2018-2019版高中物理第三章电磁感应章末整合学案新人教版选修1-1

1、电磁感应弋第三章电磁感应章末整合产生感应电流的条件；穿过闭合电路的磁通量发生变化 电磁感应现象感应电流的大小;在闭合电路中用闭合电路欧媳定律X 岀感应电动势的大小：E-)i .A交流发电机的组成:转子和定子磁体和线圈1表达式:J Jr)sinmt.,mt., v.v. VJj-.sin rii/ 有效值：:Tp2如 A 707 心一 gp 如 A 707 Uri42罷三弦交流电的变化规律周期和频率汀一专.交流电路中的电容：隔直流，通交流变压器的结构闭合铁芯、原线圈、副线圈 变压器的原理：电磁感应现象.功率关系：几 b 収高压输电；由竜一克提高电压可以减小电流，滅小电能的损尖 自感现象和涡流廿类

2、突破 I整合释讎点拨一、电磁感应现象及其应用1.判断有无感应电流的方法分析是否产生感应电流，关键就是要分析穿过闭合线圈的磁通量是否变化，而分析磁通量是否有变化，关键要知道磁感线是如何分布的所以在做这类题时应注意：(1) 熟记条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管内外磁感线分布情况是解决问题的基础(2) 学会找特殊位置并分析其变化.2. 感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率*尘，而与 的大小、的大小t3没有必然的联系，与电路的电阻R也无关.(1) 当回路有n匝线圈时，感应电动势的表达式应为E=门頁.(2) 公式E=n一般用来计算 t时间内的平均感应电动势t【例 1】如图 3

3、- 1 所示，在垂直于纸面范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形线圈abed，线 圈平面与磁场垂直，0Q和QQ都是线圈的对称轴，应使线圈怎样运动才能使其中产生感应电流()图 3- 1B.向右平动D.向上或向下平动解析 只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就会产生感应电流当线圈向左、向右、向上、向下等方向平动时线圈的磁通量均不变，不会产生感应电流，选项A、B、D 错误；当线圈绕QQ转动时穿过线圈的磁通量变化，会产生感应电流，选项C 正确变式训练 1 当线圈中的磁通量发生变化时，则()A. 线圈中一定有感应电流B. 线圈中一定有感应电动势C. 感应电动势的大小与线圈的电阻无关D. 磁通量变化越快，产生

4、的感应电动势越大答案 BCD解析 当线圈中磁通量发生变化时，线圈中一定有感应电动势，若线圈闭合，则有感应电流 由法拉第电磁感应定律E=n知，感应电动势的大小与线圈匝数和磁通量变化率有关,与线圈的电阻无关 二、交变电流的描述1.正弦式电流的图象A.向左平动C.绕OQ转动答案 C42.交变电流的表达式：u=Usin,2n式中3=T3.正弦式电流的有效值和峰值之间的关系:Ie= - 0.707ImU=-jF 0.707um在各种使用交变电流的电器设备上，所标注的额定电压、额定电流值，都是交流的有效值4.交流能够通过电容器：电容器能够“隔直流，通交流”.【例 2 交流电压随时间变化的规律如图3-3 所

5、示，该交流电压的有效值和频率分别是A.14.14 V , 100 HzC.14.14 V , 50 HzT为周期，周期和频率的关系为B.10 V , 100 HzD.10 V , 50 HzT=1或f= *Im、um分别是电流、图 3-35答案 D解析根据图象可知电压的最大值是14.14 V,周期T= 0.02 s，其电压的有效值Ue=6变式训练 2 如图 3-4 所示电路，以下结论正确的是（）A.a、b若接直流电，灯泡不亮B.a、b若接直流电，灯泡也可发光C.a、b若接交流电，灯泡发光，灯泡和电容器都有电荷通过D.a、b若接交流电，灯泡发光，电容器中无电荷通过答案 AD解析 电容器有“通交流

6、，隔直流”的作用，故a、b内接直流电时，灯泡不亮，A 正确，B错误；接交流电时，灯泡亮，但电路中电流的形成源于电容器的不断充电、放电，并没有电 荷通过电容器，C 错误，D 正确.三、变压器中的常用关系I In1. 输入电压决定输出电压，U=n.n22. 输出功率决定输入功率，即P入=P出.【例 3 一输入电压为 220 V,输出电压为 36 V 的变压器副线圈烧坏，为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5 匝线圈，如图 3- 5所示，然后将原线圈接到220 V 交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V，按理想变压器B.1 100 , 180C.2 200

7、 , 180答案 B解析由公式U2=半可知，鵲V=5 匝,14.141V= ioV；频率f=Hz = 50 Hz ,选项 D 正确.A.1 100 , 36D.2 200 , 360图 3-4分析,答案 B7l 220 Vni十虽ni= 1 100 匝；=,压=180 匝.故 B 正确.36 Vn2变式训练 3 如图 3-6 所示是一调压变压器原理图，如将它做升压变压器使用，则（）A. 将交流电源接在a、b端，用电器接在c、d端B. 将交流电源接在c、d端，用电器接在a、b端C. 将交流电源接在a、c端，用电器接在b、d端D. 若要进一步升压，应使P逆时针方向旋转答案 BU ni解析 根据变压

8、器中电压关系门=n可知，要升压就必须提高匝数，即要保证输出端的匝数U2n2多于输入端的匝数，由此可知电源应接于c、d间.P顺时针转动，原线圈匝数变少，可进步升压.章末检测（三）一、单项选择题1. 有一台使用交变电流的电冰箱上标有额定电压为A.交变电流电压的瞬时值C.交变电流电压的平均值答案 D解析 在各种使用交变电流的电器设备上，的有效值，故选项 D 正确.2. 下图中能产生感应电流的是（）220V”字样，这“ 220 V”是指（）B.交变电流电压的最大值D.交变电流电压的有效值答案 B8答案 B9解析 A 项线圈在运动过程中磁通量不变化，D 项线圈在运动过程中磁通量始终为零，C 项不是闭合线

9、圈，故只有 B 项产生感应电流.3. 穿过一个电阻为 1Q的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2 Wb,则（）A. 线圈中的感应电动势一定是每秒减少2 VB. 线圈中的感应电动势 -定是2 VC. 线圈中的感应电流一定是每秒减少2 AD. 线圈中的感应电流不- -定是 2 A答案 B解析E= =2V = 2 V , B 正确，A 错误；I=E=2A = 2 A，故 C D 错误.t1R14. 下列说法正确的是（）A. 电视机铭牌上所标的“额定电压220V指的是交流电压的峰值B. 交流发电机是利用电磁感应的原理来工作的C. 在远距离输电中，采用高压输电的目的是为了增大输电线路中的电流D.

10、 在高压输电中要用到变压器，变压器的铁芯中会产生感应电流一一涡流，但这种涡流不会有热效应答案 B解析 电视机铭牌上所标的“额定电压 220 V”指的是交流电压的有效值，选项 A 错误；交 流发电机是利用电磁感应的原理来工作的， 选项 B 正确；在远距离输电中，采用高压输电的目的是为了减小输电线路中的电流，选项 C 错误；在高压输电中要用到变压器，变压器的铁芯中会产生感应电流一一涡流，这种涡流有热效应，选项D 错误.5.如图 3-7所示，L是一个带铁芯的线圈，R为纯电阻，两条支路直流电阻值相等，那么在接通和断开开关的瞬间，电流表的读数的大小关系是（）图 3-7答案 B10B.|1|2,I1 =I

11、2A.I12D.I1=|2,|1ll；断开时，R、图 3-8图 3 9答案 CD12A.该交流电的频率为0.02 HzB.该交流电的有效值为14.14 AC. 该交流电的瞬时值表达式为i= 20sin(0.02t) AD. 在t=T时刻，该交流的大小与其有效值相等8答案 BD9.如图3-10 所示，矩形线圈与磁场垂直， 且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外，下述过程中使线圈产生感应电流的是(图 3- 10B.以ad边为轴转动 90D.将线圈向上平移答案 AB解析 以be边为轴转动 90和以ad为轴转动 90的过程，穿过矩形线圈中的磁通量都发 生变化，而将线圈上、下平移时，穿过矩形线圈的磁通量不变

12、，根据产生感应电流的条件可 知选项 A、B 正确，C D错误.10. 一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2= 11： 5.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图 3- 11 所示，副线圈仅接入一个10Q的电阻.则()解析由图可知T= 0.02 s，故 A、C 错误；因32,可知 B D 正确.A.以be边为轴转动 90C.将线圈向下平移ai x x x13图 3- 11A. 流过电阻的电流是 20 AB. 与电阻并联的电压表的示数是100.2 VC. 经过 1 分钟电阻发出的热量是6X104JD. 变压器的输入功率是 1X103W答案 CD14解析 原线圈中电压的有效值是220 V，由变压

13、比知副线圈中电压为100 V，流过电阻的电3流是 10 A,故输入功率为 1X10 W 与电阻并联的电压表的示数是100 V;经过 1 分钟电阻发出的热量是 6X104J.选项 C、D 正确，A、B 错误.三、填空和实验题i随时间t变化的规律如图 3- 12 所示.由图 3 12 可知:(2)该交变电流的频率为_Hz.该交变电流的瞬时值表达式为i =_ A.若该交变电流通过阻值R= 40Q的白炽灯，则电灯消耗的功率是 _ W.答案 (1)5 2 (2)25(3)10sin (50nt)(4)2 000解析由图象可知该交变电流的最大值为10 A ,周期为 4X102s，则其有效值为 5 2 A

14、,2n频率为 25 Hz，角速度3= =50nrad/s ,其瞬时值表达式为i= 10sin(50nt)A ,当其通过 R= 40Q的白炽灯时，P=I2R=2 000 W.12.如图 3 13 所示，闭合线框的质量可忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用 0.3 s 时间拉出，通过导线截面的电荷量为5,第二次用 0.9 s 时间拉出，通过导线截面的电荷量为q2，贝Uq1:q2=图 3 13答案 1：111. 一正弦交变电流的电流(1)该交变电流的有效值为_A.15解析 本题中尽管两次拉线框的时间不同，速度不同，但两次磁通量的变化相同,即1= 2,16根据q=It=R - tnAt

15、nA “=t= 可知RtR可知，电荷量与拉出的时间无关，故qi:q2= 1 : 1.四、计算题13.某线圈共 200 匝，1 s 时磁通量为 0.5 Wb，1.2 s 时增加为 0.6 Wb， 中的感应电动势.答案 100 V解析 =0.6 Wb 0.5 Wb = 0.1 Wbt= 1.2 s 1 s = 0.2 s由法拉第电磁感应定律得 0.1E=np=200X02 V=100 V .14.电路两端的交流电压是u=Umsin 314t，在t=0.005 s 时电压的值为两端的电压表读数为多少？ 答案 7.07 V解析交流电表的读数应是交流电的有效值 由题意，在t= 0.005 s 时电压是 10 V ,代入表达式 10 V =Umsin(314x0.005)解得:Un= 10 V ,所以有效值U= 土 =10V- 7.07 V.2乜215.如图 3 14 所示，交变电流通过(1) 分别写出它的有效值、周期、频率;(2) 计算在R上产生的功率.求这段时间内线圈10 V，则接在电路R= 2Q的电阻,图 3 1417答案（1）3.535 A 0.4 s 2.5 Hz （2）25 W解析（1）由图可知，正弦交流电的有效值ImI= = 3.535 A ,2周期T= 0.4 s ,频率f= 2.5