最好教案電磁感應(yīng)

第四章電磁感應(yīng)4.1劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)一、基礎(chǔ)知識(shí)1、奧斯特夢(mèng)圓“電生磁”------電流的磁效應(yīng)2、法拉第心系“磁生電”------電磁感應(yīng)現(xiàn)象二、實(shí)例探究【例1】發(fā)電的基本原理是電磁感應(yīng)。發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的科學(xué)家是（）A．安培B．赫茲C．法拉第D．麥克斯韋【例2】發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)現(xiàn)象的科學(xué)家是__________，發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受力規(guī)律的科學(xué)家是_______，發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的科學(xué)家是________，發(fā)現(xiàn)電荷間相互作用力規(guī)律的的科學(xué)家是_________。【例3】下列現(xiàn)象中屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是（）A．磁場(chǎng)對(duì)電流產(chǎn)生力的作用B．變化的磁場(chǎng)使閉合電路中產(chǎn)生電流C．插在通電螺線(xiàn)管中的軟鐵棒被磁化D．電流周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)（C、B）4.2、探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件一、基本知識(shí)1、磁通量定義：公式：=BS，單位_______，符號(hào)_______。推導(dǎo)：B=/S，磁感應(yīng)強(qiáng)度又叫磁通密度，用Wb/m2表示B的單位；計(jì)算：當(dāng)B與S垂直時(shí)=BS；當(dāng)B與S不垂直時(shí)的計(jì)算要注意分解B，用垂直S的分量乘以S；線(xiàn)圈有n匝時(shí)仍用=BS求，不可以乘以匝數(shù)。2、初中知識(shí)回顧：當(dāng)閉合電路的一部分做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。3、探究電磁感應(yīng)的條件實(shí)驗(yàn)一：閉合電路的部分導(dǎo)線(xiàn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中切割磁感線(xiàn)，探究導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)快慢與電流表示數(shù)大小的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)二：向線(xiàn)圈中插入磁鐵,或把磁鐵從線(xiàn)圈中抽出,探究磁鐵插入或抽出快慢與電流表示數(shù)大小的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)三：通電線(xiàn)圈放入大線(xiàn)圈或從大線(xiàn)圈中拔出，或改變線(xiàn)圈中電流的大?。ǜ淖兓€(xiàn)變阻器的滑片位置）探究將小線(xiàn)圈從大線(xiàn)圈中抽出或放入快慢與電流表示數(shù)的關(guān)系以上實(shí)驗(yàn)結(jié)論：1、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：①電路閉合；②穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生改變2、電磁感應(yīng)現(xiàn)象：利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象3、感應(yīng)電流：由磁場(chǎng)產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流4、思考產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件二、例題分析例1、右圖哪些回路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流例2、如圖，要使電流計(jì)G發(fā)生偏轉(zhuǎn)可采用的方法是A、K閉合或斷開(kāi)的瞬間B、K閉合，P上下滑動(dòng)C、在A中插入鐵芯D、在B中插入鐵芯三、練習(xí)與作業(yè)1、關(guān)于電磁感應(yīng)，下列說(shuō)法中正確的是A導(dǎo)體相對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體內(nèi)一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B導(dǎo)體做切割磁感線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體內(nèi)一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流C閉合電路在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)，電路中一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，電路中一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流2、恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一圓形閉合圓形線(xiàn)圈，線(xiàn)圈平面垂直于磁場(chǎng)方向，當(dāng)線(xiàn)圈在此磁場(chǎng)中做下列哪種運(yùn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流A線(xiàn)圈沿自身所在的平面做勻速運(yùn)動(dòng)B線(xiàn)圈沿自身所在的平面做加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C線(xiàn)圈繞任意一條直徑做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)D線(xiàn)圈繞任意一條直徑做變速轉(zhuǎn)動(dòng)3、如圖，開(kāi)始時(shí)距形線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)垂直，且一半在勻強(qiáng)磁場(chǎng)外，另一半在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，若要使線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，下列方法中可行的是A以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)B以oo/為軸轉(zhuǎn)動(dòng)C以ad為軸轉(zhuǎn)動(dòng)（轉(zhuǎn)過(guò)的角度小于600）D以bc為軸轉(zhuǎn)動(dòng)（轉(zhuǎn)過(guò)的角度小于600）4、如圖，距形線(xiàn)圈abcd繞oo/軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是A線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量不斷減小B線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量不斷增大C線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180的過(guò)程中，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量沒(méi)有發(fā)生變化D線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)360的過(guò)程中，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量沒(méi)有發(fā)生變化6、在無(wú)限長(zhǎng)直線(xiàn)電流的磁場(chǎng)中，有一閉合的金屬線(xiàn)框abcd，線(xiàn)框平面與直導(dǎo)線(xiàn)ef在同一平面內(nèi)（如圖），當(dāng)線(xiàn)框做下列哪種運(yùn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)框中能產(chǎn)生感應(yīng)電流A、水平向左運(yùn)動(dòng)B、豎直向下平動(dòng)C、垂直紙面向外平動(dòng)D、繞bc邊轉(zhuǎn)動(dòng)4.3法拉第電磁感應(yīng)定律一、基礎(chǔ)知識(shí)1、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（1）電磁感應(yīng)現(xiàn)象：利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象(2)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：線(xiàn)路閉合，閉合回路中磁通量發(fā)生變化。(3)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；其大小等于磁通量的變化率。產(chǎn)生條件：回路中的磁通量發(fā)生變化但回路不一定閉合；有關(guān)因素：穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的變化快慢（/t）有關(guān)；注意：磁通量的大小;磁通量的變化;磁通量的變化快慢（/t）的區(qū)分；2、法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一回路的磁通量的變化率成正比。公式：?jiǎn)卧丫€(xiàn)圈：E=/t多匝線(xiàn)圈：E=n/t適用范圍：普遍適用3、導(dǎo)線(xiàn)切割磁感線(xiàn)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算公式：E=BLvsin。—導(dǎo)線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)方向與磁感線(xiàn)的夾角。推導(dǎo)方法：條件：導(dǎo)線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線(xiàn)本身垂直適用范圍：勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)線(xiàn)切割磁感線(xiàn)單位：1V=1T1m1m/s=1Wb/s4、反電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)圈中也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總要削弱電源電動(dòng)勢(shì)的作用，我們就把感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為反電動(dòng)勢(shì)；其作用是阻礙線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)動(dòng)。教材P12。電動(dòng)機(jī)在使用時(shí)的注意點(diǎn)：二、例題分析例1、如圖，導(dǎo)體平行磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，試求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。ㄋ俣扰c磁場(chǎng)的夾角，導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度為L(zhǎng)）例2、如右圖,電容器的電容為C,兩板的間距為d,兩板間靜止一個(gè)質(zhì)量為m,電量為+q的微粒,電容器C與一個(gè)半徑為R的圓形金屬環(huán)相連,金屬環(huán)內(nèi)部充滿(mǎn)垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).試求:B/t等于多少?例3、如右圖,無(wú)限長(zhǎng)金屬三角形導(dǎo)軌COD上放一根無(wú)限長(zhǎng)金屬導(dǎo)體棒MN,拉動(dòng)MN使它以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng),如果導(dǎo)軌和金屬棒都是粗細(xì)相同的均勻?qū)w,電阻率都相同,那么MN運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,閉合回路的A感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)保持不變B感應(yīng)電動(dòng)流保持不變C感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸增大D感應(yīng)電動(dòng)流逐漸增大三、練習(xí)與作業(yè)1、如右圖，平行放置的金屬導(dǎo)軌M、N之間的距離為L(zhǎng)；一金屬桿長(zhǎng)為2L，一端以轉(zhuǎn)軸o/固定在導(dǎo)軌N上，并與M無(wú)摩擦接觸，桿從垂直于導(dǎo)軌的位置，在導(dǎo)軌平面內(nèi)以角速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)至另一端o/脫離導(dǎo)軌M。若兩導(dǎo)揮間是一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，不計(jì)一切電阻，則在上述整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中A、金屬桿兩端的電壓不斷增大B、o/端的電勢(shì)總是高于o端的電勢(shì)C、兩導(dǎo)軌間的最大電壓是2BL2D、兩導(dǎo)軌間的平均電壓是271/2BL2/22、如右圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一直角邊長(zhǎng)度為a，電阻為R的等腰直角三角形導(dǎo)線(xiàn)框以速度v垂直于斜邊方向在紙面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)與紙面垂直，則導(dǎo)線(xiàn)框的斜邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，導(dǎo)線(xiàn)框中的感應(yīng)電流強(qiáng)度為。3、如左圖，一邊長(zhǎng)為a，電阻為R的正方形導(dǎo)線(xiàn)框，以恒定的速度v向右進(jìn)入以MN為邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于線(xiàn)框平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，MN與線(xiàn)框的邊成45角，則在線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的最大值等于4、如圖，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬桿在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，沿逆時(shí)針?lè)较蚶@o點(diǎn)在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，若角速度為，則桿兩端a、b和o間的電勢(shì)差Uao=以及Ubo=5、半徑為10cm、電阻為0.2的閉合金屬圓環(huán)放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于圓環(huán)所在平面，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B從零開(kāi)始隨時(shí)間t成正比增加時(shí)，環(huán)中感應(yīng)電流為0.1A。試寫(xiě)出B與t的關(guān)系式（B、t的單位分別取T、s）6、如圖，導(dǎo)線(xiàn)全部為裸導(dǎo)線(xiàn)，半徑為r的圓內(nèi)有垂直于圓平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，感應(yīng)強(qiáng)度為B。一根長(zhǎng)度大于2r的導(dǎo)線(xiàn)MN以速度v在圓環(huán)上無(wú)摩擦地自左端勻速滑動(dòng)到右端，電路的固定電阻為R，其余電阻不計(jì)，試求MN從圓環(huán)的左端滑到右端的過(guò)程中電阻R上的電流強(qiáng)度的平均值及通過(guò)的電量。4.4楞次定律一、基礎(chǔ)知識(shí)1．實(shí)驗(yàn)．(1)選舊干電池用試觸的方法查明電流方向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系．明確：對(duì)電流表而言，電流從哪個(gè)接線(xiàn)柱流入，指針向哪邊偏轉(zhuǎn)．(2)閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線(xiàn)的情況．a(chǎn)．磁場(chǎng)方向不變，兩次改變導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向，如導(dǎo)體向右和向左運(yùn)動(dòng)．b．導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)方向不變，改變磁場(chǎng)方向．根據(jù)電流表指針偏轉(zhuǎn)情況，分別確定出閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向．感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向都有關(guān)系．感應(yīng)電流的方向可以用右手定則加以判定．右手定則：伸開(kāi)右手，讓拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線(xiàn)垂直從手心進(jìn)入，拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，其余四指指的就是感應(yīng)電流的方向．(3)閉合電路的磁通量發(fā)生變化的情況：實(shí)線(xiàn)箭頭表示原磁場(chǎng)方向，虛線(xiàn)箭頭表示感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向．分析：(甲)圖：當(dāng)把條形磁鐵N極插入線(xiàn)圈中時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量增加，由實(shí)驗(yàn)可知，這時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟磁鐵的磁場(chǎng)方向相反．(乙)圖：當(dāng)把條形磁鐵N極拔出線(xiàn)圈中時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量減少，由實(shí)驗(yàn)可知，這時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟磁鐵的磁場(chǎng)方向相同．(丙)圖：當(dāng)把條形磁鐵S極插入線(xiàn)圈中時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量增加，由實(shí)驗(yàn)可知，這時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟磁鐵的磁場(chǎng)方向相反．(丁)圖：當(dāng)條形磁鐵S極拔出線(xiàn)圈中時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量減少，由實(shí)驗(yàn)可知，這時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟磁鐵的磁場(chǎng)方向相同．2、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：楞次定律--感應(yīng)電流具有這樣的方向，就是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．可以簡(jiǎn)化為“來(lái)拒去留、增反減同”。說(shuō)明：對(duì)“阻礙”二字應(yīng)正確理解．“阻礙”不是“阻止”，而只是延緩了原磁通的變化，電路中的磁通量還是在變化的．例如：當(dāng)原磁通量增加時(shí)，雖有感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的阻礙，磁通量還是在增加，只是增加的慢一點(diǎn)而已．實(shí)質(zhì)上，楞次定律中的“阻礙”二字，指的是“反抗著產(chǎn)生感應(yīng)電流的那個(gè)原因．”3、應(yīng)用楞次定律判定感應(yīng)電流的步驟(四步走)．(1)明確原磁場(chǎng)的方向；(2)明確穿過(guò)閉合回路的磁通量是增加還是減少；(3)根據(jù)楞次定律，判定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向；(4)利用安培定則判定感應(yīng)電流的方向．4、推論：當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)切割磁感線(xiàn)時(shí)可用右手定則來(lái)判定，即大拇指與四指垂直，讓磁感線(xiàn)垂直穿過(guò)手心，大拇指指向?qū)Ь€(xiàn)的運(yùn)動(dòng)方向，則四指的指向?yàn)楦袘?yīng)電流的方向二、例題分析例1、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放一電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌跟大線(xiàn)圈M相接，如圖，導(dǎo)軌上放一根導(dǎo)線(xiàn)ab，磁感線(xiàn)垂直于導(dǎo)軌所在平面。欲使M所包圍的小閉合線(xiàn)圈N產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，則導(dǎo)線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)情況可能是A、勻速向右運(yùn)動(dòng)B、加速向右運(yùn)動(dòng)C、減速向右運(yùn)動(dòng)D、加速向左運(yùn)動(dòng)例2、如圖，水平地面上方有正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)豎直向下，磁場(chǎng)垂直紙面向里，半圓形鋁框從直徑出于水平位置時(shí)開(kāi)始下落，不計(jì)阻力，a、b兩端落到地面的次序是A、a先于bB、b先于aC、a、b同時(shí)落地D、無(wú)法判定例3、如圖，電容器PQ的電容為10F，垂直于回路的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度以510-3T/s的變化率均勻增加，回路面積為10-2m2。則PQ兩極電勢(shì)差的絕對(duì)值為V。P極所帶電荷的種類(lèi)為，帶電量為三、練習(xí)與作業(yè)1、一根沿東西方向的水平導(dǎo)線(xiàn)，在赤道上空自由落下的過(guò)程中，導(dǎo)線(xiàn)上各點(diǎn)的電勢(shì)A、東端最高B、西端最高C、中點(diǎn)最高D、各點(diǎn)一樣高2、如右圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于圓形線(xiàn)圈指向紙里，a、b、c、d為圓形線(xiàn)圈上等距離的四點(diǎn)，現(xiàn)用外力作用在上述四點(diǎn)，將線(xiàn)圈拉成正方形，設(shè)線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)不可伸長(zhǎng)，且線(xiàn)圈仍處于原先所在的平面內(nèi)，則在線(xiàn)圈發(fā)生形變的過(guò)程中A、線(xiàn)圈中將產(chǎn)生abcd方向的感應(yīng)電流B、線(xiàn)圈中將產(chǎn)生adcb方向的感應(yīng)電流C、線(xiàn)圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向先是abcd，后是adcbD、線(xiàn)圈中無(wú)感應(yīng)電流3、如右圖，一均勻的扁平條形磁鐵的軸線(xiàn)與一圓形線(xiàn)圈在同一平面內(nèi)，磁鐵中心與圓心重合。為了在磁鐵開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)在線(xiàn)圈中得到逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，磁鐵的運(yùn)動(dòng)方式應(yīng)是N極向紙內(nèi)，S極向紙外，使磁鐵繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)B、S極向紙內(nèi)，N極向紙外，使磁鐵繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)C、使磁鐵在線(xiàn)圈平面內(nèi)繞O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D、使磁鐵在線(xiàn)圈平面內(nèi)繞O逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)4、如右圖，ab是一個(gè)可繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合距形導(dǎo)線(xiàn)框，E是電源，當(dāng)滑線(xiàn)變阻器R的滑片P自左向右滑行時(shí)，線(xiàn)框ab將A、保持靜止不動(dòng)B、沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)C、沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)D、發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，但電源極性不明，無(wú)法確定轉(zhuǎn)動(dòng)方向。

4.5感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)一、基礎(chǔ)知識(shí)：1、感應(yīng)電場(chǎng)與感生電動(dòng)勢(shì)由于磁場(chǎng)的變化而激發(fā)的電場(chǎng)叫感生電場(chǎng)。感生電場(chǎng)對(duì)自由電荷的作用力充當(dāng)了非靜電力。由感生電場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，叫做感生電動(dòng)勢(shì)。2、洛倫茲力與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)一段導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電源，這時(shí)非靜電力與洛倫茲力有關(guān)。由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。如圖所示，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生感應(yīng)電流，試分析電路中的能量轉(zhuǎn)化情況。導(dǎo)體棒中的電流受到安培力作用，安培力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，阻礙導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒要克服安培力做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。二、實(shí)例探究磁場(chǎng)變強(qiáng)【例1】如圖所示，一個(gè)閉合電路靜止于磁場(chǎng)中，由于磁場(chǎng)強(qiáng)弱的變化，而使電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，下列說(shuō)法中正確的是（AC）磁場(chǎng)變強(qiáng)A．磁場(chǎng)變化時(shí)，會(huì)在在空間中激發(fā)一種電場(chǎng)B．使電荷定向移動(dòng)形成電流的力是磁場(chǎng)力C．使電荷定向移動(dòng)形成電流的力是電場(chǎng)力D．以上說(shuō)法都不對(duì)【例2】如圖所示，導(dǎo)體AB在做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，因而在電路中有電流通過(guò)，下列說(shuō)法中正確的是（AB）A．因?qū)w運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)B．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生與洛侖茲力有關(guān)C．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生與電場(chǎng)力有關(guān)D．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原因是一樣的【例3】如圖所示，兩根相距為L(zhǎng)的豎直平行金屬導(dǎo)軌位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，另外兩根與上述光滑導(dǎo)軌保持良好接觸的金屬桿ab、cd質(zhì)量均為m，電阻均為R，若要使cd靜止不動(dòng)，則ab桿應(yīng)向上運(yùn)動(dòng)，速度大小為_(kāi)2mgR/B2L2_，作用于ab桿上的外力大小為鞏固練習(xí)1．如圖所示，一個(gè)帶正電的粒子在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，此粒子的動(dòng)能將（B）A．不變B．增加C．減少D．以上情況都可能2．穿過(guò)一個(gè)電阻為lΩ的單匝閉合線(xiàn)圈的磁通量始終是每秒鐘均勻地減少2Wb，則（BD）A．線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定是每秒減少2VB．線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定是2VC．線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流一定是每秒減少2AD．線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流一定是2A3．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，ab、cd兩根導(dǎo)體棒沿兩根導(dǎo)軌分別以速度v1、v2滑動(dòng)，如圖所示，下列情況中，能使電容器獲得最多電荷量且左邊極板帶正電的是（C）A．v1＝v2，方向都向右B．v1＝v2，方向都向左C．v1>v2，v1向右，v2向左D．v1>v2，v1向左，v2向右4．如圖所示，面積為0.2m2的100匝線(xiàn)圈處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方問(wèn)垂直于線(xiàn)圈平面，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律為B=（2+0.2t）T，定值電阻R1=6Ω，線(xiàn)圈電阻R2=4Ω，求：（1）磁通量變化率，回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；（4V）（2）a、b兩點(diǎn)間電壓Uab（2.4A）5．如圖所示，在物理實(shí)驗(yàn)中，常用“沖擊式電流計(jì)”來(lái)測(cè)定通過(guò)某閉合電路的電荷量．探測(cè)器線(xiàn)圈和沖擊電流計(jì)串聯(lián)后，又能測(cè)定磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度．已知線(xiàn)圈匝數(shù)為n，面積為S，線(xiàn)圈與沖擊電流計(jì)組成的回路電阻為R，把線(xiàn)圈放在被測(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，開(kāi)始時(shí)線(xiàn)圈與磁場(chǎng)方向垂直，現(xiàn)將線(xiàn)圈翻轉(zhuǎn)180°，沖擊式電流計(jì)測(cè)出通過(guò)線(xiàn)圈的電荷量為q，由此可知，被測(cè)磁場(chǎng)的磁磁感應(yīng)強(qiáng)度B=__qR/2nS__6．如圖所示，A、B為大小、形狀均相同且內(nèi)壁光滑，但用不同材料制成的圓管，豎直固定在相同高度．兩個(gè)相同的磁性小球，同時(shí)從A、B管上端的管口無(wú)初速釋放，穿過(guò)A管的小球比穿過(guò)B管的小球先落到地面．下面對(duì)于兩管的描述中可能正確的是（AD）A．A管是用塑料制成的，B管是用銅制成的B．A管是用鋁制成的，B管是用膠木制成的C．A管是用膠木制成的，B管是用塑料制成的D．A管是用膠木制成的，B管是用鋁制成的4.6互感和自感一、互感現(xiàn)象1、基本概念：①互感：②互感現(xiàn)象：③互感電動(dòng)勢(shì)：2、互感的理解：（1）、如右圖斷開(kāi)、閉合開(kāi)關(guān)瞬間會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng)嗎？（2）這是互感嗎？小結(jié)：互感現(xiàn)象不僅發(fā)生與繞在同一鐵芯上的兩個(gè)何相互靠近的電路之間。線(xiàn)圈之間，而且可以發(fā)生于任何兩個(gè)相互靠近的電路之間。問(wèn)題情景：（互感中的能量）另一電路中能量從哪兒來(lái)的？小結(jié)：互感現(xiàn)象可以把能量從一個(gè)電路傳到另一個(gè)電路。3、互感的應(yīng)用和防止：二、自感現(xiàn)象：1、由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。2、自感電動(dòng)勢(shì)：自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)，E=L△I／△t3、原因：由電流的磁效應(yīng)可知，線(xiàn)圈通電后周?chē)陀写艌?chǎng)產(chǎn)生，電流變化，則磁場(chǎng)也變化，那么對(duì)于這個(gè)線(xiàn)圈自身來(lái)說(shuō)穿過(guò)它的磁通量在此過(guò)程中也發(fā)生了變化，因此也產(chǎn)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。4.磁場(chǎng)的能量分析：電源斷開(kāi)以后，線(xiàn)圈中電流不會(huì)立即消失，這時(shí)的電流仍然可以做功，說(shuō)明線(xiàn)圈儲(chǔ)存能量。當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，線(xiàn)圈中的電流從無(wú)到有，其中的磁場(chǎng)也是從天到有，這可以看作電源把能量輸送到磁場(chǎng)，儲(chǔ)存在磁場(chǎng)中。這里我們知識(shí)一個(gè)合理的假設(shè)，有關(guān)電磁場(chǎng)能量的直接式樣驗(yàn)證，要在我們認(rèn)識(shí)了電磁波之后才有可能。5．自感現(xiàn)象的理解：線(xiàn)圈中電流的變化不能在瞬間完成，即不能“突變”。也可以說(shuō)線(xiàn)圈能體現(xiàn)電的慣性6．自感的應(yīng)用與防止：應(yīng)用：日光燈防止：變壓器、電動(dòng)機(jī)三、自感系數(shù)1.自感系數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)自感或電感，用字母L表示。影響因素：形狀、長(zhǎng)短、匝數(shù)、有無(wú)鐵芯。2．單位：亨利符號(hào)：H常用單位：毫亨（mH）微亨（μH）四、實(shí)例探究【例1】如圖所示，電路甲、乙中，電阻R和自感線(xiàn)圈L的電阻值都很小，接通S，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡D發(fā)光。則（）A．在電路甲中，斷開(kāi)S，D將逐漸變暗B．在電路甲中，斷開(kāi)S，D將先變得更亮，然后漸漸變暗C．在電路乙中，斷開(kāi)S，D將漸漸變暗D．在電路乙中，斷開(kāi)S，D將變得更亮，然后漸漸變暗（AD）【例2】如圖所示，自感線(xiàn)圈的自感系數(shù)很大，電阻為零。電鍵K原來(lái)是合上的，在K斷開(kāi)后，分析：（1）若R1＞R2，燈泡的亮度怎樣變化？（2）若R1＜R2，燈泡的亮度怎樣變化？五、鞏固練習(xí)1．下列關(guān)于自感現(xiàn)象的說(shuō)法中，正確的是（）A．自感現(xiàn)象是由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象B．線(xiàn)圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向總與引起自感的原電流的方向相反C．線(xiàn)圈中自感電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化的快慢有關(guān)D．加鐵芯后線(xiàn)圈的自感系數(shù)比沒(méi)有鐵芯時(shí)要大2．關(guān)于線(xiàn)圈的自感系數(shù)，下面說(shuō)法正確的是（）A．線(xiàn)圈的自感系數(shù)越大，自感電動(dòng)勢(shì)一定越大B．線(xiàn)圈中電流等于零時(shí)，自感系數(shù)也等于零C．線(xiàn)圈中電流變化越快，自感系數(shù)越大D．線(xiàn)圈的自感系數(shù)由線(xiàn)圈本身的因素及有無(wú)鐵芯決定3．如圖所示，L為一個(gè)自感系數(shù)大的自感線(xiàn)圈，開(kāi)關(guān)閉合后，小燈能正常發(fā)光，那么閉合開(kāi)關(guān)和斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的瞬間，能觀(guān)察到的現(xiàn)象分別是（）A．小燈逐漸變亮，小燈立即熄滅B．小燈立即亮，小燈立即熄滅C．小燈逐漸變亮，小燈比原來(lái)更亮一下再慢慢熄滅D．小燈立即亮，小燈比原來(lái)更亮一下再慢慢熄滅（ACD，D，A）4.7渦流1、渦流當(dāng)線(xiàn)圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，這個(gè)線(xiàn)圈附近的導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種電流看起來(lái)很像水的旋渦，所以叫做渦流。應(yīng)用：電磁爐：因?yàn)殍F鍋中的渦流很強(qiáng)，會(huì)產(chǎn)生大量的熱。變壓器：鐵芯中的渦流被限制在狹窄的薄片之內(nèi)，回路的電阻很大，渦流大為減弱，渦流產(chǎn)生的熱量也減少。2、電磁阻尼導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電磁阻尼。［演示］如圖所示，彈簧下端懸掛一根磁鐵，將磁鐵托起到某高度后釋放，磁鐵能振動(dòng)較長(zhǎng)時(shí)間才停下來(lái)。如果在磁鐵下端放一固定線(xiàn)圈，磁鐵會(huì)很快停下來(lái)。上述現(xiàn)象說(shuō)明了什么？當(dāng)磁鐵穿過(guò)固定的閉合線(xiàn)圈時(shí)，在閉合線(xiàn)圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)會(huì)阻礙磁鐵和線(xiàn)圈靠近或離開(kāi)，也就是磁鐵振動(dòng)時(shí)除了空氣阻力外，還有線(xiàn)圈的磁場(chǎng)力作為阻力，安培阻力較相對(duì)較大，因而磁鐵會(huì)很快停下來(lái)。3、電磁驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來(lái)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電磁驅(qū)動(dòng)。交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)就是應(yīng)用電磁驅(qū)動(dòng)的原理工作的。簡(jiǎn)要介紹交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程。4、實(shí)例探究【例1】如圖所示是高頻焊接原理示意圖．線(xiàn)圈中通以高頻變化的電流時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流通過(guò)焊縫產(chǎn)生大量熱量，將金屬融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分發(fā)熱很少，以下說(shuō)法正確的是（）A．電流變化的頻率越高，焊縫處的溫度升高的越快B．電流變化的頻率越低，焊縫處的溫度升高的越快C．工件上只有焊縫處溫度升的很高是因?yàn)楹缚p處的電阻小D．工件上只有焊縫處溫度升的很高是因?yàn)楹缚p處的電阻大（AD）鞏固練習(xí)1．如圖所示，一塊長(zhǎng)方形光滑鋁板水平放在桌面上，鋁板右端拼接一根與鋁板等厚的條形磁鐵，一質(zhì)量分布均勻的閉合鋁環(huán)以初速度v從板的左端沿中線(xiàn)向右端滾動(dòng)，則（）A．鋁環(huán)的滾動(dòng)速度將越來(lái)越小B．鋁環(huán)將保持勻速滾動(dòng)C．鋁環(huán)的運(yùn)動(dòng)將逐漸偏向條形磁鐵的N極或S極D．鋁環(huán)的運(yùn)動(dòng)速率會(huì)改變，但運(yùn)動(dòng)方向?qū)⒉粫?huì)發(fā)生改變2．如圖所示，閉合金屬環(huán)從曲面上h高處滾下，又沿曲面的另一側(cè)上升，設(shè)環(huán)的初速為零，摩擦不計(jì)，曲面處在圖示磁場(chǎng)中，則（）A．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度小于hB．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度等于hC．若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度等于hD．若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度小于h3．如圖所示，在光滑水平面上固定一條形磁鐵，有一小球以一定的初速度向磁鐵方向運(yùn)動(dòng)，如果發(fā)現(xiàn)小球做減速運(yùn)動(dòng)，則小球的材料可能是（）A．鐵B．木C．銅D．鋁4．如圖所示，圓形金屬環(huán)豎直固定穿套在光滑水平導(dǎo)軌上，條形磁鐵沿導(dǎo)軌以初速度v0向圓環(huán)運(yùn)動(dòng)，其軸線(xiàn)在圓環(huán)圓心，與環(huán)面垂直，則磁鐵在穿過(guò)環(huán)過(guò)程中，做___減速___運(yùn)動(dòng)．（選填“加速”、“勻速”或“減速”）5．如圖所示，在O點(diǎn)正下方有一個(gè)具有理想邊界的磁場(chǎng)，銅環(huán)在A點(diǎn)由靜止釋放向右擺至最高點(diǎn)B．不考慮空氣阻力，則下列說(shuō)法正確的是（）A．A、B兩點(diǎn)在同一水平線(xiàn)B．A點(diǎn)高于B點(diǎn)C．A點(diǎn)低于B點(diǎn)D．銅環(huán)將做等幅擺動(dòng)（1B，2BD，3CD，5B）第五章交變電流5．1交變電流一、基礎(chǔ)知識(shí)：1、交變電流：大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化電流，叫做交變電流。2、交變電流的產(chǎn)生矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)線(xiàn)圈里能產(chǎn)生交變電流。3、解釋如右圖：當(dāng)ab邊向右、cd邊向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)圈中感應(yīng)電流的方向沿著a→b→c→d→a方向流動(dòng)的。當(dāng)ab邊向左、cd邊向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)圈中感應(yīng)電流的方向如何?感應(yīng)電流是沿著d→c→b→a→d方向流動(dòng)的。線(xiàn)圈平面與磁感線(xiàn)平行時(shí)（極值面），ab邊與cd邊線(xiàn)速度方向都跟磁感線(xiàn)方向垂直，即兩邊都垂直切割磁感線(xiàn)，此時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大。線(xiàn)圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小?當(dāng)線(xiàn)圈平面跟磁感線(xiàn)垂直時(shí)（中性面），ab邊和cd邊線(xiàn)速度方向都跟磁感線(xiàn)平行，即不切割磁感線(xiàn)，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。（1）中性面——線(xiàn)框平面與磁感線(xiàn)垂直的位置。（2）線(xiàn)圈處于中性面位置時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈Φ最大，但=0。（3）線(xiàn)圈越過(guò)中性面，線(xiàn)圈中I感方向要改變。線(xiàn)圈轉(zhuǎn)一周，感應(yīng)電流方向改變兩次。4．交變電流的變化規(guī)律設(shè)線(xiàn)圈平面從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度是ω。經(jīng)過(guò)時(shí)間t，線(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度是ωt，ab邊的線(xiàn)速度v的方向跟磁感線(xiàn)方向間的夾角也等于ωt，如右圖所示。設(shè)ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1，bc邊長(zhǎng)L2，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，這時(shí)ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多大?eab=BL1vsinωt=BL1·ωsinωt=BL1L2sinωt此時(shí)整個(gè)線(xiàn)框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多大?e=eab+ecd=BL1L2ωsinω做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值，根據(jù)部分電路歐姆定律，電壓的最大值Um=ImR，電壓的瞬時(shí)值U=Umsinωt。電動(dòng)勢(shì)、電流與電壓的瞬時(shí)值與時(shí)間的關(guān)系可以用正弦曲線(xiàn)來(lái)表示，如下圖所示：4．幾種常見(jiàn)的交變電波形5、總結(jié)：（1）．矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)圈中產(chǎn)生正弦式交變電流。（2）．從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為e=NBSωsinωt，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=NBSω。（3）．中性面的特點(diǎn)：磁通量最大為Φm，但e=0。(4)、極值面的特點(diǎn)：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大為，但磁通量為0。（四）實(shí)例探究交變電流的圖象、交變電流的產(chǎn)生過(guò)程【例1】一矩形線(xiàn)圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線(xiàn)圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化如圖所示。下面說(shuō)法中正確的是（）A．t1時(shí)刻通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零B．t2時(shí)刻通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的絕對(duì)值最大C．t3時(shí)刻通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化率的絕對(duì)值最大D．每當(dāng)e轉(zhuǎn)換方向時(shí)，通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的絕對(duì)值都為最大交變電流的變化規(guī)律【例2】在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一矩形線(xiàn)圈，從中性面開(kāi)始繞垂直于磁感線(xiàn)的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)可以表示為e=Emsinωt?，F(xiàn)在把線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)速增為原來(lái)的2倍，試分析并寫(xiě)出現(xiàn)在的交變電動(dòng)勢(shì)的峰值、交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式，畫(huà)出與其相對(duì)應(yīng)的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象。分析物理圖象的要點(diǎn)：一看：看“軸”、看“線(xiàn)”、看“斜率”、看“點(diǎn)”、看“截距”、看“面積”、看“拐點(diǎn)”，并理解其物理意義。二變：掌握“圖與圖”“圖與式”和“圖與物”之間的變通關(guān)系。三判：在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正確的分析和判斷。綜合應(yīng)用【例3】如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T，匝數(shù)n=6的矩形線(xiàn)圈abcd繞中心軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度ω=200rad/s。已知ab=0.1m，bc=0.2m，線(xiàn)圈的總電阻R=40Ω，試求：（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值，感應(yīng)電流的最大值；（2）設(shè)時(shí)間t=0時(shí)線(xiàn)圈平面與磁感線(xiàn)垂直，寫(xiě)出線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；（3）畫(huà)出感應(yīng)電流的瞬時(shí)值i隨ωt變化的圖象；（4）當(dāng)ωt=30°時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量和線(xiàn)圈中的電流的瞬時(shí)值各是多大？（5）線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值是多大？5．2描述交變電流的物理量一、基礎(chǔ)知識(shí)1、瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)：e=Emsinωt瞬時(shí)電流：i=Imsinωt2、瞬時(shí)電壓：u=Umsinωt其中Em=NBSω3、表征正弦交變電流的物理量。（1）．周期和頻率（1）周期：交變電流完成一次周期性的變化所用的時(shí)間，叫做交變電流的周期，用T表示。（2）頻率：交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，叫做交變電流的頻率，用f表示。T=（3）它們之間成倒數(shù)關(guān)系。（4）我國(guó)使用的交變電流頻率f=50Hz，周期T=0。02s。4．交變電流的峰值（Em，Im，Um）交變電流的峰值是交變電流在一個(gè)周期內(nèi)所能達(dá)到的最大數(shù)值，可以用來(lái)表示交變電流的電流或電壓變化幅度。5、有效值（E、I、U）讓交變電流和直流電通過(guò)同樣的電阻，如果它們?cè)谙嗤瑫r(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量相等，把直流電的值叫做交變電流的有效值。通常用大寫(xiě)字母U、I、E表示有效值。只有正（余）弦交變電流的最大值與有效值有以下關(guān)系：I==0.707ImU==0.707Um［強(qiáng)調(diào)］（1）各種使用交變電流的電器設(shè)備上所示值為有效值。（2）交變電流表（電壓表或電流表）所測(cè)值為有效值。（3）計(jì)算交變電流的功、功率、熱量等用有效值。6、電容器的耐壓值：是指能夠加在它兩端的最大電壓，若電源電壓的最大值超過(guò)耐壓值，電容器可能被擊穿。如某電容器標(biāo)有（8V，500μF）則8V即為耐壓值。二、實(shí)例探究【例1】表示交變電流隨時(shí)間變化圖象如圖所示，則交變電流有效值為（）A．5A B．5AC．3.5 A D．3.5A綜合應(yīng)用【例2】交流發(fā)電機(jī)矩形線(xiàn)圈邊長(zhǎng)ab=cd=0.4m，bc=ad=0.2m，共50匝，線(xiàn)圈電阻r=1Ω，線(xiàn)圈在B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直磁場(chǎng)方向的軸OO′以r/s轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外接電阻9Ω，如圖所示。求：（1）電壓表讀數(shù)；（2）電阻R上電功率。5．3電感和電容對(duì)交變電流的影響一、基礎(chǔ)知識(shí)：1．電感對(duì)交變電流的阻礙作用［演示］電阻、電感對(duì)交、直流的影響。實(shí)驗(yàn)電路如下圖甲、乙所示：結(jié)論：線(xiàn)圈對(duì)直流電的阻礙作用只是電阻；而對(duì)交變電流的阻礙作用除了電阻之外，還有電感.由電磁感應(yīng)的知識(shí)可知，當(dāng)線(xiàn)圈中通過(guò)交變電流時(shí)，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流的變化。原因：電感對(duì)交變電流阻礙作用的大小，用感抗來(lái)表示。感抗決定于線(xiàn)圈的自感系數(shù)和交變電流的頻率。線(xiàn)圈的自感系數(shù)越大，自感作用就越大，感抗就越大；交變電流的頻率越高，電流變化越快，自感作用越大，感抗越大。應(yīng)用：線(xiàn)圈在電子技術(shù)中有廣泛應(yīng)用，有兩種扼流圈就是利用電感對(duì)交變電流的阻礙作用制成的。出示扼流圈，并介紹其構(gòu)造和作用。（1）低頻扼流圈構(gòu)造：線(xiàn)圈繞在閉合鐵芯上，匝數(shù)多，自感系數(shù)很大。作用：對(duì)低頻交變電流有很大的阻礙作用。即“通直流、阻交流”。（2）高頻扼流圈構(gòu)造：線(xiàn)圈繞在鐵氧體芯上，線(xiàn)圈匝數(shù)少，自感系數(shù)小。作用：對(duì)低頻交變電流阻礙小，對(duì)高頻交變電流阻礙大。即“通低頻、阻高頻”。2．電容器對(duì)交變電流的影響：［演示1］電容對(duì)交、直流的影響。實(shí)驗(yàn)電路如圖所示：［演示2］電容器對(duì)交變電流的影響將剛才實(shí)驗(yàn)電路中“1000μF，15V”的電容器去掉，觀(guān)察燈泡的亮度，燈泡的亮度變亮了。說(shuō)明結(jié)論：電容器對(duì)交變電流也有阻礙作用，這種阻礙作用叫容抗。容抗決定于電容器電容的大小和交變電流的頻率.電容越大，在同樣電壓下電容器容納電荷越多，因此充放電的電流越大，容抗就越小；交變電流的頻率越高，充放電進(jìn)行得越快，充放電電流越大，容抗越小.即電容器的電容越大，交變電流頻率越高，容抗越小。電容器具有“通交流、隔直流”“通高頻、阻低頻”的特點(diǎn)。介紹電感、電容的廣泛存在。二、實(shí)例探究電感對(duì)交變電流的影響【例1】如圖所示電路中，L為電感線(xiàn)圈，R為燈泡，電流表內(nèi)阻為零。電壓表內(nèi)阻無(wú)限大，交流電源的電壓u=220sin10πtV。若保持電壓的有效值不變，只將電源頻率改為25Hz，下列說(shuō)法中正確的是（）A．電流表示數(shù)增大B．電壓表示數(shù)減小C．燈泡變暗D．燈泡變亮電感和電容對(duì)交變電流的影響【例2】圖所示是電視機(jī)電源部分的濾波裝置，當(dāng)輸入端輸入含有直流成分、交流低頻成分的電流后，能在輸出端得到較穩(wěn)定的直流電，試分析其工作原理及各電容和電感的作用。三、鞏固練習(xí)1．關(guān)于低頻扼流圈，下列說(shuō)法正確的是A．這種線(xiàn)圈的自感系數(shù)很小，對(duì)直流有很大的阻礙作用B．這種線(xiàn)圈的自感系數(shù)很大，對(duì)低頻電流有很大的阻礙作用C．這種線(xiàn)圈的自感系數(shù)很大，對(duì)高頻交流的阻礙作用比低頻交流的阻礙作用更大D．這種線(xiàn)圈的自感系數(shù)很小，對(duì)高頻交流的阻礙作用很大而對(duì)低頻交流的阻礙作用很小2．在圖所示電路中，u是有效值為200V的交流電源，C是電容器，R是電阻.關(guān)于交流電壓表的示數(shù)，下列說(shuō)法正確的是（）A．等于220V B．大于220VC．小于220V D．等于零3．在圖所示的電路中，a、b兩端連接的交流電源既含高頻交流，又含低頻交流；L是一個(gè)25mH的高頻扼流圈，C是一個(gè)100pF的電容器，R是負(fù)載電阻，下列說(shuō)法中正確的是（）A.L的作用是“通低頻，阻高頻”B.C的作用是“通交流，隔直流”C.C的作用是“通高頻，阻低頻”D.通過(guò)R的電流中，低頻電流所占的百分比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高頻交流所占的百分比4．如圖所示，交變電流電壓的瞬時(shí)表達(dá)式u=311sin157tV時(shí)，三個(gè)電流表的示數(shù)相同，若電源電壓改為u′=sin314tV時(shí)，則（）A．電流表的示數(shù)減小B．電流表的示數(shù)增大C．電流表的示數(shù)不變5．4變壓器一、基礎(chǔ)知識(shí)：1．變壓器的原理2、變壓器就是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線(xiàn)圈構(gòu)成的。一個(gè)線(xiàn)圈跟電源連接，叫原線(xiàn)圈（初級(jí)線(xiàn)圈），另一個(gè)線(xiàn)圈跟負(fù)載連接，叫副線(xiàn)圈（次級(jí)線(xiàn)圈）。兩個(gè)線(xiàn)圈都是絕緣導(dǎo)線(xiàn)繞制成的。鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成。3、變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)，如下圖所示：說(shuō)明：互感現(xiàn)象時(shí)變壓器工作的基礎(chǔ)。在原線(xiàn)圈上加交變電壓U1，原線(xiàn)圈中就有交變電流，它在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量。這個(gè)交變磁通量既穿過(guò)原線(xiàn)圈，也穿過(guò)副線(xiàn)圈，在原、副線(xiàn)圈中都要引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如副線(xiàn)圈是閉合的，在副線(xiàn)圈中就產(chǎn)生交變電流，它也在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量，在原、副線(xiàn)圈中同樣引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。副線(xiàn)圈兩端的電壓就是這樣產(chǎn)生的。所以，兩個(gè)線(xiàn)圈并沒(méi)有直接接觸，通過(guò)互感現(xiàn)象，副線(xiàn)圈也能夠輸出電流。4、變壓器線(xiàn)圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系：5、理想變壓器：沒(méi)有能量損失的變壓器叫做理想變壓器。（1）、，（2）、因?yàn)槔硐胱儔浩鳑](méi)有能量損失，所以P出=P入（3）、又因?yàn)镻入=U1I1=P出=U2I2所以有上式是理想變壓器只有一個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)，原副線(xiàn)圈中的電流比公式。當(dāng)副線(xiàn)圈有多個(gè)時(shí)，每個(gè)副線(xiàn)圈和原線(xiàn)圈之間仍滿(mǎn)足電壓比等于匝數(shù)比，但電流比就只能用P入=U1I1=U2I2+U3I3+U4I4+……來(lái)計(jì)算。6、如果副線(xiàn)圈的電壓高于原線(xiàn)圈的電壓，這樣的變壓器叫升壓變壓器；如果副線(xiàn)圈的電壓低于原線(xiàn)圈的電壓，這樣的變壓器叫降壓變壓器。升壓變壓器，n2＞n1，降壓變壓器，n2＜n1。升壓變壓器，I2<I1，降壓變壓器，I2>I1。因?yàn)樯龎鹤儔浩?，I2<I1，所以副線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)可以比原線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)細(xì)一些。降壓變壓器，I2>I1，所以副線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)要比原線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)粗一些。二、實(shí)例探究理想變壓器基本規(guī)律【例1】一個(gè)正常工作的理想變壓器的原副線(xiàn)圈中，下列的哪個(gè)物理量不一定相等（）A．交流的頻率 B．電流的有效值C．電功率 D．磁通量變化率理想變壓器的綜合應(yīng)用【例2】如圖所示為一理想變壓器，K為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線(xiàn)圈兩端的電壓，I1為原線(xiàn)圈中的電流，則（）A．保持U1及P的位置不變，K由a合到b時(shí)，I1將增大B．保持U1及P的位置不變，K由b合到a時(shí)，R消耗功率減小C．保持U1不變，K合在a處，使P上滑，I1將增大D．保持P的位置不變，K合在a處，若U1增大，I1將增大【例3】如圖所示，接于理想變壓器的四個(gè)燈泡規(guī)格相同，且全部正常發(fā)光，求三個(gè)線(xiàn)圈的匝數(shù)比n1∶n2∶n3.三、鞏固練習(xí)1．理想變壓器的原線(xiàn)圈的匝數(shù)為110匝，副線(xiàn)圈匝數(shù)為660匝，若原線(xiàn)圈接在6V的電池上，則副線(xiàn)圈兩端電壓為（）A.36V B.6VC.1V D.0V2．當(dāng)理想變壓器副線(xiàn)圈空載時(shí)，副線(xiàn)圈的（）A.負(fù)載電阻為0 B.輸出電流為0C.兩端電壓為0 D.輸出功率為03．理想變壓器原、副線(xiàn)圈的電流為I1、I2，電壓為U1、U2，功率為P1、P2，關(guān)于它們的關(guān)系，正確的是（）A.I2由I1決定 B.U2與負(fù)載有關(guān)C.P1由P2決定 D.U1由U2決定4．一理想變壓器原線(xiàn)圈接交流、副線(xiàn)圈接電阻，下列哪些方法可使輸入功率增加為原來(lái)的2倍（）A.次級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)增加為原來(lái)的2倍B.初級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)增加為原來(lái)的2倍C.負(fù)載電阻變?yōu)樵瓉?lái)的2倍D.副線(xiàn)圈匝數(shù)和負(fù)載電阻均變?yōu)樵瓉?lái)的2倍5．用理想變壓器給負(fù)載R供電，下列哪些辦法可以減小變壓器原線(xiàn)圈中的電流A．增加原線(xiàn)圈的匝數(shù)B．增加副線(xiàn)圈的匝數(shù)C．減小負(fù)載電阻R的數(shù)值D．增加負(fù)載電阻R的數(shù)值6．在圖所示的電路中，理想變壓器的變壓比為2∶1，四個(gè)燈泡完全相同，若已知燈泡L3和L4恰能正常工作，那么（）A.L1和L2都能正常工作B.L1和L2都不能正常工作C.L1和L2中只有一個(gè)能正常工作D.條件不足，無(wú)法判斷7．如圖所示，理想變壓器的原、副線(xiàn)圈分別接有相同的白熾燈，原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為n1∶n2=2∶1，電源電壓為U，求B燈兩端的電壓UB為多少?8．如圖中所示，理想變壓器B的原線(xiàn)圈跟副線(xiàn)圈的匝數(shù)比n1∶n2=2∶1，交流電源電壓U1=220V，F(xiàn)為熔斷電流為I0=1.0A的保險(xiǎn)絲，負(fù)載為一可變電阻.（1）當(dāng)電阻R=100Ω時(shí)，保險(xiǎn)絲能否被熔斷?（2）要使保險(xiǎn)絲不被熔斷，電阻R的阻值應(yīng)不小于多少?變壓器輸出的電功率不能超過(guò)多少?5．5電能的輸送一、基礎(chǔ)知識(shí)：1．降低輸電損耗的兩個(gè)途徑（1）、其一是減小輸電線(xiàn)電阻：由r=ρ，要減小輸電線(xiàn)的電阻r，可采用下述方法：①減小材料的電阻率ρ.銀的電阻率最小，但價(jià)格昂貴，目前選用電阻率較小的銅或鋁作輸電線(xiàn).②減小輸電線(xiàn)的長(zhǎng)度l不可行，因?yàn)橐ＷC輸電距離.③增加導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積，可適當(dāng)增大橫截面積。太粗不可能，既不經(jīng)濟(jì)又架設(shè)困難。（2）、其二是減小輸電電流：根據(jù)P=UI可知，當(dāng)輸送功率一定時(shí)要減小輸電線(xiàn)中的電流I，必須提高輸電電壓U，這就是采用高壓輸電的道理。有110kV、220kV、330kV，輸電干線(xiàn)采用500kV的超高壓，20XX年已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了1000kv的超高壓輸電。2、遠(yuǎn)距離輸電模型圖：設(shè)發(fā)電機(jī)的輸出功率為P，則功率損失為ΔP=I22R用戶(hù)得到的功率為P用=P-ΔP.輸電線(xiàn)路上的電壓損失為：ΔU=I2R，則U3=U2-ΔU.說(shuō)明：不是輸電電壓越高越好，因?yàn)殡妷涸礁?，?duì)輸電線(xiàn)路和變壓器的要求越高，建設(shè)費(fèi)用越高。實(shí)際輸送電能時(shí)，要綜合考慮，如輸送功率的大小、距離的遠(yuǎn)近、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求等，要依照不同情況選擇合適的輸電電壓。3．電網(wǎng)供電的優(yōu)點(diǎn)：可以在能源產(chǎn)地使用大容量發(fā)電機(jī)組，降低一次能源的輸送成本，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，電網(wǎng)可以減少斷電的風(fēng)險(xiǎn)，調(diào)劑不同地區(qū)電力供需平衡，保障供電質(zhì)量。二、實(shí)例探究高壓輸電的優(yōu)點(diǎn)【例1】遠(yuǎn)距離輸送交變電流都采用高壓輸電。我國(guó)西北電網(wǎng)正在建設(shè)750kV線(xiàn)路。采用高壓輸電的優(yōu)點(diǎn)是（）A．可節(jié)省輸電線(xiàn)的銅材料B．可根據(jù)需要調(diào)節(jié)交流電的頻率C．可減少輸電線(xiàn)上的能量損耗D．可加快輸電的速度遠(yuǎn)距離輸電的過(guò)程【例2】某小型水電站發(fā)電機(jī)輸出的電功率為100kW，輸出電壓250V，現(xiàn)準(zhǔn)備向遠(yuǎn)處輸電，所用輸電線(xiàn)的總電阻為8Ω，要求輸電時(shí)在輸電線(xiàn)上損失的電功率不超過(guò)輸送電功率的5%，用戶(hù)獲得220V電壓.求應(yīng)選用匝數(shù)比為多大的升壓變壓器和降壓變壓器？（理想變壓器）例3：某交流發(fā)電機(jī)輸出功率為5×10.5W，輸出電壓為U=1.0×10.3V，假如輸電線(xiàn)的總電阻R=10Ω，在輸電線(xiàn)上損失的電功率等于輸電功率的5%，用戶(hù)使用電壓U=380V.（1）畫(huà)出輸電線(xiàn)路的示意圖并標(biāo)明各部分的符號(hào)；（2）所用升壓和降壓變壓器的原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比是多少？（使用的變壓器是理想變壓器）三、鞏固練習(xí)1．在遠(yuǎn)距離輸電過(guò)程中，為減少輸電線(xiàn)路上的電能損失，可采用的最佳方法是（）A．使輸電線(xiàn)粗一些 B．減短輸電線(xiàn)長(zhǎng)度C．減少通電時(shí)間 D．采用高壓輸電2．遠(yuǎn)距離輸送一定功率的交變電流，若輸電電壓提高到原來(lái)的n倍，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．輸電線(xiàn)上的電流變?yōu)樵瓉?lái)的n倍B．輸電線(xiàn)上的電壓損失變?yōu)樵瓉?lái)的1/n2C．輸電線(xiàn)上的電功率損失變?yōu)樵瓉?lái)的1/nD．若輸電線(xiàn)上的電功率損失不變，輸電線(xiàn)路長(zhǎng)度可變?yōu)樵瓉?lái)的n2倍3．下列關(guān)于減小遠(yuǎn)距離輸電導(dǎo)線(xiàn)上熱損耗的說(shuō)法中，正確的是（）A．因?yàn)闊峁β蔖=，所以應(yīng)降低輸送電壓，增大輸電導(dǎo)線(xiàn)電阻，才能減小輸電導(dǎo)線(xiàn)上的熱損耗B．因?yàn)闊峁β蔖=IU，所以應(yīng)采用低電壓、小電流輸電，才能減小輸電導(dǎo)線(xiàn)上的熱損耗C．因?yàn)闊峁β蔖=I2R，所以可采用減小輸電線(xiàn)電阻或減小輸送電流的方法來(lái)減小輸電導(dǎo)線(xiàn)上的熱損耗D．以上說(shuō)法均不正確4．發(fā)電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U1，發(fā)電廠(chǎng)至學(xué)校的輸電導(dǎo)線(xiàn)的總電阻為R，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)的電流為I，學(xué)校得到的電壓為U2，則輸電導(dǎo)線(xiàn)上損耗的功率可表示為（）A． B．C．I2R D．I（U1-U2）第五章交變電流一、知識(shí)梳理1．交變電流的產(chǎn)生：線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞_______于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生按_______規(guī)律變化的電流。線(xiàn)圈轉(zhuǎn)至中性面時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量______，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)________。2．表征交變電流的物理量：周期T、頻率f，它們之間關(guān)系是_________；峰值：Em、Im、Um；有效值：E、I、U3．正弦交變電流的變化規(guī)律：瞬時(shí)值表達(dá)：e=______________，i=______________，u=____________峰值：Em=__________；正弦交變電流有效值與峰值的關(guān)系：E=__________，I=____________，U=_____________4．電感電容：感抗RL=2πfL容抗RC=1/（2πfc）電感作用：________，_________；_________，__________；電容作用：_____________，_____________；____________；______________。5．理想變壓器：原理：______________；原副線(xiàn)圈輸入輸出功率的關(guān)系：__________；電壓與匝數(shù)的關(guān)系：_________；電流與匝數(shù)的關(guān)系：只有一個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)，___________；有多個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)，________________6．遠(yuǎn)距離輸電：導(dǎo)線(xiàn)上的功率損失_________________；導(dǎo)線(xiàn)上的電壓損失______________二、專(zhuān)題講練專(zhuān)題一交變電流的四值交變電流的四值是指：瞬時(shí)值、峰值、有效值、平均值1、瞬時(shí)值：反映不同時(shí)刻交變電流的大小和方向，正弦交流瞬時(shí)值表達(dá)式為：，。應(yīng)當(dāng)注意必須從中性面開(kāi)始。生活中用的市電電壓為220V，其峰值為_(kāi)_____V，頻率為_(kāi)___HZ，所以其電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u=__________V。針對(duì)練習(xí)：（1）、有一正弦交流電源，電壓有效值U=120V，頻率為f=50Hz向一霓虹燈供電，若霓虹燈的激發(fā)電壓和熄滅電壓均為U0=60V，試估算在一個(gè)小時(shí)內(nèi)，霓虹燈發(fā)光時(shí)間有多長(zhǎng)？（2）、交流發(fā)電機(jī)的線(xiàn)圈從平行磁場(chǎng)的位置開(kāi)始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，與它并聯(lián)的電壓表的示數(shù)為14.1V，那么當(dāng)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)30°時(shí)交流電壓的瞬時(shí)值為_(kāi)________V。2．峰值：它是瞬時(shí)值的_____值，它反映的是交變電流大小的變化范圍，當(dāng)線(xiàn)圈平面跟磁感線(xiàn)平行時(shí)，交流電動(dòng)勢(shì)最大，______（轉(zhuǎn)軸垂直于磁感線(xiàn)）。電容器接在交流電路中，則交變電壓的峰值不能超過(guò)電容器的耐壓值。針對(duì)練習(xí)3、一只氖管的起輝電壓為50V，把它接在u=50sin314tV的交變電源上，在一個(gè)交變電壓的周期內(nèi)，氖管的發(fā)光時(shí)間為（）A．0.02sB．0.01sC．0.015sD．0.005s3、有效值：交變電流的有效值是根據(jù)電流的______規(guī)定的：讓交流和直流通過(guò)相同阻值的電阻，如果它們?cè)谙嗤臅r(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的____相等，就把這一直流的數(shù)值叫做這一交流的有效值。正弦交流電的有效值跟最大值之間的關(guān)系是：_______，_________對(duì)于非正弦交變電流的有效值以上關(guān)系不成立，應(yīng)根據(jù)定義來(lái)求。通常所說(shuō)交流電壓、電流是用電壓表、電流表測(cè)得的，都是指________。用電器上所標(biāo)電壓、電流值也是指______。在計(jì)算交變電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量、熱功以及確定保險(xiǎn)絲的熔斷電流時(shí)，只能用_________。針對(duì)練習(xí)4、通過(guò)某電阻的周期性交變電流的圖象如圖所示。求該交變電流的有效值I。4、平均值：它是指交流電圖象中圖線(xiàn)與橫軸所圍成的面積值跟時(shí)間的比值。其量值可用法拉第電磁感應(yīng)定律·來(lái)求，特殊地，當(dāng)線(xiàn)圈從中性面轉(zhuǎn)過(guò)90度的過(guò)程中，有。計(jì)算平均值切忌用算術(shù)平均法即求解。平均值不等于有效值。針對(duì)練習(xí)5、如圖所示，求線(xiàn)圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)60°角的過(guò)程中，通過(guò)線(xiàn)圈某一橫截面的電量。針對(duì)練習(xí)6、交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子有n匝線(xiàn)圈，每匝線(xiàn)圈所圍面積為S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，線(xiàn)圈內(nèi)電阻為r，外電路電阻為R。當(dāng)線(xiàn)圈由圖中實(shí)線(xiàn)位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)90°到達(dá)虛線(xiàn)位置過(guò)程中，求：⑴通過(guò)R的電荷量q為多少？⑵R上產(chǎn)生電熱QR為多少？⑶外力做的功W為多少？專(zhuān)題二感抗和容抗（統(tǒng)稱(chēng)電抗）1、感抗表示電感對(duì)交變電流的阻礙作用，其特點(diǎn)是“通直流，阻交流”、“通低頻，阻高頻”。2、容抗表示電容對(duì)交變電流的阻礙作用，其特點(diǎn)是“通交流，隔直流”、“通高頻，阻低頻”。C1C2針對(duì)練習(xí)7、左右兩個(gè)電路都是從左端輸入信號(hào)，從右端輸出信號(hào)。左圖中輸入的是高頻、低頻混合的交流信號(hào)，要求只輸出低頻信號(hào)；右圖中輸入的是直流和低頻交流的混合信號(hào)，要求只輸出低頻交流信號(hào)。那么C1、C1C2針對(duì)練習(xí)8、對(duì)于如圖所示的電路，下列說(shuō)法正確的是（）A．雙刀雙擲開(kāi)關(guān)S接上部時(shí)，燈泡亮度較大B．雙刀雙擲開(kāi)關(guān)S接下部時(shí)，燈泡亮度較大C．雙刀雙擲開(kāi)關(guān)S接下部，同時(shí)將電感線(xiàn)圈的L的鐵芯抽出，在抽出的過(guò)程中，燈泡亮度變大D．雙刀雙擲開(kāi)關(guān)S接下部，同時(shí)將電感線(xiàn)圈的L的鐵芯抽出，在抽出的過(guò)程中，燈泡亮度變小專(zhuān)題三理想變壓器1．理想變壓器的電壓變化規(guī)律為U1/U2＝________2．輸入輸出功率關(guān)系：________3．只有一個(gè)副線(xiàn)圈的理想變壓器的電流變化規(guī)律I1/I2＝__________4．變壓器的電壓決定電壓；電流決定電流；功率決定功率n2Ln3R220Vn1針對(duì)練習(xí)9、理想變壓器初級(jí)線(xiàn)圈和兩個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)分別為n1=1760匝、n2=288匝、n3=8000匝，電源電壓為U1=220V。n2上連接的燈泡的實(shí)際功率為36W，測(cè)得初級(jí)線(xiàn)圈的電流為I1n2n3R220Vn1針對(duì)練習(xí)10、在變電站里，經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測(cè)電網(wǎng)上的強(qiáng)電流，所用的器材叫電流互感器。如下所示的四個(gè)圖中，能正確反應(yīng)其工作原理的是（）AAAAA零線(xiàn)火線(xiàn)火線(xiàn)零線(xiàn)零線(xiàn)火線(xiàn)零線(xiàn)火線(xiàn)A.B.C.D.針對(duì)練習(xí)11、如圖所示，理想變壓器的原、副線(xiàn)圈分別接有相同的白熾燈，原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為n1∶n2=2∶1，電源電壓為U，求B燈兩端的電壓UB為多少?針對(duì)練習(xí)12、如圖，為一理想變壓器，K為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線(xiàn)圈兩端的電壓，I1為原線(xiàn)圈中的電流強(qiáng)度，則A.保持U1及P的位置不變，K由a合到b時(shí)，I1將增大B.保持U1及P的位置不變，K由b合到a時(shí)，R消耗的功率減小C.保持U1不變，K合在a處，使P上滑，I1將增大D.保持P的位置不變，K合在a處，若U1增大，I1將增大專(zhuān)題四遠(yuǎn)距離輸電遠(yuǎn)距離輸電的示意圖如圖所示：包括發(fā)電機(jī)、兩臺(tái)變壓器、輸電線(xiàn)等效電阻和負(fù)載電阻。并按照規(guī)范在圖中標(biāo)出相應(yīng)的物理量符號(hào)。一般設(shè)兩個(gè)變壓器的初、次級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)分別為、n1、n1′,n2、n2′，相應(yīng)的電壓、電流、功率也應(yīng)該采用相應(yīng)的符號(hào)來(lái)表示。從圖中應(yīng)該看出功率之間的關(guān)系是：P1=P1′，P2=P2′，P1′=Pr=P2。電壓之間的關(guān)系是：。電流之間的關(guān)系是：?？梢?jiàn)其中電流之間的關(guān)系最簡(jiǎn)單，中只要知道一個(gè)，另兩個(gè)總和它相等。因此求輸電線(xiàn)上的電流往往是這類(lèi)問(wèn)題的突破口。輸電線(xiàn)上的功率損失和電壓損失也是需要特別注意的。分析和計(jì)算時(shí)都必須用，而不能用。針對(duì)練習(xí)13、在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，要考慮盡量減少輸電線(xiàn)上的功率損失。有一個(gè)坑口電站，輸送的電功率為P=500kW，當(dāng)使用U=5kV的電壓輸電時(shí)，測(cè)得安裝在輸電線(xiàn)路起點(diǎn)和終點(diǎn)處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4800度。求：⑴這時(shí)的輸電效率η和輸電線(xiàn)的總電阻r。⑵若想使輸電效率提高到98%，又不改變輸電線(xiàn)，那么電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電？針對(duì)練習(xí)14、發(fā)電機(jī)輸出功率為100kW，輸出電壓是250V，用戶(hù)需要的電壓是220V，輸電線(xiàn)電阻為10Ω.若輸電線(xiàn)中因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的4%，試求：（1）在輸電線(xiàn)路中設(shè)置的升、降壓變壓器原副線(xiàn)圈的匝數(shù)比.（2）畫(huà)出此輸電線(xiàn)路的示意圖.（3）用戶(hù)得到的電功率是多少？針對(duì)練習(xí)15、學(xué)校有一臺(tái)應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻為r=1Ω，升壓變壓器匝數(shù)比為1∶4，降壓變壓器的匝數(shù)比為4∶1，輸電線(xiàn)的總電阻為R=4Ω，全校22個(gè)教室，每個(gè)教室用“220V，40W”的燈6盞，要求所有燈都正常發(fā)光，則：⑴發(fā)電機(jī)的輸出功率多大？⑵發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)多大？⑶輸電線(xiàn)上損耗的電功率多大？~~R6．1傳感器及其工作原理一、基礎(chǔ)知識(shí)：1、傳感器演示實(shí)驗(yàn)：（1）定義：傳感器是能夠感知諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化成電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)化為電路的通斷的儀器。（2）傳感器的作用是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量或電路的通斷，從而實(shí)現(xiàn)很方便地測(cè)量、傳輸、處理和控制。幾種常見(jiàn)的傳感器：2．制作傳感器常用的一些元器件：（1）光敏電阻特點(diǎn)：光敏電阻受到光照時(shí)電阻會(huì)變小。硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，無(wú)光照時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好；隨著光照增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性能變好。作用：光敏電阻能夠?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。（2）．熱敏電阻和金屬熱電阻金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而變大；金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性較好，測(cè)量范圍較大，但靈敏度交差。熱敏電阻（半導(dǎo)體材料）的阻值隨溫度升高而變小，熱敏電阻靈敏度高，但化學(xué)穩(wěn)定性較差，測(cè)量范圍較小。熱敏電阻或金屬熱電阻能夠?qū)嵝盘?hào)轉(zhuǎn)化為電阻這個(gè)電信號(hào)。（3）．霍爾元件設(shè)載流子的電荷量為q，沿電流方向定向運(yùn)動(dòng)的平均速率為v，單位體積內(nèi)自由移動(dòng)的載流子數(shù)為n，垂直電流方向?qū)w板的橫向?qū)挾葹閍，則電流的微觀(guān)表達(dá)式為①載流子在磁場(chǎng)中受到的洛倫茲力載流子在洛倫茲力作用下側(cè)移，兩個(gè)側(cè)面出現(xiàn)電勢(shì)差，載流子受到的電場(chǎng)力為當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡，即②由①②式得③式中的nq與導(dǎo)體的材料有關(guān)，對(duì)于確定的導(dǎo)體，nq是常數(shù)。令，則上式可寫(xiě)為④一個(gè)確定的霍爾元件的d、k、為定值，再保持I不變，則UH的變化就與B成正比。這樣，霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。二、實(shí)例探究光敏電阻及其應(yīng)用【例1】如圖所示為光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻．此光電計(jì)數(shù)器的基本工作原理是（）A．當(dāng)有光照射R1時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓B．當(dāng)有光照射R1時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得低電壓C．信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就記數(shù)一次D．信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就記數(shù)一次熱敏電阻及其應(yīng)用【例2】有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件，將這三只元件分別接入如圖所示電路中的A、B兩點(diǎn)后，用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中，觀(guān)察歐姆表的示數(shù)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是熱敏電阻B．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這只元件一定是定值電阻C．用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻D．用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻霍爾元件及其應(yīng)用【例3】如圖所示，有電流I流過(guò)長(zhǎng)方體金屬塊，金屬塊寬度為d，高為b，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向里，金屬塊單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，試問(wèn)金屬塊上、下表面哪面電勢(shì)高？電勢(shì)差是多少？（此題描述的是著名的霍爾效應(yīng)現(xiàn)象）6．2傳感器的應(yīng)用一、基礎(chǔ)知識(shí)：1、傳感器應(yīng)用的一般模式閱讀教材并在練習(xí)本上畫(huà)出傳感器應(yīng)用的一般模式示意圖。2．力傳感器的應(yīng)用——電子秤閱讀教材61頁(yè)最后一段，思考并回答問(wèn)題。（1）電子秤使用的測(cè)力裝置是什么？它是由什么元件組成的？（2）簡(jiǎn)述力傳感器的工作原理。（3）應(yīng)變片能夠把什么力學(xué)量轉(zhuǎn)化為什么電學(xué)量？總結(jié)點(diǎn)評(píng)，結(jié)合板畫(huà)強(qiáng)調(diào)講解應(yīng)變片測(cè)力原理（如圖所示）。應(yīng)變片能夠把物體形變這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電壓這個(gè)電學(xué)量。3．聲傳感器的應(yīng)用——話(huà)筒（1）話(huà)筒的作用是把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。（2）動(dòng)圈式話(huà)筒的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。膜片接收到聲波后引起振動(dòng)，連接在膜片上的線(xiàn)圈隨著一起振動(dòng)，線(xiàn)圈在永磁體的磁場(chǎng)里振動(dòng)從而產(chǎn)生感應(yīng)電流（電信號(hào)），感應(yīng)電流的大小和方向都變化，振幅和頻率的變化都由聲波決定，這個(gè)信號(hào)電流經(jīng)擴(kuò)音器放大后傳給揚(yáng)聲器，從揚(yáng)聲器中就發(fā)出放大的聲音。（3）電容式話(huà)筒的工作原理：利用電容器充放電形成的充放電電流。薄金屬膜M和固定電極N形成一個(gè)電容器，被直流電源充電．當(dāng)聲波使膜片振動(dòng)時(shí)，電容發(fā)生變化，電路中形成變化的電流，于是電阻R兩端就輸出了與聲音變化規(guī)律相同的電壓．優(yōu)點(diǎn)：保真度好。（4）駐極體話(huà)筒的原理同電容式話(huà)筒，只是其內(nèi)部感受聲波的是駐極體塑料薄膜．優(yōu)點(diǎn)：體積小，重量輕，價(jià)格便宜，靈敏度高，工作電壓低。駐極體話(huà)筒利用了電介質(zhì)的極化現(xiàn)象：將電介質(zhì)放入電場(chǎng)中，在前后兩個(gè)表面上會(huì)分別出現(xiàn)正電荷與負(fù)電荷的現(xiàn)象．某些電介質(zhì)在電場(chǎng)中被極化后，去掉外加電場(chǎng)，仍然會(huì)長(zhǎng)期保持被極化的狀態(tài)，這種材料稱(chēng)為駐極體．現(xiàn)象：不同的聲波信號(hào)，熒光屏上顯示的波形不同。說(shuō)明話(huà)筒產(chǎn)生的電信號(hào)是由接收到的聲波控制的。4．溫度傳感器的應(yīng)用——電熨斗、日光燈的啟動(dòng)器、電飯鍋、測(cè)溫儀溫度傳感器是應(yīng)用最廣泛的傳感器之一，它能把溫度的高低轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，通常是利用物體的某一物理性質(zhì)隨溫度的變化而改變的特性制成的．電熨斗就是靠溫度傳感器來(lái)控制溫度的。（1）電熨斗結(jié)構(gòu)圖（如圖所示）（2）啟動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖：（3）電飯鍋的原理圖現(xiàn)象：當(dāng)感溫鐵氧體的溫度升高到一定數(shù)值時(shí)，感溫鐵氧體與磁鐵分離。說(shuō)明溫度升高到一定數(shù)值時(shí)，感溫鐵氧體的磁性消失。結(jié)構(gòu)示意圖開(kāi)始煮飯時(shí)，用手壓下開(kāi)關(guān)按鈕，永磁體與感溫磁體相吸，手松開(kāi)后，按鈕不再恢復(fù)到圖示狀態(tài)，則觸點(diǎn)接通，電熱板通電加熱，水沸騰后，由于鍋內(nèi)保持100℃不變，故感溫磁體仍與永磁體相吸，繼續(xù)加熱，直到飯熟后，水分被大米吸收，鍋底溫度升高，當(dāng)溫度升至“居里點(diǎn)103℃”時(shí)，感溫磁體失去鐵磁性，在彈簧作用下，永磁體被彈開(kāi)，觸點(diǎn)分離，切斷電源，從而停止加熱．（4）測(cè)溫儀：優(yōu)點(diǎn)：可以遠(yuǎn)距離讀取溫度的數(shù)值．因?yàn)闇囟刃盘?hào)變成電信號(hào)后可以遠(yuǎn)距離傳輸．常見(jiàn)的測(cè)溫元件有：熱敏電阻、金屬熱電阻、熱電偶及紅外線(xiàn)敏感元件等．5、光傳感器的應(yīng)用——鼠標(biāo)器、火災(zāi)報(bào)警器（1）鼠標(biāo)器：機(jī)械式和光電式機(jī)械式：鼠標(biāo)器移動(dòng)時(shí)，滾球運(yùn)動(dòng)通過(guò)軸帶動(dòng)兩個(gè)碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，紅外接收管就收到斷續(xù)的紅外線(xiàn)脈沖，輸出相應(yīng)的電脈沖信號(hào)，計(jì)算機(jī)分別統(tǒng)計(jì)兩個(gè)方向的脈沖信號(hào)，紅外接收管處理后就使屏幕上的光標(biāo)產(chǎn)生相應(yīng)的位移。光電式：激光鼠標(biāo)傳感器獲得影像的過(guò)程是根據(jù)，激光照射在物體表面所產(chǎn)生的干涉條紋而形成的光斑點(diǎn)反射到傳感器上獲得的，而傳統(tǒng)的光學(xué)鼠標(biāo)是通過(guò)照射粗糙的表面所產(chǎn)生的陰影來(lái)獲得。（2）火災(zāi)報(bào)警器：報(bào)警器帶孔的罩子內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板．平時(shí)，光電三極管收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)．煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有散射作用，使部分光線(xiàn)照射到光電三極管上，其電阻變?。c傳感器連接的電路檢測(cè)出這種變化，就會(huì)發(fā)出警報(bào)．二、實(shí)例探究力傳感器的應(yīng)用【例1】用如圖所示的裝置可以測(cè)量汽車(chē)在水平路面上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度．該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個(gè)由力敏電阻組成的壓力傳感器．用兩根相同的輕彈簧夾著一個(gè)質(zhì)量為2.0kg的滑塊可無(wú)摩擦滑動(dòng)，兩彈簧的另一端分別壓在傳感器a、b上，其壓力大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出．現(xiàn)將裝置沿運(yùn)動(dòng)方向固定在汽車(chē)上，傳感器b在前，傳感器a在后．汽車(chē)靜止時(shí)，傳感器a、b在的示數(shù)均為10N（取g=10m／s2）．（1）若傳感器a的示數(shù)為14N、b的示數(shù)為6.0N，求此時(shí)汽車(chē)的加速度大小和方向．（2）當(dāng)汽車(chē)以怎樣的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器a的示數(shù)為零．溫度傳感器的應(yīng)用【例1】在家用電熱滅蚊器中，電熱部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由鈦酸鋇等半導(dǎo)體材料制成的電阻器，其電阻率隨溫度t的變化關(guān)系如圖所示，由于這種特性，PTC元件具有發(fā)熱、保溫雙重功能．對(duì)此，以下判斷正確的是（）①通電后，其電功率先增大，后減?、谕姾螅潆姽β氏葴p小，后增大③當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí)，溫度保持在t1不變④當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí)，溫度保持在t1和t2之間的某一值不變A．①③B．②③C．②④D．①④【例2】如圖甲為在溫度為10℃左右的環(huán)境中工作的某自動(dòng)恒溫箱原理簡(jiǎn)圖，箱內(nèi)的電阻R1=20kΩ，R2=10kΩ，R3=40kΩ，Rt為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線(xiàn)如圖乙所示．當(dāng)a、b端電壓Uab<0時(shí)，電壓鑒別器會(huì)令開(kāi)關(guān)S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度提高；當(dāng)Uab>0時(shí)，電壓鑒別器使S斷開(kāi)，停止加熱，恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在_________℃．光傳感器的應(yīng)用【例】如圖所示為一實(shí)驗(yàn)小車(chē)中利用光電脈沖測(cè)量車(chē)速和行程的裝置示意圖。A為光源，B為光電接收器，A、B均固定在車(chē)身上，C為小車(chē)的車(chē)輪，D為與C同軸相連的齒輪。車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，A發(fā)出的光束通過(guò)旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間