第三章 电磁感应(复习)
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如图所示,一无限长直导线通有恒定 的电流,有一矩形线圈与其共面,则 在线圈远离直导线的过程中,通过线 圈的磁通量将 A.增大 B.减小 C.不变 D.不能确定
习题7
关于磁通量的概念,下面说法正确的是 A.磁感应强度越大的地方,穿过线圈的磁通 量也越大 B.磁感应强度大的地方,线圈面积越大,则 穿过线圈的磁通量也越大 C.穿过线圈的磁通量为零时,磁通量的变化 率不一定为零 D.磁通量的变化,不一定由于磁场的变化产 生的
理想变压器特点: (1)变压器铁芯内无漏磁。(2)原、副线圈不计内阻。
理想变压器原副线圈的端电压之比 等于这两个线圈的匝数之比:
U 1 n1 U 2 n2
U 1 n1 U 2 n2
1、当n2 >n1 时,U2>U1 —— 升压变压器 2、当n2 = n1时,U2=U1 —— 等压变压器 3、当n2 <n1时,U2 <U1 —— 降压变压器
习题5
关于感应电流产生的条件,下列说法正确的是 A.导体相对磁场运动,导体内一定有感应电 流 B.导体作切割磁感线运动,导体内一定有感 应电流 C.闭合电路在磁场中作切割磁感线运动,电 路中一定有感应电流 D.只要闭合电路的一部分作切割磁感线的运 动,电路中就一定有感应电流
习题6
复习课 电磁感应
知识网络
第一节 电磁感应现象 知识内容 一、磁通量 1、磁通量表示磁场中穿过某一面 积的磁感线条数. Φ=BS (条件:B垂直于S) Φ=BS sin θ 其中θ是指某一面积的平面与磁 感强度方向的夹角. 当B平于S时: 0
知识内容
2、如何使闭合电路的磁通量发生变化呢?
BS cos
A线圈中电流 发生变化 B变化
闭合回路中有电流产生
习题1
第一个发现电磁感应的科学家是
A.奥斯特
B.安培 C.法拉第
D.欧姆
习题2
下图哪些回路中比会产生感
应电流 ?
习题3
关于电磁感应现象的有关说法中,正确的是 A、只要穿过闭合电路中的磁通量不为零,闭 合电路中就一定有感应电流发生 B、穿过闭合电路中的磁通量减少,则电路中 感应电流就减小 C.穿过闭合电路中的磁通量越大,闭合电路 中的感应电动势越大 D.穿过闭合电路中的磁通量变化越快,闭合 电路中感应电动势越大
习题4
关于感应电流产生的条件,下列说法中正确的 是 A.只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就 有感应电流产生 B.穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管 内部就一定有感应电流产生 C.线圈不闭合时,即使穿过线圈的磁通量发 生变化,线圈中也没有感应电流 D.只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化, 闭合电路中就有感应电流
改变原线圈或副线圈的匝数,会产生怎样 的效果?
铁芯 副 线 U2 圈
u
0
原 ∽U1线 圈
n 1 n2
t
变压器通过闭合铁芯,利用互感现象实现了:
电能
(U1、I1)
磁场能
(变化的磁场)
电能
( U2、I2)
理想变压器:
如果在能量转化的过程中能量损失很小,能够略去原、 副线圈的电阻,以及各种电磁能量损失,这样的变压器 称之为理想变压器。是物理学中的一种理想化模型。
要点2. 涡流
1.涡流:把块状金属放在变化的磁场中,或 者让它在磁场中运动时,金属块内将产生 感应电流,这种电流在金属块内自成闭合 回路,很像水的漩涡,故叫涡电流,简称 涡流.涡流常常很强.
2.涡流的防止:在各种电机和变压器中,为 了减少涡流的损失,在电机和变压器上通 常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成的铁 芯. 3.涡流的利用:冶炼金属的高频感应炉就是 利用强大的涡流使金属尽快熔化.电学测量 仪表的指针快速停止摆动也是利用铝框在 磁场中转动产生的涡流.
习题10
下列所列数据不属于交流电有效值
的是 (A)交流电表的示数 (B)灯泡的额定电压 (C)电容器的耐压值 (D)保险丝的额定电流
第五节
高压输电
要点. 减少输电线上功率损失的方法
1.减小输电线的电阻R (1)减小输电线长度l:由于输电距离一定,所 以在实际中不可能用减小l来减小R. (2)减小电阻率ρ:目前一般用电阻率较小的铜 或铝导线材料. (3)增大导线的横截面积S,这要多耗费金属 材料,增加成本,同时给输电线的架设带 来很大困难.
2.减小输电电流I • (1)减小输送功率P:由于电站的装机容量一 定,因此电站向外输送的电功率是一定的, 即在实际中不能以用户少用或不用电来减 少输电线上的功率损失. • (2)提高输电电压U:在输送功率P一定,输电 线电阻R一定的条件下,输电电压提高到原 来的n倍,输电线上的功率损失降为原来的 1/n2倍.
变式迁移
远距离输电时,在输送电功率不变的条件 下()A.只有增大导线的电阻,才能 减小电流,提高输电效率 B.提高输电电压,能减小电流,提高输 电效率 C.提高输电电压势必增大输电导线上 能量损耗 D.提高输电电压势必增大输电导线上 的电流
第六节 自感现象 涡流 要点1 通电自感与断电自感的比较
【解析】闭合开关时,A2灯立即就有电流流过,而 由于线圈L中产生自感电动势会阻碍A1灯中电流的 增大,所以灯A2先亮,A1后亮,故选项A正确. 断开开关时,虽然电源电路不通了,但由于线圈L中 又产生自感电动势,线圈L与A1、A2灯构成闭合电 路,线圈L对A1、A2供电,使L、A1、A2回路中有 电流流过且逐渐减小,从而导致A1、A2灯都要过一 会儿才熄灭,故选项D正确。 【答案】AD
例1.如下图所示,A1与A2是完全相同的灯、 泡,线圈L的电阻可以忽略,下列说法中正确 的是( )
A.合上开关接通电路时,A2先亮,A1后亮,最 后一样亮 B.合上开关接通电路时,A1与A2始终一样亮 C.断开开关切断电路时,A2立即熄灭,A1过一 会儿才熄灭 D.断开开关切断电路时,A1和A2都要过一会儿 才熄灭
习题8
穿过一个单匝线圈的磁通量始终保
ห้องสมุดไป่ตู้
持每秒钟均匀地减少了2Wb,则: A.线圈中感应电动势每秒增加2V B.线圈中感应电动势每秒减少2V C.线圈中无感应电动势 D.线圈中感应电动势大小不变
原线圈 闭合铁芯
电路图中变 压器符号:
n1 n2 n1
副线圈
n2
无铁芯
有铁芯
若原线圈接入直流,那么副线圈中是否能产 生感应电流?
•
• • •
i I sin(t )
•
• 例1:一矩形线框在匀强磁场中匀速转动 时,产生的正弦交变电流随时间变化的图 像,如图所示。 • 求:(1)电流的最大值和有效值。(2) 交流电的周期和频率。(3)已知ω = 2πf, 写出该交流的瞬时值表达式。
i/A 5
t/s 0
0.05
0.1
0.15
知识内容
2、公式:
第二节 法拉第电磁感应定律
1、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.这就是法拉第电磁感应定律.
• 公式的含义: • 感应电动势的大小与磁通量的大小无关,只 与磁通量的变化率(即磁通量的变化快慢)有关.
△ . 如果采用国际单位制,则可写成: E △t △ 对n匝线框构成的回路其感应电动势: En △t
1、理想变压器输出功率等于输入功率
即:
P出= P入
U1I1=U2I2
也可写成:
2、理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比
I1 U 2 n2 I 2 U1 n1
此公式只适用于一个副线圈的变压器
交变电流
• • 1.交变电流(简称交流(AC),俗称交流 电):大小和方向都随时间做周期变化的电流. 2.交流发电机:由定子和转子组成,转子的 转动使穿过线圈的磁通量发生变化,在线圈中激 发出感应电动势. 3.交流的变化规律:日常使用的电是由电网 送来的,电网中的交变电流,它的电流、电压随 时间按正弦函数的规律变化,叫做正弦式电流. (1)表达式: m (2)图象: (3)描述物理量:周期(T)、频率(f)、 有效值(E、U、I)、峰值(Em、Um、Im) 其中,家用电器铭牌上的额定电压、额定电 流都是指有效值.
1.电磁波概念 • 变化的电场和变化的磁场不断地互相转化,并且由近及 远地传播出去。这种变化的电磁场在空间以一定的速度 传播的过程叫做电磁波。
B
由上可知磁通量发生变化的原因有三种 ①磁感应强度B发生变化; ②线圈的面积S发生变化; ③磁感应强度B与面积S之间的夹角θ发生变化。
知识内容
3、磁通量的变化Δф
①导体所围面积的变化ΔΦ= BΔS
知识内容 3、磁通量的变化Δф
②磁场与导体相对位置的变化ΔΦ= SΔB
知识内容
3、磁通量的变化Δф
(3)平面与磁感应强度的夹角发生变化 ΔΦ= BS(sin θ2 –sin θ1)
知识内容
3、磁通量的变化Δф
③磁场本身强弱的变化ΔΦ= SΔB
二、电磁感应现象 知识内容 1.电磁感应现象
由磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象
2.感应电流存在的判定
条形磁铁相对 闭合回路的一部 于螺线管运动 分切割磁感线 B变化 S变化 Φ(Φ=BS)变化
例题. 远距离输送交变电流都采用高压 输电,我国正在研究用比330 kV高得多 的电压进行输电,采用高压输电的优点 是( ) A.可节省输电线的铜材料 B.可根据需要调节交流电的频率 C.可减少输电线上的能量损失 D.可加快输电的速度
【解析】由P=IU得I=P/U,输送的电功率P一定,采用 高压输电,U大则I小,输电线中的电流就小,由P线 =I2· r,在要求输电线损耗一定的情况下,就可 选电阻率略大一点的材料做导线.若输电线确定,则 可以减少输电线上的能量损失,故A\,C选项正 确.交变电流的频率是固定的,不需调节.输电的速 度就是电磁波的传播速度,是一定的.故B\,D选 项不正确. 【答案】AC
第一单元
电磁场、电磁波
一、麦克斯韦电磁理论:
• 变化的磁场能够在周围空间产生电场
•变化的电场能在周围空间产生磁场。
变 化
均匀变化
产生不变的场
周期性变化
产生周期性变化的 场
变化的电场和变化的磁场总是相互联系着、形成一 个不可分离的统一体,称为电磁场。电场和磁场只
是这个统一的电磁场的两种具体表现。
二、电磁波
-5
例2 一个矩形线圈在匀强磁场中转动, 产生的感应电动势
则( ) A.交变电流的频率是100πHz B.有效值为220V C.交变电流的周期是0.02 s D.t=0.05 s时,e有最大值
e=220 2sin100 t V
习题9
一个电动机上标“220V 1.5KW”,那么为了 使它正常工作,所使用的正弦交流电应是 A.电压最大值为220V,电流最大值约为9.6A B.电压最大值为311V,电流最大值约为6.8A C.电压有效值为220V,电流有效值约为6.8A D.电压有效值为311V,电流有效值约为9.6A
习题7
关于磁通量的概念,下面说法正确的是 A.磁感应强度越大的地方,穿过线圈的磁通 量也越大 B.磁感应强度大的地方,线圈面积越大,则 穿过线圈的磁通量也越大 C.穿过线圈的磁通量为零时,磁通量的变化 率不一定为零 D.磁通量的变化,不一定由于磁场的变化产 生的
理想变压器特点: (1)变压器铁芯内无漏磁。(2)原、副线圈不计内阻。
理想变压器原副线圈的端电压之比 等于这两个线圈的匝数之比:
U 1 n1 U 2 n2
U 1 n1 U 2 n2
1、当n2 >n1 时,U2>U1 —— 升压变压器 2、当n2 = n1时,U2=U1 —— 等压变压器 3、当n2 <n1时,U2 <U1 —— 降压变压器
习题5
关于感应电流产生的条件,下列说法正确的是 A.导体相对磁场运动,导体内一定有感应电 流 B.导体作切割磁感线运动,导体内一定有感 应电流 C.闭合电路在磁场中作切割磁感线运动,电 路中一定有感应电流 D.只要闭合电路的一部分作切割磁感线的运 动,电路中就一定有感应电流
习题6
复习课 电磁感应
知识网络
第一节 电磁感应现象 知识内容 一、磁通量 1、磁通量表示磁场中穿过某一面 积的磁感线条数. Φ=BS (条件:B垂直于S) Φ=BS sin θ 其中θ是指某一面积的平面与磁 感强度方向的夹角. 当B平于S时: 0
知识内容
2、如何使闭合电路的磁通量发生变化呢?
BS cos
A线圈中电流 发生变化 B变化
闭合回路中有电流产生
习题1
第一个发现电磁感应的科学家是
A.奥斯特
B.安培 C.法拉第
D.欧姆
习题2
下图哪些回路中比会产生感
应电流 ?
习题3
关于电磁感应现象的有关说法中,正确的是 A、只要穿过闭合电路中的磁通量不为零,闭 合电路中就一定有感应电流发生 B、穿过闭合电路中的磁通量减少,则电路中 感应电流就减小 C.穿过闭合电路中的磁通量越大,闭合电路 中的感应电动势越大 D.穿过闭合电路中的磁通量变化越快,闭合 电路中感应电动势越大
习题4
关于感应电流产生的条件,下列说法中正确的 是 A.只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就 有感应电流产生 B.穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管 内部就一定有感应电流产生 C.线圈不闭合时,即使穿过线圈的磁通量发 生变化,线圈中也没有感应电流 D.只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化, 闭合电路中就有感应电流
改变原线圈或副线圈的匝数,会产生怎样 的效果?
铁芯 副 线 U2 圈
u
0
原 ∽U1线 圈
n 1 n2
t
变压器通过闭合铁芯,利用互感现象实现了:
电能
(U1、I1)
磁场能
(变化的磁场)
电能
( U2、I2)
理想变压器:
如果在能量转化的过程中能量损失很小,能够略去原、 副线圈的电阻,以及各种电磁能量损失,这样的变压器 称之为理想变压器。是物理学中的一种理想化模型。
要点2. 涡流
1.涡流:把块状金属放在变化的磁场中,或 者让它在磁场中运动时,金属块内将产生 感应电流,这种电流在金属块内自成闭合 回路,很像水的漩涡,故叫涡电流,简称 涡流.涡流常常很强.
2.涡流的防止:在各种电机和变压器中,为 了减少涡流的损失,在电机和变压器上通 常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成的铁 芯. 3.涡流的利用:冶炼金属的高频感应炉就是 利用强大的涡流使金属尽快熔化.电学测量 仪表的指针快速停止摆动也是利用铝框在 磁场中转动产生的涡流.
习题10
下列所列数据不属于交流电有效值
的是 (A)交流电表的示数 (B)灯泡的额定电压 (C)电容器的耐压值 (D)保险丝的额定电流
第五节
高压输电
要点. 减少输电线上功率损失的方法
1.减小输电线的电阻R (1)减小输电线长度l:由于输电距离一定,所 以在实际中不可能用减小l来减小R. (2)减小电阻率ρ:目前一般用电阻率较小的铜 或铝导线材料. (3)增大导线的横截面积S,这要多耗费金属 材料,增加成本,同时给输电线的架设带 来很大困难.
2.减小输电电流I • (1)减小输送功率P:由于电站的装机容量一 定,因此电站向外输送的电功率是一定的, 即在实际中不能以用户少用或不用电来减 少输电线上的功率损失. • (2)提高输电电压U:在输送功率P一定,输电 线电阻R一定的条件下,输电电压提高到原 来的n倍,输电线上的功率损失降为原来的 1/n2倍.
变式迁移
远距离输电时,在输送电功率不变的条件 下()A.只有增大导线的电阻,才能 减小电流,提高输电效率 B.提高输电电压,能减小电流,提高输 电效率 C.提高输电电压势必增大输电导线上 能量损耗 D.提高输电电压势必增大输电导线上 的电流
第六节 自感现象 涡流 要点1 通电自感与断电自感的比较
【解析】闭合开关时,A2灯立即就有电流流过,而 由于线圈L中产生自感电动势会阻碍A1灯中电流的 增大,所以灯A2先亮,A1后亮,故选项A正确. 断开开关时,虽然电源电路不通了,但由于线圈L中 又产生自感电动势,线圈L与A1、A2灯构成闭合电 路,线圈L对A1、A2供电,使L、A1、A2回路中有 电流流过且逐渐减小,从而导致A1、A2灯都要过一 会儿才熄灭,故选项D正确。 【答案】AD
例1.如下图所示,A1与A2是完全相同的灯、 泡,线圈L的电阻可以忽略,下列说法中正确 的是( )
A.合上开关接通电路时,A2先亮,A1后亮,最 后一样亮 B.合上开关接通电路时,A1与A2始终一样亮 C.断开开关切断电路时,A2立即熄灭,A1过一 会儿才熄灭 D.断开开关切断电路时,A1和A2都要过一会儿 才熄灭
习题8
穿过一个单匝线圈的磁通量始终保
ห้องสมุดไป่ตู้
持每秒钟均匀地减少了2Wb,则: A.线圈中感应电动势每秒增加2V B.线圈中感应电动势每秒减少2V C.线圈中无感应电动势 D.线圈中感应电动势大小不变
原线圈 闭合铁芯
电路图中变 压器符号:
n1 n2 n1
副线圈
n2
无铁芯
有铁芯
若原线圈接入直流,那么副线圈中是否能产 生感应电流?
•
• • •
i I sin(t )
•
• 例1:一矩形线框在匀强磁场中匀速转动 时,产生的正弦交变电流随时间变化的图 像,如图所示。 • 求:(1)电流的最大值和有效值。(2) 交流电的周期和频率。(3)已知ω = 2πf, 写出该交流的瞬时值表达式。
i/A 5
t/s 0
0.05
0.1
0.15
知识内容
2、公式:
第二节 法拉第电磁感应定律
1、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.这就是法拉第电磁感应定律.
• 公式的含义: • 感应电动势的大小与磁通量的大小无关,只 与磁通量的变化率(即磁通量的变化快慢)有关.
△ . 如果采用国际单位制,则可写成: E △t △ 对n匝线框构成的回路其感应电动势: En △t
1、理想变压器输出功率等于输入功率
即:
P出= P入
U1I1=U2I2
也可写成:
2、理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比
I1 U 2 n2 I 2 U1 n1
此公式只适用于一个副线圈的变压器
交变电流
• • 1.交变电流(简称交流(AC),俗称交流 电):大小和方向都随时间做周期变化的电流. 2.交流发电机:由定子和转子组成,转子的 转动使穿过线圈的磁通量发生变化,在线圈中激 发出感应电动势. 3.交流的变化规律:日常使用的电是由电网 送来的,电网中的交变电流,它的电流、电压随 时间按正弦函数的规律变化,叫做正弦式电流. (1)表达式: m (2)图象: (3)描述物理量:周期(T)、频率(f)、 有效值(E、U、I)、峰值(Em、Um、Im) 其中,家用电器铭牌上的额定电压、额定电 流都是指有效值.
1.电磁波概念 • 变化的电场和变化的磁场不断地互相转化,并且由近及 远地传播出去。这种变化的电磁场在空间以一定的速度 传播的过程叫做电磁波。
B
由上可知磁通量发生变化的原因有三种 ①磁感应强度B发生变化; ②线圈的面积S发生变化; ③磁感应强度B与面积S之间的夹角θ发生变化。
知识内容
3、磁通量的变化Δф
①导体所围面积的变化ΔΦ= BΔS
知识内容 3、磁通量的变化Δф
②磁场与导体相对位置的变化ΔΦ= SΔB
知识内容
3、磁通量的变化Δф
(3)平面与磁感应强度的夹角发生变化 ΔΦ= BS(sin θ2 –sin θ1)
知识内容
3、磁通量的变化Δф
③磁场本身强弱的变化ΔΦ= SΔB
二、电磁感应现象 知识内容 1.电磁感应现象
由磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象
2.感应电流存在的判定
条形磁铁相对 闭合回路的一部 于螺线管运动 分切割磁感线 B变化 S变化 Φ(Φ=BS)变化
例题. 远距离输送交变电流都采用高压 输电,我国正在研究用比330 kV高得多 的电压进行输电,采用高压输电的优点 是( ) A.可节省输电线的铜材料 B.可根据需要调节交流电的频率 C.可减少输电线上的能量损失 D.可加快输电的速度
【解析】由P=IU得I=P/U,输送的电功率P一定,采用 高压输电,U大则I小,输电线中的电流就小,由P线 =I2· r,在要求输电线损耗一定的情况下,就可 选电阻率略大一点的材料做导线.若输电线确定,则 可以减少输电线上的能量损失,故A\,C选项正 确.交变电流的频率是固定的,不需调节.输电的速 度就是电磁波的传播速度,是一定的.故B\,D选 项不正确. 【答案】AC
第一单元
电磁场、电磁波
一、麦克斯韦电磁理论:
• 变化的磁场能够在周围空间产生电场
•变化的电场能在周围空间产生磁场。
变 化
均匀变化
产生不变的场
周期性变化
产生周期性变化的 场
变化的电场和变化的磁场总是相互联系着、形成一 个不可分离的统一体,称为电磁场。电场和磁场只
是这个统一的电磁场的两种具体表现。
二、电磁波
-5
例2 一个矩形线圈在匀强磁场中转动, 产生的感应电动势
则( ) A.交变电流的频率是100πHz B.有效值为220V C.交变电流的周期是0.02 s D.t=0.05 s时,e有最大值
e=220 2sin100 t V
习题9
一个电动机上标“220V 1.5KW”,那么为了 使它正常工作,所使用的正弦交流电应是 A.电压最大值为220V,电流最大值约为9.6A B.电压最大值为311V,电流最大值约为6.8A C.电压有效值为220V,电流有效值约为6.8A D.电压有效值为311V,电流有效值约为9.6A