2014-2015学年高中物理 第三章 电磁感应章末总结学案 新人教版选修1-1.doc

‎【步步高 学案导学设计】2014-2015学年高中物理 第三章 电磁感应章末总结学案 新人教版选修1-1‎ 电磁感应 一、产生感应电流的条件 分析是否产生感应电流，关键就是要分析穿过闭合线圈的磁通量是否变化，而分析磁通量是否变化，关键要知道磁感线是如何分布的．所以在做这类题时应注意：‎ ‎(1)熟记条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管内外磁感线分布情况是解决问题的基础．‎ ‎(2)学会找特殊位置并分析其变化．‎ 例1　如图1所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线框abcd与导线处于同一平面内，在下列情况中线框能产生感应电流的是 ．‎ 图1‎ A．导线中电流变大 B．线框向右平动 C．线框向下平动 D．线框以ad边为轴转动 E．线框以直导线为轴转动 F．线框以bc边为轴转90°‎ 解析　通电直导线的磁场分布如图a，和导线距离相等的点的磁感应强度相等，离导线越远，磁场越弱，选项A中电流变大，磁场变强，线框中磁通量变大，有感应电流产生；选项B、D、F线框中磁通量变小，有感应电流产生；选项C，线框中无磁通量变化，无感应电流产生；选项E，画出俯视图如图b所示，可见线框中的磁通量不变化，无感应电流产生．‎ 答案　ABDF 二、对交流有效值的理解 5‎ ‎1．在定义有效值时要注意三个相同：相同电阻，相同时间，产生相同热量．‎ ‎2．公式Ue＝≈0.707Um和Ie＝≈0.707Im仅适用于正弦式电流．‎ 例2　如图2所示，两交变电流分别通过相同电阻R.(1)分别写出它们的有效值、周期和频率；(2)计算它们在R上产生的功率之比．‎ 图2‎ 解析　(1)题图甲为正弦交流电，其有效值I1＝Im/≈‎3.536 A，周期T1＝0.4 s，频率f1＝2.5 Hz；题图乙为方波交流电，电流的大小不变，方向做周期性变化，由于热效应与电流方向无关，因而它的有效值I2＝‎5 A，周期T2＝0.4 s，频率f2＝2.5 Hz.‎ ‎(2)由公式P＝I2R得P甲∶P乙＝1∶2.‎ 答案　(1)甲图：‎3.536 A,0.4 s,2.5 Hz 乙图：‎5 A，0.4 s，2.5 Hz　(2)1∶2‎ 三、理想变压器的几种关系 ‎1．输入功率与输出功率 理想变压器本身无电能损失，所以有P入＝P出．但应注意的是，输入功率由输出功率决定，即输出功率增大，输入功率也随之增大；输出功率减小，输入功率也随之减小．‎ ‎2．输入电压与输出电压 输入电压决定输出电压．设理想变压器的原线圈匝数为n1，副线圈匝数为n2，输入电压为U1，输出电压为U2，则有＝，故U2＝.‎ ‎3．输入电流与输出电流 如果理想变压器只有一个副线圈，并设原线圈的匝数为n1，输入电压为U1，输入电流为I1；副线圈的匝数为n2，输出电压为U2，输出电流为I2.则据P入＝P出和＝有U1I1＝U2I2，＝＝，得I1＝.‎ 例3　如图3所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2＝2∶1，原线圈接200 V交流电源，副线圈接额定功率为20 W的灯泡L，灯泡正常发光，当电源电压降为180 V时，求灯泡实际消耗功率与其额定功率之比？‎ 图3‎ 答案　 解析　由＝得 5‎ U2＝U1＝×200 V＝100 V 而U2′＝U1′＝×180 V＝90 V 所以功率之比＝＝＝＝.‎ ‎1．将交流电压经变压器后给用电器供电，下列操作中能增大原线圈电流的是(　　)‎ A．增大原线圈的匝数 B．增大副线圈的匝数 C．增大原、副线圈的匝数 D．增大用电器的电阻 答案　B ‎2. 如图4所示，铁芯右边绕有一个线圈，线圈两端与滑动变阻器、电池组连成回路．左边的铁芯上套有一个面积为‎0.02 m2‎、电阻为0.1 Ω的金属环．铁芯的横截面积为‎0.01 m2‎，且假设磁场全部集中在铁芯中，金属环与铁芯截面垂直．调节滑动变阻器的滑动头，使铁芯中的磁感应强度每秒均匀增加0.2 T，则从上向下看(　　)‎ 图4‎ A．金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为4.0×10－3 V B．金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为4.0×10－3 V C．金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为2.0×10－3 V D．金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为2.0×10－3 V 答案　C 解析　金属环中的原磁场方向竖直向下，由楞次定律，感应电流的磁场向上，电流方向是逆时针方向；由法拉第电磁感应定律，电动势大小E＝S铁芯＝2.0×10－3 V，故C项对．‎ ‎3．一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图5所示，副线圈仅接入一个10 Ω的电阻．则(　　)‎ 图5‎ A．流过电阻的电流是‎20 A B．与电阻并联的电压表的示数是100 V C．经过1分钟电阻发出的热量是6×103 J 5‎ D．变压器的输入功率是1×103 W 答案　D 解析　原线圈中电压的有效值是220 V，由变压比知副线圈中电压为100 V，流过电阻的电流是‎10 A，故输入功率为1×103 W；与电阻并联的电压表的示数是100 V；经过1分钟电阻发出的热量是6×104 J．故只有D正确．‎ ‎4．如图6所示为一理想变压器，S为单刀双掷开关，T为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流，则(　　)‎ 图6‎ A．保持U1及T的位置不变，S由a合到b时，I1将增大 B．保持U1及T的位置不变，S由b合到a时，R消耗的功率将减小 C．保持U1不变，S合在a处，使T上滑，I1将增大 D．保持T的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大 答案　ABD 解析　S由a合到b时，n1减小，由＝可知U2增大，P2＝随之增大，而P1＝P2，又P1＝I1U1，所以I1增大．选项A正确；S由b合到a时，与上述情况相反，P2将减小，选项B正确；T上滑时，电阻值增大，P2＝减小，又P1＝P2，P1＝I1U1，所以I1减小，选项C错误；U1增大，由＝，可知U2增大，I2＝随之增大；由＝可知I1也增大，选项D正确．‎ ‎5．如图7所示电路中，S是闭合的，此时流过线圈L的电流为i1，流过灯泡A的电流为i2，且i1>i2，在t1时刻将S断开，那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是(　　)‎ 图7‎ 5‎ 答案　D 解析　在t1时间内流过灯泡的电流为i2，且方向为从左向右，当断开S时，i2立即消失，但由于自感作用，线圈L产生自感电动势，与灯泡构成回路缓慢消失，此时流过灯泡的电流从i1开始逐渐减小，方向自右向左，故D项正确．‎ ‎6．如图8所示是一种风速仪示意图，试回答下列问题：‎ 图8‎ ‎(1)有水平风吹来时磁体如何转动(自上往下看)?‎ ‎(2)根据电磁学的有关规律，简述用该装置测定风速大小的原理．‎ 答案　(1)逆时针转动　(2)风吹动塑料杯转动，带动磁体转动，引起线圈磁通量周期性的变化，从而使线圈中的电流发生周期性变化，而电流的大小反映线圈转动的速度，亦反映风速的大小．‎ 5‎