2018年秋高中物理选修3-2沪科版课件：2本章整合(共9张PPT)
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高中物理选修3-2-涡流+电磁阻尼和电磁驱动
涡流电磁阻尼和电磁驱动知识元涡流电磁阻尼和电磁驱动知识讲解1．涡流（1）定义：由于电磁感应，在大块金属中会形成感应电流，电流在金属块内组成闭合回路，很像水的旋涡，因此叫做涡电流，简称涡流．（2）决定因素：磁场变化越快，导体的横截面积S越大，导体材料的电阻率越小，形成的涡流就越大．（3）涡流产生的条件①穿过金属块的磁通量发生变化．②金属块自身构成闭合回路．③金属块的电阻较小．（4）利用．①电磁炉：金属块内产生涡流时将会产生电热，因此可以用涡流来加热物体．电磁炉就是利用了这一原理．②真空冶炼：用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入周期性变化的电流，炉内的金属中产生涡流．涡流产生的热量使金属熔化并达到很高的温度，利用涡流冶炼的优点是整个过程能在真空中进行，这样就能防止空气中的杂质进入金属，可以冶炼高质量的合金．（5）防止：①增大铁芯材料的电阻率，常用的铁芯材料是硅钢，它的电阻率比较大．②用互相绝缘的薄硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，而铁芯中的涡流被限制在狭窄的薄片内，回路的电阻很大，涡流大为减弱，涡流产生的热量也减少．2．涡流现象中的能量分析伴随着涡流现象，其他形式的能转化成电能最终在金属块中转化为内能．（1）金属块放在了变化的磁场中，则磁场能转化为电能最终转化为内能．（2）如果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，则由于克服安培力做功，金属块的机械能转化为电能，最终转化为内能，就会产生电热．3．电磁阻尼（1）电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，导体中产生的感应电流会使导体受到安培力，安培力总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼．（2）应用：磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停下来，便于读数．4．电磁驱动（1）概念：磁场相对于导体转动时，导体中产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来的现象．（2）应用：交流感应电动机．例题精讲涡流电磁阻尼和电磁驱动例1.下列现象中利用涡流的是（）A．金属探测器B．变压器中用互相绝缘的硅钢片叠压成铁芯C．用来冶炼合金钢的真空冶炼炉D．磁电式仪表的线圈用铝框做骨架例2.用下述方法给仪器内部的金属部分加热：把含有玻璃外壳的仪器放在通有交变电流的线圈中，仪器内部的金属部分变热了，而玻璃外壳还是冷的。
沪科版物理选修3-2全册精品课件 第1章1.3
1．3 探究感应电动势的大小
目标导航
1.了解探究感应电动势大小的方法．
2．理解法拉第电磁感应定律．(重点)
3．掌握感应电动势计算的两种方法．(重点) 4．能利用法拉第电磁感应定律分析实际问题． (难点)
新知初探·自主学习
一、探究感应电动势的大小
1.感应电动势和电源 感应 在电磁感应现象中产生的电动势叫做 _______ 电动势 __________ ．产生感应电动势的那部分导体 电源 相当于 _______．
积20 cm2的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向
与线圈平面成30°角．若磁感应强度在0.05 s
内由0.1 T增加到0.5 T，则在此过程中，穿过 线圈的磁通量的变化量是________Wb；磁通 量的平均变化率是________Wb/s，线圈中平 均感应电动势的大小是________V.
【审题指导】
1.区别磁通量 Φ、磁通量的变化量Δ Φ 、磁通 ΔΦ 量的变化率 Δt
物理量 单位 物理意义 计算公 式 Φ＝ B· S⊥
磁通量Φ
表示某时刻或某 位置时穿过某一 Wb 面积的磁感线条 数的多少
物理量 磁通量 的变化 量Δ Φ 磁通量 的变化 ΔΦ 率 Δt
单位
物理意义 表示在某一过 程中穿过某一 面积的磁通量 变化的多少 表示穿过某一
3.导体切割磁感线时产生的感应电动势的大小
BLvsinθ E=____________.
想一想 磁通量的变化率和匝数有关吗？
ΔΦ 提示：无关．磁通量的变化率 只与磁通量 Δt 的变化量Δ Φ 和发生这一练互动
法拉第电磁感应定律的理解
学案导引 1.磁通量 Φ、磁通量的变化量 ΔΦ 及磁通量的 ΔΦ 变化率 有何区别？ Δt ΔΦ 2.如何理解 E＝n ？ Δt
目标导航
1.了解探究感应电动势大小的方法．
2．理解法拉第电磁感应定律．(重点)
3．掌握感应电动势计算的两种方法．(重点) 4．能利用法拉第电磁感应定律分析实际问题． (难点)
新知初探·自主学习
一、探究感应电动势的大小
1.感应电动势和电源 感应 在电磁感应现象中产生的电动势叫做 _______ 电动势 __________ ．产生感应电动势的那部分导体 电源 相当于 _______．
积20 cm2的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向
与线圈平面成30°角．若磁感应强度在0.05 s
内由0.1 T增加到0.5 T，则在此过程中，穿过 线圈的磁通量的变化量是________Wb；磁通 量的平均变化率是________Wb/s，线圈中平 均感应电动势的大小是________V.
【审题指导】
1.区别磁通量 Φ、磁通量的变化量Δ Φ 、磁通 ΔΦ 量的变化率 Δt
物理量 单位 物理意义 计算公 式 Φ＝ B· S⊥
磁通量Φ
表示某时刻或某 位置时穿过某一 Wb 面积的磁感线条 数的多少
物理量 磁通量 的变化 量Δ Φ 磁通量 的变化 ΔΦ 率 Δt
单位
物理意义 表示在某一过 程中穿过某一 面积的磁通量 变化的多少 表示穿过某一
3.导体切割磁感线时产生的感应电动势的大小
BLvsinθ E=____________.
想一想 磁通量的变化率和匝数有关吗？
ΔΦ 提示：无关．磁通量的变化率 只与磁通量 Δt 的变化量Δ Φ 和发生这一练互动
法拉第电磁感应定律的理解
学案导引 1.磁通量 Φ、磁通量的变化量 ΔΦ 及磁通量的 ΔΦ 变化率 有何区别？ Δt ΔΦ 2.如何理解 E＝n ？ Δt
高中物理(沪科版选修3-2)第三章同步教学课件：3.3电能的开发与利用 (共36张PPT)
为三相交变电流，俗称三相交流电。该发电机称为三相
交流发电机。
S
N
旋转电枢 式发电机
五、三相交变电流的产生
定子
定子里有 A X B Y C Z 三组线圈各成 1200夹角 感应电动势最大值相等 周期、频率相等
转子
旋转磁极 式发电机
电动势到达峰值的时刻不同 依次相差T/3
五、三相交变电流的产生
I1
I2
I3
I4
P1
P2
P3
P4
请同学们试着分析：
（1）各个功率之间的关系 （2）各个电压之间的关系 （3）各个电流之间的关系
1
在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想 变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功 率的增大，下列说法中正确的有( ) A．升压变压器的输出电压增大 B．降压变压器的输出电压增大 C．输电线上损耗的功率增大 D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 升压变压器原线圈电压不变，变压比不变，故副线圈电压不变， A错误； I＝P/U，U损＝IR线，U3＝U2－U损，因P变大，I变大，所以U损变大，所 以降压变压器初级电压U3变小，B错误； P损＝(P/U)2R线，因P变大，所以P损变大，C正确； P 2R线 P损 U PR线 ＝ ＝ ，因 P 变大，所以比值变大，D 正确． P P U
中性点
eC
Z X Y
eC
eA
A
相电压 线电压 N
火线（相线或端线） 零线（中线）
eB
三相四线制 相电压（UP）：火线和零线间的电压 线电压(U1)：火线间的电压 线电压和相电压在大小上的关系：
B C
火线（相线或端线）
火线（相线或端线）
交流发电机。
S
N
旋转电枢 式发电机
五、三相交变电流的产生
定子
定子里有 A X B Y C Z 三组线圈各成 1200夹角 感应电动势最大值相等 周期、频率相等
转子
旋转磁极 式发电机
电动势到达峰值的时刻不同 依次相差T/3
五、三相交变电流的产生
I1
I2
I3
I4
P1
P2
P3
P4
请同学们试着分析：
（1）各个功率之间的关系 （2）各个电压之间的关系 （3）各个电流之间的关系
1
在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想 变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功 率的增大，下列说法中正确的有( ) A．升压变压器的输出电压增大 B．降压变压器的输出电压增大 C．输电线上损耗的功率增大 D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 升压变压器原线圈电压不变，变压比不变，故副线圈电压不变， A错误； I＝P/U，U损＝IR线，U3＝U2－U损，因P变大，I变大，所以U损变大，所 以降压变压器初级电压U3变小，B错误； P损＝(P/U)2R线，因P变大，所以P损变大，C正确； P 2R线 P损 U PR线 ＝ ＝ ，因 P 变大，所以比值变大，D 正确． P P U
中性点
eC
Z X Y
eC
eA
A
相电压 线电压 N
火线（相线或端线） 零线（中线）
eB
三相四线制 相电压（UP）：火线和零线间的电压 线电压(U1)：火线间的电压 线电压和相电压在大小上的关系：
B C
火线（相线或端线）
火线（相线或端线）
沪教版高中物理选修3-2全册课件【完整版】
四、磁通量 1、定义：穿过闭合回路 的磁感线的条数。
φ= B S
2、理解：
两个闭合电路的面 积相同，但穿过它 们的磁通量不同。
探究一分析
探究二 分析
归纳总结
结论：只要穿过闭合电路的磁通量 变化，闭合电路中就有感应电流产生。
探究感应电流的方向
电磁感应现象
观察实验并思考:
S
（1）为什么线圈中会有电流？
沪教版高中选修3-2
物理
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电磁感应---划时代的发现
奥斯特实验：揭示了电流的磁效应
突破：电与磁是有联系的!
奥斯特实验 【实验现象 】 ？【实验结论 】 ？
猜想： 1、既然电能生磁，那么，磁是否能生电呢？ 2、如果磁能生电，那么，怎样才能实现呢？
1、奥斯特梦圆“电生磁” 2、法拉第心系“磁生电”
一、法拉第发现电磁感应的艰难历程
奥斯特在1820年发现的电流磁效应,使整 个科学界受到了极大的震动，它证实电现象与 磁现象是有联系的。
1821年，英国《哲学年鉴》要写一篇综述 电流磁效应发现以来电磁发展的文章。法拉第 在收集资料的过程中，对电磁学产生了浓厚的 兴趣，经过法拉第不懈的努力，导致了划时代 的发现——电磁效应。
十年磨一剑。法拉第终于找到了开启 电能宝库的“金钥匙”；“把磁能转变 为电”不是一种稳态效应，而是一种在 变化、运动过程中才能出现的效应。
法拉第把这种由磁得到电的现象叫做 电磁感应现象。在电磁感应现象中产生的 电流叫做感应电流
二、电磁感应的产生条件
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割 磁感线运动时，导体中就产生感应电流。
感应电流 与感应电流 产生的磁 的磁场方向 场方向 的关系
N朝下 插 向下 增加 c-d 向上 反向
2018版物理沪科版新课堂同步选修3-2课件：第2章 章末分层突破 精品
甲
乙
图2-6
A．两次t＝0时刻线圈平面均与中性面重合 B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3 C．曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz D．曲线b表示的交变电动势有效值为10 V
【解析】 由交变电流的图像获得最大值、周期等信息，结合交变电流的
产生过程求解．
A．由图像可知，两次转动都是从中性面开始计时的，故A正确．
正弦交变电流随时间的变化情况可以从图像上表示出来，图像描述的是交 变电流随时间变化的规律，它是一条正弦曲线，如图2-2所示．
图2-2
从图像中可以解读到以下信息： 1．交变电流的最大值Im、周期T. 2．因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零，磁通量最大，所以 可确定线圈位于中性面的时刻． 3．因线圈平行磁感线时，感应电动势最大，感应电流最大，磁通量为 零，所以可确定线圈平行磁感线的时刻．
【解析】 线框中感应电动势与磁通量的变化率成正比，而t＝0.005 s时e
最大，故A错误；t＝0.01
s时e＝0，故B正确；电动势有效值为311×
2 2
V≈220
V，故C错误．周期T＝0.02 s，频率f＝T1＝50 Hz，故D错误．
【答案】 B
1只有正弦交流电的最大值和有效值才是 倍关系. 2交变电流的平均值是针对某一过程的物理量，在不同的时间内平均值一 般不相同. 3平均电动势不等于始、末两时刻瞬时值的平均值，必须用法拉第电磁感
2 3
Ema＝10
V，故曲线b表示的交变电
动势的有效值为E有＝
10 2
V＝5
2
V，D错误．
【答案】 AC
4．(多选)如图2-7所示，单匝矩形线圈放置在磁感应强度为B的匀强磁场 中，以恒定的角速度ω绕ab边转动，磁场方向垂直于纸面向里，线圈所围面积 为S，线圈导线的总电阻为R，t＝0时刻线圈平面与纸面重合．则( )
高中物理选修3-2沪科版课件：1本章整合(共11张PPT)(优秀推荐版)
专题一 专题二
专题 三
3.电磁感应中的动力学临界问题: (1)解决这类问题的关键是通过受力分析和运动状态的分析,寻找过程 中的临界状态,如速度、加速度为最大值、最小值的条件。
(2)基本思路是:导体受外力运动
感应电动势
感应电
流
导体安培力→合外力变式求解。
专题一 专题二
(1)调节 Rx=R,释放导体棒,当棒沿导轨匀速下滑时,求通过棒的电流 I 及棒的速率 v。
(2)改变 Rx,待棒沿导轨再次匀速下滑后,将质量为 m、带电量为+q 的微 粒水平射入金属板间,若它能匀速通过,求此时的 Rx。
专题一 专题二
专题 三
解析:(1)导体棒匀速下滑时,Mgsin θ=BIl
①
t=0~������������,i=-I0;t=������������ ~ 2������������,i=0;t=2������������ ~ 3������������,i=I0。 答 案 :见解析。
专题一 专题二
专题 三
专题三 电磁感应中的力学问题
1.通电导体在磁场中将受到安培力作用,电磁感应问题往往和力学问 题联系在一起,解决的基本方法是:
I=������ ������������s���i��� n ������
②
设导体棒产生的感应电动势为 E0,E0=Blv
③
由闭合电路欧姆定律得:I=���������+���0������������
④
联立②③④,得
2������������������sin������
v= ������2������2
(1)求此过程中线框产生的焦耳热; (2)在图乙中画出线框中感应电流随时间变化的图像。
物理选修3-2全套课件 PPT
变式训练1 如图29－6所示，各图中有感应电流产生的是( )
图29－6
解析 选项A中，线圈没闭合，无感应电流；选项C中， 导线在圆环的正上方，不论电流如何变化，穿过线圈的磁感 线相互抵消，磁通量恒为零，也无感应电流；选项B中，磁 通量增大，有感应电流；选项D中，回路中的磁通量恒定， 无感应电流．故选项B正确．
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物理选修3-2
目录
▪ 第四章 电磁感应
▪ 课时29 划时代的发现 探究电磁感 ▪ 应的产生条件 ▪ 课时30 楞 次 定 律 ▪ 课时31 法拉第电磁感应定律 ▪ 课时32 电磁感应定律的应用 ▪ 课时33 互感和自感 涡流 电磁阻
尼和电磁驱动 ▪ 课时34 《电磁感应》小结
解析 (1)由磁通量的定义可得： Φ1＝B·S＝5×10－3 Wb． (2)Φ2＝B·S·cos 120°＝－2.5×10－3 Wb ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝7.5×10－3 Wb． 答案 (1)5×10－3 Wb (2)－2.5×10－3 Wb 7.5×10－3 Wb 点评 磁通量的变化量一般用变化的绝对值表示即可．
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
小Hale Waihona Puke |B－B′|，穿过平面的磁通量为|B－B′|·S＝|BS－B′S|＝|Φ －Φ′|．磁通量的意义可以用磁感线的条数形象地说明，因此 穿过平面的磁通量|Φ－Φ′|，可以理解为与相反方向穿过平面 的磁感线相抵消之后剩余的磁感线条数．
(2)单位：韦伯(Wb),1 Wb＝1 T·m2． 四、磁通量的变化 由 公 式 Φ ＝ BSsinθ 知 ， 穿 过 线 圈 的 磁 通 量 由 三 方 面 决 定，即磁感应强度的大小、线圈面积以及磁场方向与线圈平 面的夹角．三者中只要有一个因素发生变化都将引起Φ的变 化；但是如果两个甚至三个因素同时变化，Φ则有可能不 变．(想一想，这是为什么？) 五、结论 产生感应电流的条件：一是存在闭合电路，二是穿过闭 合电路的磁通量发生变化．
2017-2018学年沪科版高中物理选修3-2课件：第1章 1-5 自感现象与日光灯 精品
【答案】 C
2．对于日光灯的下列说法中正确的是( ) A．起辉器是在日光灯启动过程中起接通电路并提供瞬时高压的作用 B．镇流器在日光灯启动及工作过程中起降压限流作用 C．日光灯发光原理同白炽灯一样，不是由灯丝产生足够热量时发光的 D．起辉器只在日光灯启动时起暂时接通电路的作用，而镇流器在启动时提 供高压，在正常工作时又起降压限流作用
【解析】 启动时，起辉器起接通电路作用，然后断开，镇流器由于自感 产生瞬时高压，将气体击穿后，炽热的灯丝释放电子与汞原子碰撞产生紫外线， 再引起荧光物质发光，正常工作时镇流器又阻碍电流变化起降压限流作用，可 见 A、B、C 错，D 对．
【答案】 D
3.如图 1-5-4 所示是日光灯的结构示意图，若按图示的电路连接，关于日光 灯发光的情况，下列叙述中正确的是( )
[合作探讨] 如图 1-5-5 所示，为演示自感现象的电路，闭合开关 S 时，发现 LA2 直接亮 起来，而 LA1 逐渐亮起来．
图 1-5-5
探讨 1：LA1 在闭合开关 S 时，为什么逐渐亮起来？
【提示】 电路接通时，电流由零开始增加，穿过 L 的磁通量随之增加， 线圈 L 中产生自感电动势阻碍电流增加，从而推迟了 LA1 中电流增加到正常值的 时间，使 LA1 灯比 LA2 灯晚亮．
[核心点击] 1．日光灯的构造 如图 1-5-1 所示，日光灯主要是由灯管、镇流器、起辉器三部分构成．起辉 器与灯管并联，镇流器与灯管串联．
图 1-5-1
2．各部分的作用 (1)灯管：灯管两端有灯丝，管内充有微量的氩和稀薄的汞蒸气，管壁上涂 有荧光粉． 当两灯丝间的气体导电时发出紫外线，紫外线使涂在管壁上的荧光粉发出 柔和的可见光． (2)镇流器：镇流器是一个带铁心的线圈，其匝数很多且为闭合铁心，自感 系数很大． 镇流器的作用：日光灯点燃时，利用自感现象产生瞬时高压；日光灯正常 发光时，利用自感现象，对灯管起着降压限流的作用．
2．对于日光灯的下列说法中正确的是( ) A．起辉器是在日光灯启动过程中起接通电路并提供瞬时高压的作用 B．镇流器在日光灯启动及工作过程中起降压限流作用 C．日光灯发光原理同白炽灯一样，不是由灯丝产生足够热量时发光的 D．起辉器只在日光灯启动时起暂时接通电路的作用，而镇流器在启动时提 供高压，在正常工作时又起降压限流作用
【解析】 启动时，起辉器起接通电路作用，然后断开，镇流器由于自感 产生瞬时高压，将气体击穿后，炽热的灯丝释放电子与汞原子碰撞产生紫外线， 再引起荧光物质发光，正常工作时镇流器又阻碍电流变化起降压限流作用，可 见 A、B、C 错，D 对．
【答案】 D
3.如图 1-5-4 所示是日光灯的结构示意图，若按图示的电路连接，关于日光 灯发光的情况，下列叙述中正确的是( )
[合作探讨] 如图 1-5-5 所示，为演示自感现象的电路，闭合开关 S 时，发现 LA2 直接亮 起来，而 LA1 逐渐亮起来．
图 1-5-5
探讨 1：LA1 在闭合开关 S 时，为什么逐渐亮起来？
【提示】 电路接通时，电流由零开始增加，穿过 L 的磁通量随之增加， 线圈 L 中产生自感电动势阻碍电流增加，从而推迟了 LA1 中电流增加到正常值的 时间，使 LA1 灯比 LA2 灯晚亮．
[核心点击] 1．日光灯的构造 如图 1-5-1 所示，日光灯主要是由灯管、镇流器、起辉器三部分构成．起辉 器与灯管并联，镇流器与灯管串联．
图 1-5-1
2．各部分的作用 (1)灯管：灯管两端有灯丝，管内充有微量的氩和稀薄的汞蒸气，管壁上涂 有荧光粉． 当两灯丝间的气体导电时发出紫外线，紫外线使涂在管壁上的荧光粉发出 柔和的可见光． (2)镇流器：镇流器是一个带铁心的线圈，其匝数很多且为闭合铁心，自感 系数很大． 镇流器的作用：日光灯点燃时，利用自感现象产生瞬时高压；日光灯正常 发光时，利用自感现象，对灯管起着降压限流的作用．
2018版物理沪科版新课堂同步选修3-2课件：第3章 章末分层突破 精品
巩
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知
典
识
题
整
链
合
接
章末分层突破
提
升
章
层
末
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综
能
合
力
测
强
评
化
[自我校对] ①PU送 ② I线 R线 ③ I线U损
④nn12 ⑤nn21 ⑥ U2I2＋U3I3
______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________
图3-6
【解析】 由于理想变压器输入电压U1不变，原、副线圈匝数不变，所以 输出电压U2也不变，灯L亮度不随P的滑动改变，故选项A错误，选项B正确；P
向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，负载总电阻R总减小，由I2＝
U2 R总
知，通过副线圈的电流I2增大，输出功率P2＝U2I2增大，再由II12＝nn21知输入电流I1 也增大，故选项C错误，D正确．
D．I1U1＝I2U2
【解析】
根据理想变压器的工作原理得I1U1＝I2U2、
I1 I2
＝
n2 n1
.U2不是加在R
两端的电压，故I2≠UR2，而I1U1等于R上消耗的功率I22R与下一级变压器的输入功
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[自我校对] ①PU送 ② I线 R线 ③ I线U损
④nn12 ⑤nn21 ⑥ U2I2＋U3I3
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图3-6
【解析】 由于理想变压器输入电压U1不变，原、副线圈匝数不变，所以 输出电压U2也不变，灯L亮度不随P的滑动改变，故选项A错误，选项B正确；P
向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，负载总电阻R总减小，由I2＝
U2 R总
知，通过副线圈的电流I2增大，输出功率P2＝U2I2增大，再由II12＝nn21知输入电流I1 也增大，故选项C错误，D正确．
D．I1U1＝I2U2
【解析】
根据理想变压器的工作原理得I1U1＝I2U2、
I1 I2
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n2 n1
.U2不是加在R
两端的电压，故I2≠UR2，而I1U1等于R上消耗的功率I22R与下一级变压器的输入功