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1、人教版新課標(biāo)高中物理選修3-2教案第四章電磁感應(yīng)1.基本知識(shí)(1)磁通量概念:穿過(guò)某個(gè)面的磁通量等于閉合導(dǎo)體回路的面積與垂直穿過(guò)它的磁感應(yīng)強(qiáng)度的乘積.公式:;BS.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:只要穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化,閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流.2、勻強(qiáng)磁場(chǎng)中磁通量的計(jì)算利用公式:二BS(其中B為勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,S為線圈的有效面積).注意以下三種特殊情況:(1)如果磁感線與平面不垂直,如圖4-1-1(甲)所示,有效面積應(yīng)理解為原平面在垂直磁場(chǎng)方向上的投影面積,如果平面與垂直磁場(chǎng)方向的夾角為9,則有效面積為Scos9,穿過(guò)該平面的磁通量為=BScos8.(甲)(乙)圖411(2)S指閉

2、合回路中包含磁場(chǎng)的那部分有效面積,如圖(乙)所示,閉合回路abcd和閉合回路ABCDS然面積不同,但穿過(guò)它們的磁通量卻相同:二BS.(3)某面積內(nèi)有不同方向的磁場(chǎng)時(shí),分別計(jì)算不同方向的磁場(chǎng)的磁通量,然后規(guī)定某個(gè)方向的例1如圖412所示的線框,面積為S,處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,B的方向與線框平面成9角,當(dāng)線框轉(zhuǎn)過(guò)90°到如圖所示的虛線位置時(shí),試求:(1)初、末位置穿過(guò)線框的磁通量的大小1和2;(2)磁通量的變化量A.【解析】(1)如題圖所示,在初始位置,把面積向垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)行投影,可得垂直于磁場(chǎng)方向的面積為S±=Ssin8,所以i=BSsin8.在末位置,把面積向

3、垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)行投影,可得垂直于磁場(chǎng)方向的面積為S=Scos8.由于磁感線從反面穿入,所以2=BScos0.(2)開始時(shí)B與線框平面成9角,穿過(guò)線框的磁通量i=BSsin9;當(dāng)線框平面按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí),穿過(guò)線框的磁通量減少,當(dāng)轉(zhuǎn)到9時(shí),穿過(guò)線框的磁通量減少為零,繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)至90°時(shí),磁通量從另一面穿過(guò),變?yōu)椤柏?fù)"值,2=-BScos9.所以,此過(guò)程中磁通量的變化量為八二2一一BScos8BSsin8=BS(cos9+sin8).【答案】(1)i=BSsin02=BScos0(2)BS(cos0+sin0)1 .解答該類題目時(shí),要注意磁感線是從平面的哪一面穿入的.2 .當(dāng)規(guī)

4、定從某一面穿入的磁通量為正值時(shí),則從另一面穿入的就為負(fù)值,然后按照求代數(shù)和的方法求出磁通量的變化(磁通量是有正、負(fù)的標(biāo)量).3 .準(zhǔn)確地把初、末狀態(tài)的磁通量表示出來(lái)是例2如選項(xiàng)圖所示,A中線圈有一小缺口,B、D中勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域足夠大,C中通電導(dǎo)線位于水平放置的閉合線圈某一直徑的正上方.其中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()X X X XD【解析】 圖A中線圈沒(méi)閉合,無(wú)感應(yīng)電流;圖中閉合電路中的磁通量增大,有感應(yīng)電流;圖C中的導(dǎo)線在圓環(huán)的正上方,不論電流如何變化,穿過(guò)線圈的磁感線都相互抵消,磁通量包為零,也無(wú)電流;圖D中回路磁通量恒定,無(wú)感應(yīng)電流.故本題只有選項(xiàng)B正確.【答案】B判斷電路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流,關(guān)

5、鍵要分析穿過(guò)閉合電路的磁通量是否發(fā)生變化.對(duì)于C圖中就必須要弄清楚通電直導(dǎo)線的磁感線分布情況,而對(duì)于立體圖,往往還需要將立體圖轉(zhuǎn)換為平面圖,如轉(zhuǎn)化為俯視圖、側(cè)視圖等.遷移應(yīng)用2.如圖4一1一4所示,在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一閉合導(dǎo)體環(huán),環(huán)面與磁場(chǎng)垂直.當(dāng)導(dǎo)體環(huán)在磁場(chǎng)中完成下述運(yùn)動(dòng)時(shí),可能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.導(dǎo)體環(huán)保持水平在磁場(chǎng)中向上或向下運(yùn)動(dòng)B.導(dǎo)體環(huán)保持水平向左或向右加速平動(dòng)C.導(dǎo)體環(huán)以垂直環(huán)面、通過(guò)環(huán)心的軸轉(zhuǎn)動(dòng)D.導(dǎo)體環(huán)以一條直徑為軸,在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)【解析】只要導(dǎo)體環(huán)保持水平,無(wú)論它如何運(yùn)動(dòng),穿過(guò)環(huán)的磁通量都不變,都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,只有導(dǎo)體環(huán)繞通過(guò)直徑的軸在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),穿過(guò)環(huán)的磁通

6、量改變,才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,D項(xiàng)正確.【答案】D合解題方略一一導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的判斷例3如圖4-1-5所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形金屬軌道上,有等長(zhǎng)的兩根金屬棒ab和cd,它們以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng),則()Cx-XXFx-XXx-XXXXX1/d廠K/圖4-1-5A.斷開開關(guān)K,ab中有感應(yīng)電流B.閉合開關(guān)K,ab中有感應(yīng)電流C.無(wú)論斷開還是閉合開關(guān)K,ab中都有感應(yīng)電流D.無(wú)論斷開還是閉合開關(guān)K,ab中都沒(méi)有感應(yīng)電流【規(guī)范解答】?jī)筛饘侔鬭b和cd以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng),若斷開電鍵K,兩根金屬棒與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中磁通量無(wú)變化,則回路中無(wú)感應(yīng)電流,故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤;若閉合電鍵K,兩根金屬棒與導(dǎo)

7、軌構(gòu)成的回路中磁通量發(fā)生變化,則回路中有感應(yīng)電流,故B正確,D錯(cuò)誤.【答案】B不管是哪種方式引起了導(dǎo)體回路中磁通量發(fā)生了變化,都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,如在本題中,穿過(guò)ab和cd組成的回路磁通量不變化,但穿過(guò)abfe和cdfe兩個(gè)回路的磁通量發(fā)生了變化.3楞次定律本節(jié)知識(shí)是電學(xué)中的重點(diǎn)知識(shí),也是高考考查的熱點(diǎn)。1 .基本知識(shí)(1)實(shí)驗(yàn)探究將螺線管與電流計(jì)組成閉合回路,如圖4-3-1,分別將N極、S極插入、抽出線圈,如圖432所示,記錄感應(yīng)電流方向如下:根據(jù)右手螺旋定則就能判定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向。實(shí)驗(yàn)圖431甲乙丙線圈內(nèi)磁通量增加時(shí)的情況圖號(hào)磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向甲向卜逆時(shí)針(俯視)向

8、上乙向上順時(shí)針(俯視)向卜線圈內(nèi)磁通量減少時(shí)的情況圖號(hào)磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向丙向卜順時(shí)針(俯視)向卜丁向上逆時(shí)針(俯視)向上歸納結(jié)論當(dāng)線圈內(nèi)磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反,阻礙磁通量的增加;當(dāng)線圈內(nèi)磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同,阻礙磁通量的減少.(2)楞次定律:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.2、基本知識(shí):右手定則(1)內(nèi)容:伸開右手,使拇指與其余四個(gè)手指垂直,并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi);讓磁感線從掌心進(jìn)入,并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向,這時(shí)四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向.(2)適用范圍:右手定則適用于

9、閉合回路中一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況.思考判斷(1)右手定則只適用于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況.(V)(2)使用右手定則時(shí)必須讓磁感線垂直穿過(guò)掌心.(X)(3)任何感應(yīng)電流方向的判斷既可使用楞次定律,又可使用右手定則.(X)【提示】:左手定則用于判斷安培力和洛倫茲力的方向,右手定則用于判斷閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向,安培定則用于判斷電流的磁場(chǎng)方向【問(wèn)題導(dǎo)思】1.楞次定律中,“阻礙”是否就是阻止的意思?1.弄清“阻礙”的幾個(gè)層次誰(shuí)阻礙誰(shuí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)(原磁場(chǎng))的磁逋量的變化阻礙什么阻礙的是磁逋量的變化,而/、是阻礙磁逋量本身如

10、何阻礙當(dāng)原磁場(chǎng)磁逋室增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)的方向相反;當(dāng)原磁場(chǎng)磁逋量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)的方向相同,即“增反減同”結(jié)果如何阻礙并不是阻止,只是延緩了磁逋量的變化,這種變化將繼續(xù)進(jìn)行2.“阻礙”的表現(xiàn)形式增反減同就磁逋量而言,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)磁逋量的變化來(lái)拒去留由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,感應(yīng)電流的效果阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)增縮減擴(kuò)電磁感應(yīng)致使回路面積有變化趨勢(shì)時(shí),則面積收縮或擴(kuò)張是為了阻礙回路磁逋量的變化例1(2013銀川高二檢測(cè))在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原來(lái)磁場(chǎng)的變化B.閉合線框放在變化的磁場(chǎng)中一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流C.閉

11、合線框放在變化的磁場(chǎng)做切割磁感線運(yùn)動(dòng),一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流D.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是跟原來(lái)磁場(chǎng)的方向相反【審題指導(dǎo)】(1)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是:穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化.(2)產(chǎn)生的感應(yīng)電流總是阻礙原磁通量的變化.【解析】由楞次定律可知,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙的是原磁通量的變化,并不一定與原磁場(chǎng)方向相反,故選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;若閉合線框平行于磁場(chǎng)放置,則無(wú)論是磁場(chǎng)變化,還是線框做切割磁感線的運(yùn)動(dòng),穿過(guò)閉合線框的磁通量都不變,都不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,所以選項(xiàng)B、C均錯(cuò).故選RGD.【答案】BCD例2、.根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定()A.阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量B.與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)反向C.

12、阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化D.與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同【解析】感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,而不是阻礙磁通量,它和引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)可以同向,也可以反向.故選C.【答案】C【問(wèn)題導(dǎo)思】應(yīng)用楞次定律時(shí),涉及到了三個(gè)因素:磁通量的變化、磁場(chǎng)方向、感應(yīng)電流方向,只要知道了其中任意兩個(gè)因素,就可以判定第三個(gè)因素.特別提醒:判斷感應(yīng)電流方向時(shí)注意的要點(diǎn)可概括為四句話:“明確增減和方向,增反減同莫相忘;安培定則來(lái)判斷,四指環(huán)繞是流向.【問(wèn)題導(dǎo)思】對(duì)右手定則的理解和應(yīng)用1.右手定則與楞次定律的區(qū)別與聯(lián)系區(qū)別楞次定律右手定則研究對(duì)象整個(gè)閉合回路閉合回路的FS分,即做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體

13、適用范圍各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象只適用于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況應(yīng)用對(duì)于磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便對(duì)于導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便聯(lián)系右手定則是楞次定律的特例例3如圖435所示,光滑平行金屬導(dǎo)軌PP和QQ都處于同一水平面內(nèi),P和Q之間連接一電阻R,整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.現(xiàn)在垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN用一水平向右的力F拉動(dòng)導(dǎo)體棒MN以下關(guān)于導(dǎo)體棒MNfr感應(yīng)電流方向和它所受安培力的方向的說(shuō)法正確的是()A.感應(yīng)電流方向是NHMB感應(yīng)電流方向是MHNC.安培力方向水平向左D.安培力方向水平向右圖 4-3-5【審題指導(dǎo)】(1)由于導(dǎo)體棒MN運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感

14、應(yīng)電流.(2)MN中產(chǎn)生了感應(yīng)電流又受到磁場(chǎng)力的作用.【解析】以導(dǎo)體棒MN為研究對(duì)象,所處位置磁場(chǎng)方向向下、運(yùn)動(dòng)方向向右.由右手定則可知,感應(yīng)電流方向是NM再由左手定則可知,安培力方向水平向左.【答案】AC左手定則和右手定則的因果關(guān)系1.因動(dòng)而生電一一右手定則.2.因電而受力一一左手定則.4法拉第電磁感應(yīng)定律本節(jié)知識(shí)是高中物理的重點(diǎn)知識(shí),也是高考的重點(diǎn),既有單獨(dú)考查,又有與其它知識(shí)的綜合考查。1.基本知識(shí)(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì).產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.(2)法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容:閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比.A,一,一一

15、A,、八一表達(dá)式:E=n-j.符號(hào)意義:n是線圈匝數(shù),,是磁通量的變化率.2 .探究交流產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件是什么?【提示】不管電路是否閉合,只要穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化,電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)3、導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(1)磁場(chǎng)方向、導(dǎo)體棒與導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)方向三者兩兩垂直時(shí):E=Blv.(2)如圖441所示,導(dǎo)體棒與磁場(chǎng)方向垂直,導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)體棒本身垂直,但與磁場(chǎng)方向夾角為9時(shí),E=Blvsin_8.圖 4-4-1用法拉第電磁感應(yīng)定律求出的是整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),而用E=BLv求的是回路中做切割磁感線的那部分導(dǎo)體產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì).4、反電動(dòng)勢(shì)(1)定義:電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由于切割磁感線,

16、線圈中產(chǎn)生的削弱電源電動(dòng)勢(shì)作用的電動(dòng)勢(shì).(2)作用:阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng).例1有一個(gè)100匝的線圈,其橫截面是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.20m的正方形,放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈平面與磁場(chǎng)垂直.若將這個(gè)線圈橫截面的形狀在5s內(nèi)由正方形改變成圓形(橫截面的周長(zhǎng)不變),在這一過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量改變了多少?磁通量的變化率是多少?線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多少?【解析】線圈橫截面是正方形時(shí)的面積S1=l2=(0.20)m=4.0X10m.穿過(guò)線圈的磁通量1=BS1=0.50X4.0X102Wb=2.0X102Wb截面形狀為圓形時(shí),其半徑r=4L/2冗=2L/兀截面積大小S2=兀(2L/nt)=4/25兀

17、m穿過(guò)線圈的磁通量:2=B8=0.50X4/25兀Wt2.55X10-2Wb所以,磁通量的變化量八二2一1=(2.552.0)X102Wb=5.5X103Wb.A551n33磁通量的變化率=Wb/s=1.1X10Wb/s.At5感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E=nW|"=100X1.1X103V=0.11V.【答案】5.5X103Wb1.1X103Wb/s0.11V磁通量、磁通量的變化量和磁通量的變化率,三者均與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān).對(duì)n匝線圈,穿過(guò)每一匝線圈的磁通量的變化率都相同,每一匝線圈的電動(dòng)勢(shì)都相等,相當(dāng)于n個(gè)電動(dòng)勢(shì)相同的電源串聯(lián),即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與匝數(shù)n有關(guān).例2如圖446所示,水平放置的平行

18、金屬導(dǎo)軌相距l(xiāng)=0.50m,左端接一電阻R=0.20Q,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直于導(dǎo)軌平面.導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上,并能無(wú)摩擦地沿導(dǎo)軌滑動(dòng),導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì),當(dāng)ab以v=4.0m/s的速度水平向右勻速滑動(dòng)時(shí),求:(1)ab棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。?2)回路中感應(yīng)電流的大?。?3)ab棒中哪端電勢(shì)高;(4)維持ab棒做勻速運(yùn)動(dòng)的水平外力F的大小.XXXXCJ1XXXX"圖446【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,ab棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為(1)E=Blv=0.40X0.50X4.0V=0.80V.(2)感應(yīng)電流的大小為I=E=舞A=4.0A.R0.20(3)a

19、b相當(dāng)于電源,根據(jù)右手定則知,a端電勢(shì)高.(4)ab棒受安培力F=BIl=0.40X4.0X0.50N=0.8N由于ab以v=4.0m/s的速度水平向右勻速滑動(dòng),故外力的大小也為0.8N.【答案】(1)0.80V(2)4.0A(3)a端高(4)0.8N例3.如圖449所示,一個(gè)50匝的線圈的兩端跟R=99Q的電阻相連接,置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈的橫截面積是20cm2,電阻為1Q,磁感應(yīng)強(qiáng)度以100T/s的變化率均勻減小.在這一過(guò)程中,通過(guò)電阻R的電流為多大?1 *”圖449【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律得線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=nr-=n孚g50X100X20X104V=10VAtAt

20、由閉合電路歐姆定律得感應(yīng)電流大小為I=GE-=、07A=0.1A.【答案】0.1R十r99十15電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況1 .基本知識(shí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場(chǎng)(1)感生電場(chǎng):磁場(chǎng)變化時(shí)在空間激發(fā)的一種電場(chǎng),(2)感生電動(dòng)勢(shì):由感生電場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),它的方向與感生電場(chǎng)的方向相同,與感應(yīng)電流的方向相同.(3)感生電動(dòng)勢(shì)中的非靜電力:就是感生電場(chǎng)對(duì)自由電荷的作用力.【提示】變化的磁場(chǎng)周圍一定存在感生電場(chǎng),與是否存在閉合回路無(wú)關(guān).2 .基本知識(shí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的洛倫茲力(1)成因?qū)w棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體棒中的自由電荷隨棒一起定向運(yùn)動(dòng),并因此受到洛倫茲力.(2)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì):由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)

21、電動(dòng)勢(shì).(3)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)中的非靜電力:與洛倫茲力有關(guān).2.感生電動(dòng)勢(shì)與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的對(duì)比感生電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生原因磁場(chǎng)的變化導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)移動(dòng)電荷的非感生電場(chǎng)對(duì)自由電荷的電導(dǎo)體中自由電荷所受洛倫茲力沿靜電力場(chǎng)力導(dǎo)體方向的分力回路中相當(dāng)于電源的部分處于變化磁場(chǎng)中的線圈部分做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體方向判斷方法由楞次定律判斷通常由右手定則判斷,也可由楞次定律判斷大小計(jì)算方法A一由E=nj1計(jì)算通常由E=Blvsin0計(jì)算,一.A、一也可由En.1計(jì)算例1下列說(shuō)法中正確的是()A.動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生與洛倫茲力有關(guān)B.因?yàn)槁鍌惼澚?duì)運(yùn)動(dòng)電荷始終不做功,所以動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生與洛倫茲力無(wú)關(guān)C.動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的

22、方向可以由右手定則來(lái)判定D.導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,受到的安培力一定與受到的外力大小相等、方向相反【解析】由動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生原因知A對(duì)B錯(cuò),C正確;只有在導(dǎo)體棒做勻速切割時(shí),除安培力以外的力的合力才與安培力大小相等、方向相反,做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)不成立,故D錯(cuò)誤.【答案】ACX以XXJfX產(chǎn)XIXXXXXRXXX*XXTXXX苒XxcXX/VX“X一5一8例2.(2013北京高考)如圖458所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬桿MNft平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動(dòng),MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E;若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B,其他條彳不變,MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)槿談t通過(guò)電阻R的

23、電流方向及B與巳之比Ei:E分別為()A.c-a,2:1B.a一c,2:1C.a-c,1:2D.c-a,1:2【解析】金屬桿垂直平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv,判斷金屬桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向可用右手定則.由右手定則判斷可得,電阻R上的電流方向?yàn)閍-c,由E=Blv知,Ei=Blv,E=2Blv,則B:E2=1:2,故選項(xiàng)C正確.【答案】C6自感本節(jié)知識(shí)屬于電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用,也是后續(xù)知識(shí)的基礎(chǔ),在高考中被考查到的幾率不高,題目難度不大,題型一般為選擇題1.基本知識(shí)當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí),它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)在它本身激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象.產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做自感電動(dòng)勢(shì).2、自感

24、電動(dòng)勢(shì)的作用:總是阻礙導(dǎo)體中原電流的變化.方向:當(dāng)原來(lái)的電流增大時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)與原來(lái)電流方向相反;當(dāng)原來(lái)的電流減小時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)與原來(lái)電流方向相同.3 .自感系數(shù)和磁場(chǎng)的能量(1)自感系數(shù)自感電動(dòng)勢(shì)的大小E=L,其中L是自感系數(shù),簡(jiǎn)稱自感或電感.單位:亨利,符號(hào):H.決定線圈自感系數(shù)大小的因素線圈的大小、形狀、圈數(shù),以及是否有鐵芯等.3、磁場(chǎng)的能量線圈中電流從無(wú)到有時(shí),磁場(chǎng)從無(wú)到有,電源的能量輸送給線圈,儲(chǔ)存在磁場(chǎng)中.線圈中電流減小時(shí),線圈中的能量釋放出來(lái)轉(zhuǎn)化為電能.4 .探究交流:在演示斷電自感時(shí),開關(guān)斷開后小燈泡并不立即熄滅?!咎崾尽烤€圈中有電流時(shí),線圈就具有了磁場(chǎng)能,斷開開關(guān)后,線圈相當(dāng)

25、于電源,線圈中所儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能,給燈泡提供能量,這一現(xiàn)象并不違背能量守恒定律.5、對(duì)自感現(xiàn)象的理解(1)對(duì)自感現(xiàn)象的理解:自感現(xiàn)象是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象,遵守法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律.(2)對(duì)自感電動(dòng)勢(shì)的理解產(chǎn)生原因:通過(guò)線圈的電流發(fā)生變化,導(dǎo)致穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化,因而在原線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).自感電動(dòng)勢(shì)的方向:當(dāng)原電流增大時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原電流方向相反;當(dāng)原電流減小時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原電流方向相同(即:增反減同).自感電動(dòng)勢(shì)的作用:阻礙原電流的變化,而不是阻止,原電流仍在變化,只是使原電流的變化時(shí)間變長(zhǎng),即總是起著推遲電流變化的作用.例1如圖461所示的電路中,電源電

26、動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻r不能忽略.R和R是兩個(gè)定值電阻,L是一個(gè)自感系數(shù)較大的線圈.開關(guān)S原來(lái)是斷開的,從閉合開關(guān)S到電路中電流達(dá)到穩(wěn)定為止的時(shí)間內(nèi),通過(guò)R的電流I1和通過(guò)R的電流12的變化情況是()A.Ii開始較大而后逐漸變小B.11開始很小而后逐漸變大C.12開始很小而后逐漸變大D.12開始較大而后逐漸變小【審題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn):(1)電流變化時(shí),電感線圈對(duì)電流的變化有阻礙作用.(2)電流穩(wěn)定時(shí),電感線圈相當(dāng)于一段導(dǎo)線的作用.【解析】閉合開關(guān)S時(shí),由于L是一個(gè)自感系數(shù)較大的線圈,產(chǎn)生反向的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化,所以開始12很小,隨著電流達(dá)到穩(wěn)定,自感作用減小,I2開始逐漸變大.閉合

27、開關(guān)S時(shí),由于線圈阻礙作用很大,路端電壓較大,隨著自感作用減小,路端電壓減小,所以R上的電壓逐漸減小,電流逐漸減小,故AC正確.【答案】AC例2、如圖462所示,R為定值電阻,電感L的值很大,電源內(nèi)阻不可不計(jì),A、B是完全相同的兩只燈泡,當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),下列判斷正確的是()H 4-6- 2A.久TA比燈B先亮,然后燈A熄滅B.久TB比燈A先亮,然后燈B逐漸變暗C或TA與燈B一起亮,而后燈A熄滅D.久TA與燈B一起亮,而后燈B熄滅【解析】開關(guān)S閉合時(shí),B燈立即亮,A燈由于電感L的自感作用,將逐漸變亮.由于總電流逐漸變大,路端電壓變小,B燈逐漸變暗,選項(xiàng)B符合要求.【答案】B特別提醒電流減小時(shí),自

28、感線圈中電流大小一定小于原先所通電流大小,自感電動(dòng)勢(shì)可能大于原電源電動(dòng)勢(shì).例3、一個(gè)線圈的電流在0.001s內(nèi)有0.02A的變化,產(chǎn)生50V的自感電動(dòng)勢(shì),求線圈的自感系數(shù).如果這個(gè)電路中的電流的變化率變?yōu)?0A/s,自感電動(dòng)勢(shì)又有多大?,AI/口El-At50X0.001【斛析】(1)由EL=LT,行L=0"02H=2.5H.一AI(2)E=LJY=2.5X40V=100V.【答案】(1)2.5H(2)100Vn:圖46176.如圖4617所示的電路中,電流表的內(nèi)阻不計(jì),電阻Rl=2.5Q,R2=7.5Q,線圈的直流電阻可以忽略.閉合開關(guān)S的瞬間,電流表讀數(shù)I1=0.2A,當(dāng)線圈中的

29、電流穩(wěn)定后,電流表的讀數(shù)I2=0.4A,試求電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.【解析】閉合開關(guān)S的瞬間,R和R串聯(lián)接入電路,由閉合電路歐姆定律得I1=Rm電路穩(wěn)定后,R被短路,由閉合電路歐姆定律得I2=-ER+r聯(lián)立解得E=3Vr=5Q.【答案】3V5Q用_L_IIE'圖46187、渦流1.基本知識(shí):渦流(1)概念:由于電磁感應(yīng),在導(dǎo)體中產(chǎn)生的像水中旋渦樣的感應(yīng)電流.(2)特點(diǎn):整塊金屬的電阻很小,渦流往往很強(qiáng),產(chǎn)生的熱量很多.應(yīng)用渦流熱效應(yīng)的應(yīng)用:如真空冶煉爐.渦流磁效應(yīng)的應(yīng)用:如探雷器、安檢門2.思考判斷(1)通過(guò)增大鐵芯材料的電阻率可以減小渦流的產(chǎn)生.(V)(2)變壓器的鐵芯用硅鋼片疊成是為了

30、減小渦流.(V)【問(wèn)題導(dǎo)思】1.渦流的產(chǎn)生渦流實(shí)際上是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,當(dāng)導(dǎo)體處在變化的磁場(chǎng)中,或者導(dǎo)體在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體內(nèi)部可以等效成許許多多的閉合電路,當(dāng)穿過(guò)這些閉合電路的磁通量變化時(shí),在導(dǎo)體內(nèi)部的這些閉合電路中將產(chǎn)生感應(yīng)電流,即導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生了渦流.2.渦流的防止和利用(1)為了減少渦流,變壓器、電機(jī)里的鐵芯不是由整塊的鋼鐵制成的.而是用薄薄的硅鋼片疊合而成.特別提醒:1.渦流是整塊導(dǎo)體發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,同樣遵循法拉第電磁感應(yīng)定律.2.磁場(chǎng)變化越快(不越大),導(dǎo)體的橫截面積S越大,導(dǎo)體材料的電阻率越小,形成的渦流就越大.1 .下列關(guān)于渦流的說(shuō)法中正確的是()A.渦流跟平時(shí)常

31、見的感應(yīng)電流一樣,都是因?yàn)榇┻^(guò)導(dǎo)體的磁通量變化而產(chǎn)生的B.渦流不是感應(yīng)電流,而是一種有別于感應(yīng)電流的特殊電流C.渦流有熱效應(yīng),但沒(méi)有磁效應(yīng)D.在硅鋼中不能產(chǎn)生渦流【解析】渦流本質(zhì)上是感應(yīng)電流,是導(dǎo)體自身構(gòu)成回路,在穿過(guò)導(dǎo)體的磁通量變化時(shí)產(chǎn)生的,所以A對(duì),B錯(cuò).渦流不僅有熱效應(yīng),同其他電流一樣也有磁效應(yīng),C錯(cuò).硅鋼電阻率大,產(chǎn)生的渦流較小,但仍能產(chǎn)生渦流,D錯(cuò).【答案】A2 .下列做法中可能產(chǎn)生渦流的是()A.把金屬塊放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中B.讓金屬塊在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)C.讓金屬塊在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做變速運(yùn)動(dòng)D.把金屬塊放在變化的磁場(chǎng)中【解析】渦流就是整個(gè)金屬塊中產(chǎn)生的感應(yīng)電流,所以產(chǎn)生渦流的條件就是在金屬

32、塊中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,即穿過(guò)金屬塊的磁通量發(fā)生變化.而A、B、C中磁通量不變化,所以A、B、C錯(cuò)誤;把金屬塊放在變化的磁場(chǎng)中時(shí),穿過(guò)金屬塊的磁通量發(fā)生了變化,有渦流產(chǎn)生,所以D正確.【答案】D3、變壓器的鐵芯是利用薄硅鋼片疊加而成的,而不是采用一整塊硅鋼,這是因?yàn)椋ǎ〢.增大渦流,提高變壓器的效率B.減小渦流,提高變壓器的效率C.增大鐵芯的電阻,以產(chǎn)生更多的熱量D.增大鐵芯的電阻,以減小發(fā)熱量【解析】磁場(chǎng)變化越快,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大,因而渦流也就越強(qiáng).渦流能使導(dǎo)體發(fā)熱.變壓器的鐵芯是一組相互絕緣的薄片,以降低渦流強(qiáng)度,從而減少能量損耗,提高變壓器的效率.【答案】BD第五章交變電流教學(xué)地位:本節(jié)知

33、識(shí)是電學(xué)的基礎(chǔ),在高考中盡管很少直接命題,但它是物理的最基本知識(shí)。1 .基本知識(shí):(1)交變電流:大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流.(2)直流:方向不隨時(shí)間變化的電流.(3)交變電流的產(chǎn)生方法:閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng).中性面:線圈平面與磁場(chǎng)垂直的位置.2 .思考判斷(1)交流電源沒(méi)有正負(fù)極之分.(V)【提示】線圈平面與磁場(chǎng)垂直的位置,即為中性面位置,在此位置磁通量最大,線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流為零.1 .基本知識(shí):交變電流的變化規(guī)律(1)正弦式交變電流定義:按正弦規(guī)律變化的交變電流,簡(jiǎn)稱正弦式電流.個(gè)量的瞬時(shí)值.2 .思考判斷(1)線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生

34、的交流電是正弦交流電.(V)【提示】交變電流的大小不一定變化,如方形波電流,它與直流電的最大區(qū)別是方向發(fā)生周期性的變化.3 .中性面:線圈平面垂直于磁感線時(shí),線圈中的磁通量最大,而此時(shí)線圈中的電流為零,這一位置叫中性面.從上面分析可知,線圈平面經(jīng)過(guò)中性面時(shí),電流方向就發(fā)生改變,線圈繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)一周經(jīng)過(guò)中性面兩次,因此感應(yīng)電流方向改變兩次.特別提醒1.矩形線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),僅是產(chǎn)生交變電流的一種形式,但不是唯一方式.,一_,一一一,一一,A4 .線圈平面與中性面重合時(shí),S±B,最大,=0,e=0,i=0,電流萬(wàn)向?qū)l(fā)生改變.,一_,一一,A一,一,5 .線圈平面與中性面垂直時(shí),S/

35、B,=0,7"最大,e最大,i最大,電流萬(wàn)向不變.例1在交流電產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)中,關(guān)于中性面,下列說(shuō)法正確的是()A.此時(shí)線圈各邊都不切割磁感線,感應(yīng)電流等于零B.磁感線垂直于該時(shí)刻的線圈平面,所以磁通量最大,磁通量的變化率為零C.線圈平面每次經(jīng)過(guò)中性面時(shí),感應(yīng)電流的方向一定會(huì)發(fā)生改變D.線圈平面處于跟中性面垂直的位置時(shí),磁通量的變化率最大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流均最大,電流方向不變【審題指導(dǎo)】解答本題時(shí)應(yīng)注意把握以下兩點(diǎn):(1)線圈位于中性面時(shí),各邊均不切割磁感線.(2)線圈垂直于中性面時(shí),兩邊恰好垂直切割磁感線.【解析】在中性面時(shí),切割磁感線的兩邊的速度與磁感線平行,不切割磁感線,電動(dòng)勢(shì)

36、、電流為零,A對(duì);在中性面時(shí),不切割磁感線,磁通量的變化率為零,磁通量最大,B對(duì);線圈每經(jīng)過(guò)一次中性面,電流方向改變一次,C對(duì);在垂直于中性面時(shí),切割磁感線的兩邊一A一,速度與磁感線垂直,下一最大,電動(dòng)勢(shì)、電流最大,D對(duì).【答案】ABCDAt對(duì)于交變電流產(chǎn)生過(guò)程中各物理量的變化情況分析,應(yīng)抓住中性面這個(gè)關(guān)鍵位置及各物理量的情況,特別要注意的是此時(shí)刻穿過(guò)線框平面的磁通量雖最大,但磁通量的變化率卻最小,等于零,電動(dòng)勢(shì)等于零,電流等于零.例2、如圖515所示為演示交變電流產(chǎn)生的裝置圖,關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn),正確的說(shuō)法是()圖 5-1-5A.線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周,指針左右擺動(dòng)兩次B.圖示位置為中性面,線圈中無(wú)感應(yīng)電

37、流C.圖示位置ab邊的感應(yīng)電流方向?yàn)閍一bD.線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí),磁通量變化率為零【解析】線圈在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),在電路中產(chǎn)生呈周期性變化的交變電流,線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)電流改變方向,線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周,有兩次通過(guò)中性面,電流方向改變兩次,指針左右擺動(dòng)一次.線圈處于圖示位置時(shí),ab邊向右運(yùn)動(dòng),由右手定則,ab邊的感應(yīng)電流方向?yàn)閍一b;線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí),ab、cd邊垂直切割磁感線,線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大,也可以這樣認(rèn)為,線圈處于豎直位置時(shí),磁通量為零,但磁通量的變化率最大.【答案】C特別提醒1、若線圈從中性面開始計(jì)時(shí),e=Emsincot.若線圈從位于與中性面垂直的位置開始計(jì)時(shí),e=Ecos

38、cot,所用瞬時(shí)值表達(dá)式與開始計(jì)時(shí)的位置有關(guān).2描述交變電流的物理量1.基本知識(shí):周期和頻率(1)周期交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間,用T表示,單位是秒.(2)頻率交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù),用f表示,單位是赫茲,符號(hào)Hz.一一1.1(3)二者關(guān)系:T=f或f=1.3.探究交流:某交變電流的瞬時(shí)表達(dá)式為i=10sin100:rt(A),如何確定其交變電流的周期和頻率.【提示】由表達(dá)式可先確定線圈的角速度=100兀,又=篝=2冗上故T=0.02s,f=50Hz.2、基本知識(shí):峰值和有效值(1)峰值定義:交變電流的電壓、電流所能達(dá)到的最大數(shù)值.應(yīng)用:電容器所能承受的電壓要小于交流電

39、壓的峰值.(2)有效值定義:使交變電流和恒定電流通過(guò)大小相同的電阻,如果在交流的一個(gè)周期內(nèi),產(chǎn)生的熱量相等,那么這個(gè)恒定電流的電流、電壓,叫做這個(gè)交流的有效值.(3)關(guān)系:對(duì)于正弦交變電流,有效值I、u與峰值I.um之間的關(guān)系:Im0.7°7咤0.70%2.思考判斷(1)我國(guó)民用交變電流,照明電壓為220V和動(dòng)力電壓380V都是指有效值.(V)3.探究交流計(jì)算有效值時(shí)應(yīng)注意 只有正弦式電流才能用I mI-、2的關(guān)系.綜合解題方略交變電流的圖象問(wèn)題例1(2013哈爾濱六中高二檢測(cè))如圖526是某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流的圖象,根據(jù)圖象可以判定(A.此交變電流的頻率為5HzB.該交變電流

40、的電壓68時(shí)值的表達(dá)式為u=12sin10Ttt(V)C.將標(biāo)有“12V3W的燈泡接在此交流電源上,燈泡可以正常發(fā)光D.圖象上對(duì)應(yīng)的0.1s時(shí)刻,發(fā)電機(jī)中的線圈剛好轉(zhuǎn)至中性面【解析】由圖象可知,交變電流的周期T=0.2s,交變電壓的最大值U尸12V,所以此交變電流的頻率f=1/T=5Hz,角速度=2冗"=10冗rad/s,交變電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式u=Usincot=12sin10冗t(V),選項(xiàng)AB均正確;標(biāo)有“12V3W的燈泡正常發(fā)光時(shí)其兩端電壓的有效值為12V,而交變電壓有效值U=W42=62V,所以燈泡不能正常發(fā)光,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;圖象上對(duì)應(yīng)的0.1s時(shí)刻,交變電壓瞬時(shí)值為零,穿過(guò)發(fā)

41、電機(jī)中的線圈的磁通量最大,發(fā)電機(jī)中的線圈剛好轉(zhuǎn)至中性面,選項(xiàng)D正確.【答案】ABD通過(guò)交變電流的圖象可獲得的信息:(1)交變電流的周期(可計(jì)算頻率)(2)交變電流的最大值(可計(jì)算有效值)(3)任一時(shí)刻交變電流的瞬時(shí)值(4)根據(jù)最大值和角速度可寫出瞬時(shí)值表達(dá)式例2、如圖527是一個(gè)正弦式交變電流的圖象,下列說(shuō)法正確的是()A.周期是0.2s,電流的峰值是10AB.周期是0.15s,電流的峰值是10AC.頻率是5Hz,電流的有效值是10AD.頻率是0.2Hz,電流的有效值是7.07AI =572 A = 7.07一一1【解析】由圖象可知T=0.2s,I亡10A,故頻率f=T=5Hz,A.A正確,B

42、C、D錯(cuò)誤.【答案】A3變壓器本節(jié)知識(shí)是高中電學(xué)的基礎(chǔ),在歷年高考中都被考查到,既有直接命題,也有與其他知識(shí)的綜合命題,題目難度一般為中等,學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)時(shí)要引起足夠重視.1.變壓器的構(gòu)造和原理(1)構(gòu)造:變壓器由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成,與交流電源連接的線圈叫原線圈(初級(jí)線圈),與負(fù)載連接的線圈叫副線圈(次級(jí)線圈).(2)原理:互感現(xiàn)象是變壓器的工作基礎(chǔ),由于原線圈中電流的大小、方向在不斷變化,鐵芯中的磁場(chǎng)也在不斷變化.變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).2、理想變壓器:(1)沒(méi)有能量損失的變壓器.(2)原、副線圈的電壓之比,等于兩個(gè)線圈的匝數(shù)之比,即:匕=.U2n23、理想變壓器的

43、原、副線圈的電壓與匝數(shù)成正比,即Ui _ ni oU 2門2【提示】原、副線圈的瞬時(shí)電壓與匝數(shù)不成正比4、理想變壓器的特點(diǎn)(1)變壓器鐵芯內(nèi)無(wú)漏磁。(2)原、副線圈不計(jì)內(nèi)阻,即不產(chǎn)生焦耳熱.(3)電動(dòng)勢(shì)關(guān)系:由于互感現(xiàn)象,且沒(méi)有漏滋,一 一 A 原、副線圈中每一匝線圈都具有相同的 弁,AE1 _ n1E2= n21T所以已一兀圖 5-4-2A根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有Ei=n1七,(4)電壓關(guān)系:由于不計(jì)原、副線圈的電阻,因此原線圈兩端的電壓U=Ei,副線圈兩端的電壓以=E2,所以U1二業(yè),當(dāng)有多個(gè)副線圈時(shí),則有:U!二盤匕要U2n2n1n2n3(5)功率關(guān)系:對(duì)于理想變壓器,不考慮能量損失,P

44、入=P出.特別提醒1.因?yàn)槔硐胱儔浩鞑挥?jì)一切電磁能量損失,因此,理想變壓器的輸入功率等于輸出功率.實(shí)際變壓器(特別是大型變壓器)一般可以看成理想變壓器.2 .據(jù)支二上知,當(dāng)n2>n1時(shí),U?>Ui,這種變壓器稱為升壓變壓器,當(dāng)n2<n1時(shí),L2<Ui,這U2n2種變壓器稱為降壓變壓器.3 .對(duì)于公式旦1二曲,無(wú)論副線圈一端是空載還是負(fù)載,此公式都是適用的U2n2例1(2013黃岡中學(xué)高二檢測(cè))一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1:n2=11:5.原線圈與正弦交變電源連接,輸入電壓U如圖542所示.副線圈僅接入一個(gè)10Q的電阻.則(A.流過(guò)電阻的電流是20AB.與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100.2VC.經(jīng)過(guò)1分鐘電阻發(fā)出的熱量是6X103JD.變壓器的輸入功率是1X103W【審題指導(dǎo)】解答本題時(shí)應(yīng)把握以下三點(diǎn):(1)正弦交變電流峰值與有效值的關(guān)系.(2)變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系.(3)電流表示數(shù),電熱和功率需用交變電流有效值計(jì)算.UmU1n1數(shù)的關(guān)系口n2得U2UA100I2= R =充 A = 10 An2【解析】由電壓的有效值和最大值的關(guān)系得Ui=72=22

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