电磁感应与交流电

1、【学习目标】1.熟练掌握感应电流方向的判断2.熟练应用感应电动势的分析计算来解决实际电路问题3.能够将本部分知识和动力学以及能量问题相结合4.了解日光灯原理、自感现象5.能够掌握交变电流的产生、描述以及四值问题【重点】1.电磁感应和动力学、能量的结合（综合问题）2.电磁感应图像的问题3.交变电流的最大值、瞬时值、有效值、平均值的理解【难点】电磁感应和动力学、能量的结合（综合问题）典型例题：例1.如图所示，闭合金属导线框水平放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度增加时，则 ( )A线框中的感应电流一定增大B线框中的感应电流可能减小C线框中的感应电流方向从上向下看一定沿顺时针方向D线框中

2、的感应电流方向从上向下看可能沿逆时针方向例2a.水平面上有一固定的U形金属架，框架上置一金属杆ab，如图所示(纸面即水平面)。在垂直纸面方向有一匀强磁场，则 （ ）A.若磁场方向垂直于纸面向外并增加时，杆ab将向右运动。B.若磁场方向垂直于纸面向外并减小时，杆ab将向右运动。C.若磁场方向垂直于纸面向里并增加时，杆ab将向右运动。D.若磁场方向垂直于纸面向里并减小时，杆ab将向右运动。例3.如图所示，abcd是水平放置的矩形闭合金属框，是金属导体，可以沿着框边ad、bc无摩擦地平移滑动，整个框放在竖直向下的匀强磁场中。设磁感强度为B。长为L（m），电阻为R（），ab、cd的电阻都为2R（），a

3、d、bc的电阻不计。当向右以速度为v（m/s）匀速滑动时，求：1） 金属棒产生的感生电动势e2） 金属棒两端的电压U3） 作用在金属棒上的外力F的大小和方向。例4. 如图所示，固定在水平桌面上的金属框架cdef，处于竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦地滑动。此时adeb 构成一个边长为L的正方形，棒的电阻为r，其余部分电阻不计。开始时磁感强度为B。求： 若从t0时刻起，磁感强度均匀增加，每秒的增加量为K，同时棒保持静止，求棒中的感应电流，在图上标出感应电流的方向。 在上述情况中，始终保持棒静止，当tt1s末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？ 若从t0时刻起，磁感强度逐渐减小，

4、当棒以恒定速度V向右匀速移动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感强度应怎样随时间变化（写出B与t的关系式）例5 .如图所示电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感线圈，当S闭合与断开时，A、B的亮度情况是（ ） A.S闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭B.S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭C.S闭合足够长时间后，B发光，而A不发光D.S突然断开时，A、B两灯都要过一段时间才熄灭例6. 如图甲中的a是一个边长为为L的正方向导线框，其电阻为R.线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域b.如果以x轴的正方向作为力的正方向.线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则磁场对线框的作用力F

5、随时间变化的图线应为图乙中的哪个图？ 例7. 如图所示，AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为L=2m，导轨平面与水平面间的夹角为=300。在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感强度为B=0.5T，在导轨的AC端连接一个阻值为R=1的电阻，一根垂直于导轨放置的质量为m=0.1的金属棒ab，从静止开始沿导轨下滑，当金属棒下滑竖直高度为h=3m时，恰好达最大速度。已知ab与导轨间的动摩擦因数为=，导轨与金属棒的电阻都不计。求：1）此过程中金属棒达到的最大速度和产生的电能2) 此过程中通过导体横截面的电量。（要求画出ab棒的受力图。g=10m/s2）例8 一矩

6、形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图14-13所示，下面说法不正确的是（ ）A.t1时刻通过线圈的磁通量为零B.t1时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D.每当电动势e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大例9. 如图所示，理想变压器副线圈通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2，输电开关K断开，当K接通时，以下说法正确的是（ ）A副线圈两端的输出电压减小B通过灯泡L1的电流减小C原线圈中的电流增大D变压器的输入功率增大例10.如图所示，边长为L的正方形线圈abcd的匝数为n，线圈电阻为r，外电

7、路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度为B，现在线圈以OO为轴，以角速度匀速转动，求：闭合电路中电流瞬时值的表达式线圈从图示位置转过90的过程中电阻R上产生的热量通过R的电荷量电阻R上的最大电压例11. 发电机的端电压220V，输出电功率为44kW，输电导线的电阻为0.2，如果用初、次级匝数之比为110的升压变压器升压，经输电线路后，再用初、次级匝数比为101的降压变压器降压供给用户.（1）画出全过程的线路图.（2）求用户得到的电压和功率.（3）若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压.电磁感应、交流电例证题参考答案例1. BC 例2. BD 例5.ACD 例6.B 例8.A 例9. BCD 例10.解 线圈转动时，总有一条边切割磁感线，且ac边和bd边转动的线速度大小相等，当线框平行于磁场时，产生的感应电动势最大，为：由闭合电路欧姆定律可知，当以图示为计时起点时，流过R的电流表达式为： 例11.解：该题是输电线路的分析和计算问题，结合电路结构和输电过程中的电压关系和电流关系可解此题.（1）线路图如图14-18所示：（2）升压变压器次级的输出电压 V升