高考物理总复习 考查点15 电磁感应考点解读学案
- 格式:doc
- 大小:46.01 KB
- 文档页数:5
高三物理教案电磁感应(优秀4篇)作为一名为他人授业解惑的教育工作者,常常需要准备教案,借助教案可以恰当地选择和运用教学方法,调动学生学习的积极性。
那么应当如何写教案呢?这次漂亮的小编为亲带来了4篇高三物理教案电磁感应,在大家参考的同时,也可以分享一下牛牛范文给您的好友哦。
物理电磁感应教案篇一[要点导学]1. 这一节学习法拉第电磁感应定律,要学会感应电动势大小的计算方法。
这部分内容和楞次定律是本章的两大重要内容,应该高度重视。
2. 法拉第电磁感应定律告诉我们电路中产生感应电动势的大小跟成正比。
若产生感应电动势的电路是一个有n匝的线圈,且穿过每匝线圈的磁感量变化率都相同,则整个线圈产生的感应电动势大小E= 。
3. 直导线在匀强磁场中做切割磁感线的运动时,如果运动方向与磁感线垂直,那么导线中感应电动势的大小与、和三者都成正比。
用公式表示为E= 。
如果导线的运动方向与导线本身是垂直的,但与磁感线方向有一夹角,我们可以把速度分解为两个分量,垂直于磁感线的分量v1=vsin,另一个平行于磁感线的分量不切割磁感线,对感应电动势没有贡献。
所以这种情况下的感应电动势为E=Blvsin。
4.应该知道:用公式E=n/t计算的感应电动势是平均电动势,只有在电动势不随时间变化的情况下平均电动势才等于瞬时电动势。
用公式E=Blv计算电动势的时候,如果v是瞬时速度则电动势是瞬时值;如果v是平均速度则电动势是平均值。
5.公式E=n/t是计算感应电动势的普适公式,公式E=Blv则是前式的一个特例。
6.关于电动机的反电动势问题。
①电动机只有在转动时才会出现反电动势(线圈转动切割磁感线产生感应电动势);②线圈转动切割磁感线产生的感应电动势方向与电动机的电源电动势方向一定相反,所以称为反电动势;③有了反电动势电动机才可能把电能转化为机械能,它输出的机械能功率P=E反I;④电动机工作时两端电压为U=E反+Ir(r是电动机线圈的电阻),电动机的总功率为P=UI,发热功率为P热=I2r,正常情况下E反Ir,电动机启动时或者因负荷过大停止转动,则I=U/r,线圈中电流就会很大,可能烧毁电动机线圈。
电磁感应综合应用1.掌握电磁感应与电路结合问题的分析方法2.掌握电磁感应动力学问题的重要求解内容3.能解决电磁感应与能量结合题型4.培养学生模型构建能力和运用科学思维解决问题的能力电磁感应中的电路问题1、分析电磁感应电路问题的基本思路对电路的理解:内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈,外电路由电阻、电容等电学元件组成.在闭合电路中,“相当于电源”的导体两端的电压与真实的电源两端的电压一样,等于路端电压,而不等于感应电动势.【例题1】用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2m,正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中,如图所示,当磁场以10T/s的变化率增强时,线框中a、b两点间的电势差是()A.U ab=0.1V B.U ab=-0.1VC.U ab=0.2V D.U ab=-0.2V【演练1】如图所示,两个相同导线制成的开口圆环,大环半径为小环半径的2倍,现用电阻不计的导线将两环连接在一起,若将大环放入一均匀变化的磁场中,小环处在磁场外,a、b两点间电压为U1,若将小环放入这个磁场中,大环在磁场外,a、b两点间电压为U2,则()A.=1B.=2C.=4D.=【例题2】把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,如图所示,一长度为2a,电阻等于R,粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持良好的接触,当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时,求:(1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压U MN;(2)圆环消耗的热功率和在圆环及金属棒上消耗的总热功率.【演练2】如图甲所示,固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨,间距d=0.5m.右端接一阻值为4Ω的小灯泡L,在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B按如图乙规律变化.CF长为2m.在t=0时,金属棒从图中位置由静止在恒力F作用下向右运动到EF位置,整个过程中,小灯泡亮度始终不变.已知ab金属棒电阻为1Ω,求:(1)通过小灯泡的电流;(2)恒力F的大小;(3)金属棒的质量.电磁感应的动力学问题1.导体棒的两种运动状态(1)平衡状态——导体棒处于静止状态或匀速直线运动状态,加速度为零;(2)非平衡状态——导体棒的加速度不为零.2.两个研究对象及其关系电磁感应中导体棒既可看作电学对象(因为它相当于电源),又可看作力学对象(因为有感应电流而受到安培力),而感应电流I和导体棒的速度v是联系这两个对象的纽带.3.电磁感应中的动力学问题分析思路(1)电路分析:导体棒相当于电源,感应电动势相当于电源的电动势,导体棒的电阻相当于电源的内阻,感应电流I=.(2)受力分析:导体棒受到安培力及其他力,安培力F安=BIl=,根据牛顿第二定律:F合=ma.(3)过程分析:由于安培力是变力,导体棒做变加速运动或变减速运动,当加速度为零时,达到稳定状态,最后做匀速直线运动,根据共点力的平衡条件列方程:F合=0.4. 电磁感应中电量求解(1)利用法拉第电磁感应定律由整理得:若是单棒问题(2)利用动量定理单棒无动力运动时-BILΔt=mv2-mv1 又整理得:BLq= mv1-mv2【例题3】如图甲所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L,M、P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略,让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.(1)由b向a方向看到的装置如图乙所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图.(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小.(3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值.(4)若从开始下滑到最大速度时,下滑的距离为x,求这一过程中通过电阻R的电量q.【演练3】(多选)如图所示,电阻不计间距为L的光滑平行导轨水平放置,导轨左端接有阻值为R的电阻,以导轨的左端为原点,沿导轨方向建立x轴,导轨处于竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。
电磁感应单元复习:(一)、电磁感应现象1、利用磁场产生电流的现象称为电磁感应现象,所产生的电动势称为感应电动势,所产生的电流称为感应电流。
2、产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。
3、初中物理中的另一种说法:闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,也可以概括为上面讲的条件。
4、电磁感应现象的实质是产生感应电动势,电路闭合才有感应电流,若电路不闭合,虽没有电流,但感应电动势可依然存在。
5.产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
(二)、楞次定律1、感应电流具有这样的方向,感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,该规律叫做楞次定律。
2、应用楞次定律判断感应电流的方向,首先要明确原磁场的方向;其次要明确穿过闭合电路的磁通量是增加的还是减少的;然后根据楞次定律确定感应电流的磁场方向;最后利用安培定则来确定感应电流的方向。
3、从导体和磁场的相对运动来看,感应电流总要阻碍它们之间的相对运动,因此楞次定律是能量守恒定律的必然结果。
4、判断导体切割磁感线所产生的感应电流的方向时,右手定则与楞次定律是等效的,而右手定则比楞次定律更方便,但前者只适宜于导体切割磁感线的情况,而后者是普遍适用的规律。
(三)求感应电动势的大小有两种方法:即法拉第电磁感应定律E= △Φ /△t ;切割法:E=BLv1、应用法拉第电磁感应定律E=△Φ /△t ,应注意以下几点:(1)要严格区分磁通量Φ磁通量的变化量△Φ,磁通量的变化率△Φ/△t ;(2)如是由磁场变化引起时,则用S△B来计算;如有回路面积变化引起时,则用B△S来计算。
(3)由E=△Φ/△t算出的通常是时间△t内的平均感应电动势,一般并不等于初态与末态电动势的平均值。
(4)当线圈有n匝时,E = n△Φ/△t 。
2、用公式E = BLv求电动势时,应注意以下几点:(1)此公式一般用于匀强磁场(或导体所在位置的各点的B相同),导体各部分切割磁感线速度相同的情况,(2)若导体各部分切割磁感线的速度不同,可取其平均速度,求电动势。
电磁感应知识网络:单元切块:按照考纲的要求,本章内容可以分成四部分,即:电磁感应楞次定律;法拉第电磁感应定律、自感;电磁感应与电路规律的综合应用、电磁感应与力学规律的综合应用。
其中重点是电磁感应与电路规律的综合应用、电磁感应与力学规律的综合应用,也是复习的难点。
电磁感应楞次定律教学目标:1.理解电磁感应现象产生的条件、磁通量;2.能够熟练应用楞次定律或右手定则判断感应电流及感应电动势的方向教学重点:楞次定律的应用教学难点:楞次定律的应用教学方法:讲练结合,计算机辅助教学教学过程:一、电磁感应现象1.产生感应电流的条件感应电流产生的条件是:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
以上表述是充分必要条件。
不论什么情况,只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件,就必然产生感应电流;反之,只要产生了感应电流,那么电路一定是闭合的,穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。
当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,电路中有感应电流产生。
这个表述是充分条件,不是必要的。
在导体做切割磁感线运动时用它判定比较方便。
2.感应电动势产生的条件。
感应电动势产生的条件是:穿过电路的磁通量发生变化。
这里不要求闭合。
无论电路闭合与否,只要磁通量变化了,就一定有感应电动势产生。
这好比一个电源:不论外电路是否闭合,电动势总是存在的。
但只有当外电路闭合时,电路中才会有电流。
二、楞次定律1.楞次定律感应电流总具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
楞次定律解决的是感应电流的方向问题。
它关系到两个磁场:感应电流的磁场(新产生的磁场)和引起感应电流的磁场(原来就有的磁场)。
前者和后者的关系不是“同向”或“反向”的简单关系,而是前者“阻碍”后者“变化”的关系。
2.对“阻碍”意义的理解:(1)阻碍原磁场的变化。
“阻碍”不是阻止,而是“延缓”,感应电流的磁场不会阻止原磁场的变化,只能使原磁场的变化被延缓或者说被迟滞了,原磁场的变化趋势不会改变,不会发生逆转.(2)阻碍的是原磁场的变化,而不是原磁场本身,如果原磁场不变化,即使它再强,也不会产生感应电流.(3)阻碍不是相反.当原磁通减小时,感应电流的磁场与原磁场同向,以阻碍其减小;当磁体远离导体运动时,导体运动将和磁体运动同向,以阻碍其相对运动.(4)由于“阻碍”,为了维持原磁场的变化,必须有外力克服这一“阻碍”而做功,从而导致其它形式的能转化为电能.因此楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的体现.3.楞次定律的具体应用(1)从“阻碍磁通量变化”的角度来看,由磁通量计算式Φ=BS sinα可知,磁通量变化ΔΦ=Φ2-Φ1有多种形式,主要有:①S、α不变,B改变,这时ΔΦ=ΔB∙S sinα②B、α不变,S改变,这时ΔΦ=ΔS∙B sinα③B、S不变,α改变,这时ΔΦ=BS(sinα2-sinα1)当B、S、α中有两个或三个一起变化时,就要分别计算Φ1、Φ2,再求Φ2-Φ1了。
高考物理电磁感应现象专题复习教案一、概述电磁感应是物理学中的重要概念,涉及到电磁场和运动导体之间的相互作用。
在高考物理考试中,电磁感应是一个重点难点,考察的内容包括楞次定律、法拉第电磁感应定律以及互感现象等。
本文将针对电磁感应的相关知识进行复习总结和教学指导。
二、楞次定律楞次定律是电磁感应中的基础定律,描述了电流的感应方向。
根据楞次定律可知,当导体中的磁场发生变化时,导体内会产生感应电流,感应电流的方向使得产生的磁场与原磁场的变化态势相反。
1. 楞次定律表达式:设导体中的磁场变化率为dB/dt,导体上感应电动势为ε,感应电流为I,则楞次定律表达式可以表示为ε = -dΦ/dt,其中Φ为磁通量。
2. 楞次定律应用举例:a. 导体运动磁场:当导体以速度v在磁感应强度为B的磁场中运动时,所感应出的电动势为ε = Blv,其中l为导体长度。
b. 磁场变化磁场:当磁场B的磁感应强度随时间变化时,所感应出的电动势为ε = -d(BA)/dt,其中A为导体所围面积。
三、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是对电磁感应现象的定量描述,描述了导体中的电动势与磁通量变化的关系。
在高考物理中,对于导体线圈的电动势计算以及应用是重点内容。
1. 法拉第电磁感应定律表达式:设导体中的磁通量变化率为dΦ/dt,导体上感应电动势为ε,导体匝数为N,则法拉第电磁感应定律表达式可以表示为ε = -NdΦ/dt。
2. 法拉第电磁感应定律应用举例:a. 磁通量变化:当磁通量Φ随时间变化时,所感应出的电动势为ε = -NdΦ/dt。
b. 多匝电磁铁:当电磁铁线圈匝数为N,磁通量变化率为dΦ/dt 时,所感应出的电动势为ε = -N(dΦ/dt)。
四、互感现象互感是指两个或多个线圈之间通过磁场相互感应的现象。
在高考物理中,互感是一个难点,需要理解线圈之间的相互作用和计算方法。
1. 互感表达式:设两个线圈的自感系数分别为L1和L2,它们之间的互感系数为M,则互感可表示为M = k√(L1L2),其中k为系数,0 <k < 1。
高中电磁感应物理讲解教案
一、教学目标:
1. 了解电磁感应的基本概念和原理。
2. 掌握法拉第电磁感应定律的表述和应用。
3. 理解感生电动势的产生过程。
4. 能够应用电磁感应的知识解决相关问题。
二、教学重点:
1. 法拉第电磁感应定律的表述和应用。
2. 感生电动势的产生过程。
三、教学难点:
1. 熟练运用法拉第电磁感应定律解决问题。
2. 能够理解并应用感生电动势的产生过程。
四、教学过程:
1. 引入:通过实验展示电磁感应的现象,引发学生的兴趣。
2. 理论讲解:
(1)电磁感应的基本概念和原理。
(2)法拉第电磁感应定律的表述和推导。
(3)感生电动势的产生过程。
3. 实验演示:展示不同磁场变化对导体的影响,让学生观察并总结规律。
4. 知识讲解:通过具体例题分析,讲解如何应用法拉第电磁感应定律解决问题。
5. 练习巩固:进行练习题让学生巩固所学知识,加深理解。
6. 拓展应用:讨论电磁感应在生活中的应用,拓展学生视野。
五、教学反馈:
1. 随堂小测验:检查学生对知识点的掌握情况。
2. 学生提问:鼓励学生积极提问,澄清疑惑。
3. 课后作业:布置相关练习和思考题,巩固所学内容。
六、教学总结:
通过本节课的学习,学生应该能够掌握电磁感应的基本概念、法拉第电磁感应定律和感生电动势的产生过程,并能够灵活运用所学知识解决问题。
同时,学生应该对电磁感应的应用有一定的了解,拓宽对物理学知识的理解和认识。
高考物理中电磁感应的考点和解题技巧有哪些在高考物理中,电磁感应是一个重要且具有一定难度的考点。
理解和掌握电磁感应的相关知识,以及熟练运用解题技巧,对于在高考中取得优异成绩至关重要。
一、电磁感应的考点1、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是电磁感应的核心内容之一。
其表达式为:$E = n\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}$,其中$E$ 表示感应电动势,$n$ 为线圈匝数,$\Delta \Phi$ 表示磁通量的变化量,$\Delta t$ 表示变化所用的时间。
这个考点通常会要求我们计算感应电动势的大小,或者根据给定的条件判断感应电动势的变化情况。
2、楞次定律楞次定律用于判断感应电流的方向。
其核心思想是:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
这一定律在解决电磁感应中的电流方向问题时经常用到,需要我们能够准确理解并运用“阻碍”这一概念。
3、电磁感应中的电路问题当导体在磁场中做切割磁感线运动或者磁通量发生变化时,会产生感应电动势,从而形成闭合回路中的电流。
在这类问题中,我们需要根据电路的基本规律,如欧姆定律、串并联电路的特点等,来计算电路中的电流、电压、电阻等物理量。
4、电磁感应中的能量转化问题电磁感应现象中,机械能与电能相互转化。
例如,导体棒在磁场中运动时,克服安培力做功,将机械能转化为电能;而电流通过电阻时,电能又转化为内能。
在解题时,需要运用能量守恒定律来分析能量的转化和守恒关系。
5、电磁感应与力学的综合问题这类问题通常将电磁感应现象与力学中的牛顿运动定律、功和能等知识结合起来。
例如,导体棒在磁场中受到安培力的作用,其运动情况会受到影响,我们需要综合运用电磁学和力学的知识来求解。
6、电磁感应中的图像问题包括磁感应强度$B$、磁通量$\Phi$、感应电动势$E$、感应电流$I$ 等随时间或位移变化的图像。
要求我们能够根据给定的物理过程,准确地画出相应的图像,或者从给定的图像中获取有用的信息,分析物理过程。
高三电磁感应理论解析教案电磁感应作为电磁学的一个重要分支,在高中物理课程中是必修的一部分。
本文将结合高三电磁感应理论解析教案,对电磁感应的知识点、教学方法以及学生的学习进度进行解析。
一、知识点1.法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是电磁感应的基础,它阐述了磁通量的变化会产生电动势。
电动势的大小与磁场变化的速率有关,即变化越快电动势越大。
在教学中,应通过实验演示来引导学生理解电动势的产生过程和大小与磁场变化速率的关系。
2.感应电动势与自感电动势根据电磁感应原理,导线周围的磁场变化会引起电动势的产生,这个电动势称为感应电动势。
而当一条导线自身的磁通量发生变化时,也会产生电动势,这个电动势称为自感电动势。
在教学中,应引导学生理解感应电动势和自感电动势的产生机理以及它们在电磁现象中的应用。
3.楞次定律楞次定律是电磁感应理论体系中的另外一个基础定律,它阐述了感应电动势的方向与磁场的变化方向以及导线的方向有关。
在教学中,应通过示意图、实验和计算等方式引导学生理解楞次定律的三种形式以及它在电磁场中的应用。
二、教学方法1.立体化教学电磁感应的理论知识比较抽象,为了帮助学生更好地理解和掌握,应采用立体化教学方法。
例如通过模型演示、透视图表现等方式来形象地描述电气磁效应的基本原理,或者通过实验演示来使学生亲身感受电磁效应的特性和规律。
2.独立思考教学电磁感应理论的学习是一个过程,而不是简单的知识点的堆砌。
为了培养学生的独立思考能力,应在教学中引导学生进行独立思考。
例如在讲解楞次定律时,可以先让学生通过实验和实际观察进行猜测和预测,再让学生通过推理和证明逐步深化理解。
3.综合应用教学电磁感应理论知识点的学习离不开实际应用。
在教学中,应引导学生通过多种方法进行综合应用,例如通过工程案例、实际电路等,使学生能够深入理解电磁感应的应用和实现。
三、学习进度1.任务分配在学习电磁感应理论时,应分阶段进行任务分配。
在理论知识学习阶段,可以通过教材的讲解、课堂演示等方式进行理论知识点的学习和实验设计;在实验操作阶段,可以让学生独立或小组合作完成实验操作和实验分析;在实际应用环节中,则可以通过工程案例等方式进行综合应用。
高三物理重点——电磁感应教案。
电磁感应是高三物理中的重要内容,也是普通物理中较为复杂的内容之一。
掌握电磁感应的基本原理和计算方法对于学生将来的科学研究和应用领域都至关重要。
因此,高三物理教学中电磁感应的教学显得尤为重要。
一、教学内容电磁感应是指电流在电磁场中产生电场,使电荷产生位移和电势差的现象,也就是由变化的电场所产生的电动势现象。
电磁感应包括自感现象、互感现象、电磁振荡、变压器、感应电流等多个方面。
在高三物理中主要学习电磁感应的基础知识、电磁感应定律、互感和自感电感、电磁感应的应用等内容。
其中,电磁感应定律是电磁感应的重要基础。
包括了安培环路定理和法拉第电磁感应定律。
安培环路定理表明,在任何物理过程中,沿着一个封闭回路的总电磁动力学作用相等于该封闭回路所包括的面积的变化率和该面积所包含的传导电流的乘积。
而法拉第电磁感应定律则是一个极其重要的公式,是应用最广泛的电磁感应定律。
二、教学重点1.熟练掌握电磁感应定律的两个公式:1)动生电动势E=-ΔΦ/Δt2)静生电动势E=-n·ΔΦ/Δt其中,ΔΦ表示磁通量的变化量,Δt表示时间变化量,n表示匝数比,E表示电动势。
静生电动势和动生电动势的区别在于,静生电动势的电磁感应过程是在磁场恒定的条件下进行的,因此不会产生电流;而动生电动势是在磁场变化的条件下进行的,因此会产生感应电流。
2.掌握互感和自感电感计算公式:1)互感电感L1,2=M1,2/√(L1L2)2)自感电感L=(μ0n^2A)/l其中,M1,2表示物两个线圈之间的互感系数,L1和L2分别表示物两个线圈的自感系数,n表示线圈的匝数,A表示线圈的截面积,μ0表示真空中磁导率,l表示线圈的长度。
三、教学方法1.讲解和实验相结合通过讲解和实验相结合的方法,使学生在适当地理论知识的引导下,能够亲自感受和体验电磁感应的原理和应用。
例如,做出一个电磁铁或者测量电动势的实验,通过实验得到的数据能够进一步加深学生对电磁感应定律的理解。
高三物理电磁感应考点讲解与应对教案一、教学目标:1.掌握电磁感应原理和法拉第电磁感应定律的理论知识;2.理解变化磁通量对电动势的影响,并能够应用法拉第电磁感应定律解决实际问题;3.能够熟练掌握感应电动势的公式、有关知识和计算方法;4.了解具有环路的变化磁通量的电动势;5.了解变压器原理和应用。
二、教学重点:1.电磁感应原理和法拉第电磁感应定律的理论知识;2.变化磁通量对电动势的影响,掌握相应计算方法;3.感应电动势的计算公式及其应用。
三、教学难点:1.理解感应电动势的来源;2.应用法拉第电磁感应定律解决实际问题。
四、教学方法:1.讲解法;2.举例分析;3.练习演算。
五、教学内容:1.电磁感应原理和法拉第电磁感应定律电磁感应现象是当磁场的磁通量发生变化时,在导体中出现感应电动势,它是电磁学的重要现象之一。
弗朗茨·韦伯和约瑟夫·亨利等多位科学家在电磁感应方面做了大量研究,最终证实了这一现象,并提出了完整的电磁感应理论。
法拉第电磁感应定律说明了感应电动势的大小与变化率成正比。
若变化磁通量Φ发生变化,时间为Δt,则感应电动势emf等于变化磁通量Φ的变化率:emf= -dΦ/dt。
其中的负号是因为根据楼恒定定律,感应电动势总是会产生与它形成相反的电流。
2.变化磁通量对电动势的影响当磁通量Φ改变的速度变化时,电动势emf的大小和方向也会改变。
例如,当一个导体在磁场中移动时,磁通量Φ会发生变化,并且将导致感应电动势emf产生。
要计算感应电动势的大小,需要知道变化磁通量Φ的变化率,即dΦ/dt的值。
如果变化越快,emf的幅值也就越大。
换句话说,感应电动势与变化磁通量的速率成正比。
3.感应电动势的计算公式及其应用感应电动势通常由以太极搜索线圈的变化磁通量引起的。
感应电动势的大小可以通过以下公式进行计算:emf= -N(dΦ/dt)。
其中,N是线圈的匝数,dΦ/dt是磁通量的变化率,结果用伏(V)表示。
考查点15 电磁感应►►考点1 电磁感应现象及其应用 A(1)英国物理学家________经过10年的艰苦探索,终于在1831年发现了________现象,进一步揭示了电现象与磁现象之间的密切联系,奏响了电气化时代的序曲.(2)电磁感应现象:闭合电路的________导体在磁场中做________________的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫作电磁感应.由电磁感应产生的电流叫做________电流.(3)电磁感应的产生条件①磁通量:穿过一个________的磁感线的多少.Φ=________.(互相垂直)单位:________.②条件:只要穿过________的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生.【典例1】 在如图所示的匀强磁场中有一闭合矩形导线框,则在图示时刻能产生感应电流的是( )A B C D【解析】 感应电流的产生条件:①电路必须闭合 ②穿过回路的磁通量要发生变化.A 中磁场和线框始终垂直,磁通量不变.C 中线框和磁场平行,磁通量始终为零,也不会产生感应电流.D 中线框和磁场始终垂直,磁通量不变,没有感应电流.【答案】 B【点拨】 感应电流的产生条件:①电路必须闭合 ②穿过回路的磁通量要发生变化,注意分辨线圈和磁感线的方向关系.【变式1】 (2019·江苏真题)如图所示,矩形线框平面与匀强磁场方向垂直,穿过的磁通量为Φ.若线框面积变为原来的12,则磁通量变为( ) A.14ΦB.12Φ C .2Φ D .4Φ【典例2】 如图所示,电流表与螺线管组成闭合电路,以下过程不能使电流表指针偏转的是________,能使电流表指针偏转较大的是________.A .将磁铁插入螺线管的过程中B .磁铁放在螺线管中不动时C .将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中D .将磁铁从螺线管中向上快速拉出的过程中【解析】 只要是线圈中的磁通量不发生变化,回路中无感应电流,指针便不会偏转,在磁铁插入、拉出过程中线圈中的磁通量均发生变化,因此选项A 、C 、D 错误;磁铁放在螺线管中不动时,线圈中的磁通量不发生变化,无感应电流产生,故选项B 正确.在选项D 中磁铁向上快速拉出的过程中,产生的感应电动势较大,因而电流表指针偏转较大.选项D 正确.【答案】 B D【点拨】 判断有无感应电流,主要看是否发生磁通量的变化,而看电流表指针偏转较大,主要是判断由磁通量变化的快慢引起的感应电动势大小,根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与磁通量的变化率有关,E =n ΔΦΔt,磁铁在线圈中快速拉出,磁通量变化率较大,感应电动势大.【变式2】 如图所示为探究产生电磁感应现象条件的实验装置,下列情况中不能..引起电流计指针转动的是( )A .闭合开关瞬间B .断开开关瞬间C .闭合开关后拔出铁芯瞬间D .断开开关使变阻器的滑动头向右移动考点2 电磁感应定律 A法拉第电磁感应定律①电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路________________成正比.②匝数为n 的线圈中产生感应电动势的公式为________.③t 的单位是s ,Φ的单位是________,则E 的单位是________.④单个导体垂直切割磁感线产生的感应电动势的表达式:________________.【典例3】 (2019·江苏真题)1831年________(选填“奥斯特”或“法拉第”)发现了电磁感应现象.大量实验表明,回路中所产生的感应电动势大小与穿过该回路的磁通量的________(选填“变化量”或“变化率”)成正比.【解析】 奥斯特发现的是电流的磁效应,法拉第发现了电磁感应现象,并提出了电磁感应定律,回路中所产生的感应电动势大小与穿过该回路的磁通量的变化率成正比,即表征磁通量的变化快慢.【答案】 法拉第 变化率【变式3】 (2019·泰州模拟)如图所示,将100匝面积为0.1m 2的矩形线圈放置在磁感应强度为0.2T 的匀强磁场中,从图示位置开始,线圈abcd 绕轴OO ′转动90°,用时0.5s ,则穿过线圈磁通量的变化量大小ΔΦ=________Wb ,线圈中产生的平均感应电动势E =________V.【典例4】 (2019·南通模拟)如图为交流发电机原理图,已知两磁极间匀强磁场的磁感应强度为B ,矩形线框的匝数为n ,面积为S ,当线框转到与磁场方向垂直的图示位置时,穿过线框的磁通量为________;若线框从图示位置逆时针转动90°,所用时间为t ,则线框中产生的平均感应电动势为________.【解析】 磁场是N 极指向S 极,线框与磁场方向垂直时,磁通量最大,Φ=BS ,转过90°,磁通量减为零,ΔΦ=BS ,由法拉第电磁感应定律可得:感应电动势E =nΔΦΔt =n BS t . 【答案】 BS n BS t【变式4】 一个100匝线圈置于匀强磁场中,由于磁场变化产生感应电动势大小为10V ,那么以下说法中正确的是( )A .通过该线圈磁通量变化了0.1WbB .通过该线圈磁通量平均变化了10WbC .通过该线圈每一匝线圈平面的磁通量变化率为0.1Wb/sD .通过该线圈每一匝线圈平面的磁通量每秒变化为10Wb考点3 交变电流 A(1)大小、方向随时间做________________的电流叫做交变电流.电流、电压随时间按________规律变化叫做正弦式电流.(2)正弦式电流中的最大值叫做交流的________.交流电完成一次周期性变化的________叫做周期,用字母T 表示,单位________.1s 内周期性变化的________叫做频率,用字母f 表示,单位________.周期和频率的关系是________.(3)交变电流的有效值:①让交流和直流分别通过相同的电阻,如果在相同时间内它们产生的________相等,我们就把直流的值称为交流电流(电压)的有效值.②对于正弦式电流,电流(电压)的最大值(峰值)I m (U m )和有效值I (U )的关系为________________.(4)采用________输电可以减少输电线上电能的损失.(5)变压器:①构造:变压器由一个闭合的________、原线圈、副线圈组成,两个线圈都是由绝缘导线绕制而成的,铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成,变压器是用来改变交流电压或电流的装置.构造及符号如图所示:②理想变压器的电压比与匝数比的关系:U 1表示原线圈两端的交变电压,即输入电压;U 2表示副线圈两端的交变电压,即输出电压,n 1表示原线圈的匝数,n 2表示副线圈的匝数.则n 1、n 2、U 1、U 2的关系可以用公式表示为:________.【典例5】 (2019·盐城模拟)家庭电路的交变电压随时间变化的图象如图所示.由图可知,交变电压的有效值为________V ,频率为________Hz.【解析】 由图象可知,峰值U m =2202V ,正弦交流电的有效值U =U m2=220V ,根据图象可得周期T =0.02s ,f =1T =50Hz ,u =U m sin ωt 可得,ω=2πT=100π rad/s. 【答案】 220 50【点拨】 u =U m sin ωt ,ω=2πT=100π rad/s ,U m 与U 之间,ω与T ,f 之间,对应的关系,才是本节最重要的内容,注意四值问题中每个字母的用法,不要混淆了.小写的u 、i 、e 等表示瞬时值,大写的U 、I 、E 表示有效值,U 、I 、E 上面加一个横线表示平均值,加下标m 表示峰值.【变式5】 (2019·宿迁模拟)如图所示是我国三相交流电的电压图象.根据图象可知,三相交流电电压的有效值是________V ,频率是________Hz.【典例6】 (2019·无锡模拟)如图是一电热水壶的铭牌,由铭牌可知,该电热水壶在额定电压下工作时,所使用的交流电压的最大值为________V ,交流电的周期为________s.【解析】 铭牌上标着的都是有效值,所以U m =2U =2202V ,f =50Hz ,所以T =1f =0.02s.【答案】 220 2 0.02【变式6】 一个电热器接到50V 的直流电源上,发热功率为200W ,如果把它接到正弦式交流电源上使其发热功率也是200W ,则该交流电的电压最大值必须是________V .一个电容器接在交流电路上,击穿与否,取决于交流电压的瞬时值是否超过电容器的耐压值.连接在220V 的正弦交流电源两端的电容器要能正常工作,其耐压值必须大于________V.【典例7】 如图所示为一台理想变压器,初、次级线圈的匝数分别为n 1=400匝,n 2=800匝,连接导线的电阻忽略不计,那么可以确定 ( )A .这是一台降压变压器B .次级线圈两端的电压是初级线圈两端电压的2倍C.通过次级线圈的电流是通过初级线圈电流的2倍D.变压器输出的电功率是输入的电功率的一半【解析】A中初、次级线圈的匝数分别为n1=400匝,n2=800匝,可知,这是一台升压变压器,故A错误;B中由电压与匝数成正比得,次级线圈两端的电压是初级线圈两端电压的2倍.故B正确;C中由电流与匝数成反比得,通过次级线圈的电流是通过初级线圈电流的一半,故C错误;D中理想变压器的输出的电功率与输入的电功率是相等的,故D错误;故选B.【答案】 B【变式7】在变电所,经常要用电表去检测电网上的强电流,使用的仪器是电流互感器,下列图中能正确反应其原理的是( )A B C D考点4电磁波 A(1)英国物理学家________建立完整的电磁场理论并预言电磁波的存在,德国物理学家________用实验证实了电磁波的存在.(2)周期性变化的电场产生________________________;周期性变化的磁场产生________________;周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生,并由近及远传播,形成________.电磁波可以在真空中传播,电磁波在真空中传播的速度为________m/s.(3)电磁波的波长、波速、频率的关系是________.电磁波具有能量,人们利用电磁波中的某个波段制造了________来加热食物.(4)把声音、图象等信号加载到高频电磁波上的过程,称为________,信号的调制方式有________和________两种方式.(5)按电磁波的________或________大小的顺序把它们排列成谱,叫做电磁波谱.按波长由大到小的顺序,它们分别是:无线电波、________、可见光、________、________和________.(6)无线电波:无线电波是波长大于1mm(频率小于300000MHz)的电磁波,无线电波主要用于________和________.在生活和科研上也有着广泛的应用.(7)红外线:①红外线是一种光波,波长比可见光的波长________,比无线电波________.②红外线________引起人的视觉;一切物体都会辐射红外线,热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射________.③红外线的主要作用:红外线遥感、勘测地热、寻找水源、监测森林火灾、预报风暴和寒潮、加热物体.(8)可见光的波长在________之间,能引起人的________.(9)紫外线:紫外线也是不可见光,比可见光的波长短,波长在5nm~400nm之间.紫外线的显著作用是化学作用.紫外线可以灭菌消毒,人体接受适量的紫外线照射,能促进________的吸收.紫外线还有________效应.(10)X射线和γ射线:X射线和γ射线的波长比紫外线________.X射线对生命物质有较强的作用,过量的照射会引起生物体的病变.X射线具有穿透作用,可以用于人体________.γ射线具有更高的能量,在医学上可以用来治疗癌症、探测金属部件内部的________.【典例8】(2019·连云港模拟)移动通讯等都是利用电磁波工作的.电磁波最早是由________(选填“法拉第”或“麦克斯韦”)预言存在并被赫兹用实验证实了的.已知电磁波在空气中的传播速度约为3.0×108 m/s,有一广播电台节目的频率是6.0×105 Hz,该电磁波在空气中的波长约为________m.【解析】麦克斯韦提出变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,由此变化的电场磁场交替产生由近及远地传播出去,形成电磁波,赫兹用实验验证了电磁波的存在.电磁波的速度和频率之间的关系是c =λf 得λ=c f =3×1086×105=5×102m. 【答案】 麦克斯韦 5×102【变式8】 (2019·南通模拟)具有NFC(近距离无线通讯技术)功能的两只手机在间距小于10cm 时可以通过________(选填“声波”或“电磁波”)直接传输信息,其载波频率为1.4×107 Hz ,电磁波在空气中的传播速度为3.0×108 m/s ,则该载波的波长为________m(保留2位有效数字).【典例9】 在下列各种光中,波长最短的是( )A .红外线B .红光C .紫光D .绿光【解析】 波长由长到短的排列顺序是:无线电波-红外线-可见光(红橙黄绿青蓝紫)-紫外线-X 射线(伦琴射线)-γ射线,频率正相反,γ射线的频率最大,能量最强,所以穿透力最强.【答案】 C【点拨】 电磁波的传播速度都是光速c ,因此,波长长的,频率小,波长短的,频率大.这就要求记住电磁波谱.【变式9】 关于电磁波,下列说法中正确的是( )A .电磁波与机械波一样均不能在真空中传播B .电磁波的传播实际上也伴随着电磁能的传播C .微波炉中的微波是一种高频率的电磁波,本身没有能量,但能产生热量D .微波炉中的微波是一种低频率的电磁波,本身具有能量,但不能产生热量【典例10】 验钞机发出的光能使钞票上的荧光物质发光,用遥控器发出的光束来控制电视机、空调等家电.对于它们发出的光,下列判断正确的是( )A .它们发出的都是红外线B .它们发出的都是紫外线C .验钞机发出的是红外线,遥控器发出的是紫外线D .验钞机发出的是紫外线,遥控器发出的是红外线【解析】 紫外线有很强的荧光效应,能使荧光物体发光,故验钞机发出的是紫外线;而红外线的波长比可见光长,容易绕过障碍物,衍射现象明显,可以很方便地遥控家用电器.【答案】 D【变式10】 (2019·徐州模拟)1886年德国科学家赫兹用实验证实了电磁波的存在.不同频率的电磁波在真空中的传播速度________(选填“不同”或“相同”),在机场等处常用________(选填“红外线”或“X 射线”)进行安全检查.►随堂练习第1题图1.如图所示,在下列四种情况中穿过线圈的磁通量不发生变化的是( )A .导线中的电流I 增加B .线圈向下平动C .线圈向右平动D .线圈向左平动2.一个闭合线圈放在变化的磁场中,线圈产生的感应电动势为E .若仅将线圈匝数增加为原来的2倍,则线圈产生的感应电动势变为( )A .2EB .E C.E 2D.E 43.如图所示,属于交变电流的是( )A B C D。