電磁感應與力電知識綜合運用,應該是高考重點考又是考生得分最低的問題之一。失分主要原因就是審題不清、對象不明、思路混亂。
其實,解決這類問題有一個“萬變不離其宗”的方法步驟:
第一步:就是首先必須從讀題審題目中找出兩個研究對象,一是電學對象。即電源(電磁感應產生的電動勢)及其回路(包括各電阻的串、并聯(lián)方式);二是力學對象:這個對象不是導體就是線圈,其運動狀態(tài)一般是做有一定變化規(guī)律變速運動;
第二步:選擇好研究對象后,一定要按下列程序進行分析:畫導體受力(千萬不能漏力)——→運動變化分析——→感應電動勢變化——→感應電流變化——→合外力變化——→加速度變化——→速度變化——→感應電動勢變化,這種變化總是相互聯(lián)系相互影響的。其中有一重要臨界狀態(tài)就是加速度a=0時,速度一定達到某個極值。
采分點:這類題目必定會用到:牛頓第二定律、法拉弟電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、動能定理、能量轉化與守恒定律(功能原理),摩擦力做功就是使機械能轉化為熱能,電流做功就是使機械能轉化為電能(電阻上的熱能)。
28.交變電流中的線圈所處的兩個位置的幾個特殊的最值要記牢
閉合線圈在磁場中轉動就會產生按正弦或余弦規(guī)律變化的交流電。在這一過程中,當線圈轉動到兩個特殊位置時,其相應的電流、電動勢、磁通量大小、磁通量的變化率、電流方向都會有所不同:
第一特殊位置:線圈平面與磁場方向垂直的位置即中性面,則一定有如下情況,磁通量最大——→磁通量的變化率最小(0)——→感應電動勢最。0)——→感應電流最。0)——→此位置電流方向將發(fā)生改變(線圈轉動一周,兩次經過中性面,電流方向改變兩次)。
第二個特殊位置:線圈平面與磁場方向平行的位置,所得的結果與上述相反。
有一個規(guī)律顯然看出來:磁通量的變化率、感應電動勢與感應電流變化總是一致的。
29.要正確區(qū)別交變電流中的幾個特殊的最值
在正、余弦交變電流中電流、電壓(電動勢)、功率經常涉及的幾個值:瞬時值、最大值(峰值)、有效值、平均值:
瞬時值:就是交流電某一時刻的值,即i=Imsinωt;e=Emsinωt;
峰值(最值):Em=nBSω(注意電容器的擊穿電壓);
Im=Em/(R+r);
有效值:特別注意有效值的定義,只能對于正弦或余弦交流而言,各物理量才有的關系。如果其它類型的交流電唯一方法就利用電流的熱效應在相同時間內所對直流電發(fā)熱相等來計算得出。
平均值:就是交變電流圖像中的圖線與時間所圍成的面積與所對應的時間比值。特別用在計算通過電路中某一電阻的電量:q=△Φ/R。
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