课后练习一
第1 讲电磁感应和楞次定律
1．如图17-13所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，线圈c中
将有感应电流产生（）
A．向右做匀速运动B．向左做匀速运动
C．向右做减速运动D．向右做加速运动
答案：CD
详解：导体棒做匀速运动，磁通量的变化率是一个常数，产生稳恒电流，那么被线圈缠绕的磁铁将产生稳定的磁场，该磁场通过线圈c不会产生感应电流；做加速运动则可以；
2．磁单极子”是指只有S极或N极的磁性物质，其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。物理学家们长期以来一直用实验试图证实自然界中存在磁单极子，如题图4所示的实验就是用于检测磁单极子的实验之一，abcd为用超导材料围成的闭合回路，该回路旋转在防磁装置中，可认为不受周围其它磁场的作用。设想有一个S极磁单极子沿abcd的轴线从左向右穿过超导回路，那么在回路中可能发生的现象是：
A.回路中无感应电流；
B.回路中形成持续的abcda流向的感应电流；
C.回路中形成持续的adcba流向的感应电流；
D.回路中形成先abcda流向而后adcba流向的感应电流
答案：C
详解：参考点电荷的分析方法，S磁单极子相当于负电荷，那么它通过超导回路，相当于向左的磁感线通过回路，右手定则判断，回路中会产生持续的adcba向的感应电流；
3．如图3所示装置中，线圈A的一端接在变阻器中点，当变阻器滑片由a滑至b端的过程中，通过电阻R的感应电流的方向（）
A．由c流向d B．先由c流向d，后由d流向c
C．由d流向c D．先由d流向c，后由c流向d
答案：A
详解：滑片从a滑动到变阻器中点的过程，通过A线圈的电流从滑片流入，从固定接口流出，产生向右的磁场，而且滑动过程中，电阻变大，电流变小，所以磁场逐渐变小，所以此时B线圈要产生向右的磁场来阻止这通过A线圈的电流从滑片流入，从固定接口流出种变化，此时通过R点电流由c流向d；从中点滑动到b的过程，通过A线圈的电流从固定接
口流入，从滑片流出，产生向左的磁场，在滑动过程中，电阻变小，电流变大，所以磁场逐渐变大，所以此时B线圈要产生向右的磁场来阻止这种变化，通过R的电流仍从c流向d。
4．金属圆环的圆心为O，金属棒Oa、Ob可绕O在环上转动，如题图所示。当外力使Oa 逆时针方向转动时，Ob将：
A.不动
B.逆时针转动；
C.顺时针转动；
D.无法确定。
答案：B
详解：aob是一个闭合回路，oa逆时针运动，通过回路的磁通量会发生变化，为了阻止这种变化，ob会随着oa运动；
5．M和N是绕在一个矩形铁心上的两个线圈，绕法和线路如图12-5所示。现将开关K从a处断开，然后合向b处．在此过程中，通过电阻R2的电流方向是（）
(A)先由c流向d，后又由c流向d
(B)先由c流向d，后由d流向c
(C)先由d流向c，后又由d流向c
(D)先由d流向c，后由c流向d
答案：A
详解：开关在a时，通过上方的磁感线指向右，开关断开，上方的磁场要消失，它要阻止这种变化，就要产生向右的磁场来弥补，这时通过R2的电流从c指向d；开关合到b上时，通过上方线圈的磁场方向向左，它要阻止这种变化，就要产生向右的磁场来抵消，这时通过R2的电流仍从c指向d；
6．图12-13为地磁场磁感线的示意图。在北半球地磁场的竖直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为U1,右方机翼末端处的电势为U2?( )
A、若飞机从西往东飞，U1比U2高
B、若飞机从东往西飞，U2比U1高
C、若飞机从南往北飞，U1比U2高
D、若飞机从北往南飞，U2比U1高
答案：AC
详解：注意地理南北极与地磁南北极恰好相反，用右手定则判断即可。
0（大纲版）高二物理同步复习课程
第4 讲电磁感应中的功与能
主讲人：徐建烽
1．下列说法中正确的是( )
(A)ab下落过程中，机械能守恒
(B)ab达到稳定速度以前，其减少的重力势能全部转化为电阻增加的内能
(C)ab达到稳定速度以前，其减少的重力势能转化为其增加的动能和电阻增加的内能
(D)ab达到稳定速度以后，其重力势能的减少全部转化为电阻增加的内能
答案:C、D
详解：ab下落过程中，要克服安培力做功，机械能不守恒，速度达到稳定之前其减少的重力势能转化为其增加的动能和电阻增加的内能，速度达到稳定后，动能不再变化，其重力势能的减少全部转化为电阻增加的内能。选CD
2．如题图3所示，先后两次将一个矩形线圈由匀强磁场中拉出，两次拉动的速度相同。第一次线圈长边与磁场边界平行，将线圈全部拉出磁场区，拉力做功W1，第二次线圈短边与磁场边界平行，将线圈全部拉出磁场区，拉力做功W2，则：
A．W1> W2 B．W1= W2 C．W1< W2 D．条件不足，无法比较
答案：A
详解：E=BLv
I=E/R=BLv/R
F=BIL=B^2L^2v/R W=Fd=B^2L^2dv/R=B^2SLv/R,选A
3．如图所示，竖直放置的平行金属导轨的一端跨接电阻R，质量一定的金属棒ab紧贴导轨无摩擦地自由滑动，在整个装置的空间加有垂直于导轨的匀强磁场，若导轨足够长，则在ab从静止开始下滑过程中，下列说法中正确的是( )
(A)ab将作自由落体运动
(B)ab的加速度将逐渐减小为零
(C)下滑过程中重力做功的功率逐渐增大到某一定值
(D)下滑过程中电阻R上消耗的功率将逐渐减小为零
答案:B、C
详解：开始重力大于安培力，ab做加速运动，随着速度的增大，安培力增大，当安培力等于重力时，加速度为零；当速度稳定时达到最大，重力的功率为重力乘以速度，也在此时达到最大，最终结果是安培力等于重力，安培力不为0，热损耗也不为0.选BC
4．如图所示。足够长U形导体框架的宽度l = 0.5m，电阻忽略不计，其所在平面与水平面成α=37°角，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量为m = 0.2kg、有效电阻R=2Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，该导体棒与框架间的动摩擦因数μ= 0.5。导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动时通过导体棒截面的电量为Q =2C。求：
（1）导体棒做匀速运动时的速度。
（2）导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动时这一过程中，导体棒的有效电阻消耗的电功。（sin37o = 0.6，cos37o = 0.8）
答案：（1）5m/s。（2）1.5J。
详解：（1）导体棒做匀速运动时，重力沿斜面向下的分量等于安培力与摩擦力的和，即（2）
5．如题图8所示的线圈A通有交变电流，图8—1为线圈A中电流随时间的变化图线。在线圈A左侧固定放置一个闭合金属圆环B，设电流由a端流入、b端流出为正，那么t=0开始计时的第二个半周期内，B环中感应电流i和B环受到安培力F的变化正确的是：
①i大小不变，F先变小后变大；
②i先变大后变小，F先变小后变大；
③i的方向改变，F的方向不变；
④i的方向不变，F的方向改变。
A．①④B．②④C．①③D．②③
答案：A
详解：因为第二个半周期内，电流是均匀变化的，所以通过B的磁通量也是均匀变化的，它产生的感应电流不变，B中电流的大小方向均不变，但是A中的电流发生了变化，所以F 的方向发生了改变。选A
6．如图11所示，一个矩形导线框有一部分置于磁场中且其平面与磁场方向垂直，已知磁感强度B=0.10T，导线框ab=0.50m，ad=1.0m，当导线框以速度v=6.0m/s向右匀速运动时，导线框中的感应电动势________V。若导线框每米长的电阻为0.1Ω,则线框中的感应电流为________A。
答案：0.3，1.0
详解：（1）
（2）导线框每米长的电阻为0.1Ω，则导线总电阻为0.3Ω，感应电流I= /R=1.0A
7．如图16所示，宽为l、光滑的导电轨道的弧形部分处于磁场外，轨道的水平部分处于垂直轨道平面向上、磁感强度为B的匀强磁场中，质量为2m的金属杆cd静止在水平轨道上，另一质量为m的金属杆ab，从弧形轨道上h高处由静止开始下滑。设ab杆和cd杆始终与轨道垂直，且接触良好，ab杆与cd杆不会相碰，ab和cd杆的电阻均为R，轨道电阻不计。求：（1）回路abcd内电流的最大值。（2）在ab杆运动的整个过程中可产生的热量。
答案：（1），（2）
详解：设杆ab刚刚滑到水平轨道时的速度为，由机械能守恒得：
两杆儿在水平轨道上运动时，两杆儿组成的系统动量守恒，设最终达到共同速度为，有
由上述两式得：
由于两杆儿的电阻相等，电流强度时刻相等，因此产生热量相等，设每根杆儿上产生的热量为Q，根据能量守恒，有
解得：
8．如图所示，一矩形线框竖直向上进入有水平边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，线框在磁场中运动时只受重力和磁场力，线框平面始终与磁场方向垂直。向上经过图中1、2、3位置时的速率按时间依次为v1、v2、v3，向下经过图中2、1位置时的速率按时间依次为v4、v5，下列说法中一定正确的是（）
A．v1＞v2 B．v2＝v3 C．v2＝v4 D．v4＜v5
答案：AC
详解：从1到2，只受阻力，一定有v1＞v2，2到3，受重力，v2 9．固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd，各边长为l,其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝，其余三边均为电阻可忽略的铜线．磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里．现有一与ab段的材料、粗细、长度都相同的电阻丝PQ架在导线框上(如图12-19)，以恒定的速度v从ad滑向bc。当PQ滑过的距离时，通过a P段电阻丝的电流强度是多大？方向如何？ 答案：，由P流向a. 详解：此时感应电动势为，电路为ap段电阻与bp段电阻并联，并联电路总电阻为，所以并联电路分压为，，方向由P流向a 10（大纲版）高二物理同步复习课程 第5 讲电磁感应现象在现实生活中的应用 主讲人：徐建烽 1．如图所示，A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置．A线圈中通有如图(a)所示的交流电i，则： A.在t1到t2时间内A、B两线圈相吸 B.在t2到t3时间内A、B两线圈相斥 C.t1时刻两线圈间作用力为零 D.t2时刻两线圈间作用力最大 答案：ABC 详解：在t1到t2时间内，正方向的电流减小，向右的磁场减小，通过B的磁场与A同方向，为力阻止磁场的减小，B要产生同方向的磁场来补偿，通过右手定则判定，B线圈的感应电流与A线圈一致，电流同向，线圈相吸；同理可以判断B正确；t1时刻，A的电流变化率为0，B中没有感应电流，作用力为0；t2时刻A的电流为0，作用力也为0；选ABC 2．如图11－9所示，一个U形导体框架，其宽度L=1m，框架所在平面与水平面的夹用α=30°。其电阻可忽略不计。设匀强磁场与U形框架的平面垂直。匀强磁场的磁感强度B＝0.2T。今有一条形导体ab，其质量为m＝0.5kg，有效电阻R=0.1Ω，跨接在U形框架上，并且能无摩擦地滑动，求: （1）由静止释放导体，导体ab下滑的最大速度vm； （2）在最大速度vm时，在ab上释放的电功率。（g=10m/s2） 答案：（1）2.5 m/s (2) 2.5 W 详解：（1）导体ab受G和框架的支持力N，而做加速运动由牛顿第二定律 mgsin30°= ma a = gsin30°= 5（m/s2） 但是导体从静止开始运动后，就会产生感应电动势，回路中就会有感应电流，感应电流使得导体受到磁场的安培力的作用。设安培力为FA 随着速度v的增加，加速度a逐渐减小。当a=0时，速度v有最大值 （2）在导体ab的速度达到最大值时，电阻上释放的电功率 3．如图所示，挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈内振动，如果空气阻力不计，则（）A．磁铁的振幅不变B．磁铁做阻尼振动 C．线圈中有逐渐变弱的直流电D．线圈中逐渐变弱的交流电 答案：B 详解：1、磁铁上下振动，使闭合线圈中的磁通量发生周期性变化，所以产生交流电流；2、交流电流产生感应磁场，会阻碍磁铁的振动，所以振动幅度逐渐减弱，即磁铁做阻尼振 动； 3、由于磁铁振动减弱，所以磁通量的变化变弱，所以产生的感应电流也变弱。 4．图12-1中T 是绕有两组线圈的闭合铁心, 线圈的绕向如图所示，D是理想的二极管，金属棒ab可在两条平行的金属导轨上沿导轨滑行，磁场方向垂直纸面向里,若电流计G中有电流通过, 则ab棒的运动可能是（） (A)向左匀速运动(B)向右匀速运动 (C)向左匀加速运动(D)向右匀加速运动 答案：C 详解：匀速运动时，右边线圈产生磁场是稳定的，通过左边线圈的磁场也是稳定的不能产生电流，AB错；向左匀加速运动时，右边线圈产生磁场向下，且增大，那么通过左边线圈的磁场也增大，产生感应电流刚好通过二极管，C对，D错； 5．如图所示，L1、L2、L3、L4 是四根足够长的相同的光滑导体棒，它们彼此接触，正好构成一个正方形闭合电路，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外，现设法使四根导体棒分别按图示方向以相同大小的加速度a'同时从静止开始做匀速平动．若从开始运动时计时且开始计时时abcd回路边长为l，求开始运动后经时间t回路的总感应电动势． 答案：4B(l+a' t2)a' t 详解：经时间t 后，4根导体棒又构成边长为l' = l +a' t2的正方形闭合电路，每根导体棒产生的感应电动势为e1=Bl' vt，式中vt =a't．题中所求的总电动势 e总=4e1=4B(l+a't2)a't． 6．图所示，甲中两条轨道不平行而乙中的两条轨道是平行的，其余物理条件都相同，金属棒MN都正在轨道上向右匀速平动，在棒运动的过程中，将观察到： A.L1、L2小电珠都发光，只是亮度不同 B.L1、L2都不发光 C.L2发光，L1不发光 D.L1发光，L2不发光 答案：D 详解：乙中右边闭合回路的磁通量变化是稳定的，所以导体棒产生的电流是恒定的，在左边的线圈不能产生感应电流，L2不发光，甲中右边闭合回路的磁通量变化率是变化的，导体棒产生的电流也是变化的，所以在左边的线圈能够产生感应电流，L1能发光。选D 7．一根质量为m的条形磁铁，在光滑的水平塑料板上向右运动，穿过一个固定着的金属环，如题图10所示，如果它通过位置A时的速度是v1，通过位置B时的速度是v2，那么在磁铁经过AB这段路程的时间内，金属环中电流产生的热量为。 答案： 详解：根据能量守恒判断，金属环中产生的热量等于初动能减去末动能，即 10（大纲版）高二物理同步复习课程 第6 讲自感与互感 主讲人：徐建烽 1．如图，甲乙电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，使电路达到稳定，灯泡S发光。下面说法中正确的是（） A．在电路甲中，断开K，S将渐渐变暗。 B．在电路甲中，断开K，S将先变亮，然后渐渐变暗。 C．在电路乙中，断开K，S将渐渐变暗。 D．在电路乙中，断开K，S将先变亮，然后渐渐变暗。 答案：AD 详解：断开K时，电路（a）中线圈L产生自感电动势，与电阻R和灯S组成回路，使回路中电流I1逐渐减小至零。所以灯S是渐渐变暗的。电路（b）中，K断开时，线圈L中产生的自感电动势要阻碍原来的电流I 1减小，它与灯S和电阻组成闭合回路，回路中电流方向是顺时针的，电流从I 1渐渐减小为零。可见，断开K后，电路（b）中原来通过灯S的电流I 2立刻消失，而由自感电动势提供的电流I 1从右至左流过灯S，然后再逐渐减小为零，所以灯S是先变亮（闪亮），后变暗。 2．如题图7所示，A、B是两盏完全相同的白炽灯，L是电阻不计的电感线圈，如果断开开关S1，接通S2，A、B两灯都能同样发光。最初S1是接通的，S2是断开的。那么，可能出现的情况是：（） ①刚一接通S2，A灯就立即亮，而B灯则迟延一段时间才亮； ②刚接通S2时，线圈L中的电流为零； ③接通S2以后，A灯变亮，B灯由亮变暗； ④断开S2时，A灯立即熄灭，B灯先亮一下然后熄灭。 A．②③B．①③④C．①②④D．②③④ 答案：D 详解：开始时S1接通，刚接通S2时AB都在回路中，所以AB都亮，由题设正常发光，A 错，这时对于电感而言电流从0到有，所以感抗极大，瞬间由于电感抑制作用过电感电流为0，故B对，接通瞬间相当于电感断路。 但是电感不阻止电流改变，所以一段时间后电流稳定，相当于电感吧B短路了，所以C对断开S2之前B无电流通过，电流过A和L，断开后，A不在任何闭合回路中，立即灭，L 中原来有电流，由于抑制电流改变的作用（你也可以理解为本来L中的电流使L成为电磁铁，电流有减小趋势，所以通过L的磁通量变化，电磁感应产生电动势，作用在L与B的回路中产生电流）总之B有电流通过，断开瞬间过B的电流很大（就是稳定态过L的电流，相当于只有一盏灯接在电路里的电流），所以B亮，但是后来电流还是会变小直至为0，B 灭。 3．如图3所示的电路，可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻，线圈两端并联一个电压表，用来测量自感线圈两端的直流电压，在测实验完毕后，将电路拆去时应（） A. 先断开开关S1 B. 先断开开关S2 C. 先拆去电流表 D. 先拆去电阻R 答案：B 详解：断开S1，拆除电流表，拆除电阻，效果都是一样的，由于L的自感作用，它要阻止电流的变化会产生a到b的感应电流，这时，如果S2没有断开，就会有电流反向流入电压表，相当于电压表反接，会损坏电压表；所以要先断开S2 4．如图所示，接通电路，待灯泡A正常发光，设此时刻为。然后断开电路，设断开瞬间时刻为，最后电路在时刻达到稳定。请作出这段时间里线圈和灯泡中各自电流的变化示意图。 答案： 5．如图所示，两灯D1、D2完全相同，电感线与负载电阻及电灯电阻均为R． （1）在电键S闭合的瞬间，较亮的灯是____ ； （2）电键S断开的瞬间，看到的现象是____ 。 答案：（1）D1 （2）D2立刻熄灭，D1逐渐变暗，直至熄灭。 详解：（1）在电键S闭合的瞬间，电流不能通过电感，流过D1的电流分流到D2和负载电阻，所以通过D1的电流比通过D2的电流大，D1较亮； （2）电键S断开的瞬间，电感会产生反向的电流，在D1与电感构成的回路中流动，所以D1会逐渐变暗，最终熄灭；而D2则立即熄灭； 6．图12-16为一演示实验电路图，图中L是一带铁心的线圈，A是一灯泡，电键K处于闭合状态，电路是接通的．现将电键K打开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从____端到____端．这个实验是用来演示____________现象的。 答案：b，a，自感 详解：在S断开前，自感线圈L中有向右的电流，断开S后瞬间，L的电流要减小，于是L 中产生自感电动势，阻碍自身电流的减小，但电流还是逐渐减小为零。原来跟L并联的灯泡A，由于电源的断开，向右的电流会立即消失。但此时它却与L形成了串联的回路，L中维持的正在减弱的电流恰好从灯泡A中流过，方向由b到a。这就是自感现象； 7．如图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为零。电键K原来是合上的，在K断开后，分析： （1）若R1＞R2，灯泡的亮度怎样变化？ （2）若R1＜R2，灯泡的亮度怎样变化？ 答案：（1）因R1＞R2，即I1＜I2，所以小灯泡在K断开后先突然变到某一较暗状态，再逐渐变暗到最后熄灭。 （2）因R1＜R2，即I1＞I2，小灯泡在K断开后电流从原来的I2突变到I1（方向相反），然后再渐渐变小，最后为零，所以灯泡在K断开后先变得比原来更亮，再逐渐变暗到熄灭。 第7 讲交流电 主讲人：徐建烽 1．如图4-7甲所示，一线圈边长L=ab=40cm，L′=bc=20cm，匝数N=100，绕通过ad与bc的中点的轴OO′以角速度ω逆时针方向转动，设匀强磁场的磁感强度B=1.5T，转动轴OO′与磁感线垂直，矩形线圈的总电阻r=1Ω，外电阻R=1Ω。其它电阻不计。若已知线 圈所受到磁场力的最大力矩为Mmax=7.2N?m，求： （1）感应电动势的最大值。 （2）线圈转动的角速度。 （3）线圈从图示位置转过90°时，感应电动势的平均值。 （4）在线圈转动一周的过程中，电路所产生的热功率。 （5）当线圈平面与磁感线夹角为60°时（如图4-7乙所示），所受的磁力矩。 答案：（1）6V，（2）0.5rad/s，（3）3.8V，（4）1.8W，（5）1.8N?m。 详解：1）感应电动势的最大值为6V， （2）线圈转动的角速度为0.5rad/s， （3）线圈从图示位置转过90°时，感应电动势的平均值为3.8V， （4）在线圈转动一周的过程中，电路所产生的热功率为1.8W， （5）当线圈平面与磁感线夹角为60°时,所受的磁力矩为1.8N?m 2．使右图5中所示的交流电通过10Ω的电阻R，则R的发热功率为___________ 用交流电流表测量，此电流表的读数为___________。 答案：45W，2.12A 详解：交流电最大值为3A，有效值为2.12A，发热功率 3．将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度为B、方向如图的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为（） A. (2πl2nB)2/P B.2(πl2nB)2/P C.(l2nB)2/2P D.(l2nB)2/P 答案：B 详解：感应电动势最大值，有效值为，灯泡的功率 4．钳形电流表的外形和结构如图4（a）所示.图4（a）中电流表的读数为1.2A .图4（b）中用同一电缆线绕了3匝，则（） A.这种电流表能测直流电流，图4（b）的读数为2.4A B.这种电流表能测交流电流，图4（b）的读数为0.4A C.这种电流表能测交流电流，图4（b）的读数为3.6A D.这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图4（b）的读数为3.6A 答案：D 详解：钳形电流表的工作原理是利用电磁感应原理,把电缆线中的高电流变成电流表是低电 流,再用刻度来表示电缆线中的高电流,因为电流表的量程有限.它只能测交流电流. 设电缆线中的电流为I,电流表内线圈匝数为N,如图4(a)中电流表的读数为1．2A,则I/1.2=N/1,所以N=I/1.2(电流比等于匝数比的倒数) 图4(b),设电流表的读数为I1,则I/I1=N/3=(I/1.2)/3=I/3.6,所以I1=3.6A 5．三峡水利枢纽工程是流域治理开发的关键工程，建成后将是中国规模最大的水利工程，枢纽控制流域面积1×106km2，占长江流域面积的56％，坝址处年平均流量为Q=4.51×1011m3.水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面，在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26台，总装机容量指26台发电机组同时工作时的总发电功率为P=1.82×107KW.年平均发电约为W=8.40×1010kWh，该工程将于2009年全部竣工，电站主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地区的供电紧张局面，阅读上述资料，解答下列问题（水的密度=1.0×103kg/m3，取重力加速度g=10m/s2）： (1)若三峡电站上、下游水位差按H=100m计算，试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效率的公式，并计算出效率的数值. (2)若26台发电机组全部建成并发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平均年发电时间t为多少天? (3)将该电站的电能输送到华中地区，送电功率为P1=4.5×106kW，采用超高压输电，输电电压为U=500kV，而发电机输出的电压约为U0=18kV，要使输电线上损耗的功率小于输送电功率5％，求：发电站的升压变压器原副线圈的匝数比和输电线路的总电阻. 答案：（1）67.1％（2）t≈192.3天（3）9∶250，2.78Ω 详解：（1）电站能量转化效率为： 代入数据：≈67.1％ （2） （3）升压变压器匝数比为：9∶250 据＝IU得I＝9.0×103A 由 得：R＝2.78Ω 6．在电能的输送过程中，若输送的电功率一定、输电线电阻一定时，对于在输电线上损失的电功率，有如下四种判断 ①和输送电线上电压降的平方成反比②和输送电压的平方成正比 ③和输送电线上电压降的平方成正比④和输送电压的平方成反比 其中正确的是（） A. ①和② B. ③和④ C. ①和④ D. ②和③ 答案：B 详解：输电线上损失的电功率自然与输电线上的电压降的平方成正比；输送的电功率一定，输送的电压增大，则电流减小，所以与输送电压的平方成反比； 7．矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图所示.下列说法中正确的是（） A.此交流电的频率为0.2Hz B.此交流电动势的有效值为1V C.t=0.1s时，线圈平面与磁场方向平行 D.线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为 Wb 答案：D 详解：从图中可以看出，周期为0.2s，频率为50Hz，交流电动势的最大值为1V，t=0.1s时，电动势为0；选D 8．如图，变压器的原线圈接到220V的交流电源上，副线圈有两个，副线圈2 的匝数n2＝30匝，与一个标有“12V12W”的灯泡组成闭合回路，且灯泡L正常发光，副线圈3的输出电压U3＝110V，与电阻R组成闭合回路，通过电阻R的电流强度为0.4A，求： (1)副线圈3的匝数n3＝？ (2)原线圈匝数n1＝？及流经它的电流强度I1＝？ 答案：(1) 275匝(2) n1＝550匝，I1＝0.255A 详解：（1） 匝 （2）由（1）可知 据输出功率等于输入功率，即 10（新课标）高二物理同步复习课程 第8 讲传感器 主讲人：徐建烽 1．传感器是一种采集信息的重要器件，下图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力为F作用于可动膜片电极上时，以下说法中正确的（） A．若F向上压膜片电极，电路中有从a和b的电流 B．若F向上压膜片电极，电路中有从b和a的电流 C．若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流 D．若电流表有示数则说明压力F发生变化 答案：BD 详解：F作用于可动膜片电极上的时候，膜片发生形变，使极板间距离d变小，电容变小，而电压基本不变，要放电，所以会有短暂的电流通过电流表；没有压力，则电容不变，不会放电； 2．如图所示电路，R3是光敏电阻，光开关S闭合后，在没有光照射时，a、b两点等电势，当用光照射电阻R3时，则（） A．R3的电阻变小，a点的电势高于b点电势 B．R3的电阻变小，a点的电势低于b点电势 C．R3的电阻变大，a点的电势高于b点电势 D．R3的电阻变大，a点的电势低于b点电势 答案：A 详解：光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，所以R3阻止变小，那么通过a点所在支路的电流变大，在R4上的压降变大，所以在R3上的压降变小，那么a点的电势要高于b 点的电势；选A 3．用如图示的电磁继电器设计一个高温报警器，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警。可供选择的器材如下：热敏电阻、绿灯泡、小电铃、学生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线。 答案： 4．1999年7月12日，日本原子能公司所属敦贺湾电站由于水管破裂导致国徽冷却剂外流，在检测此重大事故中应用了非电量变化（冷却剂外泄使管中液面变化）转换为电信号的自动化测量技术．如图所示是一种测定导电液体深度的装置；包着一层电介质的金属棒与导电液体形成一个电容器，电容量的变化能反映液面的升降情况，则下列叙述中正确的是（）A．电容增大反映h增大 B．电容增大反映h减少 C．将金属棒间的电压和导电液体分别接电源两极再断开后，液体深度变化时导电液与金属棒间的电压增大反映h减小 D．将金属棒和导电液体分别接电源两极再断开后，液体深度变化时导电液与金属棒间的电压增大反映h增大 答案：AC 详解：插入越深，说明电容极板的面积越大，电容也越大。设将金属棒和导电液体分别接电源两极再断开后，电容带电量为Q，Q=UC，h越小，Q不变，说明U增大；选AC 5．传感器可将非电学量转换为电学量，起自动控制作用．如计算机鼠标中有位移传感器，电熨斗、电饭煲中有温度传感器，电机机、录像机、影碟机、空调机中有光传感器……演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小X，假设电压表是理想的，则下列说法正确的是（） A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化 B．物体M运动时，电压表的示数为发生变化 C．物体M不动时，电路中没有电流 D．物体M不动时，电压表没有示数 答案：B 详解：当M运动时，会改变滑动变阻器的阻值，造成电压表读数的变化；既是M不动，任然是一个回路，电路中有电流，M也有读数；选B 6．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是（） A、红外报警装置 B、走廊照明灯的声控开关 C、自动洗衣机中的压力传感装置 D、电饭煲中控制加热和保温的温控器 答案：A 详解：B是将声音振动转化为电信号；C是将压力转化为电信号；D是将温度变化转化为电信号；所以只有A是将红外线转化为电信号，选A 选修3—3考点汇编 1、物质是由大量分子组成的 （1）单分子油膜法测量分子直径 （2）1mol 任何物质含有的微粒数相同2316.0210A N mol -=? （3）对微观量的估算 ①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体） ②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 a.分子质量：mol A M m N = b.分子体积：mol A V v N = c.分子数量：A A A A mol mol mol mol M v M v n N N N N M M V V ρρ= === 2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动 扩散现象） （1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子 间有间隙，温度越高扩散越快 （2）布朗运动：它是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。 ①布朗运动的三个主要特点： 永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。 ②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对 固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。 ③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运 动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地 做无规则运动。 （3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈 3、分子间的相互作用力 分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。但是分子间斥力随分子间距离加大而减小得更快些，如图1中两条虚线所示。分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。在图1图象中实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。当两个分子间距在图象横坐标0r 距离时，分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零，0r 的数量级为1010 -m ，相当于0r 位置叫做平衡位置。当分子距离的数量级大于 m 时，分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略不 计了 4、温度 宏观上的温度表示物体的冷热程度，微观上的温度是物体大量分子热运动平均动能的标志。热力学温度与摄氏温度的关系：273.15T t K =+ 5、内能 ①分子势能 分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。分子势能的大小与分子间距离有关，分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。（0r r =时分子势能最小） 当0r r >时，分子力为引力，当r 增大时，分子力做负功，分子势能增加 当0r r <时，分子力为斥力，当r 减少时，分子力做负功，分子是能增加 ②物体的内能 物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。（理想气体的内能只取决于温度） ③改变内能的方式 第一章静电场 第1节电荷及其守恒定律 三种起电方式的区别和联系 摩擦起电感应起电接触起电 产生及条件两不同绝缘体摩擦时导体靠近带电体时带电导体和导体接触时现象 两物体带上等量异种电 荷 导体两端出现等量异种 电荷，且电性与原带电体 “近异远同” 导体上带上与带电体相 同电性的电荷原因 不同物质的原子核对核 外电子的束缚力不同而 发生电子转移 导体中的自由电子受到 带正(负)电物体吸引(排 斥)而靠近(远离) 电荷之间的相互排斥实质 电荷在物体之间和物体 内部的转移 接触起电的电荷分配原则 两个完全相同的金属球接触后电荷会重新进行分配，如图1－1－2所示． 电荷分配的原则是：两个完全相同的金属球带同种电荷接触后平分原来所带电荷量的总和；带异种电荷接触后先中和再平分． 图1－1－2 1.“中性”与“中和”之间有联系吗？ “中性”和“中和”是两个完全不同的概念，“中性”是指原子或者物体所带的正电荷和负电荷在数量上相等，对外不显电性，表现为不带电的状态．可见，任何不带电的物体，实际上其中都带有等量的异种电荷；“中和”是指两个带等量异种电荷的物体，相互接触时，由于正负电荷间的吸引作用，电荷发生转移，最后都达到中性状态的一个过程． 2．电荷守恒定律的两种表述方式的区别是什么？ (1)两种表述：①电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷的总量保持不变．②一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的． (2)区别：第一种表述是对物体带电现象规律的总结，一个原来不带电的物体通过某种方法可以带电，原来带电的物体也可以使它失去电性(电的中和)，但其实质是电荷的转移，电荷的数量并没有减少．第二种表述则更具有广泛性，涵盖了包括近代物理实验发现的微观粒子在变化中 电磁感应现象愣次定律 一、电磁感应 1．电磁感应现象 只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应。 产生的电流叫做感应电流． 2．产生感应电流的条件：闭合回路中磁通量发生变化 3. 磁通量变化的常见情况(Φ改变的方式)： ①线圈所围面积发生变化，闭合电路中的部分导线做切割磁感线运动导致Φ变化;其实质也是B不变而S 增大或减小 ②线圈在磁场中转动导致Φ变化。线圈面积与磁感应强度二者之间夹角发生变化。如匀强磁场中转动的矩形线圈就是典型。 ③磁感应强度随时间(或位置)变化,磁感应强度是时间的函数；或闭合回路变化导致Φ变化 (Φ改变的结果):磁通量改变的最直接的结果是产生感应电动势,若线圈或线框是闭合的.则在线圈或线框中产生感应电流，因此产生感应电流的条件就是：穿过闭合回路的磁通量发生变化．4.产生感应电动势的条件: 无论回路是否闭合,只要穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中就有感应电动势产生,产生感应电动势的那部分导体相当于电源. 电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合,则有感应电流,如果回路不闭合，则只能出现感应电动势， 而不会形成持续的电流．我们看变化是看回路中的磁通量变化，而不是看回路外面的磁通量变化 二、感应电流方向的判定 1.右手定则:伸开右手，使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，手 掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直，大拇指指向导线运动的方向, 四指所指的方向即 为感应电流方向(电源). 用右手定则时应注意： ①主要用于闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时，产生的感应电动势与感应电流的方向判定， ②右手定则仅在导体切割磁感线时使用，应用时要注意磁场方向、运动方向、感应电流方向三者互相垂直． ③当导体的运动方向与磁场方向不垂直时，拇指应指向切割磁感线的分速度方向． ④若形成闭合回路，四指指向感应电流方向；若未形成闭合回路，四指指向高电势． ⑤“因电而动”用左手定则．“因动而电”用右手定则． ⑥应用时要特别注意：四指指向是电源内部电流的方向(负→正)．因而也是电势升高的方向；即：四指指向正极。 导体切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例，所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律的一个特例．用右手定则能判定的，一定也能用楞次定律判定，只是对导体在磁场中切割磁感线而产生感应电流方向的判定用右手定则更为简便． 2.楞次定律 (1)楞次定律(判断感应电流方向)：感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化． (感应电流的) 磁场 (总是) 阻碍 (引起感应电流的磁通量的)变化原因产生结果；结果阻碍原因。 (定语) 主语 (状语) 谓语 (补语) 宾语 (2)对“阻碍”的理解注意“阻碍”不是阻止，这里是阻而未止。阻碍磁通量变化指： 磁通量增加时，阻碍增加(感应电流的磁场和原磁场方向相反，起抵消作用)； 磁通量减少时，阻碍减少(感应电流的磁场和原磁场方向一致，起补偿作用)，简称“增反减同”． (3)楞次定律另一种表达：感应电流的效果总是要阻碍 ．．．)．产生感应电流的原因. (F安方向就起到阻 ．．(．或反抗 （共15套145页）人教版高中物理选修3-3教学案全集（含全册练习） 第1节 气体的等温变化 1.一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强与体积变化时的关系，叫做气体的等温变化. 2．玻意耳定律：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p 与体积V 成反比，即pV ＝C . 3．等温线：在p -V 图像中，用来表示温度不变时，压强和体积关系的图像，它们是一些双曲线. 在p -1V 图像中，等温线是倾斜直线. 一、探究气体等温变化的规律 1．状态参量 研究气体性质时，常用气体的温度、体积、压强来描述气体的状态. 2．实验探究 二、玻意耳定律 1．内容 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比. 2．公式 pV＝C或p1V1＝p2V2. 3．条件 气体的质量一定，温度不变. 4．气体等温变化的p -V图像 气体的压强p随体积V的变化关系如图8-1-1所示，图线的形状为双曲线，它描述的是温度不变时的p -V关系，称为等温线. 一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的. 图8-1-1 1．自主思考——判一判 (1)一定质量的气体压强跟体积成反比. (×) (2)一定质量的气体压强跟体积成正比. (×) (3)一定质量的气体在温度不变时，压强跟体积成反比. (√) (4)在探究气体压强、体积、温度三个状态参量之间关系时采用控制变量法. (√) (5)玻意耳定律适用于质量不变、温度变化的气体. (×) (6)在公式pV ＝C 中，C 是一个与气体无关的参量. (×) 2．合作探究——议一议 (1)用注射器对封闭气体进行等温变化的实验时，在改变封闭气体的体积时为什么要缓慢进行？ 提示：该实验的条件是气体的质量一定，温度不变，体积变化时封闭气体自身的温度会发生变化，为保证温度不变，应给封闭气体以足够的时间进行热交换，以保证气体的温度不变. (2)玻意耳定律成立的条件是气体的温度不太低、压强不太大，那么为什么在压强很大、温度很低的情况下玻意耳定律就不成立了呢？ 提示：①在气体的温度不太低、压强不太大时，气体分子之间的距离很大，气体分子之间除碰撞外可以认为无作用力，并且气体分子本身的大小也可以忽略不计，这样由玻意耳定律计算得到的结果与实际的实验结果基本吻合，玻意耳定律成立. ②当压强很大、温度很低时，气体分子之间的距离很小，此时气体分子之间的分子力引起的效果就比较明显，同时气体分子本身占据的体积也不能忽略，并且压强越大，温度越低，由玻意耳定律计算得到的结果与实际的实验结果之间差别越大，因此在温度很低、压强很大的情况下玻意耳定律也就不成立了. (3)如图8-1-2所示，p -1 V 图像是一条过原点的直线，更能直观描述压强与体积的关系， 为什么直线在原点附近要画成虚线？ 选修3-3知识点归纳 2017-11-15 一、分子动理论 1、物体是由大量分子组成：阿伏伽德罗第一个认识到物体是由 分子组成的。 ①分子大小数量级10-10m ②A N M m 摩分子=(对固体液体气体) A N V V 摩分子=(对固体和液体) 摩摩物物V M V m ==ρ 2、油膜法估测分子的大小： ①S V d 纯油酸=，V 为纯油酸体积，而不能是油酸溶液体积。 ②实验的三个假设（或近似）：分子呈球形；一个一个整齐地紧密排列；形成单分子层油膜。 3、分子热运动： ①物体内部大量分子的无规则运动称为热运动，在电子显微镜才能观察得到。 ②扩散现象和布朗运动证实分子永不停息作无规则运动，扩散现象还说明了分子间存在间隙。 ③布朗运动是固体小颗粒在液体或气体中的运动，反映了液体分子或气体分子无规则运动。颗粒越小、 温度越高，现象越明显。从阳光中看到教室中尘埃的运动不是布朗运动。 4、分子力： ①分子间同时存在引力和斥力，都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，斥力总比引力变化得快。 ②当r=r 0=10-10m 时，引力=斥力，分子力为零；当r>r 0，表现为引力；当r 选修3-4全册教学学案 选修3-4_11.1简谐振动 【学习目标】 1.认识弹簧振子并能判断出振动的平衡位置。 2.理解简谐运动的位移-时间图像是一条正（余）弦曲线，知道简谐运动图 像的意义。 3.能够根据简谐运动图像弄清楚各时刻质点的位移、速度和加速度的方向 和大小规律。 【自主学习】 1.弹簧振子 (1).组成：由______和________组成的系统叫弹簧振子，它是一个理想化 的模型（为什么？）。 (2).平衡位置：振子__________时的位置。 (3).机械振动：振子在______位置附近的________运动，简称________。 2.简谐运动及其图像 (1).简谐运动：质点的位移与时间的关系遵从___________规律，即它的振 动图像（x-t 图像）是一条________曲线。简谐运动是最简单、最基本的振动， 弹簧振子的运动就是__________。 (2).简谐运动的图像 ①坐标系的建立：在简谐运动的图像中，以横坐标表示______,以纵坐标表 示振子离开平衡位置的_________。 ②物理意义：表示振动物体的_______随_______的变化规律。 重点知识或易混知识 问题1.根据对平衡位置的理解,判断正误并举例说明 ① 在弹簧振子中弹簧处于原长时的状态为平衡状态。 ② 在弹簧振子中物块速度为零时的状态为平衡状态。 ③在弹簧振子中合外力为零时的状态为平衡状态。 问题2.振动图像的理解,结合判断正误 ① 如右图所示正弦曲线为质点的运动轨迹。 ② 如右图，3s 内的位移为x 1大小为cm cm 10910322=+。 ③ 如右图，3s 内的位移为x 2 大小为10cm 。 ④ 如右图，1.5s 时的速度方向为曲线上该点的切线方向。 ⑤ 0.5s 和1.5s 时的位移相同，速度也相同。 ⑥ 0.5s 和3.5s 时的位移相反，速度相反。 X X 1 高中物理选修3-2知识点总结 第四章 电磁感应 1.两个人物：a.法拉第：磁生电 b.奥斯特：电生磁 2.感应电流的产生条件:a.闭合电路 b.磁通量发生变化 注意：①产生感应电动势的条件是只具备b ②产生感应电动势的那部分导体相当于电源 ③电源内部的电流从负极流向正极 3.感应电流方向的判定： （1）方法一：右手定则 （2）方法二：楞次定律：（理解四种阻碍） ①阻碍原磁通量的变化（增反减同） ②阻碍导体间的相对运动（来拒去留） ③阻碍原电流的变化（增反减同） ④面积有扩大与缩小的趋势（增缩减扩） 4.感应电动势大小的计算： （1）法拉第电磁感应定律： A 、内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。 B 、表达式：t n E ??=φ （2）磁通量发生变化情况 ①B 不变，S 变，S B ?=?φ ②S 不变，B 变，BS ?=?φ ③B 和S 同时变，12φφφ-=? （3）计算感应电动势的公式 ①求平均值：t n E ??=φ ②求瞬时值：BLv E =(导线切割类） ③导体棒绕某端点旋转：ω22 1BL E = 5.感应电流的计算： 瞬时电流：总 总R BLv R E I = = （瞬时切割） 6.安培力的计算： 瞬时值：r R v L B BIL F +==22 7.通过截面的电荷量：r R n t I q +?= ?=φ 注意：求电荷量只能用平均值，而不能用瞬时值 8.自感： （1）定义：是指由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。 （2）决定因素：线圈越长，单位长度上的匝数越多，截面积越大，它的自感系数就越大。另外，有铁芯的线圈自感系数比没有铁芯时大得多。 （3）类型：通电自感和断电自感 （4）单位：亨利（H ）、毫亨（mH)、微亨（H μ） （5）涡流及其应用 ①定义：变压器在工作时，除了在原副线圈中产生感应电动势外，变化的磁通量也会在哎铁芯中产生感应电流。一般来说，只要空间里有变化的磁通量，其中的导体中就会产生感应电流，我们把这种感应电流叫做涡流 ②应用：a.电磁炉b.金属探测器，飞机场火车站安全检查、扫雷、探矿 接通电源的瞬间，灯泡A 1较慢地亮起来。 断开开关的瞬间，灯 泡A 逐渐变暗。 高中物理选修3-2知识点总结 第一章 电磁感应 1．两个人物：a.法拉第：磁生电 b.奥期特：电生磁 2．产生条件：a.闭合电路 b.磁通量发生变化 注意：①产生感应电动势的条件是只具备 b ②产生感应电动势的那部分导体 相当于电源。 ③电源内部的电流从负极流向正 极。 3．感应电流方向的叛定： (1).方法一：右手定则 (2).方法二：楞次定律：（理解四种阻碍） ①阻碍原磁通量的变化（增反减同） ②阻碍导体间的相对运动（来拒去留） ③阻碍原电流的变化（增反减同） ④面积有扩大与缩小的趋势（增缩减扩） 4. 感应电动势大小的计算： (1).法拉第电磁感应定律： a.内容： b.表达式：t n E ??? =φ (2).计算感应电动势的公式 ①求平均值：t n E ??? =φ_ ②求瞬时值：E=BLV (导线切割类) ③法拉第电机：ω2 2 1BL E = ④闭合电路殴姆定律：)r （R I E +=感 5．感应电流的计算： 平均电流：t r R r R E I ?+?=+= )(_ φ 瞬时电流：r R BLV r R E I +=+= 6．安培力计算： (1)平 均值： t BLq t r ）（R BL L I B F ?=?+?= =φ_ _ (2). 瞬时值：r R V L B BIL F +==22 7．通过的电荷量：r R q t I +?= - = ??φ 注意：求电荷量只能用平均值，而不 能用瞬时值。 8．互感： 由于线圈A 中电流的变化，它产生的磁通量发生变化，磁通量的变化在线圈B 中 激发了感应电动势。这种现象叫互感。 9．自感现象： （1）定义：是指由于导体本身的电流发 生变化而产生的电磁感应现象。 （2）决定因素： 线圈越长, 单位长度上的匝数越多, 截面积越大, 它的自感系数就越大。另外, 有铁心的线圈的自感系数比没有铁心时要大得多。 （3）类型： 通电自感和断电自感 （4）单位：亨利（H ）、毫亨（mH ），微 亨（μH ）。 10.涡流及其应用 （1）定义：变压器在工作时，除了在原、副线圈产生感应电动势外，变化的磁通量也会在铁芯中产生感应电流。一般来说，只要空间有变化的磁通量，其中的导体就会产生感应电流，我们把这种感应电流叫做涡流 （2）应用： a.新型炉灶——电磁炉。 b.金属探测器：飞机场、火车站安全检查、扫雷、探矿。 第二章 交变电流 一．正弦交变电流 1．两个特殊的位置 a.中性面位置： 磁通量ф最大，磁通量的变化率为零，即感应电动势零。 新人教版高中物理选修全册导学案 目录 第四章第1节划时代的发现导 第四章第2节探究电磁感应的产生条件 第四章第3节楞次定律 第四章第4节《法拉第电磁感应定律》 第四章第5节《电磁感应规律的应用》 第四章第5节《电磁感应规律的应用》 第四章第6节《互感与自感》 第四章第6节《互感与自感》 第四章第7节《涡流电磁阻尼和电磁驱动》 第四章第《涡流电磁阻尼和电磁驱动》 第五章第1节交变电流 第五章第2节描述交变电流物理量 第五章第3节《电感和电容对交变电流的影响》第五章第4节变压器 第五章第5节《电能的输送》 第六章第1节传感器及其工作原理 第六章第2节传感器的应用（一） 第六章第3节传感器的应用（二） 第六章第4节传感器的应用实验 选修3-2第四章电磁感应 第1节《划时代的发现》 课前预习学案 一、预习目标 预习奥斯特梦圆“电生磁”；法拉第心系“磁生电”，初步了解物理学中奥斯特和法拉第的贡献。 二、预习内容 奥斯特梦圆“电生磁”标题和法拉第心系“磁生电”标题。 问题1：奥斯特在什么思想的启发下，发现了电流的磁效应的？ 问题2：奥斯特发现了电流的磁效应，能说明他是一个“幸运儿”吗？是偶然还是必然？ 问题3：1803年奥斯特总结了一句话内容是什么？ 问题4：法拉第在了奥斯特的电流磁效应的基础上，思考对称性原理，从而得出了什么样的结论？ 问题5：其他很多科学家例如安培，科拉顿等物理学家也做过磁生电的试验，可他们都没有成功，他们问题出现在那里？ 问题6：法拉第经过无数次试验，经历10年的时间，终于领悟到了什么？ 问题7：什么是电磁感应？什么是感应电流？ 问题8：通过学习你从奥斯特、法拉第等科学家身上学到了什么？ 问题9：通过查阅资料，了解法拉第的生平，详细写出法拉第一生中的伟大成就和伟大发现。 三、提出疑惑 第一章电磁感应知识点总结 一、电磁感应现象 1、电磁感应现象与感应电流 . （1）利用磁场产生电流的现象，叫做电磁感应现象。 （2）由电磁感应现象产生的电流，叫做感应电流。 二、产生感应电流的条件 1、产生感应电流的条件：闭合电路 ．．．．．．．。 ．．．．中磁通量发生变化 2、产生感应电流的方法 . （1）磁铁运动。 （2）闭合电路一部分运动。 （3）磁场强度B变化或有效面积S变化。 注：第（1）（2）种方法产生的电流叫“动生电流”，第（3）种方法产生的电流叫“感生电流”。不管是动生电流还是感生电流，我们都统称为“感应电流”。 3、对“磁通量变化”需注意的两点 . （1）磁通量有正负之分，求磁通量时要按代数和（标量计算法则）的方法求总的磁通量（穿过平面的磁感线的净条数）。 （2）“运动不一定切割，切割不一定生电”。导体切割磁感线，不是在导体中产生感应电流的充要条件，归根结底还要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。 4、分析是否产生感应电流的思路方法 . （1）判断是否产生感应电流，关键是抓住两个条件： ①回路是闭合导体回路。 ②穿过闭合回路的磁通量发生变化。 注意：第②点强调的是磁通量“变化”，如果穿过闭合导体回路的磁通量很大但不变化，那么不论低通量有多大，也不会产生感应电流。 （2）分析磁通量是否变化时，既要弄清楚磁场的磁感线分布，又要注意引起磁通量变化的三种情况： ①穿过闭合回路的磁场的磁感应强度B发生变化。②闭合回路的面积S发生变化。 ③磁感应强度B和面积S的夹角发生变化。 三、感应电流的方向 1、楞次定律. （1）内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 ①凡是由磁通量的增加引起的感应电流，它所激发的磁场阻碍原来磁通量的增加。 ②凡是由磁通量的减少引起的感应电流，它所激发的磁场阻碍原来磁通量的减少。 （2）楞次定律的因果关系： 闭合导体电路中磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的出现是感应电流存在的结果，简要地说，只有当闭合电路中的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场出现。 （3）“阻碍”的含义 . ①“阻碍”可能是“反抗”，也可能是“补偿”. 当引起感应电流的磁通量（原磁通量）增加时，感应电流的磁场就与原磁场的方向相反，感应电流的磁场“反抗”原磁通量的增加；当原磁通量减少时，感应电流的磁场就与原磁场的方向相同，感应电流的磁场“补偿”原磁通量的减少。（“增反减同”） ②“阻碍”不等于“阻止”，而是“延缓”. 感应电流的磁场不能阻止原磁通量的变化，只是延缓了原磁通量的变化。当由于原磁通量的增加引 第一章电磁感应 1．磁通量 穿过某一面积的磁感线条数；标量，但有正负；Φ=BS·sinθ；单位Wb，1Wb=1T·m2。 2．电磁感应现象 利用磁场产生电流的现象；产生的电流叫感应电流，产生的电动势叫感应电动势；产生的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化。 3．感生电场 变化的磁场在周围激发的电场。 4．感应电动势 分为感生电动势和动生电动势；由感生电场产生的感应电动势称为感生电动势，由于导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势；产生感应电动势的导体相当于电源。 5．楞次定律 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化；判定感应电流和感应电动势方向的一般方法；适用于各种情况的电磁感应现象。 6．右手定则 让磁感线垂直穿过手心，大拇指指向导体做切割磁感线运动的方向，四指的指向就是导体内部产生的感应电流或感应电动势的方向；仅适用导体切割磁感线的情况。 7．法拉第电磁感应定律 电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率 成正比；E=n t? ?Φ。 8．动生电动势的计算 法拉第电磁感应定律特殊情况；E=Blv·sinθ。 9．互感 两个相互靠近的线圈中，有一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感生电动势，这种现象叫做互感，这种电动势叫做互感电动势；变压器的原理。10．自感 由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。11．自感电动势 由于自感而产生的感应电动势；自感电动势阻碍导体自身电流的变化；大小正比于电流的变化率；E=L t I ? ?；日光灯的应用。12．自感系数 上式中的比例系数L叫做自感系数；简称自感或电感；正比于线圈的长度、横截面积、匝数；有铁芯比没有时要大得多。13．涡流 线圈中的电流变化时，在附近导体中产生的感应电流，这种电流在导体内自成闭合回路，很像水的漩涡，因此称作涡电流，简称涡流。 第二章直流电路 1．电流 电荷的定向移动；单位是安，符号A；规定正电荷定向移动的 方向为正方向；宏观定义I= t q；微观解释I=neSv，n为单位体积 第四章电磁感应 4.1划时代的发现 教学目标 （一）知识与技能 1．知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。 2．知道电磁感应、感应电流的定义。 （二）过程与方法 领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。 （三）情感、态度与价值观 1．领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。 2．以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。 教学重点、难点 教学重点 知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。 教学难点 领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。 教学方法 教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。 教学手段 计算机、投影仪、录像片 教学过程 一、奥斯特梦圆“电生磁”------电流的磁效应 引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。提出以下问题，引导学生思考并回答： （1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？ （2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败是怎样做的？ （3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过的知识如何解释？ （4）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。 学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。 二、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象 教师活动：引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。提出以下问题，引导学生思考并回答： （1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？法拉第持怎样的 观点？ （2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是怎样做的？ （3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？ 高中物理选修32知识点总结|高中物理选修3-1欧姆定律知识点总结 【--高中生入党申请书】 欧姆定律是物理选修3-1课本的内容，高中生在学习时要掌握相关知识点，下面是给大家带来的高中物理选修3-1欧姆定律知识点，希望对你有帮助。 高中物理选修3-1欧姆定律知识点 一、导体的电阻 (1)定义：导体两端电压与通过导体电流的比值，叫做这段导体的电阻。 (2)公式：R=U/I(定义式) 说明： A、对于给定导体，R一定，不存在R与U成正比，与I成反比的关系，R只跟导体本身的性质有关。 B、这个式子(定义)给出了测量电阻的方法--伏安法。 C、电阻反映导体对电流的阻碍作用 二、欧姆定律 (1)定律内容：导体中电流强度跟它两端电压成正比，跟它的电阻成反比。 (2)公式：I=U/R (3)适应范围：一是部分电路，二是金属导体、电解质溶液。 三、导体的伏安特性曲线 (1)伏安特性曲线：用纵坐标表示电流I，横坐标表示电压U，这样画出的I-U图象叫做导体的伏安特性曲线。 (2)线性元件和非线性元件 线性元件：伏安特性曲线是通过原点的直线的电学元件。 非线性元件：伏安特性曲线是曲线，即电流与电压不成 正比的电学元件。 四、导体中的电流与导体两端电压的关系 (1)对同一导体，导体中的电流跟它两端的电压成正比。 (2)在相同电压下，U/I大的导体中电流小，U/I小的导体中电流大。所以U/I反映了导体阻碍电流的性质，叫做电阻(R) (3)在相同电压下，对电阻不同的导体，导体的电流跟它的电阻成反比。 高中物理选修3-1必考知识点 两种电荷 自然界中的电荷有2种，即正电荷和负电荷。如：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是正电荷;用干燥的毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是负电荷。同种电荷相斥，异种电荷相吸。 相互吸引的一定是带异种电荷的物体吗?不一定，除了带异种电荷的物体相互吸引之外，带电体有吸引轻小物体的性质，这里的"轻小物体可能不带电。 电荷守恒定律 表述1：电荷守恒定律：电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中，电荷的总量保持不变。 第一章 静电场 第1节 电荷及其守恒定律 摩擦起电 感应起电 接触起电 产生及条件 两不同绝缘体摩擦时 导体靠近带电体时 带电导体和导体接触时 现象 两物体带上等量异种电 荷 导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电 体“近异远同” 导体上带上与带电体相 同电性的电荷 原因 不同物质的原子核对核外电子的束缚力不同而 发生电子转移 导体中的自由电子受到带正(负)电物体吸引(排 斥)而靠近(远离) 电荷之间的相互排斥 实质 电荷在物体之间和物体 内部的转移 接触起电的电荷分配原则 两个完全相同的金属球接触后电荷会重新进行分配，如图1－1－2所示． 电荷分配的原则是：两个完全相同的金属球带同种电荷接触后平分原来所带电荷量的总和；带异种电荷接触后先中和再平分． 图1－1－2 1.“中性”与“中和”之间有联系吗？ “中性”和“中和”是两个完全不同的概念，“中性”是指原子或者物体所带的正电荷和负电荷在数量上相等，对外不显电性，表现为不带电的状态．可见，任何不带电的物体，实际上其中都带有等量的异种电荷；“中和”是指两个带等量异种电荷的物体，相互接触时，由于正负电荷间的吸引作用，电荷发生转移，最后都达到中性状态的一个过程． 2．电荷守恒定律的两种表述方式的区别是什么？ (1)两种表述：①电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷的总量保持不变．②一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的． (2)区别：第一种表述是对物体带电现象规律的总结，一个原来不带电的物体通过某种方法可以带电，原来带电的物体也可以使它失去电性(电的中和)，但其实质是电荷的转移，电荷的数量并没有减少．第二种表述则更具有广泛性，涵盖了包括近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律，近代物理实验发现，由一个高能光子可以产生一个正电子和一个负电子，一对正负电子可同时湮灭，转化为光子．在这种情况下，带电粒子总是成对产生或湮灭，电荷的 代数和不变，即正负电子的产生和湮灭与电荷守恒定律并不矛盾. 一、电荷基本性质的理解 【例1】 绝缘细线上端固定， 第四章 电磁感应知识点总结 1.两个人物：a.法拉第：磁生电 b.奥斯特：电生磁 2.感应电流的产生条件:a.闭合电路 b.磁通量发生变化 注意：①产生感应电动势的条件是只具备b ②产生感应电动势的那部分导体相当于电源 ③电源内部的电流从负极流向正极 3.感应电流方向的判定： （1）方法一：右手定则 （2）方法二：楞次定律：（理解四种阻碍） ①阻碍原磁通量的变化（增反减同） ②阻碍导体间的相对运动（来拒去留） ③阻碍原电流的变化（增反减同） ④面积有扩大与缩小的趋势（增缩减扩） 4.感应电动势大小的计算： （1）法拉第电磁感应定律： A 、内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。 B 、表达式：t n E ??=φ （2）磁通量发生变化情况 ①B 不变，S 变，S B ?=?φ ②S 不变，B 变，BS ?=?φ ③B 和S 同时变，12φφφ -=? （3）计算感应电动势的公式 ①求平均值：t n E ??=φ ②求瞬时值：BLv E =(导线切割类） ③导体棒绕某端点旋转：ω2 2 1BL E = 5.感应电流的计算： 瞬时电流：总 总R BLv R E I == （瞬时切割） 6.安培力的计算： 瞬时值：r R v L B BIL F +==22 7.通过截面的电荷量：r R n t I q +?= ?=φ 注意：求电荷量只能用平均值，而不能用瞬时值 8.自感： （1）定义：是指由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。 （2）决定因素：线圈越长，单位长度上的匝数越多，截面积越大，它的自感系数就越大。另外，有铁芯的线圈自感系数比没有铁芯时大得多。 （3）类型：通电自感和断电自感 （4）单位：亨利（H ）、毫亨（mH)、微亨（H μ） （5）涡流及其应用 ①定义：变压器在工作时，除了在原副线圈中产生感应电动势外，变化的磁通量也会在哎铁芯中产生感应电流。一般来说，只要空间里有变化的磁通量，其中的导体中就会产生感应电流，我们把这种感应电流叫做涡流 ②应用：a.电磁炉 b.金属探测器，飞机场火车站安全检查、扫雷、探矿 第五章 交变电流知识点总结 一、交变电流的产生 1、原理：电磁感应 2、两个特殊位置的比较： 中性面：线圈平面与磁感线垂直的平面。 ①线圈平面与中性面重合时（S ⊥B ）：磁通量φ最大，0=??t φ ，e=0，i=0，感应电流方向改变。 ②线圈平面平行与磁感线时（S ∥B ）：φ=0， t ??φ 最大，e 最大，i 最大，电流方向不变。 3、穿过线圈的磁通量与产生的感应电动势、感应电流随时间变化的函数关系总是互余的： 取中性面为计时平面： 磁通量：t BS t m ωωφφcos cos == 电动势表达式：t NBS t E e m ωωωsin sin == 路端电压：t r R RE t U u m m ωωsin sin += = 电流：t r R E t I i m m ωωsin sin +== 接通电源的瞬间，灯泡A 1较慢地亮起来。 断开开关的瞬间，灯泡A 逐渐变暗。 第1课时 电荷守恒定律 库仑定律 导学目标 1.能利用电荷守恒定律进行相关判断.2.会解决库仑力参与的平衡及动力学问题． 一、电荷守恒定律 [基础导引] 如图1所示，用绝缘细线悬挂一轻质小球b ，并且b 球表面镀有一层 金属膜，在靠近b 球旁有一金属球a ，开始时a 、b 均不带电，若给a 球带电，则会发生什么现象？ [知识梳理] 1．物质的电结构：构成物质的原子本身包括：__________的质子和 __________的中子构成__________，核外有带________的电子，整个原子对外 图2 ____________表现为__________． 2．元电荷：最小的电荷量，其值为e ＝________________.其他带电体的电荷量皆为元电荷的__________． 3．电荷守恒定律 (1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体________到另一个物体，或者从物体的一部分________到另一部分；在转移过程中，电荷的总量____________． (2)起电方式：____________、____________、感应起电． (3)带电实质：物体带电的实质是____________． 思考：当两个完全相同的带电金属球相互接触时，它们的电荷如何分配？ 二、库仑定律 [基础导引] 如图2所示，两个质量均为m 的完全相同的金属球壳a 和b ，其 壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心 间的距离l 为球半径的3倍．若使它们带上等量异种电荷，电荷 量的绝对值均为Q ，试比较它们之间的库仑力与kQ 2 l 2的大小关系， 如果带同种电荷呢？ [知识梳理] 1．点电荷：是一种理想化的物理模型，当带电体本身的______和________对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷． 2．库仑定律 (1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成____________，与它们的距离的二次方成________，作用力的方向在它们的________上． (2)公式：F ＝________________，其中比例系数k 叫做静电力常量，k ＝9.0×109 N·m 2/C 2. (3)适用条件：①__________；②____________. 3．库仑定律的理解：库仑定律的适用条件是真空中的静止点电荷．点电荷是一种理想化的物理模型，当带电体间的距离远远大于带电体的自身大小时，可以视其为点电荷而适用库仑定律，否则不能适用． 思考：在理解库仑定律时，有人根据公式F ＝k q 1q 2 r 2，设想当r →0时得出F →∞的结论， 请分析这个结论是否正确 . 考点一 电荷守恒定律及静电现象 考点解读 1．使物体带电的三种方法及实质 摩擦起电、感应起电和接触带电是使物体带电的三种方法，它们的实质都是电荷的转 选修3-2知识点 56．电磁感应现象Ⅰ 只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化，闭合回路中就会产生感应电流，如果电路不闭合只会产生感应电动势。 这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，是1831年法拉第发现的。 57．感应电流的产生条件Ⅱ 1、回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化，因此研究磁通量的变化是关键，由磁通量的广义公式中φθ=B S ·sin （θ是B 与S 的夹角）看，磁通量的变化?φ可由面积的变化?S 引起；可由磁感应强度B 的变化?B 引起；可由B 与S 的夹角θ的变化?θ引起；也可由B 、S 、θ中的两个量的变化，或三个量的同时变化引起。 2、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，可以产生感应电动势，感应电流，这是初中学过的，其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。 3、产生感应电动势、感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。 58．法拉第电磁感应定律 楞次定律Ⅱ ①电磁感应规律：感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定。 ε=BLv ——当长L 的导线，以速度v ，在匀强磁场B 中，垂直切割磁感线，其两端间感应电动势的大小为ε。 如图所示。设产生的感应电流强度为I ，MN 间电动势为ε，则MN 受向左的安培力F BIL =，要保持MN 以v 匀速向右运动，所施外力F F BIL '==，当行进位移为S 时，外力功 W BI L S BILv t ==···。t 为所用时间。 而在t 时间内，电流做功W I t '=··ε，据能量转化关系， W W '=，则I t BILv t ···ε=。 ∴ε=BIv ，M 点电势高，N 点电势低。 此公式使用条件是B I v 、、方向相互垂直，如不垂直，则向垂直方向作投影。 εφ=n t · ??， 公式 εφ=n t ??/。注意: 1)该式普遍适用于求平均感应电动势。2)ε只与穿过电路的磁通量的变化率??φ/t 有关, 而与磁通的产生、磁通的大小及变化方式、电路是否闭合、电路的结构与材料等因素无关。 公式二: εθ=Blv sin 。要注意: 1)该式通常用于导体切割磁感线时, 且导线与磁感线互相垂直(l ⊥B )。2)θ为v 与B 的夹角。l 为导体切割磁感线的有效长度(即l 为导体实际长度在垂直于B 方向上的投影)。 公式εφ =n t ??中 涉及到磁通量的变化量?φ的计算, 对?φ的计算, 一般遇到有两种情况: 1)回路与磁场垂直的面积S 不变, 磁感应 强度发生变化, 由??φ=BS , 此时ε=n B t S ??, 此式中的 ??B t 叫磁感应强度的变化率, 若??B t 是恒定的, 即磁场变化是均匀的, 那么产生的感应电动势是恒定电动势。2)磁感应强度B 不变, 回路与磁场垂直的面积发生变化, 则??φ=B S ·, 线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交变电动势就属这种情况。 严格区别磁通量φ, 磁通量的变化量?φB 磁通量的变化率 ??φ t , 磁通量φ=B S ·, 表示穿过研究平面的磁感线的条数, 磁通量的变化量?φφφ=-21, 表示磁通量变化的多少, 磁通量的变化率??φ t 表示磁通量变化的快慢,高中物理选修3-3知识点整理
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