中就会产生按正弦规律变化的交流电，这种交流电叫正弦式交流电。
②中性面：垂直于磁场的平面叫中性面。线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，此位置线圈中的感应电动势为零，且每经过中性面一次感应电流的方向改变一次。线圈每转一周，两次经过中性面，感应电流的方向改变两次。
（3）正弦式交流电的变化规律：
若从中性面位置开始计时，那么线圈中的电动势、电流、加在外电阻上的电压的瞬时值均按正弦规律变化。
②图像如图所示：
2.表征交流电的物理量
（1）描述交流电的大小
①瞬时值：交流电的瞬时值反映的是不同时刻交流电的大小和方向。
②最大值：交流电在变化过程中所能达到的最大值是表征交流电强弱的物理量。
③有效值：是根据交流电的热效应规定的，反映的是交流电在能量方面的平均效果。让交流电与恒定电流通过阻值相同的电阻，若在相等时间内产生的热量相等，这一恒定电流值就是交流电的有效值。
各种电器设备所标明的额定电流和额定电压均是有效值。
（2）周期和频率
是用来表示交流电变化快慢的物理量：
3.变压器
（1）变压器的构造及原理
①构造：由一个闭合的铁芯以及绕在铁芯上的两组（或两组以上）的线圈组成。和电源相连的线圈叫原线圈，与负载相连的线圈叫副线圈。
②工作原理
原线圈加上交变电压后会产生交变的电流，这个交变电流会在铁芯中产生交变的磁通量，那么副线圈中会产生交变电动势，若副线圈与负载组成闭合电路，副线圈中也会有交变电流产生，它同样在铁芯中激发交变的磁通量，这样，由于原、副线圈中有交变电流通过而发生的一种相互感应现象叫互感现象。变压器工作的物理基础就是利用互感现象。
（2）理想变压器
①铁芯封闭性好、无漏磁现象，即穿过原、副线圈的磁通量相等。
②线圈绕组的电阻不计，无铜损现象。
③铁芯中涡流不计，即铁芯不发热，无铁损现象。
对理想变压器有：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率。
（3）原、副线圈中的电压、电流关系。
②功率关系：P1=P2。

4.远距离输电
①远距离输电要解决的关键问题是减少输电线上电能的热损耗。
②减少远距离输电过程中电能损失的方法：
若输电功率为P，输电电压为U，输电线电阻为R，则输电线上热损耗P损=I2R小ρ和增大S的办法减小R，但作用有限：另一是减小输电电流I，在输电功率P一定的输电功率。

高三物理《交变电流》知识点

高三物理《交变电流》知识点

1.电压瞬时值e=Emsinωt电流瞬时值i=Imsinωt;(ω=2πf)
2.电动势峰值Em=nBSω=2BLv电流峰值(纯电阻电路中)Im=Em/R总
3.正(余)弦式交变电流有效值：E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2;I=Im/(2)1/2
4.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系
U1/U2=n1/n2;I1/I2=n2/n2;P入=P出
5.在远距离输电中,采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失:P损′=(P/U)2R;(P损′:输电线上损失的功率，P:输送电能的总功率，U:输送电压，R:输电线电阻)〔见第二册P198〕;
6.公式1、2、3、4中物理量及单位：ω:角频率(rad/s);t:时间(s);n:线圈匝数;B:磁感强度(T);
S:线圈的面积(m2);U:(输出)电压(V);I:电流强度(A);P:功率(W)。
注:
(1)交变电流的变化频率与发电机中线圈的转动的频率相同即:ω电=ω线，f电=f线;
(2)发电机中,线圈在中性面位置磁通量最大,感应电动势为零,过中性面电流方向就改变;
(3)有效值是根据电流热效应定义的,没有特别说明的交流数值都指有效值;
(4)理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定，输入功率等于输出功率,当负载的消耗的功率增大时输入功率也增大，即P出决定P入;
(5)其它相关内容：正弦交流电图象〔见第二册P190〕/电阻、电感和电容对交变电流的作用〔见第二册P193〕。

高三物理下册交变电流知识点

高三物理下册交变电流知识点

1.电压瞬时值e=Emsinωt电流瞬时值i=Imsinωt;(ω=2πf)

2.电动势峰值Em=nBSω=2BLv电流峰值(纯电阻电路中)Im=Em/R总

3.正(余)弦式交变电流有效值：E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2;I=Im/(2)1/2

4.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系

U1/U2=n1/n2;I1/I2=n2/n2;P入=P出

5.在远距离输电中,采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失:P损′=(P/U)2R;(P损′:输电线上损失的功率，P:输送电能的总功率，U:输送电压，R:输电线电阻)〔见第二册P198〕;

6.公式1、2、3、4中物理量及单位：ω:角频率(rad/s);t:时间(s);n:线圈匝数;B:磁感强度(T);

S:线圈的面积(m2);U:(输出)电压(V);I:电流强度(A);P:功率(W)。

注:

(1)交变电流的变化频率与发电机中线圈的转动的频率相同即:ω电=ω线，f电=f线;

(2)发电机中,线圈在中性面位置磁通量最大,感应电动势为零,过中性面电流方向就改变;

(3)有效值是根据电流热效应定义的,没有特别说明的交流数值都指有效值;

(4)理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定，输入功率等于输出功率,当负载的消耗的功率增大时输入功率也增大，即P出决定P入;

练习题：

内阻不计的交流发电机产生电动势e=10sin50?tV，接有负载电阻R=10?，现在把发电机的转速增加一倍，则（）

A、负载两端电压的有效值将变为28.2V。

B、交流电的频率将变为100Hz。

C、负载消耗的功率将变为20W。

D、负载消耗的功率将变为40W。

矩形线圈的面积为S，匝数为n，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω匀速转动。当转到线圈平面与磁场垂直的图示位置时（）

A．线圈中的电动势为0

B．线圈中的电动势为nBS?

C．穿过线圈的磁通量为0

D．线圈不受安培力作用

20xx高考物理复习知识点：交变电流的产生及描述

20xx高考物理复习知识点：交变电流的产生及描述

第1课时正弦交流电的图象
例1.(09·福建·16)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0，则外接一只电阻为95.0的灯泡，如图乙所示，则()
A.电压表○v的示数为220v
B.电路中的电流方向每秒钟改变50次
C.灯泡实际消耗的功率为484w
D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J
小结：
变式：名师导学P117例1
反馈练习：
1.(08·广东·5)小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示。此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻。下列说法正确的是()
A.交变电流的周期为0.125s
B.交变电流的频率为8Hz
C.交变电流的有效值为A
D.交变电流的最大值为4A
2.(10广东卷)图7是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的()
A.周期是0.01S
B.最大值是311V
C.有效值是220V
D.表达式为U=220sin100πt(V)
3.课时练习60P247第1-5题
第2课时非正弦交变电流有效值的计算
例题：如图表示一交变电流随时间变化的图象，此交变电流的有效值是()
A.B.5A
C.D.3.5A
小结：
变式1：给额定功率60W、额定电压220V的白炽灯加上如图所示的电压，恰使灯正常发光，则所加电压U0的大小约为()
A.220VB.310V
C.350VD.440V
变式2：如图表示一交变电流随时间变化的图象，此交变电流的有效值是()
A.B.
C.D.
反馈练习：
课时练习61P248第3、4题

文章来源：http://m.jab88.com/j/73087.html

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