1、 1 / 10 考前考前 6060 天课本基础知识回顾与方法点拨天课本基础知识回顾与方法点拨 7 7 直流电路直流电路 一一、核心知识核心知识回顾回顾 1电流的三个公式 (1)定义式：Iq t.此式为比值定义式，电流 I 与 q 和 t 无关，求电磁感应中的电荷量时用到此式变形：qIt n R . (2)决定式：IU R.电压 U 是产生电流 I 的原因 (3)微观式：InevS.涉及单位体积自由电荷数和定向移动速率，由安培力推导洛伦兹力、推导霍尔电压时用 到此式 2电阻的两个公式 (1)定义式：RU I .此式为比值定义式，R 与 U、I 无关 (2)导体的电阻：Rl S.此式为导体电阻的决
2、定式，电阻率与材料、温度有关 3闭合电路欧姆定律 (1)公式 I E Rr.只适用于纯电阻电路 (2)路端电压与电流的关系：UEIr.可以利用此式用伏安法测电池的电动势和内电阻 (3)路端电压与负载的关系： UIR R RrE 1 1r R E，路端电压随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小 (4)电源的几个功率 电源的总功率：P总EII2(Rr)； 电源内部消耗的功率：P内I2r； 电源的输出功率：P出UII2RP总P内 (5)电源的效率 P 出 P总100% U E100% R Rr100%.电源的输出功率大时， 效率不一定高， 输出功率最大时， 效率为 50%. 4两类 UI 图象的
3、比较 (1)电阻 UI 图象：某点与原点连线的斜率表示该状态电阻的大小，如图 1，RU2 I1 ，图象上每一点横、纵 坐标的乘积表示电阻消耗的功率 PU2I1. 2 / 10 图 1 (2)电源 UI 图象：图象为倾斜的直线，纵轴上的截距表示电源电动势 E，图线斜率的绝对值等于电源的内 电阻 r 的大小，如图 2.图象上每一点横、纵坐标的乘积表示电源的输出功率，P出I1U1，P总I1E. 图 2 二、二、重要方法重要方法点拨点拨 1动态分析的三个方法 (1)程序法 R局 增大 减小 I总 E Rr 减小 增大 U内I总r 减小 增大 U外EU内 增大 减小 确定 U支、I支 (2)结论法“串反
4、并同”(电源内阻不能忽略) “串反”：指某一电阻增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(增 大) “并同”：指某一电阻增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(减 小) (3)极限法 因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，使电阻最大或电 阻为零去讨论 2功率的最值问题(如图 3) 图 3 (1)定值电阻 R1的功率：P定I2R1 R1为定值电阻，P定只与电流有关系，当 R外最大时，I 最小，P定最小，当 R外最小时，I 最大，P定最大 3 / 10 (2)电源的输出功率：P出 E2R外
5、 rR外2 E2 R外r2 R外 4r .当 R外R1R2等于或最趋近 r 时，P出功率最大 (3)变化电阻 R2的功率的最大值：利用等效思想，把定值电阻 R1等效成电源的内阻 rR1r. 当 R2等于或最趋近 R1r 时，变化电阻 R2的功率最大 3直流电路的分析技巧 (1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻 (2)无论是串联电路还是并联电路，某个电阻增大(或减小)，则总电阻增大(或减小) (3)和为定值的两个电阻，阻值相等时并联电阻值最大 (4)电路中无论电阻怎样连接，电路消耗的总电功率始终等于各个电阻消耗的电功率之和 (5)含电容器的电路中，稳
6、定时，电容器是断路，其电压值等于与它并联的电阻上的电压，与它串联的电阻 是虚设，相当于一段导线电路发生变化时，有充放电电流 交流电路交流电路 一一、核心知识核心知识回顾回顾 1正弦式交变电流的产生 线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动 2两个特殊位置的特点 (1)线圈平面与中性面重合时，SB， 最大， t 0，e0，i0，电流方向将发生改变线圈每经过中 性面一次，感应电流的方向改变一次 (2)线圈平面与中性面垂直时，SB，0， t 最大，e 最大，i 最大，感应电流方向不变 3交变电流“四值”的应用 (1)最大值：EmnBS，分析电容器的耐压值； (2)瞬时值：EEmsin t(从中性面开始计时)
7、，计算闪光电器的闪光时间、线圈某时刻的受力情况； (3)有效值：正弦式交变电流的有效值 EEm 2；非正弦式交变电流的有效值必须根据电流的热效应，用等效 的思想来求解用于电表的读数及计算电热、电功、电功率及保险丝的熔断电流； (4)平均值： E n t ， I n Rrt，计算通过电路横截面的电荷量 q I t n Rr. 4理想变压器的四个关系式 4 / 10 (1)电压关系式：U1 U2 n1 n2(多个副线圈时为 U1 n1 U2 n2 U3 n3) (2)功率关系式：P入P出(多个副线圈时为 P入P出1P出2P出n) (3)电流关系式：I1 I2 n2 n1(多个副线圈时为 n1I1n
8、2I2n3I3nnIn) (4)频率关系式：f入f出 5理想变压器动态分析的两种情况 (1)负载电阻不变，匝数比变化； (2)匝数比不变，负载电阻变化 分析思路：一般 U1不变；由 U1和n1 n2决定 U2；由负载电阻 R 和 U2决定 I2； 由 P2U2I2确定 P1；由 P1U1I1确定 I1. 6高压输电关系 电压关系 U1 U2 n1 n2 U2UU3 U3 U4 n3 n4 电流关系 I1 I2 n2 n1 I2I3I线 I3 I4 n4 n3 功率关系 P1P2 P2P3P PI线 2RU 2 R P3P4 二、二、重要方法重要方法点拨点拨 1变压器的四点结论 (1)变压器不能
9、改变直流电压 (2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率 (3)理想变压器本身不消耗能量，变压器不改变功率 (4)理想变压器基本关系中的 U1、U2、I1、I2均为有效值 2变压器原线圈串联或并联负载时的解题技巧 (1)原线圈串联分压电阻时，输入端总电压等于分压电阻电压和变压器输入电压之和如图 1，UUR0U1. 5 / 10 图 1 (2)原线圈并联电阻时，输入端总电流等于分流电阻电流与原线圈电流之和如图 2，IIR0I1. 图 2 3高压输电时输电线路功率损失的四种计算方法 (1)P损PP，P 为输送的功率，P为用户所得功率 (2)P损I线 2R 线，I线为输电线路上
10、的电流，R线为输电线路的总电阻 (3)P损U 2 R线 ，U 为在输电线路上损失的电压，R线为线路总电阻 (4)P损U I线，U 为在输电线路上损失的电压，I线为输电线路上的电流 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 一一、核心知识核心知识回顾回顾 1电磁感应现象 (1)感应电动势的产生条件：穿过回路的磁通量发生变化，与电路是否闭合无关 (2)电磁感应现象实质：产生感应电动势，如果电路闭合，则有感应电流 2法拉第电磁感应定律 (1)公式：En t . (2)磁通量发生变化的三种情况 磁通量的变化是由面积变化引起时，BS，则 EnBS t . 磁通量的变化是由磁场变化引起时，B S，则 EnB
11、S t ，注意 S 为线圈在磁场中的有效面积，其 中B t是 Bt 图象的斜率 磁通量的变化是由于面积和磁场变化共同引起的，则根据定义求，末初，En|B2S2B1S1| t nBS t . 6 / 10 (3)感应电动势的四种计算方法 情景图 研究 对象 回路(不一定闭合) 一段直导线(或 等效成直导线) 绕一端垂直磁场 转动的一段导体 棒 绕与 B 垂直的轴 匀速转动的导线 框 表达式 En t EBLv E1 2BL 2 ENBSsin t(从中性面位 置开始计时) 二、二、重要方法重要方法点拨点拨 通过导体横截面电荷量的三个计算方法： (1)qIt(电流恒定) (2)qn R ，其中 的
12、求解有三种情况 只有 S 变化，BS； 只有 B 变化，B S； B 和 S 都变化，21. (3)qmv1mv2 BL ， 由安培力的冲量 B I Ltmv1mv2，而 I tq，故有 qmv1mv2 BL . 楞次定律楞次定律 一一、核心知识核心知识回顾回顾 1判断感应电流方向的两种方法 (1)楞次定律：根据穿过闭合回路的磁通量的变化情况进行判断楞次定律的本质是能量守恒 (2)右手定则：用于判断导体在磁场中做切割磁感线运动的情况是楞次定律的特例 7 / 10 2应用楞次定律判断感应电流方向的“四步法” 3安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律比较 安培定则 判断运动电荷、电流产生磁场的方向
13、 因电生磁 左手定则 判断磁场对电流(运动电荷)的安培力(洛伦兹力)方向 因电受力 右手定则 判断部分导体做切割磁感线运动产生感应电流的方向 因动生电 楞次定律 判断闭合回路磁通量变化产生感应电流的方向 因磁生电 二、二、重要方法重要方法点拨点拨 1楞次定律中“阻碍”的四种表现形式 表现形式 例证 阻碍原磁通量变化“增反减同” 阻碍相对运动“来拒去留” 使回路面积有扩大或缩小的趋势“增缩减 扩” 阻碍原电流的变化“增反减同” 8 / 10 2.楞次定律的二级结论 (1)楞次定律中的“阻碍”不是“阻止”，也不是“相反”，而是阻碍磁通量的变化(即增反减同) (2)楞次定律的双解： “加速向左运动”
14、与“减速向右运动”等效 “增加”与“ 减少”所产生的感应电流方向一样，反之亦然 电磁感应的综合问题电磁感应的综合问题 一一、核心知识核心知识回顾回顾 1电路问题 (1)确定电源：En t 或 EBlv. (2)弄清电路结构：分析内、外电路，以及外电路的串并联关系，画出等效电路图 (3)运用闭合电路欧姆定律，串、并联电路知识，电功率公式，焦耳定律公式等求解 (4)注意：电源两端的电压为路端电压 2图象问题 (1)明确图象的种类，如 Bt 图象、t 图象、Et 图象、It 图象，又如 Ex 图象、Ix 图象等 (2)分析电磁感应的具体过程，用右手定则或楞次定律确定各个过程的电流方向；用 En t
15、或 EBlv 求解 电动势 (3)若有必要可结合欧姆定律、牛顿运动定律等写出相应的函数关系式然后进行数学分析，如分析斜率的 变化、截距等 (4)结合排除法判断图象或由图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量 3电磁感应中力、能量和动量综合问题 (1)分析“受力”：分析研究对象的受力情况，特别关注安培力的方向 (2)分析“能量”：搞清楚有哪些力做功，明确有哪些形式的能量发生了变化，根据动能定理或能量守恒定 律等列方程求解 (3)分析“动量”：在电磁感应中可用动量定理求变力的作用时间、速度、位移和电荷量(一般应用于单杆切 割磁感线运动) 求速度或电荷量：B I ltmv2mv1，q I t. 求时间
16、：FtIAmv2mv1，IAB I ltBl R总. 9 / 10 求位移：B I lt B2l2v t R总 mv2mv1，即B 2l2 R总 xm(v2v1) 二、二、重要方法重要方法点拨点拨 1求解焦耳热 Q 的三种方法 (1)焦耳定律：QI2Rt，适用于电流恒定或能求有效值； (2)功能关系：QW克服安培力，电流变或不变都适用； (3)能量转化：QE其他能的减少量，电流变或不变都适用 特别提醒 回路中某个元件的焦耳热和回路总焦耳热一般不等，不能混淆 2单杆导轨四种常见的模型 (1)光滑水平导轨，有初速度类(如图 1)，杆做 a的减速运动，杆最终静止 图 1 (2)光滑水平导轨，有恒定外
17、力类(如图 2)，杆做 a的加速运动，杆最终匀速 vmFRr B2L2 . 图 2 (3)光滑倾斜导轨，无初速度类(如图 3)，杆做 a的加速运动，杆最终匀速 vmmgRrsin B2L2 . 图 3 (4)含电容器的光滑水平单杆模型(如图 4)，电容为 C，棒初速度为 v0，棒切割磁感线，产生感应电动势 E BLv，给电容器充电，其电压逐渐升高，棒受到安培力做减速运动，电动势逐渐降低，当二者电压相等时有 EU；Cq U； 对棒用动量定理，BILtmv0mv；qIt 得最终做匀速直线运动的速度 v mv0 mB2L2C. 10 / 10 图 4 3双杆导轨三种常见模型 (1)光滑等间距水平导轨无外力类(如图 5)，双棒动量守恒 m1v0(m1m2)v； 图 5 (2)光滑等间距水平导轨受恒力 F 类(如图 6)，开始时二者做加速运动，最终二者匀加速运动，具有共同的加 速度，F(m1m2)a. 图 6 (3)光滑不等间距水平导轨有初速度类(如图 7)，b 棒减速，a 棒加速，由于导轨不等间距，动量不守恒，当 二者产生的电动势相等时，电流为 0，最终都匀速运动，但是二者的速度不相等，只有分别对 a、b 用动量 定理 BILtmv 求解最终速度 图 7