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1、电磁感应现象电磁感应现象自感现象自感现象产生电磁感应现象的条件产生电磁感应现象的条件感应电动势的大小感应电动势的大小E=n/tE=BLv感应电流的方向感应电流的方向楞次定律楞次定律右手定则右手定则应用牛顿第二定律，解决导体切割磁感应线运动问题应用牛顿第二定律，解决导体切割磁感应线运动问题应用闭合电路欧姆定律解决电磁感应中的电流和功率问题应用闭合电路欧姆定律解决电磁感应中的电流和功率问题应用能的转化和守恒定律解决电磁感应问题应用能的转化和守恒定律解决电磁感应问题一一.产生电磁感应的条件产生电磁感应的条件对整个回路来说，产生感应电动势，必须有对整个回路来说，产生感应电动势，必须有回路磁回路磁通量通
2、量的的变化变化；可以通过以下三种方法；可以通过以下三种方法 （1）磁感强度的变化）磁感强度的变化 （2）线圈）线圈有效有效面积的变化面积的变化 （3）线圈平面的法线方向与磁场方向夹角的变化）线圈平面的法线方向与磁场方向夹角的变化对单根导体棒来说，只要切割磁感线，棒上就会产对单根导体棒来说，只要切割磁感线，棒上就会产生感应电动势生感应电动势2、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律（1）决定感应电动势大小因素：穿过这个闭合电路中）决定感应电动势大小因素：穿过这个闭合电路中的磁通量的变化快慢（即磁通量的变化率）的磁通量的变化快慢（即磁通量的变化率）平均变化率决定该段时间内的平均电动势；瞬时变化率平均
3、变化率决定该段时间内的平均电动势；瞬时变化率（即（即-t图的切线斜率）图的切线斜率）决定该时刻的瞬时电动势。决定该时刻的瞬时电动势。（2）注意区分磁通量，磁通量的变化量，磁通量的变）注意区分磁通量，磁通量的变化量，磁通量的变化率的不同化率的不同 磁通量，磁通量，磁通量的变化量，磁通量的变化量，/t=（2 -1）/t -磁通量的变化率磁通量的变化率（3）感应电动势大小的计算式：）感应电动势大小的计算式：（4）几种题型）几种题型 线圈面积线圈面积S不变，磁感应强度均匀变化：不变，磁感应强度均匀变化：磁感强度磁感强度B不变，线圈面积均匀变化：不变，线圈面积均匀变化：B、S均不变，线圈绕过线圈平面内的
4、某一轴转动时均不变，线圈绕过线圈平面内的某一轴转动时 3.导体切割磁感线时产生感应电动势大小的计算：导体切割磁感线时产生感应电动势大小的计算：1.公式：公式：2.若导体在磁场中绕着导体上的某一点转动时，若导体在磁场中绕着导体上的某一点转动时，3.矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动时产生交流电矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动时产生交流电从中性面计时从中性面计时 e=Em sin t最大值最大值 Em=nBS条件：条件：B、L、v三个量两两垂直三个量两两垂直4.楞次定律楞次定律1.阻碍原磁通的变化，阻碍原磁通的变化，即即“增反减同增反减同”2.阻碍（导体间的）相对运动，阻碍（导体间的）相对运动，即即
5、“来时拒，去时留来时拒，去时留”3.阻碍原电流的变化，（阻碍原电流的变化，（线圈中的电流不能突变线圈中的电流不能突变）应用在解释自感现象的有关问题。应用在解释自感现象的有关问题。5.综合应用题型综合应用题型2.电磁感应现象中的动态过程分析电磁感应现象中的动态过程分析3.用功能观点分析电磁感应现象中的有关问题用功能观点分析电磁感应现象中的有关问题导体棒克服安培力做多少功，就有多少其他导体棒克服安培力做多少功，就有多少其他能转化成电路中的电能能转化成电路中的电能1.电磁感应现象中电磁感应现象中电路问题电路问题2009山东理综卷如图所示，一导线弯成半径为如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。
6、的半圆形闭合回路。虚线虚线MN右侧有磁感应强度为右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入向右匀速进入磁场，直径磁场，直径CD始络与始络与MN垂直。从垂直。从D点到达边界开点到达边界开始到始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是点进入磁场为止，下列结论正确的是 A.感应电流方向感应电流方向为顺时针为顺时针 B.CD段直线始终段直线始终不不受安培力受安培力 C.感感应电动势最大值应电动势最大值EBav D.感应电动势平均值感应电动势平均值CD下下图图a中中A、B为为两两个个相相同同的的环环形形线线圈圈，共共轴轴
7、并并靠靠近近放放置置，A线圈中通有如图（线圈中通有如图（b）所示的交流电）所示的交流电i，则（，则（）A.在在t1到到t2时间内时间内A、B两线圈相吸两线圈相吸 B.在在t2到到t3时间内时间内A、B两线圈相斥两线圈相斥 C.t1时刻两线圈间作用力为零时刻两线圈间作用力为零 D.t2时刻两线圈间吸力最大时刻两线圈间吸力最大 t1t2t3t4it0bBAiaA B C如如图图所所示示，半半径径为为R、单单位位长长度度电电阻阻为为的的均均匀匀导导电电圆圆环环固固定定在在水水平平面面上上，圆圆环环中中心心为为O。匀匀强强磁磁场场垂垂直直水水平平方方向向向向下下，磁磁感感强强度度为为B。平平行行于于直
8、直径径MON的的导导体体杆杆，沿沿垂垂直直于于杆杆的的方方向向向向右右运运动动。杆杆的的电电阻阻可可以以忽忽略略不不计计，杆杆与与圆圆环环接接触触良良好好,某某时时刻刻，杆杆的的位位置置如如图图，aOb=2 ，速速度度为为v。求求此此时时刻刻作作用用在在杆上的安培力的大小。杆上的安培力的大小。NMObaRdc cabd2002年河南年河南卷卷粗粗细细均均匀匀的的电电阻阻丝丝围围成成的的正正方方形形线线框框置置于于有有界界匀匀强强磁磁场场中中，磁磁场场方方向向垂垂直直于于线线框框平平面面，其其边边界界与与正正方方形形线线框框的的边边平平行行。现现使使线线框框以以同同样样大大小小的的速速度度沿沿四
9、四个个不不同同方方向向平平移移出出磁磁场场，如如图图所所示示，则则在在移移出出过过程程中中线线框框一一边边a、b两两点点间间的的电电势势差差绝绝对对值值最最大大的的是是（）A.B.C.D.a bva bva bva bvB 例例2、如图示，正方形线圈边长为、如图示，正方形线圈边长为a，总电阻为总电阻为R，以速度以速度v从左向右匀速穿过两个宽为从左向右匀速穿过两个宽为L（L a），），磁感应强度为磁感应强度为B，但方向相反的两个匀强磁场区域，但方向相反的两个匀强磁场区域，运动方向与线圈一边、磁场边界及磁场方向均垂直，运动方向与线圈一边、磁场边界及磁场方向均垂直，则这一过程中线圈中感应电流的最大值
10、为则这一过程中线圈中感应电流的最大值为 ，全过程中产生的内能为，全过程中产生的内能为 。aLL解：在磁场分界线两侧时感应电流最大解：在磁场分界线两侧时感应电流最大 I2=2Bav/R此时产生的电能为此时产生的电能为W2=I22 Rt=4B2a2v2/Ra/v=4B2a3v/R进入和出来的感应电流为进入和出来的感应电流为 I1=Bav/R产生的电能分别为产生的电能分别为W1=W3=I12 Rt=B2a2v2/Ra/v =B2a3v/R2Bav/R6B2a3v/R电磁感应现象电磁感应现象电感电容对交电感电容对交变电流的影响变电流的影响现象现象正弦式交变电流的产生正弦式交变电流的产生瞬时电动势的大小
11、瞬时电动势的大小e=nBSsin（t+0）最大电动势最大电动势Em=nBS有效值有效值利用热效应定义利用热效应定义正弦式正弦式:有效值有效值=最大值最大值/变压器的结构与工作原理变压器的结构与工作原理变压比变压比一原一副线圈的变流比一原一副线圈的变流比功率关系功率关系远距离输电，升压可降低输电线上的电流，从而减小线路损耗远距离输电，升压可降低输电线上的电流，从而减小线路损耗n正弦式电流的变化规律及对中性面的理解n1正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置时开始计时)n2.对对中性面的理解中性面的理解n(1)中中性性面面是是与与磁磁场场方方向向垂垂直直的的平平面面，是是假假想想的的一一个个参参考面
12、考面n(2)线线圈圈平平面面位位于于中中性性面面时时，穿穿过过线线圈圈的的磁磁通通量量最最大大，但其但其变变化率化率为为零，感零，感应电动势为应电动势为零零n(3)线线圈圈平平面面与与中中性性面面垂垂直直时时，穿穿过过线线圈圈的的磁磁通通量量为为零零，但磁通量的但磁通量的变变化率最大，感化率最大，感应电动势应电动势最大最大n(4)线线圈圈转转动动一一周周，两两次次经经过过中中性性面面，内内部部电电流流的的方方向向改改变变两次两次n【案例1】(2008宁夏理综)如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO以角速度逆时针匀速转动若以线圈平面与磁场夹角45时(如图乙)
13、为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正则丙图中正确的是()n 甲乙n【即时巩固1】有一个小型发电机，机内的矩形线圈匝数为100匝，电阻为0.5.线圈在匀强磁场中，以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动穿过每匝线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示由此可知发电机电动势瞬时值表达式为()nAe3.14sint(V)nBe3.14cost(V)nCe314sin100t(V)nDe314cos100t(V)n【答案】Dn考点二对描述交变电流的考点二对描述交变电流的“四值四值”的比较和理解的比较和理解n1交交变变电电流流的的瞬瞬时时值值、最最大大值值、有有效效值值、平平均均值值的的比较比较
14、n【案例2】(2009福建理综)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示已知发电机线圈内阻为5.0，现外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图乙所示，则()A电压电压表的示数表的示数为为220 VB电电路中的路中的电电流方向每秒流方向每秒钟钟改改变变50次次C灯泡灯泡实际实际消耗的功率消耗的功率为为484 WD发电发电机机线线圈内阻每秒圈内阻每秒钟产钟产生的焦耳生的焦耳热为热为24.2 Jn【案例3】如图所示，匀强磁场B0.1 T，所用矩形线圈的匝数N100，边长ab0.2 m，bc0.5 m，以角速度100 rad/s绕OO轴匀速转动当线圈平面通过中性面时开始计时，试求：n(
15、1)线圈产生的感应电动势的峰值；n(2)线圈中感应电动势的瞬时值表达式；(1)因线圈在匀强磁场中绕因线圈在匀强磁场中绕OO轴匀速转动，轴匀速转动，所以所以EmNBS.又又Sabbc.所以所以EmNBabbc1000.10.20.5100 V314 V.【答案答案】(1)314 V(2)314sin100t V(3)200 Vn理想变压器原、副线圈基本量的关系n理想变压器原、副线圈基本量的关系如下表：理想理想变变压压器器没有能量没有能量损损失失(铜损铜损、铁损铁损)没有磁通量没有磁通量损损失失(磁通量全部集中在磁通量全部集中在铁铁芯中芯中)基基本本关关系系功率功率关系关系原原线线圈的圈的输输入功
16、率等于副入功率等于副线线圈的圈的输输出功率：出功率：P入入P出出电压电压关系关系原副原副线线圈的圈的电压电压比等于匝数比，公式：比等于匝数比，公式：U1/U2n1/n2，与与负载负载、副、副线线圈的多少无关圈的多少无关电电流流关系关系只有一个副只有一个副线线圈圈时时：I1/I2n2/n1有多个副有多个副线线圈圈时时：由：由P入入P出出得得I1U1I2U2I3U3InUn或或I1n1I2n2I3n3Innn频频率率关系关系f1f2(变压变压器不改器不改变变交流交流电电的的频频率率)n【案例案例1】(2010山山东东理理综综)一理想一理想变压变压器原、副器原、副线线圈的匝数比圈的匝数比为为10 1
17、，原，原线线圈圈输输入入电压电压的的变变化化规规律如律如图图甲所示，副甲所示，副线线圈所接圈所接电电路如路如图图乙所示，乙所示，P为为滑滑动变动变阻阻器的触器的触头头，下列，下列说说法正确的是法正确的是()nA副副线线圈圈输输出出电压电压的的频频率率为为50 HznB副副线线圈圈输输出出电压电压的有效的有效值为值为31 VnCP向右移向右移动时动时，原、副，原、副线线圈的圈的电电流比减小流比减小nDP向右移向右移动时动时，变压变压器的器的输输出功率增加出功率增加【即即时时巩巩固固1】(2009江江苏苏高高考考)如如图图所所示示，理理想想变变压压器器的的原原、副副线线圈圈匝匝数数比比为为1 5，
18、原原线线圈圈两两端端的的交交变变电电压压为为u20 sin100t V，氖氖泡泡在在两两端端电电压压达达到到100 V时时开开始始发发光光，下下列列说法中正确的有说法中正确的有()A开关接通后，氖泡的发开关接通后，氖泡的发光频率为光频率为100 HzB开关接通后，电压表的开关接通后，电压表的示数为示数为100 VC开关断开后，电压表的示数变大开关断开后，电压表的示数变大D开关断开后，变压器的输出功率不变开关断开后，变压器的输出功率不变n考点二理想变压器的动态分析n如果理想变压器的原、副线圈的匝数不变时，当变压器的负载发生变化，如图所示，各量相互关系如下：n(2)输输出出电电流流I2决决定定输输
19、入入电电流流I1.在在输输入入电电压压U1一一定定的的情情况况下下，输输出出电电压压U2也也被被完完全全确确定定当当负负载载电电阻阻R增增大大时时，I2减减小小，则则I1相相应应减减小小；当当负负载载电电阻阻R减减小小时时，I2增增大大，则则I1相相应应增增大大在在使使用用变变压压器器时时，不不能能使使变变压压器次器次级级短路短路.n(3)输输出出功功率率P2决决定定输输入入功功率率P1.理理想想变变压压器器的的输输入入功功率率与与输输出出功功率率相相等等，即即P1P2，在在输输入入电电压压U1一一定定的的情情况况下下，当当负负载载电电阻阻R增增大大时时，I2减减小小，则则变变压压器器的的输输
20、出出功功率率P2I2U2减减小小，输输入入功功率率P1也也将将相相应应减减小小；当当负负载载电电阻阻R减减小小时时，I2增增大大，变变压压器器的的输输出出功功率率P2I2U2增大，增大，则输则输入功率入功率P1也将增大也将增大n【案例2】(2010天津理综)为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示当开关S闭合后()AA1示数示数变变大，大，A1与与A2示数的比示数的比值值不不变变BA1示数示数变变大，大，A1与与A2示数的比示数
21、的比值变值变大大CV2示数示数变变小，小，V1与与V2示数的比示数的比值变值变大大DV2示数不示数不变变，V1与与V2示数的比示数的比值值不不变变AD【即时巩固2】(2011届中山检测)街头通过降压变压器给用户供电的示意图如图所示变压器输入电压是市区电网的电压，可忽略其波动输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，输电线消耗的电功率用P0表示，变阻器R表示用户的总电阻，P表示用户的总功率，当用电器增加时，相当于R的阻值减小，滑动片向下移(R始终大于R0)当用户的用电器增加时，图中电流表示数I1、I2及P0、P变化为()AI1变变大，大，I2变变小小BI1变变小，小，I2变变小小CP
22、0变变大，大，P变变大大 DP0变变大，大，P变变小小Cn考点三关于高压输电问题的分析考点三关于高压输电问题的分析n对对高高压压输输电电问问题题，应应按按“发发电电机机升升压压变变压压器器远远距距离离输输电电线线降降压压变变压压器器用用电电器器”这这样样的的顺顺序序，或或从从“用用电电器器”倒倒推推到到“发发电机电机”一步一步进行分析一步一步进行分析n高高压压输输电电既既能能减减少少功功率率损损失失，也也能能减减少少电电压压损损失失，但但在在实实际际高高压压输输电电时时，也也并并非非输输电电电电压压越越高高越越好好，还还需需综综合合考考虑虑各各种种因因素素，依依照不同的情况选择合适的输电电压照
23、不同的情况选择合适的输电电压n远距离高压输电的几个基本关系远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例以下图为例)：n【案例3】(2010福建理综)中国已投产运行的1 000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为()n10、远距离输送一定功率的交流电，若输电线电阻、远距离输送一定功率的交流电，若输电线电阻一定，下列说法正确的是（一定，下列说法正确的是（）A.输电线上的电压损失跟输电电压成正比
24、输电线上的电压损失跟输电电压成正比B.输电线上的功率损失跟输电电压成正比输电线上的功率损失跟输电电压成正比C.输电线上的功率损失跟输电电压的平方成正比输电线上的功率损失跟输电电压的平方成正比D.输电线上的功率损失跟输电线上的电压损失的平方输电线上的功率损失跟输电线上的电压损失的平方成正比成正比Dn【即时巩固3】(2010江苏高考)在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的是()A升升压变压压变压器的器的输输出出电压电压增大增大B降降压变压压变压器的器的输输出出电压电压增大增大C输电线输电线上上损损耗的功率增大耗的功率增大D输电线输电线上上损损耗的功率占耗的功率占总总功率的比例增大功率的比例增大