《电磁感应复习》PPT课件.ppt

复习课电磁感应 知识网络 1 磁通量表示磁场中穿过某一面积的磁感线条数 BS 条件 B垂直于S BSsin 其中 是指某一面积的平面与磁感强度方向的夹角 当B平于S时 0 第一节电磁感应现象 一 磁通量 2 如何使闭合电路的磁通量发生变化呢 由上可知磁通量发生变化的原因有三种 磁感应强度B发生变化 线圈的面积S发生变化 磁感应强度B与面积S之间的夹角 发生变化 导体所围面积的变化 B S 3 磁通量的变化 磁场与导体相对位置的变化 S B 3 磁通量的变化 3 磁通量的变化 3 平面与磁感应强度的夹角发生变化 BS sin 2 sin 1 磁场本身强弱的变化 S B 3 磁通量的变化 二 电磁感应现象 1 电磁感应现象 由磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象 2 感应电流存在的判定 条形磁铁相对于螺线管运动 闭合回路的一部分切割磁感线 A线圈中电流发生变化 BS 变化 闭合回路中有电流产生 习题1 第一个发现电磁感应的科学家是A 奥斯特B 安培C 法拉第D 欧姆 C 习题2 下图哪些回路中比会产生感应电流 AC 习题3 关于电磁感应现象的有关说法中 正确的是A 只要穿过闭合电路中的磁通量不为零 闭合电路中就一定有感应电流发生B 穿过闭合电路中的磁通量减少 则电路中感应电流就减小C 穿过闭合电路中的磁通量越大 闭合电路中的感应电动势越大D 穿过闭合电路中的磁通量变化越快 闭合电路中感应电动势越大 D 习题4 关于感应电流产生的条件 下列说法中正确的是A 只要闭合电路内有磁通量 闭合电路中就有感应电流产生B 穿过螺线管的磁通量发生变化时 螺线管内部就一定有感应电流产生C 线圈不闭合时 即使穿过线圈的磁通量发生变化 线圈中也没有感应电流D 只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化 闭合电路中就有感应电流 CD 习题5 关于感应电流产生的条件 下列说法正确的是A 导体相对磁场运动 导体内一定有感应电流B 导体作切割磁感线运动 导体内一定有感应电流C 闭合电路在磁场中作切割磁感线运动 电路中一定有感应电流D 只要闭合电路的一部分作切割磁感线的运动 电路中就一定有感应电流 D 习题6 B 如图所示 一无限长直导线通有恒定的电流 有一矩形线圈与其共面 则在线圈远离直导线的过程中 通过线圈的磁通量将A 增大B 减小C 不变D 不能确定 习题7 关于磁通量的概念 下面说法正确的是A 磁感应强度越大的地方 穿过线圈的磁通量也越大B 磁感应强度大的地方 线圈面积越大 则穿过线圈的磁通量也越大C 穿过线圈的磁通量为零时 磁通量的变化率不一定为零D 磁通量的变化 不一定由于磁场的变化产生的 CD 1 法拉第电磁感应定律 电路中感应电动势的大小 跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比 这就是法拉第电磁感应定律 公式的含义 感应电动势的大小与磁通量的大小无关 只与磁通量的变化率 即磁通量的变化快慢 有关 如果采用国际单位制 则可写成 对n匝线框构成的回路其感应电动势 第二节法拉第电磁感应定律 2 公式 习题8 穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少了2Wb 则 A 线圈中感应电动势每秒增加2VB 线圈中感应电动势每秒减少2VC 线圈中无感应电动势D 线圈中感应电动势大小不变 D 变压器的结构 变压器为什么能改变电压 若原线圈接入直流 那么副线圈中是否能产生感应电流 改变原线圈或副线圈的匝数 会产生怎样的效果 不能 因为直流电产生的磁场不发生改变 输出电压的大小跟原副线圈的匝数有关 变压器的工作原理 变压器通过闭合铁芯 利用互感现象实现了 电能 磁场能 电能 U1 I1 变化的磁场 U2 I2 原副线圈的电压与两个线圈匝数的关系 理想变压器 如果在能量转化的过程中能量损失很小 能够略去原 副线圈的电阻 以及各种电磁能量损失 这样的变压器称之为理想变压器 是物理学中的一种理想化模型 理想变压器特点 1 变压器铁芯内无漏磁 2 原 副线圈不计内阻 理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比 不同的变压需要 1 当n2 n1时 U2 U1 3 当n2 n1时 U2 U1 2 当n2 n1时 U2 U1 升压变压器 等压变压器 降压变压器 理想变压器的变流规律 1 理想变压器输出功率等于输入功率 即 U1I1 U2I2 P出 P入 也可写成 2 理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比 此公式只适用于一个副线圈的变压器 交变电流1 交变电流 简称交流 AC 俗称交流电 大小和方向都随时间做周期变化的电流 2 交流发电机 由定子和转子组成 转子的转动使穿过线圈的磁通量发生变化 在线圈中激发出感应电动势 3 交流的变化规律 日常使用的电是由电网送来的 电网中的交变电流 它的电流 电压随时间按正弦函数的规律变化 叫做正弦式电流 1 表达式 2 图象 3 描述物理量 周期 T 频率 f 有效值 E U I 峰值 Em Um Im 其中 家用电器铭牌上的额定电压 额定电流都是指有效值 例 一矩形线框在匀强磁场中匀速转动时 产生的正弦交变电流随时间变化的图像 如图所示 求 1 电流的最大值和有效值 2 交流电的周期和频率 3 已知 2 f 写出该交流的瞬时值表达式 例 一个矩形线圈在匀强磁场中转动 产生的感应电动势则 A 交变电流的频率是100 Hz B 有效值为 C 交变电流的周期是0 02s D t 0 05s时 e有最大值 习题 一个电动机上标 220 1 5KW 那么为了使它正常工作 所使用的正弦交流电应是A 电压最大值为220V 电流最大值约为9 6AB 电压最大值为311V 电流最大值约为6 8AC 电压有效值为220V 电流有效值约为6 8AD 电压有效值为311V 电流有效值约为9 6A C 习题1 下列所列数据不属于交流电有效值的是 A 交流电表的示数 B 灯泡的额定电压 C 电容器的耐压值 D 保险丝的额定电流 C 第五节高压输电 要点 减少输电线上功率损失的方法 1 减小输电线的电阻R 1 减小输电线长度l 由于输电距离一定 所以在实际中不可能用减小l来减小R 2 减小电阻率 目前一般用电阻率较小的铜或铝导线材料 3 增大导线的横截面积S 这要多耗费金属材料 增加成本 同时给输电线的架设带来很大困难 2 减小输电电流I 1 减小输送功率P 由于电站的装机容量一定 因此电站向外输送的电功率是一定的 即在实际中不能以用户少用或不用电来减少输电线上的功率损失 2 提高输电电压U 在输送功率P一定 输电线电阻R一定的条件下 输电电压提高到原来的n倍 输电线上的功率损失降为原来的1 n2倍 例题 远距离输送交变电流都采用高压输电 我国正在研究用比330kV高得多的电压进行输电 采用高压输电的优点是 A 可节省输电线的铜材料 B 可根据需要调节交流电的频率 C 可减少输电线上的能量损失 D 可加快输电的速度 解析 由P IU得I P U 输送的电功率P一定 采用高压输电 U大则I小 输电线中的电流就小 由P 线 I 2 r 在要求输电线损耗一定的情况下 就可选电阻率略大一点的材料做导线 若输电线确定 则可以减少输电线上的能量损失 故 A C 选项正确 交变电流的频率是固定的 不需调节 输电的速度就是电磁波的传播速度 是一定的 故 B D 选项不正确 答案 AC 变式迁移 远距离输电时 在输送电功率不变的条件下 A 只有增大导线的电阻 才能减小电流 提高输电效率 B 提高输电电压 能减小电流 提高输电效率C 提高输电电压势必增大输电导线上能量损耗 D 提高输电电压势必增大输电导线上的电流 第六节自感现象涡流 要点1通电自感与断电自感的比较 例1 如下图所示 A1与A2是完全相同的灯 泡 线圈L的电阻可以忽略 下列说法中正确的是 A 合上开关接通电路时 A2先亮 A1后亮 最后一样亮 B 合上开关接通电路时 A1与A2始终一样亮 C 断开开关切断电路时 A2立即熄灭 A1过一会儿才熄灭 D 断开开关切断电路时 A1和A2都要过一会儿才熄灭 解析 闭合开关时 A2灯立即就有电流流过 而由于线圈L中产生自感电动势会阻碍A1灯中电流的增大 所以灯A2先亮 A1后亮 故选项A正确 断开开关时 虽然电源电路不通了 但由于线圈L中又产生自感电动势 线圈L与A1 A2灯构成闭合电路 线圈L对A1 A2供电 使L A1 A2回路中有电流流过且逐渐减小 从而导致A1 A2灯都要过一会儿才熄灭 故选项D正确 答案 AD 要点2 涡流 1 涡流 把块状金属放在变化的磁场中 或者让它在磁场中运动时 金属块内将产生感应电流 这种电流在金属块内自成闭合回路 很像水的漩涡 故叫涡电流 简称涡流 涡流常常很强 2 涡流的防止 在各种电机和变压器中 为了减少涡流的损失 在电机和变压器上通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成的铁芯 3 涡流的利用 冶炼金属的高频感应炉就是利用强大的涡流使金属尽快熔化 电学测量仪表的指针快速停止摆动也是利用铝框在磁场中转动产生的涡流 一 麦克斯韦电磁理论 变化的磁场能够在周围空间产生电场 第一单元电磁场 电磁波 变化的电场能在周围空间产生磁场 变化 均匀变化 产生不变的场 周期性变化 产生周期性变化的场 变化的电场和变化的磁场总是相互联系着 形成一个不可分离的统一体 称为电磁场 电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现 二 电磁波 变化的电场和变化的磁场不断地互相转化 并且由近及远地传播出去 这种变化的电磁场在空间以一定的速度传播的过程叫做电磁波 1 电磁波概念