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第四章 电磁感应1

章前概述1

第1节 划时代的发现2

芝麻开门2

基础知识全解4

知识板块一 奥斯特梦圆“电生磁”4

电流磁效应的发现4

知识板块二 法拉第心系“磁生电”5

法拉第通过实验发现电磁感应现象5

方法·技巧·能力7

1．探究能力点：科拉顿的“失败”7

2．思想方法点：法拉第的科学思想方法7

习题讲练9

教材课后习题解答9

第2节 探究电磁感应的产生条件9

芝麻开门9

基础知识全解10

知识板块一 实验观察10

磁通量的回顾10

导体切割磁感线，产生感应电流11

向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中抽出12

模仿法拉第的实验12

知识板块二 分析论证13

分析论证电磁感应的产生条件13

知识板块三 归纳结论13

从本质上概括产生感应电流的条件13

方法·技巧·能力17

1．思维发散点：线框绕垂直匀强磁场的转轴转动时磁通量的变化17

2．方法技巧点：产生感应电流的条件在各种情况下的具体应用18

3．探究能力点：从电磁感应现象的发现到应用20

4．思想方法点：感应电流产生条件的综合应用21

习题讲练22

教材课后习题解答22

教材习题变式练习23

第3节 楞次定律24

芝麻开门24

基础知识全解25

知识板块一 楞次定律25

感应电流方向的判断25

知识板块二 楞次定律的应用29

楞次定律的理解29

楞次定律的应用29

知识板块三 右手定则30

楞次定律的特例——闭合回路中部分导体切割磁感线30

误区·易错点·障碍点33

1．障碍点：理解楞次定律应注意的七个问题33

2．易错点：楞次定律的正确使用34

3．障碍点：考查空间想象能力35

方法·技巧·能力35

1．思维发散点：楞次定律的特例——闭合回路中部分导体切割磁感线35

2．方法技巧点：磁铁相对线圈运动时楞次定律的应用37

3．综合能力点：楞次定律的综合应用38

4．探究能力点：用示波器探究电磁感应的产生条件并验证楞次定律38

5．思想方法点：线圈进出磁场时楞次定律的应用42

习题讲练43

教材课后习题解答43

教材习题变式练习44

第4节 法拉第电磁感应定律44

芝麻开门44

基础知识全解45

知识板块一 电磁感应定律45

什么是感应电动势45

探究影响感应电动势大小的因素46

法拉第电磁感应定律47

知识板块二 导线切割磁感线时的感应电动势48

导线切割磁感线时的感应电动势的推导48

知识板块三 反电动势50

直流电动机50

直流电动机的反电动势50

误区·易错点·障碍点51

1．易错点：磁通量的变化量51

2．易错点：电磁感应现象中通过导线截面的电量52

方法·技巧·能力53

1．思维发散点：地磁场中的电磁感应现象53

2．方法技巧点：电磁感应现象中感应电量的计算54

3．综合能力点：利用法拉第电磁感应定律测磁感应强度57

4．探究能力点：自制磁通量演示模型59

5．思想方法点：寻找磁单极子60

习题讲练62

教材课后习题解答62

教材习题变式练习62

第5节 电磁感应规律的应用63

芝麻开门63

基础知识全解64

知识板块一 电磁感应现象中的感生电场64

感生电动势和动生电动势64

感生电场65

知识板块二 电磁感应现象中的洛伦兹力66

动生电动势66

动生电动势产生的原因——洛伦兹力66

动生电动势和感生电动势具有相对性67

应用——电子感应加速器67

误区·易错点·障碍点72

1．易错点：感应电动势的瞬时值与平均值混用72

2．易错点：习惯性思维造成想当然的错误73

3．易错点：电路分析错误73

4．易错点：不能正确地画出等效电路图74

方法·技巧·能力75

1．思维发散点：线框穿越匀强磁场的特征75

2．方法技巧点：导体杆在U形导轨上的运动78

3．综合能力点：电磁感应与电路、动力学知识的整合79

4．探究能力点：如何测地磁场磁感应强度的大小和方向81

5．思想方法点：导体杆转动产生的感应电动势的特点及其计算82

习题讲练83

教材课后习题解答83

教材习题变式练习84

第6节 互感和自感86

芝麻开门86

基础知识全解87

知识板块一 互感现象87

互感现象87

知识板块二 自感现象88

自感现象88

知识板块三 自感系数90

自感系数90

知识板块四磁场的能量91

磁场的能量91

误区·易错点·障碍点93

1．易错点：自感现象的理解和应用93

方法·技巧·能力94

1．思维发散点：旋转切割时感应电动势的求法94

2．方法技巧点：通电自感和断电自感的分析95

3．综合能力点：电磁感应与等效电路96

4．探究能力点：自感现象的应用——日光灯的原理97

5．思想方法点：延时继电器99

习题讲练100

教材课后习题解答100

教材习题变式练习101

第7节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动102

芝麻开门102

基础知识全解103

知识板块一 涡流103

涡流103

涡流的防止和利用103

知识板块二 电磁阻尼105

电磁阻尼105

知识板块三 电磁驱动106

涡流的机械效应——电磁驱动106

误区·易错点·障碍点109

易错点：电磁阻尼109

方法·技巧·能力110

1．思维发散点：电磁感应中的电路问题110

2．方法技巧点：电磁感应中的动力学问题112

3．综合能力点：电磁感应中的图象问题115

4．探究能力点：电磁炉的工作原理116

5．思想方法点：电磁感应中电量的计算118

习题讲练119

教材课后习题解答119

教材习题变式练习120

本章知识能力整合121

知识结构图表121

难点·综合·易错点122

易错点：感应电动势表达式的理解及其应用122

方法·技巧·能力122

1．思维发散点：磁流体发电机的工作原理122

2．方法技巧点：电磁感应与动力学中的极值问题124

3．综合能力点：双杆切割磁感线125

4．探究能力点：延时开关（延时继电器）128

三年高考两年模拟名题赏析129

第五章 交变电流142

章前概述142

第1节 交变电流143

芝麻开门143

基础知识全解145

知识板块一 交变电流145

交变电流145

知识板块二 交变电流的产生145

交变电流的产生145

交变电流的产生机理146

知识板块三 交变电流的变化规律147

交变电流的变化规律147

误区·易错点·障碍点150

1．障碍点：电动机也是发电机150

2．易错点：因为感应电动势和磁通量的变化率理解不清150

3．易错点：感应电流受力情况的分析151

方法·技巧·能力152

1．思维发散点：感应电动势与磁通量、磁通量的变化率的关系152

2．方法技巧点：正弦交流电的图象分析152

3．综合能力点：任意时刻的瞬时值的计算153

4．探究能力点：正弦交流电表达式的探究154

5．思想方法点：常见的几种产生正弦交流电的方式155

习题讲练158

教材课后习题解答158

教材习题变式练习159

第2节 描述交变电流的物理量159

芝麻开门159

基础知识全解161

知识板块一 周期和频率161

交流电的周期和频率161

知识板块二 峰值和有效值162

峰值162

交变电流的有效值163

交流电在纯电阻电路中的规律165

误区·易错点·障碍点167

易错点：有效值的计算167

方法·技巧·能力168

1．思维发散点：正弦交流电的产生及其图象的应用168

2．方法技巧点：交变电流有效值的理解和计算168

3．综合能力点：平均值和有效值的不同含义及不同的应用170

4．探究能力点：探究线圈在磁场中转动时的瞬时功率171

5．思想方法点：等效思想的形成和应用172

习题讲练173

教材课后习题解答173

教材习题变式练习173

第3节 电感和电容对交变电流的影响175

芝麻开门175

基础知识全解177

知识板块一 电感对交变电流的阻碍作用177

电感对交变电流的阻碍作用177

感抗177

电感线圈的应用178

知识板块二 交变电流能够通过电容器179

交变电流能够通过电容器179

知识板块三 电容器对交变电流的阻碍作用179

电容器对交变电流的阻碍作用179

容抗180

电容的应用181

误区·易错点障碍点183

1．障碍点：电感对交变电流的阻碍作用183

2．障碍点：电流能够通过电容器，但会受到电容的阻碍作用183

3．障碍点：使用交流电的电器或仪器的金属外壳要接地184

方法·技巧·能力184

1．思维发散点：电容大小对容抗的影响184

2．方法技巧点：交流电路的分析185

3．综合能力点：电阻、电感、电容对交流电的不同影响186

4．探究能力点：利用实验探究电感、电容对交流电电流、电压的步调（相位）的影响187

5．思想方法点：通过电感线圈改变灯光亮度188

习题讲练188

教材课后习题解答188

教材习题变式练习189

第4节 变压器190

芝麻开门190

基础知识全解191

知识板块一 变压器的原理191

变压器的作用191

变压器的原理192

知识板块二 电压与匝数的关系193

探究变压器两个线圈的电压关系193

变压器两个线圈的电压与匝数的关系194

互感器195

误区·易错点·障碍点197

1．障碍点：变压器的输入功率决定于输出功率197

2．易错点：理想变压器的三个关系197

3．易错点：多个次级线圈时的电流关系199

方法·技巧·能力200

1．思维发散点：正确理解变压器的变压特点200

2．方法技巧点：变压器工作时的能量关系201

3．综合能力点：楞次定律、法拉第电磁感应定律与变压器的综合应用203

4．探究能力点：探究变压器在日常生活中的实际应用203

5．思想方法点：对理想变压器原理的理解和应用205

习题讲练207

教材课后习题解答207

教材习题变式练习207

第5节 电能的输送208

芝麻开门208

基础知识全解210

知识板块一 降低输电损耗的两个途径210

电能的输送210

降低输电损耗的两个途径210

知识板块二 电网供电211

输送电能的过程211

误区·易错点·障碍点214

1．障碍点：高压输电过程中的几个关系及疑问214

2．易错点：远距离输电中功率损失的计算214

方法·技巧·能力215

1．思维发散点：供电电路中熔断电流的计算215

2．方法技巧点：输电过程的分析与计算215

3．综合能力点：实际变压器工作的效率218

4．探究能力点：直流输电219

5．思想方法点：与新能源相关的远距离输电问题220

习题讲练221

教材课后习题解答221

教材习题变式练习223

本章知识能力整合224

知识结构图表224

难点·综合·易错点225

1．易错点：在计算有效值时盲目套用公式225

2．易错点：正弦交流电的有效值与最大值混淆225

方法·技巧·能力227

1．思维发散点：与电磁炉相关的实际问题的处理227

2．方法技巧点：有效值和平均值的处理方法228

3．综合能力点：正弦交流电与带电粒子的运动相结合229

4．探究能力点：正弦交流电的产生及处理230

5．思想方法点：变压器“变比”功能的延伸232

三年高考两年模拟名题赏析234

第六章 传感器240

章前概述240

第1节 传感器及其工作原理241

芝麻开门241

基础知识全解242

知识板块一 什么是传感器242

什么是传感器242

知识板块二 光敏电阻244

探究光敏电阻的特性244

知识板块三 热敏电阻和金属热电阻245

热敏电阻和金属热电阻245

知识板块四霍尔元件246

霍尔元件246

误区·易错点·障碍点246

1．易错点：热敏电阻和金属热电阻246

2．障碍点：推导霍尔电压的表达式247

方法·技巧·能力247

1．思维发散点：热敏电阻的综合分析247

2．综合能力点：传感器将不同领域的知识联系起来248

3．探究能力点：热敏电阻与电视机等的消磁电路248

4．思想方法点：电磁流量计——霍尔效应的应用249

习题讲练251

教材课后习题解答251

教材习题变式练习251

第2节 传感器的应用（一）252

芝麻开门252

基础知识全解254

知识板块一 力传感器的应用——电子秤254

传感器应用的一般模式254

力传感器的应用——电子秤254

知识板块二 声传感器的应用——话筒254

话筒的工作原理254

知识板块三 温度传感器的应用——电熨斗255

电熨斗的工作原理255

电冰箱的温控装置256

误区·易错点·障碍点257

障碍点：电熨斗温度自动控制装置257

方法·技巧·能力257

1．思维发散点：力传感器的应用257

2．方法技巧点：温度传感器的应用258

3．综合能力点：测量血压的压力传感器259

4．探究能力点：电容式传感器260

5．思想方法点：利用力电转换器测物体的质量262

习题讲练263

教材课后习题解答263

教材习题变式练习263

第3节 传感器的应用（二）263

芝麻开门263

基础知识全解264

知识板块一 温度传感器的应用——电饭锅264

电饭锅264

知识板块二 温度传感器的应用——测温仪265

测温仪265

知识板块三 光传感器的应用——鼠标器265

鼠标器265

知识板块四 光传感器的应用——火灾报警器266

火灾报警器266

方法·技巧·能力267

1．思维发散点：电饭煲的工作原理267

2．方法技巧点：温度传感器的分析及应用269

3．综合能力点：光传感器的应用实例270

4．探究能力点：利用CAN总线进行汽车轮速传感器设计271

5．思想方法点：PTC元件在电饭煲中的作用273

习题讲练274

教材课后习题解答274

第4节 传感器的应用实验274

芝麻开门274

基础知识全解276

知识板块一 实验一 光控开关276

预备知识276

光控开关278

知识板块二 实验二 温度报警器279

温度报警器279

方法·技巧·能力280

1．综合能力点：霍尔效应 霍尔元件 霍尔传感器280

2．探究能力点：汽车上使用的传感器的探究283

3．思想方法点：了解简单光控电路并对自动控制有初步理解286

习题讲练290

教材课后习题解答290

本章知识能力整合291

知识结构图表291

难点·综合·易错点292

易错点：传感器与动力学规律、图象问题相结合292

方法·技巧·能力295

1．思维发散点：借助传感器对过程进行分析295

2．方法技巧点：关于电容式传感器问题的解题特点297

3．综合能力点：电容式传感器与动力学问题的结合298

4．思想方法点：测速计测速度的原理301

三年高考两年模拟名题赏析302