高中物理 第2章 電磁感應(yīng)與電磁場(chǎng) 第2節(jié) 電磁感應(yīng)定律的建立 第3節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用教師用書 粵教版

第二節(jié)電磁感應(yīng)定律的建立第三節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用課標(biāo)解讀重點(diǎn)難點(diǎn)1.了解探究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與磁通量變化的關(guān)系.2.知道法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容.3.知道理想變壓器的原理.4.了解汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng).1.法拉第電磁感應(yīng)定律(重點(diǎn))2.理想變壓器原理(重難點(diǎn))電磁感應(yīng)定律的建立1.基本知識(shí)(1)探究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量變化的關(guān)系當(dāng)磁通量變化過程所用時(shí)間相同時(shí)，磁通量變化量越大，感應(yīng)電流就越大，表明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大當(dāng)磁通量變化量相同時(shí)，磁通量變化過程所用時(shí)間越短，感應(yīng)電流就越大，表明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(yīng)定律電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比2思考判斷(1)決定閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素是磁通量的變化量()(2)閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小由磁通量的變化率決定()(3)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向始終相同()3探究交流磁通量變化大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定大嗎？【提示】不一定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與磁通量變化率有關(guān)，而與磁通量變化量無直接關(guān)系電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用1.基本知識(shí)(1)變壓器作用：變壓器是把交流電的電壓升高或者降低的裝置構(gòu)造：原線圈(初級(jí)線圈)、副線圈(次級(jí)線圈)、閉合鐵芯(2)變壓器原理原理：利用電磁感應(yīng)原理來改變交流電的電壓公式：，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)(3)ABS系統(tǒng)ABS系統(tǒng)的作用：汽車緊急制動(dòng)時(shí)，如果車輪被制動(dòng)裝置抱死，車輪將出現(xiàn)滑動(dòng)，方向盤就會(huì)失靈，汽車將甩尾側(cè)滑，可能發(fā)生嚴(yán)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(dòng)系統(tǒng)(ABS)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(hào)，它是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象測(cè)量車輪轉(zhuǎn)速的2思考判斷(1)變壓器也可能改變恒定電壓()(2)變壓器的原理是電磁感應(yīng)定律()3探究交流升壓變壓器的原副線圈有何特點(diǎn)？【提示】升壓變壓器的副線圈匝數(shù)比原線圈匝數(shù)多.如何區(qū)分磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率【問題導(dǎo)思】1.它們的物理意義是什么？2.它們有何區(qū)別和聯(lián)系？物理意義列表如下物理量單位物理意義磁通量Wb表示某時(shí)刻或某位置時(shí)穿過某一面積的磁感線條數(shù)的多少磁通量的變化量Wb表示在某一過程中穿過某一面積的磁通量變化的多少磁通量的變化率Wb/s表示穿過某一面積的磁通量變化的快慢(1)是狀態(tài)量，是在某時(shí)刻(某位置)穿過閉合回路的磁感線的條數(shù)，當(dāng)磁場(chǎng)與回路平面垂直時(shí)，BS.(2)是過程量，是表示閉合回路從某一時(shí)刻變化到另一時(shí)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(chǎng)中相對(duì)位置改變(如轉(zhuǎn)動(dòng)等)總之，只要影響磁通量的因素發(fā)生變化，磁通量就會(huì)變化(3)表示磁通量的變化快慢，即單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化，又稱為磁通量的變化率(4)、的大小沒有直接關(guān)系，這一點(diǎn)可與運(yùn)動(dòng)學(xué)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(shí))當(dāng)按正弦規(guī)律變化時(shí)，最大時(shí)，0，反之，當(dāng)為零時(shí)，最大下列說法中正確的是()A穿過閉合電路的磁通量越大，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大B穿過閉合電路的磁通量變化越大，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大C只要穿過閉合電路的磁通量變化，電路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和穿過閉合電路的磁通量變化快慢無關(guān)【審題指導(dǎo)】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律即可判斷【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(E)的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比，故A、B、D均錯(cuò)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件是磁通量發(fā)生變化，選項(xiàng)C正確【答案】C1.穿過某線圈的磁通量隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖221所示，在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值的時(shí)間是()圖221A0 s2 sB2 s4 sC4 s6 sD6 s10 s【解析】由題圖知：4 s6 s內(nèi)磁通量變化最快，故4 s6 s內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大【答案】C對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的理解【問題導(dǎo)思】1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電源是什么？2.怎樣理解電磁感應(yīng)定律.1感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電路的電源2產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件只要穿過某個(gè)電路的磁通量發(fā)生變化，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)3電磁感應(yīng)定律電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量或磁通量的變化量成正比感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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)系無論電路是否閉合，只要磁通量變化，就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生電路閉合時(shí)有電流形成，電路不閉合時(shí)則不能形成電流例如導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體兩端就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如圖222所示，閉合開關(guān)S，將條形磁鐵插入閉合線圈，第一次用0.2 s，第二次用0.4 s，并且兩次的起始和終了位置相同，則 ()圖222A第一次磁通量變化較大B第一次的最大偏角較大C若斷開S，均不偏轉(zhuǎn)，故均無感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D以上說法都不對(duì)【審題指導(dǎo)】本題可根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象與法拉第電磁感應(yīng)定律綜合判斷【解析】由于兩次條形磁鐵插入線圈的起始和終了位置相同，因此磁通量的變化21相同，故A錯(cuò)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，第一次磁通量變化較快，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)較大；而閉合電路電阻相同，所以感應(yīng)電流也較大，故B正確若S斷開，雖然電路不閉合，沒有感應(yīng)電流，但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)仍存在，所以C不對(duì)【答案】B2下列關(guān)于電磁感應(yīng)的說法中，正確的是()A穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大B穿過線圈的磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定為零C穿過線圈的磁通量的變化量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大D穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大【解析】越大，表示磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大【答案】D理想變壓器的特點(diǎn)及規(guī)律【問題導(dǎo)思】1.什么是理想變壓器？2.理想變壓器有何特點(diǎn)？1理想變壓器不計(jì)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(jī)提供給原線圈的電功率2特點(diǎn)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(yīng)電動(dòng)勢(shì)相同，原、副線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)和原、副線圈的匝數(shù)成正比在線圈電阻不計(jì)時(shí)，線圈兩端電壓等于電動(dòng)勢(shì)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U1/U2n1/n2，當(dāng)變壓器原線圈匝數(shù)少，副線圈匝數(shù)多時(shí)，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(dāng)變壓器原線圈匝數(shù)多，副線圈匝數(shù)少時(shí)，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.某變壓器原、副線圈的電壓之比為221，原線圈匝數(shù)為1 320匝當(dāng)原線圈接在220 V交流電源上時(shí) ()A副線圈兩端電壓為10 VB副線圈匝數(shù)為66匝C副線圈匝數(shù)為2 640匝D副線圈匝數(shù)為990匝【解析】由得，副線圈匝數(shù)n2n1U2/U160(匝)，副線圈兩端電壓U2U1n2/n1 V10 V.【答案】A3如圖223所示為一臺(tái)理想變壓器，初、次級(jí)線圈的匝數(shù)分別為n1400匝，n2800匝，連接導(dǎo)線的電阻忽略不計(jì)，那么可以確定()圖223這是一臺(tái)降壓變壓器這是一臺(tái)升壓變壓器次級(jí)線圈兩端的電壓是初級(jí)線圈兩端電壓的2倍次級(jí)線圈兩端的電壓是初級(jí)線圈兩端電壓的一半ABCD【解析】由U1/U2n1/n2得U22U1，變壓器為升壓變壓器，正確【答案】C【備課資源】為什么雷聲總是響很長(zhǎng)時(shí)間？大家都知道閃電是怎么回事它是高空運(yùn)動(dòng)的云互相摩擦?xí)r產(chǎn)生的靜電，當(dāng)靜電積累到一定程度時(shí)就會(huì)放電，從而形成了我們看到的劃破長(zhǎng)空的閃電雷聲實(shí)際上就是閃電擊穿空氣時(shí)產(chǎn)生的一道閃電通常有幾百米到幾千米，那么這道閃電擊穿空氣時(shí)發(fā)出的聲響傳到我們耳中所需的時(shí)間就會(huì)差幾秒、十幾秒(聲音在空氣中的傳播速度是340 m/s)況且，雷聲在云和云之間還會(huì)來回反射，所以當(dāng)一道閃電過后，我們才會(huì)聽到雷聲，而且雷聲“隆隆”作響持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間.1(2013江蘇金湖中學(xué)學(xué)業(yè)水平模擬測(cè)試)如圖224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()圖224A0 VB2 VC4 VD8 V【解析】由于原線圈接的是直流電源，所以通過副線圈的磁場(chǎng)不變，因此副線圈中電壓表讀數(shù)為0，選項(xiàng)A正確【答案】A2. (多選)如圖225所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩條平行的金屬導(dǎo)軌，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直導(dǎo)軌上有兩條可沿導(dǎo)軌自由移動(dòng)的金屬棒ab、cd，與導(dǎo)軌接觸良好這兩條金屬棒ab、cd的運(yùn)動(dòng)速度分別是v1、v2，若“井”字形回路中有感應(yīng)電流通過，則可能()圖225Av1v2Bv1v2Cv1v2D無法確定【解析】只要金屬棒ab、cd的運(yùn)動(dòng)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(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流故選項(xiàng)A、B正確【答案】AB3一理想變壓器，其原線圈為2 200匝，副線圈為440匝，并接一個(gè)100 的負(fù)載電阻，如圖226所示圖226(1)當(dāng)原線圈接在44 V直流電源上時(shí)，電壓表示數(shù)為_V，電流表示數(shù)為_A.(2)當(dāng)原線圈接在220 V交流電源上時(shí)，電壓表示數(shù)為_V，電流表示數(shù)為_A此時(shí)輸入功率為_W.【解析】(1)原線圈接在直流電源上時(shí)，由于原線圈中的電流恒定，所以穿過原、副線圈的磁通量不發(fā)生變化，副線圈兩端不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故電壓表示數(shù)為零，電流表示數(shù)也為零(2)由得U2U1220 V44 V(電壓表讀數(shù))I2 A0.44 A(電流表讀數(shù))P入P出I2U20.4444 W19.36 W.【答案】(1)00(2)440.4419.36