高中物理选修3-2复习

1、整理课件整理课件电磁感应现象电磁感应现象自感现象自感现象产生电磁感应现象的条件产生电磁感应现象的条件感应电动势的大小感应电动势的大小E=n/tE=BLv感应电流的方向感应电流的方向楞次定律楞次定律右手定则右手定则应用牛顿第二定律，解决导体切割磁感应线运动问题应用牛顿第二定律，解决导体切割磁感应线运动问题应用闭合电路欧姆定律解决电磁感应中的电流和功率问题应用闭合电路欧姆定律解决电磁感应中的电流和功率问题应用能的转化和守恒定律解决电磁感应问题应用能的转化和守恒定律解决电磁感应问题整理课件产生电磁感应的条件产生电磁感应的条件对整个回路来说，产生感应电动势，必须有对整个回路来说，产生感应电动势，必须有

2、回路回路磁通量磁通量的的变化变化；可以通过以下三种方法；可以通过以下三种方法 （1）磁感强度的变化）磁感强度的变化 （2）线圈）线圈有效有效面积的变化面积的变化 （3）线圈平面的法线方向与磁场方向夹角的变化）线圈平面的法线方向与磁场方向夹角的变化对单根导体棒来说，只要切割磁感线，棒上就会对单根导体棒来说，只要切割磁感线，棒上就会产生感应电动势产生感应电动势整理课件2、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律（1）决定感应电动势大小因素：穿过这个闭合电路中）决定感应电动势大小因素：穿过这个闭合电路中的磁通量的变化快慢（即磁通量的变化率）的磁通量的变化快慢（即磁通量的变化率）平均变化率决定该段时间内的

3、平均电动势；瞬时变化平均变化率决定该段时间内的平均电动势；瞬时变化率（即率（即-t图的切线斜率）图的切线斜率）决定该时刻的瞬时电动势。决定该时刻的瞬时电动势。（2）注意区分磁通量，磁通量的变化量，磁通量的变）注意区分磁通量，磁通量的变化量，磁通量的变化率的不同化率的不同 磁通量，磁通量， 磁通量的变化量，磁通量的变化量， /t=（ 2 - 1）/ t -磁通量的变化率磁通量的变化率整理课件（3）感应电动势大小的计算式：）感应电动势大小的计算式： tnE（4）几种题型）几种题型 线圈面积线圈面积S不变，磁感应强度均匀变化：不变，磁感应强度均匀变化：tBnStBSnE磁感强度磁感强度B不变，线圈面

4、积均匀变化：不变，线圈面积均匀变化：nBLvtSnBtSBnEB、S均不变，线圈绕过线圈平面内的某一轴转动时均不变，线圈绕过线圈平面内的某一轴转动时 tnBStBSBSnE1212coscoscoscos整理课件3.导体切割磁感线时产生感应电动势大小的计算：导体切割磁感线时产生感应电动势大小的计算：1. 公式：公式：BlvE 2. 若导体在磁场中绕着导体上的某一点转动时，若导体在磁场中绕着导体上的某一点转动时，221BlE 3. 矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动时产生交流电矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动时产生交流电从中性面计时从中性面计时 e = Em sin t最大值最大值 Em =nBS

5、条件：条件：B、L、v三个量两两垂直三个量两两垂直整理课件4. 楞次定律楞次定律1. 阻碍原磁通的变化，阻碍原磁通的变化， 即即“增反减同增反减同”2. 阻碍（导体间的）相对运动，阻碍（导体间的）相对运动， 即即“来时拒，去时留来时拒，去时留”3. 阻碍原电流的变化，（阻碍原电流的变化，（线圈中的电流不能突变线圈中的电流不能突变） 应用在解释自感现象的有关问题。应用在解释自感现象的有关问题。整理课件5. 综合应用题型综合应用题型2. 电磁感应现象中的动态过程分析电磁感应现象中的动态过程分析3. 用功能观点分析电磁感应现象中的有关问题用功能观点分析电磁感应现象中的有关问题导体棒克服安培力做多少功

6、，就有多少其他导体棒克服安培力做多少功，就有多少其他能转化成电路中的电能能转化成电路中的电能1. 电磁感应现象中电磁感应现象中电路问题电路问题整理课件2009山东理综卷如图所示，一导线弯成半径为如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。的半圆形闭合回路。虚线虚线MN右侧有磁感应强度为右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入向右匀速进入磁场，直径磁场，直径CD始络与始络与MN垂直。从垂直。从D点到达边界开点到达边界开始到始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是点进入磁场为止，下列结论正确的是为顺时针为顺时

7、针不不受安培力受安培力 C.感感应电动势最大值应电动势最大值EBav14EBavCD整理课件下图下图a中中A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通有如图（线圈中通有如图（b）所示的交流电）所示的交流电i ，则（，则（ ） A. 在在t1到到t2时间内时间内A、B两线圈相吸两线圈相吸 B. 在在t2到到t3时间内时间内A、B两线圈相斥两线圈相斥 C. t1时刻两线圈间作用力为零时刻两线圈间作用力为零 D. t2时刻两线圈间吸力最大时刻两线圈间吸力最大 t1t2t3t4it0bBAiaA B C整理课件如图所示，半径为如图所示，半径为R、单位长度

8、电阻为、单位长度电阻为的均匀导电圆环固定的均匀导电圆环固定在水平面上，圆环中心为在水平面上，圆环中心为O。匀强磁场垂直水平方向向下，磁。匀强磁场垂直水平方向向下，磁感强度为感强度为B。平行于直径。平行于直径MON的导体杆，沿垂直于杆的方向的导体杆，沿垂直于杆的方向向右运动。杆的电阻可以忽略不计，杆与圆环接触良好向右运动。杆的电阻可以忽略不计，杆与圆环接触良好,某时某时刻，杆的位置如图，刻，杆的位置如图，aOb=2 ，速度为，速度为v。求此时刻作用在。求此时刻作用在杆上的安培力的大小。杆上的安培力的大小。NMObaRdc cabd2002年河南年河南卷卷整理课件粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置

9、于有界匀强磁场中，磁粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边，则在移出过程中线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的两点间的电势差绝对值最大的是是 （ ）A. B. C. D.a bva bva bva bvB整理课件水平放置于匀强磁场水平放置于匀强磁场B中的光滑导轨上，有一根长为中的光滑导轨上，有一根长为L的导体棒的导体棒ab，用恒力，用恒力

10、F作用在作用在ab上，由静止开始运动，回路总电阻为上，由静止开始运动，回路总电阻为R，分析，分析ab 的运动情况，并求的运动情况，并求ab的最大速度。的最大速度。abBR F f1 F f2 Ff整理课件如图，正方形线圈边长为如图，正方形线圈边长为a，总电阻为，总电阻为R，以速度，以速度v从左向右匀速穿过两个宽为从左向右匀速穿过两个宽为L（L a），磁感应强度），磁感应强度为为B，但方向相反的两个匀强磁场区域，运动方向与，但方向相反的两个匀强磁场区域，运动方向与线圈一边、磁场边界及磁场方向均垂直，则这一过线圈一边、磁场边界及磁场方向均垂直，则这一过程中线圈中感应电流的最大值为程中线圈中感应电流

11、的最大值为 ，全过，全过程中产生的内能为程中产生的内能为 。aLL2Bav/R6B2a3v/R整理课件 例例2、如图示，正方形线圈边长为、如图示，正方形线圈边长为a，总电阻为，总电阻为R，以速度以速度v从左向右匀速穿过两个宽为从左向右匀速穿过两个宽为L（L a），磁），磁感应强度为感应强度为B，但方向相反的两个匀强磁场区域，运，但方向相反的两个匀强磁场区域，运动方向与线圈一边、磁场边界及磁场方向均垂直，动方向与线圈一边、磁场边界及磁场方向均垂直，则这一过程中线圈中感应电流的最大值为则这一过程中线圈中感应电流的最大值为 ，全过程中产生的内能为全过程中产生的内能为 。aLL解：在磁场分界线两侧时感

12、应电流最大解：在磁场分界线两侧时感应电流最大 I2=2Bav/R此时产生的电能为此时产生的电能为W2=I22 Rt=4B2a2v2/Ra/v= 4B2a3v/R进入和出来的感应电流为进入和出来的感应电流为 I1=Bav/R产生的电能分别为产生的电能分别为W1= W3= I12 Rt=B2a2v2/Ra/v = B2a3v/R2Bav/R6B2a3v/R整理课件电磁感应现象电磁感应现象电感电容对交电感电容对交变电流的影响变电流的影响现象现象正弦式交变电流的产生正弦式交变电流的产生瞬时电动势的大小瞬时电动势的大小e=nBSsin（t+0）最大电动势最大电动势Em=nBS有效值有效值利用热效应定义利

13、用热效应定义正弦式正弦式:有效值有效值=最大值最大值/变压器的结构与工作原理变压器的结构与工作原理变压比变压比一原一副线圈的变流比一原一副线圈的变流比功率关系功率关系远距离输电，升压可降低输电线上的电流，从而减小线路损耗远距离输电，升压可降低输电线上的电流，从而减小线路损耗2整理课件n正弦式电流的变化规律及对中性面的理解n1正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置时开始计时)整理课件整理课件n2.对中性面的理解对中性面的理解n(1)中性面是与磁场方向垂直的平面，是假想的一个参中性面是与磁场方向垂直的平面，是假想的一个参考面考面n(2)线圈平面位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，线圈平面位于中性面

14、时，穿过线圈的磁通量最大，但其变化率为零，感应电动势为零但其变化率为零，感应电动势为零n(3)线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈的磁通量为零，线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电动势最大但磁通量的变化率最大，感应电动势最大n(4)线圈转动一周，两次经过中性面，内部电流的方向线圈转动一周，两次经过中性面，内部电流的方向改变两次改变两次整理课件n【案例1】(2008宁夏理综)如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO以角速度逆时针匀速转动若以线圈平面与磁场夹角45时(如图乙)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正则丙图

15、中正确的是()n 甲乙整理课件整理课件n【即时巩固1】有一个小型发电机，机内的矩形线圈匝数为100匝，电阻为0.5 .线圈在匀强磁场中，以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动穿过每匝线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示由此可知发电机电动势瞬时值表达式为()nAet(V)nBet(V)nCe314sin100t(V) nDe314cos100t(V)n【答案】D整理课件n考点二对描述交变电流的考点二对描述交变电流的“四值四值”的比较和理解的比较和理解n1交变电流的瞬时值、最大值、有效值、平均值的交变电流的瞬时值、最大值、有效值、平均值的比较比较整理课件整理课件整理课件n【案例2】(2009福

16、建理综)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示已知发电机线圈内阻为5.0 ，现外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图乙所示，则()A电压表的示数为电压表的示数为220 VB电路中的电流方向每秒钟改变电路中的电流方向每秒钟改变50次次C灯泡实际消耗的功率为灯泡实际消耗的功率为484 WD发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J整理课件n【案例3】如图所示，匀强磁场B0.1 T，所用矩形线圈的匝数N100，边长ab0.2 m，bc0.5 m，以角速度100 rad/s绕OO轴匀速转动当线圈平面通过中性面时开始计时，试求：n(1)线圈产生的

17、感应电动势的峰值；n(2)线圈中感应电动势的瞬时值表达式；整理课件(1)因线圈在匀强磁场中绕因线圈在匀强磁场中绕OO轴匀速转动，轴匀速转动，所以所以EmNBS.又又Sabbc.所以所以EmNBabbc100100 V314 V.整理课件【答案答案】(1)314 V(2)314sin100t V(3)200 V整理课件整理课件n理想变压器原、副线圈基本量的关系n理想变压器原、副线圈基本量的关系如下表：理想变理想变压器压器没有能量损失没有能量损失(铜损、铁损铜损、铁损)没有磁通量损失没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中磁通量全部集中在铁芯中)基基本本关关系系功率功率关系关系原线圈的输入功率等于副

18、线圈的输出功率：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率：P入入P出出电压电压关系关系原副线圈的电压比等于匝数比，公式：原副线圈的电压比等于匝数比，公式：U1/U2n1/n2，与负载、副线圈的多少无关与负载、副线圈的多少无关电流电流关系关系只有一个副线圈时：只有一个副线圈时：I1/I2n2/n1有多个副线圈时：由有多个副线圈时：由P入入P出出得得I1U1I2U2I3U3InUn或或I1n1I2n2I3n3Innn频率频率关系关系f1f2(变压器不改变交流电的频率变压器不改变交流电的频率)整理课件n【案例案例1】(2010山东理综山东理综)一理想变压器原、副线一理想变压器原、副线圈的匝数比为圈的匝数

19、比为10 1，原线圈输入电压的变化规律如，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变为滑动变阻器的触头，下列说法正确的是阻器的触头，下列说法正确的是()nA副线圈输出电压的频率为副线圈输出电压的频率为50 HznB副线圈输出电压的有效值为副线圈输出电压的有效值为31 VnCP向右移动时，原、副线圈的电流比减小向右移动时，原、副线圈的电流比减小nDP向右移动时，变压器的输出功率增加向右移动时，变压器的输出功率增加 整理课件【即时巩固即时巩固1】(2009江苏高考江苏高考)如图所示，理想变压器的如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比

20、为原、副线圈匝数比为1 5，原线圈两端的交变电压为，原线圈两端的交变电压为u20 sin100t V，氖泡在两端电压达到，氖泡在两端电压达到100 V时开始发光，时开始发光，下列说法中正确的有下列说法中正确的有()A开关接通后，氖泡的发开关接通后，氖泡的发光频率为光频率为100 HzB开关接通后，电压表的开关接通后，电压表的示数为示数为100 VC开关断开后，电压表的示数变大开关断开后，电压表的示数变大D开关断开后，变压器的输出功率不变开关断开后，变压器的输出功率不变整理课件n考点二理想变压器的动态分析n如果理想变压器的原、副线圈的匝数不变时，当变压器的负载发生变化，如图所示，各量相互关系如下

21、：整理课件n(2)输出电流输出电流I2决定输入电流决定输入电流I1.在输入电压在输入电压U1一定的情一定的情况下，输出电压况下，输出电压U2也被完全确定当负载电阻也被完全确定当负载电阻R增大增大时，时，I2减小，则减小，则I1相应减小；当负载电阻相应减小；当负载电阻R减小时，减小时，I2增大，则增大，则I1相应增大在使用变压器时，不能使变压相应增大在使用变压器时，不能使变压器次级短路器次级短路.n(3)输出功率输出功率P2决定输入功率决定输入功率P1.理想变压器的输入功率理想变压器的输入功率与输出功率相等，即与输出功率相等，即P1P2，在输入电压，在输入电压U1一定的情一定的情况下，当负载电阻

22、况下，当负载电阻R增大时，增大时，I2减小，则变压器的输减小，则变压器的输出功率出功率P2I2U2减小，输入功率减小，输入功率P1也将相应减小；当也将相应减小；当负载电阻负载电阻R减小时，减小时， I2增大，变压器的输出功率增大，变压器的输出功率P2I2U2增大，则输入功率增大，则输入功率P1也将增大也将增大整理课件n【案例2】(2010天津理综)为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示当开关S闭合后()AA1示数变大，示数变大

23、，A1与与A2示数的比值不变示数的比值不变BA1示数变大，示数变大，A1与与A2示数的比值变大示数的比值变大CV2示数变小，示数变小，V1与与V2示数的比值变大示数的比值变大DV2示数不变，示数不变，V1与与V2示数的比值不变示数的比值不变AD整理课件【即时巩固2】(2011届中山检测)街头通过降压变压器给用户供电的示意图如图所示变压器输入电压是市区电网的电压，可忽略其波动输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，输电线消耗的电功率用P0表示，变阻器R表示用户的总电阻，P表示用户的总功率，当用电器增加时，相当于R的阻值减小，滑动片向下移(R始终大于R0)当用户的用电器增加时，图中电流表示数I1、I2及P0、P变化为()AI1变大，变大，I2变小变小BI1变小，变小，I2变小变小CP0变大，变大，P变大变大 DP0变大，变大，P变小变小C整理课件n考点三关于高压输电问题的分析考点三关于高压输电问题的分析n对高压输电问题，应按对高压输电问题，应按“发电机发电机升压变压器升压变压器远距离输电线远距离输电线降压变压器降压变压器用电器用电器”这样的顺序，或从这样的顺序，或从“用电器用电器”倒推到倒推到“发发电机电机”一步一步进行分析一步一步进行分析n高压输电既能减少功率损失，也能