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