電磁感應現(xiàn)象及其應用

1、第九章電磁感應現(xiàn)象及其應用本章以磁場及電場等知識為基礎，研究電磁感應的一系列現(xiàn)象，總結出產生感應電流的條 件，形成了導體做切割磁感線運動而產生的感應電動勢的計算公式，應用右手定則判斷感應 電動勢的方向也是解決問題的關鍵。基本規(guī)律與概念電磁感應現(xiàn)象感應電動勢感應電流產生的條件及方向的判斷電磁感應現(xiàn)象的應用自感現(xiàn)象交變電流交變電流的定義正弦交流電的產生及規(guī)律產生規(guī)律：函數(shù)形式：e=NBS3sinun(從中性面開始計時)表征交流電的物理量瞬時值峰值有效值周期和頻率應用：(1)變壓器 (2)遠距離輸電電磁場和電磁波麥克斯韋電磁場理論電磁波應用用絲線懸掛閉合金屬環(huán)，懸于0點，虛線左邊有勻強磁 場，右邊沒

2、有磁場。金屬環(huán)的擺動會很快停下來，試解釋這一現(xiàn)象。.若整個空間都有向外的勻強磁場，會有這種現(xiàn)象嗎？如圖所示，矩形線圈abed質量為m,電阻為R,寬為d,長為L,在豎直平面內由靜止開 始自由下落，其下方存在如圖示方向的磁感強度為B的勻強磁場，磁場上、下邊界水平，寬 度也為d。線圈ab進入磁場時，感應電流的方向？如果矩形線圈在ab邊剛進入磁場就開始做勻速直線運動，那么，矩形線圈的ab邊應該 距離磁場的上邊界多高的位置開始下落？dcab上海的部分交通線路上已開始使用“非接觸式IC卡”。該卡應用到物理學上的電磁感應原 理。持卡者只要將卡在車門口的一臺小機器前一晃，機器就能發(fā)出通過的信號。電磁感應現(xiàn)象的

3、最早發(fā)現(xiàn)者是 (A )法拉第B.格拉姆C.西門子D.愛迪生與這一發(fā)現(xiàn)有關的科技革命的突出成就下色折 (D )電力的廣泛應用B.內燃機和新交通工具的創(chuàng)新C.新的通訊手段的發(fā)明D.計算機信息技術的出現(xiàn)照明電路中，為了安全，一般在電能表后面電路上按接一個漏電保護器，如右圖所示，當 漏電保護器的ef兩端未有電壓時，脫扣開關K能始終保持接通。當ef兩端一有電壓時，脫扣 開關K立即會斷開，下列說法正確的 當用戶家的電流超過一定值時，脫扣開關會自動斷開，即有過流保護作用當相線和零線間電壓太高時，脫扣開關會自動斷開，即有過壓保護作用站在地面上的人觸及b線時(單線觸電)，脫扣開關會自動斷開，即有觸電保護作用當站

4、在絕緣物上的帶電工作的人兩手分別觸到b線和d線時（雙線觸電），脫扣開關會 自動斷開，即有觸電保護作用【分析與解答】漏電保護器是家庭生活中常見的電學儀器，通過變壓器的互感原理進行開關控制，達到 保護線路，防止漏電作用。觀察工作原理圖可知：相線ab與零線cd雙線同向繞制構成原線圈。 線路接通時，b與d相連，雙線反向連接，磁場相反，無論用戶電流的大小及相線和零線間電 壓高低如何變化，在副線圈中的磁通量變化率始終為零，因此ef兩端未有電壓，脫扣開關始 終閉合。當人站在地面上單線觸電時，電流不再經過零線而是通過人體流向大地，此時相線 ab單線繞制，原副線圈中磁通量發(fā)生變化，ef兩端出現(xiàn)電壓，脫扣開關斷開

5、，當人站在絕緣 物上雙線觸電時，人體形如用電器，電流通過人體流經零錢，此時相線與零線同樣雙線繞制， 所以ef兩端電壓亦為零。正確選項為C。家用微波爐是利用微波電磁能加熱食物的新型灶具，主要由磁控管、波導管、微波加熱器、 爐門、直流電源、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、外殼等組成，接通電源后,2流電經一變壓器，一方 面在次級產生3.4V交流對磁控管加熱，同時在次級產生V高壓經整流加到磁控管的陰、陽兩 極之間，使磁控管產生頻率為2450MHz的微波，微波輸送至金屬制成的加熱器（爐腔），被 來回反射，微波的電磁作用使食物內分子高額地振動而內外同時迅速變熱，并能最大限度地 保存食物中的維生素。（1）試計算微波輸出

6、功率為700W的磁控管每秒內產生的光子數(shù)。（2）試計算變壓器的高壓變壓比。（3）導體能反射微波，絕緣體可使微波透射，而食物通常含有的成分 ,較易吸收 微波能而轉換成熱。故在使用微波爐時應B.用陶瓷容器盛放食物火爐內加熱D.將微波爐遠離磁性材料周圍B.用陶瓷容器盛放食物火爐內加熱D.將微波爐遠離磁性材料周圍軒A4 槌:0.01 0.02 0.Q3 t/sC.將微波爐置于磁性材料周圍圖為一表示交變電流隨時間變化的圖象, 此交變電流的有效值是A. 52 A B. 5AC. 3.5很A D. 3.5A3/2（1）下表提供了一組部分人的人體電阻平均值數(shù)據。測量項目完全干燥隹出汗或潮濕時電阻電流（加2電阻

7、電流（加2手與手之間Q5kQ手與腳之間300kQ8kQ手與塑料鞋底之間8000kQ10kQ變電動勢的圖象如圖所示，則交變電流的頻率是4tt Hz交變電的周期是0.5s變電動勢的圖象如圖所示，則交變電流的頻率是4tt Hz交變電的周期是0.5se/V100TT當t=0時線圈平面與磁感線平行當t=0.5時，e有最大值-107. 一矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動產生的父8.現(xiàn)代家庭電器化程度越來越高，用電安全是一個十分突出的問題。2tt4tt t/rad從表中可看出干燥時電阻大約是潮濕時電阻的倍。在空格中填入，對人體加2壓后的電流值。若對人的安全電流是25mA以下，上述哪幾項是十分危險的。（2）大家知

8、道，洗衣機的插頭上有三個金屬片，插座也是三眼的，其中有一個較長而粗的是 接地金屬片，由導線將它與洗衣機的金屬外殼連接，一旦插入插座，也就將洗衣機外殼與大地相連通O洗衣機的外殼是金屬的（有許多地方沒有油漆），左上圖表示插頭沒有接地線，夕卜地相連通M6XNM6XN殼與相線（俗稱火線）接觸漏電，手觸及外殼。右上圖表示插頭中有接地線，接在洗衣機外 殼，此時發(fā)生漏電。通過討論說明為什么三眼插頭比兩眼插頭更安全？（試在下圖中畫出電 流經過的路線，假設此時M為正，N為負，并畫出簡單的電路模型加以分析）（3）.電路上有規(guī)格為10A的熔絲（俗稱保險絲），如右圖所示用電器R的功率是1500W,這時通過熔絲實際電流

9、是多少？ 一個潮濕的人，手腳觸電，為什么熔絲不會斷（即熔絲不能救人命）。（4）如下圖所示是一種觸電保安器，變壓器A處用相線和零線雙股平行繞制成線圈，然后接到用電器。B處有一個輸出線圈。一旦線圈中有電流，經放大后便能推動繼電器J切斷電源。試說明:為什么多開燈不會 使保安器切斷電源。為什么有人“手一 地”觸電保安器會切斷 電源該保安器能不能為 雙手“相線一零線”觸 電保安？為什么？【參考答案】1： 40-80 倍 干燥時電流分別為1mA, 0.7mA, 0.28mA,潮濕時電流分別為：44mA, 27.5mA, 22Ma潮濕時各種情況均有危險電流路徑如下圖所示三眼插頭比兩眼插頭安全。左圖為二眼插頭

10、，一旦漏電，電流將流經人體；右圖為三眼 插頭，一旦漏電，電流將通過接地板流入地下，（相當于一個短路導線），幾乎沒有電流通過 人體。通過熔絲的實際電流是6.8A人的手腳觸電時，通過人體電流是0.0275A熔絲點電流為6.828A,小于10A,故熔絲不會斷去變壓器A線臼因雙股并繞，正向電流與反向電流產生的磁性相互抵消，多開燈、少開燈 都如此。所以線圈B中無感應電流，保安器的控制開關J不工作，不會自動切斷電源。當人“手地，觸電時，相線中電流有一部分直接通過人體，流入大地，不從A線圈中回 流，保安器鐵芯中有磁通量變化，B線圈有電流輸出，保安器開關J工作，自動切斷電源?！跋嗑€一零線”觸電時，與多打開幾盞

11、電燈情況相似，A線圈中正、反向電流總是相等， 不引起磁通量變化，保安器不能自動切斷電源，不起保安作用。綜合點：本題首先是物理知識內部電流、電路、電磁感應等各部分的綜合。它還涉及人身用電安全的問題，有較重要的現(xiàn)實意義。解答本題在一定程度 能考查解答者所學知識聯(lián)系實際問題的能力。有幾點說明：本題中洗衣機的底部有塑料墊腳，因此它的外殼是不直接接地的，保安器 的控制開關J應帶有電流放大裝置。因為變壓器感應人體電流的功率是很小的，電流也是很小 的，通常不經放大不能推動開關做功。如圖所示帶電的平行板電容器C的兩個極板，在用絕緣工具將兩板間距離勻速增大的過程 中，電容器周圍空間將 (A )A.會產生變化的磁

12、場B.會產生穩(wěn)定的磁場C.不會產生磁場D.會產生周期性振蕩的磁場對于“超導體”和“空間技術”的名字，人們可能并不陌生。所謂“超導體”是指電阻 值幾乎為零(10-50)的導體。超導體在電力領域里，必將成為人們的理想材料。以下關于超導體的說法中正確的是 (B )A.超導體是沒有電阻的導體B.超導體是電阻值很小的導體C.超導體內部電流可以任意大D.超導體內部電流必需大于某一特定值.我們把當溫度降低到一定程度時，導體的電阻突然降低到很小(10-5Q)的現(xiàn)象稱為超導現(xiàn) 象；而材料超導性的實現(xiàn)，除了需要將溫度降低到臨界溫度以下外，還需要使其周圍磁場低 于某一臨界值。另據實驗表明，超導體內部電流必需小于某一特定值。其原因是(B)超導體雖然電阻很小，但是仍然有電阻，電流流過時要產生焦耳熱，所以電流不能太大由于導線通過電流后，電流要在導線周圍產生磁場