高考物理总复习 考查点15 电磁感应考点解读学案

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考查点15　电磁感应 ‎►考情分析 测试内容 测试要求 考情分析 电磁感应现象及其应用 A ‎15年T‎24A 电磁感应定律 A ‎15年T‎24A，17年T‎24A 交变电流 A ‎16年T‎24A 电磁波 A ‎14年T‎24A ‎►知识梳理 考点1　电磁感应现象及其应用　A ‎(1)英国物理学家________经过10年的艰苦探索，终于在1831年发现了________现象，进一步揭示了电现象与磁现象之间的密切联系，奏响了电气化时代的序曲．‎ ‎(2)电磁感应现象：闭合电路的________导体在磁场中做________________的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫作电磁感应．由电磁感应产生的电流叫做________电流．‎ ‎(3)电磁感应的产生条件 ‎①磁通量：穿过一个________的磁感线的多少．Φ＝________.(互相垂直)单位：________.‎ ‎②条件：只要穿过________的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生．‎ ‎【典例1】　在如图所示的匀强磁场中有一闭合矩形导线框，则在图示时刻能产生感应电流的是(　　)‎ ‎　　　 　　　　　A　　　　　　　B　　　 　　　　　C　　　　　　　　D ‎【解析】　感应电流的产生条件：①电路必须闭合　②穿过回路的磁通量要发生变化．A中磁场和线框始终垂直，磁通量不变．C中线框和磁场平行，磁通量始终为零，也不会产生感应电流．D中线框和磁场始终垂直，磁通量不变，没有感应电流．‎ ‎【答案】　B ‎【点拨】　感应电流的产生条件：①电路必须闭合　②穿过回路的磁通量要发生变化，注意分辨线圈和磁感线的方向关系．‎ ‎【变式1】　(2019·江苏真题)如图所示，矩形线框平面与匀强磁场方向垂直，穿过的磁通量为Φ.若线框面积变为原来的，则磁通量变为(　　)‎ ‎ A.ΦB.Φ ‎ C．2Φ D．4Φ ‎【典例2】　如图所示，电流表与螺线管组成闭合电路，以下过程不能使电流表指针偏转的是________，能使电流表指针偏转较大的是________．‎ A．将磁铁插入螺线管的过程中 ‎ B．磁铁放在螺线管中不动时 ‎ C．将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中 ‎ D．将磁铁从螺线管中向上快速拉出的过程中 ‎【解析】　只要是线圈中的磁通量不发生变化，回路中无感应电流，指针便不会偏转，在磁铁插入、拉出过程中线圈中的磁通量均发生变化，因此选项A、C、D错误；磁铁放在螺线管中不动时，线圈中的磁通量不发生变化，无感应电流产生，故选项B正确．在选项D中磁铁向上快速拉出的过程中，产生的感应电动势较大，因而电流表指针偏转较大．选项D 正确．‎ ‎【答案】　B　D ‎【点拨】　判断有无感应电流，主要看是否发生磁通量的变化，而看电流表指针偏转较大，主要是判断由磁通量变化的快慢引起的感应电动势大小，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量的变化率有关，E＝n，磁铁在线圈中快速拉出，磁通量变化率较大，感应电动势大．‎ ‎【变式2】　如图所示为探究产生电磁感应现象条件的实验装置，下列情况中不能引起电流计指针转动的是(　　)‎ ‎ A．闭合开关瞬间 ‎ ‎ B．断开开关瞬间 ‎ C．闭合开关后拔出铁芯瞬间 ‎ ‎ D．断开开关使变阻器的滑动头向右移动 考点2　电磁感应定律　A 法拉第电磁感应定律 ‎①电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路________________成正比．‎ ‎②匝数为n的线圈中产生感应电动势的公式为________．‎ ‎③t的单位是s，Φ的单位是________，则E的单位是________．‎ ‎④单个导体垂直切割磁感线产生的感应电动势的表达式：________________.‎ ‎【典例3】　(2019·江苏真题)1831年________(选填“奥斯特”或“法拉第”)发现了电磁感应现象．大量实验表明，回路中所产生的感应电动势大小与穿过该回路的磁通量的________(选填“变化量”或“变化率”)成正比．‎ ‎【解析】　奥斯特发现的是电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，并提出了电磁感应定律，回路中所产生的感应电动势大小与穿过该回路的磁通量的变化率成正比，即表征磁通量的变化快慢．‎ ‎【答案】　法拉第　变化率 ‎【变式3】　(2019·泰州模拟)如图所示，将100匝面积为‎0.1m2‎的矩形线圈放置在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中，从图示位置开始，线圈abcd绕轴OO′转动90°，用时0.5s，则穿过线圈磁通量的变化量大小ΔΦ＝________Wb，线圈中产生的平均感应电动势E＝________V.‎ ‎【典例4】　(2019·南通模拟)如图为交流发电机原理图，已知两磁极间匀强磁场的磁感应强度为B，矩形线框的匝数为n，面积为S，当线框转到与磁场方向垂直的图示位置时，穿过线框的磁通量为________；若线框从图示位置逆时针转动90°，所用时间为t，则线框中产生的平均感应电动势为________．‎ ‎【解析】　磁场是N极指向S极，线框与磁场方向垂直时，磁通量最大，Φ＝BS，转过90°，磁通量减为零，ΔΦ＝BS，由法拉第电磁感应定律可得：感应电动势E＝n＝n.‎ ‎【答案】　BS　n ‎【变式4】　一个100匝线圈置于匀强磁场中，由于磁场变化产生感应电动势大小为10V，那么以下说法中正确的是(　　)‎ ‎ A．通过该线圈磁通量变化了0.1Wb ‎ B．通过该线圈磁通量平均变化了10Wb ‎ C．通过该线圈每一匝线圈平面的磁通量变化率为0.1Wb/s ‎ D．通过该线圈每一匝线圈平面的磁通量每秒变化为10Wb 考点3　交变电流　A ‎(1)大小、方向随时间做________________的电流叫做交变电流．电流、电压随时间按________规律变化叫做正弦式电流．‎ ‎(2)正弦式电流中的最大值叫做交流的________．交流电完成一次周期性变化的________叫做周期，用字母T表示，单位________.1s内周期性变化的________叫做频率，用字母f表示，单位________．周期和频率的关系是________．‎ ‎(3)交变电流的有效值：①让交流和直流分别通过相同的电阻，如果在相同时间内它们产生的________相等，我们就把直流的值称为交流电流(电压)的有效值．②对于正弦式电流，电流(电压)的最大值(峰值)Im(Um)和有效值I(U)的关系为________________．‎ ‎(4)采用________输电可以减少输电线上电能的损失．‎ ‎(5)变压器：①构造：变压器由一个闭合的________、原线圈、副线圈组成，两个线圈都是由绝缘导线绕制而成的，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成，变压器是用来改变交流电压或电流的装置．构造及符号如图所示：‎ ‎②理想变压器的电压比与匝数比的关系：U1表示原线圈两端的交变电压，即输入电压；U2表示副线圈两端的交变电压，即输出电压，n1表示原线圈的匝数，n2表示副线圈的匝数．则n1、n2、U1、U2的关系可以用公式表示为：________.‎ ‎【典例5】　(2019·盐城模拟)家庭电路的交变电压随时间变化的图象如图所示．由图可知，交变电压的有效值为________V，频率为________Hz.‎ ‎【解析】　由图象可知，峰值Um＝220V，正弦交流电的有效值U＝＝220V，根据图象可得周期T＝0.02s，f＝＝50Hz，u＝Umsinωt可得，ω＝＝100π rad/s.‎ ‎【答案】　220　50‎ ‎【点拨】　u＝Umsinωt，ω＝＝100π rad/s，Um与U之间，ω与T，f之间，对应的关系，才是本节最重要的内容，注意四值问题中每个字母的用法，不要混淆了．小写的u、i、e等表示瞬时值，大写的U、I、E表示有效值，U、I、E上面加一个横线表示平均值，加下标m表示峰值．‎ ‎【变式5】　(2019·宿迁模拟)如图所示是我国三相交流电的电压图象．根据图象可知，三相交流电电压的有效值是________V，频率是________Hz.‎ ‎【典例6】　(2019·无锡模拟)如图是一电热水壶的铭牌，由铭牌可知，该电热水壶在额定电压下工作时，所使用的交流电压的最大值为________V，交流电的周期为________s.‎ ‎【解析】　铭牌上标着的都是有效值，所以Um＝U＝220V，f＝50Hz，所以T＝＝0.02s.‎ ‎【答案】　220　0.02‎ ‎【变式6】　一个电热器接到50V的直流电源上，发热功率为200W，如果把它接到正弦式交流电源上使其发热功率也是200W，则该交流电的电压最大值必须是________V．一个电容器接在交流电路上，击穿与否，取决于交流电压的瞬时值是否超过电容器的耐压值．连接在220V的正弦交流电源两端的电容器要能正常工作，其耐压值必须大于________V.‎ ‎【典例7】　如图所示为一台理想变压器，初、次级线圈的匝数分别为n1＝400匝，n2＝‎ ‎800匝，连接导线的电阻忽略不计，那么可以确定　(　　)‎ ‎ A．这是一台降压变压器 ‎ B．次级线圈两端的电压是初级线圈两端电压的2倍 ‎ C．通过次级线圈的电流是通过初级线圈电流的2倍 D．变压器输出的电功率是输入的电功率的一半 ‎【解析】　A中初、次级线圈的匝数分别为n1＝400匝，n2＝800匝，可知，这是一台升压变压器，故A错误；B中由电压与匝数成正比得，次级线圈两端的电压是初级线圈两端电压的2倍．故B正确；C中由电流与匝数成反比得，通过次级线圈的电流是通过初级线圈电流的一半，故C错误；D中理想变压器的输出的电功率与输入的电功率是相等的，故D错误；故选B.‎ ‎【答案】　B ‎“教书先生”恐怕是市井百姓最为熟悉的一种称呼，从最初的门馆、私塾到晚清的学堂，“教书先生”那一行当怎么说也算是让国人景仰甚或敬畏的一种社会职业。只是更早的“先生”概念并非源于教书，最初出现的“先生”一词也并非有传授知识那般的含义。《孟子》中的“先生何为出此言也？”；《论语》中的“有酒食，先生馔”；《国策》中的“先生坐，何至于此？”等等，均指“先生”为父兄或有学问、有德行的长辈。其实《国策》中本身就有“先生长者，有德之称”的说法。可见“先生”之原意非真正的“教师”之意，倒是与当今“先生”的称呼更接近。看来，“先生”之本源含义在于礼貌和尊称，并非具学问者的专称。称“老师”为“先生”的记载，首见于《礼记?曲礼》，有“从于先生，不越礼而与人言”，其中之“先生”意为“年长、资深之传授知识者”，与教师、老师之意基本一致。【变式7】　在变电所，经常要用电表去检测电网上的强电流，使用的仪器是电流互感器，下列图中能正确反应其原理的是(　　)‎ ‎　　 　　　　　A　　　　　　　　 B　　　　　　　　 C　　　　　　　　D考点4　电磁波　A ‎(1)英国物理学家________建立完整的电磁场理论并预言电磁波的存在，德国物理学家________用实验证实了电磁波的存在．‎ ‎(2)周期性变化的电场产生________________________；周期性变化的磁场产生________________；周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，并由近及远传播，形成________．电磁波可以在真空中传播，电磁波在真空中传播的速度为________m/s.‎ ‎(3)电磁波的波长、波速、频率的关系是________．电磁波具有能量，人们利用电磁波中的某个波段制造了________来加热食物．‎ ‎(4)把声音、图象等信号加载到高频电磁波上的过程，称为________，信号的调制方式有________和________两种方式．‎ ‎(5)按电磁波的________或________大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱．按波长由大到小的顺序，它们分别是：无线电波、________、可见光、________、________和________．‎ ‎(6)无线电波：无线电波是波长大于‎1mm(频率小于300000MHz)的电磁波，无线电波主要用于________和________．在生活和科研上也有着广泛的应用．‎ ‎(7)红外线：①红外线是一种光波，波长比可见光的波长________，比无线电波________．②红外线________引起人的视觉；一切物体都会辐射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射________．‎ ‎③红外线的主要作用：红外线遥感、勘测地热、寻找水源、监测森林火灾、预报风暴和寒潮、加热物体．‎ ‎(8)可见光的波长在________之间，能引起人的________．‎ ‎(9)紫外线：紫外线也是不可见光，比可见光的波长短，波长在5nm～400nm之间．紫外线的显著作用是化学作用．紫外线可以灭菌消毒，人体接受适量的紫外线照射，能促进________的吸收．紫外线还有________效应．‎ ‎(10)X射线和γ射线：X射线和γ射线的波长比紫外线________．X射线对生命物质有较强的作用，过量的照射会引起生物体的病变．X射线具有穿透作用，可以用于人体________．‎ γ射线具有更高的能量，在医学上可以用来治疗癌症、探测金属部件内部的________．‎ ‎【典例8】　(2019·连云港模拟)移动通讯等都是利用电磁波工作的．电磁波最早是由 ‎________(选填“法拉第”或“麦克斯韦”)预言存在并被赫兹用实验证实了的．已知电磁波在空气中的传播速度约为3.0×‎108 m/s，有一广播电台节目的频率是6.0×105 Hz，该电磁波在空气中的波长约为________m.‎ ‎【解析】　麦克斯韦提出变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，由此变化的电场磁场交替产生由近及远地传播出去，形成电磁波，赫兹用实验验证了电磁波的存在．电磁波的速度和频率之间的关系是c＝λf得λ＝＝＝5×‎102m.‎ ‎【答案】　麦克斯韦　5×102‎ ‎【变式8】　(2019·南通模拟)具有NFC(近距离无线通讯技术)功能的两只手机在间距小于‎10cm时可以通过________(选填“声波”或“电磁波”)直接传输信息，其载波频率为1.4×107 Hz，电磁波在空气中的传播速度为3.0×‎108 m/s，则该载波的波长为________m(保留2位有效数字)．‎ ‎【典例9】　在下列各种光中，波长最短的是(　　)‎ ‎ A．红外线 B．红光 C．紫光 D．绿光 ‎【解析】　波长由长到短的排列顺序是：无线电波－红外线－可见光(红橙黄绿青蓝紫)－紫外线－X射线(伦琴射线)－γ射线，频率正相反，γ射线的频率最大，能量最强，所以穿透力最强．‎ ‎【答案】　C ‎【点拨】　电磁波的传播速度都是光速c，因此，波长长的，频率小，波长短的，频率大．这就要求记住电磁波谱．‎ ‎【变式9】　关于电磁波，下列说法中正确的是(　　)‎ ‎ A．电磁波与机械波一样均不能在真空中传播 B．电磁波的传播实际上也伴随着电磁能的传播 宋以后，京师所设小学馆和武学堂中的教师称谓皆称之为“教谕”。至元明清之县学一律循之不变。明朝入选翰林院的进士之师称“教习”。到清末，学堂兴起，各科教师仍沿用“教习”一称。其实“教谕”在明清时还有学官一意，即主管县一级的教育生员。而相应府和州掌管教育生员者则谓“教授”和“学正”。“教授”“学正”和“教谕”的副手一律称“训导”。于民间，特别是汉代以后，对于在“校”或“学”中传授经学者也称为“经师”。在一些特定的讲学场合，比如书院、皇室，也称教师为“院长、西席、讲席”等。 C．微波炉中的微波是一种高频率的电磁波，本身没有能量，但能产生热量 ‎ D．微波炉中的微波是一种低频率的电磁波，本身具有能量，但不能产生热量 ‎【典例10】　验钞机发出的光能使钞票上的荧光物质发光，用遥控器发出的光束来控制电视机、空调等家电．对于它们发出的光，下列判断正确的是(　　)‎ 要练说，得练听。听是说的前提，听得准确，才有条件正确模仿，才能不断地掌握高一级水平的语言。我在教学中，注意听说结合，训练幼儿听的能力，课堂上，我特别重视教师的语言，我对幼儿说话，注意声音清楚，高低起伏，抑扬有致，富有吸引力，这样能引起幼儿的注意。当我发现有的幼儿不专心听别人发言时，就随时表扬那些静听的幼儿，或是让他重复别人说过的内容，抓住教育时机，要求他们专心听，用心记。平时我还通过各种趣味活动，培养幼儿边听边记，边听边想，边听边说的能力，如听词对词，听词句说意思，听句子辩正误，听故事讲述故事，听谜语猜谜底，听智力故事，动脑筋，出主意，听儿歌上句，接儿歌下句等，这样幼儿学得生动活泼，轻松愉快，既训练了听的能力，强化了记忆，又发展了思维，为说打下了基础。 A．它们发出的都是红外线 ‎ B．它们发出的都是紫外线 ‎ C．验钞机发出的是红外线，遥控器发出的是紫外线 ‎ D．验钞机发出的是紫外线，遥控器发出的是红外线 ‎【解析】　紫外线有很强的荧光效应，能使荧光物体发光，故验钞机发出的是紫外线；而红外线的波长比可见光长，容易绕过障碍物，衍射现象明显，可以很方便地遥控家用电器．‎ ‎【答案】　D ‎【变式10】　(2019·徐州模拟)1886年德国科学家赫兹用实验证实了电磁波的存在．不同频率的电磁波在真空中的传播速度________(选填“不同”或“相同”)，在机场等处常用________(选填“红外线”或“X射线”)进行安全检查．‎ ‎►随堂练习　　‎ ‎　第1题图 ‎1．如图所示，在下列四种情况中穿过线圈的磁通量不发生变化的是(　　)‎ ‎ A．导线中的电流I增加 B．线圈向下平动 ‎ C．线圈向右平动 D．线圈向左平动 ‎2．一个闭合线圈放在变化的磁场中，线圈产生的感应电动势为E.‎ 若仅将线圈匝数增加为原来的2倍，则线圈产生的感应电动势变为(　　)‎ ‎ A．2E B．E C.D. ‎3．如图所示，属于交变电流的是(　　)‎ ‎　　A　　　　　　　　　　B　　　　　　　　　　C　　　　　　　　　　D