2018-2019高中物理第3章劃時代的發(fā)現(xiàn)3.3發(fā)電機與電動機3.4電能與社會3.5偉大的豐碑--麥克斯韋的電磁場理論學案滬科版選修.doc

33發(fā)電機與電動機34電能與社會35偉大的豐碑麥克斯韋的電磁場理論1(3分)如圖331所示，將一條形磁鐵插入某一閉合線圈，第一次用0.05 s，第二次用0.1 s，設插入方式相同，下面的敘述，正確的是()圖331A兩次線圈中磁通量變化相同B兩次線圈中磁通量變化不同C兩次線圈中磁通量變化率相同D兩次線圈中磁通量變化率不相同【解析】兩次插入，線圈中磁通量的變化是相同的，但由于插入的時間不同，故磁通量的變化率不同，選項A、D正確【答案】AD2(3分)如圖332所示，電流表與螺線管組成閉合電路以下關于電流表指針偏轉情況的陳述中正確的是()圖332A磁鐵快速插入螺線管時比慢速插入螺線管時電流表指針偏轉大B磁鐵快速插入螺線管和慢速插入螺線管，磁通量變化相同，故電流表指針偏轉相同C磁鐵放在螺線管中不動時螺線管中的磁通量最大，所以電流表指針偏轉最大D將磁鐵從螺線管中拉出時，磁通量減小，所以電流表指針偏轉一定減小【解析】電流表的指針的偏轉角度是由螺線管產生的感應電動勢的大小決定，而感應電動勢的大小取決于磁通量的變化率，所以A正確【答案】A3(4分)(多選)如圖333所示，原線圈M與電源相連接，副線圈N與電流計G相連接，如副線圈中產生的感應電流流過電流計，則這時正在進行的實驗過程可能的是()圖333A滑動變阻器的滑動頭沒有移動B滑動變阻器的滑動頭P向B端移動C開關S突然斷開DM中插入磁芯的過程【解析】如果滑動頭P不動，線圈M中電流不變，則穿過N的磁通量不變，A選項沒有可能，B選項可能，C、D兩項可使穿過N的磁通量發(fā)生變化，產生感應電流【答案】BCD課標導思1.了解發(fā)電機的發(fā)展過程，知道什么是交變電流(重點)2.了解電能對社會的重要性及能量的轉化.3.知道“場”概念，以及概念提出的重大意義.4.知道麥克斯韋電磁場理論的主要內容(難點)一、把機械能轉化為電能發(fā)電機的發(fā)明1發(fā)電機的發(fā)展史法拉第發(fā)明了圓盤發(fā)電機1832年法國的皮克西發(fā)明了用永久磁鐵制造的發(fā)電機1834年英國的克拉克制造了一臺帶有整流子的手搖永磁發(fā)電機英國的霍姆斯對永磁發(fā)電機的發(fā)展起了很大作用1867年德國人西門子和英國人瓦利分別發(fā)明了自激發(fā)電機制造第一臺能夠產生真正連續(xù)電流的具有實用尺寸的直流發(fā)電機的榮譽應歸于比利時的格拉姆美國發(fā)明家愛迪生改進了西門子發(fā)電機，使它得以廣泛的應用，開始了以電的應用為標志的世界“第二次產業(yè)革命”2交變電流大小、方向周期性變化的電流叫做交變電流二、把電能轉化為機械能電動機的發(fā)明1電動機的發(fā)展史1834年俄國的雅各比制成第一臺實用的電動機美國發(fā)明家特斯拉于1883年制成了一臺感應電動機1889年俄國的多利沃多布羅沃利斯基制成了實用的三相感應電動機2感應電動機的原理三相交變電流能在空間產生旋轉磁場，會使放置其中的閉合鋁框轉動三、重要的能源電能1電能可以作為其他各種形式能量的轉換中心2電能的應用主要體現(xiàn)在能量的轉換與傳遞、電照明和電通信三個方面四、電能與社會電氣化的程度已成為衡量社會物質文明發(fā)展水平的重要標志五、場和力線的新概念場的概念是牛頓時代以來物理學概念、基本理論方面最重要的變革六、麥克斯韋的發(fā)展一座偉大的豐碑麥克斯韋電磁場理論的兩大支柱：1變化的磁場產生電場2變化的電場產生磁場一、發(fā)電機的工作原理1發(fā)電機：把機械能轉化成電能的裝置，和電動機的原理正好相反2直流電：干電池和蓄電池等電源提供的電流，方向不發(fā)生變化，稱為直流電簡稱DC.3交流電：讓矩形線圈在磁場中轉動產生了大小和方向都隨時間做周期性變化的電流叫做交變電流，簡稱AC.4.交流發(fā)電機的工作原理：如圖334所示，線圈平面從垂直于磁感線開始轉動，當線圈的一個邊向上運動，另一個邊向下運動，切割磁感線，線圈中產生了感應電流電流從線圈的一個邊流出，從另一個邊流進當線圈轉過半周后，線圈的左右兩個邊在磁場中發(fā)生了變化，原來向上運動的改為向下運動，原來向下運動的改為向上運動，結果使得線圈中的電流方向發(fā)生了改變這就產生了大小和方向都隨時間作周期性變化的電流圖334【深化探究】我們生活中用的電就是由交流發(fā)電機產生的，并且電流的頻率為50 Hz，那么發(fā)電機每秒要轉多少圈？提示：線圈每轉動一圈電流周期性變化一次，所以50 Hz的交變電流其發(fā)電機每秒轉50圈.二、揭開電動機旋轉的奧秘1電動機的工作原理電動機是利用通電線圈在磁場中受到安培力的作用而發(fā)生扭轉的原理設計的電動機由定子和轉子組成，定子是電動機中固定不動的部分，轉子是電動機中轉動的部分2直流電動機持續(xù)轉動的奧秘電動機中線圈的電流方向要不斷改變，從而實現(xiàn)線圈持續(xù)轉動，如圖335所示圖335【特別提醒】直流電動機外電路中的電流方向是不變的.但是電動機線圈中的電流方向每半圈改變一次，這是靠一對電刷實現(xiàn)的.三、麥克斯韋電磁場理論綜述1變化的磁場產生電場磁場2變化的電場產生磁場電場【特別提醒】在變化的磁場中產生的電場的電場線是閉合的；而靜電場中的電場線是不閉合的.一、發(fā)電機和電動機的探究(多選)下列說法正確的是()A旋轉電樞式發(fā)電機和旋轉磁極式發(fā)電機從實質上講都是改變了線圈中的磁通量B發(fā)電機與電動機都是符合能量的轉化與守恒定律的C電動機的電源必須是直流電D以上說法都不正確【導析】發(fā)電機與電動機都是物理學的研究成果，在生產、生活中的應用都遵從物理學的規(guī)律，在解題時要注意生活、生產中都用了哪些物理規(guī)律【解析】根據(jù)法拉第電磁感應定律可知只要閉合回路中的磁通量發(fā)生變化，閉合回路中就會產生感應電動勢，故A正確；任何機器都遵守能量的轉化與守恒定律，故B選項正確；電動機有直流電動機和交流電動機，故C、D錯誤故選AB.【答案】AB1下列說法中正確的是()A雅各比發(fā)明第一臺實用電動機B電動機是將磁場能轉化成機械能C電動機有直流電動機和交流電動機D電動機的發(fā)明開啟了以電的應用為標志的“第二次工業(yè)革命”【解析】雅各比發(fā)明了第一臺實用電動機，A項正確；電動機是將電能轉化成機械能，故B項錯誤；電動機分為直流電動機和交流電動機，故C項正確；第二次工業(yè)革命以電的應用為標志，D項正確【答案】ACD二、電能的應用第二次工業(yè)革命的重要標志是()A發(fā)明了電磁波B發(fā)明了發(fā)電機C發(fā)明了熱機 D發(fā)明了互聯(lián)網(wǎng)【導析】第二次工業(yè)革命電力得到廣泛的應用，推動了生產力的迅猛發(fā)展，對物理學技術的進步起到了決定性作用【解析】第二次工業(yè)革命以電力的廣泛應用為顯著特點推動了電力工業(yè)和電器制造業(yè)等一系列新興工業(yè)的迅速發(fā)展人類歷史從“蒸汽時代”跨入了“電氣時代”故選B.【答案】B2人類利用新能源歷程中，新能源的開發(fā)利用對當時社會生活、工業(yè)的進程，有何影響？【解析】煤的利用是人類開發(fā)能源的偉大創(chuàng)舉，它支持了以蒸汽機為動力的第一次工業(yè)革命，英國憑借煤的利用技術優(yōu)勢，一躍成為世界工業(yè)強國后來，隨著石油的普及，石油成為工業(yè)的“血液”，大大加快了世界工業(yè)的發(fā)展美國則由于對石油利用技術的開發(fā)和創(chuàng)新，超過了英國，躍居為世界工業(yè)強國之首又如蒸汽機的發(fā)明和改進，第一次改變了人們利用能源的方式，為工業(yè)發(fā)展提供了巨大的動力，引發(fā)了歷史上第一次工業(yè)革命，建立起以機器為基礎的大工業(yè)體系，很多國家很快就完成了工業(yè)化的過程，進入到工業(yè)文明時代，而工業(yè)文明時代最有代表性的裝置就是發(fā)電機和電動機，是電動機解放了勞動力，使人類完成了跨躍式發(fā)展的步伐【答案】見解析三、麥克斯韋電磁場理論的理解(多選)下列說法正確的是()A電荷的周圍一定有電場，也一定有磁場B均勻變化的電場在其周圍空間一定產生磁場C任何變化的電場在其周圍空間一定產生變化的磁場D正弦交變的電場在其周圍空間一定產生交變的磁場【解析】只有變化的電場才能激發(fā)磁場，A錯誤；均勻變化的電場周圍存在恒定的磁場，B正確，C錯誤；周期性變化的電場在其周圍產生周期性變化的磁場，D正確【答案】BD對麥克斯韋電磁場的理解在理解麥克斯韋的電磁場理論時，要注意靜電場不產生磁場，穩(wěn)定磁場也不產生電場3(多選)下列說法正確的是()A恒定電流能夠在周圍空間產生穩(wěn)定的磁場B穩(wěn)定電場能夠在周圍空間產生穩(wěn)定的磁場C均勻變化的電場能夠在周圍空間產生穩(wěn)定的磁場D均勻變化的電場和磁場互相激發(fā)，形成由近及遠的電磁場【解析】電流周圍存在磁場，A對穩(wěn)定電場(磁場)不能產生磁場(電場)，B錯均勻變化的電場周圍空間產生穩(wěn)定的磁場，但不能形成電磁波，C對D錯【答案】AC1下列說法正確的是()A第一臺有實用意義的自激發(fā)電機是法拉第發(fā)明的B世界上第一臺有實用意義的自激發(fā)電機是由法國的皮克西發(fā)明的C世界上第一臺有實用意義的自激發(fā)電機是由西門子和瓦利發(fā)明的D發(fā)電機是根據(jù)電流的磁效應制成的【解析】法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應的第二年，受法拉第發(fā)現(xiàn)的啟示，法國人皮克西應用電磁感應原理制成了最初的發(fā)電機皮克西發(fā)明的這種發(fā)電機在世界上是首創(chuàng)的，當然也有其不足之處。需要對它進行改進的地方，一是轉動磁鐵不如轉動線圈更為方便靈活；二是通過整流可以得到定向電流，但是電流的強弱還是不斷變化的.1867年，德國發(fā)明家西門子和英國人瓦利分別發(fā)明了自激發(fā)電機，即在發(fā)電機上不用磁鐵(即永久磁鐵)，而用電磁鐵，這樣可以使磁力增強，產生強大的電流自激發(fā)電機稱得上是現(xiàn)代實用發(fā)電機的雛形，由此可知C正確【答案】C2電動機是一種高效率，低污染的動力設備，廣泛地應用在日常生活和生產實踐中下列家用電器中應用了電動機的是()A洗衣機B電飯鍋C電熱水壺D電熱毯【解析】電動機主要將電能轉化為機械能；電飯鍋、電熱水壺、電熱毯都是主要將電能轉為內能，所以B，C，D錯，A正確【答案】A3甲、乙兩電路中電流與時間關系如圖336所示，屬于交變電流的是() 【導學號：17592041】圖336A甲乙都是B甲是乙不是C乙是甲不是D甲乙都不是【解析】方向不變化的電流叫做直流電大小和方向都不變化的電流叫做恒定電流方向隨時間做周期性變化是交變電流的重要特征甲是方波形交流電，乙是脈動直流電【答案】B4(多選)某電路的電場隨時間變化的圖像如圖所示，能產生磁場的電場是()【解析】題圖A中電場不隨時間變化，不產生磁場，題圖B和題圖C中電場都隨時間做均勻變化，能產生穩(wěn)定的磁場題圖D中電場隨時間做不均勻的變化，能在周圍空間產生變化的磁場【答案】BCD5英國物理學家法拉第經過10年不懈努力，終于在1831年發(fā)現(xiàn)了_現(xiàn)象，發(fā)明了發(fā)電機，開創(chuàng)了獲取電能的先例我國興建的長江三峽超大型發(fā)電廠，是將水的_能轉化為電能一些城市還建造了垃圾焚燒發(fā)電廠，是將垃圾焚燒后獲得的_能，最終轉化為電能【答案】電磁感應機械內