第十五单元电磁感应定律的应用 讲义 -2024届上海市高三物理二轮专题等级总复习精讲

第十五单元电磁感应定律的应用 目录 第1讲自感、涡流和交变电流 1 第2讲变压器、发电机和电动机 10 课标要求: 1.通过实验,了解自感现象和涡流现象。能举例说明自感现象和涡流现象在生产生活中的应用。 2.通过实验,认识交变电流。能用公式和图像描述正弦交变电流。 3.通过实验,探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系。知道远距离输电时通常采用高压输电的原因。 4.了解发电机和电动机工作过程中的能量转化。认识电磁学在人类生活和社会发展中的作用。 知识结构 第1讲自感、涡流和交变电流 内容梳理 【概念规律】 1.自感现象 (1)概念:当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出__________这种现象称为自感,由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势。 (2)自感电动势表达式:__________。 (3)自感系数的影响因素:与线圈的__________、形状、__________以及是否有铁芯有关。 2.涡流现象 (1)涡流：块状金属放在__________磁场中,或者让它在非均匀磁场中运动时,金属块内产生的漩浴状感应电流。 (2)产生原因：金属块内__________变化感应电动势感应电流。 3.电磁阻尼 当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力总是__________导体的运动。 4.电磁驱动 如果磁场相对于导体转动,在导体中会产生__________使导体受到安培力而运动起来。 5.交变电流 (1)产生:线圈绕__________匀强磁场方向的轴匀速转动。 (2)两个特殊位置的特点 (a)线圈平面转到中性面时,,电流方向将__________。 (b)线圈平面与中性面垂直时,,最大,最大,电流方向__________。 (3)一个周期内线圈中电流的方向改变__________次。 (4)描述交变电流的物理量 (a)最大值 ,与转轴位置__________,与线圈形状__________(填“有关”或“无关”)。 (b)周期和频率 周期:交变电流完成__________变化所需的时间。单位是秒,公式。 频率:交变电流在单位时间内完成周期性变化的__________,单位是赫兹。周期和频率的关系:或。 答案:1.感应电动势大小 匝数正电 2.变化 磁通量 3.阻碍 4.感应电流 5.垂直于 最大 发生改变 最大 不改变 两 无关 无关 一次周期性 次数 【问题情境举隅】 自感线圈 自感线圈是交流电路中的重要元件,在广播电台和电视台的无线电设备中,用它和电容器组成振荡电路来发射电磁波;而在收音机和电视机中,同样也用这样的振荡电路来接收电磁波。 收音机里的自感线圈 电磁炉 电磁炉就是利用浴流产生大量的热量用于烹饪食物的,它的内部结构如图所示。在台面下面有励磁线圈、电力转换装置和控制系统等。交变电流通过电力转换装置产生的高频电压,再通过底盘上铜线绕制的励磁线圈产生快速变化的磁场。当铁质锅具放在炉面上时,锅底处在快速变化的磁场中,从而在锅底内会产生无数小浴流,致使锅体本身快速发热,从而加热锅内的食物。 电磁炉内部结构 关键点拨 自感现象 【例题1】如图所示,是自感系数很大的线圈,但其自身的电阻几乎为和是两个相同的小灯泡。 (1)当开关由断开变为闭合时,两个灯泡的亮度将如何变化?请说明理由。 (2)当开关由闭合变为断开时,两个灯泡的亮度又将如何变化?请说明理由。 课堂笔记: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 【点拨1】分析自感问题的三个技巧 1.通电自感,通电时自感线圈相当于一个变化的电阻,阻值由无穷大逐渐减小; 2.断电自感,断电时自感线圈相当于电源,电动势由某值逐渐减小到零; 3.电流稳定时,自感线圈相当于导体,是否需要考虑其电阻,根据题意而定。 涡流 【例题2】(多选)右图所示,电磁炉是利用感应电流(浴流)的加热原理工作的。则 ( ) A.电磁炉面板采用陶瓷材料,发热部分为铁锅底部 B.电磁炉面板采用金属材料,通过面板发热加热锅内食品 C.电磁炉可用陶瓷器血作为锅具对食品加热 D.可通过改变电子线路的频率来改变电磁炉的功率 课堂笔记: _____________________________________________________________________________________________