物理二轮（山东专用）学案：专题9 第1讲 4．电路与电磁感应 Word版含解析6页

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4．电路与电磁感应
[临考必背]
一、恒定电路
1．电流
(1)定义式：I＝
q
t
。
(2)微观表达式：I＝nqSv。
2．欧姆定律的表达式：I＝
U
R
。
3．电阻
(1)定义式：R＝
U
I
。
(2)电阻定律：R＝ρ
l
S
。
4．闭合电路的欧姆定律
(1)①I＝
E
R＋r
(只适用于纯电阻电路)；
②E＝U 外＋U 内(适用于任何电路)。
(2)路端电压与外电阻的关系
①负载 R 增大→I 减小→U 内减小→U 外增大。外电路断路时(R 为无穷大)，I＝0，U 外＝E。
②负载 R 减小→I 增大→U 内增大→U 外减小。外电路短路时(R＝0)，I＝
E
r
，U 内＝E。
(3)U­I 关系图线：由 U＝E－Ir 可知，路端电压随着电路中电流的增大而减小，U­I 关系图线
如图所示。
①当电路断路即 I＝0 时，纵坐标的截距为电动势。
②当外电路电压为 U＝0 时，横坐标的截距为短路电流。
③图线的斜率的绝对值为电源的内阻。
5．电路中的功率和效率
(1)电源的总功率：P 总＝EI。
(2)电源的输出功率：P 出＝UI。
(3)电源内部的发热功率：P 内＝I2r。
(4)电源的效率：η＝
U
E
＝
R
R＋r
。
(5)电源的最大功率 Pmax＝
E2
r
，此时 η＝0，短路。
(6)当 R＝r 时，电源输出功率最大，P 出 max＝
E2
4r
，此时 η＝50%。
二、电磁感应
1．感应电流方向的判断方法
(1)右手定则，即根据导体在磁场中做切割磁感线运动的情况进行判断。
(2)楞次定律，即根据穿过闭合回路的磁通量的变化情况进行判断。
2．楞次定律中“阻碍”的主要表现形式
(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”。
(2)阻碍相对运动——“来拒去留”。

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(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”。
(4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”。
3．感应电动势大小的计算
(1)法拉第电磁感应定律：E＝n
ΔΦ
Δt
。适用于普遍情况。
(2)E＝Blv，适用于导体棒平动切割磁感线的情况。
(3)E＝
1
2
Bl2ω，适用于导体棒旋转切割磁感线的情况。
4．通过导线横截面的电荷量：Q＝
nΔΦ
R总
。
5．线圈通过中性面时的特点
(1)与中性面重合时，S⊥B，Φ 最大，
ΔΦ
Δt
＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变。
(2)与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，
ΔΦ
Δt
最大，e 最大，i 最大，电流方向不变。
6．交变电流“四值”的应用
(1)最大值：Em＝nBSω，分析电容器的耐压值。
(2)瞬时值：正弦式交变电流有效值和最大值的关系：E＝
Em
2
；I＝
Im
2
；U＝
Um
2
。
①线圈从中性面开始转动：e＝nBSωsin ωt＝emsin ωt。
②线圈从平行磁场方向开始转动：e＝nBSωcos ωt＝emcos ωt。
(3)有效值：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
ΔΦ
Δt
，计算通过电路截面的电荷量。
7．理想变压器及其关系式
(1)电压关系为
U1
U2
＝
n1
n2
(多输出线圈时为
U1
n1
＝
U2
n2
＝
U3
n3
＝…)。
(2)功率关系为 P 出＝P 入(多输出线圈时为 P 入＝P 出 1＋P 出 2＋…)。
(3)电流关系为
I1
I2
＝
n2
n1
(多输出线圈时为 n1I1＝n2I2＋n3I3＋…)。
(4)频率关系为 f 出＝f 入。
8．高压远距离输电的分析方法及计算
(1)在高压输电的具体计算时，为便于理解题意，可参考下图画出相应的题意简图。
(2)在高压输电中，常用以下关系式：
输电电流 I2＝
P2
U2
＝
P3
U3
＝
U2－U3
R线
。
输电导线损失的电功率 P 损＝P2－P3＝I2R 线＝(
P2
U2
)2R 线。
输电线损失的电压 U 损＝U2－U3＝I2R 线＝
P2
U2
R 线。
[临考必练]
1．如图所示，有两个同心放置且共面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直，比较
通过两环的磁通量Φa、Φb，则(　　)

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A．Φa>Φb　　　　　 B．Φa<Φb
C．Φa＝Φb D．不能确定
解析：由于磁感线是闭合曲线，在磁体内部由 S 极指向 N 极，在磁体外部由 N 极指向 S 极，
且在磁体外部的磁感线分布在磁体周围较大的空间内。又由于穿过圆环 a、b 的磁通量均为 Φ
＝Φ 内－Φ外，因此线圈面积越大，磁感线抵消得越多，磁通量越小，故 b 环的磁通量较小，A
项正确。
答案：A
2．把电热器接到 110 V 的直流电源上，t 时间内...