人教版高中物理选修3-2知识点总结
人教版高中物理选修3-2知识点整理及重点题型梳理] 互感和自感、涡流
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人教版高中物理选修3-2知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习互感和自感、涡流【学习目标】1、知道什么是互感现象和自感现象。
2、知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。
3、能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因。
4、知道涡流是如何产生的，知道涡流对人类有利和有害的两方面，以及如何利用涡流和防止涡流。
【要点梳理】要点一、互感现象两个线圈之间没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象称为互感，产生的感应电动势叫互感电动势。
要点诠释：（1）互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何相互靠近的电路之间。
（2）互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路。
变压器就是利用互感现象制成的。
（3）在电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，应设法减小电路间的互感。
要点二、自感现象1．实验如图甲所示，首先闭合S 后调节R ，使12A A 、亮度相同，然后断开开关。
再次闭合S ，灯泡2A 立刻发光，而跟线圈L 串联的灯泡1A 却是逐渐亮起来的。
如图乙所示电路中，选择适当的灯泡A 和线圈L ，使灯泡A 的电阻大于线圈L 的直流电阻。
断开S 时，灯A 并非立即熄灭，而是闪亮一下再逐渐熄灭。
图甲实验叫通电自感。
在闭合开关S 的瞬间，通过线圈L 的电流发生变化而引起穿过线圈L 的磁通量发生变化，线圈L 中产生感应电动势，这个感应电动势阻碍线圈中电流的增大，通过灯泡1A 的电流只能逐渐增大，所以1A 只能逐渐变亮。
图乙实验叫断电自感。
断开S 的瞬间，通过线圈L 的电流减弱，穿过线圈的磁通量很快减小，线圈L 中出现感应电动势。
虽然电源断开，但由于线圈L 中有感应电动势，且和A 组成闭合电路，使线圈中的电流反向流过灯A ，并逐渐减弱由于L 的直流电阻小于灯A 的电阻，其原电流大于通过灯A 的原电流，故灯闪亮一下后才逐渐熄灭。
高中物理选修3-2：自感现象知识点总结
高中物理选修3-2：自感现象知识点总结理物高中考点/易错点1自感现象1、自感：由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象．2、自感电动势：由于自感现象而产生的电动势．3、自感电动势对电流的作用：电流增加时，感应电动势阻碍电流的增加；电流减小时，感应电动势阻碍电流的减小．4、实验与探究考点/易错点2自感系数1、物理意义：描述线圈本身特性的物理量，简称自感或电感．2、影响因素：线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯．线圈越粗、越长，匝数越多，其自感系数就越大；有铁芯时线圈的自感系数比没铁芯时大得多．3、单位：亨利，简称亨，符号是H.常用的较小单位有mH和μH.考点/易错点3日光灯1、主要组成：灯管、镇流器和启动器．2、灯管(1)工作原理：管中气体导电时发出紫外线，荧光粉受其照射时发出可见光．可见光的颜色由荧光粉的种类决定．(2)气体导电的特点：灯管两端的电压达到一定值时，气体才能导电；而要在灯管中维持一定大小的电流，所需的电压却低得多．3、镇流器的作用日光灯启动时：提供瞬时高压；日光灯启动后：降压限流．4、启动器(1)启动器的作用：自动开关．(2)启动器内电容器的作用：减小动、静触片断开时产生的火花，避免烧坏触点．考点/易错点4自感现象的理解1、对自感电动势的进一步理解(1)自感电动势产生的原因通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化，因而在原线圈中产生感应电动势．(2)自感电动势的作用阻碍原电流的变化，而不是阻止，电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用．(3)自感电动势的方向当原电流增大时，自感电动势方向与原电流方向相反，电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同．2、自感现象的分析思路(1)明确通过自感线圈的电流怎样变化(是增大还是减小)．(2)判断自感电动势方向．电流增强时(如通电)，自感电动势方向与原电流方向相反；电流减小时(如断电)，自感电动势方向与原电流方向相同．(3)分析电流变化情况，电流增强时(如通电)，自感电动势方向与原电流方向相反，阻碍增加，电流逐渐增大．电流减小时(如断电)，由于自感电动势方向与原电流方向相同，阻碍减小，线圈中电流方向不变，电流逐渐减小．特别提醒自感电动势阻碍原电流的变化，而不是阻止，电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长．考点/易错点5自感现象中灯泡亮度变化在处理通断电灯泡亮度变化问题时，不能一味套用结论，如通电时逐渐变亮，断电时逐渐变暗，或闪亮一下逐渐变暗．要具体问题具体分析，关键要搞清楚电路连接情况.自感现象的分析技巧在求解有关自感现象的问题时，必须弄清自感线圈的工作原理和特点，这样才能把握好切入点和分析顺序，从而得到正确答案．1．自感现象的原理当通过导体线圈中的电流变化时，其产生的磁场也随之发生变化．由法拉第电磁感应定律可知，导体自身会产生阻碍自身电流变化的自感电动势．2．自感现象的特点(1)自感电动势只是阻碍自身电流变化，但不能阻止．(2)自感电动势的大小跟自身电流变化的快慢有关．电流变化越快，自感电动势越大．(3)自感电动势阻碍自身电流变化的结果，会给其他电路元件的电流产生影响．①电流增大时，产生反电动势，阻碍电流增大，此时线圈相当于一个阻值很大的电阻；②电流减小时，产生与原电流同向的电动势，阻碍电流减小，此时线圈相当于电源．3．通电自感与断电自感自感现象中主要有两种情况：即通电自感与断电自感．在分析过程中，要注意：(1)通过自感线圈的电流不能发生突变，即通电过程中，电流是逐渐变大；断电过程中，电流是逐渐变小，此时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其他电路元件形成回路．(2)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断在于对电流大小的分析，若断电后通过灯泡的电流比原来强，则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭．特别提醒线圈对变化电流的阻碍作用与对稳定电流的阻碍作用是不同的．对变化电流的阻碍作用是由自感现象引起的，它决定了要达到稳定值所需的时间；对稳定电流的阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的，决定了电流所能达到的稳定值．考点/易错点6日光灯的工作原理1、构造日光灯的电路如图所示，由日光灯管、镇流器、开关等组成．2、日光灯的启动当开关闭合时，电源把电压加在启动器的两极之间，使氖气放电而发出辉光，辉光产生的热量使U 形动触片膨胀伸长，从而接通电路，于是镇流器的线圈和灯管的灯丝中就有电流通过，电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U形动触片冷却收缩，两个触片分开，电路自动断开，通过镇流器的电流迅速减小，会产生很高的自感电动势，方向与原来电压方向相同，形成瞬间高压加在灯管两端，使灯管中的气体开始导电，于是日光灯管就成了通路开始导电发光．3、日光灯正常工作时镇流器的作用由于日光灯使用的是交流电源，电流的大小和方向做周期性变化，当交流电的大小增大时，镇流器上的自感电动势阻碍原电流增大，自感电动势与原电压反向，当交流电减小时，镇流器上的自感电动势阻碍原电流的减小，自感电动势与原电压同向，可见镇流器的自感电动势总是阻碍电流的变化，镇流器起降压、限流的作用．四、课程小结1、自感现象●自感：由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象．●自感电动势：由于自感现象而产生的电动势．●自感电动势对电流的作用：电流增加时，感应电动势阻碍电流的增加；电流减小时，感应电动势阻碍电流的减小．2、自感系数●物理意义：描述线圈本身特性的物理量，简称自感或电感．●影响因素：线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯．线圈越粗、越长，匝数越多，其自感系数就越大；有铁芯时线圈的自感系数比没铁芯时大得多．●单位：亨利，简称亨，符号是H.常用的较小单位有mH和μH.1H=103mH1H=106μH一、自感现象的四个要点和三个状态要点一：电感线圈产生感应电动势的原因是通过线圈本身的电流变化引起穿过自身的磁通量变化。
高中物理人教版选修3-2第四章第4节法拉第电磁感应定律方法及题型总结
高中物理选修3-2第3讲法拉第电磁感应定律题型1（感应电动势的产生条件）1、1823年，科拉顿做了这样一个实验，他将一个磁铁插入连有灵敏电流计的螺旋线圈，来观察在线圈中是否有电流产生。
在实验时，科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响，他通过很长的导线把连在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房里。
他想，反正产生的电流应该是“稳定”的（当时科学界都认为利用磁场产生的电流应该是“稳定”的），插入磁铁后，如果有电流，跑到另一间房里观察也来得及。
就这样，科拉顿开始了实验，然而，无论他跑得多快，他看到的电流计指针都是指在“0”刻度的位置，科拉顿失败了，以下关于科拉顿实验的说法中正确的是（D）A．螺旋线圈中磁通量没有改变B．实验中没有感应电流C．科拉顿的实验装置是错误的D．科拉顿实验没有观察到感应电流是因为跑到另一间房观察时，电磁感应过程已结束2．在匀强磁场中，a、b是两条平行金属导轨，而c、d为串有电流表、电压表的两金属棒，如图所示，两棒以相同的速度向右匀速运动，则以下结论正确的是（D）A．电压表有读数，电流表没有读数B．电压表有读数，电流表也有读数C．电压表无读数，电流表有读数D．电压表无读数，电流表也无读数3．将线圈置于范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场B中，各线圈的运动方式如下列图所示，则能够在线圈中产生感应电动势的是（C）A．B．C．D．4．环形线圈放在均匀磁场中，设在第1秒内磁感线垂直于线圈平面向内，若磁感应强度随时间变化关系如图，那么在第2秒内线圈中感应电流的大小和方向是（B）A．感应电流大小恒定，顺时针方向B．感应电流大小恒定，逆时针方向C．感应电流逐渐增大，逆时针方向D．感应电流逐渐减小，顺时针方向5．如图所示，4匝矩形线圈abcd，ab＝1m，bc＝0.5m，其总电阻R＝2Ω，线圈绕OO′轴在匀强磁场中匀速转动，磁感应强度B＝1T，角速度ω＝20rad/s，当线圈由图示位置开始转过30°时，线圈中的电流强度为（B）A．20A B．0A C．10A D．17.3A6．处在匀强磁场中的闭合金属环从曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升到最大高度，设环的初速度为零，摩擦不计，曲面处在如图所示的磁场中，则此过程中（B）A．环滚上的高度小于hB．环滚上的高度等于hC．由于环在作切割磁感线运动，故环中有感应电流产生D．环损失的机械能等于环产生的焦耳热7．下列说法正确的是（CD）A．一个正电荷与一个负电荷中和后，总电荷量减少了，电荷守恒定律并不成立B．在感应起电的过程中，金属中的正、负电荷向相反的方向移动C．在感应起电的过程中，金属中的负电荷受电场力的作用发生移动D．在感应起电的过程中，金属中正电的原子核不发生定向移动8．用如图所示的实验装置，研究电磁感应现象．当条形磁铁按图示方向插入闭合线圈的过程中，穿过线圈的磁通量的变化情况是（“增加”、“不变”或“减小”）．如果条形磁铁在线圈中保持静止不动，灵敏电流表G的示数（“为零”或“不为零”）．答案：增大；为零题型2（法拉第电磁感应定律的概念理解）1、将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中缠身的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是（C）A. 感应电动势的大小与线圈的匝数无关B. 穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C. 穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D. 感应电力会产生的磁场方向与原磁场方向始终相同2、自然界中某个量D的变化量∆D，与发生这个变化所用的时间∆t的比值∆D∆t，叫做这个量D的变化率。
(完整版)高中物理选修3-2知识点总结
高中物理选修3-2知识点总结第一章 电磁感应1．两个人物：a.法拉第：磁生电b.奥期特：电生磁2．产生条件：a.闭合电路b.磁通量发生变化 注意：①产生感应电动势的条件是只具备b②产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
③电源内部的电流从负极流向正极。
3．感应电流方向的叛定： (1).方法一：右手定则 (2).方法二：楞次定律：（理解四种阻碍） ①阻碍原磁通量的变化（增反减同） ②阻碍导体间的相对运动（来拒去留） ③阻碍原电流的变化（增反减同） ④面积有扩大与缩小的趋势（增缩减扩） 4. 感应电动势大小的计算： (1).法拉第电磁感应定律： a.内容：b.表达式：t n E ∆∆⋅=φ (2).计算感应电动势的公式 ①求平均值：t n E ∆∆⋅=φ_②求瞬时值：E=BLV (导线切割类) ③法拉第电机：ω221BL E =④闭合电路殴姆定律：)r （R I E +=感5．感应电流的计算： 平均电流：tr R r R E I ∆+∆=+=)(_φ 瞬时电流：rR BLVr R E I +=+=6．安培力计算： (1)平均值：tBLqt r ）（R BL L I B F∆=∆+∆==φ__(2). 瞬时值：rR VL B BIL F +==227．通过的电荷量：rR q tI +∆=-=∆⋅φ注意：求电荷量只能用平均值，而不能用瞬时值。
8．互感：由于线圈A 中电流的变化，它产生的磁通量发生变化，磁通量的变化在线圈B 中 激发了感应电动势。
这种现象叫互感。
9．自感现象：（1）定义：是指由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。
（2）决定因素：线圈越长, 单位长度上的匝数越多, 截面积越大, 它的自感系数就越大。
另外, 有铁心的线圈的自感系数比没有铁心时要大得多。
（3）类型：通电自感和断电自感 （4）单位：亨利（H ）、毫亨（mH ），微亨（μH ）。
10.涡流及其应用（1）定义：变压器在工作时，除了在原、副线圈产生感应电动势外，变化的磁通量也会在铁芯中产生感应电流。
高中物理选修3-2知识点汇总
高中物理选修3-2知识点汇总高中物理选修3-2知识点汇总高中物理选修3-2主要涵盖了电磁学的内容，以电磁感应为核心，探究了电磁场的产生和作用。
本文将对选修3-2的内容进行汇总，重点介绍电磁感应、电磁波等重要知识点。
1. 电磁感应：电磁感应是指当导体中的磁通量发生变化时，导体中会产生感应电动势，导致产生感应电流。
电磁感应的重要性在于它是发电原理的基础，也是变压器和电动机等电器的工作原理。
- 导体中感应电动势的大小与导体中的磁通量变化率成正比，即U = -dΦ/dt，其中U为电动势，Φ为磁通量，t为时间。
- 感应电动势的方向由三个规律确定：法拉第电磁感应定律、楞次定律和楞次-菲阻抗定律。
2. 法拉第电磁感应定律：法拉第电磁感应定律规定了感应电动势的大小和方向。
- 当导体中的磁通量Φ发生变化时，电动势U将引起感应电流流动。
- 感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，方向由右手螺旋法确定。
3. 楞次定律：楞次定律是电磁感应的基本规律，主要包括两个方面的内容：- 感应电动势的方向总是使产生它的磁通量发生变化的原因趋于减弱。
- 通过改变线圈中的磁场大小或方向，可以实现电磁感应。
4. 楞次-菲阻抗定律：楞次-菲阻抗定律描述了感应电动势由于电流的存在而受到的阻碍。
- 线圈中的感应电动势会导致感应电流的产生，在电路中形成闭合回路。
- 感应电流会产生磁场，使感应电动势遭到阻碍，即电阻的作用。
5. 电感、自感和互感：电感是指通过导体形成的闭合线圈中，由于电流产生的磁场而导致的自感作用。
- 自感可以通过比例系数L来表示，L=dΦi/di，其中Φi为线圈的磁通量，i为线圈的电流。
- 互感是指两个线圈之间由于彼此磁场的相互作用而产生的感应。
6. 电磁场和电磁波：电磁场是由电荷或电流产生的磁场和电场相互作用而形成的。
- 磁场是由电流形成的，符号为B，单位为特斯拉(T)；电场是由电荷形成的，符号为E，单位为牛顿/库仑(C/N)。
人教版高中物理选修3-2知识框图
第四章电磁感应【本章知识框架】
【重点概念和方法梳理】
2.电磁感应中的电路问题
受力情况、运动情况的动态分析：导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力作用→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→···周而复始地循环，最终结果是加速度等于0，导体达到稳定运动状态。
处理此类问题要画好受力示意图，抓住加速度a=0时，速度v达到最值的特点。
4.电磁感应中的能量问题
电磁感应中涉及的功能关系，有：①克服安培力做功是将其他形式的能量转化为电能，且克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能量转化为电能；②感应电流通过电阻或者安培力做功，又可使电能转化为电阻的内能或机械能，且做多少功就转化多少能量。
主要解题方法有：①运用功的定义求解；②运用功能关系求解；③运用能的转化及守恒定律求解。
第五章交变电流
【本章知识框架】
【重点概念和方法梳理】
第六章传感器【本章知识框架】
【重点概念和方法梳理】。
高中物理基础精编系列04：选修3-2(人教版)
备战“2014高考”物理复习资料系列之四高中物理基础精编著作权：李向军 说 明：⑴超纲：*号； ⑵重点：粗体、着重号．四、《选修3-2》知识与方法精编(四)电磁感应1．感应电流产生条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化．注意：有感应电流一定有感应电动势，有感应电动势不一定有感应电流(如电路断路、或电动势抵消)．2．磁通量的理解和计算 ⑴定义：磁感应强度B 与垂直于磁场方向面积S 的乘积叫做穿过这个面的磁通量．．．．．．．，BS =Φ．某截面磁通量可以理解为垂直穿过该截面的磁感线条数的多少．单位：韦伯(Wb )，211m T Wb ⋅=．⑵磁通量的计算方法1：找有效S方法2：分解Bαcos BS BS ==Φ有效αsin 1BS S B ==Φ⑶磁通改变量的计算：12Φ-Φ=∆Φ．)sin (cos αα+=∆ΦBS 012=Φ-Φ=∆Φ⑷注意事项 ①据αcos S B Φ=知，磁感应强度B 也称磁通密度． ②磁通量是对针对某一特定“面”的特征量，使用中应声明是哪个面的磁通量．③磁通量是有正负之分的标量．④注意：某截面的合磁通是指“正负抵消”后剩余的磁通量．⑤磁通变化率：ωαφφ∆=∆∆t． 3．电磁学的三种手型⑴安培定则(右手螺旋定则)：电流产生磁场时，确定B 与I 的方向关系；两种用法：手握直导线和手握电流环．⑵左手定则：确定载流导体所受安F 、带电粒子所受洛f 的方向．⑶右手定则：确定导体切割磁感线产生电动势(动生电动势)的方向．4．感应电动势 ⑴两种电动势、三个公式感生电动势动生电动势产生 磁场变化产生 导体切割磁感线产生 计算tnE ∆∆=φ tnE ∆∆=φ 平动：BLv E = 转动：ω221BL E =例子 电磁炉 交流发电机⑵两个易错：辨别内、外电路，区分电动势、外压．[巧记]两种电动势，三个公式，两个易错．5．电磁感应现象的推理图此图理解要点——⑴研究对象：产生感应电流的回路，而不是原电流所在回路．⑵i '方向的决定：磁感应强度变化率tB∆∆的正负决定'i 方向；在t B -图象中，t B ∆∆就是图线斜率．⑶i '大小的决定：据R S t B n R E i 1'⋅⋅∆∆⋅==(R 为回路总电阻)可知，tB∆∆大小决定感应电流'i 大小． ⑷注意：各个物理定律的“管辖边界”，切不可“张冠李戴”．6．电磁感应回路(以导体杆切割磁感线为例) ⑴电源、负载：产生电动势的导体杆(导体框)为电源，安F 做负功把机械能转化为电能；负载(用电器)把电能转化为其他能量，如电阻把电能转化为光和热，或另一导体杆的安F 做正功把电能转化为机械能；对全电路而言，遵循能量守恒定律．⑵求电热Q 的三种方法①Rt I Q 2=，I 为恒定电流或交流电的电流有效值；②s F Q 安=(电热等于安培力负功大小)；③用动能定理求解电热Q ．⑶求电量q 的三种方法①Rn t R E t i q φ∆=∆⋅=∆=；②对导体杆运用动量定理可求电量q (0mv mv BqL t BIL I t -==∆⋅=安)；③在t i -图象中，图线与横轴所围面积就是电量，可借鉴“油膜法测分子直径”实验中的“数格子”方法求解．[二级结论]求证：BLv E =简证：据t v L B S B ∆⋅⋅=∆⋅=∆Φ和tE ∆∆Φ=可得．[二级结论]求证：ω221BL E =简证：t ∆时间内扫过扇形面积L t L S ⋅∆⋅=∆ω21，故 221L B t S B t E ω=∆∆⋅=∆∆Φ=． 7. 正方形金属线框匀速穿越有界匀强磁场设线框边长L 、总电阻4/R ，磁场宽度d ，B v ⊥0．以L d =为例进行分析⑴i '、ac U 、安F 与0v 的关系 物理量穿越左边界穿越右边界感应电流i ' R BLv i 0='，逆时针 RBLv i 0='，顺时针ac U 041BLv U ac =,c a ϕϕ> 043BLv U ac =,c a ϕϕ>ac 边受安F 0Rv L B F 022=安，向左线框受安F R v L B F 022=安，向左 Rv L B F 022=安，向左⑵电P 、电W 、q 与0v 的关系①热功率：R v L B v F P 20220==安电，即20v P ∝电．②热量：R v L B W Q 032==电热，即0v W ∝电． ③电量：RBL v L R BLv It q 200=⋅==，q 与0v 无关． ⑶画电磁感应图象的错因分析 ①注意分段研究· 对匀强磁场而言，闭合金属线框只有在穿越其边界时才会产生感应电流、电热．· 对任何磁场而言，闭合金属线框完全处于磁场中时会产生电动势“抵消”，需注意合电动势表达．②要特别关注线框形状、线框位置变化、磁场边界形状对“有效切割长度”的影响．③求ac U 的注意事项 · 单边产生电动势E 时，E RR U ac ac ⋅=，R 为线框总电阻，要看清ac R 是ac 间电阻还是“abdc ”间的电阻；无论怎样，ac U 常是电路中的外电压．· 双边分别产生电动势E 和E '时，ac U 可据“电路中电势升降规律”求出，此法很少考查．· 注意ac U 正负的判断：若c a ϕϕ>则0>ac U ；若c a ϕϕ<，则0<ac U ．⑷再次强调，要特别关注“过程分段、有效长度变化、电动势‘抵消’情况、ac U 正负”． ⑸思考：若L d 2=或2/L d =，则以上各物理量又该如何表达？它们的图象又该怎样画？若改为三角形线框、梯形线框、圆形线框则又当如何？*[二级结论]双杆问题在导轨双杆形成的电磁感应问题中，作为“电源”的导体杆所受安培力做负功，把机械能转化为电能；作为“负载”的导体杆所受安培力做正功，把电能转化为机械能．双杆在“力、能量、动量”三方面常有确定的关系：⑴若为水平光滑等宽导轨，则双杆所受安F 等大反向，二者遵循系统水平动量守恒；若为水平光滑不等宽导轨，则双杆所受安F 与轨宽成比例，遵循系统动量定理． ⑵系统遵循能量守恒定律．⑶无论是等宽轨道还是不等宽轨道，当双杆产生的电动势“抵消”时，系统就达到了稳定状态．⑷若为竖直导轨上的双杆，或导轨不光滑，或两杆所处的匀强磁场不同，则也可借鉴上面的分析方法．8．自感现象⑴自感：由于导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象．自感电动势只阻碍原电流的变化；自感电动势大小取决于原电流变化快慢(变化率)和线圈自感系数，而自感系数由线圈“长、粗、密、芯”决定．理想线圈只对变化电流产生自感阻碍作用；实际线圈对恒定电流只产生电阻阻碍作用，对变化电流则同时存在电阻、自感两种阻碍作用．矩形线框abcd ，平行转轴边长1L ，垂直转轴边长，匝数n ，转轴o o '，角速度ω，匀强磁场从中性面开始计时，经时间t 转过角度t ω，则△如图可知，U m =Hz 5.2；s rad /5πω=；表达式它加到Ω=2R 上，则特点：磁通量为最大；磁通变化率、感应电动势、感应电流、安培力矩均为零．⑵与中性面垂直的位置(B S //)：线圈平面与磁感线平行的位置．线圈经过此位置时电流达到最特点：磁通量为零；磁通变化率、感应电流、安培力矩均为最大．3．交流电有效值的计算⑵有效值不同于平均值，它是2I 的平均值；有效值用于求电热，而平均值用于求电量．千万不能用有效值去求电量．即Rt I Q 2=热和Rn t I q φ∆=∆=电． ⑶有效值的两种求法①对于正(余)弦交流电，2最大值有效值=．②在一个周期内，据直流交流Q Q =求解(相同电阻、相同时间、相等热量)．⑷特别提醒，除了电容器上标的耐压值以外，交流电表读数、保险丝熔断电流、机器铭牌上所标的值、求热功率所用的值，一般均是指交流电有效值．[物理常识]我国照明用电最大值为V 311，有效值为V 220(产热效果与V 220恒定直流相同)；我国动力用电最大值V 537，有效值为V 380(产热效果与V 380恒定直流相同)．△求该交流电的有效值(V U 253=)．4．电感和电容对交变电流的阻碍作用 ⑴理解：在电路中，恒定电流只受到电阻阻碍；交变电流受到三种阻碍：电阻、感抗、容抗．⑵决定因素电阻：SLR ρ=；感抗：线圈自感系数越大、交流电频率越高，产生的感抗就越大；容抗：电容越大、交流电频率越低，产生的容抗就越大．⑶作用电感线圈：阻交流通直流；电容器：阻交流隔直流． ⑷电流信号筛选的两种类型 筛选直流和交流 筛选低频和高频 所用器件 低频扼流圈、隔直电容 高频扼流圈、高频旁路电容示例电路5．变压器⑴变压器是用来改变交变电压的装置． · 构造：原线圈(初级线圈)、副线圈(次级线圈)、铁芯．． · 原理：原线圈加交变电压，交变电流在铁芯中产生交变磁通，副线圈产生交变电动势．可见，电磁感应是变压器工作的基础．· 理想变压器：没有能量损失的变压器(理想模型)． ⑵理想变压器的基本关系①电压关系：tn U n U ∆∆==φ2211；t∆∆φ为磁通变化率，也是单匝线圈产生的感应电动势．注意：原线圈输入电压决定副线圈输出电压． △原、副线圈的磁通变化率必然相等(√). ②功率关系： ++=332211I U I U I U ． 注意：副线圈的输出功率决定原线圈的输入功率；副线圈输出电流决定原线圈输入电流大小．③电流关系：1221n n I I =(仅适用于一组副线圈)．△变压器中，电流与线圈匝数成反比(×)． ④频率关系：副原f f =(变压器“变压不变频”)． ⑶注意①原线圈相当于“用电器”，把电能转化为磁场能；副线圈相当于“电源”，把磁场能转化为电能．②若原线圈与某灯泡串联后接电源，则1U U U +=灯电源．③负载是指用电器；空载指副线圈不接用电器的状态；负载增加会导致变压器输出功率增大；负载电阻增大会导致变压器输出功率减少．④在有关变压器的计算中，电动势、电压及电流都要使用有效值．6．常见变压器⑴升压变压器和降压变压器：高压线圈匝数多、电流小、导线细；低压线圈匝数少、电流大、导线粗．⑵自耦变压器：铁芯上只有一组线圈，线圈一部分为原、副线圈共用，例如，调压变压器．⑶互感器电压互感器 电流互感器 调压变压器⒋ 远距离送电⑴减小输电损失方法：据S LU P r I P ρ⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛==22输送输送线线损可知，高压输电方式可以有效减小输电损失．⑵远距离输电电路图(注意变压器匝数比的画法)．⑶基本关系①电压关系(设线路损失电压为U ∆) 2211n U n U =，4433n U n U =，U U U ∆+=32，线线r I U =∆． ②功率关系(设线路损失电功率为P ∆)21P P =，43P P =，P P P ∆+=32，线线r I P 2=∆． ③电流关系121n n I I =线，344n n I I =线，线线r U U P U P I ∆===3322． ④输电效率：%100%1003214⨯=⨯=P PP P η．⑤注意：若单趟线路电阻为r '，则线路电阻为r r '=2线；在远距离输电回路中，电流大小线线r U I 2≠．(六)传感器1．传感器：把非电学量按照一定规律转化为电学量或电路通断的元件．3．传感器应用的一般模式⎪⎩⎪⎨⎧→⎩⎨⎧→计算机系统显示器执行机构执行机构电路转换放大传感器 注：显示器包括指针式电表、数字屏． 4．传感器应用的实例⑴电子秤：力传感器的应用． ⑵话筒：声传感器的应用．⑶电熨斗：温度传感器的应用． ⑷电饭煲：温度传感器的应用． ⑸测温仪：温度传感器的应用． ⑹鼠标器：光传感器的应用． ⑺火灾报警器：光传感器的应用． 5．传感器的应用实验 ⑴光控开关． ⑵温度报警器．⑶另：电磁继电器也要掌握其使用．。
最新人教版高中物理选修3-2：5.4变压器 知识点总结及课时练习
4变压器记一记变压器知识体系辨一辨1.变压器只能改变交变电流的电压，不能改变直流电的电压．(√)2．电流通过铁芯从原线圈流到副线圈．(×)3．理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比．(√)4．理想变压器是一个理想化模型．(√)5．学校中用的变压器工作时没有能量损失．(×)6．理想变压器不仅可以改变交变电流的电压和电流，还可以改变交变电流的功率和频率．(×)想一想1.什么是理想变压器？理想变压器原、副线圈中的功率有什么关系？提示：理想变压器是理想化的物理模型，忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器自身的能量损耗．所以理想变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出．2．如果将变压器的原线圈接到直流电源上，在副线圈上还能输出电压吗？提示：不能．变压器的工作原理是互感现象，在原线圈上接直流电源，在铁芯中不会形成变化的磁场，所以在副线圈上不会有感应电动势产生．3．根据能量守恒推导有多个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系．提示：若有多个副线圈，则P1＝P2＋P3＋…，即U1I1＝U2I2＋U3I3＋…，将U1：U2：U3:…＝n1:n2:n3:…代入得n1I1＝n2I2＋n3I3＋….思考感悟：练一练1.关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()A．通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈解析：通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S不变，故磁通量Φ变化，A项错误；因理想变压器无漏磁，故B项错误；由互感现象知C项正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原、副线圈通过磁场联系在一起，故D 项错误．答案：C2．(多选)如图所示，将额定电压为60 V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上．闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A．以下判断正确的是()A ．变压器输入功率为484 WB ．通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC ．通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD ．变压器原、副线圈匝数比n 1n 2＝11 3解析：变压器的输入功率等于输出功率P 1＝P 2＝I 2U 2＝2.2×60 W ＝132 W ，A 项错误；由U 1U 2＝n 1n 2得n 1n 2＝U 1U 2＝22060＝113，D 项正确；由I 1I 2＝n 2n 1得I 1＝n 2n 1I 2＝311×2.2 A ＝0.6 A ，B 项正确；根据I ＝I m 2得通过副线圈的电流的最大值I 2m ＝2I 2＝115 2 A ≈3.1 A ，C 项错误．答案：BD3．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n 1:n 2＝2:1，和Ⓐ均为理想电表，灯泡电阻R L ＝6 Ω，AB 两端电压u 1＝12 2 sin 100 πt (V)．下列说法正确的是( )A ．电流频率为100 HzB.的读数为24 VC ．Ⓐ的读数为0.5 AD ．变压器输入功率为6 W 解析：根据u 1＝122sin 100πt (V)及U ＝U m 2知U 1＝12 V ，f ＝ω2 π＝50 Hz ，A 项错误；根据U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝12×12 V ＝6 V ，即的读数为6 V ，B 项错误；又I 2＝U 2R L＝66 A ＝1 A ，即Ⓐ的读数为1 A ，C 项错误；根据P 入＝P 出及P 出＝U 22R L＝626 W ＝6 W ，D 项正确．答案：D4．(多选)如图所示，L1、L2是高压输电线，图中两电表示数分别是220 V和10 A，已知甲图中原、副线圈匝数比为1001，乙图中原、副线圈匝数比为110，则()A．甲图中的电表是电压表，输电电压为22 000 VB．甲图是电流互感器，输电电流是100 AC．乙图中的电表是电压表，输电电压为22 000 VD．乙图是电流互感器，输电电流是100 A解析：根据U1U2＝n1n2，有U1＝n1n2U2＝1001×220 V＝22 000 V，故A项正确；题图甲是电压互感器，故B项错误；题图乙是电流互感器，电表是电流表，故C项错误；只有一个副线圈的变压器，电流比等于匝数的反比I1I2＝n4n3，有I1＝n4n3I2＝101×10 A＝100 A，故D项正确．答案：AD要点一变压器的原理和电压、电流关系1.(多选)关于变压器，下列说法正确的是()A．变压器的工作原理是电磁感应B．一切变压器的工作基础都是互感现象C．各种电流接入变压器的输入端，变压器都能持续正常工作D．只有交变电流接入变压器的原线圈中，变压器才能持续正常工作解析：变压器的原线圈接交流电源时，有交变电流流过，引起穿过原、副线圈的磁通量发生变化，在原、副线圈中都产生了感应电动势，所以变压器的工作原理是电磁感应，A项正确；有一种变压器叫自耦变压器，它只有一个线圈绕在铁芯上，但有三个抽头，可升压、也可降压，这种变压器的工作基础是自感，B 项错误；变压器要想持续正常工作，原线圈必须接交变电流，若接直流，原、副线圈中不可能出现持续的感应电动势，变压器不能持续正常工作，C 项错误，D 项正确．答案：AD2．理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，下列说法中正确的是( )A ．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10:1B ．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等，但穿过每匝线圈的磁通量并不相等C ．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10:1D ．正常工作时，原、副线圈的输入、输出功率之比为1:1 解析：对理想变压器，无磁通量损失，因而穿过两个线圈的磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生的感应电动势相等，才导致电压与匝数成正比，A 、B 、C 三项错误；理想变压器可以忽略各种损耗，故输入功率等于输出功率，D 项正确．答案：D 3.如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1:2，副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V ，额定功率为22 W ，原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U 和I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )A ．U ＝110 V ，I ＝0.2 AB ．U ＝110 V ，I ＝0.05 AC ．U ＝110 2 V , I ＝0.2 AD ．U ＝110 2 V ，I ＝0.2 2 A解析：在副线圈电路中，I 2＝P U 2＝0.1 A ，再根据U 1U 2＝n 1n 2，及I 1I 2＝n 2n 1，得U 1＝110 V ，I 1＝0.2 A ，故B 、C 、D 错，A 项正确． 答案：A4．用理想变压器给负载电阻R 供电，变压器输入电压一定时，在下列四个办法中，哪种可以使变压器输出功率增加( )A ．增加变压器原线圈匝数，而副线圈匝数及负载电阻R 保持不变B ．减小负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变C．增加负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变D．减小变压器副线圈匝数，而原线圈匝数和负载电阻保持不变解析：由U1U2＝n1n2，当n1增加时，U2减小，P2＝U22R，P2减小，A项错误；U1、n1、n2不变，则U2不变，R减小时，P2＝U22 R，P2增大，B项正确，C项错误；当n1、U1、R不变，n2减小时，则U2减小，由P2＝U22R，P2会减小，D项错误．答案：B要点二变压器的动态分析5.如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝U m sin ωt，副线圈电路中R 0为定值电阻，R是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U 1和U2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示．下列说法正确的是()A．I1和I2表示电流的平均值B．U1和U2表示电压的最大值C．滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大D．滑片P向下滑动过程中，U2变小、I2变大解析：电路中的电压表和电流表表示的都是有效值，选项A、B两项错误．根据U1U2＝n1n2得U2＝n2n1U1，U1不变，则U2不变，滑片P向下滑动过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，由闭合电路欧姆定律知I2变大，根据I1I2＝n2n1得I1＝n2n1I2，I1变大，故C项正确，D项错误．答案：C6．(多选)如图所示，T为理想变压器，电流表Ⓐ、电压表均为理想交流电表．R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，L为电感线圈，A、B两点间接正弦交流电，则()A．只将滑片P1下移时，电流表Ⓐ示数变小B．只将滑片P 2下移时，电压表示数变大C．只增大交流电的电压时，电流表Ⓐ示数变大D．只增大交流电的频率时，电压表示数不变解析：只将滑片P1下移时，变压器副线圈输出电压U2减小，由U1I1＝U22R可知，U1、R不变，I1减小，电流表Ⓐ示数变小，A项正确；只将滑片P2下移时，副线圈电路中的总电阻减小，U2不变，因此副线圈电路中的电流增大，R1两端的电压增大，R3两端的电压减小，电压表的示数减小，B项错误；只增大交流电的电压时，根据变压比公式可知，副线圈两端的电压增大，因此副线圈的电流增大，根据变流比公式可知，原线圈的电流增大，故电流表Ⓐ示数增大，C项正确；只增大交流电的频率时，电感线圈的感抗增大，副线圈电路中的总电阻增大，总电流减小，R1两端的电压减小，R3两端的电压增大，电压表示数增大，D项错误．答案：AC要点三几种常见的变压器7.(多选)图甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是()A．线圈匝数n1<n2，n3<n4B．线圈匝数n1>n2，n3>n4C．甲图中的电表是电压表，输出端不可短路D．乙图中的电表是电流表，输出端不可断路解析：题图甲中的原线圈并联在电路中，为电压互感器，是降压变压器，n1>n2，其中的电表为电压表；题图乙中的原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，n3<n4，其中的电表为电流表，故选项C、D两项正确．答案：CD8.如图所示为物理实验室某风扇的风速挡位变换器电路图，它是一个可调压的理想变压器，其中接入交流电的电压有效值U0＝220 V，n0＝2 200匝，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为220匝、500匝、1 100匝、2 200匝．电动机M的内阻r＝4 Ω，额定电压为U＝220 V，额定功率P＝110 W．下列判断正确的是() A．当选择挡位3时，电动机两端电压为110 VB．当挡位由3变换到2时，电动机的功率增大C．当选择挡位2时，电动机的热功率为1 WD．当选择挡位4时，电动机的输出功率为110 W解析：由电压与匝数的关系U0U3＝n0n3，解得U3＝110 V，A项正确；当挡位由3变换到2时，输出电压减小，电动机的功率减小，B项错误；当选择挡位4时，电动机两端电压为额定电压，达到额定功率，在额定功率的情况下，电动机的额定电流为I＝PU＝0.5 A，热功率P r＝I2r＝1 W，输出功率为P－P r＝(110－1) W ＝109 W，D项错误；当选择挡位2时，电动机没有达到额定功率时，热功率小于1 W，C项错误．答案：A基础达标1.理想变压器正常工作时，原、副线圈中不相同的物理量为()A．每匝线圈中磁通量的变化率B．交变电流的频率C．原线圈的输入功率和副线圈的输出功率D．原线圈中的感应电动势和副线圈中的感应电动势解析：理想变压器是没有能量损失的变压器，铁芯中无磁漏现象，所以每匝线圈中磁通量相等，其变化率相等，故A、C不符合题意；根据变压器的工作原理及用途可知，B不符合题意，D 符合题意．答案：D2．下列图中可以将电压升高供给家用电灯的变压器是()解析：电压升高，原线圈的匝数要少于副线圈的匝数，原线圈要接交流电，接直流电时变压器不工作，故C项正确．答案：C3.如图所示，理想变压器原线圈的匝数为n1，副线圈的匝数为n2，原线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R＝44 Ω，电流表A1的示数为0.2 A．下列判断正确的是()A．原线圈和副线圈的匝数比为2:1B．原线圈和副线圈的匝数比为5:1C．电流表A2的示数为0.1 AD ．电流表A 2的示数为0.4 A解析：由电压表V 示数和电流表A 1的示数可得原线圈中的功率P 1＝U 1I 1，P 1＝P 2＝I 22R ，所以电流表A 2的示数为I 2＝U 1I 1R ＝220×0.244 A ＝1 A ，C 、D 两项错误；原线圈和副线圈的匝数比n 1n 2＝I 2I 1＝51，A 项错误，B 项正确．答案：B4.如图所示，理想变压器的原线圈接入u ＝11 000 2sin 100πt V的交变电压，副线圈通过电阻r ＝6 Ω的导线对“220 V ,880 W ”的电器R L 供电，该电器正常工作．由此可知( )A ．原、副线圈的匝数比为50:1B ．交变电压的频率为100 HzC ．副线圈中电流的有效值为4 AD ．变压器的输入功率为880 W解析：根据接入电压u ＝11 0002sin 100πt V ，输入电压有效值为11 000 V ，要使“220 V ,880 W ”的电器正常工作，则通过用电器的电流为I ＝P U ＝4 A ，副线圈输出电压为U 出＝Ir ＋U ＝4×6 V＋220 V ＝244 V ，原、副线圈匝数比等于输入电压与输出电压之比为2 75061，A 项错误，C 项正确；交流电的频率f ＝ω2π＝100 π2 πHz ＝50 Hz ，B 项错误；变压器的输出功率P 出＝P R L ＋P r ＝880 W ＋42×6 W ＝976 W ，D 项错误．答案：C5.如图所示，理想变压器原、副线圈回路中的输电线的电阻忽略不计．当S 闭合时( )A ．电流表A 1的读数变大，电流表A 2的读数变小B．电流表A1的读数变大，电流表A2的读数变大C．电流表A1的读数变小，电流表A2的读数变小D．电流表A1的读数变小，电流表A2的读数变大解析：当S闭合后，变压器副线圈电路中的总电阻R减小，而输出电压不变．由I2＝U2R得I2变大，即电流表A2的读数变大，变压器的输出功率变大．由U1I1＝U2I2可知，I1变大，即电流表A1的读数也变大，B项正确．答案：B6．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2＝4:1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表A1的示数为12 mA，则电流表A2的示数为()A．3 mA B．0C．48 mA D．与负载R的值有关解析：当导体棒做匀速直线运动切割磁感线时，在原线圈中产生恒定不变的电流，铁芯中产生的磁场是不变的，穿过副线圈的磁通量不变，不能在副线圈中产生感应电流，即A2的示数为0，B项正确．答案：B7.一理想变压器原、副线圈匝数之比n1:n2＝11:5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压U如图所示．副线圈仅接入一个10 Ω的电阻，则()A．流过电阻的电流是20 AB．与电阻并联的电压表的示数是100 2 VC．经过1 分钟电阻发出的热量是6×103 JD．变压器的输入功率是1×103 W解析：由电压的有效值和最大值的关系得U1＝U m2＝220 V．根据理想变压器电压与匝数的关系U1U2＝n1n2，得U2＝n2n1U1＝511×220 V＝100 V，故电压表的示数是100 V，B项错误；I2＝U2R＝10010A＝10 A，A项错误；1 分钟内电阻发出的热量Q＝I2Rt＝102×10×60 J＝6×104 J，C项错误；变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出＝U2I2＝100×10 W＝1×103 W，故D项正确．答案：D8.如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R.开始时，开关S断开．当开关S接通时，以下说法中不正确的是()A．副线圈两端M、N的输出电压减小B．副线圈输电线等效电阻R上的电压增大C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中的电流增大解析：由于输入电压不变，所以当S接通时，理想变压器副线圈M、N两端输出电压不变．并联灯泡L2，总电阻变小，由欧姆定律I2＝U2R2知，流过R的电流增大，电阻上的电压U R＝IR增大．副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率I1U1＝I2U2得，I2增大，原线圈输入电流I1也增大．U MN不变，U R变大，所以U L1变小，流过灯泡L1的电流减小．综上所述，应选A.答案：A9.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900；原线圈为1 100，接在有效值为220 V 的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R 上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I 1，负载两端电压的有效值为U 2，且变压器是理想的，则U 2和I 1分别约为( )A ．380 V 和5.3 AB ．380 V 和9.1 AC ．240 V 和5.3 AD ．240 V 和9.1 A解析：对理想变压器，原、副线圈功率相同，故通过原线圈的电流I 1＝P U 1＝2 000220 A ≈9.1 A ，负载两端电压即为副线圈电压，由U 1U 2＝n 1n 2，即220 V U 2＝1 1001 900，可得U 2＝380 V ，故B 项正确． 答案：B10．如图所示，为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用灯泡相同，且规格都是“220 V ,40 W ”，当灯泡所消耗的功率都调为20 W 时，哪种台灯消耗的功率最小( )解析：C 图为理想变压器调节电压，而理想变压器不消耗能量，A 、B 、D 三图中均利用电阻来调节灯泡上的电压，故一定会多消耗能量．C 项正确．答案：C11.某变压器原、副线圈匝数比为 55:9，原线圈所接电源电压按如图所示规律变化，副线圈接有负载．下列判断正确的是( )A ．输出电压的最大值为36 VB ．原、副线圈中电流之比为55:9C ．变压器输入、输出功率之比为55:9D ．交流电源有效值为220 V ，频率为50 Hz解析：由U 1U 2＝n 1n 2得，输出电压的最大值为36 2 V ，A 项错误；原、副线圈中电流之比I1I2＝n2n1＝955，故B项错误；理想变压器输入功率与输出功率相等，C项错误；由图象易知D项正确．答案：D能力达标12.如图甲、乙所示电路中，当A、B接10 V交变电压时，C、D间电压为4 V，M、N接10 V直流电压时，P、Q间电压也为4 V．现把C、D接4 V交变电压，P、Q接4 V直流电压，下面哪个选项可表示A、B间和M、N间的电压()A．10 V10 V B．10 V 4 VC．4 V10 V D．10 V0解析：题图甲是一个自耦变压器，当A、B作为输入端，C、D作为输出端时，是一个降压变压器，两边电压之比等于两边线圈的匝数之比，当C、D作为输入端，A、B作为输出端时，是一个升压变压器，电压比也等于匝数比，所以C、D接4 V交变电压时，A、B间将得到10 V交变电压．题图乙是一个分压电路，当M、N作为输入端时，上、下两个电阻上的电压跟它们的电阻的大小成正比．但是当把电压加在P、Q两端时，电流只经过下面那个电阻，上面的电阻中没有电流，两端也就没有电势差，即M、P 两点的电势相等．所以当P、Q接4 V直流电压时，M、N两端的电压也是4 V，故B项正确．答案：B13．如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电．当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定电压为U0的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为R，图中电压表为理想电表．下列说法正确的是()A ．变压器输入电压的瞬时值为u ＝U m sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT t VB ．电压表的示数为 2 U 0C ．变压器的输入功率为U 20RD ．变压器的匝数比为U m U 0 解析：由题图乙知，变压器输入电压的瞬时值为u ＝U m sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 πT t V ，A 项正确；电压表的示数为U 0，B 项错误；变压器的输入功率为U 20R ，C 项正确；由变压器变压公式，变压器的匝数比为U m 2U 0，D 项错误．答案：AC14.如图所示，理想变压器三个线圈的匝数之比为n 1:n 2:n 3＝10:5:1，其中n 1接到220 V 的交流电源上，n 2和n 3分别与电阻R 2、R 3组成闭合回路．已知通过电阻R 3的电流I 3＝2 A ，电阻R 2＝110 Ω，求通过电阻R 2的电流I 2和通过原线圈的电流I 1.解析：由变压器原、副线圈电压比等于其匝数比可得，加在R 2上的电压U 2＝n 2n 1U 1＝510×220 V ＝110 V 通过电阻R 2的电流I 2＝U 2R 2＝110110 A ＝1 A 加在R 3上的电压U 3＝n 3n 1U 1＝110×220 V ＝22 V 根据输出功率等于输入功率得：U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3代入数据解得通过原线圈的电流为：I 1＝0.7 A.答案：1 A 0.7 A15.如图所示，理想变压器B 的原线圈跟副线圈的匝数比n 1n 2＝21，交流电源电压u＝311sin 100πt V，F为熔断电流为I0＝1.0 A的保险丝，负载R为一可变电阻．(1)当电阻R＝100 Ω时，保险丝能否被熔断？(2)要使保险丝不被熔断，电阻R的阻值应不小于多少？变压器输出的电功率不能超过多少？解析：原线圈电压的有效值为U1＝3112V≈220 V由U1U2＝n1n2得副线圈两端的电压U2＝n2n1U1＝12×220 V＝110 V.(1)当R＝100 Ω时，副线圈中电流I2＝U2R＝110100A＝1.10 A.由U1I1＝U2I2得原线圈中的电流为I1＝U2U1I2＝110220×1.10 A＝0.55 A，由于I1<I0(熔断电流)，故保险丝不会被熔断．(2)设电阻R取某一值R0时，原线圈中的电流I′1刚好到达熔断电流I0，即I′1＝1.0 A，则副线圈中的电流为I′2＝U1U2I′1＝n1n2·I′1＝2×1.0 A＝2.0 A变阻器阻值为：R0＝U2I′2＝1102.0Ω＝55 Ω此时变压器的输出功率为P2＝I′2U2＝2.0×110 W＝220 W可见，要使保险丝F不被熔断，电阻R的阻值不能小于55 Ω，输出的电功率不能大于220 W.答案：(1) 保险丝不会被熔断(2)55Ω220 W。
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高中物理选修3-2知识点总结
第四章 电磁感应
1.两个人物：a.法拉第：磁生电 b.奥斯特：电生磁
2.感应电流的产生条件:a.闭合电路
b.磁通量发生变化 注意：①产生感应电动势的条件是只具备b
②产生感应电动势的那部分导体相当于电源 ③电源内部的电流从负极流向正极 3.感应电流方向的判定： （1）方法一：右手定则
（2）方法二：楞次定律：（理解四种阻碍） ①阻碍原磁通量的变化（增反减同） ②阻碍导体间的相对运动（来拒去留） ③阻碍原电流的变化（增反减同）
④面积有扩大与缩小的趋势（增缩减扩） 4.感应电动势大小的计算： （1）法拉第电磁感应定律：
A 、内容：闭合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。
B 、表达式：t
n
E ∆∆=φ （2）磁通量发生变化情况 ①B 不变，S 变，S B ∆=∆φ ②S 不变，B 变，BS ∆=∆φ ③B 和S 同时变，12φφφ-=∆ （3）计算感应电动势的公式 ①求平均值：t
n
E ∆∆=φ ②求瞬时值：BLv E =(导线切割类） ③导体棒绕某端点旋转：ω22
1BL E = 5.感应电流的计算： 瞬时电流：总
总R BLv
R E I =
=
（瞬时切割） 6.安培力的计算：
瞬时值：r
R v
L B BIL F +==22
7.通过截面的电荷量：r
R n t I q +∆=
∆=φ
注意：求电荷量只能用平均值，而不能用瞬时值 8.自感：
（1）定义：是指由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。
（2）决定因素：线圈越长，单位长度上的匝数越多，截面积越大，它的自感系数就越大。
另外，有铁芯的线圈自感系数比没有铁芯时大得多。
（3）类型：通电自感和断电自感
（4）单位：亨利（H ）、毫亨（mH)、微亨（H μ）
（5）涡流及其应用
①定义：变压器在工作时，除了在原副线圈中产生感应电动势外，变化的磁通量也会在哎铁芯中产生感应电流。
一般来说，只要空间里有变化的磁通量，其中的导体中就会产生感应电流，我们把这种感应电流叫做涡流
②应用：a.电磁炉b.金属探测器，飞机场火车站安全检查、扫雷、探矿
第五章 交变电流
一、交变电流的产生 1、原理：电磁感应
2、两个特殊位置的比较：
中性面：线圈平面与磁感线垂直的平面。
①线圈平面与中性面重合时（S ⊥B ）：磁通量φ最大，0=∆∆t
φ
，e=0，i=0，感应电流方向改变。
②线圈平面平行与磁感线时（S ∥B ）：φ=0，
t
∆∆φ
最大，e 最大，i 最大，电流方向不变。
3、穿过线圈的磁通量与产生的感应电动势、感应电流随时间变化的函数关系总是互余的： 取中性面为计时平面：
磁通量：t BS t m ωωφφcos cos == 电动势表达式：t NBS t E e m ωωωsin sin ==
接通电源的瞬间，灯
泡A 1较慢地亮起来。
断开开关的瞬间，灯泡A 逐渐变暗。
路端电压：t r R RE t U u m m ωωsin sin +== 电流：t r
R E
t I i m m ωωsin sin +== 角速度、周期、频率、转速关系：n f
πππ
ω222===
三、电感和电容对交变电流的作用
1、原、副线圈中的磁通量的变化率相等。
2
1
21n n U U =，1221n n I I =,入出P P =，即2211I U I U =
2、变压器只变换交流，不变换直流，更不变频。
原、副线圈中交流电的频率一样：f 1=f 2 五、电能输送的中途损失：
（1）功率关系：P 1=P 2，P 3=P 4，P 2=P 损+P 3
（2）输电导线损失的电压：U 损=U 2-U 3=I 线R 线
（3）输电导线损耗的电功率：线线线线损损（R U P R I I U P P P 2
2
22
32)=
==-= 六、变压器工作时的制约关系
（1）电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n 1/n 2）一定时，输出电压U 2由输入电压决定，即U 2=n 2U 1/n 1，可简述为“原制约副”.
（2）电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n 1/n 2）一定，且输入电压U 1确定时，原线圈中的电流I 1由副线圈中的输出电流I 2决定，即I 1=n 2I 2/n 1，可简述为“副制约原”. （3）负载制约：①变压器副线圈中的功率P 2由用户负载决定，P 2=P 负1+P 负2+…；②变压器副线圈中的电流I 2由用户负载及电压U 2确定，I 2=P 2/U 2；③总功率P 总=P 线+P 2. 动态分析问题的思路程序可表示为：
22
2221211I R U I U n n U U U 决定
负载决定−−−−−→−=−−−−→−=11111221121)(P U I P I U I U I P P 决定
决定−−−−→−=−−−−−−−−→−==
第六章 传感器
光敏电阻在光照射下电阻变化的原因：有些物质，例如硫化镉，是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好。
光照越强，光敏电阻阻值越小。
金属导体的电阻随温度的升高而增大，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，且阻值随温度变化非常明显。
1．光敏电阻
2．热敏电阻和金属热电阻 3．电容式位移传感器
4．力传感器————将力信号转化为电流信号的元件。
5．霍尔元件
霍尔元件是将电磁感应这个磁学量转化为电压这个电学量的元件。
外部磁场使运动的载流子受到洛伦兹力，在导体板的一侧聚集，在导体板的另一侧会出现多余的另一种电荷，从而形成横向电场；横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板左右两例会形成稳定的电压，被称为霍尔电势差或霍尔电压d
IB
k
U U H H ，．（d 为薄片的厚度，k 为霍尔系数） 1．传感器应用的一般模式 2．传感器应用：
力传感器的应用——电子秤
温度传感器的应用——电熨斗、电饭锅、测温仪 光传感器的应用——鼠标器、火灾报警器。