高中物理電流教案

高考物理考點重點交變電流復(fù)習(xí)。

第十章交變電流

本專題是電磁感應(yīng)內(nèi)容的繼續(xù)，當(dāng)然也有它自身的特點，如交變電流的有效值、變壓器內(nèi)容，前幾年的高考中，對產(chǎn)生正弦交流電的原理、正弦交流電的圈象、最大值與有效值、變壓器方面考得較多，并且都是選擇題．對于變壓器的要求進(jìn)一步加強(qiáng)，近年高考中計算題中就考到了變壓器，隨著高考突出應(yīng)用、理論聯(lián)系實際，預(yù)測今后在變壓器、遠(yuǎn)距離輸電方面還會加強(qiáng)。
復(fù)習(xí)本章知識應(yīng)重點抓好下列三個方面：
1、要注意區(qū)分瞬時值、有效值、最大值、平均值，瞬時值隨時間做周期性變化規(guī)律。
2、理想變壓器的有關(guān)間題，要掌握理想變壓器的輸入功率與輸出功率一定相等，輸出功率改變時輸入功率也一定改變．變壓器的變壓原理是電磁感應(yīng)，對正弦交流電，當(dāng)輸入電流過最大值時，輸出電流為零。
3、電能的輸送問題是與生產(chǎn)生活密切相關(guān)的問題，該內(nèi)容的掌握要抓住“輸送一定的電功率”這一前提，即P=I送U送是定值。掌握這部分內(nèi)容須理解送電電路圖，要注意電線電阻上的電壓不是升壓變壓器的輸出電壓，也不是降壓變壓器的輸入電壓或用戶得到電壓，在計算中要特別注意．
第一課時交變電流的產(chǎn)生及描述

【教學(xué)要求】
1．知道交變電流，能用函數(shù)表達(dá)式和圖像描述交變電流；
2．了解表征交變電流的物理量；
3．了解電容器和電感器對交變電流的作用。
【知識再現(xiàn)】
一、交變電流的產(chǎn)生：
閉合矩形線圈在磁場中繞垂直于場強(qiáng)方向的軸轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電流隨時間作周期性變化，稱交變電流．當(dāng)閉合線圈由中性面位置（圖中O1O2位置）開始在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時間而變的函數(shù)是正弦函數(shù)：，其中
這就是正弦交變電流。
二、交變電流的變化規(guī)律
1、從線圈轉(zhuǎn)至中性面開始計時，
若從轉(zhuǎn)至平行磁感線開始計時，
2、最大值：；Em與轉(zhuǎn)軸的所在位置及線圈形狀無關(guān)。
3、線圈轉(zhuǎn)至中性面時,電流方向發(fā)生,線圈轉(zhuǎn)動一周，電流方向改變兩次。
三.表征正弦交變電流的物理量．
1、交變電流的最大值：Em＝nBSω
2、交變電流的有效值：交變電流的有效值是根據(jù)電流的規(guī)定的．
3、交變電流的周期和頻率
①周期T：交變電流完成一次周期性變化（線圈轉(zhuǎn)一周）所需的時間．
②頻率f：交變電流在1s內(nèi)完成變化的次數(shù)。
知識點一什么是交流電
交流電是大小和方向隨時間作周期性變化的電流。
【應(yīng)用1】下列圖示的電流屬于交流電的有哪些？
導(dǎo)示:根據(jù)交流電的定義可以知道，圖C的電流大小和方向隨時間作周期性變化，所以是交流電，其他ABD為直流電。
知識點二正弦交流電的產(chǎn)生
【應(yīng)用2】面積為S的兩個完全相同的單匝金屬線圈分別放置在如圖甲、乙所示的磁場中。甲圖中是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場，線圈在磁場中以周期T繞OO′軸作勻速轉(zhuǎn)動，乙圖中的磁場的變化規(guī)律為B＝B0cost，從圖示時刻起計時，則（）
A．兩線圈中磁通量變化規(guī)律均為φ＝B0Scost
B．兩線圈中感應(yīng)電動勢達(dá)到最大值的時刻不同
C．兩線圈中產(chǎn)生的交流電流的有效值不同
D．從此刻起，T/4時間內(nèi)流過線圈截面的電量相同
導(dǎo)示:選擇AD。圖中介紹了產(chǎn)生交流電的兩種方式，一種是線圈在磁場中轉(zhuǎn)動（動生），另一種是通過線圈的磁場在變化（感生）。對甲圖，線圈從中性面開始計時，磁通量隨時間成全余弦規(guī)律變化；對乙圖磁通量ф=BS=B0Scost。所以兩種情況下產(chǎn)生的交流電是相同的。
知識點三表征交流電強(qiáng)弱的物理量
1、交變電流的最大值（Im和Um）；它是交變電流在一個周期內(nèi)所能達(dá)到的最大數(shù)值，可以用來表示交變電流的電流強(qiáng)弱或電壓高低。電容器的耐壓值是交流的最大值。
2、交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的：讓交流和直流通過相同阻值的電阻，如果它們在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。
正弦式交變電流的有效值與其相應(yīng)的最大值間的關(guān)系為：
注意：通常所說的交變電流的電流、電壓；交流電表的讀數(shù)；交流電器的額定電壓、額定電流、保險絲的熔斷電流等都是指有效值。求解交流電產(chǎn)生的熱量問題時,必須用有效值。
3、交變電流瞬時值是指某一時刻的電流值，是時間的函數(shù)，不同時刻，瞬時值不同。
4、交變電流平均值：E=n△ф/△t。若計算通過電路某一截面的電量,需用電流的平均值。
【應(yīng)用3】（07年1月北京市崇文區(qū)期末統(tǒng)一練習(xí)3．）如圖甲所示電路，電阻R的阻值為50Ω，在ab間加上圖乙所示的正弦交流電，則下面說法中錯誤的是（）
A．交流電壓的有效值為100V
B．電流表示數(shù)為2A
C．產(chǎn)生該交流電的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度為3.14rad/s
D．如果產(chǎn)生該交流電的線圈轉(zhuǎn)速提高一倍，則電流表的示數(shù)也增大一倍
導(dǎo)示：選擇：C。根據(jù)圖乙可以知道，電壓的最大值為：Em=100V，則有效值為E=Em/=100V，A正確；交流電流表的讀數(shù)為有效值I=E/R=2A，B正確；由圖知交流電的周期T=0.02s，則角速度
ω=2π/T=100πrad/s，故C錯；如果產(chǎn)生該交流電的線圈轉(zhuǎn)速提高一倍，交流電壓的最大值（Em=NBSω）也提高一倍，故電流表的示數(shù)也增大一倍，D正確。
類型一求交流電的有效值
【例1】多數(shù)同學(xué)家里都有調(diào)光臺燈、調(diào)速電風(fēng)扇．過去是用變壓器來實現(xiàn)上述調(diào)節(jié)的，缺點是成本高，體積大，效率低，且不能任意調(diào)節(jié)燈的亮度或風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速．現(xiàn)在的調(diào)光臺燈、調(diào)整電風(fēng)扇是用可控硅電子元件來實現(xiàn)調(diào)節(jié)的．如圖所示為一個經(jīng)過雙向可控硅電子元件調(diào)節(jié)后加在電燈上的電壓，即在正弦交流電的每一個半周期中，前面的1/4被截去，從而改變了電燈上的電壓，那么現(xiàn)在電燈上的電壓為（）
A．UmB、C、D、
導(dǎo)示：選擇C。根據(jù)交流電的定義式可以得：
，所以電燈上的電壓U=。
類型二交流電的圖象有應(yīng)用
【例2】2007年理綜寧夏卷17、一正弦交流電的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖所示。由圖可知（）
A．該交流電的電壓瞬時值的表達(dá)式為
u＝100sin(25t)V
B．該交流電的頻率為25Hz
C．該交流電的電壓的有效值為100
D．若將該交流電壓加在阻值R＝100Ω的電阻兩端，則電阻消耗的功率時50W
導(dǎo)示:選擇BD。從圖象可以直接讀出交流電壓的峰值是100V，周期T=4×10-2s。因此交流電的電壓瞬時值的表達(dá)式為u＝100sin(50πt)V，A錯；頻率f=1/T=25Hz，B正確；交流電的電壓的有效值為U=100/=50，C錯；功率P=U2/R=50W，D正確。
類型三電感器和電容器對交流電的影響
電感對交變電流有阻礙作用。交變電流通過電感線圈時，線圈中產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流的變化，形成了對電流的阻礙作用，這種阻礙作用叫感抗。實驗表明：線圈的自感系數(shù)越大，交變電流的頻率越高，線圈的感抗越大，所以，電感線圈在交流電路中有“通直流、阻交流、通低頻、阻高頻”的特性。
電容對交變電流也有阻礙作用。電容器接到交流電路中后，交替產(chǎn)生充電和放電，使電路中有交變電流，似乎電流“通過”了電容器，由于電荷在電路中定向移動受到電容器極板上積聚電荷的反抗，因此產(chǎn)生對交變電流的阻礙作用，這種阻礙作用叫容抗。實驗表明：電容越大，交變電流的頻率越高，線圈的容抗越小。所以，電容在交流電路中有“通交流、隔直流”“通高頻、阻低頻”的特性。
【例3】(07年廣東省汕尾市調(diào)研測試3、)如圖所示電路中，如果交流電的電壓不變而頻率降低，則三盞電燈的亮度變化情況是（）
A、三盞電燈的亮度都不變；
B、L1的亮度變亮，L2的亮度變暗，L3的亮度不變；
C、L2的亮度變亮，L1的亮度變暗，L3的亮度不變；
D、L1的亮度變亮，L3的亮度變暗，L2的亮度不變。
導(dǎo)示:選擇B。如果交流電的電壓不變而頻率降低，則L的感抗變小，C的容抗變大，L1變亮、L2變暗；而L3亮度不變。
1．（2007理綜北京卷17．）電阻R1、R2與交流電源按照圖1方式連接，R1=10Ω，R2=20Ω。合上開關(guān)S后，通過電阻R1的正弦交變電流i隨時間t變化的情況如圖2所示。則()
A．通過R1的電流有效值是1.2A
B．R1兩端的電壓有效值是6V
C．通過R2的電流最大值是1.2A
D．R2兩端的電壓最大值是6V

2．（鹽城市2007—2008學(xué)年度第一次調(diào)研考試.1）一根電阻絲接入100V的恒定電流電路中，在lmin內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，同樣的電阻絲接入正弦交變電流的電路中，在2min內(nèi)產(chǎn)生的熱量也為Q，則該交流電壓的峰值是（）
A、141.4VB、100V
C、70.7VD、50V

3．07學(xué)年南京市期末質(zhì)量調(diào)研5．兩個相同的L1和L2，接到如圖所示的電路中，燈L1與電容器串聯(lián)，燈L2與電感線圈串聯(lián)，當(dāng)、處接電壓最大值Um、頻率為的正弦交流電源時，兩燈都發(fā)光，且亮度相同。更換一個新的正弦交流電源后，燈L1的亮度高于燈L2的亮度，新電源的電壓最大值和頻率可能是（）
A．最大值仍為Um，而頻率大于
B．最大值仍為Um，而頻率小于
C．最大值大于Um，而頻率仍為
D．最大值小于Um，而頻率仍為

答案：1、B2、B3、A

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物理是高考考試中能夠拉開分?jǐn)?shù)的學(xué)科，要想取得好的物理成績必須重視物理考試考點的掌握，下面xx為大家?guī)?0xx年高考物理考試考點：交變電流，希望對大家提高物理知識水平有所幫助。
1.交變電流：大小和方向都隨時間作周期性變化的電流，叫做交變電流。按正弦規(guī)律變化的電動勢、電流稱為正弦交流電。
2.正弦交流電----(1)函數(shù)式：e=Emsinωt(其中★Em=NBSω)
(2)線圈平面與中性面重合時，磁通量最大，電動勢為零，磁通量的變化率為零，線圈平面與中心面垂直時，磁通量為零，電動勢最大，磁通量的變化率最大。
(3)若從線圈平面和磁場方向平行時開始計時，交變電流的變化規(guī)律為i=Imcosωt。。
(4)圖像：正弦交流電的電動勢e、電流i、和電壓u，其變化規(guī)律可用函數(shù)圖像描述。
3.表征交變電流的物理量
(1)瞬時值：交流電某一時刻的值，常用e、u、i表示。
(2)最大值：Em=NBSω，最大值Em(Um，Im)與線圈的形狀，以及轉(zhuǎn)動軸處于線圈平面內(nèi)哪個位置無關(guān)。在考慮電容器的耐壓值時，則應(yīng)根據(jù)交流電的最大值。
(3)有效值：交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的。即在同一時間內(nèi)，跟某一交流電能使同一電阻產(chǎn)生相等熱量的直流電的數(shù)值，叫做該交流電的有效值。
①求電功、電功率以及確定保險絲的熔斷電流等物理量時，要用有效值計算，有效值與最大值之間的關(guān)系
E=Em/，U=Um/，I=Im/只適用于正弦交流電，其他交變電流的有效值只能根據(jù)有效值的定義來計算，切不可亂套公式。②在正弦交流電中，各種交流電器設(shè)備上標(biāo)示值及交流電表上的測量值都指有效值。
(4)周期和頻率----周期T：交流電完成一次周期性變化所需的時間。在一個周期內(nèi)，交流電的方向變化兩次。
頻率f：交流電在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。角頻率：ω=2π/T=2πf。
4.電感、電容對交變電流的影響
(1)電感：通直流、阻交流;通低頻、阻高頻。(2)電容：通交流、隔直流;通高頻、阻低頻。
5.變壓器-(1)理想變壓器：工作時無功率損失(即無銅損、鐵損)，因此，理想變壓器原副線圈電阻均不計。
(2)★理想變壓器的關(guān)系式：
①電壓關(guān)系：U1/U2=n1/n2(變壓比)，即電壓與匝數(shù)成正比。
②功率關(guān)系：P入=P出，即I1U1=I2U2+I3U3+…
③電流關(guān)系：I1/I2=n2/n1(變流比)，即對只有一個副線圈的變壓器電流跟匝數(shù)成反比。
(3)變壓器的高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小，可用較細(xì)的導(dǎo)線繞制，低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流大，應(yīng)當(dāng)用較粗的導(dǎo)線繞制。
6.電能的輸送-----(1)關(guān)鍵：減少輸電線上電能的損失：P耗=I2R線
(2)方法：①減小輸電導(dǎo)線的電阻，如采用電阻率小的材料;加大導(dǎo)線的橫截面積。②提高輸電電壓，減小輸電電流。前一方法的作用十分有限，代價較高，一般采用后一種方法。
(3)遠(yuǎn)距離輸電過程：輸電導(dǎo)線損耗的電功率：P損=(P/U)2R線，因此，當(dāng)輸送的電能一定時，輸電電壓增大到原來的n倍，輸電導(dǎo)線上損耗的功率就減少到原來的1/n2。
(4)解有關(guān)遠(yuǎn)距離輸電問題時，公式P損=U線I線或P損=U線2R線不常用，其原因是在一般情況下，U線不易求出，且易把U線和U總相混淆而造成錯誤。
20xx年高考物理考試考點：交變電流xx為大家?guī)磉^了，平常備考物理的過程中需要大家掌握好考試考點，這樣才能在考試中取得好成績。

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第六課時單元知識整合
本章知識結(jié)構(gòu)
1．磁場的基本的性質(zhì)從本質(zhì)上看是對處于磁場中的運(yùn)動電荷有力的作用。
2．磁場中某點的磁場方向可描述為①小磁針靜止時N極的指向；②磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向；③通過該點磁感線的切線方向。
3．磁感線不是真實存在的曲線，而是為了形象描繪磁場而假想的。磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱；磁感線的切線方向表示磁場的方向；磁感線是閉合的曲線。地磁場的磁感線大體從地理南極附近出發(fā)到達(dá)地理北極附近，而內(nèi)部又大體從地理北極到地理南極。
4．磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式為B＝，條件為電流的方向和磁場方向垂直。
5．通電螺線管的磁感線分布與條形磁鐵的磁感線分布類似，直線電流的磁場的磁感線分布特點是內(nèi)密外疏的一組同心圓，電流的磁場方向用安培定則來判斷。
6．安培力是電流在磁場中的受力，當(dāng)電流方向和磁場方向垂直時，電流受到的安培力最大，且F＝；當(dāng)電流方向和磁場方向平行時，電流受到的安培力最小，且F＝；安培力的方向由左手定則來判斷。特點是安培力的方向總是垂直于電流方向和磁場方向決定的平面。
7．洛倫茲力是運(yùn)動電荷在磁場中的受力。當(dāng)電荷的運(yùn)動方向和磁場方向垂直時，電荷受到的洛倫茲力最大，且F洛＝；當(dāng)電荷的運(yùn)動方向和磁場方向平行時，電荷受到的洛倫茲力最小，且F洛＝；由于洛倫茲力的方向始終與電荷的運(yùn)動方向垂直，因此洛倫茲力對電荷不做功。
8．帶電粒子垂直進(jìn)入磁場時，在洛倫茲力作用下將做勻速圓周運(yùn)動。軌道半徑R＝，周期T＝。
1．類比與遷移：通過電場與磁場，電場線與磁感線，電場強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度，電場力與洛倫茲力等相關(guān)知識和概念的類比，找出異同點，促進(jìn)正向遷移，克服負(fù)遷移，深化新舊知識的學(xué)習(xí)。
2．空間想象與轉(zhuǎn)化：由于安培力(或洛倫茲力)的方向與磁場方向、電流方向(或運(yùn)動電荷方向)之間存在著較復(fù)雜的空間方位關(guān)系，因此要注意空間想象能力的培養(yǎng)，同時要善于選擇合理角度將立體圖轉(zhuǎn)化為平面視圖，以便于分析。
3．幾何知識的靈活應(yīng)用：粒子在有界磁場中的圓周運(yùn)動問題中圓心的確定，圓心角、半徑的確定往往都要用到幾何知識，然后根據(jù)物理知識求解相關(guān)物理量，體現(xiàn)著數(shù)理知識的有機(jī)結(jié)合。
4．假設(shè)法：為了探明磁鐵的磁場與電流的磁場的關(guān)系，安培假設(shè)分子周圍存在環(huán)形電流。每個環(huán)形電流使每個分子成為一個小磁鐵，從而得出了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。
5．極限法：帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動有關(guān)動態(tài)分析，臨界現(xiàn)象等可用極限法輔助分析。
6．判別物體在安培力作用下的運(yùn)動方向，常用方法有以下四種：
(1)電流元受力分析法：即把整段電流等效為很多段直線電流元，先用左手定則判斷出每小段電流元受安培力的方向，從而判斷出整段電流所受合力的方向，最后確定運(yùn)動方向。
(2)特殊值分析法：把電流或磁鐵轉(zhuǎn)到一個便于分析的特殊位置(如轉(zhuǎn)過90°)后再判定所受安培力方向，從而確定運(yùn)動方向。
(3)等效分析法：環(huán)形電流可以等效成條形磁鐵、條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流、通電螺線管可等效成很多的環(huán)形電流來分析。
(4)推論分析法：①兩電流相互平行時無轉(zhuǎn)動趨勢，方向相同相互吸引；方向相反相互排斥。②兩電流不平行時有轉(zhuǎn)動到相互平行且方向相同的趨勢。
知識點一安培定則的應(yīng)用
【例1】如圖所示，兩根無限長的平行導(dǎo)線水平放置，兩導(dǎo)線中均通以向右的、大小相等的恒定電流I，圖中的A點與兩導(dǎo)線共面，且到兩導(dǎo)線的距離相等，則這兩根通電導(dǎo)線在該點產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的合矢量（）
A．方向水平向右B．方向水平向左
C．大小一定為零D．大小一定不為零
導(dǎo)示:由安培定則可判斷出兩電流在A產(chǎn)生的磁場方向相反，又A點與兩導(dǎo)線共面，且等距，故在感應(yīng)強(qiáng)度的合矢量大小一定為零，故選C。
知識點二安培力的計算
【例2】一段通電的直導(dǎo)線平行于勻強(qiáng)磁場放入磁場中，如圖所示，導(dǎo)線上的電流由左向右流過.當(dāng)導(dǎo)線以左端點為軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)過90°的過程中，導(dǎo)線所受的安培力
A.大小不變，方向也不變
B.大小由零逐漸增大，方向隨時改變
C.大小由零逐漸增大，方向不變
D.大小由最大逐漸減小到零，方向不變
導(dǎo)示:安培力F=BILsinθ，θ為導(dǎo)線與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的夾角，由圖可知，θ的變化是由0°增大到900°，所以安培力大小由零逐漸增大，方向不變，故選C。
知識點三復(fù)合場中的能量轉(zhuǎn)化
抓住過程中做功的特點和動力學(xué)知識進(jìn)行求解。
【例3】(07海安期終)如圖所示，虛線上方有場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場，方向豎直向下，虛線上下有磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向外，ab是一根長的絕緣細(xì)桿，沿電場線放置在虛線上方的場中，b端在虛線上，將一套在桿上的帶正電的小球從a端由靜止釋放后，小球先作加速運(yùn)動，后作勻速運(yùn)動到達(dá)b端，已知小球與絕緣桿間的動摩擦系數(shù)μ＝0.3，小球重力忽略不計，當(dāng)小球脫離桿進(jìn)入虛線下方后，運(yùn)動軌跡是半圓，圓的半徑是/3，求帶電小球從a到b運(yùn)動過程中克服摩擦力所做的功與電場力所做功的比值。
導(dǎo)示:①小球在沿桿向下運(yùn)動時，受向左的洛侖茲力F，向右的彈力N，向下的電場力qE，向上的摩擦力f。有：
F＝Bqv，N＝F＝Bqv0
∴f＝μN(yùn)＝μBqv
當(dāng)小球作勻速運(yùn)動時，qE＝f＝μBqv0
②小球在磁場中作勻速圓周運(yùn)動時，
又∴vb＝Bq/3m
③小球從a運(yùn)動到b過程中，由動能定理得
所以：
知識點四帶電粒子在組合場中的多個過程
帶電粒子在組合場中的多個運(yùn)動過程，應(yīng)針對每個過程特點進(jìn)行分析，分別找出相應(yīng)規(guī)律解題。
【例4】(07廣東卷)如圖所示，K與虛線MN之間是加速電場.虛線MN與PQ之間是勻強(qiáng)電場，虛線PQ與熒光屏之間是勻強(qiáng)磁場，且MN、PQ與熒光屏三者互相平行.電場和磁場的方向如圖所示.圖中A點與O點的連線垂直于熒光屏.一帶正電的粒子從A點離開加速電場，速度方向垂直于偏轉(zhuǎn)電場方向射入偏轉(zhuǎn)電場，在離開偏轉(zhuǎn)電場后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，最后恰好垂直地打在熒光屏上.已知電場和磁場區(qū)域在豎直方向足夠長，加速電場電壓與偏轉(zhuǎn)電場的場強(qiáng)關(guān)系為U=Ed，式中的d是偏轉(zhuǎn)電場的寬度，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與偏轉(zhuǎn)電場的電場強(qiáng)度E和帶電粒子離開加速電場的速度關(guān)系符合表達(dá)式=，若題中只有偏轉(zhuǎn)電場的寬度d為已知量，則：（1）畫出帶電粒子軌跡示意圖；
（2）磁場的寬度L為多少？（3）帶電粒子在電場和磁場中垂直于方向的偏轉(zhuǎn)距離分別是多少？
導(dǎo)示:（1）軌跡如圖所示：
（2）粒子在加速電場中由動能定理有
粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動，設(shè)偏轉(zhuǎn)角為，有：，，，，U=Ed
由以上各式解得：θ=45
由幾何關(guān)系得：離開偏轉(zhuǎn)電場速度為
粒子在磁場中運(yùn)動，由牛頓第二定律有：qvB=mv2R
在磁場中偏轉(zhuǎn)的半徑為：
，
由圖可知，磁場寬度L=Rsinθ=d
（3）由幾何關(guān)系可得：帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場中距離為，在磁場中偏轉(zhuǎn)距離為：

1．一根用導(dǎo)線繞制的螺線管，水平放置，在通電的瞬間，可能發(fā)生的情況是（）
A.伸長B.縮短C.彎曲D.轉(zhuǎn)動
2．在同一水平面內(nèi)的兩導(dǎo)軌互相平行，相距2m，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1.2T，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，一質(zhì)量為3.6kg的銅棒垂直放在導(dǎo)軌上，當(dāng)棒中的電流為5A時，棒沿導(dǎo)軌做勻速直線運(yùn)動，則當(dāng)棒中的電流為8A時，棒的加速度大小為________m／s2.
3．(07全國卷）如圖所示，在坐標(biāo)系Oxy的第一象限中在在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E。在其它象限中在在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里，A是y軸上的一點，它到坐標(biāo)原點O的距離為h；C是x軸上的一點，到O點的距離為l，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的粒子以某一初速度沿x軸方向從A點進(jìn)入電場區(qū)域，繼而通過C點進(jìn)入磁場區(qū)域，并再次通過A點，此時速度方向與y軸正方向成銳角。不計重力作用。試求：
（1）粒子經(jīng)過C點時速度的大小和方向；
（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B。

參考答案
1．B
2．a(chǎn)=2m／s2
3．（1）粒子經(jīng)過C點時的速度方向與x軸的夾角為α，則
（2）

高考物理考點重點方法復(fù)習(xí)

第三課時單元知識整合
解析：①線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動；②；
③；④；⑤

1、正弦交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律：
（1）從電磁感應(yīng)現(xiàn)象這一本質(zhì)來認(rèn)識正弦交變電流的產(chǎn)生及方向變化規(guī)律；
（2）從其推導(dǎo)過程來理解瞬時值表達(dá)式中各物理量的含義及特點。
2、正弦交變電流的描述：
（1）利用圖象反映正弦交變電流的變化特征，既要準(zhǔn)確認(rèn)識圖象，從中找出需要的物理量，又要把圖象和對應(yīng)的模型狀態(tài)結(jié)合起來。
（2）交流電的“四值”：交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的—等效思想，除正弦交變電流的有效值為最大值的倍外，其他交變電流的有效值只能根據(jù)熱效應(yīng)求解。
“四值”用法要區(qū)分：瞬時值——某時刻值；最大值——極值，臨界問題；有效值——電熱、電功等問題；平均值——平均電流、感應(yīng)電荷量等問題。
3、理想變壓器：
變壓器的基本原理仍是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。要深刻理解理想變壓器中的三個基本關(guān)系，并能在涉及變壓器電路的有關(guān)問題中靈活應(yīng)用；而對動態(tài)分析問題更要抓住原線圈參量（U1、I1、P1）與副線圈參量的（U2、I2、P2）之間的約束關(guān)系，有別于一般電路的動態(tài)分析。
4、交流電與力學(xué)的綜合問題：
相關(guān)問題綜合性強(qiáng)、難度大，涉及知識較多，確定物體的運(yùn)動性質(zhì)時必須考慮物體運(yùn)動的初始狀態(tài)和受力情況，不能簡單地認(rèn)為受力改變了，其運(yùn)動方向也隨之變化。

類型一交流電與變壓器的綜合問題
【例1】（2007年理綜山東卷．18）某變壓器原、副線圈匝數(shù)比為55：9，原線圈所接電源電壓按圖示規(guī)律變化，副線圈接有負(fù)載。下列判斷正確的是()
A．輸出電壓的最大值為36V
B．原、副線圈中電流之比為55：9
C．變壓器輸入、輸出功率之比為55：9
D．交流電源有效值為220V，頻率為50Hz
導(dǎo)示：選擇D。由圖象知交流電的周期為0.02s；電壓的最大值為U1m=220V；則輸出電壓的最大值為：U2m=U1m×9/55=36V，故A錯。原、副線圈中電流與線圈匝數(shù)成反比，應(yīng)為9：55，B錯；
變壓器輸入、輸出功率之比為1：1。C錯。交流電源有效值為220V，頻率為50Hz，D正確。

類型二電感、電容等元件對交流電的影響
【例2】（連云港、淮安、宿遷三市2008屆高考模擬考試）某一電學(xué)黑箱內(nèi)可能有電容器、電感線圈、定值電阻等元件，在接線柱間以如圖所示的“Z”字形連接（兩接線柱間只有一個元件）。為了確定各元件種類，小華同學(xué)把DIS計算機(jī)輔助實驗系統(tǒng)中的電流傳感器（相當(dāng)于電流表）與一直流電源、滑動變阻器、開關(guān)串聯(lián)后，分別將AB、BC、CD接入電路，閉合開關(guān)，計算機(jī)顯示的電流隨時間變化的圖象分別如圖a、b、c所示，則如下判斷中正確的是（）
A、AB間是電容器B、BC間是電感線圈
C、CD間是電容器D、CD間是定值電阻
導(dǎo)示：選擇ABD。閉合開關(guān)后電容器先充電后放電，如圖a，所以AB間是電容器；而電感對電流有阻礙作用，電路中電流逐漸達(dá)到穩(wěn)定值，如圖b,所以BC間是電感線圈；而圖c中電流立刻達(dá)到穩(wěn)定值，可知CD間是定值電阻。

【例3】如圖所示的電路中，，CD之間接有某個理想的電子元件，若在AB之間加上圖甲所示的交變電壓，示波器測定電阻兩端電壓如圖乙所示。

（1）C、D之間接的是何種電子元件？
（2）若在AB之間加上圖丙所示的交變電壓，這時交流電流表的示數(shù)是多大？
（3）若在AB之間加上圖丙所示的交變電壓，交流電表的示數(shù)突然變?yōu)?.83A，分析圖示的電路中哪一個元件發(fā)生了怎樣的故障？
導(dǎo)示:（1）理想的二極管。
（2）交流電流表示數(shù)是有效值。設(shè)兩端電壓的有效值為U2，由；
得
電流表示數(shù)=3.16A
（3）發(fā)生故障后電流表示數(shù)變小，表明是斷路故障，分析可知是電阻發(fā)生斷路。
類型三有關(guān)交流電的實際問題分析
【例4】．原始的電話機(jī)將聽筒和話筒串聯(lián)成一個電路，當(dāng)自己對著話筒講話時，會從聽筒中聽到自己的聲音，導(dǎo)致聽覺疲勞而影響通話?，F(xiàn)代的電話機(jī)將聽筒電路與話筒電路分開，改進(jìn)的電路原理示意圖如圖所示，圖中線圈Ⅰ與線圈Ⅱ匝數(shù)相等，R0＝1.2kΩ，R＝3.6kΩ，Rx為可變電阻。當(dāng)Rx調(diào)到某一值時，從聽筒中就聽不到話筒傳出的聲音了，這時Rx＝kΩ。
導(dǎo)示：當(dāng)Rx與R并聯(lián)的總電阻等于R0時，左、右兩邊電流相等，產(chǎn)生的磁通量互相抵消，聽筒電路中沒有感應(yīng)電流。由1Rx＋1R＝1R0，解得Rx＝1.8kΩ。

1．07屆南京市綜合檢測題（一）5．汽車消耗的主要燃料是柴油和汽油。柴油機(jī)是靠壓縮汽缸內(nèi)的空氣點火的；而汽油機(jī)做功沖程開始時，汽缸中的汽油—空氣混合氣是靠火花塞點燃的。但是汽車蓄電池的電壓只有12V，不能在火花塞中產(chǎn)生火花，因此，要使用如圖所示的點火裝置，此裝置的核心是一個變壓器，該變壓器初級線圈通過開關(guān)連到蓄電池上，次級線圈接到火花塞的兩端，開關(guān)由機(jī)械控制，做功沖程開始時，開關(guān)由閉合變?yōu)閿嚅_，從而在次級線圈中產(chǎn)生10000V以上的電壓，這樣就能在火花塞中產(chǎn)生火花了。下列說法正確的是()
A．柴油機(jī)的壓縮點火過程是通過做功使空氣的內(nèi)能增大的
B．汽油機(jī)點火裝置的開關(guān)若始終閉合，次級線圈的兩端也會有高壓
C．接該變壓器的初級線圈的電源必須是交流電源，否則就不能在次級產(chǎn)生高壓
D．汽油機(jī)的點火裝置中變壓器的次級線圈匝數(shù)必須遠(yuǎn)大于初級線圈的匝數(shù)
2．（連云港、淮安、宿遷三市2008屆高考模擬考試）矩形線框在勻強(qiáng)磁場內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動過程中，線框輸出的交流電壓隨時間變化的圖像如圖所示，下列說法中正確的是（）
A．交流電壓的有效值為362V
B．交流電壓的最大值為362V，頻率為0.25Hz
C．2s末線框平面垂直于磁場，通過線框的磁通量最大
D．1s末線框平面垂直于磁場，通過線框的磁通量變化最快
3．（2007年廣東卷7．）如圖是霓虹燈的供電電路，電路中的變壓器可視為理想變壓器，已知變壓器原線圈與副線圈匝數(shù)比n1：n2=1：20，加在原線圈的電壓為（V），霓虹燈正常工作的電阻R＝440kΩ，I1、I2表示原、副線圈中的電流，下列判斷正確的是()
A．副線圈兩端電壓6220V，副線圈中的電流14.1mA
B．副線圈兩端電壓4400V，副線圈中的電流10.0mA
C．I1＜I2D．I1＞I2
4、（泰州市2007—2008學(xué)年度第一學(xué)期第一次聯(lián)考）如圖所示，理想變壓器的原線圈接在220V、50Hz的正弦交流電源上，副線圈接有一理想二極管(正向電阻為零，反向電阻為無窮大)和一阻值為10歐的電阻，已知原副線圈的匝數(shù)比為2：1。則二極管的耐壓值至少為V，電阻R上1s內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為J，電阻R上電流的有效值為A。

答案：1、AD2、BC3、BD
4、156；605；7.8

高考物理知識點速查復(fù)習(xí)交變電流

電磁感應(yīng)與電路結(jié)合問題
一、等效法處理電磁感應(yīng)與電路結(jié)合問題
解決電磁感應(yīng)電路問題的關(guān)鍵就是借鑒或利用相似原型來啟發(fā)理解和變換物理模型，即把電磁感應(yīng)的問題等效轉(zhuǎn)換成穩(wěn)恒直流電路，把產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體等效為內(nèi)電路.感應(yīng)電動勢的大小相當(dāng)于電源電動勢.其余部分相當(dāng)于外電路，并畫出等效電路圖.此時，處理問題的方法與閉合電路求解基本一致，惟一要注意的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，有時導(dǎo)體兩端有電壓，但沒有電流流過，這類似電源兩端有電勢差但沒有接入電路時，電流為零.
二、電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題
這類問題覆蓋面廣，題型也多種多樣；但解決這類問題的關(guān)鍵在于通過運(yùn)動狀態(tài)的分析來尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度取最大值或最小值的條件等，基本思路是：

三、電磁感應(yīng)中的能量、動量問題
無論是使閉合回路的磁通量發(fā)生變化，還是使閉合回路的部分導(dǎo)體切割磁感線，都要消耗其它形式的能量，轉(zhuǎn)化為回路中的電能。這個過程不僅體現(xiàn)了能量的轉(zhuǎn)化，而且保持守恒，使我們進(jìn)一步認(rèn)識包含電和磁在內(nèi)的能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律的普遍性。
分析問題時，應(yīng)當(dāng)牢牢抓住能量守恒這一基本規(guī)律，分析清楚有哪些力做功，就可知道有哪些形式的能量參與了相互轉(zhuǎn)化，如有摩擦力做功，必然有內(nèi)能出現(xiàn)；重力做功，就可能有機(jī)械能參與轉(zhuǎn)化；安培力做負(fù)功就將其它形式能轉(zhuǎn)化為電能，做正功將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能；然后利用能量守恒列出方程求解。
（一）電磁感應(yīng)中的“雙桿問題”
電磁感應(yīng)中“雙桿問題”是學(xué)科內(nèi)部綜合的問題，涉及到電磁感應(yīng)、安培力、牛頓運(yùn)動定律和動量定理、動量守恒定律及能量守恒定律等。要求學(xué)生綜合上述知識，認(rèn)識題目所給的物理情景，找出物理量之間的關(guān)系，因此是較難的一類問題，也是近幾年高考考察的熱點。
1、“雙桿”向相反方向做勻速運(yùn)動
當(dāng)兩桿分別向相反方向運(yùn)動時，相當(dāng)于兩個電池正向串聯(lián)。
2.“雙桿”同向運(yùn)動，但一桿加速另一桿減速
當(dāng)兩桿分別沿相同方向運(yùn)動時，相當(dāng)于兩個電池反向串聯(lián)。
3.“雙桿”中兩桿都做同方向上的加速運(yùn)動。
“雙桿”中的一桿在外力作用下做加速運(yùn)動，另一桿在安培力作用下做加速運(yùn)動，最終兩桿以同樣加速度做勻加速直線運(yùn)動。
4．“雙桿”在不等寬導(dǎo)軌上同向運(yùn)動。
“雙桿”在不等寬導(dǎo)軌上同向運(yùn)動時，兩桿所受的安培力不等大反向，所以不能利用動量守恒定律解題。
四、電量的計算Q=IΔt
1、安培力的沖量公式求電量：
感應(yīng)電流通過直導(dǎo)線時，直導(dǎo)線在磁場中要受到安培力的作用，當(dāng)導(dǎo)線與磁場垂直時，安培力的大小為F=BLI。在時間△t內(nèi)安培力的沖量
2、由法拉第電磁感應(yīng)定律求：
3、
五、電磁感應(yīng)中的圖象問題
電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的圖象問題通常分為兩類：一類是由給出的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象；二是由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)物理量。分析此類問題時要抓住磁通量的變化是否均勻，從而推知感應(yīng)電動勢（電流）是否大小恒定，用愣次定律或右手定則判定感應(yīng)電動勢（電流）的方向，從而確定其正負(fù).
交變電流
一、交流電中的各量：
電壓電流適用范圍備注
瞬時值e=Emsinωti=Imsinωt粒子在交變電場中的運(yùn)動
最大值εm=NBSωIm=εm/R電容器耐壓
有效值正弦

電流做功、電阻發(fā)熱、保險絲的熔斷、儀表讀取的電壓、電流有效值是對能的平均
非正弦根據(jù)電流的熱效應(yīng)計算
平均值

計算通過的電量平均值是對時間的平均

變壓器
一、變壓器的原理
1、構(gòu)造
由一個閉合鐵芯、原線圈、副線圈組成

2、工作原理
在同一鐵芯上的磁通量的變化率處處相同
3、理想變壓器中的幾個關(guān)系
沒有漏磁和發(fā)熱損失的變壓器即沒有能量損失的變壓器叫理想變壓器
（1）電壓關(guān)系
在同一鐵芯上只有一組副線圈時
當(dāng)有幾組副線圈時
（2）功率關(guān)系
對于理想變壓器不考慮能量損失，總有P入=P出
（3）電流關(guān)系
由功率關(guān)系，當(dāng)只有一組副線圈時，I1U1=I2U2，得
當(dāng)有多組副線圈時：I1U1=I2U2＋I(xiàn)3U3+……，得I1n1=I2n2+I3n3+……
二、變壓器的題型分析
(1)在同一鐵芯上磁通量的變化率處處相同
(2)電阻和原線圈串聯(lián)時，電阻與原線圈上的電壓分配遵循串聯(lián)電路的分壓原理。
(3)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率
3．解決變壓器問題的常用方法
思路1電壓思路.變壓器原、副線圈的電壓之比為U1/U2=n1/n2；當(dāng)變壓器有多個副繞組時U1/n1=U2/n2=U3/n3=……
思路2功率思路.理想變壓器的輸入、輸出功率為P入=P出，即P1=P2；當(dāng)變壓器有多個副繞組時P1=P2+P3+……
思路3電流思路.由I=P/U知，對只有一個副繞組的變壓器有I1/I2=n2/n1；當(dāng)變壓器有多個副繞組時n1I1=n2I2+n3I3+……
思路4（變壓器動態(tài)問題）制約思路.
（1）電壓制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比（n1/n2）一定時，輸出電壓U2由輸入電壓決定，即U2=n2U1/n1，可簡述為“原制約副”.
（2）電流制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比（n1/n2）一定，且輸入電壓U1確定時，原線圈中的電流I1由副線圈中的輸出電流I2決定，即I1=n2I2/n1，可簡述為“副制約原”.
（3）負(fù)載制約：①變壓器副線圈中的功率P2由用戶負(fù)載決定，P2=P負(fù)1+P負(fù)2+…；②變壓器副線圈中的電流I2由用戶負(fù)載及電壓U2確定，I2=P2/U2；③總功率P總=P線+P2.
動態(tài)分析問題的思路程序可表示為：
U1P1
思路5原理思路.變壓器原線圈中磁通量發(fā)生變化，鐵芯中ΔΦ/Δt相等；當(dāng)遇到“”型變壓器時有
ΔΦ1/Δt=ΔΦ2/Δt+ΔΦ3/Δt，
此式適用于交流電或電壓（電流）變化的直流電，但不適用于穩(wěn)壓或恒定電流的情況.
遠(yuǎn)距離輸電
一定要畫出遠(yuǎn)距離輸電的示意圖來，包括發(fā)電機(jī)、兩臺變壓器、輸電線等效電阻和負(fù)載電阻。并按照規(guī)范在圖中標(biāo)出相應(yīng)的物理量符號。一般設(shè)兩個變壓器的初、次級線圈的匝數(shù)分別為、n1、n1/n2、n2/，相應(yīng)的電壓、電流、功率也應(yīng)該采用相應(yīng)的符號來表示。
從圖中應(yīng)該看出功率之間的關(guān)系是：P1=P1/，P2=P2/，P1/=Pr=P2。
電壓之間的關(guān)系是：。
電流之間的關(guān)系是：。
可見其中電流之間的關(guān)系最簡單，中只要知道一個，另兩個總和它相等。因此求輸電線上的電流往往是這類問題的突破口。
輸電線上的功率損失和電壓損失也是需要特別注意的。分析和計算時都必須用，而不能用。
特別重要的是要會分析輸電線上的功率損失，由此得出結(jié)論：⑴減少輸電線功率損失的途徑是提高輸電電壓或增大輸電導(dǎo)線的橫截面積。兩者相比，當(dāng)然選擇前者。⑵若輸電線功率損失已經(jīng)確定，那么升高輸電電壓能減小輸電線截面積，從而節(jié)約大量金屬材料和架設(shè)電線所需的鋼材和水泥，還能少占用土地。
需要引起注意的是課本上強(qiáng)調(diào)：輸電線上的電壓損失，除了與輸電線的電阻有關(guān)，還與感抗和容抗有關(guān)。當(dāng)輸電線路電壓較高、導(dǎo)線截面積較大時，電抗造成的電壓損失比電阻造成的還要大。