第3章 章末复习课-2021-2022学年高中物理选修1-1【名师导航】同步Word教参(人教版)

①变化 ②n ③Im sin ωt ④Umsin ωt ⑤ ⑥ ⑦ ⑧交 ⑨直 ⑩副线圈 ⑪ ⑫P出 ⑬变化 [学思心得]　 感应电流和感应电动势 1．电流磁效应的发现引起了逆向性的普遍思考，英国科学家法拉第敏锐地觉察到：能够“由磁产生电”．在这一伟大发现之前，也受历史局限性和思维定式的影响，法拉第经历过多次失败，但他并没有放弃，对“磁生电”的研究始终坚持．法拉第认为“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应．他把引起电流的原因概括为五类，它们都与变化和运动相联系，这就是：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体等．他把这种由磁得到电的现象叫做电磁感应现象，在电磁感应现象中产生的电流叫做感应电流． 2．产生感应电流的条件 (1)存在闭合回路． (2)穿过闭合回路的磁通量(Φ)发生变化． 3．在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源． (1)感应电动势是形成感应电流的必要条件，有感应电动势不一定存在感应电流(要看电路是否闭合)，有感应电流一定存在感应电动势． (2)在电磁感应现象中，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． 4．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． 【例1】　如图所示，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： (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？ [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＝＝ 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＝＝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＝·E＝×0.12 V＝0.1 V. [答案]　(1)否　(2)①0.2 A　②0.004 N　③0.1 V ［跟进训练］ 1．一个共有10匝的闭合矩形线圈，总电阻为10 Ω、面积为0.04 m2，置于水平面上．若线框内的磁感应强度在0.02 s内，由垂直纸面向里，从1.6 T均匀减少到零，再反向均匀增加到2.4 T．则在此时间内，线圈内导线中的感应电流大小为多少？ [解析]　本题中的ΔΦ＝|Φ2－Φ1|，由于反向，应两者相加，根据法拉第电磁感应定律得 E＝n＝nS ＝ V＝80 V 根据闭合电路欧姆定律I＝＝8 A. [答案]　8 A 交变电流的描述 1．在i＝Imsin ωt的表达式中，式中的ω是正弦函数每秒变化的弧度数，称为角频率，单位是弧度/秒(rad/s)，其大小ω＝＝2πf.交变电流的周期和频率的决定因素：发电机转子转动的角速度ω.Im是交变电流的最大值，I是有效值，i指瞬时值． 2．正弦交流电的有效值与最大值的关系 计算表明，正弦交流电的最大值与有效值有以下关系： I＝＝0.707Imax，U＝＝0.707Umax，E＝＝0.707Emax 上述关系只对正弦交变电流才适用，对于非正弦交变电流而言，其有效值只能根据有效值的定义进行计算． 3．“四值”用法要区分：瞬时值——某时刻值；最大值——极值，临界问题；有效值——电热、电功等问题；平均值——平均电流、电荷量等问题． 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u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，会得到如图所示的正弦(或余弦)曲线，这就是正弦式交变电流的图象． (2)从图象中可以解读到以下信息： ①交变电流的最大值Im、Um、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、u随时间变化的规律． 【例2】　某阻值R＝22 Ω的电阻两端接入某交变电压，该交变电压的瞬时值表达式为u＝220 sin 100πt V，求： (1)此电路中电流的周期、频率、峰值及有效值；