专题七 电磁感应和自感现象（课件）-浙江省职教高考《电工技术基础与技能》（高教版）专题复习讲练测

专题七.电磁感应和自感现象 《电工技术基础与技能》（高教版） 专题复习讲练测 1 一.考纲解读 二.知识点梳理和重点概念复习 三.真题或常考题讲解 四.课内练习及讲评 五.内容归纳小结 目录 常见考点： 1.磁感应现象的原理和条件。 2.感应电流的方向。 3.电磁感应定律。 4.自感现象和自感系数。 5.自感现象的应用：如发电机、变压器等电气设备中的应用。 6.磁场能量：介绍磁场能量的计算方法和应用场景。 一.考纲解读 一.考纲解读 01 1.理解导体在磁场中运动或磁场发生变化时产生感应电动势的条件 02 3.掌握电磁感应定律以及感应电流方向的规律 03 5.理解磁场能量的计算方法和在不同场景下的应用情况 考试要求： 05 2.能够根据楞次定律和右手定则确定感应电流的方向 4.根据自感现象和自感系数能说明线圈中电流变化引起的自感电动势 04 一.考纲解读 1 2 3 右手定则的用途及其应用场景、自感现象及其在电路中的应用 简答应用题 电磁感应现象的基本描述、电磁感应定律的适用条件 选择题 给定一个电路图，包括各种元件和电源，要求分析其中的电磁感应现象、自感现象以及磁场能量的变化情况 计算题 3 易考题型： 知识点思维导图 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 一、电磁感应现象 1.如图6-1所示.如果让导体AB在磁场中向前或向后运动，电流表的指针就发生偏转，表明电路中有了电流。导体AB静止或上下运动时，电流表指针不偏转，表明电路中没有电流。可以借助于磁感线的概念来说明上述现象。导体AB向前或向后运动时要切割磁感线，导体AB静止或上下运动时不切割磁感线。 可见，闭合电路中的一部分导体做切割磁感线的运动时，电路中就有电流产生。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 2. 如图6-2所示，把磁铁插入线圈，或把磁铁从线圈中抽出时，电流表指针发生偏转，这说明闭合电路中产生了电流。如果磁铁插入线圈后静止不动，或磁铁和线圈以同一速度运动,即保持相对静止,电流表指针不偏转,闭合电路中没有电流。在这个实验中,磁铁相对于线圈运动时，线圈的导线切割磁感线。 可见，不论是导体运动，还是磁场运动，只要闭合电路的一部分导体切割磁感线，电路中就有电流产生。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 二、右手定则 当闭合电路中的一部分导线做切割磁感线运动时,感应电流的方向，可用右手定则来判定。停开右手,使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面，让磁感线垂直进入手心，大拇指指向导体运动方向。这时四指所指的方向就是感应电流的方向。要从物理本质上区别左、右手定则的选用，即属于电磁感应现象的问题，使机械能转换为电能应用右手定则；属于磁场对电流作用的问题,使电能转换为机械能应左手定则。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 三、楞次定律 当磁铁插入或抽出线圈时，线圈由于产生感应电流而具有磁性，磁铁和线圈之间必然要发生相互作用。从能量守恒定律可以断定，这个相互作用总是要阻碍磁铁的运动的。也就是说，当磁铁插入线圈的时候要受到排斥，这时在线圈靠近磁铁的一端出现同性磁极，如图6-4(a)(c)所示：当磁铁抽出线圈的时候要受到吸引，这时在线圈靠近磁铁的一端出现异性磁极，如图6-4(b)、(d)所示。感应电流的方向，总是要使感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通的变化，这就是楞次定律，它是判断感应电流方向的普遍规律。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 四、自感现象 当线圈中的电流发生变化时，线圈本身就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍线圈中电流的变化。这种由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，称为自感现象，简称自感。在自感现象中产生的感应电动势，称为自感电动势。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 五、自感现象的应用 图6-7所示为荧光灯电路图，它主要由灯管、镇流器和启辉器组成。镇流器是一个带铁心的线圈。启辉器结构如图6-8所示，它是一个充有氖气的小玻璃泡，里面装上两个电极，一个固定不动的静触片和一个用双金属片制成的U形触片。灯管内充有稀薄的水银蒸气。当水银蒸气导电时，就发出紫外线，使涂在管壁上的荧光粉发出柔和的光。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 六、磁场能量 磁场能量和电场能量有许多相同的特点,现举出主要的两点如下：(1)磁场能量和电场能量在电路中的转化都是可逆的。例如，随着电流增大，线圈的磁场增强，储入的磁场能量就增多；随着电流减小，磁场减弱，磁场能量通过电磁感应的作用，又转化为电能。因此，线圈和电容器一样都是储能元件，而不是电阻器一类的耗能元件。(2)磁场能量的计算公式,在形式上和电场能量的计算公式相似。当线圈通有电流时,线圈中就要储存磁场能,通过线圈的电流越大，储存的能量也越多，通电线圈从外界吸收能量；在通有相同电流的线圈中，电感越大的线圈，储存的能量越多，因此，线圈的电感就反映它储存磁场能量的能力。 二.知识点梳理和重点概念复习 楞次定律规定，感应电动势总是阻碍引起它的磁通量变化的原因。 右手定则：握住导体的右手，四指指向磁通量变化的方向，大拇指指向感应电流的方向。 电磁感应现象：磁通量的变化引起一个电路中感应电动势时，产生电流。 当导体相对于磁场运动或磁场发生变化时，产生感应电动势。 03 02 01 自感是电流在自身变化时产生的电动势。 04 05 二.知识点梳理和重点概念复习 重点概念复习： 14 1. 磁场能量与下列哪个因素有关？ A) 电流强度 B) 电荷量 C) 磁场强度 D) 电压大小 解析：C) 磁场强度。磁场能量与磁场强度有关。 三.常考习题练习与讲解 选择题 2. 在电磁感应中，楞次定律告诉我们什么？ A) 磁场与电场的关系 B) 感应电动势的大小 C) 感应电流的方向 D) 磁通量的变化率 解析：C) 感应电流的方向。楞次定律告诉我们感应电流的方向与磁通量的变化率的关系。 三.常考习题练习与讲解 选择题 3. 磁场能量与下列哪个因素无关？ A) 磁场强度 B) 磁场形状 C) 导体材料 D) 磁通量变化率 解析：D) 磁通量变化率。磁场能量与磁通量变化率无关。 三.常考习题练习与讲解 选择题 4. 以下哪个不是电磁波的一个特点？ A) 可以在真空中传播 B) 速度等于光速 C) 不受电荷的影响 D) 波长与频率成反比 解析：D) 波长与频率成反比。电磁波的波长与频率成正比。 三.常考习题练习与讲解 选择题 5. 无线电波的应用范围非常广泛，其中以下哪个不是无线电波的应用之一？ A) 广播电台 B) 电视传输 C) 移动电话通信 D) 红外线通信 解析：D) 红外线通信。红外线通信不属于无线电波的应用范围，它是利用红外线进行通信传输的。 三.常考习题练习与讲解 选择题 6. 在无线电通信中，调制的作用是什么？ A) 将信号转换为数字形式 B) 将信号转换为模拟形式 C) 将信号转换为无线电波形式 D) 将信号转换为光信号形式 解析：C) 将信号转换为无线电波形式。调制是将信号转换为适合传输的无线电波形式的过程。 三.常考习题练习与讲解 选择题 7. 电磁感应定律是指？ A）定义感应电流的方向 B）描述感应电流大小与时间变化关系 C）规定感应电动势方向 D）表明发生感应现象的条件 解析：C）规定感应电动势方向。电磁感应定律规定了感应电动势的方向与外磁场变化方向的关系。 三.常考习题练习与讲解 选择题 8. 自感系数的定义是指？ A）自感电动势与自感电流的比值 B）电感线圈的匝数与电流的乘积 C）电压与电流的比值 D）感应电流与感应电动势的比值 解析：B）电感线圈的匝数与电流的乘积。自感系数可以反映导体或线圈对自身感应现象的影响。 三.常考习题练习与讲解 选择题 1. 右手定则适用于确定__________。 解析：导体中感应电流的方向。右手定则用于确定导体中感应电流的方向，根据磁场方向、导体运动方向和感应电流的关系确定。 2.磁场能量与_____和_____有关。 解析：磁场强度和磁场体积。磁场能量与磁场强度和磁场体积成正比，磁场越强、磁场体积越大，磁场能量越大。 三.常考习题练习与讲解 填空题 3. 自感系数与导体的__________有关。 解析：形状和尺寸。自感系数与导体的形状和尺寸相关，不同形状和尺寸的导体具有不同的自感系数。 4.楞次定律是描述了_____与_____之间的关系。 解析：感应电流方向、磁通量变化方向。楞次定律描述了感应电流方向与磁通量变化方向之间的关系，根据右手定则确定。 三.常考习题练习与讲解 填空题 1. 磁场能量与磁场强度和磁场的形状无关。 （ ） 解析：错误。磁场能量与磁场强度和磁场的形状有关。 2.感应电动势与感应电流方向没有直接关系。 （ ） 解析：正确，感应电动势与感应电流方向是由磁场和导体运动方向共同决定的。 3.切割磁感线时磁场越弱，导体中产生的感应电动势越小。 （ ） 解析：正确。切割磁感线时磁场越弱，导体中产生的感应电动势越小。 三.常考习题练习与讲解 判断题 4. 自感系数与导体的材料无关，只与导体的形状和尺寸有关。 （ ） 解析：正确。自感系数与导体的材料无关，只与形状和尺寸有关。 5.感应电动势的方向与电磁场的方向一定相同。 （ ） 解析：错误。感应电动势的方向与电磁场的方向不一定相同，需要根据右手定则来判断。 三.常考习题练习与讲解 判断题 6. 楞次定律和右手定则描述的都是导体中感应电流的方向。 （ ） 解析：错误。楞次定律描述了导体中感应电流的方向，右手定则描述了感应电流和磁场方向的关系。 7.自感现象的应用包括变压器和发电机。 （ ） 解析：正确。自感现象的应用包括变压器和发电机等设备。 三.常考习题练习与讲解 判断题 1. 一个线圈的自感系数为0.5 H，当通过它的电流变化率为20 A/s时，求产生的自感电动势的大小。 解析：根据自感系数的定义，自感电动势等于自感系数乘以电流的变化率，即0.5 H * 20 A/s = 10 V。 三.常考习题练习与讲解 计算题 2. 一个导体切割磁感线的速度为15 m/s，所切割的磁感线数量为200个，磁感线的总磁通量为100 mWb，求产生的感应电动势的大小。 解析：根据切割磁感线产生的感应电动势公式，感应电动势等于切割磁感线的速度乘以磁感线的数量乘以单位磁通量，即15 m/s * 200 * 100 mWb = 300 V。 三.常考习题练习与讲解 计算题 3. 一个变压器的一侧线圈的磁感线密度为0.5 T，面积为0.1 m²，切割磁感线的速度为10 m/s，求产生的感应电动势的大小。 解析：根据切割磁感线产生的感应电动势公式，感应电动势等于磁感线密度乘以面积乘以切割磁感线的速度，即0.5 T * 0.1 m² * 10 m/s = 5 V。 三.常考习题练习与讲解 计算题 4.一个电感器的自感系数为0.2 H，通过它的电流变化率为30 A/s，求产生的自感电动势的大小。 解析：根据自感系数的定义，自感电动势等于自感系数乘以电流的变化率，即0.2 H * 30 A/s = 6 V。 三.常考习题练习与讲解 计算题 5. 一个变压器的一侧线圈的磁感线密度为0.4 T，面积为0.05 m²，切割磁感线的速度为5 m/s，求产生的感应电动势的大小。 解析：根据切割磁感线产生的感应电动势公式，感应电动势等于磁感线密度乘以面积乘以切割磁感线的速度，即0.4 T * 0.05 m² * 5 m/s = 1 V。 三.常考习题练习与讲解 计算题 6. 一个导体切割磁感线的速度为20 m/s，所切割的磁感线数量为500个，磁感线的总磁通量为200 mWb，求产生的感应电动势的大小。 解析：根据切割磁感线产生的感应电动势公式，感应电动势等于切割磁感线的速度乘以磁感线的数量乘以单位磁通量，即20 m/s * 500 * 200 mWb = 400 V。 三.常考习题练习与讲解 计算题 7. 一个变压器的一侧线圈的磁感线密度为0.3 T，面积为0.08 m²，切割磁感线的速度为15 m/s，求产生的感应电动势的大小。 解析：根据切割磁感线产生的感应电动势公式，感应电动势等于磁感线密度乘以面积乘以切割磁感线的速度，即0.3 T * 0.08 m² * 15 m/s = 36 V。 三.常考习题练习与讲解 计算题 1. 电磁感应定律的表述是什么？简要说明它描述了什么物理规律。 解析：电磁感应定律表述了感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比的关系。它描述了磁场变化时导体中产生的感应电流的规律。 四.课内练习与讲解 2. 什么是切割磁感线时的感应电动势？它与磁场和导体的运动有何关系？ 解析：切割磁感线时的感应电动势是指导体在磁场中运动时，由于磁通量发生变化而产生的电动势。它与磁场的强度和导体运动速度成正比。 四.课内练习与讲解 3. 简述磁场能量的概念及其与磁场强度和形状的关系。 解析：磁场能量是指磁场所具有的能量。它与磁场强度和磁场的形状有关，磁场强度越大、磁场形状越复杂，磁场能量就越大。 四.课内练习与讲解 4.解释什么是右手定则，以及它在研究磁感应现象中的作用。 解析：右手定则是一个规则，通过将右手握成拳头，大拇指指向导线或者运动导体的方向，其他四指弯曲的方向表示磁场的方向。在研究磁感应现象中，右手定则用于确定磁场方向和感应电动势的正负方向，帮助理解磁场和导体运动之间的关系。 四.课内练习与讲解 5. 简要说明楞次定律的内容，并说明其在实际应用中的重要性。 解析：楞次定律是指在电磁感应过程中，感应电流产生的方向总是阻碍引起它的原因。这个定律保证了能量守恒，即感应电流的产生会减小外磁场对导体动能的影响，从而防止能量的无限增长。在实际应用中，楞次定律可以帮助设计电路和设备，确保系统的稳定运行，避免损坏和能量浪费。 四.课内练习与讲解 本节课我们深入探讨了电磁感应和自感现象，首先，我们理解了电磁感应现象的基本原理，即导体在磁场中运动或磁场发生变化时会产生感应电动势。通过右手定则和楞次定律，我们能够确定感应电流的方向，确保能量守恒。其次，我们学习了电磁感应定律，描述了感应电动势与外磁场变化的关系，以及感应电流的方向规律。切割磁感线时会产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律，我们能够理解其产生机制。接着，我们探讨了自感现象和自感系数的概念，了解了线圈中电流变化引起的自感电动势，以及自感系数对电路特性的影响。最后，我们介绍了磁场能量的计算方法和应用场景，包括储能器件等。这些知识点不仅在理论上有重要意义，在实际应用中也具有广泛的应用价值。通过本节课的学习，我们对电磁感应和自感现象有了更深入的理解，为进一步探索其在电路和电磁设备中的应用奠定了基础。 五.课程小结 重点复习知识点： 1. 电磁感应现象。 2.右手定则和左手定则在实际应用中的区分。 3.楞次定律及其表达式。 4.感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势。 5.自感现象和自感现象的应用。 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 五.课程小结 感谢观看 $$