重难点13 电磁感应的应用-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练（上海专用）（原卷版）.docx

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重难点13电磁感应的应用

年度

是否出题

选择型

填空题

计算题

实验题

2024年

√

√

√

2025年（预）

☆☆☆☆☆

√

√

√

（2025年预测的可能性仅供参考，每颗☆代表出题的可能性为20%，以此类推）

【思维导图】

【高分技巧】

一、自感和涡流

1．自感现象：由于通过线圈自身的电流发生变化时，线圈本身产生感应电动势，阻碍电流变化的现象。

当原来电流增大时，自感电动势与原来电流方向相反；

当原来电流减小时，自感电动势与原来电流方向相同。

2．影响自感电动势的因素：电流变化率，线圈匝数、面积和长度，有无铁芯。

3．通电自感和断电自感的比较

通电自感

断电自感

电路图

条件

A1、A2同规格，R＝RL，L较大

L很大(有铁芯)

现象

在S闭合瞬间，A2立即亮起来，A1灯逐渐变亮，最终一样亮

在开关S断开时，A灯渐渐熄灭

原因

由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，使流过A1灯的电流比流过A2灯的电流增加得慢

S断开后，通过L的电流反向通过灯A，A灯不会立即熄灭。

若RL＜RA，IL＞IA，则A灯熄前要闪亮一下；

若RL≥RA，IL≤IA，则A灯逐渐熄灭，不再闪亮一下。

能量转化

电能转化为磁场能

磁场能转化为电能

4．涡流

(1)当导体中的电流随时间变化时，导体内部产生旋涡状电流，简称涡流。

(2)利用：①真空冶炼炉②电磁阻尼③电磁驱动

(3)防止：

①变压器的铁芯用平行于磁场的绝缘硅钢薄片

②电流反向的平行绕线

二、交变电流

1．正弦交流电的产生过程

下图是交流发电机的示意图，主要由永磁体、线圈、金属环、电刷组成。

2．正弦交流电的图象

(1)基本规律

规律

物理量

函数

图象

电动势

e＝Emsinωt

电压

u＝Umsinωt＝eq\f(REm,R＋r)sinωt

电流

i＝Imsinωt＝eq\f(Em,R＋r)sinωt

(2)两个特殊位置点

①线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，eq\f(ΔΦ,Δt)＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变．

②线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，eq\f(ΔΦ,Δt)最大，e最大，i最大，电流方向不改变．

3．正弦交流电的描述

(1)周期和频率：T＝eq\f(2π,ω)，f＝eq\f(1,T).

(2)正弦交流电的瞬时值、峰值、有效值：

物理量

物理含义

相互关系

瞬时值

交变电流某一时刻的值

e＝Emsinωti＝Imsinωt

峰值

最大的瞬时值

Em＝nBSωIm＝eq\f(Em,R＋r)

有效值

跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值

E＝eq\f(Em,\r(2))U＝eq\f(Um,\r(2))I＝eq\f(Im,\r(2))

※在电路计算中可按最大值或有效值代入欧姆定律计算，得到相应的最大值或有效值。

三、变压器

1．变压器原理：原副线圈之间的互感现象。示意图如下，：

2．理想变压器

(2)电流关系：

(3)功率关系：由于能量守恒，P入=P出，即：

(4)变压器的电压和电流关系既是有效值也是最大值之间的关系。

(5)变压器不改变交变电流的频率，即原副线圈中交变电流的频率不变。

3．理想变压器各物理量变化的决定因素

当理想变压器的原、副线圈的匝数不变时，如果变压器的负载发生变化，可依据下列原则：

(1)输入电压决定输出电压

(2)输出电流决定输入电流

4．变压器的两类动态电路分析

(1)原、副线圈匝数比不变，分析原副线圈的电压、电流、电功率随负载电阻而变化的情况，

进行动态分析的顺序是：

(2)负载不变，上述物理量随原线圈、副线圈匝数比的变化而变化的情况：

一般情况下，认为原线圈输入电压U1和匝数n1不变，

当副线圈匝数n2增大时，副线圈两端电压U2增大，流过副线圈的电流I2增大，

变压器输出功率P2增大，则理想变压器的输入功率P1增大，流过原线圈的电流I1增大。

5．变压器原理的应用：远距离高压输电

输电示意图和原理图如下：

(1)功率关系：P1=P2，P3=P4，P2=P损+P3

(2)电压关系：U3=U2-U线

(3)由于P线=I22r线降低损耗的方法

①减小输电线电阻r

②减小输电电流I，所以常常采用高压输电。

四、LC振荡电路

由线圈和电容器组成的电路，就是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。

①→放电→②→充电→③→放电→④→充电→⑤

甲电磁振荡过程

乙电流的周期性变化