1、第三章 电磁感应 章末复习课 巩 固 识 整 合 层 知 变化n tIm sin tUmsin t1fIm2Um2交直副线圈n1n2P 出变化学思心得 _提 升 力 强 化 层 能 感应电流和感应电动势1电流磁效应的发现引起了逆向性的普遍思考，英国科学家法拉第敏锐地觉察到：能够“由磁产生电”在这一伟大发现之前，也受历史局限性和思维定式的影响，他经历过多次失败，但他并没有放弃，对“磁生电”的研究始终坚持法拉第认为“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应他把引起电流的原因概括为五类，它们都与变化和运动相联系，这就是：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体等
2、他把这种由磁得到电的现象叫做电磁感应现象，在电磁感应现象中产生的电流叫做感应电流2产生感应电流的条件(1)存在闭合回路(2)穿过闭合回路的磁通量()发生变化3在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源(1)感应电动势是形成感应电流的必要条件，有感应电动势不一定存在感应电流(要看电路是否闭合)，有感应电流一定存在感应电动势(2)在电磁感应现象中，不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势有感应电动势是电磁感应现象的本质4感应电动势与磁通量的变化率成正比，与磁通量的变化量、磁通量本身都无关，而磁通量的变化率大小与磁通量的变化快慢是相联
3、系的【例 1】如图所示，用均匀导线折成矩形线框 abcd，其总电阻R0.6，边长 l10.1 m，l20.2 m有界匀强磁场的磁感应强度大小 B0.2 T，方向垂直于线框平面现将线框从磁场中以 v6 m/s的速度向右匀速拉出问：(1)ab 边未离开磁场前，线框中是否产生感应电流？(2)ab 边刚离开磁场时，线框中感应电流是多大？cd 边受到的安培力是多大？c、d 两端的电压是多大？解析(1)ab 边未离开磁场前，穿过线框的磁通量不变，所以不产生感应电流(2)ab 边刚离开磁场时，cd 边切割磁感线，产生感应电动势 EBl1v0.20.16 V0.12 V 线框中的电流 IER0.120.6 A
4、0.2 A.cd 边受到的安培力 FBIl10.20.20.1 N0.004 N.因为 l22l1，所以 cd 的电阻 rR60.1 外电阻 RRr(0.60.1)0.5 所以 c、d 两端的电压 URRE0.50.60.12 V0.1 V.答案(1)否(2)0.2 A 0.004 N 0.1 V1一个共有 10 匝的闭合矩形线圈，总电阻为 10、面积为 0.04 m2，置于水平面上若线框内的磁感应强度在 0.02 s 内，由垂直纸面向里，从 1.6 T 均匀减少到零，再反向均匀增加到 2.4 T则在此时间内，线圈内导线中的感应电流大小为多少？解析 本题中的|21|，由于反向，应两者相加，根据
5、法拉第电磁感应定律得 Ent nSBt 100.04（2.41.6）0.02V80 V 根据闭合电路欧姆定律 IER8 A.答案 8 A交变电流的描述 1在 iImsin t 的表达式中，式中的 是正弦函数每秒变化的弧度数，称为角频率，单位是弧度/秒(rad/s)，其大小 2T 2f.交变电流的周期和频率的决定因素：发电机转子转动的角速度.Im是交变电流的最大值，I 是有效值，i 指瞬时值2正弦交流电的有效值与最大值的关系计算表明，正弦交流电的最大值与有效值有以下关系：IImax2 0.707Imax，UUmax2 0.707Umax，EEmax2 0.707Emax上述关系只对正弦交变电流才
6、适用，对于非正弦交变电流而言，其有效值只能根据有效值的定义进行计算3“四值”用法要区分：瞬时值某时刻值；最大值极值，临界问题；有效值电热、电功等问题；平均值平均电流、电荷量等问题4交变电流的图象(1)如果以时间 t 为横坐标、电流 i 或电压 u 为纵坐标，把交变电流或电压随时间变化的规律用曲线画出来，会得到如图所示的正弦(或余弦)曲线，这就是正弦式交变电流的图象(2)从图象中可以解读到以下信息：交变电流的最大值 Im、Um、周期 T.因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零，磁通量最大，所以可确定线圈位于中性面的时刻找出线圈平行于磁感线的时刻判断线圈中磁通量的变化情况分析判断 i、u 随时
7、间变化的规律【例 2】某阻值 R22 的电阻两端接入某交变电压，该交变电压的瞬时值表达式为 u220 2 sin 100t V，求：(1)此电路中电流的周期、频率、峰值及有效值；(2)t2 s 内，R 上产生的热量为多少？解析(1)电路中电流的瞬时值表达式为 iuR220 2sin 100t22 A10 2sin 100t A 又由 iImsin t 知：100 rad/s，Im10 2 A，因 2T 2f，因此 T2 0.02 s，f 250 Hz.电流有效值为 I Im210 A.(2)t2 s 内，R 上产生的热量为 QI2Rt102222 J4 400 J.答案(1)0.02 s 50
8、 Hz 10 2 A 10 A(2)4 400 J一语通关(1)只有正弦式交流电的最大值和有效值之间才是 2关系(2)计算电荷量时一定要用平均值计算电热、电功时一定要用有效值2某线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动势的图象如图所示，由图可知的信息有哪些？解析 由图象可知，该交变电动势的最大值 Em20 2 V，周期 T0.02 s将这一信息进一步处理可得：有效值：EEm220 V，频率：f1T 10.02 Hz50 Hz，角速度：2T 100 rad/s，该交变电动势的瞬时值表达式为：eEmsin t20 2sin 100t V.答案 见解析变压器中的常用关系 1输入电压决定输出电压，U
9、1U2n1n2.2输出功率决定输入功率，即 P 入P 出【例 3】一输入电压为 220 V，输出电压为 36 V 的变压器副线圈烧坏，为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了 5 匝线圈，如图所示，然后将原线圈接到220 V 交流电源上，测得新绕线圈的端电压为 1 V，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为()A1 100，36 B1 100，180 C2 200，180 D2 200，360B 由公式U1U2n1n2可知，220 V1 V n15匝，n11 100 匝；220 V36 V n1n3，n3180 匝，故 B 正确 3如图所示是一调压变压器原理图，如将它做升压变压器使用，则()A将交流电源接在 a、b 端，用电器接在 c、d 端B将交流电源接在 c、d 端，用电器接在 a、b 端C将交流电源接在 a、c 端，用电器接在 b、d 端D若要进一步升压，应使 P 逆时针方向旋转B 根据变压器中电压关系U1U2n1n2可知，要升压就必须提高匝数，即要保证输出端的匝数多于输入端的匝数，由此可知电源应接于 c、d 间P 顺时针转动，原线圈匝数变少，可进一步升压 章 末 综 合 测 评 点击右图进入 Thank you for watching!
