人教版高中物理选择性必修第二册第三章主题提升课(二)电磁感应及其应用课件

主题提升课(二)电磁感应及其应用第三章交变电流主题一感应电流的产生探究影响感应电流方向的因素，理解楞次定律。【典例1】如图所示，一根足够长的无缝铝管竖直放置，一块圆形强磁铁从铝管上端开口处静止释放。不计摩擦阻力和空气阻力，在磁铁下落的过程中，请回答：(1)铝管中是否产生感应电流并说明原因；(2)描述磁铁进入铝管后的运动情况；(3)系统中的能量转化情况。[解析]

(1)强磁铁从铝管中经过时，铝管中会产生感应电流，因铝管形成的闭合回路中的磁通量发生变化。(2)由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍磁铁相对铝管的运动，磁铁运动越快，铝管中的感应电流越大，感应电流对磁铁的阻碍作用也越大，因此磁铁先做加速度逐渐减小的加速运动，最后做匀速运动。(3)磁铁由静止释放后，磁铁的一部分机械能首先转化为电能，由焦耳定律可知，电能再转化为铝管的内能。[答案]

见解析主题二电磁感应现象及其应用通过实验，理解法拉第电磁感应定律，了解自感现象和涡流现象，能举例说明在生产生活中的应用。【典例2】电磁炉热效率高达90%，炉面无明火，无烟无废气，“火力”强劲，安全可靠。如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图，下列说法正确的是(

)A．当恒定电流通过线圈时，会产生恒定磁场，恒定磁场越强，电磁炉加热效果越好B．电磁炉通电线圈加交流电后，在锅体产生涡流，进而发热工作C．在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉不能起到加热作用D．电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因是这些材料的导热性能较差√B

[锅体中的涡流是由变化的磁场引起的，故所加电流必须是交流，不能是直流，A错误；根据电磁炉的工作原理可知，电磁炉通电线圈加交流电后，在锅体产生涡流，进而发热工作，B正确；在锅和电磁炉中间放一纸板，电磁炉仍能起到加热作用，C错误；电磁炉工作时金属锅体自身产生涡流而直接发热，陶瓷锅或耐热玻璃锅属于绝缘材料，锅体不会产生涡流，D错误。]

√

主题四变压器通过实验，探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系。知道远距离输电时通常采用高压输电的原因。【典例4】某地区的风力发电场的发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为1∶n的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，t＝0时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为U，电流为I，忽略发电机线圈电阻。下列说法正确的是(

)

√

【典例5】

(2023·山东卷)某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1＝250V，输出功率为500kW。降压变压器的匝数比n3∶n4＝50∶1，输电线总电阻R＝62.5Ω，其余线路电阻不计，用户端电压U4＝220V，功率为88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是(

)A．发电机的输出电流为368AB．输电线上损失的功率为4.8kWC．输送给储能站的功率为408kWD．升压变压器的匝数比n1∶n2＝1∶44√

题号章末综合测评(三)交变电流13524687910111213一、选择题(在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。)1．如图所示，甲→乙→丙→丁过程是交流发电机发电的示意图，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在匀速转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接(从纸面向里看线圈转动方向为逆时针)。下列说法正确的是(

)1415A．在图甲位置时，线圈中的磁通量为零B．在图乙位置时，感应电流方向发生变化C．在图丙位置时，线圈中的感应电动势最大D．在图丁位置时，cd边电流方向为d→c题号135246879101112131415√D

[在题图甲位置时，线圈平面与磁场方向垂直，线圈中的磁通量最大，故A错误；在题图乙位置时，线圈平面与磁场方向平行，线圈中的磁通量为零，线圈中的磁通量变化率最大，线圈中感应电流最大，感应电流方向不变，故B错误；在题图丙位置时，线圈平面与磁场方向垂直，线圈中的磁通量最大，线圈中的磁通量变化率为0，线圈中的感应电动势为0，故C错误；在题图丁位置时，由右手定则可知，cd边电流方向为d→c，故D正确。]题号135246879101112131415题号21345687910111213√

1415题号21345687910111213

1415题号32456879101112131√3．远距离输电都采用高压输电的方式，其主要优点是(

)A．可根据需要调节交变电流的频率B．可加快输电速度C．可减少输电线上的能量损失D．可节省输电线的材料1415题号32456879101112131

1415题号42356879101112131√

1415

题号24536879101112131√5．为了安全，在家庭电路中一般都会在电能表后面的电路中安装一个漏电保护器，其内部结构如图所示。原线圈是由进户线的火线和零线并在一起双线绕成的，当副线圈a、b两端没有电压时，脱扣开关S能始终保持接通；当副线圈a、b两端一旦有电压时，脱扣开关立即断开，切断电路以起保护作用。下列说法正确的是(

)A．用户正常用电时，通过原线圈的磁通量与电路中的电流大小有关B．用户正常用电时，副线圈a、b之间有电流通过C．若此装置用于直流电路，则不能起到保护作用D．若人站在进户线处的地面上，手误触用电器的火线而触电时，副线圈a、b两端电压不为零1415题号24536879101112131D

[由于原线圈是由进户线的火线和零线并在一起双线绕成的，火线与零线中的电流大小相等、方向相反，则用户正常用电时，火线和零线在原线圈中产生大小相等、方向相反的磁场，合磁场为0，即用户正常用电时，通过原线圈的磁通量始终为0，与电流大小无关，故A错误；根据上述分析可知穿过副线圈的磁通量也始终为0，没有发生变化，即副线圈中没有发生电磁感应现象，副线圈a、b之间没有电流通过，故B错误；若此装置用于直流电路，若用户位置火线、零线中发生触电，则通过火线的电流不等于通过零线的电流，1415题号24536879101112131穿过原、副线圈的磁通量发生变化，副线圈中发生电磁感应现象，副线圈a、b两端有电压，脱扣开关仍然会立即断开，切断电路以起保护作用，可知若此装置用于直流电路，仍然能起到保护作用，故C错误；若人站在进户线处的地面上，手误触用电器的火线而触电时，通过火线的电流大于通过零线的电流，穿过原、副线圈的磁通量发生变化，副线圈中发生电磁感应现象，副线圈a、b两端有电压，即副线圈a、b两端电压不为零，故D正确。]1415题号24536879101112131√6．如图所示为某小型发电站远距离输电示意图，其中升压变压器输入电压U1保持不变，降压变压器原、副线圈的匝数比为200∶1，输电线路总电阻r＝20Ω。为了安全测量输电线路中的电压和电流，现在输电线路的起始端接入甲、乙两个特殊的变压器，甲、乙原、副线圈匝数比分别为200∶1和1∶20，电压表的示数为220V，电流表的示数为5A，以上变压器均为理想变压器。下列判断正确的是(

)A．用户端的电压U4为210VB．输电线路上损耗的功率约占输电总功率的6%C．若用户端接入的用电设备变多，电流表示数变小D．若用户端接入的用电设备变多，电压表示数变大1415题号24536879101112131

1415题号24537689101112131√

1415题号24537689101112131

1415题号24537689101112131

1415题号24538679101112131√8．如图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直于磁场方向的轴匀速转动。线圈的匝数n＝100匝、电阻r＝10Ω，线圈的两端与R＝90Ω的电阻连接，电流表为理想电表，熔断器电阻忽略不计。从t＝0时刻开始计时，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按如图乙所示的规律变化。下列说法正确的是(

)A．t＝0.01s时，电流表示数为零B．t＝0.01s时，穿过线圈的磁通量的变化率为零C．通过熔断器的电流为3.14AD．从t＝0.01s到t＝0.02s，通过R的电荷量为0.02C1415√题号24538679101112131

1415题号24538679101112131

1415题号92453867101112131√9．如图所示为理想自耦变压器，副线圈接有滑动变阻器R和定值电阻R1，Q是滑动变阻器R的滑动触头，原线圈两端接电压有效值恒定的交变电流，所有电表均为理想电表，则(

)A．保持P的位置不变，Q向右滑动，R1消耗功率变小B．保持P的位置不变，Q向右滑动，两表示数都变小C．保持Q的位置不变，P向下滑动，R1消耗功率变大D．保持Q的位置不变，P向上滑动，两表示数都变大1415√题号92453867101112131

1415题号92453867101112131√

1415√√

题号924538671011121311415题号92453867101112131二、非选择题11．某同学用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。(1)先将图甲中的零件组装成图乙中的变压器。再将原线圈接在交流电源上，之后再将副线圈接在电压传感器(可视为理想电压表)上，观察到副线圈输出电压U2随时间t变化的关系如图丙所示，在保证安全的前提下，该同学可能在t1～t2时间内进行的操作是________。1415A题号92453867101112131A．减少了原线圈的匝数B．减少了原线圈的输入电压C．增大了交流电源的频率D．拔掉了变压器铁芯Q1415题号92453867101112131(2)用匝数na＝50匝和nb＝150匝的变压器，实验测量数据如下表。1415Ua/V1.252.613.30Ub/V3.807.929.98根据测量数据可判断连接电源的线圈是________(选填“na”或“nb”)。nb题号92453867101112131(3)实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因不可能为________。A．原、副线圈通电发热B．铁芯在交变磁场作用下产生涡流C．变压器铁芯漏磁D．原线圈输入电压发生变化1415D题号92453867101112131

1415题号92453867101112131

1415题号924538671011121311415

题号924538671011121311415

[答案]

(1)e＝500sin100πt(V)

(2)500J题号92453867101112131

1415题号92453867101112131(1)图中电压表的示数U；(2)变压器原线圈和副线圈的匝数之比n1∶n2；(3)当医疗设备端增加了10kW的用电功率，发电机线圈中电流的增加量ΔI。1415

题号924538671011121311415