《2018-2019高中物理 第2章 電磁感應(yīng)與電磁場 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》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019高中物理 第2章 電磁感應(yīng)與電磁場 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（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(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 脈 絡(luò) 1.了解探究感應(yīng)電動勢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．了解汽車防抱死制動系統(tǒng). [自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知] [知識梳理] 一、電磁感應(yīng)定律的建立 1．探究感應(yīng)電動勢與磁通量變化的關(guān)系 (1)當(dāng)磁通量變化過程所用時間相同時，磁通量變化量越大，感應(yīng)電流就越大，表明感應(yīng)電動勢越大． (2)當(dāng)磁通量變化量相同時，磁通量變化過程所用時間越短，感應(yīng)電流就越大，表明感應(yīng)電動勢越大． (3)感應(yīng)電動勢的大

2、小隨磁通量變化快慢的增大而增大． 2．法拉第電磁感應(yīng)定律 (1)內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過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)，是磁通量的變化率． 二、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(初級線圈)、副線圈(次級線圈)、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：汽車緊急制動時，如果車輪被制動

3、裝置抱死，車輪將出現(xiàn)滑動，方向盤就會失靈，汽車將甩尾側(cè)滑，可能發(fā)生嚴(yán)重的交通事故．為防止這種現(xiàn)象，人們發(fā)明了防抱死制動系統(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輪轉(zhuǎn)速信號，它是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象測量車輪轉(zhuǎn)速的． [基礎(chǔ)自測] 1．思考判斷 (1)決定閉合電路中感應(yīng)電動勢大小的因素是磁通量的變化量．(×) (2)閉合電路中感應(yīng)電動勢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．(×) (4)變壓器也可能改變恒定電壓．(×) (5)變壓器的原理是電磁感應(yīng)定律．(√) (6)實(shí)際變壓器輸入功率一

4、定大于輸出功率．(√) [提示]　(1)決定閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小因素是磁通量的變化率． (3)E與ΔΦ無關(guān)，與成正比． (4)變壓器只能改變交流電的電壓，不能改變恒定電壓． 2．下列關(guān)于電磁感應(yīng)的說法中，正確的是(　　) A．穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動勢越大 B．穿過線圈的磁通量為零，感應(yīng)電動勢一定為零 C．穿過線圈的磁通量的變化量越大，感應(yīng)電動勢越大 D．穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大 D　[越大，表示磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大．] 3．如圖2-2-1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：7108204

5、9】 圖2-2-1 A．0　　　B．2 V　　　C．4 V　　　D．8 V A　[由于原線圈接的是直流電源，所以通過副線圈的磁通量不變，因此副線圈中電壓表讀數(shù)為0，選項(xiàng)A正確．] [合 作 探 究·攻 重 難] 電磁感應(yīng)定律 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，是在某時刻(某位置)穿過閉合回路的磁感線的條數(shù)，當(dāng)磁場與回路平面垂直時，Φ＝BS. (2)ΔΦ是過程量，是表示閉合回路從某一時刻變化到另一時刻的磁通量的增減，即ΔΦ＝Φ2－Φ1.常見磁通量變化方式有：B不變，S變；S不變，B變；B和S都變；回路在磁場中相對位置改變(如轉(zhuǎn)動等

6、)．總之，只要影響磁通量的因素發(fā)生變化，磁通量就會變化． (3)表示磁通量的變化快慢，即單位時間內(nèi)磁通量的變化，又稱磁通量的變化率． (4)Φ、ΔΦ、的大小沒有直接關(guān)系，這一點(diǎn)可與運(yùn)動學(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)．當(dāng)Φ按正弦規(guī)律變化時，Φ最大時，＝0；反之，當(dāng)Φ為零時，最大． 2．電磁感應(yīng)定律 (1)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件 只要穿過某個電路的磁通量發(fā)生變化，就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電路的電源． (2)電磁感應(yīng)定律 感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率成正比，磁通量

7、的變化率是指磁通量變化的快慢．不能理解為感應(yīng)電動勢與磁通量或磁通量的變化量成正比．感應(yīng)電動勢的大小決定于穿過電路的磁通量的變化率，與磁通量Φ、磁通量的變化量ΔΦ的大小沒有直接的聯(lián)系． 　如圖2-2-2甲所示，某線圈一共50匝，若穿過線圈的磁通量隨時間的變化如圖乙所示，則a、b兩點(diǎn)間的電壓是多少？ 甲　　　　　　　　乙 圖2-2-2 思路點(diǎn)撥：①由圖乙可求. ②由E＝n計算電壓． [解析]　求a、b兩點(diǎn)的電壓就是求線圈中的感應(yīng)電動勢， 由圖乙得＝ V＝1 V， 故E＝n＝50 V， 所以a、b兩點(diǎn)間電壓等于50 V. [答案]　50 V (1)E＝n研究整個閉合回路

8、，適用于各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象. (2)E＝n一般應(yīng)用于磁感應(yīng)強(qiáng)度變化所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的計算. [針對訓(xùn)練] 1．(多選)穿過一個10匝線圈的磁通量每秒鐘均勻地減少2 Wb，則該線圈中的感應(yīng)電動勢(　　) A．大小不變 B．隨時間均勻變化 C．減少了20 V D．等于20 V AD　[題中磁通量每秒鐘均勻地減少2 Wb，即＝2 Wb/s，故E＝n＝20 V．] 理想變壓器的規(guī)律及應(yīng)用 1．理想變壓器 不計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集中在鐵芯內(nèi)，穿過原

9、、副線圈的磁通量相同，穿過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)電動勢相同，原、副線圈產(chǎn)生的電動勢和原、副線圈的匝數(shù)成正比．在線圈電阻不計時，線圈兩端電壓等于電動勢．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，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，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率等于輸入功率，P入

10、＝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＝. 　(多選)如圖2-2-3所示為變壓器的示意圖，它被用來升高發(fā)電機(jī)的輸出電壓，下列說法中正確的是(　　) 圖2-2-3 A．圖中M是閉合的鐵芯 B．發(fā)電機(jī)應(yīng)與線圈Ⅰ相連，升高后的電壓由c、d兩端輸出 C．電流以鐵芯為通路從一個線圈流到另一個線圈 D．變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的 AD　[由題知該變壓器為升壓變壓器，所以原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)，故Ⅱ?yàn)檩斎攵思唇影l(fā)電機(jī)，Ⅰ為輸出端，B錯；鐵芯提供閉合的磁路，使電能先轉(zhuǎn)化成磁場能，再在副線圈中轉(zhuǎn)化成電能，所以C錯，故選A、D.] (1)變壓器由

11、原線圈、副線圈和閉合的鐵芯組成. (2)若原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)，則為降壓變壓器；若原線圈匝數(shù)小于副線匝數(shù)，則為升壓變壓器. [針對訓(xùn)練] 2．如圖2-2-4所示為一臺理想變壓器，初、次級線圈的匝數(shù)分別為n1＝400匝，n2＝800匝，連接導(dǎo)線的電阻忽略不計，那么可以確定(　　) 圖2-2-4 ①這是一臺降壓變壓器 ②這是一臺升壓變壓器 ③次級線圈兩端的電壓是初級線圈兩端電壓的2倍 ④次級線圈兩端的電壓是初級線圈兩端電壓的一半 A．①③　　　　 B．①④ C．②③ D．②④ C　[由＝得U2＝2U1，變壓器為升壓變壓器，②③正確．] [當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙

12、基] 1．(多選)如圖2-2-5所示，在勻強(qiáng)磁場中有兩條平行的金屬導(dǎo)軌，磁場方向與導(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)動速度分別是v1、v2，若“井”字形回路中有感應(yīng)電流通過，則可能(　　) 圖2-2-5 A．v1＞v2　　　 B．v1＜v2 C．v1＝v2 D．無法確定 AB　[只要金屬棒ab、cd的運(yùn)動速度不相等，“井”字形回路中的磁通量就發(fā)生變化，閉合回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流．故選項(xiàng)A、B正確．] 2．下圖中，屬于升壓變壓器且能使燈泡發(fā)光的電路是(　　) C　[變壓器不改變直流電壓，A、D錯；升壓變壓

13、器的原線圈比副線圈的匝數(shù)少，B錯，C對．] 3．一個20匝、面積為200 cm2的圓形線圈放在勻強(qiáng)磁場中，磁場的方向與線圈平面垂直，若該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度在0.05 s內(nèi)由0.1 T增加到0.5 T，在此過程中，穿過線圈的磁通量變化量為________，磁通量的平均變化率為______，線圈中感應(yīng)電動勢的大小為________. 【導(dǎo)學(xué)號：71082050】 [解析]　磁通量變化量為ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2S－B1S， ＝0.5×0.02 Wb－0.1×0.02 Wb＝0.008 Wb， ＝ Wb/s＝0.16 Wb/s E＝n＝20×0.16 V＝3.2 V. [答案]　0.008 Wb　0.16 Wb/s　3.2 V 7