2018-2019高中物理 第2章 電磁感應與電磁場 第2節(jié) 電磁感應定律的建立 第3節(jié) 電磁感應現(xiàn)象的應用學案 粵教版選修1 -1.doc

第二節(jié)電磁感應定律的建立第三節(jié)電磁感應現(xiàn)象的應用學 習 目 標知 識 脈 絡1.了解探究感應電動勢大小與磁通量變化的關系2知道法拉第電磁感應定律的內(nèi)容(重點)3知道理想變壓器的原理(重點、難點)4了解汽車防抱死制動系統(tǒng).自 主 預 習探 新 知知識梳理一、電磁感應定律的建立1探究感應電動勢與磁通量變化的關系(1)當磁通量變化過程所用時間相同時，磁通量變化量越大，感應電流就越大，表明感應電動勢越大(2)當磁通量變化量相同時，磁通量變化過程所用時間越短，感應電流就越大，表明感應電動勢越大(3)感應電動勢的大小隨磁通量變化快慢的增大而增大2法拉第電磁感應定律(1)內(nèi)容：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比(2)表達式：En，其中n是線圈匝數(shù)，是磁通量的變化率二、電磁感應現(xiàn)象的應用1變壓器(1)作用：變壓器是把交流電的電壓升高或者降低的裝置(2)構(gòu)造：原線圈(初級線圈)、副線圈(次級線圈)、閉合鐵芯2變壓器原理(1)原理：利用電磁感應原理來改變交流電的電壓(2)公式：，U1、U2分別是原、副線圈兩端的電壓，n1、n2分別是原、副線圈的匝數(shù)3ABS系統(tǒng)(1)ABS系統(tǒng)的作用：汽車緊急制動時，如果車輪被制動裝置抱死，車輪將出現(xiàn)滑動，方向盤就會失靈，汽車將甩尾側(cè)滑，可能發(fā)生嚴重的交通事故為防止這種現(xiàn)象，人們發(fā)明了防抱死制動系統(tǒng)(ABS)(2)ABS系統(tǒng)的組成：由輪速傳感器、電子控制模塊和電磁閥組成輪速傳感器的作用是采集車輪轉(zhuǎn)速信號，它是利用電磁感應現(xiàn)象測量車輪轉(zhuǎn)速的基礎自測1思考判斷(1)決定閉合電路中感應電動勢大小的因素是磁通量的變化量()(2)閉合電路中感應電動勢的大小由磁通量的變化率決定()(3)由En可知，E與成正比()(4)變壓器也可能改變恒定電壓()(5)變壓器的原理是電磁感應定律()(6)實際變壓器輸入功率一定大于輸出功率()提示(1)決定閉合電路中感應電動勢的大小因素是磁通量的變化率(3)E與無關，與成正比(4)變壓器只能改變交流電的電壓，不能改變恒定電壓2下列關于電磁感應的說法中，正確的是()A穿過線圈的磁通量越大，感應電動勢越大B穿過線圈的磁通量為零，感應電動勢一定為零C穿過線圈的磁通量的變化量越大，感應電動勢越大D穿過線圈的磁通量變化越快，感應電動勢越大D越大，表示磁通量變化越快，感應電動勢越大3如圖221所示，變壓器原、副線圈匝數(shù)比為12，則副線圈中電壓表讀數(shù)為() 【導學號：71082049】圖221A0B2 VC4 VD8 VA由于原線圈接的是直流電源，所以通過副線圈的磁通量不變，因此副線圈中電壓表讀數(shù)為0，選項A正確合 作 探 究攻 重 難電磁感應定律1如何區(qū)分磁通量，磁通量的變化量，磁通量的變化率(1)是狀態(tài)量，是在某時刻(某位置)穿過閉合回路的磁感線的條數(shù)，當磁場與回路平面垂直時，BS.(2)是過程量，是表示閉合回路從某一時刻變化到另一時刻的磁通量的增減，即21.常見磁通量變化方式有：B不變，S變；S不變，B變；B和S都變；回路在磁場中相對位置改變(如轉(zhuǎn)動等)總之，只要影響磁通量的因素發(fā)生變化，磁通量就會變化(3)表示磁通量的變化快慢，即單位時間內(nèi)磁通量的變化，又稱磁通量的變化率(4)、的大小沒有直接關系，這一點可與運動學中v、v、三者類比值得指出的是：很大，可能很??；很小，可能很大；0，可能不為零(如線圈平面轉(zhuǎn)到與磁感線平行時)當按正弦規(guī)律變化時，最大時，0；反之，當為零時，最大2電磁感應定律(1)產(chǎn)生感應電動勢的條件只要穿過某個電路的磁通量發(fā)生變化，就會產(chǎn)生感應電動勢，產(chǎn)生感應電動勢的那部分導體相當于電路的電源(2)電磁感應定律感應電動勢的大小與磁通量的變化率成正比，磁通量的變化率是指磁通量變化的快慢不能理解為感應電動勢與磁通量或磁通量的變化量成正比感應電動勢的大小決定于穿過電路的磁通量的變化率，與磁通量、磁通量的變化量的大小沒有直接的聯(lián)系如圖222甲所示，某線圈一共50匝，若穿過線圈的磁通量隨時間的變化如圖乙所示，則a、b兩點間的電壓是多少？甲乙圖222思路點撥：由圖乙可求.由En計算電壓解析求a、b兩點的電壓就是求線圈中的感應電動勢，由圖乙得 V1 V，故En50 V，所以a、b兩點間電壓等于50 V.答案50 V(1)En研究整個閉合回路，適用于各種電磁感應現(xiàn)象.(2)En一般應用于磁感應強度變化所產(chǎn)生的感應電動勢的計算.針對訓練1(多選)穿過一個10匝線圈的磁通量每秒鐘均勻地減少2 Wb，則該線圈中的感應電動勢()A大小不變B隨時間均勻變化C減少了20 VD等于20 VAD題中磁通量每秒鐘均勻地減少2 Wb，即2 Wb/s，故En20 V理想變壓器的規(guī)律及應用1理想變壓器不計變壓器線圈的熱損失和鐵芯發(fā)熱損失的能量，變壓器副線圈提供給用電器的電功率等于發(fā)電機提供給原線圈的電功率2特點理想變壓器的磁通量全部集中在鐵芯內(nèi)，穿過原、副線圈的磁通量相同，穿過每匝線圈的磁通量的變化率也相同，因此每匝線圈產(chǎn)生的感應電動勢相同，原、副線圈產(chǎn)生的電動勢和原、副線圈的匝數(shù)成正比在線圈電阻不計時，線圈兩端電壓等于電動勢所以變壓器原、副線圈的兩端電壓與匝數(shù)成正比3升壓變壓器和降壓變壓器由變壓器公式知，當變壓器原線圈匝數(shù)少，副線圈匝數(shù)多時，副線圈兩端電壓高于原線圈兩端電壓，則變壓器為升壓變壓器；當變壓器原線圈匝數(shù)多，副線圈匝數(shù)少時，副線圈兩端電壓低于原線圈兩端電壓，則變壓器為降壓變壓器4規(guī)律(1)理想變壓器中，原、副線圈兩端的電壓之比等于它們的匝數(shù)之比，即.(2)理想變壓器的輸出功率等于輸入功率，P入P出，即U1I1U2I2.因此，原、副線圈中的電流之比等于匝數(shù)的反比，即.(多選)如圖223所示為變壓器的示意圖，它被用來升高發(fā)電機的輸出電壓，下列說法中正確的是()圖223A圖中M是閉合的鐵芯B發(fā)電機應與線圈相連，升高后的電壓由c、d兩端輸出C電流以鐵芯為通路從一個線圈流到另一個線圈D變壓器是根據(jù)電磁感應原理工作的AD由題知該變壓器為升壓變壓器，所以原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)，故為輸入端即接發(fā)電機，為輸出端，B錯；鐵芯提供閉合的磁路，使電能先轉(zhuǎn)化成磁場能，再在副線圈中轉(zhuǎn)化成電能，所以C錯，故選A、D.(1)變壓器由原線圈、副線圈和閉合的鐵芯組成.(2)若原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)，則為降壓變壓器；若原線圈匝數(shù)小于副線匝數(shù)，則為升壓變壓器.針對訓練2如圖224所示為一臺理想變壓器，初、次級線圈的匝數(shù)分別為n1400匝，n2800匝，連接導線的電阻忽略不計，那么可以確定()圖224這是一臺降壓變壓器這是一臺升壓變壓器次級線圈兩端的電壓是初級線圈兩端電壓的2倍次級線圈兩端的電壓是初級線圈兩端電壓的一半ABCDC由得U22U1，變壓器為升壓變壓器，正確當 堂 達 標固 雙 基1(多選)如圖225所示，在勻強磁場中有兩條平行的金屬導軌，磁場方向與導軌平面垂直導軌上有兩條可沿導軌自由移動的金屬棒ab、cd，與導軌接觸良好這兩條金屬棒ab、cd的運動速度分別是v1、v2，若“井”字形回路中有感應電流通過，則可能()圖225Av1v2Bv1v2Cv1v2D無法確定AB只要金屬棒ab、cd的運動速度不相等，“井”字形回路中的磁通量就發(fā)生變化，閉合回路中就會產(chǎn)生感應電流故選項A、B正確2下圖中，屬于升壓變壓器且能使燈泡發(fā)光的電路是()C變壓器不改變直流電壓，A、D錯；升壓變壓器的原線圈比副線圈的匝數(shù)少，B錯，C對3一個20匝、面積為200 cm2的圓形線圈放在勻強磁場中，磁場的方向與線圈平面垂直，若該磁場的磁感應強度在0.05 s內(nèi)由0.1 T增加到0.5 T，在此過程中，穿過線圈的磁通量變化量為_，磁通量的平均變化率為_，線圈中感應電動勢的大小為_. 【導學號：71082050】解析磁通量變化量為21B2SB1S，0.50.02 Wb0.10.02 Wb0.008 Wb， Wb/s0.16 Wb/sEn200.16 V3.2 V.答案0.008 Wb0.16 Wb/s3.2 V