2019-2020学年人教版高中物理选修1-1（课件+课时跟踪训练）第三章 电磁感应 (共12份打包)

结 束 知识整合与阶段检测 结 束 专题一　感应电流和感应电动势 1．感应电流产生的条件 其条件可以归纳为两个：一个是电路本身的属性，即电路必须是闭合电路；另一个是穿过电路本身的磁通量发生变化，其主要内涵是体现在“变化”二字上。电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件，如果穿过电路的磁通量尽管很大但不变化，那么无论磁通量有多大，也不会产生感应电流。 结 束 2．感应电动势 (1)感应电动势与磁通量的变化率成正比，与磁通量的变化量、磁通量本身都无关，而磁通量的变化率大小与磁通量的变化快慢是相联系的，这一点应当把握住。 (2)E＝neq \f(ΔΦ,Δt)研究的是整个闭合回路，求得的是整个电路的感应电动势，适用于各种电磁感应现象，此公式求得的是Δt内的平均感应电动势，它与某段时间或某个过程相对应。 (3)电磁感应现象中，不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势。有感应电动势是电磁感应现象的本质。 结 束 [例证1]　如图3－1所示，用均匀导线折成矩形线框abcd，其总电阻R＝0.6 Ω，边长l1＝0.1 m，l2＝0.2 m。有界匀强磁场的磁感应强度大小B＝0.2 T，方向垂直于线框平面。现将线框从磁场中以v＝6 m/s的速度向右匀速拉出。问： 图3－1 (1)ab边未离开磁场前，线框中是否产生感应电流？ (2)ab边刚离开磁场时，①线框中感应电流是多大？②cd边受到的安培力是多大？③c、d两端的电压是多大？ 结 束 [解析]　(1)ab边未离开磁场前，穿过线框的磁通量不变，所以不产生感应电流。 (2)ab边刚离开磁场时，cd边切割磁感线，产生感应电动势E＝Bl1v＝0.2×0.1×6 V＝0.12 V ①线框中的电流I＝eq \f(E,R)＝eq \f(0.12,0.6) A＝0.2 A。 ②cd边受到的安培力 F＝BIl1＝0.2×0.2×0.1 N＝0.004 N。 ③因为l2＝2l1，所以cd的电阻r＝eq \f(R,6)＝0.1 Ω 外电阻R′＝R－r＝(0.6－0.1)Ω＝0.5 Ω 所以c、d两端的电压U＝eq \f(R′,R)·E＝eq \f(0.5,0.6)×0.12 V＝0.1 V。　 [答案]　(1)否　(2)①0.2 A　②0.004 N　③0.1 V 结 束 专题二　交变电流的描述 1．交变电流是指电流方向周期性变化 由交变电流的表达式i＝Imsin ωt知，交变电流的周期T和频率f由发电机转子转动的角速度ω决定，且有T＝eq \f(1,f)＝eq \f(2π,ω)。 结 束 2．最大值 交流的最大值又叫峰值，是指交变电流在一个周期内所能达到的最大数值。通常电流的最大值用Imax表示，电压的最大值用Umax表示，电动势的最大值用Emax表示。峰值可以用来表示交变电流的电流或电压变化幅度，反映电流的强弱或电压的高低。峰值在实际技术中也有重要的应用，例如，把电容器接在交流电路中，就需要知道电压的峰值，电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿。 结 束 3．有效值 让交流电和直流电通过同样的电阻，如果它们在相同时间内产生热量相等，则直流电和交流电的作用效果是等效的，我们把该直流电的值叫做交流电的有效值。通常用大写字母U、I、E分别表示交变电流的电压、电流和电动势的有效值。交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的，“有效”指的是电流热效应的等效。值得注意的是，各种使用交变电流的电器设备上所示值为有效值；交流电表(电压表或电流表)所测值为有效值；计算交变电流的功、功率、热量等都用有效值。 结 束 4．交变电流的图象 (1)如果以时间t为横坐标、电流i或电压e为纵坐标，把交变电流或电压随时间变化的规律用曲线画出来，会得到如图3－2所示的正弦(或余弦)曲线，这就是正弦式交变电流的图象。 图3－2 结 束 (2)从图象中可以解读到以下信息： ①交变电流的最大值Im、Em、周期T。 ②因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零，磁通量最大，所以可确定线圈位于中性面的时刻。 ③找出线圈平行于磁感线的时刻。 ④判断线圈中磁通量的变化情况。 ⑤分析判断i、e随时间变化的规律。 结 束 [例证2]　某线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动势的图象如图3－3所示，由图可知的信息有哪些？ 图3－3 [解析]　由图象可知，该交变电动势的最大值Em＝20eq \r(2) V，周期T＝0.02 s。将这一信息进一步处理可得： 有效值：E＝eq \f(Em,\r(2))＝20 V，频率：f＝eq \f(1,T)＝eq \f(1,0.02) Hz＝5