高中物理直导线段的自感
直导线段的自感（摘自《电气工程师手册》第二版编辑委员会《电气工程师手册》，北京．机械工业出版社，２０００．３）
直导线段：当a ??l 且取国际单位时自感)75.02(ln 2-=a
l l L O πμ，其中：a 表示导线半径，l 表示导线长度
两平行直导线段：两根相距为Ｄ、半径为a 、长为l 的导线之间的互感)12(ln 2-=D
l l M O πμ， 两线传输线：电感为)25.0(ln +=a
D l L O πμ 两输电线间的电容：两个半径为a 、相距为h 2（轴线距离）、长为l 的直导线，当a ??h 时)2ln(a h l
c πε=
单根架空线的电容：半径为a 、轴心距地为h 、长为l 的直导线，当a ??h 时)2ln(2a
h l c πε= 《中国电力百科全书》编委会《中国电力百科全书˙输电与配电卷》中国电力出版社，北京，２０００
从降低导线功率和电能损耗的条件出发，导线截面积越大越有利，从减小有色金属消耗量和降低建设投资出发，则越小越好．架空线路在线路正常运行时，对线路电容的影响很小．
电力系统的无功补偿不仅包括容性无功功率的补偿而且包括感性无功功率的补偿。在超高压输电线路中(500kV 及以上)，由于线路的容性充电功率很大，据统计在500kV 每公里的容性充电功率达1.2Mvar ／km 。这样就必须对系统进行感性无功功率补偿以抵消线路的容性功率。如实际上，电网在500kV 的变电所都进行了感性无功补偿，并联了高压电抗和低压电抗，使无功在500kV 电网平衡。
(完整版)高中物理《互感与自感》经典例题
《互感与自感》 【典例精讲】 1．在空间某处存在一变化的磁场，则下列说法中正确的是() A．在磁场中放一闭合线圈，线圈中一定会产生感应电流 B．在磁场中放一闭合线圈，线圈中不一定产生感应电流 C．磁场中不放闭合线圈，在变化的磁场周围一定不会产生电场 D．磁场中不放闭合线圈，在变化的磁场周围一定会产生电场 解析：由感应电流产生的条件可知，只有穿过闭合线圈的磁通量发生改变，线圈内才能产生感应电流，如果闭合线圈平面与磁场方向平行，则线圈中无感应电流产生，故A错误，B 正确；由麦克斯韦电磁场理论可知，感生电场的产生与变化的磁场周围有无闭合线圈无关，故C错误，D正确。 答案：BD 2.某线圈通有如图1所示的电流，则线圈中自感电动势改变方向 的时刻有() A．第1 s末B．第2 s末 C．第3 s末D．第4 s末图1 解析：在自感现象中当原电流减小时，自感电动势与原电流的方向相同，当原电流增加时，自感电动势与原电流方向相反。在图像中0～1 s时间内原电流正方向减小，所以自感电动势的方向是正方向，在1～2 s时间内原电流为负方向且增加，所以自感电动势与其负方向相反，即沿正方向；同理分析2～3 s、3～4 s时间内可得正确答案为B、D。 答案：BD 3.在如图2所示的电路中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为零刻度 在表盘中央的两相同的电流表。当开关S闭合时，电流表G1、G2的指针 都偏向右方，那么当断开开关S时，将出现的现象是() A．G1和G2指针都立即回到零点 B．G1指针立即回到零点，而G2指针缓慢地回到零点图2 C．G1指针缓慢地回到零点，而G2指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点 D．G2指针缓慢地回到零点，而G1指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点 解析：根据题意，电流方向自右向左时，电流表指针向右偏。那么，电流方向自左向右
高中物理电磁场知识点
高中物理电磁场和电磁波知识点总结 1.麦克斯韦的电磁场理论 (1)变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场. (2)随时间均匀变化的磁场产生稳定电场.随时间不均匀变化的磁场产生变化的电场.随时间均匀变化的电场产生稳定磁场，随时间不均匀变化的电场产生变化的磁场. (3)变化的电场和变化的磁场总是相互关系着，形成一个不可分割的统一体，这就是电磁场. 2.电磁波 (1)周期性变化的电场和磁场总是互相转化，互相激励，交替产生，由发生区域向周围空间传播，形成电磁波. (2)电磁波是横波(3)电磁波可以在真空中传播，电磁波从一种介质进入另一介质，频率不变、波速和波长均发生变化，电磁波传播速度v等于波长λ和频率f的乘积，即v=λf，任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于真空中的光速c=3.00×10 8 m/s. 下面为大家介绍的是20XX年高考物理知识点总结电磁感应，希望对大家会有所帮助。 1. 电磁感应现象:利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流. (1)产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化，即ΔΦ≠0.(2)产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势.产生感应电动势的那部分导体相当于电源. (2)电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流. 2.磁通量(1)定义:磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，定义 式:Φ=BS.如果面积S与B不垂直，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S′，即Φ=BS′，国际单位:Wb 求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数.任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时，穿过该面的磁通量为正.反之，磁通量为负.所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和. 3. 楞次定律 (1)楞次定律:感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便. (2)对楞次定律的理解 ①谁阻碍谁———感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量. ②阻碍什么———阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身.③如何阻碍———原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即“增反减同”.④阻碍的结果———阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少. (3)楞次定律的另一种表述:感应电流总是阻碍产生它的那个原因，表现形式有三种: ①阻碍原磁通量的变化;②阻碍物体间的相对运动;③阻碍原电流的变化(自感). 4.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.表达式 E=nΔΦ/Δt 当导体做切割磁感线运动时，其感应电动势的计算公式为E=BLvsinθ.当B、L、v三者两两垂直时，感应电动势E=BLv.(1)两个公式的选用方法E=nΔΦ/Δt 计算的是在Δt时间内的平均电动势，只有当磁通量的变化率是恒定不变时，它算出的才是瞬时电动势.E=BLvsinθ中的v若为瞬时速度，则算出的就是瞬时电动势:若v为平均速度，算出的就是平均电动势.(2)公式的变形 ①当线圈垂直磁场方向放置，线圈的面积S保持不变，只是磁场的磁感强度均匀变化时，感应电动势:E=nSΔB/Δt . ②如果磁感强度不变，而线圈面积均匀变化时，感应电动势E=Nbδs/Δt . 5.自感现象
高二物理选修_3-2知识点总结(全)
选修3-2知识点 56．电磁感应现象Ⅰ 只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化，闭合回路中就会产生感应电流，如果电路不闭合只会产生感应电动势。 这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，是1831年法拉第发现的。 57．感应电流的产生条件Ⅱ 1、回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化，因此研究磁通量的变化是关键，由磁通量的广义公式中φθ=B S ·sin （θ是B 与S 的夹角）看，磁通量的变化?φ可由面积的变化?S 引起；可由磁感应强度B 的变化?B 引起；可由B 与S 的夹角θ的变化?θ引起；也可由B 、S 、θ中的两个量的变化，或三个量的同时变化引起。 2、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，可以产生感应电动势，感应电流，这是初中学过的，其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。 3、产生感应电动势、感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。 58．法拉第电磁感应定律 楞次定律Ⅱ ①电磁感应规律：感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定。 ε=BLv ——当长L 的导线，以速度v ，在匀强磁场B 中，垂直切割磁感线，其两端间感应电动势的大小为ε。 如图所示。设产生的感应电流强度为I ，MN 间电动势为ε，则MN 受向左的安培力F BIL =，要保持MN 以v 匀速向右运动，所施外力F F BIL '==，当行进位移为S 时，外力功 W BI L S BILv t ==···。t 为所用时间。 而在t 时间内，电流做功W I t '=··ε，据能量转化关系， W W '=，则I t BILv t ···ε=。 ∴ε=BIv ，M 点电势高，N 点电势低。 此公式使用条件是B I v 、、方向相互垂直，如不垂直，则向垂直方向作投影。 εφ=n t · ??， 公式 εφ=n t ??/。注意: 1)该式普遍适用于求平均感应电动势。2)ε只与穿过电路的磁通量的变化率??φ/t 有关, 而与磁通的产生、磁通的大小及变化方式、电路是否闭合、电路的结构与材料等因素无关。 公式二: εθ=Blv sin 。要注意: 1)该式通常用于导体切割磁感线时, 且导线与磁感线互相垂直(l ⊥B )。2)θ为v 与B 的夹角。l 为导体切割磁感线的有效长度(即l 为导体实际长度在垂直于B 方向上的投影)。 公式εφ =n t ??中涉及到磁通量的变化量?φ的计算, 对?φ的计算, 一般遇到有两种情况: 1)回路与 磁场垂直的面积S 不变, 磁感应强度发生变化, 由??φ=BS , 此时ε=n B t S ??, 此式中的 ??B t 叫磁感应强度的变化率, 若 ??B t 是恒定的, 即磁场变化是均匀的, 那么产生的感应电动势是恒定电动势。2)磁感应强度B 不变, 回路与磁场垂直的面积发生变化, 则??φ=B S ·, 线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生
高二物理选修3-2第四章《电磁感应》知识复习提纲
高三物理选修3-2知识点总结：第四章电磁感应（人教版）第四章：电磁感应 本章的主要内容是实验探究，通过亲身实验，理解法拉第是如何发现电磁感应现象的，进而通过实验探究产生感应电流的条件、感应电流的方向及大小，通过实验认识自感现象，并分析其原因援在深刻认识实验现象的基础上，总结相关的物理规律，并结合实际情况灵活应用。 知识构建： 新知归纳： ●电流的磁效应： 把一根导线平行地放在磁场上方，给导线通电时，磁针发生了偏转，就好像磁针受到磁铁的作用一样。这说明不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，这个现象称为电流的磁效应。 ●电流磁效应现象： 磁铁对通电导线的作用，磁铁会对通电导线产生力的作用，使导体棒 偏转。电流和电流间的相互作用，有相互平行而且距离较近的两条导线， 当导线中分别通以方向相同和方向相反的电流时，观察到发生的现象是： 同向电流相吸，异向电流相斥。
●电磁感应发现的意义： ①电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。 ②电磁感应的发现使人们找到了磁生电的条件，开辟了人类的电器化时代。 ③电磁感应现象的发现，推动了经济和社会的发展，也体现了自然规律的和谐的对称美。 ●对电磁感应的理解: 电和磁有着必然的联系，电能生磁，磁也一定能够生电，但磁生电是有条件的，只有变化的磁场或相对位置的变化才能产生感应电流，磁生电表现为磁场的“变化”和“运动”。 引起电流的原因概括为五类： ①变化的电流。 ②变化的磁场。 ③运动的恒定电流。 ④运动的磁场。 ⑤在磁场中运动的导体。 ●磁通量： 闭合电路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫磁通量，即Φ，θ为磁感线与线圈平面的夹角。 对磁通量Φ的说明： 虽然闭合电路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫磁通量，但是当磁场与闭合电路的面积不垂直时，磁感应强度也有垂直闭合电路的分量磁感应强度垂直闭合电路面积的分量。 ●产生感应电流的条件： 一是电路闭合。 二是磁通量变化。 ●楞次定律： 内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 ●楞次定律的理解： ①感应电流的磁场不一定与原磁场方向相反，只是在原磁场的磁通量增大时两者才相反；在磁通量减小时，两者是同样。 ②“阻碍”并不是“阻止”如原磁通量要增加，感应电流的磁场只能“阻碍”其增加，而不能阻止其增加，即原磁通量还是要增加。 ③定律本身并没有直接给定感应电流的方向，只是给定感应电流的磁场与原磁场间存在“阻碍”关系，要注意区分这两个磁场及其间的相互关系。 ●应用楞次定律判断感应电流方向的步骤： ①明确所研究的闭合回路。 ②判断原磁场方向。 ③判断闭合回路内原磁场的磁通量变化。 ④依据楞次定律判断感应电流的磁场方向。 利用安培定则（右手螺旋定则）根据感应电流的磁场方向，判断出感应电流方向。 ●右手定则： 内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在一个平面内让磁感线从手心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
高中物理-静电现象及其微观解释教案
高中物理-静电现象及其微观解释教案 【教学目的】 （1）掌握两种电荷，了解摩擦起电和感应起电，定性了解自然界仅有的两种电荷间的作用特点 （2）了解静电现象及其在生产和生活中的运用 （3）了解电荷守恒规律。能用原子结构和电荷守恒规律解释静电现象 【教学重点】 感应起电的方法和原理/电荷守恒定律 【教学难点】 感应起电的原理——运用电场有关知识，分析、推理出实验现象的成因【教学媒体】 1. 实验器材：有机玻璃棒、丝绸、碎纸片、毛皮、橡胶棒、验电器、AB筒，摩擦起电机 2. 课件：视频——静电使长发飘起来；文档——人身静电高达七八千伏【来源：《新民晚报》】 【教学安排】 【新课导入】 演示摩擦起电机的人造闪电（激发学生的兴趣），让学生分析原因。这是一种静电现象，我们不少同学觉得电既神秘又危险，对电存在很多错误的认识，甚至觉得带电就不能碰。其实不然，播放视频——静电使长发飘起来。反之在某节目中主持人说电流电死人大约要1A左右，其实只要几个mA就能电死人了。所以作为现代生活在电器时代的我们更要好好学习电学。因为这不仅是常识，还是生存的能力。 人类从很早就认识了磁现象和电现象，例如我国在战国末期就发现了磁铁矿有吸引铁的现象。在东汉初年就有带电的琥珀吸引轻小物体的文字记载，但是人类对电磁现象的系统研究却是在欧洲文艺复兴之后才逐渐开展起来的，到十九世纪才建立了完整的电磁理论。 电磁学及其应用对人类的影响十分巨大，在电磁学研究基础上发展起来的电能生产和利用，是历史上的一次技术革命，是人类改造世界能力的飞跃，打开了电气
化时代的大门。 工农业生产、交通、通讯、国防、科学研究和日常生活都离不开电。在当前出现的新技术中，起带头作用的是在电磁学研究基础上发展起来的微电子技术和电子计算机。它们被广泛应用于各种新技术领域，给人们的生产和生活带来了深刻的变化。为了正确地利用电，就必须懂得电的知识。在初中我们学过一些电的知识，现在再进一步较深入地学习。 【新课内容】 (二) 研究两种电荷及摩擦起电的成因（主要是回顾初中的知识） 1. 实验一：用橡胶棒与毛皮摩擦后，放于碎纸片附近观察橡胶棒吸引碎纸片情况。 提问一：为什么橡胶棒会吸引碎纸片？ 答：橡胶棒与丝绸摩擦后就带电了，带电物体会吸引轻小物体。 若将橡胶棒摩擦过的毛皮靠近碎纸片，会出现什么现象？ 答：毛皮带上正电，也会吸引轻小物体。 教师用实验验证学生的判断。 提问二：注意观察带电橡胶棒吸引碎纸片情况，会发现被橡胶棒吸起的纸片中，较大的纸片先落下来，这是为什么？ 答：带电体在空气中不断放电，使它带电量不断减少，因而吸引轻小物体的力也相应减小，所以较大纸片先落下来。 师：在初中的学习中，我们已经知道，自然界存在两种电荷，叫做正电荷与负电荷。用毛皮摩擦橡胶棒，用丝绸摩擦有机玻璃棒后，橡胶棒带负电，毛皮带正电，有机玻璃棒带正电，丝绸带负电。物体带电后，能吸引轻小物体，而且带电越多，吸引力就越大，这种摩擦起电是怎么形成的呢？ 答：物体是由带正电的原子核和核外电子构成的。摩擦使物体中的正负电荷分开。（不带电物体，正负电荷等量）失去一些电子的物体带正电。得到一些电子的物体带负电。 师：对，我们可以看到这又是一个守恒的过程。即：电荷守恒：电荷不能创造，不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分。反之，如果正电荷和负电荷相接触呢？
高中物理教案 互感和自感
中小学课堂教学教案年月日
教学活动 学生活动（一）引入新课 提问：在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？ 引起回路磁通量变化的原因有哪些？ （1）在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化 时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？ （2）当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？ 本节课我们学习这方面的知识。 （二）进行新课 1、互感现象 在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在 另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？请同学们用学过的知识加以分析说明。 当一个线圈中的电流变化时，它产生的磁场就发生变化，变化的磁场在周围空间 产生感生电场，在感生电场的作用下，另一个线圈中的自由电荷定向运动，于是产生 感应电动势。 当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。互 感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。 利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。因此，互感现象在电 工技术和电子技术中有广泛的应用。请大家举例说明。 变压器，收音机里的磁性天线。 2、自感现象 教师：我们现在来思考第二个问题：当电路自身的电流发生变化时，会不会产生 感应电动势呢？下面我们首先来观察演示实验。 ［实验1］演示通电自感现象。 画出电路图（如图所示），A1、A2是规格完全一样 的灯泡。闭合电键S，调节变阻器R，使A1、A2亮度相 同，再调节R1，使两灯正常发光，然后断开开关S。重 新闭合S，观察到什么现象？（实验反复几次） 现象：跟变阻器串联的灯泡A2立刻正常发光，跟线 圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来。 提问：为什么A1比A2亮得晚一些？试用所学知识（楞次定律）加以分析说明。 电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，L中产生的 感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍L中电流增加，即推迟了电流达到正 常值的时间。
高二物理第三章《自感现象涡流》知识点
高二物理第三章《自感现象涡流》知识点 高二物理第三章《自感现象涡流》知识点 1、电磁炉原理： 电磁炉是应用电磁感应原理对食品进行加热的。电磁炉的炉面是耐热陶瓷板，交变电流通过陶瓷板下方的线圈产生磁场，磁场内的 磁力线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时，产生涡流，令锅底迅速发热，达到加热食品的目的。 电磁炉加热原理如图所示，灶台台面是一块高强度、耐冲击的陶瓷平板(结晶玻璃)，台面下边装有高频感应加热线圈(即励磁线圈)、高频电力转换装置及相应的控制系统，台面的上面放有平底烹饪锅。 其工作过程如下：电流电压经过整流器转换为直流电，又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电，将高频交流电 加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上，由此产生高频交变磁场。 其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅。在烹饪锅体内因电 磁感应就有强大的涡流产生。涡流克服锅体的内阻流动时完成电能 向热能的转换，所产生的焦耳热就是烹调的热源。 概述 电磁炉按感应线圈中的电流频率分为低频和高频两大类，相比较高频电磁灶受热效率高，比较省电。 按样式分类，可以分以下三种。 台式电磁炉：分为单头和双头两种，具有摆放方便、可移动性强等优点。因为价格低较受欢迎。 埋入式电磁炉：是将整个电磁炉放入橱柜面内，然后在台面上挖个洞，使灶面与橱柜台面成一个平面。业内专家认为这种安装方法
只求美观，但不科学，很大一部分消费群体把电磁炉当做火锅，埋 入式炒菜并不方便。 嵌入式电磁炉：可适应不同锅具的需要，不再对锅具有特殊要求。 3、涡流，涡流，就是旋涡一样的电流。 高中是人生中的关键阶段，大家一定要好好把握高中，编辑老师为大家整理的高二物理第三章知识点，希望大家喜欢。
高中物理“自感”的教学设计
高中物理“自感”的教学设计 【教学目标】 1、知道什么是自感现象和产生自感现象的原因。 2、能利用电磁感应规律分析出自感电动势的方向，说出自感电动势的定义，理解自感电动势的大小与哪些因素有关。 3、说出自感系数的含义，写出它的单位，说出决定自感系数的因素。 4、知道自感现象的利、弊极其利用和防止。 【教具】自感现象演示仪、线圈、电源、导线等。 【教学过程】 一、准备练习 1、产生感应电流的条件是什么？感应电动势的大小跟什么有关？ 2、如图1所示，L中有无感应电流？为什么？图1 图2 3、如图2所示，K断开或闭合时，L1中有无感应电流？L2中呢？ （L2中有无感应电流？这类问题就是本课研究的电磁感应中的特殊情况--"自感现象"，板书本节标题。） 二、学习新课 出示尝试题后，先让学生自学课本；然后边做尝试题边做实验，引导学生分析、观察、讨论、总结。把"做尝试题、学生讨论、教师讲解"融合在一起。 （尝试练习一）（学习新课） 1、图3所示的电路，合上K后，通过调节，使两个规格相同的灯泡都图3 正常发光，然后断开K，再接通电路时， （1）A1、A2将会出现什么现象？试说明原因。 （说明：首先请同学们分析、回答，然后做演示实验验证结论是否正确；并得出正确结论：A2立即正常发光，A1却逐渐亮起来。说明原因。） （2）接通电路和瞬间线圈L上的自感电动势的方向如何？（说明：要求学生用法拉弟电磁感应定律和楞次定律做出分析、判断。）图4 2、如图4所示、已知线圈L的直流电阻RL远小于灯A的电阻RA，且线圈的自感很强，接通K灯A正常发光后，请分析： （1）K断开后，灯A出现什么现象？为什么？ （说明：首先请同学们分析、回答，然后做演示实验验证结论是否正确；并得出正确结论：K断开后，A并不立即熄灭，而是突然亮一下才熄灭。并说明原因。）（2）K断开的瞬间线圈L上的自感电动势的方向如何？由此判断K断开后流过灯A的电流的方向怎样？ 3、由上面的两个实例，请同学们总结： （1）当导体中的电流发生变化时，导体本身能否产生感应电动势？说明：学生回答后得到正确结论，然后给出自感现象和自感电动势的概念。 （2）自感电动势的效果怎样？ （要求回答：它总是阻碍导体中原来电流的变化。可据此判断自感电动势[或电流]的方向；需要引导学生认清的是：产生自感电动势的"线圈部分"相当于电源，其电流方向由负极流向正极。） （3）自感电动势的大小跟什么有关呢？ （要求回答：跟线圈中I变化的快慢有关，还与线圈本身的因素有关。由此引出
高中物理-电磁感应知识梳理+练习
高中物理-电磁感应知识梳理+练习 一．电磁感应现象 1、电磁感应：闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中产生电流。由电磁感应产生的电流叫做感应电流。 2、磁通量：有“穿过一个闭合电路的磁感线的多少”来形象地理解“穿过这个闭合电路的磁通量”。 3、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。 二．法拉第电磁感应定律 1、磁通量Φ、磁通量的变化量?Φ和磁通量的变化率 t ??Φ 2、法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势E 的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率 t ??Φ成正比。 t n E ??Φ = n 为线圈匝数 3、从能量角度理解电磁感应现象：其他形式的能转化为电能。 三．交变电流 1、发电机的结构及基本原理：各种发电机由定子和转子组成,当转子转动时,穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中产生感应电动势。 2、正弦式电流的波形：正弦函数的规律变化 瞬时值表达式：t I i m ωsin =,t U u m ωsin = 3、正弦式电流的周期T ：交流完成一次周期性变化所用的时间。单位：s 频率f ：交流在1s 内发生周期性变化的次数。单位：Hz f T 1 = 4、交流电的峰值（m m I U ,）：电流或电压的最大值。 有效值（e e I U ,）：把交流和直流分别通过相同的电阻,如果在相等的时间内它们产生的热量相等,我们就把这个直流电压、电流的数值称做交流电压、电流的有效值。 对于正弦式交流电有：2 m e U U = ,2 m e I I = 5、电容器对交流的作用：隔直流、通交流。
四．变压器 1、变压器的基本结构：原线圈、副线圈和铁芯。 2、变压器的匝数与电压的关系：原、副线圈中,匝数多的线圈电压高。 3、升压变压器：原线圈匝数小于副线圈匝数；降压变压器：原线圈匝数大于副线圈匝数。 五．高压输电 1、输电过程中的电能损失：输电线上有电流的热效应。 2、高压输电的优点：提高电压来降低输电电流,根据Rt I Q2 ,可以有效地降低输电线上电能的损失。 3、电网的重要作用和电网安全的重要性 六．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,也会在自身激发感应电动势。 2、电感器：电感器的性能用自感系数来描述。自感系数：线圈越大、匝数越多、加入铁芯等。电感器的作用：对交流有阻碍作用。 3、涡流：只要空间有变化的磁通量,其中的导体中就会产生感应电流。 应用：电磁炉、金属探测器。 减小涡流危害的方法：电机、变压器的铁芯用电阻率很大的硅钢片叠成。 例题解析：例题：科学家探索自然界的奥秘,要付出艰辛的努力。19世纪,英国科学家法拉第经过10年坚持不懈的努力,发现了电磁感应现象。下图中可用于研究电磁感应现象的实验是（） 检测卷一、选择题 1．第一个发现电磁感应现象的科学家是（） 图选1－1－23 A D C B
高中物理 11生活中的静电现象
教学内容：1.1生活中的静电现象 教学目标： 科学概念：生活中有很多静电现象，通过摩擦等方式可以使物体带电。带同种电荷的物体相互排斥，带异种电荷的物体相互吸引。电荷在电路中持续流动起来可以产生电流。 过程与方法：根据已有知识，运用逻辑推理，对观察到的现象进行合理的解释。 情感态度价值观：发展探究身边科学现象的兴趣。 重点难点： 重点：认识静电现象，知道同种电荷的物体相互排斥，异种电荷的物体相互吸引。 难点：带同种电荷的物体相互排斥，带异种电荷的物体相互吸引。 教学准备： 学生：塑料梳子、碎纸屑、气球、细线、挂气球的支架。 教师：静电现象的相关图片、多媒体设备。 教学课时：一课时 教学过程： 一、触及学生前概念引入探究 谈话：在干燥而寒冷的天气里，用手触及门的金属把，经常会有被点击的感觉；晚上睡觉时，经常会发出啪啪的响声，这是为什么呢？ 交流：学生初步交流自己的认识，了解这种自然现象属于静电现象。 [过程性目标] 触及学生的最近发展区，激发学生的探究欲望，促使学生进入科学探究活动。 二、教师引导开展主动探究活动 活动一：体验静电现象 活动：学生利用身边的物体来找一找身边的静电现象。 材料：塑料梳子、塑料格尺、碎纸屑等。 交流：学生交流自己发现的静电现象。
点拨：“你是怎么知道这种方法的?”“你怎样知道物体带静电了?”“你能对你观察到的现象进行解释吗?” 引导：有些物体受到外力作用(主要是摩擦)时，会产生静电。 媒体：教师通过多媒体展示更多的静电现象。 感受：静电存在于我们周围的一切物质中，包括人体在内的生命体和非生命体。 [过程性目标] 带静电的物体可以吸引轻巧物体，两个带不同种类电荷的物体会互相吸引。这些生活中常见的静电现象，能让学生感受到静电的存在。对这样的现象能解释为是由于静电的作用，或者能进一步解释到梳子和头发摩擦产生了静电。 活动二：不同的电荷及电荷之间的相互作用 资料：介绍静电现象产生的原因。 阅读：学生阅读资料P3中的不一样的电荷！ 探究：通过分组观察两个实验，探究电荷之间的相互作用。 活动：用充气的气球摩擦羊毛制品后，再用这个气球的摩擦面靠近头发，观察有什么现象发生？ 分析：出示气球和羊毛制品图，结合学生实验现象的观察，帮助学生进行整理和分析，如果气球和羊毛制品摩擦后，气球带负电荷，头发应该带什么电荷?当气球再去接触头发时，你观察到什么现象?同时完成示意图。 活动：让两个都用羊毛制品摩擦过的充气气球相互靠近，观察有什么现象发生？ 分析：两个都和羊毛制品摩擦后的气球带什么电荷?当它们相互靠近后，观察到什么现象?学生独立完成示意图，并结合示意图对自己观察到的现象进行解释。 解释：两个摩擦后的物体，有时相互吸引，有时相互排斥，对这一现象进行完整的解释。 点拨：引导学生把这一现象和以前学习到的磁铁进行类比，加深学生对电荷之间相互作用的理解。
高中物理-自感现象练习
高中物理-自感现象练习一．选择题 1.如图所示的电路中，三个灯泡L 1,L 2 ,L 3 的电阻关系为 R 1 3.如图所示，三个相同的灯泡a、b、c和电阻不计的线圈L与内阻不计的电源连接，下列判断正确的是( ) A．K闭合的瞬间，b、c两灯亮度不同 B．K闭合足够长时间以后，b、c两灯亮度相同 C．K断开的瞬间，a、c两灯立即熄灭 D．K断开之后，b灯突然闪亮以后再逐渐变暗 【参考答案】D 【名师解析】K闭合的瞬间，由于线圈的自感作用，可以看做bc灯串联后与a并联，a灯最亮，b、c两灯亮度相同，选项A错误。K闭合足够长时间以后，b灯被线圈短路，b灯熄灭，a、c 两灯亮度相同，选项B错误。K断开的瞬间，a、c两灯串联与b灯并联与线圈组成闭合回路， a、c两灯变暗逐渐熄灭，b灯突然闪亮以后再逐渐变暗，选项D正确。 4.如图所示电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L为自感系数很大的线圈，其直流电阻小于灯泡电阻．C是电容器，闭合开关，电路稳定时，B灯恰能正常发光，则下列说法正确的是（） A．开关闭合的瞬间，A，B同时发光，亮度也相同 B．开关闭合的瞬间，B立即亮，A逐渐变亮 C．开关闭合足够长时间后再断开，A灯灯丝不可能被烧断 D．开关闭合足够长时间后再断开，B立即熄灭，而A逐渐熄灭 自感现象的理解与计算 一、对自感现象的理解 对自感现象的理解，要抓住关键：楞次定律——E 自阻碍电路中电流I 的变化。 对于这句话，有如下两点理解：其一，增反减同——电路中电流增加，则自感电动势与原电流方向相反，阻碍电流增加；电路中的电流减小，则自感电动势与原电流方向相同，阻碍电流减小。 其二，线圈中的电流只能从原来的值逐渐变化——原来电流是零，则接通电路时，线圈中的电流只能从零逐渐增加；原来线圈中的电流为I L ，则电路断开时，线圈中的电流只能从I L 逐渐减小，感应电流的方向也维持原来线圈中电流的方向。 【例1】如图电路中，自感线圈的直流电阻R L 很小（可忽略不计），自感系数L 很大。A 、B 、C 是三只完全相同的灯泡，则S 闭合后（） A ．S 闭合瞬间， B 、 C 灯先亮，A 灯后亮 B ．S 闭合瞬间，A 灯最亮，B 灯和 C 灯亮度相同 C ．S 闭合后，过一会儿，A 灯逐渐变暗，最后完全熄灭 D ．S 闭合后，过一会儿，B 、C 灯逐渐变亮，最后亮度相同 [解析]S 闭合前，L 中的电流为0，当S 闭合时，L 中的电流只能从原来的值0逐渐增加，因此，S 闭合瞬间，L 相当于断路，电流从A 流向B 、C ，C B A I I I +=、C B I I =，故B 正确。S 闭合后，过一会儿，电路中电流达到稳定，L 中电流不变，不再有自感电动势，因此相当于导线，由题意，L 的直流电阻R L 很小（可忽略不计），故A 被短路，A 灯最终熄灭，而B 、C 灯亮度相对原来增加，故C 、D 正确。 本题选BCD 。 【例2】(多选)如图甲、乙所示的电路中，电阻R 和自感线圈L 的电阻值都很小，且小于灯泡A 的电阻，接通S ，使电路达到稳定，灯泡A 发光， 则() A.在电路甲中，断开S 后，A 将逐渐变暗 B.在电路甲中，断开S 后，A 将先变得更亮，然后才逐渐变暗 C.在电路乙中，断开S 后，A 将逐渐变暗 D.在电路乙中，断开S 后，A 将先变得更亮，然后才逐渐 变暗 [解析]题图甲所示电路中，灯A 和线圈L 串联，原来电流I A =I L ，断开S 时，线圈中的电流只能从原电流I L 逐渐减小，L 作为电源，通过R 、A 形成串联回路，灯A 中的电流也就只能从I L 逐渐减小，故A 灯逐渐变暗，选项A 正确，B 错误；题图乙所示电路中，R 和灯A 串联支路的电阻大于线圈L 的电阻，原来电流I A ＜I L ，，断开S 时，线圈中的电流只能从原电流I L 逐渐减小，L 作为电源，通过R 、A 形成串联回路，灯A 中的电流也就只能从I L 逐渐减小，灯A 中最开始的电流I L 比原来I A 大，然后随着线圈中电流一起逐渐减小，故A 将先变得更亮，然后逐渐变暗。 本题选AD 。 【例3】（江苏卷－8）如图所示的电路中，三个相同的灯泡a 、b 、c 和电感L 1、L 2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．电键K 从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有 A.a 先变亮，然后逐渐变暗 B.b 先变亮，然后逐渐变暗 C.c 先变亮，然后逐渐变暗 D.b 、c 都逐渐变暗[解析]电键K 闭合电路稳定时，L 1、L 2相当于导线，a 、b 、 c 并联，通过每个灯泡的电流都相同，设为I ，则通过L 1的电 E K a b c L 1L 2 静电现象的应用 1.通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论,了解静电平衡的概念,知道静电平衡的导体的特征。 2.通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布。 3.了解尖端放电和静电屏蔽现象,关注生活、生产中的静电现象。 1.静电平衡的定义 当导体内部各点的①合电场强度等于0时,导体内部的②自由电子不再发生③定向移动。这时我们就说导体达到了静电平衡。 2.处于静电平衡的导体的特征 (1)处于静电平衡状态的导体,内部的电场处处为④零。 (2)处于静电平衡状态的导体,其外表面附近任何一点的电场强度方向必定与这点表面⑤垂直。 (3)处于静电平衡状态的整个导体是个⑥等势体,它的表面是个⑦等势面。 3.静电平衡时导体上的电荷分布特点 (1)导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的⑧表面。 (2)在导体的外表面,越⑨尖锐的位置电荷的密度越大, ⑩凹陷的位置几乎没有电荷。 4.尖端放电 导体的尖端附近的电场很 强 ,会使周围空气电离,电离产生的与导体尖端的电荷符号 相反的粒子与尖端上的电荷 中和 ,相当于导体从尖端失去电荷,这种现象叫作尖端放电。 5.静电屏蔽 由于导体壳内部的电场强度保持为 零,壳外电场不会对壳内仪器产生 影响 , 金属壳的这种作用叫作静电屏蔽。 主题1:探究静电平衡 阅读教材中“静电平衡状态下导体的电场”部分的内容,参看下图回答下列问题。 （1）金属导体的微观结构如何？ （2）如图甲所示,金属导体在电场E0中自由电子怎样移动？ (3)如图丙所示,导体内自由电子是否会一直定向移动? (4)如图乙所示,当导体ABCD的两面分别聚集正负电荷时,会出现什么结果? 主题2:导体上电荷的分布 观察实验现象：实验1， 实验2， 阅读教材中“导体上电荷的分布”的相关内容,试回答处于静电平衡的导体上电荷的分布情况有什么特点。 实验结论：1， 2， 2019-2020学年高中物理《静电现象及其应用》教案1 教科版选修1-1 教学目的： 知识与技能： 1、理解静电感应现象,知道静电平衡条件； 2、理解静电屏蔽 过程与方法： 通过阅读讨论使学生了解静电危害及其应用 情感态度与价值观： 培养学生阅读能力及逻辑思维能力。 教学重点： 静电现象的应用 教学难点： 静电感应现象的解释 教学过程 一、课前导学 复习导入：1、电荷在电场中受电场力的大小和方向： 2、电场的叠加原理 二、质疑讨论： 质疑讨论1：什么叫静电感应和静电平衡状态，静电平衡状态下的导体有哪些特点？ 1、处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。 2、处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面。 3、导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。 4、净电荷只能分布在导体的外表面 地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡状态，所以它是一个等势体。这是我们可以选大地做零电势体的一个原因。 质疑讨论2：阅读课本了解本节内容，并回答下列问题： 1、静电平衡时，导体上的电荷分布有什么特点? 2、放电现象有哪些？ 3、什么是火花放电？什么是接地放电？ 4、尖端放电的原理是什么？ 5、尖端放电的原理有何应用？避雷针的发展历史是怎样的？ 6、静电有哪些应用？ 7、哪些地方应该防止静电？ 答疑：高压起电机、电荷分布演示器、静电现象（包括静电复印、静电除尘、静电喷漆 录象） 1、火花放电和接地放电； 2、火花放电是指物体上积累了电荷，且放电时出现火花的放电现象；接地放电是指 为了防止物体上过量积累电荷，而用导体与大地连接，把电荷接入大地进行时时放电的现象； 3、尖端放电的原理：物体表面带电密集的地方—尖端，电场强度大，会把空气分子 “撕裂”，变为离子，从而导电； 4、可以应用到避雷针上；避雷针的发展史介绍富兰克林与国王的避雷针“尖端”与 “圆端”之争； 5、静电除尘，静电复印，静电喷漆； 6、静电产生的火花能引起火灾，如油罐、纺织厂、危险制品等地方都必须避免静电； 三、反馈矫正： 例1、人造纤维比棉纤易沾上灰尘，这是因为（） A、人造纤维导电性好，容易沾上灰尘 B、人造纤维导电性好，容易导走静电，留下灰尘 C、人造纤维绝缘性好，不易除掉灰尘 D、人造纤维绝缘性好容易积累静电，吸引灰尘 例2、如图，在真空中有两个点电荷A和B，电量分别为－Q和＋2Q，它们相距L，如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r（2r＜L）的空心金属球，且球心位于O点，则球壳上的 感应电荷在O点处的场强大小________ 方向_________． 四、巩固迁移 五、作业： 2019-2020学年高中物理 第一章 静电现象的应用节教案 新人教版 选修3-1 【教学目标】 1．知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态 2．理解静电平衡时，净电荷只分布在导体表面且内部场强处处为零 3．知道静电屏蔽及其应用 【重点难点】 静电平衡状态 电场中导体的特点 【教学方法】 推理归纳法、问题解决法、实验法 【教具准备】 验电器、法拉第圆筒、有绝缘柄的金属球一个、金属网罩、收音机、感应起电机、导线若干 【教学过程】 (一)复习提问 1、什么是静电感应现象？ 2、静电感应现象的实质是什么？ 3、在静电感应时用手摸一下导体，再移走源电荷，则导体带什么电？ 若将导体接地则情况如何？左端接地呢？ (二)新课教学 一、电场中的导体 1、 金属导体的特征： 由做热振动的正离子和做无规则热运动的自由电子组成 2、 静电感应现象 问题：在源电荷的电场中引入金属导体后会对空间各点的场强有影响吗？ 是什么作用使金属内的电子定向移动的？此移动一直进行吗？ 金属导体内部有电场吗？ 答：使空间电场重新分布 源电荷的电场使导体内部自由电 子定向移动 静电平衡状态：导体（包括表面） 中没有电荷定向移动时的状态叫静电平衡状态 4、静电平衡状态下导体的特点： ⑴内部场强处处为零（不为0则自由电子将继续移动直至合场强为0） ⑵导体中没有自由电荷定向移动 ⑶净电荷分布在导体表面 实验证明：法拉第圆筒实验 ⑷导体表面附近电场线与表面垂直 理论证明：中性导体带电后，由于同种电荷相互排斥，净电荷只能分布在表面 反证法：若内部有自由电荷，则内部场强不为0，导体就不是处于静电平衡状态 5 上图空间实际电场分布，不会出现虚线电场线 二、静电屏蔽 1、 空腔导体的特点： 净电荷只分布在外表面，内表面不带电，空腔内没有电场 2、 静电屏蔽 外部电场对内部仪器没有影响 若将源电荷置于空腔内，则外对内没有影响， 但内对外有影响 实验演示：将收音机置于金属网罩内则声音大小减小 若将球壳接地，则内外各不影响 3、 应用 电学仪器和电子设备外面套有金属罩 通信电缆版面包一层铅皮 高压带电作业人员穿金属网衣 通讯工具在钢筋结构房屋中接收信号弱 (三)巩固练习 例1：如图所示，在一个原来不带电的金属导体壳的球心处放一正电荷，试分析A 、B 、 C B 随记 随记 注意实验与理论相结合的分析方法。 物理选修3—1第一章静电场 班级： 姓名： 使用时间09.9.25星期三 第七节 静电现象的应用 1．知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态 2．理解静电平衡时，净电荷只分布在导体表面且内部场强处处为零 3．知道静电屏蔽及其应用 4．经历分析放在电场中的导体达到静电平衡的过程 重点 静电平衡状态 电场中导体的特点 解决问题的方法 1．电场的基本特性： 2．金属导体的特征： 由做热振动的 和做无规则热运动的 组成 3．静电感应现象指 ．静电感应现象的实质是 1.放在电场中的导体是怎样达到静电平衡的？ 2.达到静电平衡状态的导体有什么特点？ 3.导体上的电荷是如何分布的？怎样证明与分析？ 4.什么是尖端放电？为什么会发生尖端放电？ 5.什么是静电屏蔽？它有什么应用？ 【探究一】静电平衡状态下导体的电场是怎样的？ 1．问题：一个不显电性的金属中性导体放在电场中为何两端又能显示出电性呢？引入金属导体后会对空间各点的场强有影响吗？是什么作用使金属内的电子定向移动的？此移动一直进行吗？金属导体内部有电场吗？ 2．理论分析： 3．结论： 4．如图在静电感应时用手摸一下导体，再移走源电荷，则导体带什么电？ 二、温故知新 三、自学提纲 一、学习目标 四、探究导航 若将导体接地则情况如何？左端接地呢？ 5．静电平衡的特点： ⑴内部场强 （如果不满足则自由电子将 直至 ____ ） ⑵导体的表面是 ，整个导体是 【探究二】导体上电荷的分布 演示法 1. 拉第圆筒实验 2．结论：净电荷分布在导体 导体表面附近电场线与表面 导体尖端处电荷密度 3．理论分析： 理论证明：中性导体带电后，由于同种电荷相互排斥，净电荷只能分布在表面 反证法：若内部有自由电荷，则内部场强 ，导体就不是处于静电平衡状态 4 上图空间实际电场分布，不会出现虚线电场线（为什么） 【探究三】尖端放电 1．导体尖端的电荷密度大，给周围环境带来了什么影响？ 2．尖端放电现象给我们什么启示？有哪些应用？ 【探究四】静电屏蔽 1、 空腔导体的特点： 净电荷只分布在 ，内表面 ， 空腔内没有电场 2、 静电屏蔽: 外部电场对内部仪器没有影响 若将源电荷置于空腔内，则外对 内没有影响，但内对外有影响 实验演示：将收音机置于金属网罩内则声音大小减小 ＋ 高中物理自感试题 1．(双选)关于自感电动势的大小和方向，下列说法中正确的是() A．在自感系数一定的条件下，通过导体的电流越大，产生的自感电动势越大 B．在自感系数一定的条件下，通过导体的电流变化越快，产生的自感电动势越大 C．自感电动势的方向总与原电流的方向相反 D．当通过导体的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同 2．(双选)某线圈通有如图5所示的电流，则线圈中自感电动势改变方向的时刻有() A．第1 s末B．第2 s末 C．第3 s末D．第4 s末 3．(双选)关于日光灯管内气体导电的说法中，正确的是() A．点燃日光灯时，激发气体导电的电压比220 V低得多 B．点燃日光灯时，激发气体导电的电压比220 V高得多 C．日光灯正常发光后，加在灯管两端的电压比220 V低 D．日光灯正常发光后，加在灯管两端的电压比220 V高 4．在日光灯的连接线路中，关于启动器的作用，以下说法正确的是() A．日光灯启动时，为灯管提供瞬时高压 B．日光灯正常工作时，起降压限流的作用 C．起到一个自动开关的作用，实际上可用一个弹片开关代替(按下接通，放手断开) D．以上说法均不正确 5．如图7所示，对于原来闭合的开关S突然断开的瞬间，会看到灯A更亮的闪一下再熄灭．设S闭合时，灯中电流为I灯，线圈L中电流为I L，断开瞬间灯A中电流为I灯′，线圈L中电流为I L′，则() A．I灯高中物理：自感现象的理解与计算
高中物理《静电现象的应用》
2019-2020学年高中物理《静电现象及其应用》教案1 教科版选修1-1.doc.doc
2019-2020学年高中物理 第一章 静电现象的应用节教案 新人教版选修3-1.doc
高中物理静电现象的应用新人教-
高中物理自感试题