课件8张PPT。物理配人教版选修1-1目录电场 电流 第一节 电荷 库仑定律
第二节 电场
第三节 生活中的静电现象
第四节 电容器
第五节 电流和电源
第六节 电流的热效应磁 场 第一节 指南针与远洋航海
第二节 电流的磁场
第三节 磁场对通电导线的作用
第四节 磁场对运动电荷的作用
第五节 磁性材料第一节 电磁感应现象
第二节 法拉第电磁感应定律
第三节 交变电流
第四节 变压器 电磁感应 第五节 高压输电
第六节 自感现象 涡流
第七节 课题研究:电在我家中电磁感应 电磁波及其应用 第一节 电磁波的发现
第二节 电磁波谱
第三节 电磁波的发射和接收
第四节 信息化社会
第五节 课题研究:社会生活中的电磁波 祝您学业有成课件28张PPT。第一节 电荷 库仑定律 电场 电流 我国较早记载的摩擦起电
在我国,摩擦起电现象的记述颇丰,其常用材料早期多为琥珀及玳瑁.早在西汉,《春秋纬》中就载有“瑇瑁(玳瑁)吸偌(细小物体)”.《论衡》中也有“顿牟掇芥”,这里的顿牟也是指玳瑁.三国时的虞翻,少年时曾说:“虎魄不取腐芥”,腐芥因含水分,已成为导体,所以不被带电琥珀吸引.琥珀价格昂贵,常有人鱼目混珠,南朝陶弘景则知道“惟以手心摩热拾芥为真”,以此作为识别真假琥珀的标准.南北朝时的雷敩在《炮炙论》中有“琥珀如血色,以布拭热,吸得芥子者真也”.他一改别人以手摩擦为用布摩擦,静电吸引力大大增加.西晋张华(232—300)记述了梳子与丝绸摩擦起电引起的放电及发声现象:“今人梳头,脱著衣时,有随梳、解结有光者,亦有咤声.”唐代段成式描述了黑暗中摩擦黑猫皮起电:“猫黑者,暗中逆循其毛,即若火星.”摩擦起电也有具体应用,据宋代的张邦基《墨庄漫录》记载:孔雀毛扎成的翠羽帚可以吸引龙脑.“皇宫中每幸诸阁,掷龙脑以降(避)秽,过则以翠羽扫之,皆聚,无有遗者.”一、电荷
1.两种电荷:自然界存在两种电荷:__________和__________,用丝绸摩擦过的玻璃棒带________,用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带________.同种电荷相互________,异种电荷相互________.
2.电荷量:电荷的多少叫电荷量,用__________或__________表示,国际单位制中电荷量的单位__________,符号________.通常正电荷用__________数表示,负电荷用________数表示. 一、1.正电荷 负电荷 正电荷 负电荷 排斥 吸引
2.Q q 库仑 C 正 负3.摩擦起电:物质的原子是由带________电的原子核和带________电的电子组成的.原子核的正电荷数量与周围电子的负电荷数量一样多,所以整个原子对外表现出电中性.在摩擦起电过程中,一些被原子核束缚得不紧的电子转移到另一个物体上,于是失去电子的物体带________电,得到电子的物体带__________电.在用丝绸摩擦玻璃棒时,玻璃棒上的电子跑到丝绸上去了,玻璃棒因缺少电子而带________电,丝绸因有多余的电子而带________电.
4.感应起电:把电荷移近________的导体,可以使导体________的现象,叫做________起电. 3.正 负 正 负 正 负
4.不带电 带电 感应二、电荷守恒定律
1.内容:电荷既不能被创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体________到另一个物体,或者从物体的一部分________到另一部分,在转移过程中,电荷的总量________.
2.元电荷:到目前为止,科学实验发现的最小电荷量是__________所带的电荷量.质子、正电子带有跟电子电荷量________的电荷量.
实验指出,所有带电物体的电荷量或者等于e,或者是e的整数倍.因此,电荷量e叫做________,e=________.
3.电荷的量子性:带电物体所带电荷量为e的整数倍,是不连续的,这称之为电荷的________.二、1.转移 转移 不变 2.电子 相同 元电荷 1.60×10-19 C 3.量子性三、库仑定律
1.内容:________中两个________的________间的相互作用力跟它们所带电荷量的乘积成________比,跟它们之间距离的二次方成________比,作用力的方向在它们的连线上.
2.公式:如果用Q1、Q2表示两个点电荷的电荷量,用r表示它们之间的距离,用F表示它们之间的相互作用力,库仑定律可以表示为:________.式中的k是一个常量,叫做静电力常量,由实验可以得出k=________.三、1.真空 静止 点电荷 正 反 2.F=
9.0×109 N·m2 /C2 使物体带电的三种方法:摩擦起电、感应起电
和接触带电 1.摩擦起电是由于相互摩擦的物体间的电子的得失而使物体分别带上等量的异种电荷.玻璃棒与丝绸摩擦时,由于玻璃棒容易失去电子而带正电;硬橡胶棒与毛皮摩擦时,由于硬橡胶棒容易得到电子而带负电.
2.感应起电是指把电荷移近不带电的导体,使导体带电的方法.如下图所示,将导体A、B接触后去靠近带电体C,由于带电体C的作用,导体A、B分别带上了等量异种电荷,这时先把导体A、B分开,然后移去带电体C,则A和B两导体分别带上了等量的异种电荷.3.接触带电是指用一个不带电的金属导体跟另一个带电的金属导体接触后分开,不带电的金属导体便带上了电荷.例如,将一个带电的金属小球跟另一个外形相同的不带电的金属小球接触后分开,则它们平分了原来小球所带的电荷量而带上等量同种电荷. 如右图所示,放在绝缘支架上带正电的小球A,靠近放在绝缘支架上不带电的导体球B,导体球B用导线经开关S接地,把S合上的瞬间,有电流从______流向______;再断开S,则导体球B带______电. 解析:接通开关S,导体球B接地,导体球B和地球组成一个大导体,导体内有大量的自由电子.自由电子受到A的正电荷的吸引,都向A侧移动,这样就在离A近的一端的B导体上聚集了大量的自由电子,远端地球失去了大量的自由电子,带正电,故有电流从B球流向大地(实际为自由电子从大地流向B球),这就是电荷守恒定律中的“电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分”.断开S后,B与地球之间无法进行电荷转移,则导体B带负电.
答案:B球 大地 负变式迁移 1.绝缘细线上端固定,下端悬挂一轻质小球a,a的表面镀有铝膜.在a的附近有一绝缘金属球b,开始时,a、b都不带电,如下图所示,现使b带电,则( )
A.由于a球不带电,a、b间不发生相互作用
B.b将吸引a,吸住后不放开
C.b立即把a排斥开
D.b先吸引a,接触后又把a排斥开解析:b球先吸引a球,b和a接触后两球带上了同种电荷,因为同种电荷排斥,所以b球又把a球排斥开,故选D.
答案:D元电荷 点电荷 1.元电荷是指带电体所带电荷量的最小值e,所有带电体的电荷量是e的整数倍,元电荷e的大小等于电子、质子所带的电荷量.
2.点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象,是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理想化的模型.在研究带电体间的相互作用时,如果带电体本身的线度远小于它们之间的距离,以至带电体的形状和大小,对我们所讨论的问题影响甚小,就可以把带电体视为一个点,并称它为点电荷.大的带电体不一定不能被看作点电荷.小的带电体不一定能被看作点电荷.点电荷本身的线度不一定很小,它所带的电荷量也可以很大.点电荷这个概念与力学中的“质点”概念类似. 下列关于点电荷的说法,正确的是( )
A.只有体积很小的带电体才能看成点电荷
B.体积很大的带电体一定不能看成点电荷
C.当两个带电体的大小及形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时,两个带电体可看成点电荷
D.元电荷一定是点电荷
解析:本题考查对点电荷的理解.点电荷是一个抽象的物理模型,只有当带电体的大小、形状对相互作用力的影响小到可忽略时才可以看做点电荷.元电荷是指带电荷量的最小值,其带电体能否看做点电荷,视上述情况而定.
答案:C变式迁移2.关于元电荷的理解,下列说法正确的是( )
A.元电荷就是电子
B.元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量
C.元电荷就是质子
D.物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍解析:本题考查对元电荷的理解.元电荷是指所带电荷量的最小值,其大小和电子、质子相等,但并不是质子或电子,故A、C错误,B正确.物体所带电荷量是元电荷的整数倍,故D正确.
答案:BD应用库仑定律时应注意的问题 1.首先应注意库仑定律的适用条件.公式F= 仅适用于真空中的两个点电荷间的相互作用.
2.应注意将计算库仑力的大小与判断库仑力的方向二者分别进行,即应用公式计算库仑力的大小时,只将其电荷量的绝对值代入公式中,计算出库仑力的大小;库仑力的方向再依据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引加以判断.
3.应注意统一单位,静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2.
4.如果点电荷不是两个,而是三个或多个,则某点电荷受到的库仑力的大小是各点电荷对它产生的作用力的矢量和. 两个点电荷所带的电荷量分别为Q1和Q2,二者的距离为r,则下面的说法正确的是 ( )
A.距离不变,电荷量分别增加为原来的2倍,库仑力变为原来的4倍
B.距离不变,电荷量分别增加为原来的2倍,库仑力变为原来的2倍
C.电荷量不变,距离增加为原来的2倍,库仑力变为原来的4倍
D. 电荷量不变,距离增加为原来的2倍,库仑力变为原来的2倍解析:由库仑定律 可知,如果距离不变,电荷量分别增加为原来的2倍,则库仑力变为原来的4倍;如果电荷量不变,距离增加为原来的2倍,库仑力变为原来的 倍.所以正确答案为A.??
答案:A?变式迁移 3.关于库仑定律,以下说法中正确的是 ( )
A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的带电体?
B.库仑定律是实验定律?
C.库仑定律仅对静止的点电荷间相互作用才正确? D. 根据库仑定律,当两个点电荷间的距离趋近于零时,则库仑力趋近于无穷大解析:点电荷是指当带电体间的距离比它们自身线度的大小大得多时,可以看做点电荷,所以?A选项错误.同理,当两个点电荷间的距离趋近于零时,带电体不能看做点电荷,库仑定律不能应用,所以D选项错误.库仑定律是通过实验得出的,所以B选项正确.库仑定律适用于真空中两个静止点电荷间的相互作用,所以C选项错误.?
答案:B基础巩固1.摩擦起电和感应起电都能使物体带电,关于这两种带电过程,下列说法中正确的是( )
A.摩擦起电和感应起电都是电荷从一个物体转移到另一个物体的过程
B.摩擦起电和感应起电都是电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程
C.摩擦起电是电荷从相互摩擦的一个物体转移到另一个物体的过程
D.感应起电是电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程解析:自然界中的电荷不会凭空产生也不会凭空消失,只是从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分.摩擦起电和感应起电分别是以上两种情况.故本题选C、D.
答案:CD能力提升8.如图所示,一把塑料尺与毛巾摩擦过程中,有大量电子从塑料尺转移到了毛巾上,那么根据上述信息,说法正确的是( )
A.毛巾呈中性?
B.毛巾带正电?
C.毛巾带负电?
D. 塑料尺和毛巾带等量异种电荷? 解析:电子转移到了毛巾上,所以毛巾带负电.根据电荷守恒定律可知,塑料尺和毛巾带等量异种电荷,故选项?C、D?正确.
答案:CD祝您学业有成课件17张PPT。第三节 生活中的静电现象电场 电流 尖端放电
通常情况下空气是不导电的,但是如果电场特别强,空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力,有可能被“撕”开,这个现象叫做空气的电离,由于电离后的空气中有了可以自由移动的电荷,空气就可以导电了,空气电离后产生的负电荷就是电子,失去电子的原子带正电,叫做正离子,由于同种电荷相互排斥,导体上的静电荷总是分布在表面上,而且一般说来分布是不均匀的,导体尖端的电荷特别密集,所以尖端附近空气中的电场特别强,使得空气中残存的少量离子加速运动.这些高速运动的离子撞击空气分子,使更多的分子电离,这时空气成为导体,于是产生了尖端放电现象.高压输电导线和高压设备的金属元件表面光滑为的是避免尖端放电.一、放电现象
常见的放电现象有________、________.
二、雷电和避雷
尖端放电现象产生原因与带电体电荷的________有关,表面越________的地方,电荷分布越________,越容易发生尖端放电现象. 一、火花放电 接地放电
二、分布规律 尖锐 密集放电现象 空气中存在少量的自由电子,当导体上聚集的电荷很大时,会在周围空间产生强电场,空气中的自由电子很快被加速到较大的速度和空气中的分子进行碰撞,使空气中的分子电离,这样,在很短时间内空气中会产生大量的自由电荷,形成强烈的放电现象. 专门用来运输柴油、汽油的油罐车,在它的尾部都装有一条拖在地上的铁链,对它的作用下列说法中正确的是( )
A.让铁链与路面摩擦产生静电,使油罐车积累一定的静电荷
B.让铁链发出声音,以引起其他车辆的注意
C.由于罐体与油摩擦产生了静电,罐体上的静电被铁链导入大地,从而避免了火花放电
D.油罐车的尾部装有拖地的铁链,这是一种时尚
解析:在运输柴油、汽油时,由于上下、左右颠簸摇摆,造成油和油罐的摩擦而产生静电,汽车轮胎导电性能不好,难以把静电导入大地,安装铁链的目的就是避免静电的积累.
答案:C变式迁移1.高压电气设备的金属元件,表面要很光滑,这样做的目的是( )
A.为了美观
B.为了减少与外界的接触面积
C.为了避免尖端放电
D.为了减小和外界的摩擦解析:电荷在导体表面的分布是不均匀的,突出的位置,电荷比较密集,易产生放电现象,故应尽量使其表面光滑.故选C.
答案:C静电的防止和应用 静电的利用有很多种,如静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等,它们都是设法使工作物质带上电荷,并使工作物质在电场力作用下向作为电极的工件运动,完成各种工作.
静电也会给人们带来麻烦甚至造成危害.静电吸引会造成很多危害,在印刷厂里,纸张之间的摩擦带电,会使纸张粘在一起,给印刷带来麻烦.静电的最大危害是放电现象引起火灾,运油车会因为燃油与油罐摩擦,产生静电,如果静电大量积累,会引起爆炸.漆黑的夜晚,我们脱尼龙、毛料衣服时,会发出火花和“叭叭”的响声,这对人体基本无害.但在手术台上,静电火花会引起麻醉剂的爆炸,伤害医生和患者.
防止静电危害的基本方法是:尽快把静电引走,避免越积越多! 如右图所示为一圆柱形静电除尘排气管的纵截面示意图,在MN两极间加上高压电源后,管内空气分子被电离,电离出的电子在电场力的作用下运动,遇到管内烟气中的煤粉,使煤粉带负电,煤粉被吸附到管壁上,最后在重力作用下落入下面的漏斗中.因而排出的气体就清洁了.就此示意图,下列说法中正确的是 ( ) 解析:静电除尘的原理:除尘器圆筒的外壁连到高压电源的正极,中间的金属丝连到负极.圆筒中气体分子在电场力作用下电离,粉尘吸附了电子而带负电,飞向筒壁,最后在重力的作用下落在筒底.只有A、C正确.
答案:AC A.M接高压电源正极,N接高压电源负极
B.管壁A处的场强大于金属丝B处的场强
C.P点的电势φP与M点的电势φM相等
D.管内为匀强电场变式迁移2.为了防止静电的危害,应尽快把产生的静电导走,下面措施中不是防止静电危害的是( )
A.油罐车后面装一条拖地的铁链
B.电工钳柄上套有绝缘胶套
C.飞机轮上装搭地线
D.印刷车间中保持适当的湿度解析:要注意区分静电和电源,电工钳柄上套有绝缘胶套是为了使工人与电源隔离开,并不是为了防止静电.
答案:B基础巩固1.下列哪些现象利用了静电( )
A.常用的复印机复印文稿等
B.常用的家用照相机成像在底片上
C.针式打印机打印文字图象
D.数码照相机照相A 能力提升8.下列有关静电的说法中错误的是( )
A. 干燥天气里脱化纤衣物时常常会看到火花,是火花 放电现象?
B.室内栽花种草可有效防止静电?
C.雷电对人类生活只有危害,没有益处?
D. 建筑物安装的避雷针是利用了尖端放电的原理解析:室内栽花种草可以有效地降低室内的静电,这种说法正确.根据火花放电和尖端放电的含义知?A、D?两种说法正确.雷电对人类生活也会产生益处,如闪电产生的臭氧留在大气层中,能保护地球上的生物免遭紫外线的伤害.
答案:C祝您学业有成课件28张PPT。第二节 电场电场 电流 闪电为什么是弯弯曲曲的
大家都知道,带异种电荷的两块云接近时放出闪电,闪电中因高温使空气体积迅速膨胀,水滴汽化而发出强烈的爆炸声,这就是我们常说的“电闪雷鸣”,闪电为什么总是弯弯曲曲的呢?美国国家气象局的内泽特·赖德尔认为,每当暴风雨来临,雨点即能获得额外的电子,电子是带负电荷的,这些电子会追寻地面上的正电荷,额外的电子流出云层后,要碰撞别的电子,使别的电子也变成游离电子,因而产生了传导的轨迹,传导的轨迹会在空气中散布着的不规则形状的带电离子群中间跳跃着迂回延伸,而一般不会是直线.所以,闪电的轨迹总是蜿蜒曲折的.一、电场
1.只要有电荷存在,电荷的周围就有________,电荷之间是通过________发生相互作用的.
2.电场的基本性质是对放入其中的电荷________的作用.
二、电场强度
1.定义:放入电场中某点的电荷所受电场力F跟它的电荷量的________,叫做该点的________,简称________.
2.公式E= . 一、1.电场 电场 2.有力
二、1.比值 电场强度 场强 3.电场强度是________,不仅有大小,还有方向.物理学中规定,电场中某点的电场强度的方向跟________电荷在该点所受的电场力的方向相同.
4.物理意义:电场强度是描述电场性质的物理量,与放入电场中的______无关,它的大小是由______本身来决定的.
三、电场线
1.定义:如果在电场中画出一些曲线,使曲线上每一点的________都跟该点的________方向一致,这样的曲线就叫做________.
2.匀强电场:如果电场强度的________和________都相同,这个区域的电场叫匀强电场.3.矢量 正 4.电荷 电场
三、1.切线 电场强度 电场线 2.大小 方向电场强度 1.关于电场中某点的电场强度与试探电荷无关的理解
电场强度是描述电场的力的性质的物理量,是由电场本身的性质决定的,与试探电荷所带的电荷量q及其所受到的电场力F无关.对一个确定的电场,不论电场中是否存在试探电荷,电场中各点的电场强度都是一定的.
2.对E= F/q的理解
E= F/q是电场强度的定义式,适用于一切电场,但E不随F和q的变化而变化,不能说E与F成正比,也不能说E与q成反比.定义式仅告诉我们一种测量场强大小的方法.
将E= F/q变形为F=qE表明:如果已知电场中某点的场强为E,便可计算在电场中该点放任何电荷量的带电体所受的电场力大小,即场强E是反映电场力的性质的物理量. 电场中有一点P,下列说法正确的是( )
A.若放在P点电荷的电荷量减半,则P点的电场强度减半
B.若P点没有试探电荷,则P点的电场强度为零
C.P点的电场强度越大,则同一电荷在P点所受到的电场力越大
D.P点的电场强度的方向为试探电荷在该点受到的电场力的方向解析:电场中某点的电场强度的大小可由E= 来量度,但该点的电场强度由电场本身决定,与试探电荷的电荷量的多少、电性无关,所以A、B错;由E= 得F=qE,当q一定时,E越大,F越大,所以C正确;电场中某点的电场强度的方向规定为正电荷在该点所受电场力的方向,与负电荷所受电场力的方向相反,D错.
答案:C变式迁移1.根据电场强度的定义式E= ,下列说法错误的是( )
A.电场强度E跟电场力F成正比,跟试探电荷的电荷量q成反比
B.电场强度E在数值上等于单位电荷在电场中受到的电场力
C.电场强度E的大小反映了该电场的强弱
D.电场强度E由电场本身决定,与放入场中的试探电荷无关解析:电场中某点的场强反映了电场的力的性质,其大小由电场本身决定,与试探电荷无关,公式E= 反映了场强的数量关系.
答案:A电场线的特点 1.电场线密的地方场强大,电场线疏的地方场强小.
2.静电场中的电场线起于正电荷止于负电荷.孤立的正点电荷(或负点电荷)的电场线止于(或起于)无穷远处的情况,可理解为在无穷远处存在负电荷(或正电荷).
3.电场线既不会相交,也不会相切.因为若两电场在某点相交,则该点的场强就不是惟一的;若两电场线在某点相切,该点的场强将会无限大,这是不可能的.不能将点电荷的电场线看作是电场线相交的情况,因点电荷只是一理想模型,实际的带电体不可能是一几何点. 4.电场线是假想的,实际电场中并不存在,不能将电场线与点电荷在电场力作用下的运动轨迹混为一谈.只有当电场线为直线,点电荷初速度为零,或初速度方向与电场线一致的情况下,且点电荷只受电场力作用,才可以认为点电荷(带电粒子)沿电场线运动.即使在这种特定的情况下,也不能说电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹. 关于电场线的以下说法中,正确的是( )
A.电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同
B.沿电场线的方向,电场强度越来越小
C.电场线越密的地方同一试探电荷受的电场力就越小
D.顺着电场线移动电荷,电荷受电场力大小一定不变
解析:电场线越密的地方场强越小,试探电荷受到的电场力越小, C正确.沿电场线方向,电场线不一定变密,也不一定变疏或不变,故B、D错.电荷受力可能与场强方向相同,也可能相反,A错.
答案:C变式迁移2.下列关于电场线的说法中正确的是( )
A.电场线的方向,就是电荷受力的方向
B.正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动
C.电场线越密的地方,同一电荷所受到的电场力越大
D.静电场的电场线不可能是闭合的解析:电场线上每点的切线方向与该点电场强度的方向一致,即正电荷受力的方向,故A项错;电场线不是电荷的运动轨迹,当电荷只在电场力作用下从静止开始运动,且电场线为直线时,其轨迹和电场线重合,故B项错;电场线越密的地方电场强度越大,同一电荷受到的电场力越大,C项对;电场线不是闭合的曲线,故D项对.
答案:CD几种常见电场的电场线 1.不同电场中,电场强度分布不同,它们的电场线形状也不一样,如下图所示是几种电场的电场线:2.匀强电场
如果电场强度的大小和方向都相同,这个区域的电场叫做匀强电场.匀强电场是最简单的电场,在实验研究和理论研究中都常用到.两块靠近的平行金属板,大小相等、互相正对、分别带有等量的正负电荷,它们之间的电场(除边缘外)就是匀强电场.匀强电场的电场线是距离相等的平行直线如下图所示. A、B为带电荷量分别为+Q和-Q的两个等量异种点电荷,c、d为A、B连线上的两点,且Ac=Bd,如下图所示,关于c、d两点间电场强度的情况是( )
A.由c到d电场强度由大变小
B.由c到d电场强度由小变大
C.由c到d电场强度不变
D.由c到d电场强度先变小后变大解析:c、d两点处于A、B两异种点电荷所形成的叠加场,各点场强可由EA+EB表示,但计算起来较为繁杂,可借助电场线来描绘,如下图所示,从电场线分布看,从c→d电场线密→疏→密,因此电场强度先变小后变大.
答案:D变式迁移3.如下图所示中带箭头的直线是某电场中的一条电场线,在这条电场线上有A、B两点,用EA、EB表示A、B两处的场强大小,则( )
A.A、B两点的场强方向相同
B.电场线从A指向B,所以EA>EB
C.A、B同在一条电场线上,且电场线是直线,所以EA=EB
D.不知A、B附近的电场线分布状况,EA、EB的大小不能确定解析:根据电场线的物理意义,线上各点的切线方向表示该点的场强方向.因题中的电场线是直线,所以A、B两点的场强方向相同,都沿着电场线向右;因为电场线的疏密程度反映了场强的大小,但由于题中仅画出了一条电场线,不知道A、B附近电场线的分布状态,所以无法确定是EA>EB、EA<EB还是EA=EB.
答案:AD基础巩固1.下列关于电场线的说法,正确的是( )
A.沿着电场线的方向电场强度越来越小
B.在没有电荷的地方,任何两条电场线都不会相交
C.电场线是点电荷在电场中自由运动的轨迹
D.电场线是始于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远解析:本题考查对电场线的理解.电场线疏密描述场强的大小,故A错误.电场线不是电荷运动轨迹,C错.
答案:BD能力提升 9.如图是表示在同一电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时,测得的检验电荷的电荷量跟它所受电场力的函数关系图象,那么下列叙述正确的是 ( )?A. 这个电场是匀强电场?
?B. a、b、c、d四点的场强大小关系是Ed>Ea>Eb>Ec
?C. a、b、c、d四点的场强大小关系是Ea>Ec>Eb>Ed
?D. a、b、d三点的场强方向相同?解析:图线的倾斜程度表示电场强度的大小,由图可知选项C正确.a、b两点处,放正电荷时力为正方向,电场强度方向为正方向;c点,放正电荷时力为负方向,则电场强度方向为负方向;d点,放负电荷时力为负方向,则电场强度方向为正方向,所以,a、b、d三点的场强方向相同,故选项D正确.
答案:CD祝您学业有成课件25张PPT。第五节 电流和电源 电场 电流 电击枪
这是一次十分冒险的特别试验.美国的泰瑟国际公司从美军特种部队和特警队请来了60位志愿者,让他们“以身试枪”.技术人员手持一种新奇的枪向志愿者射击,结果有效率为100%.中枪者像被点了要害穴位一样,半秒钟之内全都动弹不得.这便是著名的电击枪试验.试验的是M26型电击枪.
M26型电击枪是美国泰瑟国际公司产品,1998年面世.它没有子弹,靠发射带电的像飞镖似的探针制服目标.人们把这种电探针称作“电流飞镖”.命中目标后,目标浑身肌肉痉挛,痛得缩成一团.泰瑟“电流飞镖”的速度为60 m/s,因此目标反应速度再快,也无法躲避.它对瞄准的要求不那么高,只要击中身体任何部位,都足以使目标瘫倒在地.一、电流
1.电流的形成:电荷的________形成电流.电源在电路中的作用是保持导体上的________,使导体中有________的电流.
2.电流的方向:习惯上规定________的方向为电流的方向.金属中电流的方向与电子定向移动的方向________. 一、1.定向移动 电压 持续
2.正电荷定向移动 相反3.电流
(1)定义:通过导体________的________跟通过这些电荷量所用时间t的__________称为电流.它用来描述电流的________.
(2)公式:I=
(3)单位:国际单位是________,简称________,符号是________.
(4)电流是________量.3. (1)横截面 电荷量Q 比值 强弱 (3)安培 安 A (4)标二、电源和电动势
1.一个闭合电路由 、电器、导线和开关组成.电源把其他形式的能转化为 .
2.电源两极间电压的大小是由 决定的,这种特性用电动势描述.其等于电源没接入电路时 .单位是 .二、1.电源 电能
2.电源本身的性质 两极间的电压 伏特形成电流的条件 1.要有能够自由移动的电荷,一切导体中都有自由电荷,例如:金属中的自由电子,酸、碱、盐水溶液中的正、负离子.
2.导体两端存在电压
把导体的两端分别接到电源的两极上,导体两端有了电压,这时导体中也有了电场.导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动,形成电流.
干电池、蓄电池、发电机等电源,它们在电路中的作用是保持导体上的电压,使导体中有持续的电流. 下列说法中正确的是( )
A.只要有可以自由移动的电荷,就能存在持续电流
B.金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的
C.电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率
D.在金属导体内当自由电子定向移动时,它们的热运动就消失了解析:要有持续电流必须有电源,A不对.导体中形成电流其原因是在导体两端加上电压,于是在导体内形成了电场,导体内的自由电子将在电场力作用下定向移动形成电流,B正确.电流的传导速率等于光速,电子定向移动的速率很小,C不对.在形成电流时电子定向移动,并不是热运动就消失了,其实电子仍然做无规则的热运动,D不对.
答案:B变式迁移1.下列说法正确的是( )
A.导体中电荷只要运动就形成电流
B.当导体中没有电流时,里面的电荷都是静止的
C.导体中形成电流的条件是只要有大量的可以自由移动的电荷
D.电流可能是正电荷定向移动形成的,也有可能是负电荷定向移动形成的解析:导体中的电荷运动有几种情况,只有定向移动时会形成电流,而定向移动需要两端有电压,只有可移动的电荷是不行的,金属导体导电是自由电子,电解液导电就是既有正电荷,也有负电荷.
答案:D电流 1.电流的定义
通过导线横截面的电荷量Q与所用时间t的比值,叫做电流.定义式:I= .
在国际单位制中,电流的单位是安培,简称安.符号是A,常用单位有毫安(mA)、微安(μA).
1 mA=10-3 A,1 μA=10-3mA=10-6 A.
2.电流的方向
在物理学上习惯把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向.在金属导体中能定向移动的是电子,正电荷并不能定向移动,电子定向移动的方向与电流的方向相反.在电解液导电时,定向移动的既有正离子,又有负离子,正离子定向移动的方向与电流的方向相同,而负离子定向移动的方向和电流的方向相反. 下列关于电流的说法中正确的是( )
A.根据I= 可知I与q成正比
B.如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等,则导体中的电流是恒定电流
C.电流有方向,所以是矢量
D.电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位.解析:依据电流的定义式可知,电流与q、t无关,显然选项A是错误的.虽然电流是标量,但是却有方向性,虽然有可能在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等,但如果方向变化,电流也不是恒定电流,所以选项B也是错误的.由于电流强度的叠加符合代数运算法则,所以虽然电流有方向,仍然是标量,C错误. “安培”是国际单位制中七个基本单位之一,D正确.
答案:D变式迁移2.在示波管中,电子枪2 s内发射了6×1013个电子,则示波管中电流的大小为 ( )
? A.4.8×10-6 A? B.4.8×10-3 A?
C.4.8×10-3 mA? D.4.8×10-6 mA?解析:在2 s内通过示波管的电荷量为:Q=ne=6×1013×1.6×10-19 C=9.6×10-6 C,I= A=4.8 ×10-6 A.
答案:AC电动势的理解 关于电动势:
1.电源的电动势是由电源本身的性质决定的,它描述了电源将其他形式的能转化为电能的本领的大小.
2.电源的电动势可用电压表测出——电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压.
3.单位:伏特(V). 关于电源的作用,下列说法正确的是( )
A.电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷
B.电源的作用是能够自己直接释放出电能
C.电源的作用就是能保持导体两端的电压,使电路中有持续的电流
D.电源的作用就是使自由电荷运动起来
解析:电源的作用是保持导体两端有持续的电压,使电路中有持续的电流,并把其他形式的能转化为电能.都是通过非静电力做功转移电荷而实现的,并非向电路提供电荷,也不是直接释放出电能,故A、B错,C对.自由电荷的运动不需要其他条件,故D项错.
答案:C变式迁移3.关于电源电动势,下列说法正确的是( )
A.电源两极间的电压一定等于电源电动势
B.电源在没有接入电路时两极间电压等于电源电动势
C.所有电源的电动势都是相同的
D.7号干电池比5号干电池的电动势大解析:电源在没有接入电路时两极间电压等于电源电动势,所以?A错误,B正确.电源电动势是由电源的性质决定的,所以不同电源的电动势一般不同,C错,而干电池的电动势都是相同的.
答案:B基础巩固1.下列叙述正确的有( )
A.导体中电荷运动就形成电流
B.电流的单位是安培
C.电流是一个标量,其方向是没有意义的
D.对于导体,只要其两端接到电源的两极上,导体内就可形成恒定电场,电场作用于自由电荷形成恒定电流BD能力提升7.下列说法中正确的是 ( )
A. 导体中电荷运动就形成了电流?
B.电荷量越大电流越大?
C.虽然电流既有大小也有方向,但是它是标量?
D.?电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同,有时与负电荷定向移动的方向相同解析:电荷定向移动才能形成电流,所以选项A错误,根据公式 可知选项B错误,规定正电荷定向移动的方向为电流方向,选项D错误.?
答案:C祝您学业有成课件20张PPT。第六节 电流的热效应 电场 电流 电阻是怎样形成的
当通过电源把电场加在金属导体上时,金属导体中的自由电子在电场力作用下做定向运动的过程中,电场力对自由电子做功,使电子的动能增大,同时,自由电子又不断地与晶体点阵上的原子实(失去一些核外电子的金属原子)碰撞,将它的一部分动能传递给原子实,使原子实的热振动加剧,导体的温度就升高了.如下图所示.
由此可见,自由电子与晶体点阵上的原子实碰撞,形成对电子定向运动的阻碍作用,是“电阻”产生的根本原因,也是电阻元件在通电时发热的原因.一、电阻与电流的热效应
1.焦耳定律:电流通过导体产生的热量,跟________、________、________成正比.即Q=________.
2.热功率:在物理学中,把电热器在单位时间消耗的________叫做热功率,即P=________=________.
二、白炽灯
白炽灯发光原理:利用________,使通电的金属丝________升高,达到________,从而发光.一、1.电流的二次方 导体的电阻 通电时间 I2Rt 2.电能 I2R
二、电流的热效应 温度 白热电流通过电阻产生焦耳热 电阻对电流的阻碍作用是因为定向移动的自由电荷跟不能自由移动的粒子之间碰撞,这种碰撞使自由电荷的电能减少,而不能自由移动的粒子热运动加剧,使电能转化为内能,引起导体发热,通过电流做功,电能完全转化为电路的内能.因而电功等于电热,有W=UIt=I2Rt= t,P=UI=I2R= . 电炉通电后,电炉丝热得发红,而跟电炉连接的铜导线却不那么热,这是因为( )
A.通过铜导线的电流小,所以它消耗的电能也较少
B.电炉丝和铜导线消耗的电能相同,但铜导线散热快,所以就不那么热
C.通过电炉丝的电流大,所以它消耗的电能较多
D.铜导线电阻较小,所以它消耗的电能较少
解析:电炉丝和铜导线是串联关系,故通过电炉丝的电流与通过铜导线的电流大小相等.电炉丝的电阻很大,铜导线的电阻很小,由Q=I2Rt知,在电流相同的条件下,相同的时间内,电炉丝的发热量比铜导线上的发热量大得多.
答案:D变式迁移1.下图中有两个电热器,甲由两条不同的电阻丝a、b(电阻分别为Ra、Rb,Ra≠Rb)并联构成,乙由两条相同的电阻丝c(电阻为Rc)并联构成,已知Ra+Rb=2Rc,若用两电热器分别给相同容器内等温等质量的水加热,问升温快的是( )
A.放甲电热器的容器
B.放乙电热器的容器
C.一样快
D.无法确定对焦耳定律的理解 1.焦耳定律是一个实验定律,它是经过大量实验总结出来的,不是用电学公式推导出来的,它适用于所有电路中的发热计算.
2.对焦耳定律公式Q=I2Rt的理解.在电流和电阻一定时,热量与时间成正比;在电阻和时间一定时,热量与电流的平方成正比;在电流和时间一定时,热量与电阻成正比.
3.应用时不论什么电路其热量都可以用Q=I2Rt来计算.只有在纯电阻电路中计算热量时才能使用Q=IUt和Q = t. 一只规格为“220 V,2000 W”的电炉,求在正常工作时的电阻.若电网电压为200 V,求电炉的实际功率.在220 V电压下,如果平均每天使用电炉2 h,求此电炉一个月要消耗多少度电?(一个月按30天计)解析:设电炉电阻为R,由P= 得
R= Ω=24.2 Ω
当电压为U′=200 V时,电炉的实际功率为
P′= W=1 653 W
在220 V的电压下,一个月耗用电能(按30天计)
W=Pt=2×30×2 kW·h=120 kW·h
答案:24.2 Ω 1 653 W 120度变式迁移2.为了使电炉的热功率减小到原来的一半,应采取下列哪些措施( )
A.保持电阻不变,使电流减半
B.保持电阻不变,使电压减半
C.保持电炉两端电压不变,使其电阻减半
D.使电压和电阻各自减半解析:电炉是纯电阻电器,电阻一定时,使电流减半,由P=I2R知,电功率减为原来的 ,A错;同理,使电压减半,由P=U2/R知,电功率也为原来的 ,故B错;当电压不变,电阻减半时,由P=U2/R知,电功率变为原来的2倍,C错;当U和R各减半时,电功率变为原来的 ,D正确.
答案:D基础巩固1.计算用电荷量时,常用的单位是“度”,对此,下列说法正确的是( )
A.1度=3.6×103 kW·h
B.1度=3.6×106 J
C.“度”是电功率的单位
D.“度”是电功的单位解析:本题考查生活中常用的电功率单位:度. 1度=1 kW·h=1000×3600 J=3.6×106 J.
答案:BD能力提升8.一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W与36 V.若把此灯泡接到输出电压为18 V的电源两端,则灯泡消耗的电功率( )
A.等于36 W
B.小于36 W,大于9 W
C.等于9 W
D.小于9 W解析:白炽灯在正常工作时的电阻为R,由P= 得R=36 Ω,当接入18 V电压时,假设灯泡的电阻也为36 Ω,则它消耗的功率为P= = W=9 W,但是当灯泡两端接入18 V电压时,它的发热功率小,灯丝的温度较正常工作时温度低,其电阻率小,所以其电阻要小于36 Ω,其实际功率要大于9 W,故B项正确.
答案:B祝您学业有成课件20张PPT。第四节 电容器 电场 电流 莱顿瓶
穆欣布罗克在做电学实验时,看到好不容易使带电体所带上的电很快就在空气中消失了,便想找出一种保存电的办法.有一次,他用丝线吊起一支枪管来接收从摩擦起电机玻璃球传来的电.他在枪管的一端吊一根黄
铜线,铜线的下端放在一只盛有水的玻璃
瓶中.穆欣布罗克让助手一只手拿着玻璃
瓶,同时自己使劲转动起电机.助手不慎
将另一只手碰到枪管上,感到一次强烈的
电击,大喊起来.穆欣布罗克与助手互换
位置,自己一手拿瓶,另一手去碰枪管,
也遭到电击.克莱斯特和穆欣布罗克的实验表明,把带电体放在玻璃瓶中可以将电保存起来.后来人们把这个蓄电的瓶子叫做“莱顿瓶”.但是,当时克莱斯特并不清楚装有钉子的玻璃瓶为什么能够保存电荷;穆欣布罗克也不知道电荷是保存在瓶子上还是保存在瓶内的水中.莱顿瓶几经改进后,瓶内外表面都贴上金属箔,瓶盖上插一根金属杆,杆上端装一金属球,下端用金属链子与瓶内表面接触.莱顿瓶放电时产生的电火花可以点燃火药、氢气等.莱顿瓶的出现为进一步研究电现象提供了有力的手段.
其实,莱顿瓶就是一个同轴柱形电容器.按照克莱斯特和穆欣布罗克的实验,握瓶的手是圆柱形电容器的正极板,水和铁打(或铜线)是负极板,玻璃是电介质.瓶中盛水并不能够改变其电容的大小,只是起到让瓶盖上插的金属杆与瓶内表面金属箔连接的作用.改进后的莱顿瓶内外表面都贴上金属箔,两金属箔分别构成两个极板,电介质是玻璃.一、电容器
1.平行板电容器:在两个正对的金属平行板中间夹一层绝缘物质,就组成一个最简单的电容器.实际上,任何两个彼此绝缘又相隔很近的________,都可以看成是一个电容器.
2.充电:使电容器带电的过程称为充电,充电后两板带等量异种电荷,电容器储存了________.
3.放电:使充电后的电容器失去电荷叫________.
4.电容器带的电荷量:一个极板所带电荷量的_______.一、1.导体 2.电荷 3.放电 4.绝对值二、电容器的电容
1.定义:电容器所带_______与电容器两极板间的______的______,叫做电容器的电容.公式:C=_______.
2.物理意义:电容是表示电容器________本领的物理量,数值上等于使两极间的电势差为1 V时电容器需要带的________.单位:法,符号F,还有微法(μF)和皮法(pF).关系1 F=________μF=________pF.二、1.电荷量Q 电势差U 比值
2.容纳电荷 电荷量 106 1012电容器的工作基础 1.充电:电容器的带电荷量增多的过程称为充电,充电后两极板带等量异种电荷,充电过程中,电荷量Q增大,两极板间电压U增大,两极板间电场强度E增大,它把电能储存了起来.
从电容器的结构上看,电容器两个极板间充满电介质,彼此绝缘,电介质中没有定向移动的自由电荷,所以两极板上的电荷不会通过电介质.两极板均为导体,和带正、负电荷的电源的正负极相连,它使两极板带上等量异种电荷.
2.放电:充电后的电容器失去电荷的过程叫做放电.放电过程中,带电荷量Q减小,两极板间电压U减小,两极板间电场强度E减小,它向外释放了电能. 对于一个带电的平行板电容器,下列说法中正确的是( )
A.给它继续充电,它的电容增大,储存的电能增多
B.给它继续充电,它的电压增大,电容不变
C.让它放电,它的电压增大,电能减小
D.让它放电,它的电压减小,电能减少
解析:电容的大小与电荷量的多少无关,所以电容不变.充电时电压增大,电能增多;放电时电压减小,电能减小,故A、C错误,B、D正确.
答案:BD电容器的电容1.在一定电压下,不同的电容器的极板上储存的电荷有多有少,也就是电容器的电容有大有小。
2.影响电容的因素。一般来说,电容器极板的正对面积越大、极板间的距离越小,电容器的电容就越大,极板间电介质的性质也会影响电容器的电容。
3.单位:在国际单位制中,法拉简称法,符号是F, 实际上常用较小的单位:微法和皮法.
它们的关系是1F=106 F,1 uF=1012 pF. 如图所示,为平行板电容器,下列哪些措施不可以减小它的电容 ( )
A.增大两板间的距离而其他不变
B.减小两极间的距离(不接触)而其他不变
C.保持两板距离不变使两板错开一些
D.增大两板距离同时使两板错开一些解析:平行板电容器的电容的大小与正对面积、极板距离、介质等因素有关.正对面积越大,电容就越大;距离越大,电容就越小.因此可知A、C、D正确,B错.?
答案:B?变式迁移 电容器是将电能暂时存储的一种电学元件,关于平行板电容器的电容,下列说法正确的是 ( )
A.电容器所带的电荷量越多,电容就越大?
B.电容器两极板间的电压越高,电容就越大?
C.电容器正对面积增大,电容就越大?
D. 电容器两极板间距离增大,电容就越大解析:电容器的电容取决于电容器极板的正对面积、板间距离以及电介质.跟电容器所带电荷量和极板间的电压无关,所以选项C正确.?
答案:C基础巩固1.电容器A的电容比电容器B的电容大,这表明( )
A.A所带的电荷量比B多
B.A比B能容纳更多的电荷量
C.A的体积比B的体积大
D.两电容器的电压都改变1 V时,A的电荷量改变比B的大解析:电容是电容器的固有属性,由电容器本身的构造决定,电容描述了电容器容纳电荷的本领(电容器两极间的电压每改变1 V所改变电荷量的多少)大小,而不表示容纳电荷的多少或带电荷量的多少,正确选项为D.
答案:D能力提升8.关于电容器的电容,下列说法正确的是( )
A.电容器是一种理想的仪器,现实生活中不存在
B.电容器是储存电荷的装置
C.电容的国际单位是微法
D.电容器极板的正对面积越大,板间距离越大,电容器电容就越大解析:电容器是常见的电子元件,是储存电荷的装置,所以A错B对.国际单位是法拉,微法是常用单位,C错,电容器极板的正对面积越大,板间距离越小,电容器电容就越大,所以D错.
答案:B祝您学业有成课件22张PPT。第一节 电磁感应现象 电磁感应 盒式录音机
录音时,声音通过话筒转化为电信号,放大后再进入录音磁头,录音磁头把电信号转化为磁信号,并把磁信号记录在走动的磁带上,可见,录音是把声音转化为电信号,再转化为磁信号的过程.放音时,录有磁信号的磁带走动,不断在放音磁头上感应出微弱的电信号,经放音放大器放大后,电信号就具有了足够的功率,然后去推动喇叭发出声音.可见,放音是磁转化为电,再转化为声的过程.
如果要清除磁带上的磁信号,就需要抹音.这时,让抹音磁头与走动的磁带接触,使来自超音频振荡器的超音频电信号进入抹音磁头,打乱磁带上原有的磁信号,这就是抹音.一、划时代的发现
1831年英国物理学家________经过十年坚持不懈的努力,终于发现了________现象,验证了磁场也能产生________的设想.
二、电磁感应现象
闭合电路的一部分导体在磁场中做________运动时,导体中就产生电流.物理学中把这类现象叫做________,由________产生的电流叫做________电流.一、法拉第 电磁感应 电流
二、切割磁感线 电磁感应 电磁感应 感应三、感应电流的产生条件
1.磁通量:穿过某一面积的________叫做穿过该面积的磁通量.
2.磁通量公式:Φ=________,其适用条件:
(1)________;(2)________.
3.磁通量单位:________,简称________,1 Wb=________.
4.产生感应电流的条件:(1)________;(2)________.三、1.磁感线条数 2.BS 匀强磁场 B和S垂直
3.韦伯 韦(Wb) 1 T·1 m2
4.闭合电路 磁通量发生变化关于电磁感应现象的理解 1.电磁感应现象的实质
电磁感应现象较严格的说法是:通过闭合回路的磁通量发生变化时,在闭合回路中产生感应电动势的现象.在中学物理中,为了使学生容易接受,把回路改成电路,把感应电动势改为感应电流.事实上,在磁通量变化而电路断开时,电路中有感应电动势而无感应电流.电磁感应现象,更重要的是看感应电动势的有无.
2.产生电磁感应现象的常见类型
(1)导线ab切割磁感线时,闭合回路中产生电流,如下图甲所示.(2)磁铁插入或拉出线圈时,闭合回路中产生电流,如上图乙所示.
(3)当电键S闭合或断开时,回路B中产生电流;滑动变阻器的滑片向上或向下滑动时,回路B中产生电流,如上图丙所示. 如图所示的实验装置中,能够说明电磁感应现象的是( )解析:A中小磁针在运动过程中闭合回路的磁通量并没发生变化,没有感应电流产生,所以A不能证明磁能生电. B中导体棒在切割感线的过程中,闭合回路中将有感应电流产生,说明电能生磁. C中导体棒受安培力而发生运动,说明电流在磁场中会受力. D项中只能判断电路的通导与材料的关系.由以上分析可知B正确.
答案:B变式迁移1.某同学做观察电磁感应现象的实验,将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如下图所示的实验电路,当它接通、断开开关时,电流表的指针都没有偏转,其原因是( )
A.开关位置接错
B.电流表的正、负极接反
C.线圈B的接头3、4接反
D.蓄电池的正、负极接反解析:图中所示开关的连接不能控制含有电源的电路中电流的通断.而本实验的内容之一就是研究在开关通断瞬间,电流的变化导致磁场变化,进而产生感应电流的情况,而图中的接法达不到目的.
答案:A判断感应电流产生的方法 1.判断回路中是否有感应电流产生的依据:
(1)回路是否闭合;
(2)回路中的磁通量是否变化.这两个条件缺一不可.
2.引起穿过某回路的磁通量变化一般有以下三种情况:
(1)磁场本身发生变化,如磁场随时间或空间的变化而变化;
(2)回路自身发生变化,如回路自身的面积发生变化或回路的面积不变但其与磁场方向的夹角改变;
(3)磁场变化的同时,回路本身也发生变化. 在下列图所示的条件下,闭合矩形线圈中能产生感应电流的是( )解析:A项中因为线圈平面平行于磁感线,在以OO ′为轴的转动过程中,线圈平面始终与磁感线平行,穿过线圈的磁通量始终为零,所以无感应电流产生;B项中,线框平面与磁感线平行,穿过线圈的磁通量为零,竖直向上运动过程中,磁通量始终为零,故无感应电流产生;C项中,线框平面与磁感线平行,故无感应电流产生;D项中尽管线框在转动,但B与S都不变,B又垂直于S,所以Φ=BS始终不变,线圈中无感应电流产生;E项中,图示状态Φ=0,转动过程中穿过线圈的磁通量在不断地变化,当转过90°时,Φ=BS,因此转动过程中线圈中产生感应电流;F项中,螺线管通入交流电,电流的大小和方向都在改变,因此产生的磁场强弱和方向也在变,穿过线圈的磁通量发生变化,所以产生感应电流.
答案:EF变式迁移2.如图所示,三角形线圈abc处于范围足够大的匀强磁场中并做下列运动,能产生感应电流的是( )
?A. 向上平移? B. 向右平移?
?C. 向左平移? D. 以ab为轴转动解析:闭合的线圈中能产生感应电流的条件是线圈中有磁通量的变化,而线圈以ab为轴旋转时,线圈中的磁通量将发生变化.
答案:D基础巩固1.发现电磁感应现象的科学家是 ( )
A.奥斯特
B.安培
C.科拉顿
D.法拉第D能力提升9.某学校研究性学习小组的同学将微风电风扇与小灯泡按如下图所示的电路连接并进行实验,用手快速拨动风扇叶片,这时发现小灯泡发光,微风电风扇居然变成了“发电机”.关于该实验,下列说正确的是 ( )A. 电风扇发电原理是电磁感应?
B.电风扇发电的原理是通电导线在磁场中受到力的作用?
C.电风扇发电过程是把电能转化为机械能?
D.小灯泡发光是把光能转化为电能解析:因为电风扇中有磁场,用手快速拨动风扇叶片,造成线圈切割磁感线运动产生了电流,所以电风扇发电的原理是电磁感应.
答案:A祝您学业有成课件20张PPT。第七节 课题研究:电在我家中 电磁感应 使用交流电器时,触到外壳为什么会有轻微的麻刺感
在使用交流电器时,即使电器不漏电,碰触到外壳有时也会感到轻微的麻刺感.如果用验电笔去试一下,还会看见氖管发光.如何解释这种现象呢?
出现上述现象的根本原因在于,交流电能通过电容器.在有变压器或电动机的电器里,线圈总是绕在铁芯上,线圈与铁芯彼此绝缘但相距很近.线圈与外壳间有一定的电容.当电器的线圈中通过交流电时,在交变电场的作用下,电容器不断地充电放电,电器外壳上就会不断地感应出电荷来,于是,外壳对地就有一定的电压.当人体直接接触到外壳,电器外壳与地之间就形成电流通路,于是就有电流流过人的身体,就有可能感到轻微的麻刺感;用验电笔去试一下,会看到氖管发光.当电器内阻抗一定时,由外壳上感应出的电荷所产生的对地电压,跟外壳和地之间的通路电阻有关.这个电阻大,其上的电压就大;电阻小,其上的电压就小.如果电器外壳与地间的通路电阻不变,改变电器内部的结构或变化一下电源的接线,外壳对地的电压也会变化.
使用电热毯时,人躺在上面,人就相当于这个电器的外壳,电热丝与人体之间也有一定的电容.当另一个人用验电笔去接触躺着的人,氖管也会发光.如果人仰面躺在电热毯上,人对地的电压约有100 V,但腹部与背部之间的电压不超过10 V,所以没有危险.
对于功率较大,内部阻抗较小的电器,人接触它的外壳时,那种不舒服的麻刺感可能明显点.为此,最好使电器外壳直接接地,这样可以消除外壳对地的电压,并且即使发生电器漏电事故,也能确保人身的安全.一、照明电路
1.照明电路的线路由______线、______线、________线组成.
2.家用电器一般是________在电路中,照明电路都有保护开关.
3.空调等大功率电器需要用专线供电,家庭耗电荷量用________计量.
二、安全用电
电能表、电线与家用电器要匹配;使用固定插座,插头与插座匹配,尽量使用________脚插头的电器.一、1.火 零 接地 2.并联 3.电能表(电度表)
二、三家用电器及家庭用电的基本常识 1.家用电器及分类
(1)电池供电与电网供电
手机、相机、手电筒、电动自行车是电池供电,大多数其他家用电器是电网供电且多数用电器的额定电压为220 V.
(2)家用电器可分为靠电热工作、靠电动机工作、靠显像管工作、靠电磁信号工作等不同种类.
靠电流的热效应工作的有:电熨斗、电饭锅、电磁炉、电热水器、电灯、电热毯等.
靠电机驱动工作的有:电动自行车、电风扇、洗衣机、收录机等.靠显像管工作的有:电视机、录像机等.
靠电磁信号工作的有:电视机、收音机、网上电脑、微波炉、手机等.
2.家用电器的基本元件
电阻、电感、电容是家用电器中常见的元件.
(1)电阻可以允许交、直流电通过,电流通过电阻时会发热.电流越大,电阻值越大,时间越长,发热越多.
(2)电感对交变电流的阻碍作用,用感抗表示,线圈的自感系数越大,交变电流的频率越高,电感对交变电流阻碍作用越大,感抗越大.
(3)电容对交变电流的阻碍称容抗.电容器的电容越大,交流频率越高,电容器对交流的阻碍作用越小,容抗越小.直流电不能通过电容器,即电容器“通交流,隔直流”.3.家庭电路
在下图所示家庭电路中,漏电保护开关可以保障用电者的人身安全,大功率家电需要用专线供电,家庭耗电荷量由电能表测量.4.不同电流通过人体时人的感觉5.家庭安全用电必须注意的几点
(1)高度重视,谨防触电
接触、搬运电器时头脑中要时刻想到避免触电,不能大意.要定期检查用电器的插头.大功率用电器的插头(如电饭锅插头)极易因过热而损坏,更要注意.
(2)避免短路
短路时电路中的电流非常大,轻则电源、电线烧毁,重则发生火灾酿成大祸.从插座拔出插头时要手握插头,切勿用力拉扯电线,以免电线绝缘皮破损或插座接头脱落,形成短路.
(3)电器金属外壳应该接地线
容易潮湿的电器如洗衣机、洗碗机等更要接地. (4)不要在同一插座上同时使用几个大功率的用电器
在同一插座上用电器的总功率过高时,流过插座的电流太大,容易引起火灾.
(5)不要让纸张等易燃物过分靠近电灯、电饭锅、电炉等电热器.
6.节电的方法
(1)养成良好的用电习惯,记住随手关闭不使用的用电器.
(2)购买和使用用电器时,要根据实际需要,不要大马拉小车造成浪费.
(3)用电器要确保使用状态良好,有故障和老化的电器也会造成用电浪费. 关于火线、零线、地线,下列说法正确的是 ( )
A.人体直接接触火线,比直接接触零线危险大得多?
B.保险丝应该接在地线上?
C.电源三脚插头起到漏电保护的那一个接线应该接在地线上
D.人体与零线直接接触是没有危险的
解析:火线相对于零线有220 V的电压,故选项A正确.保险丝应接在火线上,选项B错误,C正确.人体与零线接触也是危险的,因为零线有时也会有电流通过.故D错.?
答案:AC?变式迁移某人安装完照明电路后,接通电源之前,把一个额定电压为220 V的灯泡作为检验灯泡,连接在原来保险丝的位置,同时将电路中所有开关都断开.用这种方法可以检查电路中是否有短路等故障,正确的电路连接方式如下图所示.在接通电源后,下列说法正确的是( )A.若检验灯泡正常发光,表明检验灯泡后段的火线和零线之间出现了短路现象
B.若检验灯泡不亮,但将某一个用电器的开关闭合后检验灯泡正常发光,表明这个开关的两端直接连到了火线和零线上
C.若检验灯泡不亮,但将某一个电灯的开关闭合后,这个电灯和检验灯泡都发光,只是亮度不够.这表明电路中出现了短路现象
D.若无论将电路中用电器的开关断开还是闭合,检验灯泡均不亮,这表明电路中可能出现了断路现象解析:由题意可知:检验灯泡连接在原来保险丝的位置时,电路中所有开关都断开,检验灯泡正常发光,这说明其后段的火线和零线必连通形成回路,即出现了短路,否则,检验灯泡不会亮;而检验灯泡不亮,这说明检验灯泡后段的火线和零线之间未出现短路.此时,若将某一个用电器的开关闭合后,检验灯泡正常发光,这说明这个开关的两端直接连到了火线和零线上,形成回路,否则,检验灯泡不会正常发光.而将某一个电灯的开关闭合后,这个电灯和检验灯泡都发光,只是亮度不够,这说明这个电灯和检验灯泡组成串联电路,串联分压使其功率均小于额定功率,因此,电路必完好,否则,若出现了短路,则两灯均不亮.而无论将电路中用电器的开关断开还是闭合,检验灯泡均不亮,这说明电路中可能出现了断路,否则,检验灯泡会亮.综上所述,选项A、B、D正确.
答案:ABD基础巩固1.关于家庭电路,下列说法中正确的是( )
A.我国家庭电路采用的是电压为220 V的交流电
B.洗衣机、电冰箱等家用电器使用三孔插座,是为了节约用电
C.在家庭电路中,所有电器一般是串联连接
D.保险丝是为了防止电路发生断路解析:三孔插座是为了用电安全,家庭电路一般用并联方式,保险丝是为防止短路,造成电流过大,故A项正确,B、C、D错误.
答案:A祝您学业有成课件28张PPT。第三节 交变电流 电磁感应 交流电的胜利
为了打破爱迪生的技术垄断,特斯拉特地制作了一个“特斯拉线圈”,它是由一个感应圈、两个大电容器和一个初级线圈仅几圈的互感器组成.这种装置可以产生频率很高的高压电流,不过这种高压电的电流极小,对人体不会产生显著的生理效应.特斯拉在一次记者招待会上,用这种装置使电流通过自己的身体,点亮了电灯,甚至还熔化了电线,使在场的记者一个个惊讶得目瞪口呆,取得了极大的宣传效果.
特斯拉的胜利,加速了交流电的推广使用.现在我们知道,低频交流电和直流电一样危险,至于低频高压交流电就更加危险,因此千万不要随便重复特斯拉的实验.一、交流发电机
1.交流发电机由________和________组成.工作原理是________.交流发电机产生的电流大小、方向都随时间做________变化.
2.交变电流:大小、方向都做________变化.一、1.定子 转子 电磁感应定律 周期性
2.周期性二、交流的变化规律
1.正弦式电流:电网中的交变电流,它的电流、电压随时间按________的规律变化.
2.瞬时值:反映的是某时刻交变电流的_____和_____.
电压:u=________
电流:i=________
3.峰值:说明交变电流在变化过程中所能达到的________,反映了交变电流大小的________.Um、Im分别为交变电流________、________的峰值.二、1.正弦函数 2.大小 方向 Umsin ωt Imsin ωt 3.最大值 变化范围 电压 电流4.周期和频率:①周期:交变电流
所用的时间,符号为___.我国电网交变电流的周期是 .?
②频率:交变电流在1 s?内发生 的次数,符号为f,单位为Hz.我国电网交变电流的频率是 .?
③周期和频率的关系:T= .?
5.有效值.?
交变电流的有效值是根据 来规定的,对于正弦交流电,它的有效值是其峰值的 倍.通常,交流电表都是按有效值来刻度的.一般不作特别说明时,交流的大小均是指 .例如市电220伏特,就是指其有效值为220伏特.4.完成一次周期性变化 T 0.02 周期性变化 50Hz
5.电流的热效应 0.707 有效值三、交流能够通过电容器
电容器接到交流电源上时,自由电荷不会通过两极板间的绝缘电介质,只不过在________的作用下,电容器交替进行________和________,电路中就有了电流,表现为交变电流通过了电容器.
电容器能够“隔________、通________”.三、交变电压 充电 放电 直流 交流关于交变电流的理解 1.交变电流的产生
交变电流的产生是电磁感应现象的应用,因此遵守法拉第电磁感应定律.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴转动时,穿过线圈的磁通量发生变化,因而产生感应电动势和感应电流.由于磁通量的变化不是均匀的,故磁通量的变化率 是随时间变化的,感应电动势的大小及感应电流的大小也随时间发生变化,线圈平面过中性面时,电流方向发生变化,产生的感应电流随时间做周期性变化.
2.交变电流的变化规律
(1)中性面:跟磁感线垂直的平面.(2)在如图甲所示的匀强磁场中匀速转动的线圈中产生正弦交流电.线圈平面每经过中性面一次,感应电动势和感应电流方向就改变一次.线圈转动一周,感应电动势和感应电流方向改变两次.
甲 乙
(3)规律:u=Umsin ωt,i=Imsin ωt.
(4)图象:如图乙所示. 一个矩形线圈在匀强磁场中转动,产生的感应电动势e=220 sin100πt V,则( )
A.交变电流的频率是100π Hz
B.t=0时,线圈位于中性面
C.交变电流的周期是0.02 s
D.t=0.05 s时,e有最大值变式迁移1.一正弦交流电的电动势e=220sin 100πt V?,若将它加在阻值为100Ω的电阻两端(电源内阻不计),则下列说法中正确的是 ( )
? A?.电流的瞬时值为i=2.2sin100πt A??
? B?.电流的最大值为2.2 A??
? C?.流过电阻的电流是恒定的?
? D?.流过电阻的电流是变化的,但不是按正弦规律变化的解析:正弦交流电通过电阻时产生的电流也按正弦规律变化,C、D错;电流的大小可由欧姆定律得i=2.2in100πt A,可见,A、B是正确的.
答案:AB 交变电流的有效值 交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的,让交流和直流通过相同的电阻,如果它们在相同时间内产生的热量相等,就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值.正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系是:
各种使用交流电的电器设备上所标的、交流电表所测得的以及我们在叙述中没有特别加以说明的交变电流的值,都是指有效值. 下图是一正弦交变电流的电流图象,此正弦交变电流的频率和电流的有效值分别为( )
A.5 Hz 4 A B.50 Hz 10 A
C.50 Hz 10 A D.5 Hz 10 A 变式迁移2.关于交流电的有效值和最大值,下列说法中正确的是( )
? A.任何形式的交流电压的有效值都是 的关系?
? B.只有正弦式交流电才有
? C.照明电压220 V和动力电压380 V指的都是有效值?
? D.交流电压表和电流表测量的是交流电的最大值解析:只有正弦交变电流才能 ;故选项A错B对;220 V、380 V及电表测得的数值都是有效值,故选项C对D错.?
答案:BC关于交流电通过电容器的理解 把交流电源接到电容器两个极板上后,当电源电压升高时,电源给电容器充电,电荷向电容器极板上聚集,在电路中,形成充电电流;当电源电压降低时,电容器放电,原来极板上聚集的电荷又放出,在电路中形成放电电流.电容器交替进行充电和放电,电路中就有了电流,好像是交流“通过”了电容器,但实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质. 如下图所示的电路中,以下结论正确的是( )
A.a、b若接直流电,灯泡不亮
B.a、b若接直流电,灯泡也可发光
C.a、b若接交流电,灯泡发光,灯泡和电容都有电荷通过
D.a、b若接交流电,灯泡发光,电容中无电荷通过解析:若接直流电,电容器充电完成后,不再有电流通过灯泡,所以灯泡不亮;若接交变电流,电容不断地进行充放电,所以一直有电流通过灯泡,灯泡发光,但电荷不能通过电容器的绝缘层.故选D.
答案:D基础巩固1.如下列四图所示,属于交变电流的是( )解析:图象中正负表示电流方向,A图中电流数值总为正值,表示电流方向不变,是直流电;B图中形状类似正弦图象,但由于电流值总为正,也是直流电;C图中电流强度不随时间变化,但方向随时间作周期性改变,是交变电流;D图中电流大小和方向都随时间作周期性变化,是正弦式交变电流.
答案:CD能力提升9.如图是某交流发电机产生的交变电流的图象,根据图象可以判定( )A. 此交变电流的周期为0.1 s??
B.此交变电流的频率为5 Hz??
C.将标有“12 V 3 W”的灯泡接在此交变电流上,灯泡可以正常发光?
D.与图象上a点对应的时刻发电机中的线圈刚好转至中性面答案:B祝您学业有成课件21张PPT。第二节 法拉第电磁感应定律 电磁感应 麦克斯韦与法拉第
有许多人曾在电磁学方面作出过贡献,但技超群雄的还当数英国的两位科学家法拉第和麦克斯韦.
法拉第生于1791年,自幼家境贫寒,靠自学成材.尽管他缺乏很好的数学基础,但却靠自己的勤奋努力成了一位令人望尘莫及的实验物理学家.通过实验,他发现了电与磁之间的密切联系,得出了著名的电磁感应定律.
麦克斯韦生于1831年,从小受到良好的教育.他在法拉第等人研究成果的基础上,创建了统一、完整的电磁学理论,以四个短方程精确地阐明了电和磁之间的关系,大部分电学定律都可以从麦克斯韦方程组派生出来.德国物理学家赫兹通过实验发现了电磁波,证实了麦克斯韦理论的正确性.
麦克斯韦和法拉第这两位科学家年龄悬殊,出身迥异,但他们的科学成就相互成全弥补,共同开创了电磁学的新时代.一、感应电动势
________现象中产生的电动势叫做感应电动势.在闭合电路里,产生感应电动势的那部分导体相当于________.
二、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________成________.
2.公式:________.一、电磁感应 电源
二、1.磁通量的变化率 正比 2.E= 磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ与磁通量的
变化率 的比较 磁通量Φ的几何意义是穿过某一面积的磁感线的条数;磁通量的变化量ΔΦ=Φ2-Φ1表示磁通量变化的多少,并
不涉及这种变化所经历的时间;磁通量的变化率 表示磁
通量变化的快慢.当磁通量Φ很大时,磁通量的变化量ΔΦ可能很小.同理,当磁通量的变化量ΔΦ很大时,若经历的时间很长,则磁通量的变化率也可能很小.磁通量Φ和磁通量的变化量ΔΦ的单位是Wb,磁通量变化率的单位是Wb/s.回路中有“Φ”不一定生电,回路中有“ΔΦ”,则一定会产生感应电动势,但要知道所产生的感应电动势的大小,还得看
“ ”,即磁通量的变化率. 下列说法正确的是 ( )
? A.磁通量越大,磁通量的变化量也越大?
? B.磁通量变化越大,磁通量的变化率也越大?
? C.磁通量变化率越大,磁通量变化得越快?
? D.磁通量等于零时,磁通量的变化率也为零解析: 、 、 的大小没有直接关系.穿过一个平面的磁场通量大,磁通量的变化量不一定大,磁通量的变化率也不一定大,A、B错.磁通量的变化率 表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢,磁通量变化率越大,磁通量变化得说越快,C正确.磁通量等于零时,磁通量可能正在变,此时磁通量的变化率不为零,D错误.
答案:CΔΦΦ变式迁移1.以下说法正确的是( )
A.磁场越强,磁通量的变化率越大
B.回路的磁通量越大,磁通量的变化率越大
C.回路匝数越多,磁通量的变化率越大
D.回路磁通量变化越快,磁通量的变化率越大解析:磁通量变化率,就是磁通量变化的快慢,与磁场强度大小本身、磁通量大小本身及线圈匝数无直接关系.
答案:D感应电动势的大小——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,即E= .
1.若穿过线圈的磁通量发生变化,且线圈的匝数为n,则电动势表示式为E=n .
计算电动势E时,有以下几种情况:
E=n ·S——面积不变,磁感应强度变化;
E=n ·B——面积改变,磁感应强度不变. 穿过一个电阻为1 Ω?的单匝闭合线圈的磁通量始终保持每秒均匀的减少3 Wb,则 ( )
?A.?线圈中的感应电动势一定是每秒减少3 V??
? B.?线圈中的感应电动势一定是3 V??
? C.?线圈中的感应电流一定是每秒减少3 A??
? D.?线圈中的感应电流不一定是3 A?解析:依据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势与匝数和磁通量的变化率成正比,而本题的磁通量的变化率是不变的,所以线圈中的感应电动势的大小是不变的,所以A错;因电路中的电阻阻值不变,而感应电动势的大小也不变,即感应电流的大小也不变,C错;根据E= =3 V,B正确;则感应电流,I=E/R=3 A,D也错.?
答案:B?变式迁移 2.A、B两个单匝闭合线圈,穿过A线圈的磁通量由零增加到3×103 Wb?,穿过B线圈的磁通量由5×103 Wb?增加到6×103 Wb?.则两个电路中产生的感应电动势EA和EB的关系是 ( )
? A.EA>EB B.EA=EB?
? C.EA<EB D.无法确定
解析:根据法拉第电磁感应定律知,感应电动势E=n ,尽管A、B两线圈的匝数相同,磁通量变化ΔΦA>ΔΦB,但是由于变化所用时间未知,故无法比较它们的感应电动势的大小关系.
答案:D
基础巩固1.关于感应电动势的大小,下列说法正确的是( )
A.穿过闭合回路的磁通量最大时,其感应电动势一定最大
B.穿过闭合回路的磁通量为零时,其感应电动势一定为零
C.穿过闭合回路的磁通量由不为零变为零时,其感应电动势一定为零
D.穿过闭合回路的磁通量由不为零变为零时,其感应电动势一定不为零解析:磁通量大小与感应电动势大小不存在内在的联系,故A、B错误;当磁通量由不为零变为零时,闭合回路的磁通量一定改变,一定有感应电流产生,有感应电流就一定有感应电动势,故C错D对.
答案:D能力提升9.磁悬浮列车是一种没有车轮的陆上无接触式有轨交通工具,时速可达500 km/h?,它是利用常导或超导电磁铁与感应磁场之间产生的相互作用力,使列车悬浮,做无摩擦的运行,具有启动快,爬坡能力强等特点,有一种方案是在每节车厢底部安装强磁铁(磁场方向向下),并在两条铁轨之间平放一系列线圈,下列说法中不正确的是( )解析:由磁悬浮列车的原理可以看出,列车运动引起线圈磁通量发生变化,会引起线圈中产生感应电流,列车速度越快,感应电流越大,A、B、C对,D错.
答案:DA.列车运动时,通过线圈的磁通量发生变化
B.列车速度越快,通过线圈的磁通量变化越快
C.列车运动时,线圈中会产生感应电流
D.线圈中感应电流的大小与列车速度无关祝您学业有成课件14张PPT。第五节 高压输电 电磁感应 高压线上的鸟儿为何不怕“电”
原来,鸟儿的两只爪子是立在同一根导线上,输送220 kV高压的LGJ型钢芯铝绞线,其横截面积是95 mm2,容许通过电流为325 A.如果小鸟两爪间距离是5 cm,这段5 cm长的导线电阻只有1.63×10-6 Ω,其两端电压不会超过5.3×10-3 V.如果鸟儿身体的电阻是10000 Ω,
那么通过鸟儿身体的电流仅0.53 mA.
电流很弱,因而鸟儿不会触电.(如
右图所示)
但是,如果鸟儿站在导线上,企图用嘴去啄输电铁塔,那就要大祸临头了,因为导线与铁塔之间的电压很高,因此不等鸟儿接触铁塔,高压电弧就会把它烧焦,同时还会因短路造成停电事故.一、减少电能损失的途径
要减少电能输送时的损失,有两个途径:________________________、________________.
二、电网供电
1.用电网送电,可以在一次能源产地使用________的发电机组,减少________的重复建设,降低________的成本,获得最大的经济利益.
2.电网可以保证________和________系统的安全与可靠,调整不同地区________供需的平衡,保障________.一、减少输电线的电阻 减少输送的电流
二、1.大容量 发电设施 运输一次能源
2.发电 供电 电力 供电的质量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. 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= ,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解析:在输电电功率一定的前提下,由P=UI可知,当U增大时,I减小,减少导线上的功率损失,提高输电效率.另外应该尽量减小输电线的电阻.故应选B.
答案:B基础巩固1.在远距离高压输电的过程中,为了减少路途的电能损失,则应 ( )
A.先升压、后降压 B.先降压、后升压
C.先升压、后升压 D.先降压、后降压解析:远距离高压输电先是利用升压变压器将电压升高,再利用降压器在用户端将电压降低.因此A选项正确.
答案:A祝您学业有成课件22张PPT。第六节 自感现象 涡流 电磁感应 亨利
亨利1797年12月17日生于美国纽约州奥尔贝尼市.1822年毕业于奥尔贝尼学院,1826年被聘为奥尔贝尼学院物理学教授,1867年任美国科学院第一任院长.
1829年,亨利改进电磁铁,他用绝缘导线密绕在铁芯上,制成了能提起近一吨重物的强电磁铁.同年,亨利在用实验证明不同长度的导线对电磁铁的提举力的影响时,发现了电流的自感现象:断开通有电流的长导线可以产生明亮的火花.1832年,他在发表的论文中宣布发现了自感现象.1835年1月,亨利向美国哲学会介绍了他的研究结果,他用14个实验定性地确定了各种形状导体的电感的相对大小.他还发现了变压器工作的基本定律. 1830年8月,亨利在实验中已经观察到了电磁感应现象,这比法拉第发现电磁感应现象早一年.但是当时亨利正在集中精力制作更大的电磁铁,没有及时发表这一实验成果,失去了发明权.亨利的电磁铁为电报机的发明作出了贡献,实用电报的发明者莫尔斯和惠斯通都采用了亨利发明的继电器.
亨利一生有许多创造发明,但他从不拿去申请专利,总是无偿地向社会公布.1878年5月13日亨利在华盛顿去世. 一、自感现象
由于流过________的电流发生变化而引起的电磁感应现象叫做自感现象,产生的电动势叫做________.
二、电感器
电路中的______叫做电感器,其性能用______来描述,简称________.线圈越________、匝数越________,它的自感系数越大.给线圈中加入铁芯,自感系数变________.一、导体(线圈)本身 自感电动势
二、线圈 自感系数 自感 大 多 大三、涡流
只要空间有________,其中的导体就会产生________,这种________称之为涡流.
涡流实际上是一种特殊的________现象,只要把金属块放在________的磁场中,或者是让金属块在________,金属块中均可产生涡流.
这种电流在金属块内会自成闭合回路,像________一样,整块金属的电阻很________,故涡流往往很________.三、变化的磁通量 感应电流 感应电流 电磁感应 变化 非均匀磁场中运动 水的漩涡 小 强通电自感与断电自感的比较 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变式迁移1.如右图所示电路中,S是闭合的,此时流过线圈L的电流为i1,流过灯泡EL的电流为i2,且i1>i2,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下列图中的( )解析:线圈L相当于一个电容器,电容器的两个极板分别与电流的两极相连,两个极板带等量异种电荷,当断开开关时,电容器相当于一个电源,但电流方向与充电时相反.电流突然增大,再逐渐减小,故选D.
答案:D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.涡流的减少: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. 下列应用中哪些与涡流有关( )
A.高频感应冶炼炉
B.汽车的电磁式速度表
C.家用电度表
D.闭合线圈在磁场中转动切割磁感线产生的电流
解析:真空冶炼炉,炉外线圈通入交变电流,炉内的金属中产生涡流;汽车速度表是电磁式电流表,指针摆动时,铝框骨架中产生涡流;家用电表(转盘式)的转盘中有涡流产生;闭合线圈在磁场中转动产生感应电流,不同于涡流,D错误.
答案:ABC变式迁移 2.下列哪些做法是减少涡流的产生 ( )
A.在电动机、变压器中的线圈中加入铁芯?
? B.电动机、变压器内部铁芯都是由相互绝缘的硅钢片组成?
? C.在电磁冶金中,把交变电流改成直流电?
? D.一些大型用电器采用特制的安全开关解析:在电动机、变压器中,为了增强磁场,可以把绕组都绕在铁芯上以增强磁场,但铁芯中会产生很强的涡流,为了减少涡流,铁芯都用电阻率很大的硅钢片叠成,将硅钢片表面进行处理,生成不导电的氧化层,相互绝缘,可进一步减少涡流,所以A不正确,B正确;电磁冶金是利用产生的涡流,而只有当空间中磁通量变化的时候,才会有涡流产生,直流电电流稳定,产生的磁场也是稳定的,是不会引起涡流的,C错误;D与涡流无关,是为了防止自感.
答案:B基础巩固1.下列说法中正确的是( )
A.电路中电流越大,自感电动势越大
B.电路中电流变化越大,自感电动势越大
C.线圈中电流均匀增大,线圈的自感系数也均匀增大
D.线圈中的电流为零时,自感电动势不一定为零解析:在自感一定的情况下电流变化越快电动势越大,与电流的大小、电流变化的大小没有必然的关系,A、B项错;线圈的自感系数是由线圈本身的性质决定的,与线圈的长度、单位长度的匝数、线圈的横截面积、有无铁芯等有关,而与线圈的电流的变化率无关,C项错.
答案:D能力提升8.变压器铁芯中的叠片间要互相绝缘是为了( )
A.增大电压 B.增大涡流损耗
C.减小涡流损耗 D.增大自感解析:变压器铁芯中的叠片间相互绝缘,是为了减小涡流的大小,从而减小涡流损耗.故选C项.
答案:C祝您学业有成课件17张PPT。第四节 变压器 电磁感应 我国首台高温超导变压器
2003年底,中国科学院电工研究所成功研制出我国首台三相高温超导变压器样机,并顺利通过检测.该成果的二次输出电流位居世界第一,标志着我国跻身于高温超导变压器研发的国际先进行列.
在传统的变压器中,绕组中的铜损占变压器满负荷运行时总损耗的绝大部分,而采用高温超导绕组即可大大降低这部分损耗,大大提高变压器运行的经济性.同时,由于在相同容量下超导变压器的体积比常规变压器小40%~60%,因此,超导变压器可直接安装在现有变电站内,从而节省重建经费.正因为超导变压器具有效率高、体积小、无环境污染隐患等优点,它被公认为最有可能取代常规变压器的高新技术.变压器的构造:变压器由一个闭合的________、________和________组成,两个线圈都是由绝缘导线绕制而成的,铁芯由涂有绝缘漆的________叠合而成,是用来改变________的装置.铁芯 原线圈 副线圈 硅钢片 交流电压变压器的工作原理 变压器工作的物理过程示意图如下图所示,原线圈上加交流电压产生交变电流,铁芯中产生交变磁场,即产生交变磁通量,在副线圈上产生交变电动势;当副线圈加接负载时,副线圈相当于交流电源向负载供电,由于铁芯闭合,在不考虑铁芯漏磁的情况下,穿过原、副线圈的每匝线圈的磁通量及其变化率均相同,因此在原线圈上所加的交流电压值与原线圈匝数不变的情况下,副线圈上产生的交变电压与副线圈的匝数成正比,这样可以通过绕制不同匝数的副线圈,来得到各种数值的交流电动势,从而改变交流电的电压,要强调的是,从能量转换角度看,变压器是把电能转化为磁能,再将磁能转化成电能的装置,一般地说,经过转换后电压、电流均发生了变化. 关于变压器的构造和工作原理,以下说法错误的是( )
A.原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上,是为了减少磁场能的损失,有效地传送电能
B.铁芯不用整块金属做成,是为了防止将原、副线圈短路,造成危险
C.变压器不改变交流电的频率,只改变电压
D.当原线圈接入大小不断变化的直流电时,副线圈也有电压输出
解析:闭合铁芯的导磁能力比真空或空气强得多,当原、副线圈绕在同一闭合铁芯上时,原线圈产生的磁场几乎全部沿铁芯通过副线圈,漏到空气中的磁场很少,因此可以有效地传递原线圈中的电能到达副线圈,A选项正确. 若用整块金属做铁芯,当通过它的磁通量发生变化时,就会在铁芯中产生感应电流,导致铁芯发热,烧坏变压器,同时大大降低了电能的传输效率,故B选项错误.
对于正弦交流电,铁芯中磁通量的变化率等于原线圈中电流的变化率,在副线圈中,感应电动势正比于磁通量的变化率,因此感应电动势的变化随着磁通量变化率的变化而变化,所以副线圈输出交流电的频率等于输入交流电的频率,所以C选项正确.
由电磁感应定律知道:只要输入原线圈的电流发生变化,穿过副线圈的磁通量就发生变化,在副线圈中就有感应电动势产生,故D选项正确.
答案:B变式迁移如下图所示,一个理想变压器原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2,正常工作时输入和输出的电压、功率分别为U1和U2、P1和P2,已知n1>n2,则( )
A.U1>U2,P1
C.U1>U2,P1>P2 D.P1=P2,U1>U2解析:最简单的变压器是由一个横截面积为矩形的闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的,如题图所示.铁芯是用表面涂有绝缘漆的优质薄硅钢片叠合而成,原线圈和副线圈都用优质的绝缘导线绕制而成,关于理想变压器的基本规律有两个:一是关于原、副线圈的两端的电压比公式为 (①).在中学物理阶段,这条规律是作为实验规律给出的;二是关于理想变压器的定义:理想变压器在工作时是没有损耗的,即输入的功率P1等于输出的功率P2,即P1=P2(②).由公式①不难判断,当n1>n2时,U1>U2,故正确答案为D.
答案:D基础巩固1.如图所示,可以将电压升高供给电灯的变压器是( )解析:A、D接的是直流电源,不能改变电压,A、D错;B的副线圈匝数小于原线圈的匝数,是降压器,B错;显然答案为C.
答案:C能力提升8.如图所示变压器的线圈匝数比为2∶1,初级线圈接上电压为3 V的干电池.则以下判断中正确的是( )
A.次级电压是1.5 V?
B.次级电压为0 V?
C.通过副线圈的磁通量是个变量
D.通过副线圈的磁通量为零×解析:接干电池使得初级线圈上的电流为恒定电流,故激发出的恒定的磁场,对于副线圈,磁感应强度 B不变,面积S不变,故副线圈的磁通量Φ=BS是个固定值,所以?C、D?错,而产生感应电动势的条件是:穿过电路的磁通量要变化,所以?A错,B对.
答案:B祝您学业有成课件18张PPT。第一节 指南针与远洋航海 磁 场 百慕大三角的磁场说
在百慕大三角出现的各种奇异事件中,罗盘失灵是最常发生的.这使人把它和地磁异常联系在一起.地球的磁场有两个磁极,即地磁南极和地磁北极.但它们的位置并不是固定不变的,而是在不断变化中.地磁异常容易造成罗盘失灵而使机船迷航,还有一种看法认为,百慕大三角海域的海底有巨大的磁场,它能造成罗盘和仪表失灵.1943年, 一位名叫袭萨的博士曾在美国海军配合下,做过一次有趣的试验.他们在百慕大三角区架起两台磁力发生机,输以十几倍的磁力,看会出现什么情况.试验一开始,怪事就出现了.船体周围立刻涌起绿色的烟雾,船和人都消失了.试验结束后,船上的人都受到了某种刺激,有些人经治疗恢复正常,有的人却因此而精神失常.一、磁场
1.磁极之间的力是通过________来传递的.磁体在空间产生________.
2.磁场方向:在磁场中的任一点,________的方向,也就是________的方向,就是该点的磁场方向.
3.磁感线:磁感线可以用来形象地描述各点的______方向,磁感线每一点的________方向都与该点的________方向一致.一、1.磁场 磁场 2.小磁针北极受力 小磁针静止时北极所指 3.磁场 切线 磁场二、磁性的地球
1.地球是一个大________,其周围存在________.
2.地磁场的北极在地理________附近,地磁场的南极在地理________附近.
3.地球的地理两极与地磁两极并不重合,其间的交角称为________.二、1.磁体 磁场 2.南极 北极 3.地磁偏角磁感线 1.磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线.其疏密反映磁场的强弱,线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同.
2.磁感线的特点
(1)在磁体外部,磁感线从北极发出,进入南极;在磁体内部由南极回到北极.
(2)磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线越密的地方磁场越强;磁场方向在过该点的磁感线的切线上. 下列关于磁感线的叙述中,正确的是( )
A.磁感线从磁体的N极出发,S极终止
B.铁屑在磁场中规则排列而组成的曲线就是磁感线
C.磁感线是磁场中实际存在的一些曲线
D.在同一磁场中,任何两条磁感线都不相交
解析:磁感线是人为引入的曲线,实际并不存在.磁感线在磁体外部是N极指向S极,内部是S极指向N极,形成不相交的闭合曲线.
答案:D变式迁移1.磁场中任一点的磁场方向,规定为小磁针在此点( )
A.受磁场力的方向
B.北极受磁场力的方向
C.南极受磁场力的方向
D.转动的方向解析:在磁场中小磁针的南、北极所受的磁场力方向相反,规定小磁针北极所受磁场力的方向是该点的磁场的方向.
答案:B地磁场 地球本身是个巨大的磁体,它的南极和北极位于地球的两端.但小磁针(指南针)并不指向地球的正南和正北,而是略微偏离一点.也就是说地球的地理南北极与地磁南北极并不重合,小磁针指向与地球的正南(正北)方向的偏差,称为磁偏角.一般地说,小磁针(指南针)的指向与地理子午线也不平行,即和地面不平行,小磁针
的指向与水平面相交的角度叫做磁
倾角.
地磁场的N极在地球南极附近,
S极在地球北极附近,磁感线分布如
右图所示. 地球是一个大磁体,它的磁场分布情况与一个条形磁铁的磁场分布情况相似,下列说法中正确的是( )
A.地磁场的方向是沿地球上经线方向的
B.地磁场的方向是与地面平行的
C.地磁场的方向是从北向南的
D.在地磁南极上空,地磁场的方向是竖直向下的
解析:地理南、北极与地磁南、北极不重合,所以地磁场方向与经线有夹角,即磁偏角,地磁场方向不与地面平行,在地磁南北极附近,磁场方向是与地面垂直的,所以只有D项正确.
答案:D变式迁移2.下列关于地磁场的说法中,正确的是( )
A.地球的地磁两极与地理两极重合
B.地球的地磁北极与地理北极重合
C.地球的地磁北极与地理南极重合
D.地球的地磁北极在地理南极附近解析:在地球上空,小磁针的N极是指向地球的北极,所以地磁场是从地球南极指向北极,故地球的地磁北极在地理南极,地磁南极在地理北极,并且有磁偏角的存在,所以选D.
答案:D基础巩固1.关于磁场和磁感线,下列说法正确的是( )
A.磁铁是磁场的惟一来源
B.磁感线从磁体的北极出发而到南极终止
C.自由转动的小磁针放在通电螺线管内部,其N极指向通电螺线管磁场的北极
D.两磁感线空隙处不存在磁场解析:本题的关键是要知道磁场的产生和磁感线的性质及通电螺线管内部的磁感线方向.磁铁周围存在磁场,电流周围也存在磁场,A项错误;磁感线是闭合曲线,磁体外部磁场的磁感线是从北极发出指向南极,内部磁场的磁感线是从南极发出指向北极,B项错误;通电螺线管内部磁场的方向是从南极指向北极,故当小磁针静止在通电螺线管内部时,小磁针N极所指的方向应跟它内部的磁场方向相同,即小磁针N极指向通电螺线管的北极,C项正确;磁感线是为了形象地描述磁场而设想出来的,磁感线的疏密程度表示磁场的强弱,故两磁感线间的空隙处也存在磁场,D项错误.
答案:C能力提升9.在太阳的单色照片上,可以看到巨大的日珥,如图所示,日珥的出现与变化 ( )
A、与地球的磁场有关
B、与月球的磁场有关
C、与太阳磁场有关
D、以上结论都不对解析:地球具有磁场,宇宙中的许多天体都有磁场,太阳表面的黑子、耀斑、日珥和太阳风等活动都与太阳磁场有关.
答案:C祝您学业有成课件24张PPT。第三节 磁场对通电导线的作用磁 场 电磁炮的威力
电磁炮利用电磁力所做的功作为发射能量,不会产生强大的冲击波和弥漫的烟雾,因而具有良好的隐蔽性.电磁炮可根据目标的性质和距离,调节、选择适当的能量来调整弹丸的射程.
电磁炮没有圆形炮管,弹丸体积小、重量轻,使其在飞行时的空气阻力很小,因而电磁炮的发射稳定性好、初速度高、射程远.由于电磁炮的发射过程全部由计算机控制,弹头又装有激光制导或其他制导装置,所以具有很高的射击精度.从发射能量的成本来看,常规火炮的发射药产生每兆焦耳能量需10美元,而电磁炮只需0.1美元.而且电磁炮还可以省去火炮的药筒和发射装置,故而重量轻、体积小、结构简单,运输以及后勤保障等方面更为安全可靠和方便.一、安培力
1.安培力:通电导体在________中受到的力称为安培力.
2.把一段通电直导线放在磁场里,导线方向与磁场方向________时,它所受的安培力最大;当导线方向与磁场方向________时,导线不受安培力;当导线方向与磁场方向斜交时,所受安培力介于________和________之间.一、1.磁场 2.垂直 平行 零 最大值二、磁感应强度
1.定义:垂直磁场方向放置的通电直导线在磁场中受到的________,跟通电直导线的________与________的乘积________的比值叫做磁感应强度B.
2.定义式:________,方向即为________的方向.
3.单位:________,简称________,1 T=1 .
4.物理意义:描述________的物理量.在磁场中,垂直于磁场方向的________长的直导线,通过________的电流,受到的安培力为________时,通电直导线所在处的磁感应强度就是________.二、1.安培力F 电流I 导线长度L IL
2.B= 磁场 3.特斯拉 特(T)
4.磁场强弱和方向 1 m 1 A 1 N 1 T5.磁感应强度完全由________决定,与________、________、________均无关.
三、安培力的方向
安培力的方向既跟磁感应强度的方向________,又跟电流的方向________,三个方向之间的关系可以用________判定:伸开左手,使拇指跟其余四指________,并且都跟手掌在________内,让磁感线________手心,并使四指指向______方向.那么,________所指的方向就是通电导线所受安培力的方向.
四、电动机
电动机是利用________来工作的.5.磁场本身 是否放置通电导线 导线长度 通电电流
三、垂直 垂直 左手定则 垂直 同一个平面 垂直穿入 电流 拇指
四、安培力磁感应强度 1.磁场的基本性质:磁场对放入其中的磁体、运动电荷和电流有力的作用.
2.磁感应强度定义:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度.用公式表示为B= .
与电场强度一样,磁感应强度是描述磁场力的性质的物理量.磁感应强度B的单位是特斯拉,符号是T,1 T=1 N/(A·m).
磁感应强度B是矢量,其方向就是该处的磁场方向.
3.磁感应强度的理解:磁感应强度的定义式B= 只有在通电导线和磁场方向垂直时才有意义.磁感应强度由磁场本身决定,不能认为B与F成正比,与IL成反比. 关于磁感应强度,下列说法正确的是( )
A.由B= 知,B与F成正比,B与IL成反比
B.通电导线放在磁场中的某点,那点就有磁感应强度,如果将通电导线拿走,那点的磁感应强度就为零
C.通电导线受磁场力不为零的地方一定存在磁场,通电导线不受磁场力的地方一定不存在磁场(即B=0)
D.磁场中某一点的磁感应强度是由磁场本身决定的,其大小和方向是唯一确定的,与通电导线无关解析:磁感应强度B= 只是一个定义式,而不是决定式;磁感应强度B是由磁场本身的性质决定的,与放不放入通电导线无关,A、B错;若磁场不为零,但导线平行于磁感应强度的方向放置时,磁场力F为零,C错.
答案:D变式迁移1.有一小段通电导线,长为1 cm,通过的电流强度为5 A.把它置于磁场中某点,受到的磁场力为0.1 N,则该点的磁感应强度B一定是( )
A.B=2 T B.B≤2 T
C.B≥2 T D.以上情况都有可能 解析:如果通电导线是垂直磁场方向放置的,此时所受磁场力最大:F=0.1 N,则该点的磁感应强度为B=
T=2 T;若通电导线不是垂直磁场方向放置
的,则受到的磁场力小于垂直放置时受到的磁场力,即垂直放置时导线受到的磁场力将大于0.1 N.由定义式可知,B将大于2 T,C项正确.
答案:C安培力 1.安培力大小
通过实验归纳得出,电流方向跟磁场方向垂直时,电流受到的安培力最大为F=BIL,平行放置时安培力为0.一般情况下,电流受到的安培力介于零和最大值之间,所以F=BIL只适用于电流方向与磁场方向垂直的情况.2.安培力的方向
安培力方向的特点:F⊥B、F⊥I,即F垂直B和I决定的平面.安培力F与B是垂直的关系,而不是同向的.这一点有别于电场力.在判断安培力方向时,必须首先判断磁场方向与电流方向构成的平面,从而判定出安培力在哪个方向上,然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向. 如图所示,在“研究影响通电导体棒所受磁场力的因素”实验中,要使导体棒摆动幅度增大,以下操作中可行的是 ( )
A.?减少磁铁的数量?
? B.?更换成磁性较弱的磁铁?
? C.?改变导体棒中的电流方向?
? D.?增大导体棒中的电流强度解析:在匀强磁场中,当通电导线垂直于磁场方向放置时,所受的安培力为F=BIL,要使导体棒摆动幅度增大,则安培力应该增大,所以可以增在导体棒中的电流强度,D选项正确.
答案:D变式迁移2.如图所示,一导体棒放置在处于匀强磁场中的两条平行金属导轨上,并与金属导轨组成闭合回路.当回路中通有电流时,导体棒受到安培力作用.要使安培力增大,可采用的方法有( )
A.增大磁感应强度
B.减小磁感应强度
C.增大电流强度
D.减小电流强度解析:由F=BIl知,若增大安培力F,选项A、C均可.
答案:AC基础巩固1.有关磁感应强度的下列说法,正确的是( )
A.磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量
B.若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零
C.若有一小段长为L,通以电流为I的导体,在磁场中某处受到的磁场力为F,则该处磁感应强度的大小一定是F/IL
D.由定义式B=F/IL可知,电流强度I越大,导线L越长,某点的磁感应强度就越小解析:磁感应强度的引入目的就是描述磁场强弱,因此选项A是正确的;依据磁感应强度的定义式知:磁感应强度是与电流I和导线长度L无关的物理量,且B=F/IL中的B、F、L相互垂直,所以选项B、C、D皆是错误的.故本题的正确选项为A.
答案:A能力提升9.如右图所示的装置中,劲度系数较小的金属弹簧下端刚好浸入水银中,电源的电动势足够大,当闭合开关S后,弹簧将( )
A.保持静止
B.收缩
C.变长
D.不断上下跳动解析:当闭合开关S后,弹簧变成了通电螺线管,相邻的两个环形电流为同向电流,由于磁场的作用而相互吸引,从而使弹簧收缩,下端离开水银,电路断开,弹簧各部分在其弹力作用下恢复原长,下端又与水银接触,电路接通,再次弹起,如此往复.所以正确答案为D.
答案:D祝您学业有成课件23张PPT。第二节 电流的磁场 磁 场 不要在电视前滞留——家电磁场辐射轻视不得
长期处于高磁场强度环境有害健康.专家提醒,使用家用电器时应尽量避免近距离滞留.据了解,2001年国际癌症研究中心已将磁场确定为对人疑似致癌因素,提出居住环境中的磁场强度过高时,儿童白血病的发生率就明显增高.有关专家对日常生活中接触机会较多、使用时间相对较长的家用电器磁场进行了监测.监测表明,普通纯平电视机的磁场在屏前40 cm外是其安全范围,背投彩电的安全范围为屏前12 cm以外,等离子彩电几乎不存在电磁辐射.微波炉工作时的磁场强度,紧贴测量时磁场强度超过仪器测定范围,离微波炉5 cm外磁场强度就相当强,开关附近的磁场最强,离微波炉95 cm处才是安全范围.电冰箱磁场强度较低,对人影响不大.研究人员还对家用音响、电热毯等产生的磁场进行了分析,结果表明,近距离接触各种家用电器均存在不同程度的磁场辐射.在日常生活中,人们观看电视一般都在2 m以外,这个位置的磁场强度很低,对人影响较小,但有些小孩常在电视屏幕前玩耍,家长应予阻止;微波炉启动后应迅速离开,不要逗留;电热毯预热后,应在睡前关闭.另外房间里家用电器的摆放也应有讲究,不要过于密集.一、电流的磁效应
1.电流的磁效应是指_______________________________________________.
2.________的发现揭示了电与磁的联系,说明电与磁之间存在着________,预示了________应用的可能性.一、1.电流能产生磁场的现象
2.电流的磁效应 相互作用 电力二、电流磁场的方向——安培定则
1.安培定则一
用右手握住直导线,让伸直的大拇指所指的方向与________方向一致,弯曲的四指所指的方向就是________的环绕方向.
2.安培定则二
让右手握住螺线管,让弯曲的四指所指方向跟电流的方向一致,大拇指所指的方向就是螺线管________磁感线的方向,即大拇指指向是螺线管的________极.二、1.电流 磁感线 2.内部 N电流的磁效应 1.电现象和磁现象的相似性
(1)磁体能使附近的铁棒产生磁性,带电体能使它附近的导体感应出电荷来.
(2)自然界中的磁体总有两个磁极:南极和北极;自然界中存在两种电荷:正电荷和负电荷.
(3)同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引;同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引.2.奥斯特发现电流的磁效应
奥斯特有一次使南北方向的通电导线恰好与磁针相平行,接通电源时,突然发现磁针向垂直导线方向转动了.这说明通电导线对磁体有作用力.
根据奥斯特实验,直线电流对磁体的作用力方向垂直于电流方向. 下列说法中正确的是( )
A.在同一幅磁感线的示意图中,磁感线越密的地方,磁场越强
B.有磁不一定有电,但有电必有磁
C.同名磁极相互吸引,异名磁极相互排斥
D.做奥斯特实验时,不管导线如何放置,只要电流足够强,一定能够观察到小磁针的偏转情况
解析:磁感线的疏密反映磁场的强弱,A对;有电流才产生磁,B错;做奥斯特实验时,如果导线放置对磁针作用力与地磁场对磁针作用力一致,则不能观察到偏转情况.
答案:A变式迁移1.如图所示,在水平直导线正下方,放一个可以自由转动的小磁针,现给直导线通以向右的恒定电流,不计其他磁场的影响,则下列说法正确的是( )
A.小磁针保持不动
B.小磁针的N极将向下转动
C.小磁针的N极将垂直于纸面向里转动
D.小磁针的N极将垂直于纸面向外转动解析:根据安培定则通电导线下方磁场垂直纸面向里,故小磁针N极受力方向垂直纸面向里,选项C正确.
答案:C三种常见的电流磁场的特点及画法 1.直线电流的磁场:无磁极,非匀强,距导线越远处磁场越弱.(如下图所示) 2.环形电流的磁场:两侧是N极和S极,离圆环中心越远,磁场越弱.(如下图所示)3.通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极,管内是匀强磁场,管外为非匀强磁场.(如下图所示) 如图所示,左侧的水平台上固定着条形磁铁,右侧固定着一螺线管.下列判断正确的是 ( )解析:根据安培定则得,螺线管内部磁场方向水平向左,螺线管的左端为N极,所以条形磁铁受到向左的斥力,所以选项A正确.
答案:A?A.?螺线管内的磁场方向向左,磁铁受到的斥力向左?
?B.?螺线管内的磁场方向向左,磁铁受到的斥力向右?
?C.?螺线管内的磁场方向向右,磁铁受到的斥力向左?
?D.?螺线管内的磁场方向向右,磁铁受到的斥力向右变式迁移 2.如右图所示,一个正电子沿
着逆时针方向做匀速圆周运动,则此
正电子的运动( )
A.不产生磁场
B.产生磁场,圆心处的磁场方向垂直纸面向里
C.产生磁场,圆心处的磁场方向垂直纸面向外
D.只有圆周内侧产生磁场解析:正电子做圆周运动可以等效为一个环形电流,由安培定则可以判定圆心处的磁场方向.
答案:C基础巩固1.一束带电粒子沿着水平方向,平行地飞过磁针的上方,如右图所示.当带电粒子飞过磁针上方的瞬间,磁针的S极向里转,则这束带电粒子可能是( )
A.向右飞行的正电荷束
B.向左飞行的正电荷束
C.向右飞行的负电荷束
D.向左飞行的负电荷束解析:根据磁场方向的规定,带电粒子在飞过小磁针上方时产生的磁场方向在粒子束的下方是垂直纸面向外,因为小磁针N极向纸外转.根据电流方向的规定及安培定则,电荷产生的电流方向应该是自右向左.这样的电流有两种可能:一是自右向左飞行的正电荷束;二是自左向右飞行的负电荷束.
答案:BC能力提升9.如右图所示,有一束电子流沿X轴正方向高速运动,电子流在Z轴上的P点处所产生的磁场沿( )
A.Y轴正方向
B.Y轴负方向
C.Z轴正方向
D.Z轴负方向解析:本题考查直线电流的磁场方向.因是电子沿X轴正向运动,故电流向X轴的负方向,由安培定则拇指指向X负方向,弯曲四指所指方向为磁场方向,所以磁场指向Y轴正方向.
答案:A祝您学业有成课件19张PPT。第五节 磁性材料 磁 场 神奇的磁化水
磁化水是一种被磁场磁化了的水.让普通水以一定流速,沿着与磁感线平行的方向,通过一定强度的磁场,普通水就会变成磁化水.磁化水有种种神奇的效能,在工业、农业和医学等领域有广泛的应用.
在日常生活中,用经过磁化的洗衣粉溶液洗衣,可把衣服洗得更干净.有趣的是,不用洗衣粉而单用磁化水洗衣,洗涤效果也很令人满意.
磁化水为什么会有如此神奇的作用呢?这是一个至今尚未揭开的谜.一些科学家认为,水分子本身就是一个小磁体,由于异性磁极相吸,因而普通水中许多水分子就会首先相吸,连结成庞大的“分子团”.这种“分子团”会减弱水的多种物理化学性质.当普通水经过磁场作用后,冲破了原先连接的“分子团”.使它变成单个的有活力的水分子.当然,要彻底揭开磁化水的奥秘,还有待于人们继续研究和探索.一、磁化与退磁
1.一些物体,与磁铁接触后就会显示出磁性,这种现象叫做________.原来有磁性的物体,失去磁性的现象叫做________.
2.铁、钴、镍以及它们的合金,还有一些氧化物,磁化后的磁性比其他物质强得多,这些物体叫做________,也叫________.
3.磁性材料按磁化后去磁的难易可分为________和________.一、1.磁化 退磁 2.铁磁性物质 强磁性物质
3.硬磁性材料 软磁性材料二、磁性材料的发展
铁氧体是一种新型的磁性材料,其主要成分是______.铁氧体又称________,其用途十分广泛.
三、磁记录与地磁记录
1.磁记录是信息存储技术发展中的一个里程碑,也是目前信息记录的重要方式之一.
2.地磁场会对含有磁性材料的岩石起作用,这些岩石的极性和磁化的强度,随形成的年代呈________变化.二、氧化铁 磁性瓷
三、2.周期性磁化与退磁的本质铁磁性材料结构与其他物质有所不同,他们本身就是由很多已经磁化的小区域组成的,这些磁化的小区域叫做“磁畴”.
1. 磁化前,各个磁畴的磁化方向不同,杂乱无章地混在一起,各个磁畴的作用在宏观上互相抵消、物体对外不显磁性.? 2.磁化过程,由于外磁场影响,“磁畴”的磁化方向有规律地排列起来,使材料出现南北极,材料内部产生的磁场方向与外加磁场方向相同,因此磁场大大加强.?
3.退磁.高温下或者在剧烈震动时,磁畴的排列会被打乱,这些情况下材料都会产生退磁现象. 软铁棒放在永久磁体的旁边能被磁化,这是由于( )
A.在永久磁体作用下,软铁棒中形成了磁畴
B.在永久磁体的作用下,软铁棒中的磁畴消失了
C.在永久磁体作用下,软铁棒中的磁畴磁化方向变得大致相同
D.在永久磁体的作用下,软铁棒中的磁畴磁化方向变得更为杂乱无章解析:软铁棒中本身就是由很多已经磁化的小区域组成的,这些磁化的小区域就叫磁畴.在永久磁体的作用下,磁畴的磁化方向有规律地排列起来,使得物体对外的磁性大大加强,就是被磁化.?
答案:C?变式迁移1.一块磁铁从高处掉到地上,虽然没有断,但磁性变弱了,这是因为 ( )
A.磁铁被磁化了
B.磁铁因剧烈震动而退磁了
C.磁铁是非磁性物质
D.磁铁是软磁性材料解析:磁铁从高处掉到地上,虽然没有断,但受到了剧烈震动,使其磁畴的排列顺序被打乱,从而产生退磁现象.所以选项B正确.
答案:B磁性材料 1.通常说的磁性材料是强磁性材料,可以分类如下:
2.硬磁性材料与软磁性材料
有些铁磁性材料,在外磁场撤去后,各个磁畴的磁化方向仍能很好地保持一致,物体具有很强的剩磁,这样的材料叫做硬磁性材料;有的铁磁性材料,在外磁场撤去后,磁畴的磁化方向又变得杂乱无章,物体没有明显的剩磁,这样的材料叫做软磁性材料.永磁体要有很强的剩磁,所以要用硬磁性材料制造;电磁铁要在通电时有磁性,断电时失去磁性,所以要用软磁性材料制造. 下列元件中,哪些是由硬磁性材料制造的( )
A.半导体收音机内天线的磁棒
B.磁电式电流表中的磁铁
C.变压器的闭合铁芯
D.电子计算机中的记忆元件
解析:根据软磁性材料的定义,外磁场撤去以后,磁畴的磁化方向又变得杂乱,物体没有明显的剩磁,这样的材料叫做软磁性材料.软磁性材料能用来制造半导体收音机内天线的磁棒,变压器的闭合铁芯、电子计算机中的记忆元件等,A、C、D错误;磁电式电流表中的磁铁是永久磁铁,是硬磁性材料,B正确.
答案:B变式迁移2.下列说法正确的是( )
A.只有铁和铁的合金可以被磁铁吸引
B.只要是铁磁性材料总是有磁性的
C.制造永久磁铁应当用硬磁性材料
D.录音机的磁头应当用硬磁性材料解析:磁性材料都可以被磁铁吸引,A错;铁磁性材料只有磁化后才有磁性,B错;永久磁铁需要有很强的剩磁,要用硬磁性材料,而录音机的磁头需要反复磁化,要用软磁性材料.
答案:C基础巩固1.常见的金属硬磁性材料有( )
A.碳钢 B.铅镍钴合金
C.硅钢 D.铁的氧化物AD 能力提升8.银行、医院、公交等机构发行的磁卡,都是利用磁性材料记录信息的.关于磁卡的使用和保存,下列做法不合适的是( )
A.用软纸轻擦磁卡
B.用磁卡拍打桌面
C.使磁卡远离热源
D.使磁卡远离磁体解析:磁体在高温或猛烈敲击,即在剧烈的热运动或机械运动影响下,磁体磁性会消失,所以磁卡在使用和保存时不能用磁卡拍打桌面.
答案:B祝您学业有成课件23张PPT。第四节 磁场对运动电荷的作用 磁 场 回旋加速器
回旋加速器是利用磁场使带电粒子做回旋运动,在运动中经高频电场反复加速的装置.如下图所示,1930年劳伦斯提出其工作原理,1932年首次研制成功.它的主要结构是在磁极间的真空室内有两个半圆形的金属扁盒(D形盒)隔开相对放置,D形盒上加交变电压,其间隙处产生交变电场.置于中心的粒子源产生带电粒子射出来,
受到电场加速,在D形盒内不受电
场力,仅受磁极间磁场的洛伦兹力,
在垂直磁场平面内做圆周运动.绕
行半圈的时间为πm/qB,其中q是粒子电荷量,m是粒子的质量,B是磁场的磁感应强度.如果D形盒上所加的交变电压的频率恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的频率,则粒子绕行半圈后正赶上D形盒上极性变号,粒子仍处于加速状态.由于上述粒子绕行半圈的时间与粒子的速度无关,因此粒子每绕行半圈受到一次加速,绕行半径增大.经过很多次加速,粒子沿螺线形轨道从D形盒边缘引出,能量可达几十兆电子伏特(MeV).回旋加速器所加速的粒子的能量受制于随粒子速度增大的相对论效应,粒子的质量增大,粒子绕行周期变长,从而逐渐偏离了交变电场的加速状态.一、洛伦兹力
磁场对________的作用力称为洛伦兹力.
二、洛伦兹力的方向
洛伦兹力方向的判定和安培力方向判定类似,也是用________,伸开左手,使拇指和其余四指________且在同一个平面内,让磁感线穿过手心,________指向正电荷运动方向(若为负电荷,应指向________).________所指方向即为洛伦兹力的方向.一、运动电荷
二、左手定则 垂直 四指 运动反方向 拇指三、电子束的磁偏转及显像管的工作原理
1.带电粒子________磁场方向射入,粒子沿圆轨道运动.
2.影响洛伦兹力大小的因素有________和________.
3.显像管利用了________原理.三、1.垂直 2.磁感应强度B 运动电荷的速度v
3.电子束的磁偏转 磁场和电场对电荷的作用的区别 1.电荷在电场中一定要受到电场力的作用,而电荷在磁场中不一定受磁场力作用.只有相对于磁场运动,且运动方向与磁场方向不平行的电荷,才受磁场力作用.相对磁场静止的电荷,或虽运动但运动方向与磁场方向平行的电荷不受磁场力作用.
2.电荷所受电场力的方向总是沿着电场线的切线(与电场方向相同或相反);而运动电荷所受洛伦兹力的方向总是既垂直于磁场方向,又垂直于电荷运动方向.3.在匀强电场中,电荷受到的电场力是一个恒力;而在匀强磁场中,运动电荷的速度大小或方向发生改变,洛伦兹力也要发生变化.
4.电荷在电场中运动时,通常情况下电场力要对运动电荷做功;电荷在磁场中运动时,由于洛伦兹力方向与电荷运动方向始终垂直,故洛伦兹力对电荷不做功. 关于电场力与洛伦兹力,以下说法正确的是( )
A.电荷只要处在电场中,就会受到电场力,而电荷静止在磁场中,可能受到洛伦兹力
B.电场力对在电场中的电荷一定会做功,而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功
C.电场力与洛伦兹力一样,受力方向都在电场线和磁感线上
D.只有运动的电荷在磁场中才会受到洛伦兹力的作用
解析:磁场对静止电荷没有洛伦兹力的作用,A错;当电荷沿着等势面运动时,电场力对电荷不做功,B错;由左手定则知,洛伦兹力的方向并不在磁感线上,C错.
答案:D变式迁移1.有关洛伦兹力和安培力的描述,正确的是( )
A.通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用
B.安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现
C.带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功
D.通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行解析:通电直导线与磁场方向平行时,安培力等于零,故选项A错;安培力一定垂直磁场和电流所决定的平面,即安培力方向一定垂直磁场方向,选项D错;洛伦兹力也一定垂直磁场与速度方向决定的平面,即洛伦兹力一定与运动方向垂直,洛伦兹力一定不做功,选项C错;二者的关系为:安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现,选项B正确.
答案:B洛伦兹力的方向 应用左手定则判定——与安培力方向判定相同.
1.不论正、负电荷,f洛方向都与F安方向相同,f洛垂直于B和v所确定的平面.应用左手定则时应注意,四指表示正电荷实际运动方向,对于负电荷来说,与正电荷受力方向相反.
2.由于f洛时刻与v垂直,所以洛伦兹力对电荷永不做功.即f洛不能改变粒子运动速度的大小,只能改变电荷运动方向. 如下图所示,在阴极射线管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线,且导线中电流方向水平向右,则阴极射线将会( )
A.向上偏转
B.向下偏转
C.向纸内偏转
D.向纸外偏转
解析:在阴极射线管所处位置处,通电直导线产生的磁场方向垂直纸面向外,由左手定则可以判断阴极射线中的电子受到的洛伦兹力方向向上.
答案:A变式迁移2.如图所示,带正电的粒子q(不计重力),水平向左进入匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外.该粒子将( )
?A.?向下偏转?
? B.?向上偏转?
? C.?垂直纸面向里偏转?
? D.?垂直纸面向外偏转解析:根据左手定则,带正电的粒子q所受的洛伦兹力方向向上,因此该粒子将向上偏转,B选项正确.
答案:B 基础巩固1.带电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动,下面说法正确的是( )
A.只要速度的大小相同,所受洛伦兹力大小就相同
B.如果把+q改为-q,且速度反向而大小不变,则洛伦兹力的大小、方向都不变
C.洛伦兹力方向一定与电荷运动的速度方向垂直,磁场方向也一定与电荷的运动方向垂直
D.粒子只受洛伦兹力作用时的动能不变解析:带电粒子平行于磁场线运动时,不受洛伦兹力的作用;垂直于磁场线运动时,所受洛伦兹力最大.所以,只有速度大小相同,带电粒子所受洛伦兹力大小不一定相同,故A选项错误.
用左手定则判定洛伦兹力方向时,负电荷运动的方向跟正电荷运动的方向相反,故把+q换成-q,且速度反向大小不变时,洛伦兹力的方向不变,速度方向与B的方向夹角也不变,故洛伦兹力的大小、方向均不发生变化,B选项正确.洛伦兹力的方向一定跟电荷速度方向垂直,但电荷进入磁场的速度方向可以是任意的,因而磁场方向与电荷的运动方向的夹角也可以是任意的,故C选项错误.
洛伦兹力对运动电荷不做功,不改变运动电荷的动能,但洛伦兹力改变速度的方向,即改变动量的方向.动量是矢量,方向改变就是动量改变,故带电粒子只受洛伦兹力作用时动能不变,D选项对.
答案:BD能力提升 9.如右图所示,宇宙射线中存在高能
带电粒子,假如大气层被破坏,这些粒子
就会到达地球,从而给地球上的生命带来
危害,根据地磁场的分布特点,判断下列
说法中正确的是( )
A.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强,赤道附近最弱
B.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强,两极最弱
C.地磁场对宇宙射线的阻挡作用在地球周围各处相同
D.地磁场对宇宙射线无阻挡作用解析:当带电粒子的运动方向与磁感线的方向在一条直线上时,磁场对它没有作用力,当带电粒子的运动方向与磁感线的方向垂直时,磁场对它的作用力最大.根据地磁场的方向和宇宙射线的入射方向不难判定,选项B正确.
答案:B祝您学业有成课件20张PPT。第一节 电磁波的发现 电磁波及其应用 微波武器
微波武器是利用微波的能量产生高温、电离、辐射、声波等综合效应,以“束”的形式向一定的方向发射,用于摧毁或损伤目标,据测定,使用每平方厘米0.01 瓦的微波能量辐射,可以直接使通信、雷达、导航等电子系统的元器件失效或烧毁;当达到每平方厘米80 瓦的微波能辐射时,仅用1 秒钟的时间,就会使人和动物体内的器官因高热的作用而失去平衡,机能的协调发生混乱,并很快影响到神经中枢和心脏而导致死亡.微波武器在应用上一个很重要的作用就是对付电子设备.新型隐身武器能够有效地避开雷达、红外等传感器的探测和跟踪.然而,这些隐身武器遇到微波武器的高能波束就会遭殃.涂敷在这些武器上的“隐身衣”,是一些特殊涂料,会在很短的时间内被加热而导致毁坏,甚至可以在瞬间熔化,从而使整个隐身武器被摧毁. 一、伟大的预言
麦克斯韦的电磁场理论.
____________________;____________________.
二、电磁波
变化的________和________交替产生,从发生区域由________及________地传播,形成了电磁波. 一、变化的磁场产生电场 变化的电场产生磁场
二、电场 磁场 近 远 三、赫兹的电火花
________证实了电磁波的存在,证明了电磁波与________具有相同的性质,在真空中与________具有相同的速度________,从而证实了麦克斯韦电磁场理论的正确性.三、赫兹 光 光 c关于麦克斯韦电磁场理论的理解 1.实验基础
麦克斯韦电磁场理论有着实验基础,如下图甲,穿过闭合回路的磁通量发生变化,电路中就产生感应电流.麦克斯韦进一步从场的观点解释,感应电流的产生是由于有了促使导体中自由电荷做定向运动的电场,如果没有闭合电路,同样会在空间产生感应电场.如下图乙,即变化的磁场产生电场.麦克斯韦相信电与磁的对称性,类比得出:变化的电场产生磁场.2.对麦克斯韦电磁场理论理解的几个层次
(1)恒定的磁场不能产生电场,恒定的电场也不能产生磁场.
(2)磁场是均匀变化的,产生的电场是恒定的,这样的电磁场不能产生持续的电磁波.
(3)若磁场变化是不均匀的,则产生的电场是变化的,变化不均匀的电场产生变化的磁场.
(4)周期性变化的磁场(电场),产生同频率的电场(磁场).通常所讲的“周期性变化”指按正弦规律变化. 关于电磁场理论,下列说法正确的是( )
A.在电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场
B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围一定产生变化的电场
C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
解析:根据麦克斯韦电磁场理论,只有变化的电场能产生磁场,均匀变化的电场产生稳定的磁场,非均匀变化的电场才产生变化的磁场.
答案:D变式迁移1.如右图所示,有一水平放置、内壁光滑、绝缘的真空圆形管,半径为R,有一带正电的粒子静止在管内,整个装置处于竖直向上的磁场中.要使带电粒子能沿管做圆周运动,所加的磁场可能是( )
A.匀强磁场
B.均匀增加的磁场
C.均匀减小的磁场
D.由于洛伦兹力不做功,不管加什么磁场都不能使带电粒子沿管做圆周运动解析:磁场对静止的电荷不产生力的作用.但当磁场变化时可产生电场,电场对带电粒子产生电场力作用.带电粒子在电场力作用下可以产生加速度.B、C正确.
答案:BC电磁波的特点 1.电磁波是横波,在传播方向上,任意一点的E和B都随时间按正弦规律变化,E和B彼此垂直且与电磁波的传播方向垂直.
2.电磁波的传播速度v=λf,在真空中的传播速度等于光速.
3.电磁场贮存电磁能.电磁波的发射过程就是辐射能量的过程.
4.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹证实了电磁波的存在,测出了部分电磁波的波长和频率,证实了电磁波在真空中的传播速度等于光速. 下列关于电磁波的叙述中,正确的是( )
A.电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播
B.电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×108 m/s
C.电磁波由真空进入介质传播时,波长将变短
D.电磁波不能产生干涉、衍射现象
解析:A项考查电磁波的产生机理,正确;电磁波在真空中波速为3.0×108 m/s,在其他介质中波速都小于光速,其原因是频率不变,波长变短,故C对B错;电磁波具备波的一切特征,故D错.
答案:AC变式迁移2.以下关于机械波与电磁波的说法中,正确的是( )
A.机械波与电磁波本质上是一致的
B.机械波的波速只与介质有关,而电磁波在介质中的波速,不仅与介质有关,而且与电磁波的频率有关
C.机械波可能是纵波,而电磁波必定是横波
D.它们都可以发生干涉、衍射现象解析:机械波与电磁波产生的根源不同,是由不同的运动形成的,产生的本质也不同,A错误,电磁波在其它介质中传播时,频率不变,故B错.声音是机械波,C错、D正确.
答案:D基础巩固1.关于电磁场的理论,下列说法正确的是( )
A.变化的电场周围产生的磁场一定是变化的
B.变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的
C.均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的
D.振荡电场周围产生的磁场也是振荡的解析:根据麦克斯韦电磁场理论,如果电场的变化是均匀的,产生的磁场就是稳定的.如果电场的变化是不均匀的,产生的磁场就是变化的,A选项错,B选项正确;均匀变化的磁场产生稳定的电场,C选项错;振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场,故D选项正确.
答案:BD能力提升9.手机A有号码是133××××0002,手机B的号码是133××××0008.手机A拨手机B时,手机发出响声且屏上显示A的号码“133××××0002”,若将手机A置于一透明真空玻璃罩中,用手机B拨叫手机A,则玻璃罩外面的人发现手机A( )
? A. 发出响声,并显示B的号码“133××××0008”?
? B.不发出响声,但显示B的号码“133××××0008”?C.不发出响声,但显示A的号码“133××××0002”?
D.既不发出响声,也不显示号码
解析:声波为机械波,传播需要介质,在真空中不能传播;光波、手机发射的信号均为电磁波,故用手机B拨叫手机A时,玻璃罩外的人能看到A手机显示的B手机号码,但听不到声音,故B正确.
答案:B祝您学业有成课件24张PPT。第三节 电磁波的发射和接收 电磁波及其应用 光可以装在“盒子”里
日本信州大学、大阪大学和筑波物质材料研究所联合研究小组开发出了能把电磁波储存在充满空洞的立方体中的技术.利用这一技术将来不仅能够制造出储蓄光的“光池”,还可用来储存电磁波,将其转变成电能.该小组同时表示,下一步他们将致力于研究白天储存光能夜间释放使用的“光池”,用空中电磁波作电源的手机等实用技术.
研究小组使用的立方体被命名为“光的分形体”,由掺有氧化钛粒子的环氧树脂制成,27 毫米见方、重9 克.用各种频率的电磁波照射该立方体时发现,频率为8 千兆赫的电磁波既没有穿透也没有反射,而是被储存在空洞中.照射停止后,电磁波仍在分形体内部停留了一千万分之一秒.用不同大小的分形体试验发现,根据立方体的大小和材质不同,所储存的电磁波的波长也有所不同. 储存电磁波和光的研究一直以光结晶研究为中心.但光结晶技术很难实现小型化,而且光的储存时间比“光的分形体”短.今后利用这一技术不仅能够发明出与电池一样的“光池”,也可开发出防止电磁波干扰的材料,用于军事隐形技术.利用电磁波转换为热能的原理,还可开发出高效加热炉和开发利用加热克制癌症的治疗方法.
研究人员表示,电磁波在立方体内部停留的时间虽然很短,但在该时间内超级计算机能完成数万次运算,足以进行数据保存.因此,这项技术有望应用于电子计算机和光计算机领域.同时,理论上讲光波也能被“锁定”于这种立方体中. 一、无线电波的发射
无线电发射机中的__________能产生频率很高的________电流,________电流流经天线时,在空间产生高频率的________.由于________在做周期性的变化,在其周围空间又产生新的________,于是电磁波就发射出去了.
1.载波:振荡器产生的高频交变电流是用来携带信息的,这个高频电磁波叫做 .? 一、振荡器 交变 高频交变 电磁场 电磁场 电磁场
1.载波 2.调制:把信息加到载波上就是使载波随信号而改变,这种技术叫 .使高频载波的振辐随信号改变的调制方式叫 ;使高频载波的频率随信号改变的调制方式叫 .
二、无线电波的接收
1.调谐:接收无线电广播时,把________的电磁波从众多电磁波中选出来,这在技术上叫做调谐.
2.解调:把________的信息从________信号电流中取出来的过程.2.调制 调辐 调频
二、1.需要 2.需要 高频三、电视
电视信号包括________信号和________信号,在电视发射系统中,首先由摄像机将________转变为________,由发射机发射出去.
四、移动通信
移动电话机是一个电磁波________器,同时又是一个电磁波________器,手持移动电话的发射功率不大,与其他用户通话时需要________转接.三、图象 伴音 来自景物的光 电信号
四、发射 接收 基站关于电磁波的发射和接收的理解 1.正确区分几个概念
调制:在电磁波发射技术中,使高频电磁波随传递信号(声音、图象等低频信号)而变化.
调幅:使高频振荡电流的振幅随传递信号(声音、图象等低频信号)而改变.
调频:使高频振荡电流的频率随传递信号而改变.
解调:在电磁波接收电路中,从高频振荡电流中“检”出所携带的信号,解调是调制的逆过程,解调又称检波. 2.有效发射电磁波的两个条件
(1)电磁波频率要足够高;
(2)必须采用开放电路:经过调制过程就可得到频率足够高的携带信号的电磁波,就可通过发射天线发射无线电波了.
3.无线电波的接收原理
电磁波在空间传播,遇到导体会使导体中产生感应电流.用天线和地线组成的电路可以接收电磁波.当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时,接收电路中产生的振荡电流最强,这种现象叫电谐振.使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐.从接收到的高频振荡电流中取出声音信号的过程叫解调. 如下图所示为调幅振荡电流图象,此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段( )
A.经调制后 B.经调谐后
C.经检波后 D.耳机中解析:为了把信号传递出去,需要将信号“加”到高频振荡电流上,这就是调制.调制的方法之一是使高频振荡电流的振幅随信号而变化,成为调幅振荡电流,这就是调幅.在接收电路中,经过调谐,使回路与所需接收的电磁波产生电谐振,回路中将会出现调幅振荡电流.经检波后,调幅振荡电流将被“切”去一半,得到单向脉冲电流,而在耳机中只有随信号而变化的音频电流.
答案:AB变式迁移1.下列关于无线电广播需要对电磁波进行调制的原因,正确的是( )
A.经过调制后的高频电磁波向外界辐射能量的本领更强
B.经过调制后的电磁波在空间传播波长才能不变
C.经过调制后的电磁波在空间才能传播得快
D.经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的信号传递出去解析:电磁波的传播能量与电磁波的频率密切相关,一般的声音、图象信号频率太低,不足以形成电磁信号传播.而需要把声音、图象等信号通过调制加到高频电磁波上传播,而调制的电磁波频率等于发射频率.
答案:D电视机的基本原理 电视系统主要由摄像机和接收机组成.把图象各个部位分成一系列小点,称为像素,每幅图象至少要有几十万个像素.摄像机将画面上各个部分的光点,根据明暗情况逐点逐行逐帧地变为强弱不同的信号电流,随电磁波发射出去.
电视机接收到电磁波后,经调谐、检波得到的电信号,按原来定期的次序在显像管的荧光屏上汇成图象. 电视机换台时,实际上是在改变( )
A.电视台的发射频率
B.电视机的接收频率
C.电视台发射的电磁波的波速
D.电视机接收的电磁波的波速
解析:电视台能发射出多种频率的信号,而电视机接收到的信号频率,是通过电视来控制的,通过换台来改变接收频率.故选B.
答案:B变式迁移2.下列说法中正确的是( )
A.摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置
B.电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置
C.摄像机在1 s内要送出25张画面
D.电视机接收的画面是连续的解析:摄像机通过摄像镜头拍摄到景物的光信号,再通过特殊装置(扫描)转变为电信号,在1 s内要传送25张画面;电视机通过显像管将接收到的电信号再转变为光信号,最后还原成图象和景物,每秒要接收到25张画面,由于画面更换迅速和视觉暂留,我们感觉到的便是活动的图象.所以A、B、C选项正确.
答案:ABC基础巩固1.下列说法中正确的是( )
A.无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波
B.无线电波在真空中的波长范围从几毫米到几十千米
C.无线电波的频率越低越容易发射
D.发射无线电波的目的是为了向远处传递电能解析:无线电波在电磁波谱中波长最长,其波长范围从几毫米到几十千米,所以A、B项正确;发射无线电波的条件是频率足够高且有开放电路,C项错;发射无线电波的目的是向远处传递信号,D项错.
答案:AB能力提升7.如图所示为电视接收过程示意图,其工作过程顺序正确的是( )?A.解调——放大——调谐——显示?
?B.调谐——放大——解调——显示?
?C.调谐——解调——放大——显示?
?D.放大——调谐——解调——显示?
解析:电视接收机首先利用电谐振通过调谐把空间高频电流选出来,然后解调,取下信号,最后经放大后再传给显像管显像,所以正确的顺序是C.
答案:C祝您学业有成课件22张PPT。第二节 电磁波谱 电磁波及其应用 极低频电磁场是致癌因素吗?
我们生活在一个多种多样的、复杂的电磁波世界中,科学家早已发现,频率从105 Hz到3×1011 Hz的电磁辐射对人体有一定影响.其中高频电磁场,可使生物神经系统不稳定;而微波可使人眼晶状体成点状和部分浑浊.
那么,极低频电磁波对人体的影响怎样呢?1984~1985年,科学家对美国丹佛市约500 户居民进行调查,发现家住在最强的极低频电磁场附近的儿童,其癌症(特别是白血病)的发病率比居住在一般地区的儿童高4倍.有关人员又对电话公司工作人员癌症发病率进行调查,有迹象表明,经常接触磁场的职工罹患癌症的危险性在增大.但是,有些人对这种看法持谨慎态度,他们认为:与其认为极低频电磁场是致癌因素,还不如说,可能表明有其他的潜在致癌原因,如人口稠密、社会经济问题或交通问题.
极低频电磁场与癌症究竟有没有关系,科研人员的看法莫衷一是,需要进行深入探究,才能揭开谜底.一、波长、频率和波速
1.在一列水波中,凸起的最高处叫做______;凹下的最低处叫做______;邻近的两个________(或________)的距离叫做______.在1 s内通过的________或________的个数叫做波的________.描述波传播快慢的物理量叫做________.
2.波速、波长和频率三者之间的关系是________.
3.电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是________.
4.电磁波在真空中的速度c=________ m/s.一、1.波峰 波谷 波峰 波谷 波长 波峰 波谷 频率 波速 2.波速=波长×频率
3.c=λf
4.3.0×108二、电磁波谱
按电磁波的________或________大小的顺序把它们排列成谱,叫做电磁波谱.按波长由大到小的顺序,它们分别是:无线电波、________、可见光、________、__________和________.
1.无线电波?
无线电波是波长大于1 mm(频率小于300 000 MHz)的电磁波,无线电波主要用于 和 。在生活和科研上也有着广泛的应用.?
二、波长 频率 红外线 紫外线 X射线 γ射线
1.通信 广播2.红外线?
(1)红外线是一种光波,波长比可见光的波长 ,比无线电波 .?
(2)红外线 引起人的视觉;一切物体都会辐射红外线,热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射 .?
(3)红外线的主要作用:红外线遥感、勘测地热、寻找水源、监测森林火灾、预报风暴和寒潮、加热物体.? 2.(1)大 小 (2)不能 强3.可见光?
可见光的波长在 之间,能引起人的 .?
4.紫外线?
紫外线也是不可见光,比可见光的波长短,波长在5 nm~400 nm之间。紫外线的显著作用是化学作用。紫外线可以灭菌消毒,人体接受适量的紫外线照射,能促进 的吸收。紫外线还有 效应。3.400 nm~700 nm 视觉
4.钙 荧光5. X射线和γ射线?
X射线和γ射线的波长比紫外线 . X射线对生命物质有较强的作用,过量的照射会引起生物体的病变.?
X射线具有穿透作用,可以用于人体 .?
γ射线具有更高的能量,在医学上可以用来治疗癌症、探测金属部件内部的 .5.短 透视 缺陷 四、太阳辐射
太阳辐射中含有各种波长的电磁波,其中含有____________、________和_____________,同时还有_______________、_____________、_____________.三、物质 能量
四、可见光 红外线 紫外线 X射线 γ射线 无线电波三、电磁波的能量
电磁波是一种________,它具有________________________________________________________________________. 电磁波的波长、波速与频率之间的关系 1.波长:相邻的两个波峰或波谷间的距离.用λ表示.
2.频率:1 s内波峰或波谷通过的次数.用f表示.
3.波速:1 s内波沿传播方向上前进的距离.
4.电磁波从一种介质进入另一种介质,频率不变,波长与波速发生变化.
5.波长、波速与频率的关系:c=λf.
6.在真空中c= 3.0×108 m/s. 电磁波在真空中传播的速度v是3.0×108 m/s,有一个广播电台的频率f为90.0 MHz?,这个电台发射的电磁波的波长λ为( )
? A.2.70 m? B.270 m? C.3.00 m?D.3.33 m?变式迁移1.频率为f的电磁波在某介质中的传播速度为v,该电磁波在这种介质中的波长λ为( )解析:由λ=v·T、T= 知,λ=v/f,选项A正确.
答案:A各波段的电磁波特性比较 下列各组电磁波,按波长由长到短的正确排列是( )
A.γ射线、红外线、紫外线、可见光
B.红外线、可见光、紫外线、γ射线
C.可见光、红外线、紫外线、γ射线
D.紫外线、可见光、红外线、γ射线
解析:在电磁波谱中,电磁波的波长从长到短排列顺序依次是:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线,由此可判定选项B正确.
答案:B变式迁移2.下列关于红外线与紫外线的说法中,正确的是( )
A.红外线的热效应显著,而紫外线的化学效应显著
B.红外线与紫外线都是可见光的一部分
C.红外线与紫外线产生的机理在本质上是相同的
D.红外线的波动性比紫外线显著解析:红外线的波长比紫外线的长,易发生衍射、干涉现象,波动性显著.红外线、可见光、紫外线均是由原子的外层电子受激发后而产生的,但频率不同.
答案:ACD基础巩固1.下列所举的电磁波中,电磁波的波长最长的是( )
A.收音机接收的短波
B.医院透视用的X射线
C.微波炉使用的微波
D.人体发出的红外线
解析:根据电磁波谱知,波长关系:短波>微波>红外线>X射线,可知波长最长的是短波,故选A.
答案:A能力提升 8.2011年3月11日,日本发生里氏9.0级地震,地震和地震引发的海啸造成大量建筑物倒塌.为了将埋在倒塌建筑中的被困者迅速解救出来,我们国家及时派出了救援队.救援队在救援过程中使用生命探测仪来寻找被压在废墟中的大量伤员,这种仪器主要是接收人体发出的( )
? A.可见光 B.红外线?
? C.紫外线 D.声音
解析:不同温度的物体会发出不同频率的红外线,生命探测仪就是根据人体发出红外线与周围环境不同而寻找的,故选B项.
答案:B祝您学业有成课件17张PPT。第四节 信息化社会
第五节 课题研究:社会生活中的电磁波电磁波及其应用 因特网
因特网是连接千百万台用于商店、学校及研究机构的计算机的全球性网络,是延伸到整个世界的主计算机网络.因特网和其他小网络连在一起,被称为信息高速公路.
因特网创建于1969年,当时它作为军用通信系统,用来连接军用计算机.后来为了让科学家通过计算机交换数据,各所高校纷纷加入因特网.允许企业加入因特网始于1993年.由于进入因特网很容易、便捷,因特网以惊人的速度发展了起来.现在因特网可用于娱乐、购物和日常信息的收集.有了因特网,世界就在你的面前. 一、信息的拾取和传感器
1.现代信息技术的三大基础是信息的 、 和 ,人类社会已经进入了 时代,传感技术、通信技术和计算机技术应运而生.?
2.人类为了从外界获取信息,必须借助于感觉器官. 可以代替、补充、延伸人的感觉器官功能.一、1.拾取 传输 处理 信息化
2.传感器 3.双金属温度传感器:把两种不同 的金属片贴合在一起,制成一条双金属片,温度变化时,因为两种金属片伸长不一样而发生弯曲,使电路的开关闭合或断开.?
4.光敏传感器:光敏电阻的阻值能随 而变化.可把光敏电阻连到电路中进行 .
5.压力传感器:根据电容器的电容随 的变化而变化的原理制成.热膨胀系数 光照的强度 自动控制 两极板间距离二、信息的传递和处理
1.电磁波可以通过________、________进行有线传输,也可以进行无线传输.
2.电信号分为模拟信号和数字信号,________抗干扰能力强,容易加密,便于计算机处理.二、1.电缆 光缆
2.数字信号传感器 1.常用传感器的原理:利用某些物理、化学或生物学效应进行工作.
2.从接收信息分类
(1)物理传感器:用于完成视觉、听觉、触觉功能的传感器,其接收的是光、声波、压力等物理信息.?
(2)化学(或生物)传感器:代替味觉、嗅觉功能的传感器.
3.常用传感器
(1)温度传感器,把温度的高低转变成电信号.原理:利用物体的某一物理性质随温度的变化而改变的特性制成的.例如:热敏电阻可以制成温度传感器.温度传感器的原理如下图所示,其中Rt是热敏电阻器.应用的范围:空调机、电冰箱、微波炉、消毒碗柜等.
另外,还有双金属片温度传感器,把两种不同热膨胀系数的金属片贴合在一起,当温度变化时来控制电路的通和断.日光灯的启动器中就有一个双金属温度传感器.
(2)光敏电阻传感器,光敏电阻的阻值随光照强度变化而变化.光照强度变大,电阻变小,光敏电阻能把光照强度这个光学量转变为电阻这个电学量.(3)红外线传感器,接收携带着信息的红外线,转换成电信号,从而得知辐射源的相关参数或信息.
应用范围:航空摄影、自动门、生命探测器、非接触式红外测温仪、家电遥控系统、防盗、防火报警器.
(4)生物传感器,是利用各种生物或生物物质特性做成的,用以检测与识别生物体内化学成分的传感器.
应用范围:医疗卫生行业.医院中各种进行生化分析检验的仪器大多用到生物传感器.
(5)其他传感器:压力传感器、气体传感器、味觉传感器等. 关于传感器的应用,下列说法正确的是( )
A.传感器担负着信息采集的任务
B.传感器是自动报警的主要组成部分
C.传感器都是把感受到的物理量转化成电学量
D.要测量物理量只能借助传感器
解析:传感器感受的通常是非电学量,如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等,而它输出的大多是电学量,如电压、电流、电荷等,这些输出信号是非常微弱的,一般要经过放大等处理后,再送给控制系统产生各种控制动作.
答案:ABC变式迁移 完成下列人的感觉与传感器的关系:答案:视觉 嗅觉 听觉 味觉 触觉基础巩固1.商场里常用电子秤,电子秤中使用的是 ( )
A、温度传感器 B、压力传感器
C、超声传感器 D、红外线传感器解析:传感器能将温度、力、声、光等非电学量转化的电压、电流等电学量的元件。电子秤能将受力的信息转化为电信号故电子称中使用的是压力传感器。
答案:B能力提升 7.家用电饭锅使用的传感器类型是( )
?A.温度传感器 B.红外传感器?
? C.声音传感器 D.湿度传感器?
解析:家用电饭锅需控制温度,所以应用温度传感器.?
答案:A祝您学业有成