新教材2024年秋高中物理第3章交變電流主題提升課2電磁感應(yīng)及其應(yīng)用教師用書含答案新人教版選擇性必修第二冊(cè)

主題提升課2電磁感應(yīng)及其應(yīng)用主題一感應(yīng)電流的產(chǎn)生探究影響感應(yīng)電流方向的因素，理解楞次定律?！镜淅?】如圖所示，兩條相互平行的導(dǎo)線M、N中通有大小相等、方向相同的電流，導(dǎo)線框abcd和兩條導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，線框沿著與兩導(dǎo)線垂直的方向自右向左在兩導(dǎo)線間勻速移動(dòng)，則在移動(dòng)過程中，線框中的感應(yīng)電流的方向?yàn)?)A．先順時(shí)針后逆時(shí)針 B．先逆時(shí)針后順時(shí)針C．始終是逆時(shí)針 D．始終是順時(shí)針C[M、N之間的磁場(chǎng)是兩導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)的疊加，可以以M、N兩導(dǎo)線之間的中心線OO′為界，如圖在OO′右邊合磁場(chǎng)的方向垂直于紙面對(duì)外，在OO′左邊合磁場(chǎng)的方向垂直于紙面對(duì)里。線框從右向左移動(dòng)到關(guān)于OO′對(duì)稱的位置以前，垂直于紙面對(duì)外穿過線框的磁通量減??；移動(dòng)到關(guān)于OO′對(duì)稱的位置時(shí)磁通量為零；越過關(guān)于OO′對(duì)稱的位置向左移動(dòng)時(shí)，垂直于紙面對(duì)里穿過線框的磁通量增大。由楞次定律可以推斷，感應(yīng)電流的方向始終為逆時(shí)針，故C正確。]主題二電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其應(yīng)用通過試驗(yàn)，理解法拉第電磁感應(yīng)定律，了解自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象，能舉例說明在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用?！镜淅?】(多選)如圖甲所示，面積S＝0.6m2的導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t改變的關(guān)系如圖乙所示(B向里為正方向)，以下說法正確的是()A．第1s內(nèi)，導(dǎo)線框中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流B．第2s內(nèi)，導(dǎo)線框中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流C．第1s內(nèi)，導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為1.2VD．第2s內(nèi)，導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為0.6VAC[起先磁場(chǎng)垂直于紙面對(duì)里，由題圖乙所示可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，磁通量減小，由楞次定律可知，感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向，故A正確；第2s內(nèi)，磁場(chǎng)垂直于紙面對(duì)外，由題圖乙所示可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，磁通量增大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向，故B錯(cuò)誤；由題意及題圖中信息可得，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝ΔΦΔ【典例3】電磁爐熱效率高達(dá)90%，爐面無明火，無煙無廢氣，“火力”強(qiáng)勁，平安牢靠。如圖是描述電磁爐工作原理的示意圖，下列說法正確的是()A．當(dāng)恒定電流通過線圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)，恒定磁場(chǎng)越強(qiáng)，電磁爐加熱效果越好B．電磁爐通電線圈加溝通電后，在鍋體產(chǎn)生渦流，進(jìn)而發(fā)熱工作C．在鍋和電磁爐中間放一紙板，則電磁爐不能起到加熱作用D．電磁爐的鍋不能用陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋，主要緣由是這些材料的導(dǎo)熱性能較差B[鍋體中的渦流是由改變的磁場(chǎng)引起的，故所加電流必需是溝通，不能是直流，A錯(cuò)誤；依據(jù)電磁爐的工作原理可知，電磁爐通電線圈加溝通電后，在鍋體產(chǎn)生渦流，進(jìn)而發(fā)熱工作，B正確；在鍋和電磁爐中間放一紙板，電磁爐仍能起到加熱作用，C錯(cuò)誤；電磁爐工作時(shí)金屬鍋體自身產(chǎn)生渦流而干脆發(fā)熱，陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋屬于絕緣材料，鍋體不會(huì)產(chǎn)生渦流，D錯(cuò)誤。]主題三交變電流通過試驗(yàn)，相識(shí)交變電流。能用公式和圖像描述正弦交變電流?！镜淅?】一電阻R接到如圖甲所示的正弦溝通電源上，兩端電壓的有效值為U1，消耗的電功率為P1；若該電阻接到如圖乙所示的方波溝通電源上，兩端電壓的有效值為U2，消耗的電功率為P2。若甲、乙兩圖中的U0、T所表示的電壓值、周期值是相同的，則下列說法正確的是()A．U1＝12U0 B．U2＝2UC．P1＝U022R D．P1∶C[電阻接到正弦溝通電源上，兩端電壓的有效值為U1＝2U02，功率P1＝U12R＝U022R，故A錯(cuò)誤，C正確；電阻接到方波溝通電源上，設(shè)兩端電壓的有效值為U2，則有2U02R·T2+U主題四變壓器通過試驗(yàn)，探究并了解變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系。知道遠(yuǎn)距離輸電時(shí)通常采納高壓輸電的緣由。【典例5】(多選)(2024·廣東茂名高二期末)如圖所示的元件為可將220V降為11V的變壓器，該變壓器可視為志向變壓器，有a、b、c、d四個(gè)引線，b、c引線明顯比a、d引線粗。已知引線越粗能承載的電流越大，則下列說法正確的是()A．a(chǎn)、d端應(yīng)接入220V交變電流B．該變壓器可以用于直流電變壓C．a(chǎn)、d端和b、c端線圈的匝數(shù)比為1∶20D．a(chǎn)、d端和b、c端電流大小之比為1∶20AD[依據(jù)輸入功率和輸出功率相等，依據(jù)P＝UI，接220V的線圈電流小，接11V的線圈電流大，b、c引線明顯比a、d引線粗，已知引線越粗能承載的電流越大，b、c引線能承載的電流大，接11V的線圈，所以a、d端應(yīng)接入220V交變電流，A正確；變壓器工作原理是互感現(xiàn)象，不行以用于直流電變壓，B錯(cuò)誤；a、d端和b、c端線圈的匝數(shù)比n1n2＝U1U2＝22011＝201，C錯(cuò)誤；依據(jù)I1U1＝I【典例6】某發(fā)電站的輸出功率為1×104kW，輸出電壓為4kV，通過志向變壓器升壓后向80km遠(yuǎn)處供電。已知輸電導(dǎo)線的電阻率ρ＝2.4×10-8Ω·m，導(dǎo)線橫截面積S＝1.5×10-4m2，輸電線路損失的功率為變壓器輸出功率的4%。求：(1)升壓變壓器的輸出電壓；(2)輸電線路上的電壓損失。[解析](1)輸電線路的電阻R＝2ρlS設(shè)發(fā)電站的輸出功率為P1，變壓器的輸出功率為P2，輸電電流為I2，升壓變壓器的輸出電壓為U2，則P損＝P1×4%＝400kW ②P損＝I22P1＝P2 ④P2＝I2U2 ⑤由①②③④⑤得升壓變壓器的輸出電壓U2＝80kV。(2)輸電線路上的電壓損失U損＝I2R＝3200V。[答案](1)80kV(2)3200V主題五發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)了解發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)工作過程中的能量轉(zhuǎn)化，相識(shí)電磁學(xué)在人類生活和社會(huì)發(fā)展中的作用?！镜淅?】位于磁場(chǎng)中的甲、乙兩個(gè)矩形金屬線框可繞各自的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，兩根導(dǎo)線將兩個(gè)線框按如圖所示方式連接。現(xiàn)用外力使甲線框沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。某時(shí)刻甲、乙線框恰處于如圖所示的位置。設(shè)此時(shí)乙線框的ab邊受到的安培力為F，則()A．F向上，乙線框表示電動(dòng)機(jī)的工作原理B．F向上，乙線框表示發(fā)電機(jī)的工作原理C．F向下，乙線框表示電動(dòng)機(jī)的工作原理D．F向下