電磁感應(yīng)交變電流

電磁感應(yīng)交變電流第1頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一第2節(jié)探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件這一節(jié)是后面探究電磁感應(yīng)定律和楞次定律的基礎(chǔ)，要充分體現(xiàn)出探究學(xué)習(xí)方式?？衫名溈孙L(fēng)、感應(yīng)手電筒、磁卡等等一切學(xué)生感興趣的日常電磁感應(yīng)現(xiàn)象激發(fā)學(xué)生求知欲。利用初中學(xué)生學(xué)過的閉合電路的一部分做切割磁感線運動時，產(chǎn)生感應(yīng)電流，引入電磁感應(yīng)現(xiàn)象、感應(yīng)電流。如何利用磁場產(chǎn)生感應(yīng)電流是本節(jié)課要解決的問題。教師可引導(dǎo)學(xué)生，利用什么產(chǎn)生磁場，磁場怎樣可變，要有電流，回路需怎樣，要檢驗有無電流可用什么儀器等等，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計出書上的兩個實驗電路。第2頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一給學(xué)生足夠的時間，讓他們自己操作，總結(jié)。第3頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一利用實驗給的儀器，怎樣可產(chǎn)生感應(yīng)電流？——閉合電路磁通量變化磁通量怎樣就變化了——啟發(fā)學(xué)生，再探究，再實驗驗證在操作中，不斷總結(jié)，在總結(jié)中，反思、驗證，培養(yǎng)學(xué)生開拓創(chuàng)新和探究能力。第4頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一

“做一做”搖繩能發(fā)電嗎？讓學(xué)生感知地磁場的存在，同時加強物理與生活的聯(lián)系，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。一定要指導(dǎo)學(xué)生去做一做，引發(fā)他們進一步思考。第5頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一鞏固練習(xí)1.如圖所示，開始時矩形線圈平面與勻強磁場的方向垂直，且一半在磁場內(nèi)，一半在磁場外，若要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，下列做法中可行的是（）A、以ab為軸轉(zhuǎn)動B、以bd邊為軸轉(zhuǎn)動（轉(zhuǎn)動的角度小于60°）C．以bd邊為軸轉(zhuǎn)動90°后，增大磁感強度D、以ac為軸轉(zhuǎn)動（轉(zhuǎn)動的角度小于60°）AD第6頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一1．我國已經(jīng)制定了登月計劃。假如宇航員登月后想探測一下月球表面是否有磁場，他手邊有一只靈敏電流表和一個小線圈，則下列推斷正確的是A．直接將電流表放于月球表面，看是否有示數(shù)來判斷磁場的有無B．將電流表與線圈組成回路，使線圈沿某一方向運動，如電流表無示數(shù)，則可判斷月球表面無磁場C．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運動，如電流表有示數(shù)，則可判斷月球表面有磁場D．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈在某一平面內(nèi)沿各個方向運動，如電流表無示數(shù)，則可判斷月球表面無磁場C第7頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一3.（2005年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試（北京卷））現(xiàn)將電池組、滑線變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關(guān)如下圖連接，在開關(guān)閉合、線圈A放在線圈B中的情況下，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑線變阻器的滑動端P向左加速滑動時，電流計指針和右偏轉(zhuǎn)。由此可以判斷BA.線圈A向上移動或滑動變阻器滑動端P向右加速滑動，都能引起電流計指針向左偏轉(zhuǎn)B.線圈A中鐵芯和上拔出或斷開開關(guān)，都能引起電流計指針向右偏轉(zhuǎn)C.滑動變阻器的滑動端P勻速向左或勻速向右滑動，都能使電流計指針靜止在中央D.因為線圈A、線圈B的繞線方向未知，故無法判斷電流計指針偏轉(zhuǎn)的方向第8頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一第3節(jié)楞次定律楞次定律的教學(xué)要突出學(xué)生主動探究，由于教材很詳細可引導(dǎo)學(xué)生去探究，并嘗試用自己的語言來表述感應(yīng)電流方向的規(guī)律。實驗操作過程一定要學(xué)生認真填寫表格！培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)探究精神。第9頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一N極插入N極抽出S極插入S極抽出原磁場方向B原磁通φ感應(yīng)電流的方向I感應(yīng)電流的磁場方向B感B原B感關(guān)系第10頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一凡是由磁通量的增加引起的感應(yīng)電流，它所激發(fā)的磁場一定阻礙原來磁通量的增加；凡是由磁通量的減少引起的感應(yīng)電流，它所激發(fā)的磁場一定阻礙原來磁通量的減少．引導(dǎo)學(xué)生表述進一步總結(jié)出楞次定律第11頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一楞次定律：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。增反減同感應(yīng)電流的磁場和引起磁通量變化的原磁場的關(guān)系本章的教學(xué)重點，難點，高中物理的難點，只有學(xué)生真正理解，才能靈活應(yīng)用。第12頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一可引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)判斷步驟，分步進行(1)明確原磁場的方向(2)明確穿過閉合回路的磁通量是增加還是減少(3)根據(jù)楞次定律（增反減同），判定感應(yīng)電流的磁場方向(4)利用安培定則判定感應(yīng)電流的方向

第13頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一Φ增加B原B感Φ減小B原B感第14頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一【例】如圖所示，平行的長直導(dǎo)線P、Q中通過同方向、同強度的電流，矩形導(dǎo)線框abcd與P、Q處在同一平面中，從圖示中的位置I向右勻速運動到位置Ⅱ，關(guān)于在這一過程中線框中的電流方向，正確的結(jié)論是（）

A．沿abcda方向不變

B．沿adcba方向不變

C．由沿abcda方向變?yōu)檠豠dcba方向

D．由沿adcba方向變?yōu)檠豠bcda方向第15頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一【例】一平面線圈用細桿懸于P點，開始時細桿處于水平位置，釋放后讓它在如圖所示的勻強磁場中運動，已知線圈平面始終與紙面垂直，當(dāng)線圈第一次通過位置Ⅰ和位置Ⅱ時，順著磁場的方向看去，線圈中的感應(yīng)電流的方向分別為位置Ⅰ 位置ⅡA．逆時針方向逆時針方向B．逆時針方向順時針方向C．順時針方向順時針方向D．順時針方向逆時針方向第16頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一進一步正確理解楞次定律：“阻礙”不是阻止，阻礙磁通量變化指：磁通量增加時，阻礙增加(感應(yīng)電流的磁場和原磁場方向相反，起抵消作用)（實際上磁通量還是增加）；磁通量減少時，阻礙減少(感應(yīng)電流的磁場和原磁場方向一致，起補償作用)（實際上磁通量還是減?。?。

第17頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一練習(xí):如圖所示，ab是一個可繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動的閉合矩形導(dǎo)線框，當(dāng)滑動變阻器的滑片P自左向右滑動時，從紙外向紙內(nèi)看，線框ab將（）A．保持靜止不動B．逆時針轉(zhuǎn)動C．順時針轉(zhuǎn)動D．發(fā)生轉(zhuǎn)動，但電源極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動方向第18頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一NS感應(yīng)電流的磁場阻礙導(dǎo)體間的相對運動來拒去留遵循能量守恒定律感應(yīng)電流的磁場對導(dǎo)體的作用如何第19頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一【例】如圖所示，固定在水平面內(nèi)的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌M、N，兩根導(dǎo)體棒中P、Q平行放于導(dǎo)軌上，形成一個閉合回路，當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時（）A．P、Q將互相靠攏B．P、Q將互相遠離C．磁鐵的加速度仍為gD．磁鐵的加速度小于g感應(yīng)電流的磁場使線圈面積有擴大或縮小的趨勢；(增縮減擴)進一步理解楞次定律中“阻礙”的含義還可以推廣為，感應(yīng)電流的效果總是要阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因。第20頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一右手定則應(yīng)用時要特別注意四指指向是電源內(nèi)部電流的方向．因而也是電勢升高的方向。伸開右手，讓大拇指跟其余四指垂直，并與手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直(或斜著)穿過掌心，大拇指指向?qū)w運動的方向，其余四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向.閉合回路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與感應(yīng)電流的方向判定楞次定律第21頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一第4節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律

這一節(jié)是本章的重點，可根據(jù)演示實驗定性得出，向線圈中插入磁鐵時，插入的越快，磁場越強，感應(yīng)電流越大。直接指出法拉第等多人工作的結(jié)果，電動勢跟穿過回路的磁通變化率成正比。第22頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一學(xué)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)規(guī)律前：須正確理解“磁通量”1.磁通量Φ=BS⊥，單位：1Wb=1T·m2=1V·s2.磁通量是標(biāo)量，但有正負，有抵消問題。3.磁通量的變化量：△Φ=B△S=S△B=B2S2

–B1S14.磁通量的變化率：（S有磁場穿過的垂直磁場的有效面積）第23頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一1.法拉第電磁感應(yīng)定律：電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。注意平均電動勢、瞬時電動勢的計算方法感應(yīng)電動勢大小2.公式3.B不變：S不變：第24頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一例.如圖所示，將一條形磁鐵插入某一閉合線圈，第一次用0.05s，第二次用0.1s，設(shè)插入方式相同，試求：(1)兩次線圈中平均感應(yīng)電動勢之比？(2)兩次線圈之中平均電流之比？第25頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一例.A、B兩閉合線圈為同樣導(dǎo)線繞成且均為10匝，半徑rA=2rB

，內(nèi)有如圖所示的有理想邊界的勻強磁場，若磁場均勻減小，則A、B環(huán)中的感應(yīng)電動勢之比A∶εB=

，產(chǎn)生的感應(yīng)電流之比IA∶IB＝

。第26頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一例.漆包線是在粗細均勻的細銅絲表面浸絕緣漆制成的導(dǎo)線。取一段漆包線繞制成一個n匝半徑為R的平面線圈，并將線圈的兩端連在一起成閉合線圈，將這個線圈放在勻強磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，如圖所示。磁場的磁感應(yīng)強度隨時間均勻變化，這時線圈中的電流設(shè)為I。為了使線圈中的電流減半，下列措施可行的是A.使線圈繞其直徑從圖示位置轉(zhuǎn)過30°角B.線圈繞其直徑從圖示位置轉(zhuǎn)過60°角C.保持導(dǎo)線長度不變，將線圈改繞成半徑為2R的線圈D.保持導(dǎo)線長度不變，將線圈改繞成半徑為R／2的線圈第27頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一說明：上述推導(dǎo)需條件：磁感應(yīng)強度B、導(dǎo)線切割速度v與長度L三者互相垂直，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律4.導(dǎo)體切割磁感線第28頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一例.如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌間距為d，一端跨接電阻為R，勻強磁場磁感應(yīng)強度為B，方向垂直平行導(dǎo)軌平面，一根長金屬棒與導(dǎo)軌成θ角放置，棒與導(dǎo)軌的電阻不計，當(dāng)棒沿垂直棒的方向以恒定速度v在導(dǎo)軌上滑行時，通過電阻的電流是（）A．Bdv/（Rsinθ）B．Bdv/RC．Bdvsinθ/RD．Bdvcosθ/R第29頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一例.如圖所示，有一夾角為θ的金屬角架，角架所圍區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場中，磁場的磁感強度為B，方向與角架所在平面垂直，一段直導(dǎo)線ab垂直ce，從頂角c貼著角架以速度v向右勻速運動，求：(1)t時刻角架的瞬時感應(yīng)電動勢；(2)t時間內(nèi)角架的平均感應(yīng)電動勢？第30頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢：V平均，E平均V瞬時，E瞬時不做重點要求第31頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一例6.如圖所示,豎直向下的勻強磁場中,將一水平放置的金屬棒ab以水平速度vo拋出,設(shè)整個過程中,棒的取向不變,且不計空氣阻力,則金屬棒運動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小變化情況應(yīng)是A.越來越大B.越來越小C.保持不變D.無法判斷voabC第32頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一5.導(dǎo)體棒在磁場轉(zhuǎn)動切割第33頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一P16頁“思考和討論”中通過電動機轉(zhuǎn)動引出了反電動勢的概念，同時又涉及到了非純電阻用電器這樣一個實際問題，引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實際解決實際問題。“說一說”觀察電動機啟動過程中電流的變化”可讓學(xué)生在課下去探討，同學(xué)之間交流，并嘗試解決。便于學(xué)生對電功、電熱的概念又進一步的理解。第34頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一第5節(jié)電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用本節(jié)內(nèi)容與舊教材不同之處是根據(jù)磁通量變化的原因不同將原來的感應(yīng)電動勢分為感生電動勢和動生電動勢。教學(xué)時要引導(dǎo)學(xué)生利用類比的方法得出感生電動勢。對動生電動勢教學(xué)中要充分發(fā)揮“思考與討論”的作用，引導(dǎo)學(xué)生層層深入并結(jié)合洛侖茲力推導(dǎo)出動生電動勢的表達式。引導(dǎo)學(xué)生從能量轉(zhuǎn)化的角度分析問題，解決問題。第35頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一第6節(jié)互感和自感這一節(jié)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象在技術(shù)中的應(yīng)用。教學(xué)中可讓學(xué)生列舉生活中利用互感的實例。對自感現(xiàn)象一定要做好演示實驗讓學(xué)生形成感性認識，然后引導(dǎo)學(xué)生分析引出自感現(xiàn)象和自感電動勢，有條件的學(xué)校還可用電流傳感器來演示，教學(xué)還要密切聯(lián)聯(lián)系學(xué)生的生活實際。斷電自感，可讓多名學(xué)生手拉手，接在線圈兩端，來感受電擊感，從而得到震撼！“互感和自感”一節(jié)后面的“問題與練習(xí)”介紹了一個現(xiàn)象：用歐姆表測量變壓器線圈后，表筆離開線圈兩端時線圈會使人產(chǎn)生電擊的感覺，可讓學(xué)生認真分析，其機理與線圈斷電時能使小燈泡閃亮的機理相同。當(dāng)線圈電阻較小、自感系數(shù)較大時現(xiàn)象比較明顯。第36頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一

1.自感現(xiàn)象是指導(dǎo)體本身電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，自感電動勢的大小與線圈中的電流的變化率成正比.公式：E=L△I/△t

2.自感電動勢的方向：自感電動勢總是阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化(同樣遵循楞次定律).當(dāng)原來電流在增大時，自感電動勢與原來電流方向相反，當(dāng)原來電流在減小時，自感電動勢與原來電流方向相同，另外，“阻礙”并非“阻止”，電流還是在變化的.3.自感系數(shù)

(1)自感系數(shù)是描述導(dǎo)體（注意：不只是線圈）通過本身的電流變化所引起阻礙作用力大小的一個物理量。其數(shù)值與導(dǎo)體中是否有電流，電流的大小，電流是否發(fā)生變化均沒有關(guān)系。第37頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一

(2)線圈的自感系數(shù)跟線圈的形狀、長短、匝數(shù)、有無鐵芯等因素有關(guān)。(3)自感系數(shù)的單位是亨利，簡稱亨，符號是H。4.自感線圈在電路中的作用：即通過自感線圈中的電流不能突變，由于自感線圈對電流變化的延遲作用，電流從一個值變到另一個值總需要時間：①剛閉合電路時，線圈這一支路相當(dāng)于開路即此時I=0；②電路閉合一段時間達到穩(wěn)定后，線圈相當(dāng)于導(dǎo)線或電阻；③電路剛斷開時，線圈相當(dāng)于一個電源，該電源會重新建立一個回路，但線圈的電流的方向與穩(wěn)定工作時保持一致.第38頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一【例】如圖所示的電路中，A1和A2是完全相同的燈泡，線圈L的電阻可以忽略不計，下列說法中正確的是（）A．合上開關(guān)S接通電路時，A2先亮A1后亮，最后一樣亮B．合上開關(guān)S接通電路時，A1和A2始終一樣亮C．?dāng)嚅_開關(guān)S切斷電路時，A2立即熄滅，A1過一會熄滅D．?dāng)嚅_開關(guān)S切斷電路時，A1和A2都要過一會才熄滅第39頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一練習(xí)：如圖所示，電感線圈的電阻和電池內(nèi)阻均可忽略不計，兩個電阻的阻值都是R，電鍵K原來打開著，電流為I0，今合上電鍵將一電阻短路，于是線圈中有自感電動勢產(chǎn)生，此時自感電動勢（）A．有阻礙電流的作用，最后電流由I0減小到零B．有阻礙電流的作用，最后電流總小于I0C．有阻礙電流增大的作用，因而電流I0保持不變D．有阻礙電流增大的作用，因而電流最后還是增大到2I0第40頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一第7節(jié)渦流電磁阻尼和電磁驅(qū)動渦流是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，在實際生活中有許多應(yīng)用渦流有熱效應(yīng)、機械效應(yīng)、磁效應(yīng)等。教學(xué)中，一定要通過演示實驗，結(jié)合“思考與討論”“做一做”引導(dǎo)學(xué)生弄清渦流的應(yīng)用和有害的影響。電磁爐、安檢門、變壓器等與學(xué)生的生活聯(lián)系密切，可讓學(xué)生根據(jù)自己所了解的實際生活中的例子進一步探討渦流問題。通過演示實驗，觀察電磁阻尼和電磁驅(qū)動現(xiàn)象，再加以理論分析，進一步理解楞次定律，阻礙相對運動。第41頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一例.如圖所示，蹄形磁鐵的N、S極之間放置一個線圈abcd，磁鐵和線圈都可以繞軸轉(zhuǎn)動，若磁鐵按圖示方向繞OO′軸轉(zhuǎn)動，線圈的運動情況是：（）A.俯視，線圈順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同．B.俯視，線圈逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同．C.線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動方向相同，但開始時轉(zhuǎn)速小于磁鐵的轉(zhuǎn)速，以后會與磁鐵轉(zhuǎn)速一致．D.線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動方向相同，但轉(zhuǎn)速總小于磁鐵的轉(zhuǎn)速．第42頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一六、電磁感應(yīng)中幾個重要問題：1.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件2.感應(yīng)電動勢的大小3.感因電流的方向判斷4.感應(yīng)電量的計算5.電磁感應(yīng)和電路的綜合應(yīng)用6.電磁感應(yīng)的動力學(xué)問題7.電磁感應(yīng)的能量問題8.電磁感應(yīng)的圖像問題第43頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一（一）感應(yīng)電量的計算設(shè)在時間△t內(nèi)通過導(dǎo)線截面的電量為q，則根據(jù)電流定義式及法拉第電磁感應(yīng)定律E=n△Φ/△t，得：如果閉合電路是一個單匝線圈（n=1），則：上式中n為線圈的匝數(shù)，△Ф為磁通量的變化量，R為閉合電路的總電阻。注意：與發(fā)生磁通量變化的時間無關(guān)。第44頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一例.有一面積為S＝100cm2的金屬環(huán)，電阻為R＝0.1Ω，環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖所示，磁場方向垂直環(huán)面向里，則在t2－t1時間內(nèi)通過金屬環(huán)某一截面的電荷量為________C．例.物理實驗中，常用一種叫做“沖擊電流計”的儀器測定通過電路的電量．如圖所示，探測線圈與沖擊電流計串聯(lián)后可用來測定磁場的磁感應(yīng)強度．已知線圈的匝數(shù)為n，面積為s，線圈與沖擊電流計組成的回路電阻為R．若將線圈放在被測勻強磁場中，開始線圈平面與磁場垂直，現(xiàn)把探測圈翻轉(zhuǎn)180°，沖擊電流計測出通過線圈的電量為q，由上述數(shù)據(jù)可測出被測磁場的磁感應(yīng)強度為（）A．qR/S

B．qR/ns

C．qR/2nS

D．qR/2S第45頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一例.（2006全國理綜卷Ⅰ）如圖，在勻強磁場中固定放置一根串接一電阻R的直角形金屬導(dǎo)軌aob（在紙面內(nèi)），磁場方向垂直紙面朝里，另有兩根金屬導(dǎo)軌c、d分別平行于oa、ob放置。保持導(dǎo)軌之間接觸良好，金屬導(dǎo)軌的電阻不計?，F(xiàn)經(jīng)歷以下四個過程：①以速率v移動d，使它與ob的距離增大一倍；②再以速率v移動c，使它與oa的距離減小一半；③然后，再以速率2v移動c，使它回到原處；④最后以速率2v移動d，使它也回到原處。設(shè)上述四個過程中通過電阻R的電量的大小依次為Q1、Q2、Q3和Q4，則（）A．Q1=Q2=Q3=Q4B．Q1=Q2=2Q3=2Q4

C．2Q1=2Q2=Q3=Q4D．Q1≠Q(mào)2=Q3≠Q(mào)4

第46頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一（二）電磁感應(yīng)與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用1、確定電源:產(chǎn)生感應(yīng)電流或感應(yīng)電動勢的那部分電路就相當(dāng)于電源，利用法拉第電磁感應(yīng)定律確定其電動勢的大小，利用楞次定律確定其正負極.

2、分析電路結(jié)構(gòu),畫等效電路圖.3、利用電路規(guī)律求解,主要有歐姆定律，串并聯(lián)規(guī)律等.注意：路端電壓、內(nèi)壓第47頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一例.用同樣材料和規(guī)格的導(dǎo)線做成的圓環(huán)a和b,它們的半徑之比ra:rb＝2:1,連接兩圓環(huán)部分的兩根直導(dǎo)線的電阻不計且靠的很近,均勻變化的磁場具有理想的邊界（邊界寬于圓環(huán)直徑）如圖所示,磁感應(yīng)強度以恒定的變化率變化.那么當(dāng)a環(huán)置于磁場中與b環(huán)置于磁場中兩種情況下,直導(dǎo)線中上下A、B兩點電勢差之比U1/U2為

.BABA第48頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一例.如圖所示，水平面上平行放置的光滑金屬導(dǎo)軌相距L=0.2m，導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強度B=0.5T、方向與導(dǎo)軌平面垂直的勻強磁場中．導(dǎo)軌左端接阻值為R＝1.5Ω的電阻，導(dǎo)軌電阻可忽略．今把電阻為r＝0.5Ω的導(dǎo)體棒ab放在導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直，接觸良好．若導(dǎo)體棒以υ=10m／s的速度勻速向右運動，求：(1)導(dǎo)體棒中感應(yīng)電動勢的大小及通過ab棒的電流方向．(2)導(dǎo)體棒兩端的電勢差．(3)維持導(dǎo)體棒做勻速運動，所施加的向右的水平外力的大?。?v0.5A由a到b0.75V0.05N第49頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一例.半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁場，磁感強度為B=0.2T，磁場方向垂直紙面向里，半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場同心地放置，磁場與環(huán)面垂直，其中a=0.4m，b=0.6m，金屬環(huán)上分別接有燈L1、L2，兩燈的電阻均為R=2Ω，一金屬棒MN與金屬環(huán)接觸良好，棒與環(huán)的電阻均忽略不計（1）若棒以v0=5m/s的速率在環(huán)上向右勻速滑動，求棒滑過圓環(huán)直徑OO′的瞬時（如圖所示）MN中的電動勢和流過燈L1的電流。（2）撤去中間的金屬棒MN，將右面的半圓環(huán)OL2O′以O(shè)O′為軸向上翻轉(zhuǎn)90o，若此時磁場隨時間均勻變化，其變化率為ΔB/Δt=4/π（T/s），求L1的功率。第50頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一（三）電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力的作用，因此，電磁感應(yīng)問題往往跟力學(xué)問題聯(lián)系在一起。解決這類電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題，不僅要應(yīng)用電磁學(xué)中的有關(guān)規(guī)律，如楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、左右手定則、安培力的計算公式等，還要應(yīng)用力學(xué)中的有關(guān)規(guī)律，如牛頓運動定律、動能定理、機械能守恒定律等。要將電磁學(xué)和力學(xué)的知識綜合起來應(yīng)用。由于安培力和導(dǎo)體中的電流、運動速度均有關(guān)，所以對磁場中運動導(dǎo)體進行動態(tài)分析十分必要。第51頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一例.如圖所示，U形導(dǎo)線框固定在水平面上，右端放有質(zhì)量為m的金屬棒ab，ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ，它們圍成的矩形邊長分別為L1、L2，回路的總電阻為R。從t=0時刻起，在豎直向上方向加一個隨時間均勻變化的勻強磁場B=kt，（k>0）那么在t為多大時，金屬棒開始移動？第52頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一例.豎直放置的U形導(dǎo)軌寬為L，上端串有電阻R。磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向垂直于紙面向外。金屬棒ab的質(zhì)量為m，與導(dǎo)軌接觸良好，不計摩擦。從靜止釋放后ab保持水平而下滑。試分析ab下滑過程中的運動情況并求運動的最大速度（其余導(dǎo)體部分的電阻都忽略不計）基本思路是:F=BIL臨界狀態(tài)v與a方向關(guān)系運動狀態(tài)的分析a變化情況F=ma合外力運動導(dǎo)體所受的安培力感應(yīng)電流確定電源（E，r）第53頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一（四）電磁感應(yīng)中的能量問題

例.如圖所示，位于同一水平面內(nèi)的、兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌，處在勻強磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面，導(dǎo)軌的一端與一電阻相連；具有一定質(zhì)量的金屬桿ab放在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直?，F(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的恒力F拉桿ab，使它由靜止開始向右運動。桿和導(dǎo)軌的電阻、感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場均可不計。用E表示回路中的感應(yīng)電動勢，i表示回路中的感應(yīng)電流，在i隨時間增大的過程中，電阻消耗的功率等于A．F的功率B．安培力的功率的絕對值C．F與安培力的合力的功率D．iE第54頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一例.豎直放置的U形導(dǎo)軌寬為L，上端串有電阻R。磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向垂直于紙面向外。金屬棒ab的質(zhì)量為m，與導(dǎo)軌接觸良好，不計摩擦。從靜止釋放后ab保持水平而下滑。試分析ab下滑過程中能量的轉(zhuǎn)化情況，并確定能表征其最終能量轉(zhuǎn)化快慢的物理量的值．（1）加速度減小的加速運動重力勢能動能和電能電能內(nèi)能（2）勻速運動重力勢能電能內(nèi)能克服安培力做功其它形式能轉(zhuǎn)化為電能,安培力做正功將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能;第55頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一例.如圖（1）所示，電阻為R的矩形導(dǎo)線框abcd，邊長ab=L，ad=h，質(zhì)量為m，從某一高度自由落下，通過一勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，磁場區(qū)域的寬度為h，線圈cd邊剛進入磁場就恰好開始做勻速運動,那么在線圈穿越磁場的全過程，線框中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？安培力做功為多少？（不考慮空氣阻力）第56頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一電磁感應(yīng)的圖象問題是高考中的熱點問題，它要求考生做到三會：會識圖——認識圖象，理解圖象的物理意義；會作圖——依據(jù)物理現(xiàn)象、物理過程、物理規(guī)律畫出相應(yīng)的圖象；會用圖——能用圖象分析、描述電磁感應(yīng)過程，用圖象法解決問題。電磁感應(yīng)的圖象主要涉及磁感強度B、磁通量Φ、感應(yīng)電動勢e和感應(yīng)電流i隨時間t變化的圖象，即B-t圖像、Φ-t圖象、e-t圖象、i-t圖象等。對于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的情況還常涉及感應(yīng)電動勢ε和感應(yīng)電流i隨位移變化的圖象，即e-x圖象、i-x圖象等。在研究這些圖象時，主要弄清坐標(biāo)軸表示的物理量、截距、斜率等的物理意義，要注意相關(guān)規(guī)律的應(yīng)用，如右手定則、楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律等，有時還需要應(yīng)用力學(xué)規(guī)律來分析加速度、速度等。（五）電磁感應(yīng)中的圖像問題第57頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一題9—1圖v40cm

AOit/s31245題9—2圖it/sO31245Bit/sO31245Cit/sO31245D例.（1998年全國高考試題）如圖9—1所示，一寬40cm的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向。一邊長為20cm的正方形導(dǎo)線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場邊界的恒定速度v=20cm/s通過磁場區(qū)域，在運動過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行。取它剛進入磁場的時刻t=0，在圖9—2所示的圖線中，正確反映感應(yīng)電流隨時間變化規(guī)律的是（）第58頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一例.圖中A是一邊長為l的方形線框,電阻為R。今維持線框以恒定的速度沿x軸運動，并穿過圖中所示的勻強磁場B區(qū)域。若以x軸正方向作為力的正方向，線框在圖示位置的時刻作為時間的零點,則磁場對線框的作用力F隨時間t的變化圖線為圖中的圖()。圖1注意題中規(guī)定的力的正方向。第59頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一例.如圖甲所示，一個閉合矩形金屬線圈abcd從一定高度釋放，且在下落過程中線圈平面始終在豎直平面上。在它進入一個有直線邊界的足夠大的勻強磁場的過程中，取線圈dc邊剛進磁場時t＝0，則描述其運動情況的圖線可能是圖乙中的第60頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一例.（2003年廣東卷）在圖1所示區(qū)域（圖中直角坐標(biāo)系Oxy的1、3象限）內(nèi)有勻強磁場，磁感強度方向垂直于圖面向里，大小為B、半徑為l、圓心角為60°的扇形導(dǎo)線框OPQ以角速度ω繞O點在圖面內(nèi)沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，導(dǎo)線框回路電阻為R。（1）求線框中感應(yīng)電流的最大值I0和交變感應(yīng)電流的頻率f。（2）在圖2上畫出線框轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖像（規(guī)定與圖1中線框的位置相應(yīng)的時刻為t＝0）第61頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一交流電第62頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一

〔新〕第五章交變電流1交變電流

2描述交變電流的物理量

3電感和電容對交變電路的影響

4變壓器5電能的輸送

〔原〕第十七章交變電流

一、交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律

二、表征交變電流的物理量

三、電感和電容對交變電流的影響

四、變壓器

五、電能的輸送

六、三相交變電流

一、新舊教材內(nèi)容比較第63頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一二、課程標(biāo)準(zhǔn)和原教學(xué)大綱的對比內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)1.知道交變電流，能用函數(shù)表達式和圖像描述交變電流。2.通過實驗，了解電容器和電感器對交變電流的導(dǎo)通和阻礙作用。3.通過實驗，探究變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系。4.了解從變電站到住宅的輸電過程，知道遠距離輸電使應(yīng)用高電壓的道理.活動建議活動建議1.參觀當(dāng)?shù)氐男⌒碗姀S，了解發(fā)電過程。調(diào)查發(fā)電機的容量、居民用電和工業(yè)用電情況。撰寫調(diào)查報告。2.觀察變電站和高壓輸電線路。交流發(fā)電機及其產(chǎn)生正弦式電流的原理(A)正弦式電流的圖象(A)正弦式電流的最大值和有效值，周期和頻率(B)*電阻、電感和電容在交流電路中的作用理想變壓器(A)電能的輸送(A)內(nèi)容和要求第64頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一三、交流電考綱要求主題內(nèi)容要求交變電流交變電流、交變電流的圖像Ⅰ正弦交變電流的函數(shù)表達式、峰值和有效值Ⅰ理想變壓器Ⅰ遠距離輸電Ⅰ第65頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一1.交流電產(chǎn)生原理Ⅰ刪除2.正弦交流電圖像函數(shù)式峰值有效值Ⅱ→Ⅰ降低3．電感電容對交流電的作用Ⅰ刪除4.理想變壓器Ⅱ→Ⅰ降低與以前考綱要求對比：第66頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一四、高考中地位本章內(nèi)容實際上是電磁感應(yīng)現(xiàn)象研究的繼續(xù)和其規(guī)律的具體應(yīng)用。從交變電流的產(chǎn)生，交變電動勢最大值的計算，到變壓器的工作原理和遠距離輸電都和楞次定律與法拉第電磁感應(yīng)定律有密切的聯(lián)系。因此在學(xué)習(xí)本章時，既要注意本章知識所具有的新特點（如周期性、最大值和有效值等），還要時時注意知識與電磁感應(yīng)規(guī)律的聯(lián)系。近幾年高考對本章內(nèi)容的考察，既有對本章的知識單獨考察，命題頻率較高的考點有交變電流的變化規(guī)律（包括圖像）、有效值、變壓器的電壓比、電流比、遠距離輸電；也有把本章知識和力學(xué)等內(nèi)容相聯(lián)系的綜合考察，特別是帶電粒子在加有交變電壓的平行金屬板間的運動問題，是近幾年高考的一個熱點。第67頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一五、教學(xué)思考第1節(jié)交變電流

這節(jié)內(nèi)容與原來的教材相比幾乎沒有什么變化。可以問題的方式引導(dǎo)學(xué)生用前面學(xué)過的知識，自己得出交變電流的變化規(guī)律。第68頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一第2節(jié)描述交變電流的物理量有效值是難點問題：緊緊抓住熱效應(yīng)。重點掌握正弦交流電的峰值、有效值的關(guān)系。對交流電：不特別說明的都指有效值第69頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一A．該交流電的電壓瞬時值的表達式為u＝100sin(25t)VB．該交流電的頻率為25HzC．該交流電的電壓的有效值為100D．若將該交流電壓加在阻值R＝100Ω的電阻兩端，則電阻消耗的功率時50W1234560100u/Vt/10－2s例.一正弦交流電的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖所示。由圖可知（BD）第70頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一例．(2005年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試（天津卷）理科綜合)將硬導(dǎo)線中間一段折成不封閉的正方形，每邊長為l，它在磁感應(yīng)強度為B、方向如圖的勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n，導(dǎo)線在a、b兩處通過電刷與外電路連接，外電路有額定功率為P的小燈泡并正常發(fā)光，電路中除燈泡外，其余部分的電阻不計，燈泡的電阻應(yīng)為B

Ａ．(2πl(wèi)2nB)2/PＢ．2(πl(wèi)2nB)2/PＣ．(l2nB)2/2PＤ．(l2nB)2/PbaBl第71頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一第4節(jié)變壓器變壓器一節(jié)是本章的重點，這節(jié)與以往不同的是增加了探究性實驗。教學(xué)中要突出通過探究得出結(jié)論。對變壓器的工作原理，要引導(dǎo)學(xué)生在電磁感應(yīng)的基礎(chǔ)上理解什么是互感？為什么原、副線圈之間沒有載流導(dǎo)線的連接，副線圈中還可以輸出電流？使學(xué)生再次體會交流電與直流電的區(qū)別和交流電的優(yōu)點。由于變壓器在實際生活和生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用，因此要盡可能多的聯(lián)系實際，出示實物或掛圖，還可以利用多媒體輔助展示相關(guān)的視頻資料。“科學(xué)漫步”中的互感器，可進一步加強學(xué)生對變壓器的理解。第72頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一變壓器遠距離輸電

1．理想變壓器的理想化條件一般指的是：忽略原．副線圈內(nèi)阻上的分壓，忽略原．副線圈磁通量的差別，忽略變壓器自身的能量損耗．2．理想變壓器的構(gòu)造．作用．原理：⑴構(gòu)造：兩組線圈（原．副線圈）繞在同一個閉合鐵芯上構(gòu)成變壓器．⑵作用：在輸送電能的過程中改變電壓．

⑶原理：利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象（互感）．3．變壓器基本關(guān)系：

⑴變壓器原．副線圈的電壓之比為U1/U2=n1/n2;當(dāng)變壓器有多個副繞組時U1/n1=U2/n2=U3/n3=……⑵理想變壓器的輸入．輸出功率為P入=P出，即P1=P2；當(dāng)變壓器有多個副繞組時P1=P2+P3+……⑶由I=P