1、【步步高 学案导学设计】2014-2015 学年高中物理 第三章 电磁感 应章末总结学案 新人教版选修 1-1 Error! 一、产生感应电流的条件 分析是否产生感应电流，关键就是要分析穿过闭合线圈的磁通量是否变化，而分析磁通量 是否变化，关键要知道磁感线是如何分布的所以在做这类题时应注意： (1)熟记条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管内外磁感线分布情况是解 决问题的基础 (2)学会找特殊位置并分析其变化 例 1 如图 1 所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线框 abcd 与导线处于 同一平面内，在下列情况中线框能产生感应电流的是 图 1 A导线中电流变大 B线框向
2、右平动 C线框向下平动 D线框以 ad 边为轴转动 E线框以直导线为轴转动 F线框以 bc 边为轴转 90 解析 通电直导线的磁场分布如图 a，和导线距离相等的点的磁感应强度相等，离导线越 远，磁场越弱，选项 A 中电流变大，磁场变强，线框中磁通量变大，有感应电流产生；选 项 B、D、F 线框中磁通量变小，有感应电流产生；选项 C，线框中无磁通量变化，无感应 电流产生；选项 E，画出俯视图如图 b 所示，可见线框中的磁通量不变化，无感应电流产 生 答案 ABDF 电磁感应 二、对交流有效值的理解 1在定义有效值时要注意三个相同：相同电阻，相同时间，产生相同热量 2公式 Ue 0.707Um 和
3、 Ie 0.707Im 仅适用于正弦式电流 Um2 Im2 例 2 如图 2 所示，两交变电流分别通过相同电阻 R.(1)分别写出它们的有效值、周期和频 率；(2)计算它们在 R 上产生的功率之比 图 2 解析 (1)题图甲为正弦交流电，其有效值 I1Im/ 3.536 A，周期 T10.4 s，频率2 f12.5 Hz；题图乙为方波交流电，电流的大小不变，方向做周期性变化，由于热效应与电 流方向无关，因而它的有效值 I25 A ，周期 T20.4 s，频率 f22.5 Hz. (2)由公式 PI2R 得 P 甲P 乙12. 答案 (1)甲图：3.536 A,0.4 s,2.5 Hz 乙图：5
4、 A，0.4 s，2.5 Hz (2)12 三、理想变压器的几种关系 1输入功率与输出功率 理想变压器本身无电能损失，所以有 P 入P 出但应注意的是，输入功率由输出功率决 定，即输出功率增大，输入功率也随之增大；输出功率减小，输入功率也随之减小 2输入电压与输出电压 输入电压决定输出电压设理想变压器的原线圈匝数为 n1，副线圈匝数为 n2，输入电压为 U1，输出电压为 U2，则有 ，故 U2 . U1U2 n1n2 U1n2n1 3输入电流与输出电流 如果理想变压器只有一个副线圈，并设原线圈的匝数为 n1，输入电压为 U1，输入电流为 I1；副线圈的匝数为 n2，输出电压为 U2，输出电流为
5、 I2.则据 P 入P 出和 有 U1U2 n1n2 U1I1 U2I2， ，得 I1 . I1I2 U2U1 n2n1 I2n2n1 例 3 如图 3 所示，理想变压器原、副线圈匝数比为 n1n221，原线圈接 200 V 交流 电源，副线圈接额定功率为 20 W 的灯泡 L，灯泡正常发光，当电源电压降为 180 V 时，求 灯泡实际消耗功率与其额定功率之比？ 图 3 答案 81100 解析 由 得 U1U2 n1n2 U2 U1 200 V100 V n2n1 12 而 U2 U1 180 V90 V n2n1 12 所以功率之比 . P2P2 U22R U2R U22U2 9021002
6、 81100 1将交流电压经变压器后给用电器供电，下列操作中能增大原线圈电流的是( ) A增大原线圈的匝数 B增大副线圈的匝数 C增大原、副线圈的匝数 D增大用电器的电阻 答案 B 2. 如图 4 所示，铁芯右边绕有一个线圈，线圈两端与滑动变阻器、电池组连成回路左边 的铁芯上套有一个面积为 0.02 m2、电阻为 0.1 的金属环铁芯的横截面积为 0.01 m2， 且假设磁场全部集中在铁芯中，金属环与铁芯截面垂直调节滑动变阻器的滑动头，使铁 芯中的磁感应强度每秒均匀增加 0.2 T，则从上向下看( ) 图 4 A金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为 4.0103 V B金属环中感
7、应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为 4.0103 V C金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为 2.0103 V D金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为 2.0103 V 答案 C 解析 金属环中的原磁场方向竖直向下，由楞次定律，感应电流的磁场向上，电流方向是 逆时针方向；由法拉第电磁感应定律，电动势大小 E S 铁芯2.0103 V，故 C 项 Bt 对 3一理想变压器原、副线圈匝数比 n1n2115.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压 u 如图 5 所示，副线圈仅接入一个 10 的电阻则( ) 图 5 A流过电阻的电流是 20 A B与电阻并联的电压表的示数
8、是 100 V2 C经过 1 分钟电阻发出的热量是 6103 J D变压器的输入功率是 1103 W 答案 D 解析 原线圈中电压的有效值是 220 V，由变压比知副线圈中电压为 100 V，流过电阻的电 流是 10 A，故输入功率为 1103 W；与电阻并联的电压表的示数是 100 V；经过 1 分钟电 阻发出的热量是 6104 J故只有 D 正确 4如图 6 所示为一理想变压器，S 为单刀双掷开关，T 为滑动变阻器的滑动触头，U1 为 加在原线圈两端的电压，I1 为原线圈中的电流，则 ( ) 图 6 A保持 U1 及 T 的位置不变，S 由 a 合到 b 时，I1 将增大 B保持 U1 及
9、 T 的位置不变，S 由 b 合到 a 时，R 消耗的功率将减小 C保持 U1 不变，S 合在 a 处，使 T 上滑，I1 将增大 D保持 T 的位置不变，S 合在 a 处，若 U1 增大，I1 将增大 答案 ABD 解析 S 由 a 合到 b 时，n1 减小，由 可知 U2 增大， P2 随之增大，而 U1U2 n1n2 U2R P1P2，又 P1I1U1，所以 I1 增大选项 A 正确；S 由 b 合到 a 时，与上述情况相反， P2 将减小，选项 B 正确；T 上滑时，电阻值增大，P2 减小，又 P1P2，P1 I1U1 ， U2R 所以 I1 减小，选项 C 错误；U1 增大，由 ，可
10、知 U2 增大，I2 随之增大；由 U1U2 n1n2 U2R 可知 I1 也增大，选项 D 正确 I1I2 n2n1 5如图 7 所示电路中，S 是闭合的，此时流过线圈 L 的电流为 i1，流过灯泡 A 的电流为 i2，且 i1i2，在 t1 时刻将 S 断开，那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是( ) 图 7 答案 D 解析 在 t1 时间内流过灯泡的电流为 i2，且方向为从左向右，当断开 S 时，i2 立即消失， 但由于自感作用，线圈 L 产生自感电动势，与灯泡构成回路缓慢消失，此时流过灯泡的电 流从 i1 开始逐渐减小，方向自右向左，故 D 项正确 6如图 8 所示是一种风速仪示意图，试回答下列问题： 图 8 (1)有水平风吹来时磁体如何转动( 自上往下看)? (2)根据电磁学的有关规律，简述用该装置测定风速大小的原理 答案 (1)逆时针转动 (2) 风吹动塑料杯转动，带动磁体转动，引起线圈磁通量周期性的变 化，从而使线圈中的电流发生周期性变化，而电流的大小反映线圈转动的速度，亦反映风 速的大小
