专题七 电磁感应（教案）河南省职教高考《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（教案）-《电工技术基础与技能》高教版-专题复习讲练测 [考纲要求] 1. 掌握电磁感应现象的基本概念和表述。 2. 理解感应电流产生的原理及其方向的确定方法。 3. 熟悉电磁感应定律的表述和应用条件。 4. 能够解决电磁感应问题，包括感应电流大小的计算和方向的确定。 5. 掌握电磁感应在实际生活中的应用，如发电机、变压器等。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一、电磁感应现象 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。 在这个实验中,导体 AB 运动。如果导体不动,让碰场运动,会不会在电路中产生电流呢?可以做下面的实验。 如图 6-2所示,把磁铁插入线圈,或把磁铁从线圈中抽出时.电流表指针发生窝转,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，或碰铁和线园以同一速度运动,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,线圈的导线切割碰感线。 可见,不论是导体运动,还是碰场运动,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、感应电流的方向 1.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，伸开右手,使大拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内，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,使电能转换为机或能应用左手定则. 2.楞次定律 在图6-2所示实验中,当磁铁插入或抽出线圈时,线圈由于产生感应电流具有磁性,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难斥,这时在线圈靠近磁铁的一端出现同性磁极,如图6-4(2)(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。 三、电磁感应定律 1.切割磁感线时的感应电动势 在磁感应强度为β的匀强磁场中,如果长度为l的导线以速度v运动，运动方向与磁感线方向成θ角,切割磁感线的导线中会产生感应电动势E,由实验与理论推导可知 2.电磁感应定律 如果用 ΔФ=Ф₂-Φ₁表示线圈在 At=t₂-t₁时间内磁通的改变量,那么感应电动势为 式(6-3-2)表明线圈中感应电动势的大小与穿过线圈的磁通的变化率成正比，这个规律称为法拉第电磁感应定律。法拉第电磁感应定律对所有的电磁感应现象都成立,因此,它表示了确定感应电动势大小的最普遍的规律。 [真题练讲] 1.(2019年河南省统一考试)当一个导体以速率7 m/s在垂直磁场中运动时，它的两端产生的感应电动势大小为多少？ A. 0.28 V B. 3.5 V C. 7 V D. 14 V 答案：C 解析：感应电动势大小等于磁场密度乘以运动速率，即0.4 * 7 = 2.8 V。 2.(2016年河南省统一考试)如果一个螺线管中的磁通量为0.06 Wb，管的匝数为150，螺线管内感应电动势的大小是多少？ A. 0.4 V B. 0.6 V C. 0.8 V D. 1.2 V 答案：B 解析：感应电动势的大小等于磁通量变化率乘以线圈的匝数，即0.06 / 150 = 0.4 V。 3.(2023年四川省统一考试)一个螺线管中的磁通量密度为0.4 T，管的匝数为1000，螺线管内感应电流的大小是多少？ A. 0.04 A B. 0.4 A C. 4 A D. 40 A 答案：B 解析：感应电流的大小等于感应电动势除以线圈的匝数，即0.4 / 1000 = 0.0004 A。 4.(2018年河南省统一考试)在一个匝数为600的线圈中，磁通量随时间的变化率为0.03 Wb/s，线圈中感应电动势的大小为多少？ A. 18 V B. 30 V C. 50 V D. 180 V 答案：B 解析：感应电动势的大小等于磁通量变化率乘以线圈的匝数，即0.03 * 600 = 18 V。 5.(2019年河北省统一考试)当一个闭合回路中的磁通量随时间的变化率为0.2 Wb/s，感应电动势的大小为6 V，回路的匝数为多少？ A. 30 B. 60 C. 120 D. 300 答案：B 解析：根据感应电动势的定义，电动势大小等于感应电流乘以线圈的匝数，即6 = 0.2 * N，解得N=60。 [限时练讲] 1.在一个导体中，磁通量密度为0.6 T，导体的长度为0.4 m，导体内的磁通量大小是多少？ A. 0.16 Wb B. 0.24 Wb C. 0.36 Wb D. 0.48 Wb 答案：C 解析：磁通量等于磁场密度乘以垂直于磁场的面积，即0.6 * 0.4 = 0.24 Wb。 2.当一个导体以速率5 m/s在垂直磁场中运动时，它的两端产生的感应电动势大小为多少？ A. 1 V B. 2.5 V C. 3 V D. 5 V 答案：C 解析：感应电动势大小等于磁场密度乘以运动速率，即0.6 * 5 = 3 V。 3.一个匝数为800的线圈中，磁通量随时间的变化率为0.02 Wb/s，线圈中感应电动势的大小为多少？ A. 16 V B. 20 V C. 24 V D. 28 V 答案：B 解析：感应电动势的大小等于磁通量变化率乘以线圈的匝数，即0.02 * 800 = 16 V。 4.一个螺线管中的磁通量密度为0.5 T，管的匝数为1200，螺线管内感应电流的大小是多少？ A. 0.4 A B. 0.5 A C. 4 A D. 5 A 答案：C 解析：感应电流的大小等于感应电动势除以线圈的匝数，即0.5 / 1200 = 0.0004 A。 5.如果一个螺线管中的磁通量为0.08 Wb，管的匝数为300，螺线管内感应电动势的大小是多少？ A. 0.16 V B. 0.24 V C. 0.32 V D. 0.48 V 答案：C 解析：感应电动势的大小等于磁通量变化率乘以线圈的匝数，即0.08 / 300 = 0.32 V。 6.当一个闭合回路中的磁通量随时间的变化率为0.3 Wb/s，感应电动势的大小为9 V，回路的匝数为多少？ A. 30 B. 60 C. 90 D. 300 答案：B 解析：根据感应电动势的定义，电动势大小等于感应电流乘以线圈的匝数，即9 = 0.3 * N，解得N=60。 7.当一个闭合回路中的磁通量随时间的变化率为0.1 Wb/s，感应电动势的大小为4 V，回路的匝数为多少？ A. 0.025 B. 40 C. 0.4 D. 25 答案：D 解析：根据感应电动势的定义，电动势大小等于感应电流乘以线圈的匝数，即4 = 0.1 * N，解得N=40。 8.一个直径为0.1m的圆形线圈以速度5m/s穿过磁感应强度为0.4T的磁场，求线圈中感应电动势的大小。 解析：线圈在磁场中穿过会产生感应电动势，其大小由法拉第电磁感应定律决定，即感应电动势 E = B * v * A，其中 B为磁感应强度，v为线圈速度，A为线圈面积。线圈的面积可以通过直径计算得到，A = π * (直径/2)²。代入数据计算得到感应电动势 E = 0.4T * 5m/s * π * (0.1/2)² ≈ 0.0987V。 9.请描述楞次定律及其应用，并分析为何感应电流方向阻碍磁通量变化。 解析：楞次定律说明感应电流方向，总是阻碍磁通量变化的原因在于能量守恒。楞次定律指出，感应电流的方向总是产生一个磁场，阻碍引起电动势的磁通量变化。这是由于电磁感应过程遵循能量守恒定律，如果感应电流不阻碍磁通量变化，能量将无法守恒。 10.一条直导线在匀强磁场中做平行运动，为什么不会有感应电动势产生？ 解析：导线平行于磁场方向运动时并未切割磁力线。当导线平行于磁场方向运动时，没有切割磁力线，因此没有磁通量的变化，不会产生感应电动势。 11.推导一条长度为 l 的导线在垂直于匀强磁场以速度 v 运动时，感应电动势的大小，并解释所需条件。 解析：使用动生电动势公式 ( E = Blv ) ，需导线与磁场及运动方向互相垂直。感应电动势大小 ( E = Blv )。导线与磁场、运动方向互相垂直。如果导线、磁场、运动速度方向不垂直，要分解组件并求感应电动势的分量。 12.某线圈在磁场中以非匀速运动，如何求其感应电动势的瞬时值？ 解析：使用法拉第电磁感应定律 ( E = - d/dt}) 并处理瞬时速度变化。感应电动势瞬时值 ( E = -d/dt，如果运动速度 ( v(t) ) 是时变的，需计算磁通量变化率 ( d/dt ) 并带入公式。此外，考虑瞬时速度和磁场方向的相对变化。 [学法建议] 重点复习知识点： 1. 在电磁感应现象中产生的电动势称为感应电动势。 2. 认识右手定则和楞次定律 3. 利用磁场产生电流的现象称为电磁感应现象,产生的电流称为感应电流。 4. 电源,感应电动势的方向和感应电流的方向相同。 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。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$