第三章电磁感应.docx
- 文档编号:2693473
- 上传时间:2023-05-04
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:176.79KB
第三章电磁感应.docx
《第三章电磁感应.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第三章电磁感应.docx(18页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
第三章电磁感应
第三章电磁感应
Ⅰ学习目标
知识和技能
第一节电磁感应现象
1.知道磁通量,会比较“穿过不同闭合电路磁通量”的大小;
2.知道感应电流的产生条件。
第二节法拉第电磁感应定律
1.知道什么是感应电动势;
2.识别什么是磁通量以及磁通量的变化量和磁通量的变化率;
3.认识法拉第电磁感应定律内容及数学表达式,会用该定律分析与解决一些简单的问题。
第三节交变电流
1.了解交变电流是怎样产生的;
2.定性了解交流的变化规律及其图像表示和主要特征物理量;
3.知道交流能通过电容器的原因,了解交流这一特性在电子技术中的应用。
第四节变压器
1.了解变压器的构造,知道变压器为什么能够改变交流的电压;
2.认识变压器原、副线圈的电压与两个线圈匝数的关系。
第五节高压输电
1.了解为什么用高压输电;
2.知道减少远距离输送电能损失的主要途径。
第六节自感现象涡流
1.了解什么是自感现象、自感系数和涡流,了解影响自感系数大小的因素;
2.了解自感现象的利用和危害的防止;
3.初步了解日光灯、电磁炉等家用电器工作的原理。
过程与方法
1.通过电磁感应实验,体会科学探究的过程;
2.通过研究法拉第电磁感应定律的定性实验、探究变压器电压与匝数关系的实验体会猜想、设计实验、验证、控制变量等方法;
3.通过对自感现象的观察,加强对实验的观察、描述能力。
情感、态度和价值观
1.收集资料,了解电磁感应定律的发现过程,知道电磁感应定律,列举电磁感应现象在生活和生产中的应用。
体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。
2.了解这些知识产生的历史背景,以及由此引发的人类思维、生产方式、生活方式的变革,认识科学技术和社会发展的互动关系,体验科学家不畏艰辛、勇于探索和创新的精神。
3.通过了解电磁感应(发电机、交变电流、自感现象、涡流)的利用对促进人类社会进步的作用,进一步体验科学、技术与社会生活之间的密切关系。
Ⅱ学习指导
一、本章知识结构
二、本章重难点分析
第一节电磁感应现象
1.磁通量:
穿过一个闭合回路的磁感线的多少。
例1:
穿过甲线圈的磁通量和穿过乙线圈的磁通量哪个大?
(甲、乙线圈面积相等)。
(答案:
三种情况中,穿过甲线圈的磁通量均大于乙线圈)
2.产生感应电流的条件:
只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生。
例2:
在例1各情境中若把同一线圈从甲位置移至乙位置,则移动过程中线圈中会有感应电流产生么?
(答案:
会产生感应电流,因为在移动过程中,穿过线圈的磁通量都发生了变化)
例3:
如图,让一闭合线圈穿过一有边界的磁场的过程中,会产生感应电流吗?
解答:
进入磁场的过程中(如图①所示为此过程某一状态),和离开磁场的过程中(如图③所示其过程某一状态),线框中均有感应电流产生。
线圈完全淹没在磁场中的过程(如图②所示为此过程某一状态),没有感应电流。
第二节法拉第电磁感应定律
1.法拉第电磁感应定律:
电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
(磁通量的变化率反映了磁通量变化的快慢。
注意区分Ф——磁通量,ΔФ——磁通量的变化,ΔФ/Δt——磁通量变化的快慢)
2.单匝线圈中产生的感应电动势大小:
n匝线圈中产生的感应电动势大小:
3.在闭合回路中只有电阻时,感应电流大小:
产生感应电动势E感的部分相当于电源,R为闭合电路的总电阻。
第三节交变电流
1.交变电流:
大小、方向随时间做周期性变化的电流。
例4:
2.交变电流的产生
交流发电机模型:
线圈绕垂直磁场的轴转动,穿过线圈的磁通量不断改变,线圈中产生感应电动势,并在闭合回路中产生感应电流。
3.正弦式交变电流的规律
u=Umsinωti=Imsinωt
4.交变电流的有效值
(1)有效值的定义:
交流的有效值,是根据电流的热效应定义的。
把交流和直流分别通过相同的电阻,如果在相等的时间里它们产生的热量相等,我们就把这个直流电压、电流的数值称作交流电压、电流的有效值。
(2)正弦式交变电流的有效值:
5.变压器电压与匝数的关系:
理想变压器:
(原线圈)电能磁场能→(副线圈)→电能(用电器)其他形式能
(1)原、副线圈两端的电压与原、副线圈的匝数成正比
;
(2)原线圈的输入电功率与副线圈的输出电功率相等,随输出电功率变化而变化。
6.高压输电
(1)远距离输电时,由于导线电阻生热,会造成电能损失,损失功率P热=I2R。
(2)远距离输电时,减少输电线路电能损失的途径:
减小输电线电阻,减小输电电流。
(3)在输电功率和输电导线电阻一定的情况下,
,通过高压输电减小输电电流,以减小损失。
例5:
输送1.0×105W的电功率,用1.0×103V的电压送电,输电导线的电阻共计1.0Ω,输电导线中的电流是________A,输电导线上因发热损失的电功率是________W;若改用1.0×104V的高压输送相同的功率,则输电导线中的电流是________A,输电导线上因发热损失的电功率是________W。
答案:
1.0×102;1.0×104;10;1.0×102。
第六节自感现象涡流
1.自感现象:
线圈中电流的变化引起的磁通量变化,会在它自身激发感应电动势,这个电动势叫做自感电动势,这种现象叫做自感现象。
自感的作用是阻碍电流的变化。
电感的自感系数:
线圈越大,匝数越多,自感系数越大;线圈加上铁芯比没有铁芯自感系数大。
主要应用:
电感器(日光灯中电子镇流器的原件之一、交流电路中电感器对交变电流起阻碍作用)
2.涡流:
只要空间有变化的磁通量,其中的导体就会产生感应电流,这种感应电流叫做涡流。
主要应用:
电磁炉、安检
第一节电磁感应现象
1.首先揭示电和磁之间存在相互联系的科学家是________;发现电磁感应现象的科学家是________。
2.面积是S的矩形导线框,放在一磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与线框所在平面垂直,则穿过导线框所围面积的磁通量为
A.
B.BS
C.
D.B
3.如图所示,线圈abcd与通电直导线AB置于同一平面内,现将线圈向右平移至虚线所示的位置,在此过程中,穿过线圈的磁通量大小
A.先增大后减小B.先减小后增大
C.逐渐增大D.逐渐减小
4.不论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做________。
5.关于产生感应电流的条件,下述说法正确的是()
A.位于磁场中的闭合线圈,一定能产生感应电流
B.闭合线圈和磁场发生相对运动,一定能产生感应电流
C.闭合线圈作切割磁感线运动,一定能产生感应电流
D.穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化,一定能产生感应电流
6.如图所示,在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中,有一个矩形线圈abcd,线圈平面与磁场垂直,O1O2和O3O4都是线圈的对称轴,应使线圈怎样运动才能使其中产生感生电流()
A.向左或向右平动B.向上或向下平动
C.垂直纸面向里或向外平动D.绕O1O2或O3O4转动
7.在图中,线圈M与线圈P绕在同一铁芯上,则()
A.当合上开关S的一瞬间,线圈P里没有感应电流
B.当合上开关S的一瞬间,线圈P里有感应电流
C.当断开开关S的一瞬间,线圈P里没有感应电流
D.当断开开关S的一瞬间,线圈P里有感应电流
8.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计(如指针发生偏转,即说明有感应电流产生)及开关如图连接,进行研究感应电流产生条件的实验。
关于实验现象以下说法正确的是()
A.闭合开关的瞬间,在B线圈所在回路内有感应电流产生
B.闭合开关以后,在B线圈所在回路内有持续的感应电流
C.滑动变阻器的滑动端在滑动过程中,电流计指针静止在中央不动
D.在断开开关时,电流计指针静止在中央不动
第二节法拉第电磁感应定律
1.闭合电路中由于磁通量的变化,电路中产生了感应电流,也就是产生了________。
产生感应电动势的那部分电路相当于________,电路中的感应电动势与________成正比。
这就是法拉第电磁感应定律。
2.关于感应电动势的大小,下列说法中正确的是()
A.跟穿过闭合电路的磁通量的大小有关系
B.跟穿过闭合电路的磁通量的变化大小有关系
C.跟穿过闭合电路的磁通量的变化快慢有关系
D.跟电路的电阻大小有关系
3.如图所示,导体AB是金属线框的一个可动边,在磁场中以速度v向右匀速移动,关于AB边上产生的感应电动势E的大小,说法正确的是()
A.v越大,E越大
B.v越小,E越大
C.E的大小与v无关
D.AB边上根本不会产生感应电动势
4.如图,虚线所示的范围内有一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,矩形线框abcd沿水平方向并自左向右匀速通过磁场。
当线框通过图中①、②、③位置时,线框内的感应电流分别为i1、i2、i3,则()
A.i1>i3i2=0B.i1<i3i2=0
C.i1=i3<i2D.i1=i3i2=0
5.如图所示。
一个线圈有100匝,线圈和电阻器R组成的闭合回路电阻共为2Ω。
有一个匀强磁场穿过线圈,磁通量为0.08Wb。
4s末穿过线圈的磁场随时间均匀减小到零。
在此4s内,磁通量变化率为________,线圈中感应电动势大小为________,感应电流大小为________。
6.有一个1000匝的线圈,在0.4s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb,求线圈中的感应电动势。
如果线圈的电阻是10Ω,把它跟一个电阻是990Ω的电热器串联组成闭合电路时,通过电热器的电流是多大?
第三节交变电流
1.交流的有效值是根据________来规定的,对于正弦交流,它的有效值是其峰值的________倍。
若把电容器接在交流电路中,则它能起到隔直流和________________作用。
2.频率为50Hz的正弦电流,对人体的安全电压有效值不能超过36V,这个交流电压的周期是________s,峰值是________V。
3.有一台使用交流的电冰箱上标有额定电压为“220V”的字样,这“220V”是指()
A.交流电压的瞬时值B.交流电压的有效值
C.交流电压的平均值D.交流电压的最大值
4.以下用电器中,工作时使用交变电流的是()
A.电动自行车B.电磁炉
C.手机D.电视机
5.浴室取暖器也就是我们常说的“浴霸”,是给浴室加热的电器,它是由几盏特殊的灯泡完成加热工作的。
下面是一台浴室取暖器的说明书,上面附有电路原理图,它有两个相同的加热灯泡。
××牌多功能取暖器
型号FG5.5D
防触电保护类别Ⅰ
额定功率550W
防水等级IPX2
电源220V~50Hz
出厂编号No.630033737GW
执行标准GB4706.1—1998
GB4706.23——2003
××科技电器有限公司
根据这个说明书可以知道,这台取暖器所加交流的表达式应为e=________sin100πt,这台取暖器的两盏灯都打开时,消耗的电功率是________W;当只打开一盏灯时,通过取暖器的工作电流是________A。
6.如图所示交变电流,其电流的最大值是________A,电流的有效值是________A;此交变电流的周期是________s,频率是________Hz;若使此电流通过阻值为1Ω的电阻,则一个周期内在该电阻上产生的热量是________J。
第四节变压器
1.如图关于变压器的原理,下面的说法正确的是()
A.原线圈上加交变电压后可以在副线圈中产生交变电流
B.铁芯中有交变磁场
C.原线圈上加恒定电压后可以在副线圈中产生恒定电流
D.副线圈相当于负载R的电源
2.一台理想变压器,原线圈与副线圈的匝数分别为1100和180。
现将变压器原线圈接在交流电源上,设输入电压为U1,输出电压为U2,那么()
A.若U1=220V,则U2=36V
B.若U1=220V,则U2=18V
C.若U1=110V,则U2=36V
D.若U1=110V,则U2=18V
3.右图为一台理想变压器,初、次级线圈的匝数分别为n1=400匝,n2=800匝。
连接导线的电阻忽略不计,那么可以确定()
A.它的输入功率等于它的输出功率
B.它的输出功率可以大于它的输入功率
C.原副线圈两端的电压与它们的匝数成正比
D.这是一台升压变压器
*4.一台理想变压器的原线圈有1320匝,副线圈有36匝。
原线圈与220V的交变电压相接,计算副线圈两端输出的电压。
若副线圈接有电阻是3Ω负载,求副线圈的输出功率。
*5.一台给低压照明电路供电的变压器,初级所加交流电压为u=311sin314tV。
能够使次级获得有效值为36V的安全电压,它的初、次级线圈匝数之比应为________。
当次级电路使五盏“36V40W”的灯泡正常发光时,它的初级电流的有效值是________A。
(该变压器可视为理想变压器)
第五节高压输电
1.远距离输电都采用高压输电,其优点是()
A.可增大输电电流B.可增大输电线上的电功率
C.可增大输电功率D.可减少输电线上的能量损失
2.关于远距离输电,说法正确的是()
A.为了减小输电过程的能量损失,应无限提高输电电压
B.为了减小输电过程的能量损失,输电线越细越好
C.利用电网供电可以调整不同地区电力供需的平衡
D.利用电网供电可以减少发电设施的重复建设
3.某电厂原采用电压U1输电,后改用U2=20U1的电压输电,不考虑其他的变化,则()
A.输电电流变为原来的1/20
B.输电电流变为原来的1/400
C.输电线上电能的损失降为原来的1/40
D.输电线上电能的损失降为原来的1/400
第六节自感现象涡流
1.由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫________现象。
电路中自感的作用是________________________________。
2.关于自感系数,下列说法错误的是()
A.其他条件相同,线圈越短自感系数就越大
B.其他条件相同,线圈匝数越多自感系数就越大
C.其他条件相同,线圈横截面越小自感系数就越大D.其他条件相同,有铁芯的线圈比没有铁芯的线圈自感系数大
3.如图所示的电路中,A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L的电阻可以忽略,下列说法正确的是()
A.合上开关K接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后一样亮
B.合上开关K接通电路时,A1和A2始终一样亮
C.断开开关K切断电路时,A2立刻熄灭,A1过一会才熄灭
D.断开开关K切断电路时,A1立刻熄灭,A2过一会才熄灭
4.以下各项应用中,与自感有关的是()
A.日光灯的镇流器
B.切断高压电源时,用特制的安全开关,防止产生电弧,保障安全
C.在显像管中,电子通过磁场时发生偏转
D.在高层建筑物上安装避雷针
5.关于涡流以下说法正确的是()
A.只要空间有磁场,放在其中的导体中就会产生涡流
B.变压器的铁芯用硅钢片叠合而成,是为了减小涡流的影响
C.常用于飞机场、火车站安检、扫雷、探矿等工作的金属探测器是利用涡流工作的
D.电磁炉可以对符合要求的不锈钢锅、铁锅进行加热;它是利用电磁感应产生的涡流工作的,因此可以不接电源使用
6.以下哪些做法不符合安全用电的原则()
A.电器金属外壳接地
B.同一接线板上同时使用几个大功率的用电器
C.拔出插座时,用手握住插头,不拉扯电线
D.用铜丝代替保险丝
本章测试
1.如图所示,把一个单匝矩形线圈放在匀强磁场中,当线圈平面与磁场方向平行时,穿过线圈的磁通量________;当线圈绕OO′轴转动到线圈平面与磁场方向垂直时,穿过线圈的磁通量________。
(填“最大”或“最小”)
2.如图所示在较宽大的匀强磁场中,可使线圈中产生感应电流的是()
A.线圈向右平移
B.线圈向左平移
C.线圈垂直纸面向外平移
D.线圈绕OO′转动
3.关于电磁感应现象的有关说法,正确的是()
A.只要穿过闭合电路中的磁通量不为零,闭合电路中就一定有感应电流产生
B.穿过闭合电路中的磁通量减少,则电路中感应电流就减小
C.穿过闭合电路中的磁通量越大,闭合电路中的感应电流越大
D.穿过闭合电路中的磁通量变化越快,闭合电路中感应电动势越大
4.如图所示,线圈abcd与通电直导线AB置于同一平面内,可以使线圈中产生感应电流的措施是()
A.使AB中的电流增大
B.在AB中通正弦式交变电流
C.使线圈abcd向右平移
D.使线圈abcd以导线AB为轴转动
5.有一个200匝的线圈,在0.5s内穿过它的磁通量从0.02Wb增加到0.12Wb,线圈中的感应电动势为()
A.0.2VB.20VC.0.4VD.40V
6.有一正弦交流,它的电流瞬时值的表达式为i=10
sin314tA。
那么它的电流有效值是()
A.10AB.
AC.314AD.50A
7.一白炽灯泡上标“220V40W”,那么为了使它正常发光,所使用的正弦交流是()
A.电压最大值为220V,电流最大值约为0.18A
B.电压最大值为311V,电流最大值约为0.26A
C.电压有效值为220V,电流有效值约为0.26A
D.电压有效值为311V,电流有效值约为0.18A
8.如图所示,一台理想变压器的原副线圈的匝数比为n1∶n2=40∶1。
在副线圈两端接有“6V40W”的电灯泡。
若灯泡恰能正常发光,则()
A.变压器输入电压的有效值为240V
B.变压器输入电压的最大值为240V
C.变压器输入功率为40W
D.变压器输入功率大于40W
9.远距离输电中,发电厂输送的电功率相同,如果分别采用输电电压为U1=110kV输电和输电电压为U2=330kV输电。
则两种情况中,输电线上通过的电流之比I1∶I2等于()
A.1∶1B.3∶1C.1∶3D.9∶1
10.关于自感现象,下列说法不正确的是()
A.自感现象是线圈自身的电流发生变化而引起的电磁感应现象
B.自感电动势总是阻碍原电流的变化
C.电感器对交变电流的阻碍作用是由于交变电流使线圈中产生了自感电动势
D.日光灯的电子镇流器中利用了自感现象的是电容器
参考答案
第三章电磁感应
第一节电磁感应现象
1.奥斯特法拉第2.B3.D4.电磁感应
5.D6.D
7.BD8.A
第二节法拉第电磁感应定律
1.感应电动势电源穿过这一电路的磁通量的变化率
2.C
3.A4.D
5.0.02Wb/s2V1A
6.200V0.2A
第三节交变电流
1.热效应,
倍通交流
2.0.02513.B4.BD
5.3115501.256.10
102×10-2502
第四节变压器
1.ABD2.AD3.ACD
*4.6V12W
*5.55∶90.91
第五节高压输电
1.D2.CD3.AD
第六节自感现象涡流
1.自感阻碍电流的变化
2.AC3.A4.AB5.BC6.BD
本章测试
1.最小最大2.D3.D4.ABC5.D6.A7.B
8.AC9.B10.D
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第三章 电磁感应 第三