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2018_2019高中物理第2章电磁感应与电磁场章末复习课学案粤教版选修1_1

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                        第  2 章 电磁感应与电磁场


                                [巩固层·知识整合]
    [体系构建]


                                                            
    [核心速填]
    1.电磁感应现象
    (1)法拉第首先发现了电磁感应现象.
    (2)产生感应电流的条件是闭合回路磁通量发生变化.
    2.法拉第电磁感应定律
    (1)感应电动势与磁通量的变化率成正比.
                                ΔΦ
    (2)感应电动势的大小公式:E=n            Δt .
    (3)变压器的构造:原线圈、副线圈、闭合铁芯;
                  U1  n1  I1 n2
    变压器的规律:U2=n2,I2=n1.
    3.电磁场
    (1)麦克斯韦电磁场理论:变化的电场产生磁场;变化的磁场产生电场,不均匀变化的
电场产生变化的磁场,不均匀变化的磁场产生变化的电场,变化的电场和磁场由近及远地
向周围传播形成电磁波.
    (2)赫兹通过实验验证了电磁波的存在,电磁波的传播速度与光速相等.
                                [提升层·能力强化]

                                                              
                              法拉第电磁感应定律
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    1.感应电动势
    回路有电流必须有电源,电源产生电动势.
    电磁感应中相当于电源的那部分产生的电动势叫感应电动势,其余部分可等效为负载,
利用学过的电路知识处理问题.
    产生感应电流的本质是因为产生了感应电动势,与电路是否闭合没有关系,若电路不
闭合,仍有感应电动势而没有感应电流.
    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个电路的磁通量的变化率成正比.
    3.磁通量变化快慢的描述方法
    在相同的时间内磁通量的变化越大,磁通量的变化越快;如果有相同的磁通量的变化,
时间越短,磁通量的变化越快.
          如图    2­1 所示,半径为     r 的 n 匝线圈套在边长为        L 的正方体   abcd 之外,匀强
                                                     ΔB
磁场局限在正方体区域内且垂直穿过正方体,当磁感应强度以                          Δt 均匀变化时,线圈中产生
的感应电动势大小为(  )


                                      图 2­1
           ΔB
    A.πr2  Δt   
         ΔB
    B.L2 Δt
            ΔB
    C.nπr2  Δt
          ΔB
    D.nL2 Δt
    D [磁场的有效面积        S=L2,根据法拉第电磁感应定律,线圈中产生的感应电动势大
      ΔΦ      ΔB
小  E=n Δt =nL2 Δt ,选项 D 正确.]
                                                                ΔΦ
    [一语通关] 1若是磁场发生变化而产生的感应电动势,公式                          E=n Δt 常写成   E=n
ΔB     ΔB
 Δt ·S, Δt 是磁场的变化率,S       是垂直磁场的有效面积.
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                                              ΔΦ           ΔS         ΔS
    2若是面积变化产生的感应电动势,公式                  E=n  Δt 常写成  E=n Δt ·B,其中   Δt 是线
圈面积的变化率,B        是垂直线圈的磁感应强度.

    [针对训练]
    1.如图   2­2 所示,两条平行金属导轨           ab、cd 置于匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向
里,两导轨间的距离         l=0.6 m.金属杆     MN 沿两条导轨向右匀速滑动,速度             v=10 m/s,产
生的感应电动势为        3 V.由此可知,磁场的磁感应强度              B=________T.


                                      图 2­2
                                        ΔΦ  BΔS  BlvΔt            E     3
    [解析] 金属杆      MN 产生的感应电动势        E= Δt = Δt =  Δt =Blv,则   B=lv=0.6 × 10 
T=0.5 T.
    [答案] 0.5

                                                              
                                  理想变压器
    1.变压器是把交流电压升高或降低的装置,其基本构造是由原线圈、副线圈和闭合铁
芯构成,原线圈和副线圈分别绕在同一个闭合铁芯上.

    2.工作原理:变压器是通过电磁感应来改变交流电压的,原线圈                           n1 接交流电源,由
于电流的变化,在闭合铁芯中产生变化的磁通量,磁通量也通过了副线圈,根据法拉第电

磁感应定律,便在副线圈           n2 中产生感应电动势,如果输出电压高于输入电压,为升压变压
器;如果输出电压低于输入电压,为降压变压器.

    3.理想变压器原、副线圈的匝数分别为                 n1、n2.
              U1  n1
    电压关系:U2=n2.

    由于理想变压器的结构一定,n1、n2             均为定值,所以输出电压           U2 由输入电压    U1 决定,

与负载电阻的大小无关,U1          增大,U2   也增大;U1    减小,U2   也减小.
    4.变压器不改变交变电流的频率.

    5.理想变压器中       P 入=P 出,而原线圈的输入功率决定于输出功率.
          (多选)如图     2­3 所示,理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯

泡  L1 和 L2,输电线的等效电阻为         R,开始时,开关       S 断开,当开关     S 接通时,以下说法正
确的是(  )
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                                      图 2­3
    A.副线圈两端      M、N  的输出电压减小
    B.副线圈输电线等效电阻           R 上的电压增大

    C.通过灯泡     L1 的电流减小

    D.通过电流表Error!的电流增大
                            n2

    BCD [副线圈两端电压        U2=n1U1,电源电压不变,则         U2 不变,M、N   两端电压不变,故

A 错误.开关     S 闭合,L2  与 L1 并联,使副线圈的负载电阻的阻值变小,M、N                  间的输出电压

不变,副线圈中的总电流           I2 增大,电阻    R 上的电压降     UR=I2R 亦增大,灯泡      L1 两端的电压

减小,L1   中的电流减小,B、C        正确.由    I2 增大,导致原线圈中电流          I1 相应增大,故     D 正
确.]

    [一语通关] 理想变压器原线圈电压               U1 决定副线圈电压      U2;副线圈电流     I2 决定原线

圈电流   I1,副线圈输出功率        P2 决定原线圈输入功率        P1.
    [针对训练]

    2.一台理想变压器,原、副线圈的匝数比                  n1∶n2=20∶1,原线圈接入        220  V 的交流
电压,副线圈向一电阻为           110 Ω 的用电器供电,则副线圈中的电流为(  ) 
                                                          【导学号:71082058】
    A.2 A                             B.0.1 A
    C.0.5 A                           D.0.005 A
            U1  n1        n2    1                                U2

    B [由于U2=n2,故      U2=n1U1=20×220    V=11   V,故副线圈电流       I2= R =0.1  A,
B 对.]
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