18-19第2章第2节电磁感应定律的建立第3节电磁感应现象的应用

第二节电磁感应定律的建立第三节电磁感应现象的应用［自主预习探新知］［知识梳理］一、电磁感应定律的建立1.探究感应电动势与磁通量变化的关系(1)当磁通量变化过程所用时间相同时，磁通量变化量越大，感应电流就越大，表明感应电动势越大.(2)当磁通量变化量相同时，磁通量变化过程所用时间越短，感应电流就越大，表明感应电动势越大.(3)感应电动势的大小随磁通量变化快慢的增大而增大.2.法拉第电磁感应定律(1)内容：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.(2)表达式：E= n普，其中n是线圈匝数, 誉是磁通量的变化率.二、电磁感应现象的应用1.变压器(1)作用：变压器是把交流电的电压升高或者降低的装置.(2) 构造：原线圈(初级线圈)、副线圈(次级线圈)、闭合铁芯. 2. 变压器原理(1) 原理：利用电磁感应原理来改变交流电的电压.(2) 公式：UU 1二芝，U i 、U 2分别是原、畐寸线圈两端的电压，n i 、n 2分别是原、副线圈的匝数.3. ABS 系统(1)ABS 系统的作用：汽车紧急制动时，如果车轮被制动装置抱死，车轮将 出现滑动，方向盘就会失灵，汽车将甩尾侧滑，可能发生严重的交通事故.为防 止这种现象，人们发明了防抱死制动系统(ABS).⑵ABS 系统的组成：由轮速传感器、电子控制模块和电磁阀组成.轮速传_ 感器的作用是采集车轮转速信号，它是利用电磁感应现象测量车轮转速的.［基础自测］1. 思考判断(1) 决定闭合电路中感应电动势大小的因素是磁通量的变化量. (X )(2) 闭合电路中感应电动势的大小由磁通量的变化率决定.(V)△①(3) 由E = n 药可知，E 与△①成正比.(X )(4) 变压器也可能改变恒定电压.(X) (5) 变压器的原理是电磁感应定律.(V)(6) 实际变压器输入功率一定大于输出功率.(V)［提示］(1)决定闭合电路中感应电动势的大小因素是磁通量的变化率.(4) 变压器只能改变交流电的电压，不能改变恒定电压. 2.下列关于电磁感应的说法中，正确的是()A .穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 B. 穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零C. 穿过线圈的磁通量的变化量越大，感应电动势越大D. 穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大(3)E 与△①无关,△① 成正比.D ［飞越大，表示磁通量变化越快，感应电动势越大•］3•如图2-2-1所示，变压器原、畐懺圈匝数比为 1 : 2,则副线圈中电压表 读数为（）【导学号:71082049】图 2-2-1A. 0 B . 2 V C . 4 V D . 8 VA ［由于原线圈接的是直流电源，所以通过副线圈的磁通量不变，因此副线圈中电压表读数为0，选项A 正确.］［合作探究攻重难］IOJI电磁感应定律⑴①是状态量，是在某时刻（某位置）穿过闭合回路的磁感线的条数，当磁场 与回路平面垂直时，①二BS.（2） ①是过程量，是表示闭合回路从某一时刻变化到另一时刻的磁通量的增减，即 △①=勘—①1.常见磁通量变化方式有：B 不变，S 变；S 不变，B 变；B 和S 都变；回路在磁场中相对位置改变（如转动等）.总之，只要影响磁通量的因 素发生变化，磁通量就会变化.（3） 号表示磁通量的变化快慢，即单位时间内磁通量的变化，又称磁通量的 变化率.⑷①、△①、普的大小没有直接关系，这一点可与运动学中 v 、Av 、圮三者可能不为零（如线圈平面转到与磁感线平行时）.当①按正弦规律变化时，①最大 时，詈=0;反之，当①为零时，号最大.2. 电磁感应定律1.如何区分磁通量 ①，磁通量的变化量 △①，磁通量的变化率类比.值得指出的是:①很大, △① A ①可能很小 ①很小, △①云可能很大①二0，△①At(1)产生感应电动势的条件只要穿过某个电路的磁通量发生变化， 就会产生感应电动势，产生感应电动 势的那部分导体相当于电路的电源.量变化的快慢.不能理解为感应电动势与磁通量或磁通量的变化量成正比. 感应 电动势的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率 弓①，与磁通量①、磁通量的变 化量△①的大小没有直接的联系.例 如图2-2-2甲所示，某线圈一共50匝，若穿过线圈的磁通量随时间的变化如图乙所示，贝U a b 两点间的电压是多少？甲乙图 2-2-2思路点拨：①由图乙可求弓①. △①② 由E = n 云计算电压.［解析］求a 、b 两点的电压就是求线圈中的感应电动势,△① 0.5 — 0.1 由图乙得药=-0"4~ v =1 v ，,,A ①故 E = n 盘—50 V ，所以a 、b 两点间电压等于50 V.［答案］50 V1 E = nA ①研究整个闭合回路，适用于各种电磁感应现象.2 E = n^f 一般应用于磁感应强度变化所产生的感应电动势的计算 •［针对训练］1. (多选)穿过一个10匝线圈的磁通量每秒钟均匀地减少 2 Wb,则该线圈中(2)电磁感应定律感应电动势的大小与磁通量的变化率△①成正比，磁通量的变化率是指磁通的感应电动势()A •大小不变B. 随时间均匀变化C. 减少了 20 VD. 等于20 V20 V .]匿点虫理想变压器的规律及应用1. 理想变压器不计变压器线圈的热损失和铁芯发热损失的能量，变压器副线圈提 供给用电器的电功率等于发电机提供给原线圈的电功率.2. 特点理想变压器的磁通量全部集中在铁芯内， 穿过原、副线圈的磁通量相同，穿 过每匝线圈的磁通量的变化率也相同，因此每匝线圈产生的感应电动势相同，原、 副线圈产生的电动势和原、副线圈的匝数成正比.在线圈电阻不计时，线圈两端 电压等于电动势.所以变压器原、副线圈的两端电压与匝数成正比.3. 升压变压器和降压变压器由变压器公式*二严知，当变压器原线圈匝数少，副线圈匝数多时，副线圈U 2 n 2两端电压高于原线圈两端电压，则变压器为升压变压器；当变压器原线圈匝数多， 副线圈匝数少时，副线圈两端电压低于原线圈两端电压，则变压器为降压变压器.4. 规律⑴理想变压器中，原、副线圈两端的电压之比等于它们的匝数之比， 即芒=n i n ，(2)理想变压器的输出功率等于输入功率，P 入=P 出,即U i l i = U 2I 2.因此，原、 副线圈中的电流之比等于匝数的反比，即 ¥=企.l 2 n iAD [题中磁通量每秒钟均匀地减少 2 Wb ，即罟=2 Wb/s ,故 E = n^=卜例（多选）如图2-2-3所示为变压器的示意图，它被用来升高发电机的输出电压，下列说法中正确的是（）图2-2-3A.图中M是闭合的铁芯B•发电机应与线圈I相连，升高后的电压由c、d两端输出C.电流以铁芯为通路从一个线圈流到另一个线圈D.变压器是根据电磁感应原理工作的AD ［由题知该变压器为升压变压器，所以原线圈匝数小于副线圈匝数，故U为输入端即接发电机，I为输出端，B错；铁芯提供闭合的磁路，使电能先转化成磁场能，再在副线圈中转化成电能，所以C错，故选A、D.］1变压器由原线圈、副线圈和闭合的铁芯组成•2若原线圈匝数大于副线圈匝数，则为降压变压器；若原线圈匝数小于副线匝数，则为升压变压器.［针对训练］2 .如图2-2-4所示为一台理想变压器，初、次级线圈的匝数分别为n i = 400 匝，n2 = 800匝,连接导线的电阻忽略不计，那么可以确定（）图2-2-4①这是一台降压变压器②这是一台升压变压器③次级线圈两端的电压是初级线圈两端电压的2倍④次级线圈两端的电压是初级线圈两端电压的一半A .①③B .①④C.②③ D .②④C ［由餐n得U2=2U1，变压器为升压变压器，②③正确.］［当堂达标固双基］1.（多选）如图2-2-5所示，在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直.导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab、cd，与导轨接触良好.这两条金属棒ab、cd的运动速度分别是V1、V2，若“井”字形回路中第6页有感应电流通过，则可能（ ）图 2-2-5A. V 1>V 2 B • V l VV 2 C . V 1 = V 2D .无法确定AB ［只要金属棒ab 、cd 的运动速度不相等，“井”字形回路中的磁通量就发生变化，闭合回路中就会产生感应电流.故选项A 、B 正确.］2 .下图中，属于升压变压器且能使灯泡发光的电路是（）C ［变压器不改变直流电压，A 、D 错；升压变压器的原线圈比副线圈的匝数少，B 错，C 对.］3. —个20匝、面积为200 cm 2的圆形线圈放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，若该磁场的磁感应强度在 0.05 s 内由0.1 T 增加到0.5 T ,在此过 程中，穿过线圈的磁通量变化量为 __________ ，磁通量的平均变化率为 ______ ，线 圈中感应电动势的大小为 _________ .【导学号：71082050】［解析］ 磁通量变化量为 △①=勒一①1 = B 2S — B 1S ， =0.5X 0.02 Wb — 0.1 X 0.02 Wb= 0.008 Wb ，E= n 号=20X 0.16 V= 3.2 V.△① 0.008IT = 0.05Wb/s = 0.16 Wb/s。