人教版高中物理選擇性必修第二冊第三章主題提升課(二)電磁感應(yīng)及其應(yīng)用課件

主題提升課(二)電磁感應(yīng)及其應(yīng)用第三章交變電流主題一感應(yīng)電流的產(chǎn)生探究影響感應(yīng)電流方向的因素，理解楞次定律?！镜淅?】如圖所示，一根足夠長的無縫鋁管豎直放置，一塊圓形強(qiáng)磁鐵從鋁管上端開口處靜止釋放。不計摩擦阻力和空氣阻力，在磁鐵下落的過程中，請回答：(1)鋁管中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流并說明原因；(2)描述磁鐵進(jìn)入鋁管后的運動情況；(3)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)化情況。[解析]

(1)強(qiáng)磁鐵從鋁管中經(jīng)過時，鋁管中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，因鋁管形成的閉合回路中的磁通量發(fā)生變化。(2)由楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙磁鐵相對鋁管的運動，磁鐵運動越快，鋁管中的感應(yīng)電流越大，感應(yīng)電流對磁鐵的阻礙作用也越大，因此磁鐵先做加速度逐漸減小的加速運動，最后做勻速運動。(3)磁鐵由靜止釋放后，磁鐵的一部分機(jī)械能首先轉(zhuǎn)化為電能，由焦耳定律可知，電能再轉(zhuǎn)化為鋁管的內(nèi)能。[答案]

見解析主題二電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其應(yīng)用通過實驗，理解法拉第電磁感應(yīng)定律，了解自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象，能舉例說明在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用?！镜淅?】電磁爐熱效率高達(dá)90%，爐面無明火，無煙無廢氣，“火力”強(qiáng)勁，安全可靠。如圖所示是描述電磁爐工作原理的示意圖，下列說法正確的是(

)A．當(dāng)恒定電流通過線圈時，會產(chǎn)生恒定磁場，恒定磁場越強(qiáng)，電磁爐加熱效果越好B．電磁爐通電線圈加交流電后，在鍋體產(chǎn)生渦流，進(jìn)而發(fā)熱工作C．在鍋和電磁爐中間放一紙板，則電磁爐不能起到加熱作用D．電磁爐的鍋不能用陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋，主要原因是這些材料的導(dǎo)熱性能較差√B

[鍋體中的渦流是由變化的磁場引起的，故所加電流必須是交流，不能是直流，A錯誤；根據(jù)電磁爐的工作原理可知，電磁爐通電線圈加交流電后，在鍋體產(chǎn)生渦流，進(jìn)而發(fā)熱工作，B正確；在鍋和電磁爐中間放一紙板，電磁爐仍能起到加熱作用，C錯誤；電磁爐工作時金屬鍋體自身產(chǎn)生渦流而直接發(fā)熱，陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋屬于絕緣材料，鍋體不會產(chǎn)生渦流，D錯誤。]

√

主題四變壓器通過實驗，探究并了解變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系。知道遠(yuǎn)距離輸電時通常采用高壓輸電的原因。【典例4】某地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電場的發(fā)電、輸電簡易模型如圖所示，已知風(fēng)輪機(jī)葉片轉(zhuǎn)速為每秒z轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)速比為1∶n的升速齒輪箱帶動發(fā)電機(jī)線圈高速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)線圈面積為S，匝數(shù)為N，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，t＝0時刻，線圈所在平面與磁場方向垂直，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流經(jīng)過理想變壓器升壓后，輸出電壓為U，電流為I，忽略發(fā)電機(jī)線圈電阻。下列說法正確的是(

)

√

【典例5】

(2023·山東卷)某節(jié)能儲能輸電網(wǎng)絡(luò)如圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1＝250V，輸出功率為500kW。降壓變壓器的匝數(shù)比n3∶n4＝50∶1，輸電線總電阻R＝62.5Ω，其余線路電阻不計，用戶端電壓U4＝220V，功率為88kW，所有變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是(

)A．發(fā)電機(jī)的輸出電流為368AB．輸電線上損失的功率為4.8kWC．輸送給儲能站的功率為408kWD．升壓變壓器的匝數(shù)比n1∶n2＝1∶44√

題號章末綜合測評(三)交變電流13524687910111213一、選擇題(在每小題給出的四個選項中，第1～7題只有一項符合題目要求，第8～10題有多項符合題目要求。)1．如圖所示，甲→乙→丙→丁過程是交流發(fā)電機(jī)發(fā)電的示意圖，用導(dǎo)體制成的兩個電刷分別壓在兩個滑環(huán)上，線圈在勻速轉(zhuǎn)動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路連接(從紙面向里看線圈轉(zhuǎn)動方向為逆時針)。下列說法正確的是(

)1415A．在圖甲位置時，線圈中的磁通量為零B．在圖乙位置時，感應(yīng)電流方向發(fā)生變化C．在圖丙位置時，線圈中的感應(yīng)電動勢最大D．在圖丁位置時，cd邊電流方向為d→c題號135246879101112131415√D

[在題圖甲位置時，線圈平面與磁場方向垂直，線圈中的磁通量最大，故A錯誤；在題圖乙位置時，線圈平面與磁場方向平行，線圈中的磁通量為零，線圈中的磁通量變化率最大，線圈中感應(yīng)電流最大，感應(yīng)電流方向不變，故B錯誤；在題圖丙位置時，線圈平面與磁場方向垂直，線圈中的磁通量最大，線圈中的磁通量變化率為0，線圈中的感應(yīng)電動勢為0，故C錯誤；在題圖丁位置時，由右手定則可知，cd邊電流方向為d→c，故D正確。]題號135246879101112131415題號21345687910111213√

1415題號21345687910111213

1415題號32456879101112131√3．遠(yuǎn)距離輸電都采用高壓輸電的方式，其主要優(yōu)點是(

)A．可根據(jù)需要調(diào)節(jié)交變電流的頻率B．可加快輸電速度C．可減少輸電線上的能量損失D．可節(jié)省輸電線的材料1415題號32456879101112131

1415題號42356879101112131√

1415

題號24536879101112131√5．為了安全，在家庭電路中一般都會在電能表后面的電路中安裝一個漏電保護(hù)器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。原線圈是由進(jìn)戶線的火線和零線并在一起雙線繞成的，當(dāng)副線圈a、b兩端沒有電壓時，脫扣開關(guān)S能始終保持接通；當(dāng)副線圈a、b兩端一旦有電壓時，脫扣開關(guān)立即斷開，切斷電路以起保護(hù)作用。下列說法正確的是(

)A．用戶正常用電時，通過原線圈的磁通量與電路中的電流大小有關(guān)B．用戶正常用電時，副線圈a、b之間有電流通過C．若此裝置用于直流電路，則不能起到保護(hù)作用D．若人站在進(jìn)戶線處的地面上，手誤觸用電器的火線而觸電時，副線圈a、b兩端電壓不為零1415題號24536879101112131D

[由于原線圈是由進(jìn)戶線的火線和零線并在一起雙線繞成的，火線與零線中的電流大小相等、方向相反，則用戶正常用電時，火線和零線在原線圈中產(chǎn)生大小相等、方向相反的磁場，合磁場為0，即用戶正常用電時，通過原線圈的磁通量始終為0，與電流大小無關(guān)，故A錯誤；根據(jù)上述分析可知穿過副線圈的磁通量也始終為0，沒有發(fā)生變化，即副線圈中沒有發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，副線圈a、b之間沒有電流通過，故B錯誤；若此裝置用于直流電路，若用戶位置火線、零線中發(fā)生觸電，則通過火線的電流不等于通過零線的電流，1415題號24536879101112131穿過原、副線圈的磁通量發(fā)生變化，副線圈中發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，副線圈a、b兩端有電壓，脫扣開關(guān)仍然會立即斷開，切斷電路以起保護(hù)作用，可知若此裝置用于直流電路，仍然能起到保護(hù)作用，故C錯誤；若人站在進(jìn)戶線處的地面上，手誤觸用電器的火線而觸電時，通過火線的電流大于通過零線的電流，穿過原、副線圈的磁通量發(fā)生變化，副線圈中發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，副線圈a、b兩端有電壓，即副線圈a、b兩端電壓不為零，故D正確。]1415題號24536879101112131√6．如圖所示為某小型發(fā)電站遠(yuǎn)距離輸電示意圖，其中升壓變壓器輸入電壓U1保持不變，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為200∶1，輸電線路總電阻r＝20Ω。為了安全測量輸電線路中的電壓和電流，現(xiàn)在輸電線路的起始端接入甲、乙兩個特殊的變壓器，甲、乙原、副線圈匝數(shù)比分別為200∶1和1∶20，電壓表的示數(shù)為220V，電流表的示數(shù)為5A，以上變壓器均為理想變壓器。下列判斷正確的是(

)A．用戶端的電壓U4為210VB．輸電線路上損耗的功率約占輸電總功率的6%C．若用戶端接入的用電設(shè)備變多，電流表示數(shù)變小D．若用戶端接入的用電設(shè)備變多，電壓表示數(shù)變大1415題號24536879101112131

1415題號24537689101112131√

1415題號24537689101112131

1415題號24537689101112131

1415題號24538679101112131√8．如圖甲所示為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞著垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動。線圈的匝數(shù)n＝100匝、電阻r＝10Ω，線圈的兩端與R＝90Ω的電阻連接，電流表為理想電表，熔斷器電阻忽略不計。從t＝0時刻開始計時，穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間t按如圖乙所示的規(guī)律變化。下列說法正確的是(

)A．t＝0.01s時，電流表示數(shù)為零B．t＝0.01s時，穿過線圈的磁通量的變化率為零C．通過熔斷器的電流為3.14AD．從t＝0.01s到t＝0.02s，通過R的電荷量為0.02C1415√題號24538679101112131

1415題號24538679101112131

1415題號92453867101112131√9．如圖所示為理想自耦變壓器，副線圈接有滑動變阻器R和定值電阻R1，Q是滑動變阻器R的滑動觸頭，原線圈兩端接電壓有效值恒定的交變電流，所有電表均為理想電表，則(

)A．保持P的位置不變，Q向右滑動，R1消耗功率變小B．保持P的位置不變，Q向右滑動，兩表示數(shù)都變小C．保持Q的位置不變，P向下滑動，R1消耗功率變大D．保持Q的位置不變，P向上滑動，兩表示數(shù)都變大1415√題號92453867101112131

1415題號92453867101112131√

1415√√

題號924538671011121311415題號92453867101112131二、非選擇題11．某同學(xué)用可拆變壓器探究“變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”。(1)先將圖甲中的零件組裝成圖乙中的變壓器。再將原線圈接在交流電源上，之后再將副線圈接在電壓傳感器(可視為理想電壓表)上，觀察到副線圈輸出電壓U2隨時間t變化的關(guān)系如圖丙所示，在保證安全的前提下，該同學(xué)可能在t1～t2時間內(nèi)進(jìn)行的操作是________。1415A題號92453867101112131A．減少了原線圈的匝數(shù)B．減少了原線圈的輸入電壓C．增大了交流電源的頻率D．拔掉了變壓器鐵芯Q1415題號92453867101112131(2)用匝數(shù)na＝50匝和nb＝150匝的變壓器，實驗測量數(shù)據(jù)如下表。1415Ua/V1.252.613.30Ub/V3.807.929.98根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線圈是________(選填“na”或“nb”)。nb題號92453867101112131(3)實驗中原、副線圈的電壓之比與它們的匝數(shù)之比有微小差別，原因不可能為________。A．原、副線圈通電發(fā)熱B．鐵芯在交變磁場作用下產(chǎn)生渦流C．變壓器鐵芯漏磁D．原線圈輸入電壓發(fā)生變化1415D題號92453867101112131

1415題號92453867101112131

1415題號924538671011121311415

題號924538671011121311415

[答案]

(1)e＝500sin100πt(V)

(2)500J題號92453867101112131

1415題號92453867101112131(1)圖中電壓表的示數(shù)U；(2)變壓器原線圈和副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2；(3)當(dāng)醫(yī)療設(shè)備端增加了10kW的用電功率，發(fā)電機(jī)線圈中電流的增加量ΔI。1415

題號924538671011121311415