《2018版高中物理 第2章 電磁感應(yīng)與電磁場(chǎng) 第2節(jié) 電磁感應(yīng)定律的建立 第3節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用學(xué)案 粵教版選修1-1》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2018版高中物理 第2章 電磁感應(yīng)與電磁場(chǎng) 第2節(jié) 電磁感應(yīng)定律的建立 第3節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用學(xué)案 粵教版選修1-1(6頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
第二節(jié) 電磁感應(yīng)定律的建立
第三節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用
學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)
知 識(shí) 脈 絡(luò)
1.了解探究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與磁通量變化的關(guān)系.
2.知道法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容.(重點(diǎn))
3.知道理想變壓器的原理.(重點(diǎn)、難點(diǎn))
4.了解汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng).
電 磁 感 應(yīng) 定 律 的 建 立
1.探究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量變化的關(guān)系
(1)當(dāng)磁通量變化過(guò)程所用時(shí)間相同時(shí),磁通量變化量越大,感應(yīng)電流就越大,表明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大.
(2)當(dāng)磁通量變化量相同時(shí),磁通量變化過(guò)程所用時(shí)間越短,感應(yīng)電流就越大,表明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大.
(3)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小隨磁通量變化快慢
2、的增大而增大.
2.法拉第電磁感應(yīng)定律
(1)內(nèi)容: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.
(2)表達(dá)式:E=n,其中n是線圈匝數(shù),是磁通量變化率.
1.決定閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素是磁通量的變化量.(×)
2.閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小由磁通量的變化率決定.(√)
3.由E=n可知,E與ΔΦ成正比.(×)
磁通量變化大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定大嗎?
【提示】 不一定.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與磁通量變化率有關(guān),而與磁通量變化量無(wú)直接關(guān)系.
1.如何區(qū)分磁通量Φ,磁通量的變化量ΔΦ,磁通量的變化率
(1)Φ是狀態(tài)量,是在某時(shí)刻(某位置)穿過(guò)閉合回路的
3、磁感線的條數(shù),當(dāng)磁場(chǎng)與回路平面垂直時(shí),Φ=BS.
(2)ΔΦ是過(guò)程量,是表示閉合回路從某一時(shí)刻變化到另一時(shí)刻的磁通量的增減,即ΔΦ=Φ2-Φ1.常見(jiàn)磁通量變化方式有:B不變,S變;S不變,B變;B和S都變;回路在磁場(chǎng)中相對(duì)位置改變(如轉(zhuǎn)動(dòng)等).總之,只要影響磁通量的因素發(fā)生變化,磁通量就會(huì)變化.
(3)表示磁通量的變化快慢,即單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化,又稱為磁通量的變化率.
(4)Φ、ΔΦ、的大小沒(méi)有直接關(guān)系,這一點(diǎn)可與運(yùn)動(dòng)學(xué)中v、Δv、三者類比.值得指出的是:Φ很大,可能很小;Φ很小,可能很大;Φ=0,可能不為零(如線圈平面轉(zhuǎn)到與磁感線平行時(shí)).當(dāng)Φ按正弦規(guī)律變化時(shí),Φ最大時(shí),=0,反之
4、,當(dāng)Φ為零時(shí),最大.
2.電磁感應(yīng)定律
(1)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件
只要穿過(guò)某個(gè)電路的磁通量發(fā)生變化,就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)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)于電路的電源.
(2)電磁感應(yīng)定律
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比,磁通量的變化率是指磁通量變化的快慢.不能理解為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量或磁通量的變化量成正比.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小決定于穿過(guò)電路的磁通量的變化率,與磁通量Φ、磁通量的變化量ΔΦ的大小沒(méi)有直接的聯(lián)系.
1.下列關(guān)于電磁感應(yīng)的說(shuō)法中,正確的是( )
A.穿過(guò)線圈的磁通量越大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大
B.穿過(guò)線圈的磁通量為零,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定為零
C.穿過(guò)線圈的磁通量的變
5、化量越大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大
D.穿過(guò)線圈的磁通量變化越快,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大
【解析】 越大,表示磁通量變化越快,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大.
【答案】 D
2.(多選)如圖2-2-1所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩條平行的金屬導(dǎo)軌,磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直.導(dǎo)軌上有兩條可沿導(dǎo)軌自由移動(dòng)的金屬棒ab、cd,與導(dǎo)軌接觸良好.這兩條金屬棒ab、cd的運(yùn)動(dòng)速度分別是v1、v2,若“井”字形回路中有感應(yīng)電流通過(guò),則可能( )
【導(dǎo)學(xué)號(hào):75392064】
圖2-2-1
A.v1>v2 B.v1<v2
C.v1=v2 D.無(wú)法確定
【解析】 只要金屬棒ab、cd的運(yùn)動(dòng)速度不相等,“井”字形
6、回路中的磁通量就發(fā)生變化,閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.故選項(xiàng)A、B正確.
【答案】 AB
3.如圖2-2-2所示,閉合開(kāi)關(guān)S,將條形磁鐵插入閉合線圈,第一次用0.2 s,第二次用0.4 s,并且兩次的起始和終止位置相同,則 ( )
圖2-2-2
A.第一次磁通量變化較大
B.第一次?的最大偏角較大
C.若斷開(kāi)S,?均不偏轉(zhuǎn),故均無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
D.以上說(shuō)法都不對(duì)
【解析】 由于兩次條形磁鐵插入線圈的起始和終止位置相同,因此磁通量的變化量ΔΦ=Φ2-Φ1相同,故A錯(cuò)誤.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,第一次磁通量變化較快,所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)較大;而閉合電路電阻相同,所以感應(yīng)電流也較大
7、,故B正確.若S斷開(kāi),雖然電路不閉合,沒(méi)有感應(yīng)電流,但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)仍存在,所以C錯(cuò)誤.
【答案】 B
電 磁 感 應(yīng) 現(xiàn) 象 的 應(yīng) 用
1.變壓器
(1)作用:變壓器是把交流電的電壓升高或者降低的裝置.
(2)構(gòu)造:原線圈(初級(jí)線圈)、副線圈(次級(jí)線圈)、閉合鐵芯.
2.變壓器原理
(1)原理:利用電磁感應(yīng)原理來(lái)改變交流電的電壓.
(2)公式:=,U1、U2分別是原、副線圈兩端的電壓,n1、n2分別是原、副線圈的匝數(shù).
3.ABS系統(tǒng)
(1)ABS系統(tǒng)的作用:汽車(chē)緊急制動(dòng)時(shí),如果車(chē)輪被制動(dòng)裝置抱死,車(chē)輪將出現(xiàn)滑動(dòng),方向盤(pán)就會(huì)失靈,汽車(chē)將甩尾側(cè)滑,可能發(fā)生嚴(yán)重的交
8、通事故.為防止這種現(xiàn)象,人們發(fā)明了防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS).
(2)ABS系統(tǒng)的組成:由輪速傳感器、電子控制模塊和電磁閥組成.輪速傳感器的作用是采集車(chē)輪轉(zhuǎn)速信號(hào),它是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象測(cè)量車(chē)輪轉(zhuǎn)速的.
1.變壓器也可能改變恒定電壓.(×)
2.變壓器的原理是電磁感應(yīng)定律.(√)
3.實(shí)際變壓器輸入功率一定大于輸出功率.(√)
升壓變壓器的原、副線圈有何特點(diǎn)?
【提示】 升壓變壓器的副線圈匝數(shù)比原線圈匝數(shù)多.
1.理想變壓器
不計(jì)變壓器線圈的熱損失和鐵芯發(fā)熱損失的能量,變壓器副線圈提供給用電器的電功率等于發(fā)電機(jī)提供給原線圈的電功率.
2.特點(diǎn)
理想變壓器的磁通量全部
9、集中在鐵芯內(nèi),穿過(guò)原、副線圈的磁通量相同,穿過(guò)每匝線圈的磁通量的變化率也相同,因此每匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相同,原、副線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)和原、副線圈的匝數(shù)成正比.在線圈電阻不計(jì)時(shí),線圈兩端電壓等于電動(dòng)勢(shì).所以變壓器原、副線圈的兩端電壓與匝數(shù)成正比.
3.升壓變壓器和降壓變壓器
由變壓器公式=知,當(dāng)變壓器原線圈匝數(shù)少,副線圈匝數(shù)多時(shí),副線圈兩端電壓高于原線圈兩端電壓,則變壓器為升壓變壓器;當(dāng)變壓器原線圈匝數(shù)多,副線圈匝數(shù)少時(shí),副線圈兩端電壓低于原線圈兩端電壓,則變壓器為降壓變壓器.
4.規(guī)律
(1)理想變壓器中,原、副線圈兩端的電壓之比等于它們的匝數(shù)之比,即=.
(2)理想變壓器的輸出功
10、率等于輸入功率,P入=P出,即U1I1=U2I2.因此,原、副線圈中的電流之比等于匝數(shù)的反比,即=.
4.如圖2-2-2所示,變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶2,則副線圈中電壓表讀數(shù)為( )
【導(dǎo)學(xué)號(hào):75392065】
圖2-2-2
A.0 B.2 V C.4 V D.8 V
【解析】 由于原線圈接的是直流電源,所以通過(guò)副線圈的磁場(chǎng)不變,因此副線圈中電壓表讀數(shù)為0,選項(xiàng)A正確.
【答案】 A
5.如圖2-2-3所示為一臺(tái)理想變壓器,初、次級(jí)線圈的匝數(shù)分別為n1=400匝,n2=800匝,連接導(dǎo)線的電阻忽略不計(jì),那么可以確定( )
【導(dǎo)學(xué)號(hào):7539206
11、6】
圖2-2-3
①這是一臺(tái)降壓變壓器
②這是一臺(tái)升壓變壓器
③次級(jí)線圈兩端的電壓是初級(jí)線圈兩端電壓的2倍
④次級(jí)線圈兩端的電壓是初級(jí)線圈兩端電壓的一半
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【解析】 由=得U2=2U1,變壓器為升壓變壓器,②③正確.
【答案】 C
6.一理想變壓器,其原線圈為2 200匝,副線圈為440匝,并接一個(gè)100 Ω的負(fù)載電阻,如圖2-2-4所示.
圖2-2-4
(1)當(dāng)原線圈接在44 V直流電源上時(shí),電壓表示數(shù)為_(kāi)_______V,電流表示數(shù)為_(kāi)_______A.
(2)當(dāng)原線圈接在220 V交流電源上時(shí),電壓表示數(shù)為_(kāi)_______V,電流表示數(shù)為_(kāi)_______A.此時(shí)輸入功率為_(kāi)_______W.
【解析】 (1)原線圈接在直流電源上時(shí),由于原線圈中的電流恒定,所以穿過(guò)原、副線圈的磁通量不發(fā)生變化,副線圈兩端不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),故電壓表示數(shù)為零,電流表示數(shù)也為零.
(2)由=得
U2=U1=220× V=44 V(電壓表讀數(shù))
I2== A=0.44 A(電流表讀數(shù))
P入=P出=I2U2=0.44×44 W=19.36 W.
【答案】 (1)0 0 (2)44 0.44 19.36
變壓器只能改變交變電源的電壓和電流,不能改變直流電源的電壓和電流.
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