课件8张PPT。物理配粤教版选修3-2目录第一节 电磁感应现象
第二节 研究产生感应电流的条件
第三节 探究感应电流的方
第四节 法拉第电磁感应定律电磁感应 电磁感应 第五节 法拉第电磁感应定律(一)
第六节 法拉第电磁感应定律(二)
第七节 自感现象及其应用
第八节 涡流现象及其应用第一节 认识交变电流
第二节 交变电流的描述
第三节 表征交变电流的物理量交变电流第四节 电感器对交变电流的作用
第五节 电容器对交变电流的作用
第六节 变压器
第七节 远距离输电交变电流第一节 认识传感器
第二节 探究传感器的原理
第三节 传感器的应用
第四节 用传感器制作自控装置传感器 祝您学业有成课件25张PPT。第一节 电磁感应现象
第二节 研究产生感应电流的条件电磁感应 1．了解电磁感应的发现过程．
2．理解电磁感应现象及其产生的条件．
3．运用电磁感应现象产生的条件判断回路是否有感应电流．1. 电磁感应现象
由____生____的现象，叫做电磁感应现象．由电磁感应现象产生的电动势称为_____，产生的电流，称为____．
2．磁通量
(1)定义：______与_____ 的乘积，叫做穿过这个面的磁通量．
(2)公式：_____ ; 单位：____； 符号：___
(3)矢量性： ______，但有正负．
说明：Φ的正负意义是从正、反两面穿入，若从一面穿入为正，则从另一面穿入为负．
答案：1．磁 电 感应电动势 感应电流
2．(1)磁感应强度B 垂直于B的面积S
(2)Φ＝BS 韦伯 Wb (3) 标量(4)意义：指穿过这个面的__________________．磁感线越密的地方，也就是穿过单位面积的磁感线条数 ________的地方，磁感应强度B ______.因此，B越大，穿过这个面的磁感线条数越多， ____________.
(5)磁通量的变化：ΔΦ＝________ ，即末、初磁通量的差．
3．感应电流产生的条件：穿过闭合电路的__________发生变化，闭合电路中就有感应电流产生．如果电路不闭合，则只有__________而无感应电流产生．
答案：(4)磁感线条数 越多 越大 磁通量就越大
(5)Φ2－Φ1
3．磁通量 感应电动势考点一 电流的磁效应与电磁感应现象的区别1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流能够产生磁场——电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在着联系，受到这一发现的启发，人们开始考虑这样一个问题：既然电流能够产生磁场，反过来，利用磁场是不是能够产生电流呢？不少科学家进行了这方面的探索，英国科学家法拉第，坚信电与磁有密切的联系．经过10年坚持不懈地努力，于1831年终于取得了重大的突破，发现了利用磁场产生电流的条件．电流的磁效应是指电流周围产生磁场即“电生磁”，而电磁感应现象是利用磁场产生感应电流即“磁生电”，是两种因果关系相反的现象． 下列现象属于电磁感应现象的是( )
A．莱顿瓶放电使缝衣针磁化
B．载流导线使小磁针发生偏转
C．指南针总是大致指向南北方向
D．放在磁铁附近的导体环在靠近磁铁过程中产生了电流
解析：电磁感应现象是磁生电的过程，只有D符合题意．
答案：D考点二 感应电流产生的条件 产生感应电流的条件：①电路闭合；②穿过电路的磁通量发生变化
分析是否产生感应现象，关键是分析穿过闭合线圈的磁通量是否变化，而分析磁通量是否有变化，关键是分清磁通量的分布，即分清磁感线的疏密变化和磁感线方向的变化及有效磁场面积的变化． 如图所示，可以使电流表指针发生偏转的情况是( )
A. 开关S断开，导线ab竖直向下运动
B．开关S闭合，导线ab竖直向上运动
C．开关S断开，导线ab从纸里向纸外运动 D．开关S闭合，导线ab从纸外向纸里运动
解析：为使电流表指针发生偏转，电路中应有感应电流产生，这就需同时满足两个条件：一是电路要闭合；二是一部分导体做切割磁感线运动．对照图中装置可知，A、B、C都错．
答案：D练习1．如下图所示，表示垂直于纸面的一根导体，它是闭合电路的一部分，它在下面各图中按所示方向运动时，不会产生感应电流的是( )解析：C中导体沿着磁感线运动，不切割磁感线，不产生感应电流．
答案：C2．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是( )
A．穿过闭合电路的磁感线条数发生变化时，电路中有感应电流
B．闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生
C．闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流
D．穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流
解析：闭合线圈产生感应电流的条件是穿过线圈的磁通量发生变化，B和C选项磁通量不一定变化，A和D符合条件．
答案：AD一、磁通量变化的原因
判断闭合回路中是否有感应电流产生，应抓住磁通量是否发生变化这一理论依据，而磁通量变化的常见原因是：①穿过闭合回路的磁感应强度B发生变化．②闭合回路面积S发生变化．③磁感应强度B和面积S的夹角发生变化．练习3．某学生做“探究电磁感应的产生条件”的实验，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路，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：在蓄电池电路中加开关，通、断开关时会有变化的电流，将在线圈B中产生变化的磁场和磁通量．图中把开关接入线圈B的电路中，对电流的变化不起作用．
答案：A 如图所示，将一个矩形线圈ABCD放入匀强磁场中，若线圈平行于磁感线，则下列运动中，哪些在线圈中会产生感应电流( )
A．矩形线圈做平行于磁感线的平移运动
B．矩形线圈做垂直于磁感
线的平移运动
C．矩形线圈绕AB边做转动
D．矩形线圈绕BC边做转动 解析：根据产生感应电流的条件可知，判断闭合线圈中是否产生感应电流，关键是判断线圈中磁通量是否发生变化．选项A中，矩形线圈做平行于磁感线的平移运动，磁通量不发生变化，无感应电流．选项B中，矩形线圈做垂直于磁感线的平移运动，磁通量不发生变化，无感应电流．选项C中，矩形线圈绕AB边做转动，穿过线圈的磁通量必定发生变化，产生感应电流．选项D中，矩形线圈绕BC边做转动，没有磁感线穿过线圈，磁通量恒为零，线圈中没有感应电流．
答案：C二、如何求磁通量的变化量
在研究某一闭合的磁场分布情况时，我们除了对磁感应强度这个物理量感兴趣外，还要考虑单位面积内的磁感线条数，这时我们可以用磁通量这个物理量来表示，用公式Φ＝BScosθ来计算，其中θ是S与垂直磁场方向的夹角．
一般有以下两种情况：
(1)磁感应强度B和θ不变，有效面积S改变，则ΔΦ＝Φt－Φ0＝BΔScosθ
(2)磁感应强度B变化，磁感线穿过的有效面积S和θ不变，则：
ΔΦ＝Φt－Φ0＝ΔBScosθ 一个100匝的线圈，其横截面积是边长为L＝0.20 m的正方形，放在磁感应强度为B＝0.5 T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．若将这个线圈横截面积的形状由正方形变为圆形(横截面积的周长不变)，这一过程中穿过线圈的磁通量改变多少？解析：线圈横截面是正方形时的面积：
S1＝L2＝(0.20)2 m2＝4.0×10－2 m2
穿过线圈的磁通量：
Φ1＝BS1＝0.50×4.0×10－2Wb＝2.0×10－2Wb
横截面形状变为圆形时，半径
横截面积大小
穿过线圈的磁通量，
Φ2＝BS2＝ ≈2.55×10－2Wb
此时，磁通量的变化
ΔΦ＝Φ2－Φ1 ＝ ×10－2 Wb＝5.5×10－3 Wb
答案：5.5×10－3 Wb 1.如图所示，两个同心圆形
线圈a、b在同一水平面内，圆半
径Ra>Rb，一条形磁铁穿过圆心垂
直于圆面，穿过两个线圈的磁通量
分别为Φa和Φb，则：( )
A．Φa>Φb B．Φa＝Φb
C．Φa<Φb D．无法判断解析：磁体的内部，磁场是由S到N，而外部是由N到S.A、B圈包含的内部的磁通量都相等，在磁铁外部，磁场方向与内部相反，线圈和磁铁之间的面积越大，抵消的磁通量越多．所以Φa＜Φb
答案：C4．关于磁通量的概念，下列说法正确的是( )
A．磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大
B．穿过线圈的磁通量为零时，该处的磁感应强度不一定为零
C．磁感应强度越大，线圈面积越大，穿过的磁通量越大
D．穿过线圈的磁通量大小可用穿过线圈的磁感线条数来衡量
解析：根据磁通量的概念Φ＝BScosθ可知A、C错，B对；磁通量的大小可以用穿过线圈的磁感线条数来衡量．
答案：BD祝您学业有成课件30张PPT。第七节 自感现象及其应用
第八节 涡流现象及其应用电磁感应 1. 知道什么是自感现象和自感电动势，知道自感系数及影响自感系数的因素．
2. 知道日光灯的基本原理和结构．
3. 知道涡流是如何产生的，知道如何利用和防止．1．自感现象：是由于__________ 的电流发生变化而产生的电磁感应现象．
2．自感电动势的大小跟__________________有关系，跟__________有关．描述____________________的物理量叫做自感系数．简称为________或者________．
1．导体本身
2. 穿过线圈的磁通量变化的快慢 线圈本身特性 通电线圈自身特性 自感 电感3．自感系数跟线圈的______、_______、_____ 等因素有关：线圈越______、横截面积越_____，匝数越______，它的自感系数就越_____；另外有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时______．
4．用整块金属材料作铁芯的线圈，当线圈中通有变化的电流时，变化的电流会产生变化的_____，变化的_____穿过______，整个铁芯会自成电路，产生______．
3. 形状 长短 匝数 长 大 多 大 大得多
4. 磁场 磁场 铁芯 涡流考点一 自感现象由于通电导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象叫自感现象，在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势．自感现象是一种特殊的电磁感应现象，同样遵循楞次定律．
因此自感电动势的方向总是阻碍原来电流的变化．
即电流增大时，自感电动势阻碍电流增大；当电流减小时，阻碍电流减小，因此自感电动势总是起着延缓电流变化的作用．
而自感电动势的大小决定于线圈本身的构造和穿过线圈磁通量变化的快慢． 如图所示的电路中有L1和L2两个完全相同的灯泡，线圈L的电阻忽略不计，下列说法中正确的是 ( )
A．闭合S时，L2先亮，L1
后亮，最后一样亮
B．断开S时，L2立刻熄灭，
L1过一会儿熄灭
C．L1中的电流始终从b到a
D．L2中的电流始终从c到d解析：闭合S时，L2中立即有从d到c的电流，先亮，线圈由于自感作用，通过它的电流将逐渐增加，所以L1逐渐变亮．电路稳定后自感作用消失，线圈L相当于导线，所以L1、L2最后一样亮，选项A正确．
断开S时，L2中由电源提供的电流立即消失，但是L1中从b到a的电流由于自感的阻碍作用只能逐渐减小，该电流与L2形成回路．因此L1、L2都将过一会儿才熄灭，选项B错误．L1中的电流始终由b到a，L2中的电流先由d到c，后由c到d,选项D错误.
答案：AC 练习 1．如下图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关，关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是( )
A．合上开关，a先亮，b后亮；
断开开关，a、b同时熄灭
B．合上开关，b先亮，a后亮；
断开开关，a先熄灭，b后熄灭
C．合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a、b同时熄灭
D．合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭解析：合上开关，由于自感L产生自感电动势阻碍a的电流增大，a逐渐变亮，所以b先亮，a后亮．断开开关，由于自感L产生自感电动势阻碍a的电流减小，又因为a、b和L形成一个闭合回路，所以a、b同时熄灭．
答案：C考点二 自感系数(L)1．L的物理意义：在线圈中电流强度的变化率相同的情况下，L越大，则自感电动势越大，自感现象越明显，说明L是表示线圈自感能力的物理量.
2. L的大小决定因素：线圈长度、横截面积、单位长度上的匝数、有无铁芯.
3. L的单位：享利(H) 1享＝1伏·秒/安.练习2．关于线圈的自感系数，下列说法正确的是( )
A．线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大
B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零
C．线圈中电流变化越快，自感系数越大
D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定D考点三 日光灯的工作原理 1．日光灯的组成：镇流器、灯管、启动器.
2．日光灯的发光：灯管中气体导电，发出
紫外线，照射管壁的荧光粉，然后发光，灯管中
气体要导电，需要较高的瞬时电压，这个瞬时电
压需要镇流器和启动器的配合完成．
3．日光灯的点燃过程：
(1)如图所示，闭合开关，电压加在启动器两极间，氖气放电发出辉光，产生的热量使U型动触片膨胀伸长，跟静触片接触使电路接通．灯丝和镇流器中有电流通过．
(2) 电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U型片冷却收缩，两个触片分离，电路自动断开． (3)在电路突然断开的瞬间，由于镇流器电流急剧减小，会产生很高的自感电动势，方向与电源电动势方向相同，这个自感电动势与电源电压加在一起，形成一个瞬时高压，加在灯管两端，灯管中的气体开始放电，于是日光灯成为电流的通路开始发光．
镇流器的作用：在日光灯点燃时，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，对灯管起到降压限流作用．日光灯管在点燃和正常发光时的工作状态：日光灯管在点燃时，需要大约500～700 V的瞬时高压，这个高压是由镇流器产生的自感电动势与电源电压叠加后产生的．当灯管点燃后，它的电阻变得很小，只允许通过较小的电流，它两端的电压变小，工作电压大约100～120 V，镇压器这时又起到给灯管降压限流的作用．练习3．关于日光灯的工作原理，下列说法正确的( )
A. 镇流器的作用是将交流电变为直流电
B. 在日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时高压，使灯管开始工作
C．日光灯正常发光时，启动器的两个触片是分离的
D．日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直接辐射的解析：镇流器的作用是当日光灯启动时，利用自感现象产生瞬时高压；当日光灯正常发光时，利用自感现象，对灯管起到降压限流作用．所以A错B对．由日光灯的工作原理可知，启动器的两个触片分离使得镇流器电流急剧减小，由于自感镇流器会产生很高的自感电动势，方向与电源电动势方向相同，这个自感电动势与电源电压加在一起，形成一个瞬时高压，使灯管中的气体开始放电，于是日光灯成为电流的通路开始发光．所以日光灯正常发光时，启动器的两个触片是分离的，C对．日光灯的可见光是汞蒸气导电时发出紫外线，使涂在管壁上的荧光粉发出柔和的可见光．不是汞蒸气发出，D错．
答案：BC考点四 涡流现象及其应用涡流实际是一种特殊的电磁感应现象，只要把金属块放在变化的磁场中，或者是让金属块在磁场中运动，金属块均可产生涡流．
这种电流在金属块内会自成闭合电路，像水的漩涡一样，整块金属的电阻很小，故涡流通常很强．磁场变化越快，导体的横截面积越大，导体的电阻率越小，形成的涡流就越大．1．涡流现象的应用
(1)涡流的热效应：例如日常生活用的电磁炉和工业生产用的感应炉.
(2)涡流的阻尼作用：例如在一些电学仪表中，利用电磁阻尼使仪表的指针迅速地停在它所测出的刻度上，以及高速机车制动的涡流闸等．
2．涡流的防止
例如变压器和电动机的铁芯都不是整块金属． 变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是因为( )
A．增大涡流，提高变压器的效率
B．减少涡流，提高变压器的效率
C．增大铁芯的电阻，以产生更多的热量
D．增大铁芯的电阻，以减少发热量
解析：不使用整块硅钢而采用很薄的硅钢片，这样做的目的是增大铁芯中的电阻，阻断涡流电路，减少电能转化为铁芯的内能，提高变压器的效率．
答案：BD练习4．下列没有应用涡流现象的是( )
A．真空冶炼炉
B．变压器硅钢片叠压的铁芯
C．金属探测器
D．电表线圈用铝框做线圈骨架解析：真空冶炼炉是利用强大涡流在金属块中产生的热量将金属块熔化，A对；变压器硅钢片叠压成铁芯是为了增大铁芯中的电阻，阻断涡流电路，减少电能转化为铁芯的内能，提高变压器的效率，B错；金属探测器原理是它本身产生高频磁场，靠近金属块时，物块内会形成涡流，涡流的磁场对原磁场会有一定的影响，从而能够检测，C对；电表用铝框做线圈骨架，目的是在指针摆动时，铝框摆动，在铝框内形成涡流，指针机械能转化为电能会很快停止摆动，利用了涡流的阻尼作用，D对．
答案：B1．分析自感现象时，关键是搞清原电流的方向及产生的自感电动势的作用．
2．断电时自感电动势所对应的电流大小与原电流的大小相等，之后以此电流开始缓慢减小到零．5．如图所示的电路，L为自感线圈，R是一个灯泡，E是电源，当S闭合瞬间，通过电灯的电流方向是_______．当S切断瞬间，通过电灯的电流方向是________．练习解析：当S闭合时，流经R的电流是A→B.当S切断瞬间，由于电源提供给R及线圈的电流立即消失，因此线圈要产生一个和原电流方向相同的自感电动势来阻碍原电流减小，所以电流流经R时的方向是B→A.
答案：A→B，B→A1．一个线圈的电流在均匀增大，则这个线圈的( )
A．自感系数也将均匀增大
B．自感电动势也将均匀增大
C．磁通量的变化率也将均匀增大
D．自感系数、自感电动势都不变解析：自感系数是线圈本身特征的物理量，不随电流而变；电流均匀变化，则磁通量的变化率和自感电动势均不变．故D选项正确．
答案：D5．如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是( )
A．铁 B．木
C．铜 D．铝
解析：小球的材料若是铁，则磁铁会吸引小球，小球会加速运动，排除A；若小球是铜或铝制成的，靠近磁铁时，小球会产生涡电流，动能转化为电能再转化为内能，小球做减速运动，所以C、D对．
答案：CD祝您学业有成课件36张PPT。第三节 探究感应电流的方向电磁感应 1．理解楞次定律的内容，理解楞次定律中“阻碍”二字的含义，能初步应用楞次定律判定感应电流的方向；
2．知道右手定则，并能用右手定则判断导线切割磁感线产生的感应电流的方向．1．楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要______ 引起感应电流的_______．
2．楞次定律的另一种表述：感应电流的效果______产生感应电流的原因．
3．右手定则：
(1)内容：伸开____手，让大拇指跟其余四指______，并且都跟手掌在__________，让磁感线从掌心________进入，大拇指指向______，其余四指的指向就是导体中_____方向．
(2)适用条件：只适用于闭合电路中的部分导体作_____运动时产生的感应电流的方向判定．
答案：1. 阻碍 磁通量的变化 2．总要阻碍
3．(1)右 垂直 同一平面内 垂直 导体运动方向 感应电流 (2)切割磁感线考点一 楞次定律的理解1．内容：感应电流的磁场，总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．
2．四步理解楞次定律：
a．明白谁阻碍谁——感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量的变化．
b．弄清阻碍什么——阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身．
c．熟悉如何阻碍——当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即“增反减同”．
d．知道阻碍的结果——“阻碍”也不能理解成“阻止”，当原磁场减弱时，感应电流产生的磁场只能对原磁场起补偿作用，而穿过回路的磁通量却仍然是减少的．3．楞次定律的本质
(1)楞次定律中的“阻碍”作用，也是能的转化和守恒定律的反映，在克服这种阻碍的过程中，其他形式的能转化为电能这是理解楞次定律的另一种表述．
(2)从能的转化和守恒定律本质上分析，楞次定律可广义地表述为：感应电流的“效果”总要反抗(或阻碍)引起感应电流的“原因”．表现形式有四种：
a．阻碍原磁通量的变化：增反减同．
b．阻碍物体间的相对运动：有的人把它称为“来拒去留”．
c．增缩减扩：磁通量增大，面积有收缩的趋势，磁通量减小，面积有扩大的趋势．
d．阻碍原电流的变化(自感)．(第七节学习) 4．应用楞次定律的步骤
a．明确原来的磁场方向
b．判断穿过(闭合)电路的磁通量是增加还是减少
c．根据楞次定律确定感应电流(感应电动势)的方向
d．用安培定则(右手螺旋定则)来确定感应电流(感应电动势)的方向 如图所示，试判断当开关S闭合和断开瞬间，线圈ABCD中的电流方向．
解析：按照楞次定律的应用步骤进行判定：
当S闭合时：
(1)研究回路是ABCD，穿过
回路的磁场是电流I产生的磁场，
方向由右手螺旋定则判断出是垂直纸面向外，且磁通量增大.(2)由楞次定律得知感应电流的磁场方向应是和原磁场方向相反即垂直纸面向里．
(3)由右手螺旋定则判知感应电流方向是B→A→D→C .
当S断开时：
(1)研究回路仍是线圈ABCD，穿过回路的原磁场仍是I产生的磁场，方向由右手螺旋定则判知是垂直纸面向外，且磁通量减小.
(2)由楞次定律知感应电流磁场方向应是和原磁场方向相同即垂直纸面向外.
(3)由右手螺旋定则判知感应电流方向是A→B→C→D.
答案：见解析练习 1.如右图，一载流长直导线和一矩形框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行.已知在 t = 0 到 t = t1 的时间间隔内，直导线中电流 i 发生某种变化，而线框中的感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右.设电流 i 正方向与图中箭头所示方向相同，则 i 随时间 t 变化的图线可能是（ ）解析：要求框中感应电流顺时针，根据楞次定律，可知框内磁场要么向里减弱（载流直导线中电流正向减小），要么向外增强（载流直导线中电流负向增大）.线框受安培力向左时，载流直导线电流一定在减小；线框受安培力向右时，载流直导线中电流一定在增大.故答案选A.
答案：A考点二 右手定则1．内容：伸开右手，让大拇指与四指垂直，磁感线垂直穿入掌心，大拇指指向导体运动方向，四指指向则为感应电流方向．
2．正确区分楞次定律与右手定则的关系
①右手定则是楞次定律的特例，用右手定则求解的问题也可用楞次定律求解.
②右手定则较楞次定律方便，但适用范围较窄，而楞次定律应用于所有情况.
3．右手定则与左手定则的区别.
右手定则：已知导体运动方向和磁场方向，判断感应电流的方向．由运动产生电流，应用：发电机．
左手定则：已知电流方向和磁场方向，判断通电导体所受磁场力的方向．由电流产生运动，应用：电动机. 如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外．一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右)，则( )
A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a
B．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a
C．导线框离开磁场时，
受到的安培力水平向右
D．导线框进入磁场时，
受到的安培力水平向左解析：由右手定则可判断出导线框进入磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a，导线框离开磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a.由左手定则可判断导线框进入磁场时，受到的安培力水平向左，导线框离开磁场时，受到的安培力水平向左．
答案：D练习2．如图所示，MN、PQ为同一水平面的两平行导轨，导轨间有垂直于导轨平面的磁场，导体ab、cd与导轨有良好的接触并能滑动，当ab沿轨道向右滑时，则：( )
A．cd右滑
B．cd不动
C．cd左滑
D．无法确定
解析：当ab向右滑动时，闭合回路abcd中的磁通量增加，有楞次定律的另一种表述可知，cd应向右运动来阻碍磁通量的增加．(也可假设磁场方向后用右手定则和左手定则来判断，但较麻烦)．
答案：A理解楞次定律的另一种表述：感应电流总是反抗产生它的那个原因.
表现形式：
a．阻碍原磁通量的变化；增反减同．
b．阻碍物体间的相对运动，有的人把它称为“来拒去留”．
c．增缩减扩，磁通量增大，面积有收缩的趋势，磁通量减小，面积有扩大的趋势．
1．增反减同：当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向就与原磁场方向相反，当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方相同． 两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则( )
A．A可能带正电且转速减小
B．A可能带正电且转速增大
C．A可能带负电且转速减小
D．A可能带负电且转速增大解析：若A带正电，则A环中有顺时针方向的电流，则原磁场垂直A环向里，而感应电流的磁场方向垂直B环向外，由增反减同，说明原磁场在增加，转速在增大；若A环带负电，则A环中有逆时针方向的电流，则原磁场垂直A环向外，而感应电流的磁场方向垂直B环向外，说明原磁场在减小，原电流在减小，转速减小．
答案： BC2．来拒去留：感应电流阻碍相对运动，原磁场来时，感应电流的磁场要拒之，原磁场离去时，感应电流的磁场要留之． 如下图所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是( )
A．向右摆动
B．向左摆动
C．静止
D．无法判断
解析：方法一(微元分析法)：画出线圈所在处条形磁铁的磁场分布示意图，由楞次定律判断出环中感应电流方向，如图所示，将环等效为多段微小直线电流元，取上、下小段电流研究，由左手定则判断出它们的受力情况如图所示，由此可知，整个铜环受到的合力向右，且环有向内收缩的趋势．A正确．
方法二(等效法)：磁铁向右运动，使铜环产生感应电流后可等效为一条形磁铁，则两磁铁有排斥作用．故A正确．
方法三(阻碍相对运动法)：磁铁向右运动时，由楞次定律的另一种表述可知，铜环产生的感应电流总是阻碍导体间的相对运动，磁铁跟铜环之间有排斥作用，故A正确．
答案：A练习3．如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下但未插入线圈内部．当磁铁向下运动时( )
A．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引
B．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排
C．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引
D．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥解析：由增反减同，N极向下运动，原磁通量增加，感应电流磁场方向与原磁场方向相反，由安培定则知感应电流方向与图中箭头方向相同．由来拒去留知磁铁与线圈相互排斥．
答案：B3．增缩减扩：回路原磁通量增大时，闭合回路的面积有收缩的趋势，原磁通量减少时，闭合回路面积有扩大的趋势 . 如下图所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈B中通以图中所示的交变电流，设t＝0时电流沿逆时针方向(图中箭头所示)．对于线圈A，在t1～t2时间内，下列说法中正确的是( )
A．有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势
B．有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势
C．有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势
D．有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势 解析：t1～t2时间内，B中的电流为顺时针增大，由增反减同，A中的感应电流要与B中的电流相反，A中的电流为逆时针，由增缩减扩，A的面积有收缩的趋势．
答案：D练习 4．水平桌面上放一闭合铝环，在铝环轴线上方有一条形磁铁，如下图所示．当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速运动时，下列判断正确的是( )
A．铝环有收缩的趋势，
对桌面的压力增大
B．铝环有扩张的趋势，
对桌面的压力增大
C．铝环有收缩的趋势，对桌面的压力减小
D．铝环有扩张的趋势，对桌面的压力减小解析：铝环中有感应电流产生，阻碍磁铁的插入，阻碍磁通量的增加．所以铝环有收缩的趋势，以缩小面积来阻碍磁通量的增加．由牛顿第三定律可知，磁铁对铝环有向下的作用力．
答案：A 1.如右图所示，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里， a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形．设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中( )
A．线圈中将产生abcd方向的感应电流
B．线圈中将产生adcb方向的感应电流
C．线圈中产生感应电流的方向先是
abcd，后是adcb
D．线圈中无感应电流产生
解析：由几何知识知，周长相等的几何图形中，圆的面积最大．当由圆形变成正方形时磁通量减少．再根据楞次定律可判断感应电流的方向为abcd，A正确．
答案：A
4. 根据楞次定律可知感应电流的磁场一定是( )
A．与引起感应电流的磁场方向相同
B．与引起感应电流的磁场方向相反
C．阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D．感应电流的磁场方向取决于磁通量是增大还是减小
解析：根据楞次定律的内容，感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量的变化，原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即“增反减同”．
答案：CD祝您学业有成课件30张PPT。第五节 法拉第电磁感应定律(一)电磁感应 1．了解法拉第电机原理.
2．理解电磁感应中的电路问题及其应用.
3．理解电磁感应中的图象问题及其应用． 1．法拉第电机是应用导体棒在磁场中_______而产生感应电动势的原理制成的．
2. 在电磁感应现象中，_________或磁通量发生变化的回路将产生________，该导体或回路就相当于______，将它们接上电阻等用电器，便可对用电器供电，在闭合回路中形成________．
3．电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图象，即_____、_______、______和___图象等．对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图象，即E－x图象和I－x图象．
1．切割磁感线
2．切割磁感线的导体 感应电动势 电源 电流
3．B－t图象 Φ－t图象 E－t 图象 I－t考点一 法拉第电机原理 法拉第最早设计的“铜盘发电机”
如右图所示，因为整个圆盘可看成是
由许许多多辐条合并起来的，铜盘在
垂直盘面的匀强磁场内匀速转动时所
产生的感应电动势，与其中一条半径
做切割磁感线运动所产生的感应电动势大小、方向相同，但内阻很小，因此，通过与盘心的两电刷即可向外电路供电，在法拉第电机中，产生感应电动势的那部分导体(半径OA)相当于电源，如果它与用电器连接就组成了闭合电路，在电源内部，感应电流的方向是从电源的负极经用电器流向电源的正极；在外电路，电流从电源的正极经用电器流向电源的负极．直导线绕其一端在垂直匀强磁场的平面内转动时产生的感应电动势，计算公式E＝BL ，式中 是导体上各点切割速度的平均值，即 ，所以E＝ BL2ω 如图所示，长L＝10 cm的金属
棒ab在磁感应强度B＝2 T的匀强磁场中
以a端为轴，在垂直磁场方向的平面内
以角速度ω＝10 rad/s做顺时针方向的匀
速转动．ab两端的电势差是_____V，
a、b两端______端电势高，_____端电势低．解析：计算ab切割磁感线产生感生电动势时的速度可采用a、b两点速度的平均值，即 ，ab的感生电动势 ．若在a、b两端接上外电路，由右手定则可知感生电流由b端流出，ab作为电源，b端电势高. a点的电势低.
答案：0.1 V b a练习 1．如图所示，粗细均匀的金属环
的电阻为R，可转动的金属杆OA的电
阻为R/4.杆长为L.A端与圆环相接触，
一阻值为R/2定值电阻分别与杆的端
点O及环边连接，杆OA在垂直于环
面向里的磁感应强度为B的匀强磁场
中绕O点以角速度ω顺时针转动，当A点转动到最上面时，电路中流过定值电阻的电流． 解析：杆OA切割磁感线产生感应电动势，相当于电源．其电动势：E＝ BωL2
当A点转动到最上面时，A点沿顺时针方向到D和沿逆时针方向到D的两部分电阻(均为 )并联，再与 串联，其总电阻：
R总＝ ＋R并＋ ＝R
电路中总电流
通过定值电阻的电流即为总电流答案：考点二 电磁感应中的图象问题1．电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图象，即B－t图象、Φ－t图象、E－t 图象和I－t图象等．对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图象，即E－x图象和I－x图象．
2. 这些图象问题大体上可分为两类：由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象，或由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量．
3. 不管是何种类型，电磁感应中的图象问题常需利用右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解决. 一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里，如图所示．以I表示线圈中的感应电流，以图中的线圈上所示方向的电流为正，则下图中的I－t图正确的是( )解析：由图象可知，在0到1秒的时间内，磁感应强度均匀增大，那么感应电流的方向为逆时针方向，与图示电流方向相反，为负值，排除B、C选项．根据法拉第电磁感应定律，其大小E＝ ，在2到3秒和4到5秒内，磁感应强度不变，磁通量不变，无感应电流生成，D错误，所以A选项正确．
答案：A练习 2．在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图a所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图b变化时，下图中能正确表示线圈中感应电动势E变化的是( )解析：在第1 s内，由楞次定律可判定电流为正，其产生的感应电动势E1 ，在第2 s和第3 s内，磁场B不变化，线圈中无感应电流，在第4 s和第5 s内，B减小，由楞次定律可判定，其电流为负，产生的感应电动势E1 ，由于ΔB1＝ΔB2，Δt2＝2Δt1，故E1＝2E2，由此可知，A选项正确．
答案：A电磁感应中的电路问题
1．在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，将它们接上电阻等用电器，便可对用电器供电，在回路中形成电流；将它们接上电容器，便可使电容器充电，因此电磁感应问题又往往跟电路问题联系在一起．解决这类问题，不仅要考虑电磁感应中的有关规律，如右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等，还要应用电路中的有关规律，如欧姆定律、串联、并联电路电路的性质等. 2. 解决电磁感应中的电路问题，必须按题意画出等效电路图，将感应电动势等效于电源电动势，产生感应电动势的导体的电阻等效于内电阻，求电动势要用电磁感应定律，其余问题为电路分析及闭合电路欧姆定律的应用．
3. 一般解此类问题的基本思路是：
(1)明确哪一部分电路产生感应电动势，则这部分电路就是等效电源
(2)正确分析电路的结构，画出等效电路图
(3)结合有关的电路规律建立方程求解． 如右图所示，在绝缘光滑
水平面上，有一个边长为L的单匝正
方形线框abcd，在外力的作用下以恒
定的速率v向右运动进入磁感应强度
为B的有界匀强磁场区域．线框被全部拉入磁场的过程中线框平面保持与磁场方向垂直，线框的ab边始终平行于磁场的边界．已知线框的四个边的电阻值相等，均为R.求：
(1)在ab边刚进入磁场区域时，线框内的电流大小；
(2)在ab边刚进入磁场区域时，ab边两端的电压；
(3)在ab边刚进入磁场区域时，cd边两端的电压． 解析：(1)如图ab边切割磁感线产生的感应电动势为：E＝BLv
所以通过线框的电流为：
(2)ab两端的电压为路端电压：Uab＝I·3R
所以Uab＝
(3)cd两端的电压为部分电压 Uab＝I·R
所以Ucd＝答案：（1） （2） （3） 练习 3．如右图，足够长的光滑
平行金属导轨MN、PQ固定在一
水平面上，两导轨间距L＝0.2 m，
电阻R＝0.4 Ω，电容C＝2 mF，导轨上停放一质量m ＝0.1 kg、电阻r ＝0.1 Ω的金属杆CD，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于方向竖直向上B ＝0.5 T的匀强磁场中．现用一垂直金属杆CD的外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始向右运动．求：
(1)若开关S闭合，力F恒为0.5 N，CD运动的最大速度；
(2)若开关S闭合，使CD以(1)问中的最大速度匀速运动，现使其突然停止并保持静止不动，当CD停止下来后，通过导体棒CD的总电量；解析：(1) CD以最大速度运动是匀速直线运动：
此时：F＝BIL
又 I＝ 得：vm＝ ＝25 m/s
(2) CD以25 m/s的速度匀速运动时，电容器上的电压为UC，则有：
UC＝ BLv＝2.0 V
电容器下极板带正电．
电容器带电：Q ＝ CUC ＝ 4×10－3C
CD停下来后，电容器通过MP、CD放电，通过CD的电量：
QCD＝ Q＝3.2×10－3C1.如右图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里. abcd 是位于纸面内的梯形线圈，ad 与 bc 间的距离也为l. t=0 时刻，bc 边与磁场区域边界重合.现令线圈以恒定的速度 v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域.取沿 a→b→c→d→a 的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流 I 随时间 t 变化的图线可能是（ ）解析：进入磁场时，切割磁场的有效长度越来越短，电流越来越小，方向逆时针;出磁场时，切割磁场的有效长度越来越短，电流越来越小，方向顺时针.
答案：B 4．下图是法拉第研制成的世界上第一台发电机模型的原理图．将铜盘放在磁场中，
让磁感线垂直穿过铜盘，图
中a、b导线与铜盘的中轴线
处在同一平面内，转动铜盘，
就可以使闭合电路获得电流．
若图中铜盘半径为L，匀强磁
场的磁感应强度为B，回路总电阻为R，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为ω.则下列说法正确的是( )A．回路中电流大小恒定
B．回路中电流方向不变，且从b导线流进灯泡，再从a流向旋转的铜盘
C．回路中有大小和方向作周期性变化的电流
D．若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的变化的磁场，在回路中电流大小也恒定解析：把铜盘看作若干条由中心指向边缘的铜棒组合而成，当铜盘转动时，每根铜棒都在切割磁感线，相当于电源，由右手定则知，中心为电源正极，盘边缘为负极，若干个相同的电源并联对外供电，电流方向由b经灯泡再从a流回铜盘，方向不变，B对，回路中感应电动势为E＝BL＝ BωL2，所以电流 ，A对．
答案：AB祝您学业有成课件27张PPT。第六节 法拉第电磁感应定律(二)电磁感应 1．了解电磁流量计原理；
2．理解电磁感应中的动力学问题；
3．理解电磁感应中的能量问题．一、电磁流量计
电磁流量计由_________和________两大部分组成．它具有________、________、_______等优点．
二、电磁感应中的能量
电磁感应现象中产生的电能是通过________做功转变而来的，________做了多少功，就有多少电能产生，而这些电能又通过________使电阻发热转变成内能．
一、流量传感器 转换器 测量范围宽 反应快 易与其他自动控制装置配套
二、克服安培力 克服安培力 电流做功 考 点 电磁流量计的工作原理别如图所示，导电液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动，与流动方向垂直的方向上产生与流量成正比的感应电动势．设感应电动势为E，磁感应强度为B，测量管截面内平均流速为v，流量计导管内径为d，管壁ab两点间的感应电动势E＝Bvd.管中沿途的流量为 πd2v，所以Q＝ E. 电磁流量计广泛应
用于测量可导电流体(如污水)在
管中的流量(在单位时间内通过
管内横截面的流体的体积)，假
设流量计是如下图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c，流量计的两端与输送液体的管道相连接(图中虚线)．图中流量计的上、下两面是金属材料，前、后两面是绝缘材料，现在流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面，当导电液体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值，已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为( )解析：流体中有长度为c的导电液体切割磁感线产生电动势，相当于电源，感应电动势为E＝Bcv，内电阻为r＝ ρ 外电路电阻为R，根据闭合电路欧姆定律 I＝
再根据流量的定义式Q＝bcv ，可得选项A正确．
答案：A一、 电磁感应中的动力学问题
1．电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，因此，电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起，解决这类电磁感应中的力学问题，不仅要应用电磁学中的有关规律，如楞次定律、法拉第电磁感应定律、左右手定则、安培力的计算公式等，还要应用力学中的有关规律，如牛顿运动定律、动量定理、动能定理、动量守恒定律、机械能或总能量守恒定律等．要将电磁学和力学的知识综合起来应用.
要抓好受力情况和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→合外力变化→加速度变化→速度变化→周而复始地循环，循环结束时，导体达到稳定状态，加速度等于零，抓住a＝0，速度v达到最大值的特点．解决此类问题的基本方法是：
1．用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向．
2．求回路中的电流强度．
3．分析研究导体受力情况(包括安培力，用左手定则确定其方向)．
4．列动力学方程或平衡方程求解． 如图(a)所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L.M、P两点间接有阻值为R的电阻．一根质量为m的均匀金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直．整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下．导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦．
(1)由b向a方向看到的装置如图所示，请在此图中画出ab杆在下滑过程中某时刻的受力示意图；
(2)在加速下滑过程中，
当ab杆的速度大小为v时，
求此时ab杆中的电流及其
加速度的大小；
(3)求在下滑的过程中，ab杆可以达到的速度最大值．解析：(1)ab杆在下滑过程中受到三个力作用：重力mg，竖直向下；支持力N，垂直斜面向上；安培力F，沿斜面向上．受力分析如图所示．
(2)当ab杆速度为v时，感应电动势E＝BLv.此时电路中的电流
ab杆受到的安培力F＝BIL＝
设杆的加速度为a，由牛顿第二运动定律有：
mg sinθ－ ＝ma
得：a＝g sinθ－
(3)当 ＝mgsinθ时，
ab杆达到最大速度vm。 vm＝练习 1．水平面上两根足够长的光滑金属导
轨平行固定放置，间距为L，一端通过导线
与阻值为R的电阻连接；导轨上放一质量为m的金属杆(如图所示)，金属杆与导轨的电阻忽略不计．均匀磁场竖直向下，用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动．当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会变化，v和F的关系如图所示(取重力加速度g＝10 m/s2)
(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动？
(2)若m＝0.5 kg，L＝0.5 m，R＝0.5 Ω；
则磁感应强度B为多大？解析：(1)金属杆在运动过程中受到拉力、安培力(阻力作用)，拉力恒定，安培随着速度的增大而逐渐增大，因此，金属杆的加速度越来越小，即金属杆做加速度越来越小的变加速运动，杆最终将做匀速运动．
(2)金属杆的感应电动势E＝BLv，感应电流I＝
所以，金属杆受到的安培力F＝BIL＝
当金属杆受到的拉力等于安培力，即合力为零时，杆做匀速运动时，即
F＝
解得：B＝
当F＝10 N时，v＝16 m/s 解得：B＝ T2二、 电磁感应中的能量问题
1．从磁通量变化的角度来看，电磁感应所产生的效果总是要阻碍磁通量的变化；从导体和磁场的相对运动来看，电磁感应所产生的效果总是阻碍它们之间的相对运动．
2．从能量转化的角度来看，电磁感应现象的本质是通过克服磁场力做功，把机械能或其他形式的能量转化为电能的过程．
3．在电磁感应现象中，能量是守恒的．楞次定律与能量守恒定律是相符合的，认真分析电磁感应过程中的能量转化，熟练地应用能量转化与守恒定律是求解较复杂的电磁感应问题常用的简便方法．4．安培力做正功和克服安培力做功的区别：
电磁感应的过程，同时总伴随着能量的转化和守恒，当外力克服安培力做功时，就有其它形式的能转化为电能；当安培力做正功时，就有电能转化为其它形式的能.
5．在较复杂的电磁感应现象中，经常涉及求解焦耳热的问题．尤其是变化的安培力，不能直接由Q＝I2Rt解，用能量守恒的方法就可以不必追究变力、变电流做功的具体细节，只需弄清能量的转化途径，注意分清有多少种形式的能在相互转化，用能量的转化与守恒定律就可求解，而用能量的转化与守恒观点，只需从全过程考虑，不涉及电流的产生过程，计算简便． 如右图所示，平行光滑的
金属导轨竖直放置，宽为L，上端接
有电阻为R的定值电阻．质量为m的
金属杆与导轨垂直放置且接触良好．
匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应
强度为B.导轨和杆的电阻不计，金属杆由静止开始下落，下落h时速度达到最大，重力加速度为g，求：
(1)金属杆下落的最大速度；
(2)金属杆由静止开始下落至速度最大过程中，电阻R上产生的热量Q. 练习 2．把一个矩形线圈从有理想边界的
匀强磁场中匀速拉出(如下图)，第一次速
度为v1，第二次速度为v2且，v2＝2v1，则两种情况下拉力的功之比W1/W2＝______，拉力的功率之比P1/P2＝_____，线圈中产生的焦耳热之比Q1/Q2＝______.解析：设线圈的ab边长为L，bc边长为L′，整个线圈的电阻为R，把ab边拉出磁场时，cd边以速度v匀速运动切割磁感线产生的感应电动势E＝BLv.
其电流方向从c指向d，线圈中形成的感应电流：
cd边所受的安培力：F＝BIL＝为了维持线圈匀速运动，所需外力大小为：
F＝F′＝BIL＝
因此拉出线圈的过程外力的功：W＝FL′＝ v
外力的功率：P＝Fv＝ v2
线圈中产生的焦耳热：
由上面得出的W、P、Q的表达式可知，两情况拉力的功、功率、线圈中的焦耳热之比分别为1∶2、1∶4、1∶2
答案：1∶2、1∶4、1∶2. 1．如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈．当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是( )
A．FN先小于mg后大于mg，
运动趋势向左
B．FN先大于mg后小于mg，
运动趋势向左
C．FN先大于mg后大于mg，运动趋势向右
D．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右解析：当磁铁向右移动时磁通量增大，线圈中有顺时针电流而排斥，FN大于mg，线圈受安培力向右，运动趋势向右；经过中间后，当磁铁向右移动时磁通量减小，线圈中有顺时针电流而吸引，FN小于mg，线圈受安培力向右，运动趋势向右．
答案：D 5．如图所示，闭合金属环从曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则( )
A．若是匀强磁场，环滚上的
高度小于h
B．若是匀强磁场，环滚上的
高度等于h
C．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h
D．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h解析：匀强磁场时线圈磁通量没有变化，没有感应电流，所以没有热量产生，环滚上的高度等于h；非匀强磁场时，线圈磁通量有变化，有感应电流，所以有热量产生，环滚上的高度小于h.
答案：BD祝您学业有成课件23张PPT。第四节 法拉第电磁感应定律电磁感应 1．知道决定感应电动势大小的因素.
2．知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能对磁通量的变化量，磁通量的变化率进行区别.
3. 理解法拉第电磁感应定律的内容、数学表达式，能用其解答相关问题.
4. 会计算导线切割磁感线时感应电动势的大小. 1．感应电动势：在__________产生的电动势叫做感应电动势．产生感应电动势的那部分导体相当于_____．在产生感应电流的电路中，即使电路不闭合，没有感应电流，____依然存在．
2．磁通量的变化率：磁通量的变化率表示________的变化快慢．用______表示．其中____表示磁通量的变化量，Δt表示变化ΔΦ所用的时间．1．电磁感应现象中 电源 感应电动势
2．磁通量 ΔΦ3．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_____成正比，这就是法拉第电磁感应定律．数学表达式为______；若闭合电路是一个n匝线圈．每匝线圈中的磁通量的变化率都相同，则整个线圈中的感应电动势是单匝的n倍，数学表达式为______．在国际单位制中．磁通量的单位是_____，感应电动势的单位是_____．
4.导体切割磁感线时的电动势：导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时，若磁场、导体和运动速度两两垂直，产生的感应电动势的大小等于______、切割磁感线的____、导体切割磁感线的_____三者的乘积．数学表达式为______．若运动速度v与导体的长度l之间的夹角为θ.则感应电动势的数学表达式为______．3．磁通量的变化率 韦伯(Wb) 伏特(V)
4．磁感应强度 速度 有效长度 E＝BLv E＝BLvsinθ考点一 法拉第电磁感应定律的理解1．区别磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率
①磁通量Φ是穿过某一面积的磁感线的条数；磁通量的变化量ΔΦ＝Φ1－Φ2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．
②当磁通量很大时，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较小．Φ、ΔΦ、 三者之间没有必然的联系
③磁通量的变化率 ，是Φ－t图象上某点切线的斜率．2．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，若闭合电路有n匝线圈，则E＝n .
感应电流与感应电动势产生的条件：只要有磁通量发生变化，就一定产生感应电动势，与电路是否闭合无关，但要产生感应电流，电路一定要闭合． 在磁感应强度为B的匀强磁场中，面积为S的闭合线圈abcd垂直于磁场放置．现将线圈绕对称轴转过180°，在这个过程中产生的平均感应电动势多大？ 解析：若规定初位置的磁通量
为Φ1＝BS，则末位置的磁通量为
Φ2＝－BS，磁通量虽然是标量，但
有正负区别，正负表示磁感线穿过线
圈的差别．所以在此过程中磁通量的
变化为ΔΦ＝ ，由法拉第电磁感应定律可求得 电
动势
答案：练习1．一个匝数为100匝、面积为10 cm2的线圈垂直磁场放置，在0. 5 s内穿过它的磁场从1 T增加到9 T．求线圈中的感应电动势．代入数值可得：E=1.6V
答案：1.6V考点二 导体切割磁感线时的感应电动势导体切割磁感线时产生的感应电动势的大小：
E＝BLvsinθ.
应用时注意：
1．磁场为匀强磁场；
2．若v表示瞬时速度，则E表示瞬时感应电动势；若v表示平均速度，则E表示平均感应电动势；
3．L是导线的有效长度；
4．θ为B和v 之间的夹角，若B、v、L三者两两垂直，则E＝BLv.
5．式中各物理量的单位：B是特(T)，L是米(m)，v是米每秒(m/s)，E是伏(V) 如图所示，将长为1 m的导线从中间折成约106°的角，使其所在平面垂直于磁感应强度为0.5 T的匀强磁场，要使导线中产生4 V的感应电动势，导线切割磁感线的最小速度约为多少？解析：由于切割磁感线的导线是弯曲的，则应取与B、v垂直的有效长度．感应电动势E一定，当有效长度最长时，切割速度最小，故当导线沿与导线两端连线垂直的方向运动时，v最小．
根据E＝BLv得：答案：10 m/s练习2．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设运动的整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将( )
A．越来越大
B．越来越小
C．保持不变
D．无法确定解析： E＝Bl v sinθ ＝ Bl vx ；ab做平抛运动，水平速度保持不变，感应电动势保持不变．
答案：C公式E＝n 与E＝BLv的区别和联系
①法拉第电磁感应定律表达式E＝n 对一切电磁感应现象都适用，既能用来表示某一时刻(或某一位置)感应电动势的瞬时值，又可用来求某段时间Δt内感应电动势的平均值，但对中学物理来说，因受数学知识的限制，通常只用它求某段时间的平均值．
②公式E＝BLv 是由E＝n 推导出来的导出公式，由推导过程可知，它适用于导体作切割磁感线运动的情况，同时必须具备某些条件(B一定，B、L和v三者两两垂直)时，上述公式才成立．在公式E＝BLv中，若v取平均速度，则E为平均感应电动势；若v取瞬时速度，则E为瞬时感应电动势．
一般来说，用公式E＝n 求平均感应电动势更方便，用公式E＝BLv(v表示瞬时速度)求瞬时感应电动势更方便． 如图所示，三角形金属导轨EOF上放有一根金属杆ab，在外力作用下，保持ab跟OF垂直，以v＝5 m/s的速度匀速向右移动，设导轨和金属杆都是用粗细相同的同种材料制成的，每米长度的电阻均为R0＝0.2 Ω/m，磁感应强度为B＝0.2 T，∠EOF＝30°，ab与导轨接触良好，则：
(1)3 s末电路中的电流为多少？
(2)3 s内电路中产生的平均感
应电动势为多少？答案：（1）1.06 A （2）4.33V1．关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是( )
A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
B．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大
C．线圈放在磁感强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大
D．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大
解析：注意磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率 三者之间的区别．
答案：D5.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则O～D过程中（ ）A.线圈中O时刻感应电动势最小
B.线圈中D时刻感应电动势为零
C.线圈中D时刻感应电动势最大
D.线圈中O至D时间内平均感应电动势为0.4 V 解析：由法拉第电磁感应定律知线圈中O至D时间内的平均感应电动势 由感应电动势的物理意义知，感应电动势的大小与磁通量的大小Φ和磁通量的改变量ΔΦ均无必然联系，仅由磁通量的变化率 决定，而任何时刻磁通量的变化率 就是Φ－t 图象上该时刻切线的斜率，不难看出O点处切线斜率最大，D点处切线斜率最小为零，故B、D正确.
答案：BD 祝您学业有成课件25张PPT。第一节 认识传感器
第二节 探究传感器的原理传感器 1．知道什么是传感器．
2．知道传感器的分类．1．传感器是把能够完成两种量(光、热、电、力学量和机械量等)之间的_______________________关系的元件．
2．传感器目前一般可按如下方式进行分类：按______ ，按_______________ ，按_________________．
3．常见的传感器有：_________________________(随温度的变化而变化)，__________________________(随光照的强度变化而变化)等．1．变换或转换
2．被测量进行划分 传感器的工作原理进行划分 能量传递方式进行划分
3．温度传感器 光电传感器考点一 传感器的结构与分类传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成．传感器能将所感受到的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)的一类元件，其工作过程是通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定规律转换成便于利用的信号．传感器可以根据其被测量进行划分(加速度传感器、速度传感器等)，也可以根据其工作原理进行分类(如电容传感器、电阻传感器、压电式传感器、涡流式等)，也可以按能量传递方式分类(有源传感器和无源传感器等) 用遥控器调换电视频道的过程，实际上是传感器把光信号转化为电信号的过程，下列属于这类传感器的是( )
A．红外线报警装置
B．走廊照明灯的声控开关
C．自动洗衣机中的压力传感器
D．电饭锅中控制加热和保温的温控器解析：红外线也是光，红外报警器装置时把光信号转化为电信号，所以A正确；B声控开关是把声音信号转化为电信号——电路的通断；C压力转化为电信号；D把温度转化为电信号．
答案：A练习1．2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”．基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用．在下列有关其他电阻应用的说法中，错误的是( )
A．热敏电阻可应用于温度测控装置中
B．光敏电阻是一种光电传感器
C．电阻丝可应用于电热设备中
D．电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用解析：热敏电阻对温度很敏感，光敏电阻对光照很敏感，电阻丝可用于电加热，这很常见，所以A、B、C三个说法均正确；交流电、直流电均可通过电阻，电阻对它们均可产生阻碍作用，所以D错误．
答案：D考点二 传感器的分类1．热电传感器：
热电传感器是指将温度信号转换成电信号的一类传感器，一般有两类：一类是随温度变化引起传感器中某个组件形状的变化(如热胀冷缩)达到转换信号的目的；还有一类是随温度变化引起电阻的变化(如半导体材料中热敏电阻随温度升高电阻减小)达到转换信号的目的． 日光灯的启动器也可看成是一个热敏传感装置，它的热敏功能器是双金属片，你能说出启动器的工作原理吗？解析：日光灯启动器结构如右图所示，内有一双金属片，热膨胀系数不同．开关闭合后，启动器两极之间有电压使氖气放电而发出辉光，辉光发出的热量使U形动触片受热膨胀向外延伸，碰到静触片接触，电路接通；温度降低时，U形动触片向里收缩，离开触点，切断电路．
答案：见解析练习2．给你如下器材：热敏电阻、电铃、电源继电器，滑动变阻器，开关和导线若干．试从所给器材中选用一些器材制作一个高温自动报警器，要求是：不必要的器材尽量不用，画出电路图． 解析：选择热敏电阻、电铃、
电源继电器及导线若干，连接电
路如图．
原理：当温度升高，热敏电
阻电阻减小，螺线管中电流增大，电磁铁磁性变强，衔铁被吸下，与触头接触，含电铃电路闭合，电铃鸣响报警．
在热电传感器中要注意热敏电阻的电阻值是随温度升高而减小，抓住这一特性，再结合电学知识就能够分析出设计原理并用以解题．2．光电传感器：
光电传感器是指将光信号转换为电信号的一类传感器，一般以光敏电阻为主要元件，因为光敏电阻电阻值随光照加强而减小，将光敏电阻连接到电路中时，光照改变就会引起电路中其它电学量的改变，从而将光信号转换为电信号． 如右图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中A是发光仪器，B是传送带上物品，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是( )
A．当有光照射R1时，信号
处理系统获得高电压
B．当有光照射R1时，信号
处理系统获得低电压
C．信号处理系统每获得一次低电压就记数一次
D．信号处理系统每获得一次高电压就记数一次解析：光敏电阻自动计数器原理图如上，当传送带上没有物品挡住由A射出的光信号时，光敏电阻阻值变小，由分压规律知供给信号处理系统的电压变低；当传送带上有物品挡住由A射出的光信号时，光敏电阻的阻值变大，供给信号系统的电压变高并记数一次．这种高低交替变化的信号经过信号处理系统的处理，就会自动将其转化为相应的数字，实现自动计数的功能．故上题应选B、D.
答案：BD练习3．给你光电管、电磁继电器、直流电源、开关、照明电路、路灯及导线，设计一个用于街道的路灯自动控制开关，达到日出路灯熄，日落路灯亮的效果，并说明设计原理．
解析：设计电路如图，当光照加强时，光电管电阻变小，通过线圈的电流变大，电磁铁磁性变强，把衔铁吸下，脱离触点，照明电路断开，灯熄灭；当光照减弱时，光电管电阻变大，电流减小，电磁铁磁性减弱，衔铁被弹簧弹回与触点接触，照明电路接通，灯亮．因此就可做到日出灯熄，日落灯亮．3．声电传感器：
声电传感器是指将声音信号转换为电信号的一类传感器，常见的电容式话筒和动圈式话筒都是声电传感器．练习4．下面是动圈式话筒的原理图，请你根据下图说出具体原理．解析：动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的．当声波使金属膜片振动时，连接在膜片上的线圈(叫音圈)随着一起振动．音圈在永磁铁的磁场中振动，其中就产生感应电流，感应电流的大小和方向都变化，振幅和频率的变化由声波决定，这就将声音信号转换成电信号，这个电信号经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音．1．关于传感器的下列说法正确的是：( )
A．所有传感器的材料都是由半导体材料做成的
B．金属材料也可以制成传感器
C．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的
D．以上说法都不正确
解析：A和C的说法不全面，金属材料可以制成传感器，所以B正确．
答案：B 5．电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种是锅内水烧干后的保温状态．如下图所示是电饭锅的电路原理示意图，S是
用感温材料制造的开关，下列说
法中正确的是：( )
A．其中R1是供加热用的电阻丝
B．当开关S接通时电饭锅为加热状态，S断开时为保温状态
C．要使R2在保温状态时的功率为加热状态时功率的一半，
D．要使R2在保温状态时的功率为加热状态时的一半，
解析：由电路图可知，不管S断开还是闭合，加载在电阻上的电压都是220伏，所以根据P＝ 得接在电路的电阻越小，功率越大，所以S闭合的时候，R2处于加热状态，选B.根据
答案：BD祝您学业有成课件27张PPT。第三节 传感器的应用
第四节 用传感器制作自控装置传感器 1．了解传感器应用的一般模式．
2．能够用传感器的工作原理简单分析传感器的应用．
3．练习用传感器制作自动控制装置．1．传感器在______、__________、________、________等方面得到广泛应用；
2．传感器在实际中的应用实例有_________________等；
3．温度传感器的应用实例有____________________等；红外线遥控器的应用实例有：________________等；光敏电阻的应用实例有：____________________等1．生活中 农业生产中 工业生产中 航空、航天
2．热电传感器、声电传感器 、力电传感器 、自动控制
3．电饭煲、电冰箱、微波炉、消毒碗柜 电视遥控器、红外测温仪 照相机、路灯控制系统考点一 传感器的含义传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如位移、速度、力、温度、湿度、流量、声强、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断．把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和自动控制了．一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成，通过敏感元件获取外界信息并转换成电信号，通过输出部分输出，然后经控制器分析处理．考点二 传感器的分类1．力电传感器
2．热电传感器
3．光电传感器
4．声电传感器
5．电容式传感器
6．磁电传感器
7．超声波传感器
8．气敏传感器等考点三 传感器的应用1．在生活中的应用：
热电传感器：电烫斗、电饭煲、电冰箱、微波炉、消毒柜等；
声电传感器：话筒、声控灯等；
力电传感器：电子秤等．
2．在生产中的应用
(1)农业：
热电传感器：自动化温室种植、恒温箱等；
力电传感器：自动供水系统等．(2)工业：
位移传感器：数控机床；
各种传感器的综合应用：机器人、自动化生产线等．
(3)航空、航天：
生理传感器：测量血压、心电图、体温等；
各种传感器的综合应用：航天器的遥控、飞船的发射、运行、接收、数据的处理等． 如下图所示，将多用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻 Rt(负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻)的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间( )
A．若往Rt上擦一些酒精，
表针将向左移动
B．若往Rt上擦一些酒精，
表针将向右移动
C．若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向左移动
D．若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向右移动 解析：若往Rt上擦一些酒精，由于酒精蒸发吸热，热敏电阻Rt温度降低，电阻值增大，所以电流减少，指针应向左偏；用吹风机将热风吹向电阻，电阻Rt温度升高，电阻值减小，电流增大，指针向右偏．
答案：AD考点四 用传感器制作自控装置 某小型电磁继电器，其中L为含铁芯的线圈.P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱.电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求如图所示.其工作方式是（ ）
A. A与B接信号电压，C与D跟被控电路串联
B. A与B接信号电压，C与D跟被控电路并联
C. C与D接信号电压，A与B跟被控电路串联
D. C与D接信号电压，A与B跟被控电路并联解析：A、B接电磁继电器线圈，所以A、B应接信号电压，线圈随信号电压变化使电磁继电器相吸或释放，从而使C、D接通或断开，进而起到控制作用.故正确答案为A.
答案：A 一般的电熨斗用合金丝做发热元件，合金丝电阻随温度t变化的关系如图中实线①所示.由于环境温度以及熨烫的衣服厚度、干湿等情况不同，熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大的范围内波动，易损坏衣物.有一种用主要成分为BaTiO3，被称为 “PTC” 的特殊材料做发热元件的电熨斗，具有升温快、能自动控制温度的特点. PTC材料的电阻随温度变化的关系如图中实线②所示.?
根据图线分析：?
(1)为什么处于冷态的PTC熨斗刚通电时比普遍电熨斗升温快？ (2)通电一段时间后，电熨斗温度t自动地稳定在____＜t＜___范围之内.?解析：(1)由于冷态时PTC材料电阻很小，故由 知，其发热功率很大，所以升温很快.?
(2)在T6～T7之间，电熨斗放出的热量和产生的热量才有可能相等，达到热平衡状态，所以电熨斗温度t自动地稳定在T6＜t＜T7范围之内
答案：(1)见解析 (2) T6??T7
传感器的实质就是通过一类元件，来感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断．来进行测量、传输、处理和控制了．
分析有关传感器的问题时，关键找出非电学量与电学量的因果关系，然后由相应的规律得出结论．练习1．惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计．加速度计的构造原理的示意图如下图所示．沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连；两弹簧的另一端与固定壁相连．滑块原来静止，弹簧处于自然长度，滑块上有指针可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导．设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距离为s，则这段时间内导弹的加速度( )A．方向向左，大小为ks/m
B．方向向右，大小为ks/m
C．方向向左，大小为2 ks/m
D．方向向右，大小为2 ks/m解析：对滑块分析受力，水平方向向右2个弹力．由牛顿定律有：2ks＝ma，得a＝ .
答案：D2．如图所示是电阻式温度计，一般是利用金属铂做的，已知铂丝的电阻随温度的变化情况，测出铂丝的电阻就可以知道其温度，这实际上是一个传感器，它是将________转化为____________来进行测量的.答案：温度 电阻3．说明下列各种场合分别选用的传感器.?
(1)普通电冰箱中的自动温度控制电路是__________．?
(2)马路两侧的路灯控制电路是__________． ?
(3)气垫导轨上用的光电门是__________．
(4)楼梯灯控制电路是__________．
(5)宾馆的自动门是__________．
(6)话筒是__________．
(7)非接触式体温计是__________．
(8)遥控电视机的接收器是__________．答案： (1)温度传感器 (2)光传感器 (3)光传感器 (4)光传感器和声传感器 (5)红外线（光）传感器 (6)声传感器 (7)红外线（光）传感器 (8)红外线（光）传感器1．电子秤使用的是( )
A．超声波传感器 B．温度传感器
C．压力传感器 D．红外线传感器C5.关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是( )
A．应变片是由导体材料制成
B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大，反之变小
C．传感器输出的是应变片上的电压
D．外力越大，输出的电压差值也越大解析：应变片多用半导体材料制成，A错B对；传感器输出的是上、下两应变片上的电压差，并且随着外力的增大，输出的电压差值也就越大，故选项C错误，D正确．
答案：BD祝您学业有成课件31张PPT。第一节 认识交变电流
第二节 交变电流的描述交变电流1．知道交流电发电机的原理、理解中性面的特点．
2．理解交变电流的两种描述方法、掌握峰值与平均值的区别．1．____________和____________都随时间________变化的电流叫做交变电流，简称交流电．
2．交变电流是由__________产生的，交流发电机的最基本结构是________和__________．
1．强弱 方向 周期性
2．交流发电机 线圈 磁极3．下图是交流发电机的示意图．为了观察清楚，图中只画出了一匝线圈，它的ab边连在金属滑环K上，cd边连在滑环L上；两个滑环通过金属片做的电刷A、B和外电路相连，线圈沿逆时针方向转动．我们观察ab这段导线，根据右手定则可以判断，当线圈转到图乙位置时，电流______流动，而当线圈转到图丁位置时，则 ____流动；在图丙和图戊的位置，因为_____，电路中没有感应电流．线圈在不断转动，电路中的电流方向也就____．交变电流就是这样产生的．3．由a到b 由a到b 导线ab的运动方向和磁感线平行 不断改变4．____________________叫中性面．
5．正弦式交流电：按______________变化的交变电流叫正弦式电流．若N匝、面积为S的线圈以角速度ω转动，回路总电阻为R，从中性面开始计时，则有：
(1)瞬时电动势的表达式：e＝Emsinωt或 ________
e表示交流电的__________，Em表示交流电的__________，ω表示交流电的__________．
(2)瞬时电流的表达式：__________4．线圈垂直磁场方向的平面
5．正弦式规律 (1)e＝NBSωsinωt 瞬时值 最大值 角速度 (2)i＝考点一 交流电的产生1．交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫交变电流．而大小和方向都不变的电流叫直流电．大小不变方向改变的电流也叫交流电．交变电流的典型特征是电流方向变化，其大小可能不变．右图是交流电．2．产生交变电流的原理：如下图所示为线圈abcd在磁场中绕轴OO′转动时的截面图，ab和cd两个边要切割磁感线，产生电动势，线圈上就有了电流(或者说穿过线圈的磁通量发生变化而产生了感应电流)．图①时，导体不切割磁感线，线圈中无电流；图②时，导体垂直切割磁感线，线圈中有电流，且电流从a端流入；图③同图①；图④中电流从a端流出，图⑤同图①，这说明电流方向发生了变化．注意：线圈每转一周，电流方向改变两次，电流方向改变的时刻也是线圈中无电流的时刻(或者说磁通量最大的时刻)．由于线圈转一周的过程中，线圈的磁通量有两次到达最大，故电流的方向在线圈转一周的过程中改变两次，我们把线圈平面垂直于磁感线的位置叫做中性面．
3．中性面的性质特点：
①磁通量最大；②电流、电压为零；③每经过一次中性面电流(电压)改变一次方向 . 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动( )
A．在中性面时，通过线圈的磁通量最大
B．在中性面时，感应电动势为零
C．穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零
D．线圈每通过一次中性面，电流方向改变一次
解析：中性面是线圈在磁场中运动但不产生感应电动势的位置，是线圈的每一条边都不切割磁感线的位置，必定是线圈平面与磁感线垂直的位置，是穿过线圈的磁通量最大的位置．
答案：ABD考点二 交流电的两种描述 1．用函数表达式描述：
根据上图知，ab和cd边切割磁感线的速度均为vsinωt，对应的感应电动势均为BLvsinωt，此时整个线圈的感应电动势为e＝2BLv sinωt或e＝Emsinωt.
注意：(1)Em＝2BLv为最大值，
也叫电动势的峰值．
(2)e＝Emsinωt，交变电流按正
弦规律变化，这种电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流．此式表示形式仅限于自中性面开始计时的情况，当从垂直于中性面位置开始计时时，表达式为e＝Emcosωt，这种表达形式是交变电流的瞬时值的表达式．(3)交变电流的最大值Em＝2BLv，当线框abcd绕中心轴线匀速转动时，设角速度为ω，则v＝ ω，线圈的面积S＝LadLab，所以Em＝BSω，如果线圈匝数为N，则Em＝NBSω，故交变电动势的最大值由线圈匝数N、磁感应强度B，转动角速度ω和线圈面积S决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关．
(4)若线圈给外电阻R供电，设线框本身电阻为r，由闭合电路欧姆定律得： ，
即写成：i＝Imsinωt，R两端电压写成：u＝Um sinωt 交流发电机在工作时电动势为e＝ Emsinωt，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减少一半，其它条件不变，则电动势为( )
A．e'＝Emsin B．e'＝2Emsin
C．e‘＝Emsin2ωt D．e’＝ sin2ωt
解析：交变电流的瞬时值表达式：e＝Emsinωt，而Em＝NBSω，当ω加倍而S减半时，Em不变，故选C.
答案：C练习1．矩形线圈在匀强磁场中转动时产生的交变电动势表达式e＝311sin 314t(V)，已知线圈匝数是100，面积为0.02 m2，则匀强磁场的磁感应强度B是多少？当线圈从中性面开始转动 时，电动势的瞬时值是多少？解析：从e＝311sin314t(V)可知：
ω＝314 rad/s，Em＝311 V，
由Em＝NBSω
可得：
当θ＝ 时，电动势的瞬时值为：
e＝311sin314t＝311sin ＝220 V 2．用图象描述
正弦交变电流随时间的变化情
况可以用图象表示出来，图象描述
的是交变电流随时间变化的规律，
它是一条正弦曲线，如图所示，从
图中我们可以找出正弦交变电流的最大值Im，周期T，也可以根据线圈在中性面时的感应电动势e为零，感应电流i为零、线圈中的磁通量最大的特点找出线圈旋转到中性面的时刻．也可以根据线圈转至平行于磁感线时，感应电动势最大、线圈中感应电流最大和磁通量为零的特点，找出线圈平行于磁感线的时刻；线圈中磁通量为零时在t1时刻和t3时刻，感应电动势最大和感应电流最大的时刻是t1时刻和t3时刻． 某正弦交流电的图象如图所示，则由图象可知（ ）
A．该交流电的频率为0.02 Hz
B．该交流电的最大值为14.14 A
C．该交流电的瞬时值表达式为i＝20sin(100πt)
D．在t＝T/4时刻，该交流的大小为零
解析：周期为0.02 s，频率为50 Hz，故A错；当t＝T/4时刻，最大电流为20 A，故B、D错．
答案：C 2．下图为演示交变电流产生的实验装置图，关于这个实验，下面说法中正确的是( )
A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次
B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流
C．逆时针转过图示位置时，
ab边的感应电流方向为a→b
D．线圈平面与磁场方向平行时，
磁通量变化率为零练习解析：线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流方向改变两次，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次，故A错；线圈平面垂直于磁感线的位置称为中性面，图示位置不是中性面；故B也不对；线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定则，ab边的感应电流方向有a→b；线圈平面与磁场方向平行时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大．
答案：C考点三 线圈转动过程中的平均电动势线圈在转动过程中某一段时间内或从一个位置到另一个位置的过程中所产生的电动势，称为平均电动势，它不等于始、末位置两个时刻瞬时值的平均值，必须用法拉第电磁感应定律计算，即： ，同理，计算交变电流在某段时间内通过导体横截面的电荷量，也必须用平均值，即：
如图所示，匀强磁场B＝0.01 T，所用矩形线圈的匝数N＝100匝，边长ab＝0.2 m，bc＝0.5 m，以角速度ω＝314 rad/s绕OO′轴匀速转动，当线圈平面通过中性面时开始计时，求由t＝0至t＝ 过程中的平均电动势值．解析：用E＝N 计算，t＝0至t＝ 过程中的平均电动势
即E＝ NBSω 代入数值得：E＝200 V答案：200V区分交变电流中的电流、电压与磁通量及磁通量变化率的关系的方法：
1．结合中性面的特点来记忆：①磁通量最大；②电流、电压为零；
2．结合电磁感应定律来分析：E＝ n
3．从发电机的原理出发：E＝2BLvsinωt(从中性面开始计时)ωt＝0时E＝0，ωt＝ 时E最大，故在中性面时磁通量最大，电流、电压为零，此时磁通量变化率也为零；在垂直中性面的平面上，磁通量为零(最小)，电流、电压最大，此时磁通量的变化率也最大． 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，所产生的交变电流的波形如图所示，下列说法中正确的是( )
A．在t1时刻穿过线圈
的磁通量达到峰值
B．在t2时刻穿过线圈
的磁通量达到峰值
C．在t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值
D. 在t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值解析：从题图中可知，t1时刻线圈中感应电动势达到峰值，磁通量变化率达到峰值，而磁通量最小，线圈平面与磁感线平行．t2时刻感应电动势等于零，磁通量变化率为零，线圈处于中性面位置，磁通量达到峰值，t3时刻感应电动势达到峰值，线圈中的磁通量变化率达到峰值．
答案：BC1．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是( )
A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变
B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次
C．线圈平面每经过中性面一次，感应电流和感应电动势方向都要改变一次
D．线圈转动一周，感应电流和感应电动势方向都要改变一次
解析：理解交变电流产生的过程和中性面的特点是解题的关键．
答案：C5．矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是( )
A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大
B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零
C．每当线框掠过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次
D．线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零解析：线框位于中性面时，线框平面与磁感线垂直，穿过线框的磁通量最大，但此时切割磁感线的两边的速度与磁感线平行，不切割磁感线，所以电动势等于零，感应电流的方向也就在此时刻变化．线框垂直于中性面时，穿过线框的磁通量为零，但切割磁感线的两边都垂直切割，有效切割速度最大，所以感应电动势最大，也可以说此时穿过线框的磁通量的变化率最大，故C、D选项正确．
答案：CD祝您学业有成课件25张PPT。第七节 远距离输电交变电流1．了解输电的过程及输电过程中优先考虑的问题．
2．掌握输电过程中降低输电损耗的两个途径．
3．了解能源危机，树立节约能源，合理利用能源的意识．1．输电过程中电能损失的主要原因是______而引起的，其计算方法是__________________．
2．在输送电能的过程中，由于导线有电阻，电流通过时，必然会因发热而损失一定的电能．
根据导线的发热功率P＝I2R可知，输电过程中，减少电能损失的方法有两种：一种是____，另一种是减小输电导线的____，在保证输送_____不变的前提下，只有提高____，才能减小______．这就是通常采用高压进行远距离输电的道理．
3．电路中电能损失_____，最好不用U2/R来算，当用此式时，U必须是输电导线上的电压降，而不能用输电电压来计算．1．输电线上电阻由于发热 Q＝I2R线t
2．减小导线的电阻 电流 功率 输电电压 输电电流
3．P耗＝I2R＝考点一 输电线路的构成输电过程一般要从发电站开始，经过升压变压器(高压变电所)、传输线路、降压变压器(低压变电所)、再到用户．在输电过程中优先考虑如何减少电能的损失．其原理简图如下图所示．考点二 输电线上的电压损失和电功率损失1．如右图所示，若电站输出的电功率为P，输出电压为U2，用户得到的功率为P′，输入用户的电压为U3，则电压损失Δ U ＝ U2 － U3 .
2．此时输电电流为
输电线损失的功率：
P耗＝P－P′＝
由式P耗＝I2R线和I＝ 可得：P耗＝
这表明，当输送的电能一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损失的功率就减少到原来的 ，所以远距离输电要采用高压输电．练习1．关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是 ( )
A．由功率P＝U2/R，应降低输电电压，增大导线电阻
B．由P＝IU，应低电压小电流输电
C．由P＝I2R，应减小导线电阻或减小输电电流
D．上述说法均不对C2．输电导线的电阻为R，输送功率为P.现分别用U1和U2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为( ) 3.远距离输电要解决的关键问题：如何减少输电线上的电能的损耗．
由P耗＝I2R线＝ .具体办法有：
①减少输电导线的电阻，如采用电阻率低的材料；加大输电线的横截面积．
②提高输电电压，减小输电电流．
但前一方法的作用十分有限，一般采用后一种办法，采用高电压输电是减少输电线上功率损耗最有效、最经济的措施．
4．高压送电并不是电压越高越好：输电线上的电压损失，除了与输电线的电阻有关，还与感抗和容抗有关．当输电线路电压较高、导线截面积较大时，电抗造成的电压损失比电阻造成的还要大，并且电压越高，对输电线路的绝缘、变压器的绝缘、结构等方面的要求也越高．因此，实际输送电能时，要综合考虑各种因素，并非电压越高越好． 远距离输送交流电都采用高压输电．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： 在输出功率P一定时，输电电流I线＝P/U，U为输电电压．输电线上损失电功率 ，可见，在P、R线一定的情况下，U越高，P损越小；又P损＝ 为导线的横截面积，可见，在P、P损一定的情况下．提高电压，可减小导线的横截面积，节约材料．交流电的频率由交流发电机的转速决定，与输电电压高低无关，选项B错误．输电的速度即电磁场的传导速率，恒为光速，与输电电压高低无关，选项D错误．
答案： AC练习3．对电能的输送的以下说法，正确的是( )
A．输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济
B．减少输电线上功率损失的唯一方法是采用高电压输电
C．减少输电线上电压损失的唯一方法是增大输电线横截面积
D．实际输电时，要综合考虑各种因素如输送功率大小，距离远近、技术和经济条件等
解析：为了减少线损，P损＝I2R，应从两个途径入手：减少导线电阻和减少电流，即增大导线横截面积和增加输电电压．
答案：AD1．求解远距离输电时有关升压变压器的匝数关系时，要知道输出电流是由输送的功率和输出的电压决定，输电线路上的电流可由电线上损失的功率求出． 某发电站的输出功率P＝ 104 kW，输出电压U1 ＝ 4 kV，通过理想变压器升压后向远处供电．已知输电导线的总电阻为R＝ 10 Ω，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求变压器的匝数比．2．处理远距离输电的综合性问题时，首先根据具体问题画好输电线路示意图，抓住输电的两头——电源和用户；分析一条线——输电线；研究两次电压变换——升压变压器和降压变压器． 发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线电阻为10 Ω.若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
(1)画出此输电线路的示意图．
(2)在输电线路中设置的升、
降压变压器原副线圈的匝数比？
(3)用户得到的电功率是多少？解析：(1)输电线路的示意图如图所示，答案:（1）见解析图 （2）1：20；240：11 （3）96KW1. 在变电所里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，使用的仪器是电流互感器，在下图所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是( )解析：强电流变成弱电流，需用升压变压器，而且是用火线绕在变压器上做输入端，这样才能监测电网上的强电流．
答案：A火线
地线火线
地线5.理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2=10∶1，只有一个副线圈，原线圈两端接交流电源，已知电阻R=5 Ω，电压表V的读数为100 V, 则（ ）
A.原、副线圈中电流频率之比f1∶f2=10∶1
B.电流表A2的读数2 A
C.电流表A1的读数0.2 A
D.变压器的输入功率为200 W解析：原、副线圈中电流频率相等，变压器的输入功率为20 W.A、D错误.
答案：BC祝您学业有成课件27张PPT。第三节 表征交变电流的物理量交变电流1．掌握正弦交变电流的有效值和最大值之间的关系．
2．理解交变电流的有效值的定义及意义．
3．知道交变电流的周期、频率与线圈转动的角速度的关系．
4．能解决有关计算有效值的问题．1．交变电流的有效值是根据_________规定的．让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的_______，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值．
2．通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表的读数；交流电器的额定电压、额定电流；保险丝的熔断电流等都指________．(电容器的耐压值是交流的最大值．)
3．交变电流最大值是指交变电流在___________所能达到的最大数值；所有使用交流的用电器，其最大耐值应大于其使用的交流电压的________，电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许电压的________．
1．电流的热效应 热量相等
2．有效值
3．一个周期内 最大值 最大值4．生活中用的市电电压为________，其最大值为____________________(有时写为310 V)，频率为_____，所以其电压瞬时值的表达式为________________．
5．线圈在磁场中转动________交变电流就发生一次周期性变化，我们把交变电流完成一次周期性变化所需要的____称为周期，交变电流在1s内完成周期性变化的____叫做频率，再者互为______，即________或________，频率是供电______的重要参数．4．220 V 220 V＝311 V 50 Hz
u＝311sin314 t (V)
5．一周 时间 次数 倒数 fT＝1 f＝ 质量考点一 正弦交变电流的最大值、有效值、瞬时值和平均值1．正弦交变电流的电动势、电压和电流的最大值、有效值、瞬时值和平均值的区别．以电动势为例：最大值用Em表示，有效值用E表示，瞬时值用e表示，平均值用 表示．它们的关系为：E＝Em/ ，e＝Emsinωt.平均值不常用，必要时要用法拉第电磁感应定律直接求： .特别要注意，有效值和平均值是不同的两个物理量，千万不可混淆． 照明用交流电压是220 V，动力提供线路的电压是380 V，它们的有效值、最大值各是多少？若用电压表测量，测得读数各是多大？解析：根据有效值和最大值的定义，照明用交变电压有效值是220 V，最大值为220 V，电压表测量读数为220 V；动力提供线路电压有效值为380 V，最大值为380 V，电压表测量读数为380 V.答案：见解析练习1．下列说法正确的是( )
A．交变电流在一个周期内电流方向改变两次
B．交变电流的有效值总是最大值的1/ 倍
C．因为有效值表示交流电产生的平均效果，所以有效值与平均值相同
D．若正弦交变电流的最大值是10 A，则它的最小值是－10 A解析：线圈平面每经过中性面一次，电流方向改变一次，在一个周期内线圈平面有两次经过中性面，对于正弦式交变电流有效值是最大值的1/ 倍，对其他的交变电流不一定有这样的关系，交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的，与平均值不同，交变电流的正负表示电流的方向，不表示电流的大小，交变电流的最小值为零．
答案：A考点二 关于几种典型交变电流的有效值的计算 1．正弦式交流电的有效值
此类交流电满足公式e＝Emsinωt，i＝Imsinωt，它的电压有效值为E＝ ，电流有效值I＝
特别提醒：对于其他类型的交流电要求其有效值，应紧紧把握有效值的概念．下面介绍几种典型交流电有效值的求法.
2．正弦半波交流电的有效值
若将右图所示的交流电加在电阻R上，
那么经一周期产生的热量应等于它为全波
交流电时的1/2，即 3．正弦单向脉动电流有效值
因为电流热效应与电流方向无关，所以下图所示正弦单向脉动电流与正弦交流电通入电阻
时所产生的热效应完全相同，即
4．矩形脉动电流的有效值
如右图所示电流实质是一种脉冲直流电，
当它通入电阻后一个周期内产生的热量相当于
直流电产生热量的 ，这里t是一个周期内脉动时
间；由 ，得I矩＝ Im， U矩＝ Um.当 ＝1/2时，I矩＝ Im，U矩＝ Um. 5．非对称性交流电有效值
假设让一直流电压U和如图所示的
交流电压分别加在同一电阻上，交变电
流在一个周期内产生的热量为 ，直流电在相等时间内产生的热量 ，
根据它们的热量相等有： 得 ，同理有I＝ . 交流发电机的转子由B∥S的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为14.1 V，那么当线圈转过30°时交流电压的瞬时值为___________ V.练习2．通过某电阻的周期性交变电流的图象如右图所示；
求该交流电的有效值I.解析：该交流周期为T＝0.3 s，前t1＝0.2 s为恒定电流I1＝3 A，后t2＝0.1 s为恒定电流I2＝ －6 A，因此这一个周期内电流做的功可以求出来，根据有效值的定义，设有效值为I，有：
代入数据计算得：I＝3 A考点三 描述交变电流变化快慢的物理量1．周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，用T表示，单位是s；
2．频率：1 s内交变电流完成周期性变化的次数，用f表示，单位是Hz.生活用电的周期为0.02 s，频率为50 Hz，电流方向每秒改变100次. 1．表征交变电流的几个物理量：最大值、有效值、周期、频率.
2．正弦式交流电最大值与有效值的关系：I＝ ， U＝ ；
3．交流电的周期与频率的关系：T＝ . 交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电阻为R.
如右图所示，当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置的过程中，
求：(1)通过R的电荷量q为多少？
(2)R上产生的电热QR为多少？
(3)外力做的功W为多少？解析：(1)按照电流的定义I＝q/t，计算电荷量q应该用电流的平均值：即q＝ t，而 ，这里电流和电动势都必须要用平均值，不能用有效值、最大值或瞬时值．
(2)求电热应该用有效值，先求总电热Q，再按照内外电阻之比求R上产生的电热QR. ，QR＝ .这里的电流必须要用有效值，不能用平均值、最大值或瞬时值．(3)根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又将电能转化为内能，即放出电热．因此W＝Q＝ .一定要学会用能量转化和守恒定律来分析功和能．练习3．如下图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如右图所示．此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为( )
A．110 V B．156 V
C．220 V D．311 V解析：从u－t图象看出，每个周期的前半周期是正弦图形，其有效值为220 V；后半周期电压为零．根据有效值的定义， ，得U＝156 V.
答案：B1．下面关于交变电流的说法中，正确的是( )
A．交变电流的最大值不一定等于有效值的 倍
B．交流电流表和电压表的示数表示交变电流的瞬时值
C．交流电器设备上所标的电流和电压值都是最大值
D．交变电流的方向每个周期内改变一次解析：正弦式交变电流有效值是最大值的1/ 倍，对其他的交变电流不一定有这样的关系，故A选项正确；交流电流表和电压表的示数，交流电器设备上所标的电流和电压值，都表示交变电流的有效值，故B、C错；交变电流的方向每个周期内改变两次，故D错．
答案：A5．下面关于交变电流的说法中正确的是( )
A．交流电器设备上所标的电压和电流值是交流的最大值
B．用交流电流表和电压表测定的读数值是交流的瞬时值
C．给定的交流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值
D．跟交流有相同的热效应的直流的数值是交流的有效值
解析：根据交变电流有效值、最大值和瞬时值的物理意义，易知C、D正确．
答案：CD祝您学业有成课件34张PPT。第六节 变压器交变电流1．了解变压器的工作构造和原理．
2．掌握理想变压器的电流、电压与匝数的关系．
3．会分析讨论负载变化时的电流、电压等相关物理量的变化情况． 1．变压器的作用、构造、原理
(1)作用：变压器是改变_____的
设备.
(2)构造：变压器是由______和
绕在铁芯上的______构成；一个线圈与交流电源相连叫_______，也叫______；另一个线圈与负载相连，叫______，也叫__________．
(3)原理：其工作原理是利用了______________．
1．(1)交流电流、电压 (2)闭合铁芯 两组线圈 原线圈 初级线圈 副线圈 次级线圈 (3)电磁感应中的互感原理 2．理想变压器的理想化条件及其规律．
没有_____(一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”)的变压器是_____有______
(1)电压关系：____ ，若n2＞n1时，U2＞U1，为____变压器．升压器的副线圈的电流______，一般用____导线绕制；若n2＜n1时，U2＜U1，______变压器．降压器的副线圈的电流____，一般用____导线绕制．
(2)电流关系：只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有________，若副线圈有多个时________2．能量损失 理想变压器 P入＝P出 (1)
升压 小 细 降压 大 粗 (2)U1I1＝U2I2， n1I1=n2I2＋n3I3＋……3．互感器
(1)电压互感器用来把__________变成________，它的原线圈________在高压电路中，副线圈上接入交流电压表．如图a所示．
(2)电流互感器用来把_________变成________．它的原线圈________在被测电路中，副线圈上接入交流电流表，如图b所示．串联高电压低电压并联大电流 小电流4．几种常用的变压器
(1)自耦变压器
图1是自耦变压器的示意图．这种变压器的特点是铁芯上只绕有________线圈．如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以______电压；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以______电压．一个 降低升高(2)调压变压器就是一种______________变压器，它的构造如图3所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上．AB之间加上输入电压U1 .移动滑动触头P 的位置就可以调节输出电压U2；配合自动控制电路可实现自动调节电压.可以调节电压的考点一 变压器原理变压器是由于互感原理，在原线圈两端只有加交变电压U1后，铁芯中有磁通量的变化，负线圈的两端才能都有感应电压和电流．没有漏磁时，原、负线圈中的磁通量、以及其磁通量变化率相同． 如图，可以将电压升高供给电灯的变压器是( )
解析：原线圈接直流电源，铁芯中无变化磁通，副线圈不能感应出电压，故A、C错误；升压变压器副线圈匝数比原线圈的多，故B对，D错．
答案：B练习1．一个正常工作的理想变压器的原、副线圈中，下列哪些物理量不一定相等是 （ ）
A．交变电流的频率 B．电流的有效值
C．电功率 D．磁通量的变化率 B考点二 理想变压器规律的应用理想变压器的两个基本公式：
(1) ，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比
(2)P入＝P出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和．
有多个副线圈时， 有P入＝P出，即P1＝ P2＋ P3 ＋P4＋ P5＋………
由U1I1＝U2I2＋U3I3＋……，得到 n1I1＝n2I2＋n3I3＋…… 如下图所示电路，变压器初级线圈匝数n1＝1 000匝，次级有两个线圈，匝数分别为n2＝500匝，n3＝200匝，分别接一个R＝55 Ω的电阻，在初级线圈上接入U1＝220 V交流电．求：
(1)两个次级线圈的电压各是多少.
(2)初级线圈中的电流．练习2．一个理想变压器，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、电流、功率分别为U1和U2、I1和I2，P1和P2.已知n1>n2，则( )
A．U1＞U2，I1＜I2 B．I1＞I2，P1＝P2
C．U1＞U2，P1＝P2 D．P1＞P2，I1＞I2AC考点三 理想变压器的动态分析(制约思路)(1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时，输出电压U2由输入电压决定，即U2＝n2U1/n1，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(n1/n2)一定，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1＝n2I2/n1，可简述为“副制约原”．
(3)负载制约：①变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2＝P负1＋P负2＋…；②变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2确定，I2＝P2/U2；③总功率P总＝P线＋P2.动态分析问题的思路程序可表示为： 如下图所示，三只灯泡均正常发光，现将滑动变阻器R的滑片向下移动，则下列说法中正确的是( )
A．灯L1和L2均变暗
B．灯L3变暗
C．副线圈n2中的电流变大
D．变压器原线圈的输入功率变大解析：由于原线圈上的电压及原、副线圈的匝数均不变，可知两个副线圈上的电压不变，当滑动变阻器R的滑片向下移动时，副线圈n3中的电流增大，电阻R1上的电压增大，由闭合电路欧姆定律可得，L3上的电压减小，故灯L3变暗，而副线圈n2的电压及回路中的电阻不发生变化，故灯L1和L2的亮度不变；由于副线圈n3中的电流增大，则原线圈中的电流也随之增大，故原线圈的输入功率变大．
答案：BD一、理想变压器原、副线圈中共用相同的变化磁场，故电压、电流有相同的变化规律、有相同的周期频率．但由于原、副线圈的匝数、截面积不同，则电压、电流的值可以不同．在公式 中，原线圈中U1、I1代入有效值时，副线圈对应的U2、I2也是有效值，当原线圈中U1、I1为最大值或瞬时值时，副线圈中的U2、I2也对应最大值或瞬时值练习3．如图有一原线圈和一副线圈的绕在理想变压器左右两个臂上，当从原线圈输入交流电后，各个线圈中一定相同的物理量是( )
A．每匝线圈中的磁通量的变化率
B．交流电的频率
C．电功率
D．电流强度的峰值B2.副线圈中有两个以上线圈同时工作时，任意两个线圈电压之比等于匝数之比U1∶U2∶U3＝n1∶n2∶n3，但电流 ，此情况必须用原副线圈功率相等来求电流. 如图所示，接于理想变压器的四个灯泡规格相同，且全部正常发光，则这三个线圈的匝数比应为( )
A．1∶2∶3
B．2∶3∶1
C．3∶2∶1
D．2∶1∶31 解析：由于所有灯泡规格相同．且都正常发光，则
式中，U为灯泡的额定电压，设I为灯泡的额定电流，由理想变压器的功率关系P1＝P2＋P3 U1I＝U2I＋U3I＝2UI＋UI＝3UI, 所以U1＝3U，则 由此得n1∶n2∶n3＝3∶2∶1
答案：C3.关于理想变压器的动态分析问题一般有两种类型：
(1)负载电阻不变，原副线圈的电压U1、U2，电流I1、I2，功率P1、P2随匝数比变化而变化．
(2)匝数比不变，原副线圈的电压U1、U2不变，电流I1、I2，功率P1、P2随负载电阻的变化而变化．
无论哪种情况，关键是要分清变量和不变量，弄清相互制约关系——U2由U1和匝数比决定；I2由U2和负载电阻决定；I1由I2和匝数比决定注意： ①变压器可以使输出电压升高或降低，但不可能使输出功率变大．假若是理想变压器．输出功率也不可能减少．②变压器的输入功率由输出功率决定，用到：P1＝U1I1＝ ，即输入功率与副线圈电路的电阻值成反比．式中的R表示负载电阻的阻值，而不是“负载”．“负载”表示副线圈所接的用电器的实际功率．实际上，R越大，负载越小；R越小，负载越大．这一点在审题时要特别注意．通常说的增大输出端负载，可理解为负载电阻减小；同理加大负载电阻可理解为减小负载． 下列有关理想变压器的说法正确的是( )
A．原、副线圈中交变电流的频率一定相等
B．负载空载时，原线圈中的电流为零 ，副线圈上的电压为零．
C．副线圈的输出功率和原线圈的输入功率一定相等
D．原线圈中输入功率随着副线圈中的负载阻值增大而增大AC1．一台理想变压器的原线圈匝数为100匝，副线圈匝数为1200匝，在原线圈两端接有一电动势为10 V的电池组，则在副线圈两端的输出电压为( )
A．0 V B．1.2 V
C．120 V D．小于120 V
解析：原线圈中无变化磁通．
答案：A5．下列说法正确的是( )
A．变压器也可以改变恒定的电压
B．变压器的原理是一种电磁感应现象，副线圈输出的电流是原线圈电流的感应电流
C．变压器是由套在铁芯上的只能有一个线圈组成
D．变压器的原线圈相对电源而言起负载作用，而副线圈相对负载而言起电源作用BD祝您学业有成课件24张PPT。第四节 电感器对交变电流的作用
第五节 电容器对交变电流的作用交变电流1．理解为什么电感对交变电流有阻碍作用．
2．知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小，知道感抗与哪些因素有关．
3．知道交变电流能通过电容器，知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用．
4．知道用容抗来表示电容对交变电流的阻碍作用的大小，知道容抗与哪些因素有关．1．电感器是由___绕成的各种形状的线圈，它能把电能转化为____储存起来．电感线圈一般由铜线绕制而成，铜导线电阻率低，线圈的电阻很小，可认为线圈没有____只有___．
2．电感器的作用：____，____；____，_____.
3．电感对交流电的阻碍作用大小与电感的自感系数有关，自感系数(电感)越大，感抗________；交变电流的频率________，感抗越大,XL=________.
4．低频扼流圈：电感____，“______，______”；高频扼流圈：电感____，“________，________”．
1．导线 磁场能 电阻 电感
2．通直流 阻交流 通低频 阻高频
3．越大 越高 2πfL
4．大 通直流 阻交流 小 通低频 阻高频 5．通过实验可以看到交变电流能够通过电容器，其实自由电荷并没有通过两个极板之间的绝缘介质，只是在交变电压的作用下，在电容器交替进行充电、放电，电路中就有了电流．
6．容抗描述电容器对交变电流的__________大小．容抗的大小与两个因素有关，电容器的_______越大，交变电流的______越高，则容抗越小．
7．容抗的大小：_______ ；容抗在电路中的作用是：“通_____、阻 _____” “通______、阻 _____”的作用．6．阻碍作用 电容 频率
7．
交流 直流 高频 低频考点一 电感对交变电流的阻碍作用演示：电阻、电感对交、直流的影响．实验电路如下图甲、乙所示：
演示甲图，电键分别接到交、直流电源上，观察两次灯的亮度(灯的亮度相同．说明电阻对交流和直流的阻碍作用相同．)
演示乙图，电键分别接到交、直流电源上，观察两次灯的亮度(电键接到直流上，亮度不变；接到交流上时，灯泡亮度变暗．说明线圈对直流电和交变电流的阻碍作用不同．)线圈对直流电的阻碍作用只是电阻；而对交变电流的阻碍作用除了电阻之外，还有电感．
问题1：为什么会产生这种现象呢？
答：由电磁感应的知识可知，当线圈中通过交变电流时，产生自感电动势，阻碍电流的变化．
问题2：电感对交变电流阻碍作用的大小，用感抗来表示．感抗的大小与哪些因素有关？
答：感抗决定于线圈的自感系数和交变电流的频率．线圈的自感系数越大，自感作用就越大，感抗就越大；交变电流的频率越高，电流变化越快，自感作用越大，感抗越大． 交流电源供电的线路如图所示，如果交变电流的频率增大，则( )
A. 线圈的感抗增大
B. 线圈的自感系数增大
C. 电路中的电流增大
D. 电路中的电流不变
解析：线圈的自感系数是由线圈本身的构造决定的，线圈的感抗则是由自感系数L和频率f共同决定的，则当频率f增大时，自感系数L不变，而感抗增大，所以电路中的电流应减小，故A选项正确．
答案：A
特别说明：交变电流频率的大小影响感抗的大小，但不影响自感系数的大小．练习1．如图所示电路中，L为电感线圈，a为灯泡，电流表内阻为零．电压表内阻无限大，交流电源的电压u＝220 sin10πt (V)．若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为25 Hz，下列说法中正确的是( )
A．电流表示数增大
B．电压表示数减小
C．灯泡变暗
D．灯泡变亮a解析：由u＝220 sin10πt (V)可知，交流电源的有效值为220 V，频率为5 Hz，将电源频率改为25 Hz，即提高交变电源的频率，根据交变电流的频率越高，感抗越大可知，电流表示数变小，灯泡变暗，而电感线圈的电阻值不变，则其分压变小，故电压表示数变小；所以答案选C.
答案：C考点二 电感器通直流，阻交流；通低频，阻高频的原因：电感的电阻很小，对恒定电流的阻碍很小．交变电流通过电感时，电感会产生自感电动势，自感电动势 (E自＝ L)的方向总是阻碍电流的变化，这样就形成了对交变电流的阻碍作用，即感抗．电感对交流电的阻碍作用大小与电感的自感系数有关，自感系数(电感)越大，感抗越大；交变电流的频率越高，感抗也越大．
电感对交流电的感抗：XL＝2πfL(Ω)考点三 影响电容器对交变电流阻碍作用大小的因素：电容器的电容和交流的频率．
频率一定，则电容器充(放)电时间一定，又因电压一定，根据Q＝CU可知，C大的电容充入(或放出)的电量多，因此充电(或放电)的的速率就大，所以电流也就越大，容抗越小；而C一定时，电容器充入(或放出)的电量一定，频率越高，电容器充(放)电的时间越短，充电(或放电)的速率越大，容抗也越小． 如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是( )
A．把电介质插入电容器，
灯泡变亮
B．增大电容器两极板间的
距离，灯泡变亮
C．减小电容器两极板间的正对面积，灯泡变暗
D．使交变电流频率减小，灯泡变暗解析：把电介质插入电容器，电容增大，电容器对交变电流阻碍作用变小，所以灯泡变亮，故A正确．增大电容器两极板间的距离，电容变小，电容器对交变电流阻碍作用变大，所以灯泡变暗故B错．减小电容器两极板间的正对面积，电容变小灯泡变暗正确，故C正确．交变电流频率减小，电容器对交变电流阻碍作用增大，灯泡变暗，故D正确．
答案：ACD1．由于电感线圈中通过交变电流时产生自感电动势，阻碍电流变化，对交变电流有阻碍作用．电感对交变电流阻碍作用大小用感抗来表示．线圈自感系数越大，交变电流的频率越高，感抗越大，即线圈有“通直流、阻交流”或“通低频，阻高频”的作用.
2．低频扼流圈构造：线圈绕在闭合铁芯上，匝数多，自感系数很大．作用：对低频交变电流有很大的阻碍作用．即“通直流、阻交流”．
3、高频扼流圈构造：线圈绕在铁氧体芯上，线圈匝数少，自感系数小．作用：对低频交变电流阻碍小，对高频交变电流阻碍大．即“通低频、阻高频”． 4．电容器导电的原理：电容器的两级板之间是绝缘的，不论是恒定电流还是交变电流，自由电荷都不能通过两极板之间的绝缘体(电介质)．通常所说的交变电流“通过”电容器，并非有自由电荷穿过了电容器，而是在交流电源的作用下，当电压升高时，电容器充电，电容器极板上的电荷量增多，形成充电电流，当电压降低时，电容器放电，电容器极板上的电荷量减少，形成放电电流，由于电容器反复不断地充电和放电，使电路中有持续的交变电流，表现为交变电流“通过”了电容器．5．电容器在电路中的作用：通交流，隔直流；通高频，阻低频．
如图1所示，该电路就起到“隔直流，通交流”的作用；在电子技术中，从某一装置输出的电流常常既有高频成分，又有低频成分，若在下一级电路的输入端并联一个电容器，就可只把低频成分的交流信号输送到下一级装置，如图2所示，具有这种“通高频，阻低频”用途的电容器叫高频旁路电容器. 1．关于感抗，下列说法中错误的是( )
A．感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势，阻碍电流的变化
B．感抗的大小不仅与自感系数有关，还与电流的频率有关
C．感抗虽然对交变电流有阻碍作用，但不消耗能量
D．感抗是线圈的电阻产生的
解析：根据感抗的定义，易知D选项错误．
答案：D6．一电灯和一电感器串联，用交流电源供电，若提高交流电的频率，则( )
A．电感器的感抗增加
B．电感器的感抗减小
C．电灯变暗
D．电灯变亮
解析：交变电流的频率越高，感抗越大，可知A、C对，B、D错；故选A、C.
答案：AC祝您学业有成
