鲁科版高二物理选修3-2全册课件【完整版】

与负载相连的线圈叫 副线圈 或次级线圈．原线圈两端的电
课
前 自
压叫 输入电压 ，副线圈两端的电压叫 输出电压
．
课 时
主
作
导 学
③种类：变压器分为 升压 变压器和 降压 变压器两种． 业
菜单
LK ·物理 选修3-2
教
课
学
堂
教 法
(2)变压器的工作原理
互 动
分 析
当原线圈两端加上交变电压时，就有 交变电流 通过原
课
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
LK ·物理 选修3-2
教
课
学
堂
教 法
1．理想变压器的特点
互 动
分 析
探
(1)没有漏磁，即通过原、副线圈的每一匝的磁通量都一 究
样．
教 学
(2)原、副线圈没有电阻，即忽略原副线圈中的焦耳热损
当 堂
方
双
案 设
耗(铜损)．
基 达
计
标
(3)铁芯中无磁损耗，也不产生涡流．
(4)理想变压器是一种理想化模型．
课 前 自 主 导 学
菜单
LK ·物理 选修3-2
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
LK ·物理 选修3-2
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
LK ·物理 选修3-2

实验现象 (有无电流)
分析论证
N极插入线圈
有
N极停在线圈中 无
线圈中的磁场
N极从线圈中抽 出
有
变化时，线圈 中有感应电流;
S极插入线圈
有
线圈中的磁场
S极停在线圈中
无
不变时，线圈
S极从线圈中抽 出
有
中无感应电流
3.模拟法拉第的实验
实验现象
实验操作
(线圈B中 分析论证
有无电流)
开关闭合瞬间
有
线圈B中磁
二、科学探究——感应电流产生的条件 1.探究导体棒在磁场中运动是否产生电流
实验操作
实验现象 (有无电流)
分析论证
导体棒静止
无
闭合电路包围
导体棒平行 磁感线运动
无
的面积变化时, 电路中有电流
产生；包围的
导体棒切割 磁感线运动
有
面积不变时， 电路中无电流
产生
2.探究磁铁在螺线管中运动是否产生电流
实验操作
高中物理课件
（金戈铁骑 整理制作）
第1章 电磁感应
第1章 电磁感应
第1节 磁生电的探索
目标导航 1.了解电磁感应现象的探索过程，体会人类 探索自然规律的科学态度和科学精神． 2．知道什么是电磁感应现象，理解感应电 流产生的条件．(重点＋难点) 3．通过实验与探究，体验科学家探索自然 规律的科学态度和科学精神．(重点)
(3)磁通量虽然是标量，却有正、负之分． 求磁通量时要按代数和的方法求总的磁通量( 穿过平面的磁感线的净条数)．如图甲所示， 有两个环a和b，其面积Sa<Sb，它们套在同一 磁铁的中央，试比较穿过环a、b的磁通量的 大小．
我们若从上往下看，则穿过环a、b的磁感线 如图乙所示，磁感线有进有出，相互抵消后, 即Φa＝Φa出－Φa进，Φb＝Φb出－Φb进，因Φa出 ＝Φb出，Φa进<Φb进，所以Φa出－Φa进>Φb出－ Φb进，即Φa>Φb.

A.将力学量(如形变量)转变成电学量 B.将热学量转变成电学量 C.将光学量转变成电学量 D.将电学量转变成力学量 【解析】选D。传感器一定是通过非电学量转换成电学 量来传递信号的,D正确。
2.已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小,有磁场时电阻 变大,并且磁场越强阻值越大。为探测磁场的有无,利 用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示的电路,电源的 电动势E和内阻r不变,在没有磁场时调节变阻器R使电 灯L正常发光,若探测装置从无磁场区进入强磁场区。 则( )
与零刻度在中央的灵敏电流表和电源串联成闭合电
路①，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏
转②。当待测压力增大时③（
）
世纪金榜导学号
A.电容器的电容将减小 B.灵敏电流表指针在正中央零刻度处 C.灵敏电流表指针向左偏转 D.灵敏电流表指针向右偏转
【审题关键】
Байду номын сангаас
序号 ① ② ③
信息提取 电容器两端保持电压不变 说明了电流方向的判断标准 电压增大,两极板的间距变小
【核心归纳】 传感器的工作原理: 传感器感受的通常是非电学量,如力、温度、光、声、 位移、浓度、速度、酸碱度等,而输出的通常是电学量, 如电压、电流、电荷量等。这些输出的信号是非常微 弱的,通常需要经过放大后,再送给控制系统产生各种 控制动作。
考查角度2 传感器的构成及作用 【典例2】传感器是一种采集信息的重要器件。如图所 示为测定压力的电容式传感器,A为固定电极,B为可动 电极,组成一个电容大小可变的电容器。可动电极两端 固定,当待测压力施加在可动电极上时,可动电极发生 形变,从而改变了电容器的电容。现将此电容式传感器
新版鲁科版高中物理选修3-2精品课件
第5章 传感器及其应用

3.U2由U1和匝数比决定；
U2＝n2/n1·U1
4.I2由U2和负载决定； I2＝U2／R
5.I1由I2和匝数比决定；
I1＝n2/n1·I2
I1
n1 U1
I2
n2 U2
R
四、几种常用变压器
问题：有没有只用一组线圈来实现 变压的变压器？
四、几种常用变压器
1.自耦变压器
P
U1 A B
自耦变压器的原副 线圈共用一个线圈
场能（变化的磁场）再到电能
（U2、I2）转化。
∽ U1
原 线 圈
n1
n2
铁芯
U2
∽
副 线 圈
互感现象：在原副线圈中由于有交变电流而发生的互 相感应现象。
二、变压器的工作原理
理想变压器
无磁损 无铁损 无铜损
1
关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是( ) A．通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变 B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等 理想变压器无漏磁 C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势
由U1∶U2＝n1∶n2 得U1＝110V
I2＝P/U2＝0.1A 又I1∶I2＝n2∶n1
得I1＝0.2A
1.变压器的结构和工作原理 2.理想变压器的理想化模型及功率传输规律 3.理想变压器的变压和变流规律
变压器就是改变交流电压的设备
几种常见的变压器
一、变压器的结构
一、变压器的结构
构造：
（1）闭合铁芯（绝缘硅钢片叠合 而成）
（2）原线圈（初级线圈）：其匝 数用n1表示
（3）副线圈（次级线圈）：其匝 数用n2表示
原∽ U1 线 圈
（4）输入电压：U1;输出电压：U2.

V=0.4 V
W=9.6×10-3 W。
(2)电容 C 上电压 UC=������������2 =IR2=0.24 V -6 -6 电容器所带电容量 Q=CUC=30×10 ×0.24 C=7.2×10 C 开关 S 断开后,电容 C 通过 R2 放电,通过 R2 的电荷量为 7.2×10-6 C。 【答案】(1)9.6×10 W (2)7.2×10 C
【解析】由图象中图线的斜率大小可进行比较。在 10~12 s 以 及 12~15 s 内图线的斜率相同,而且是 0~15 s 时间内斜率最大的, 所以这两段时间内产生的感应电动势最大。 【答案】C
3.如图所示,平行金属导轨的间距为 d,一端跨接一阻值为 R 的 电阻,匀强磁场的磁感应强度为 B,方向垂直于 平行轨道所在平面。一根长直金属棒与轨道成 60°角放置,且接触良好,则当金属棒以垂直于 棒的恒定速度 v 沿金属轨道滑行时,其他电阻 不计,电阻 R 中的电流大小为( )。 A. B. C.
1 2 1 【解析】 方法一 在 t 时间内,半径扫过的面积ΔS= θR = ωtR2。 2 2 1 ������������ 1 回路中的磁通量变化ΔΦ=BΔS= BωtR2,代入公式 E= ,得 E= BωR2。 2 ������������ 2 1 方法二 切割半径中点的线速度 v=2ωR,即可看成半径为 R 的
������������������ ������������������������ 60 ° ������������������ ������
������������������������������������ 60 ° ������ ������������������������������������ 60 ° D. ������

2.电磁感应现象和感应电流 (1)十年磨一剑,英国物理学家②法拉第于 1831 年终于发现了 “磁生电”现象的存在,并把这些现象叫作“电磁感应”。由电磁感 应现象产生的电流叫③感应电流。 (2)电磁感应现象发现的意义:电磁感应现象的发现使人们找到 了④磁生电的条件,进一步提示了电和磁的内在联系,引领人类社会 进入电气时代。 3.感应电流产生的条件:穿过闭合电路的⑤磁通量发生变化。
导入新课:某同学正在观看世界杯足球赛,德国队前锋球员一个 虚晃过了对方后卫,一脚攻门,只见足球在空中划出一条优美的弧线 奔球门死角而去,该同学绷紧了神经瞪大了眼睛,正值球将进未进之 际,突然眼前一黑——停电了! 生活中我们能离开电吗?电从何而 来?
1.1820 年,丹麦物理学家①奥斯特从实验中发现了电流的 磁效应,拉开了研究电与磁相互关系的序幕。 电流磁效应的发现给人 的启示:既然电能够产生磁,反过来利用磁能否获得电?
4.磁通量 (1)定义:设在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,若有一个与磁场 方向垂直的线框平面,面积为 S,我们就把⑥B 与 S 的乘积叫作穿过这 个面积的磁通量。也可以形象地认为磁通量就是穿过这一线框面积 的⑦磁感线的条数。
(2)若磁感应强度为 B 的匀强磁场方向与面积为 S 的线框平面夹 角为θ,如图所示,则穿过这一线框的磁通量的表达式Φ=⑧BSsin θ;若磁场方向与线框平面平行,则穿过这一线框的磁通量Φ=⑨ 0 。 (3)在国际单位制中,磁通量的单位是⑩韦伯(Wb)。
【答案】C
3.(多选)如图所示,竖直放置的长直导线通以恒定的电流,有一 矩形线框与导线在同一平面内,在下列情况中线圈能产生感应电流 的是( )。 A.导线中电流变大 B.线框向下平动 C.线框向右平动 D.线框以导线 AB 为轴转动

第1章 电磁感应
最新鲁科版高二物理选修3-2电子 课本课件【全册】
最新鲁科版高二物理选修3-2电子 课本课件பைடு நூலகம்全册】目录
0002页 0004页 0034页 0146页 0184页 0266页 0346页 0393页 0520页 0567页 0614页 0650页 0722页 0830页
第1章 电磁感应 第1节 磁生电的探索 第3节 电磁感应定律的应用 导入 奇异的电火花 第2节 自感 专题探究 电磁感应的实验与调研 导入 两种电源 第2节 交变电流是怎样产生的 第4章 远距离输电 第1节 三相交变电流 第3节 电能的远距离传输 第5章 传感器及其应用 第1节 揭开传感器的面纱 第3节 大显身手的传感器

或拔出螺线管．实验操作及现象如下：
图2
实验操作
实验现象
(有无电流) 有 无 有
实验探究结论
N极插入线圈
N极停在线圈中
将磁铁插入或拔出螺线管时，通
N极从线圈中抽出
S极插入线圈 S极停在线圈中 S极从线圈中抽出
有 无 有
过螺线管闭合回路的磁场发生变 化，引起 磁通量发生变化，有
感应电流产生
3.如图3所示，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的
两端连到电流表上，把线圈 A装在线圈B的里面．实验操作及现
象如下：
图3
实验操作
实验现象(线圈B 中有无电流)
实验探究结论 导体、磁场都没有发生相对
开关闭合瞬间 开关断开瞬间
开关闭合时，滑动变 阻器不动 开关闭合时，迅速移
有 有 无 有
运动，但螺线管A中的电流发
生变化时，引起穿过螺线管B 的 磁通量发生变化 ，闭合 螺线管B中有感应电流产生
巩固·应用·反馈
一、电磁感应的探索历程
1．电生磁：1820年，丹麦物理学家 奥斯特
效应．
发现了电流的磁
2．磁生电：1821年， 法拉第 开始了磁生电的研究.1831年，他 终于悟出了磁生电的基本原理，进一步揭示了 电和磁 的内在 联系．
二、科学探究——感应电流产生的条件
1．导体棒在磁场中运动
如图1所示，将可移动导体AB放置在磁场中，并和电流表组成闭
置开始至bc边到达直导线位置，穿过线框的磁通量逐渐增大．第 二阶段，从bc边抵达直导线处开始至ad边到达直导线为止，由于 向外的磁感线逐渐减少，向里的磁感线逐渐增多，所以穿过线框 的总磁通量先减少 ( 当 ab 、 dc 两边中点连线与直导线重合时，磁 通量为零 ) 后增大．第三阶段，从 ad 边离开直导线向右运动开始 至线框抵达虚线位置为止，穿过线框的磁通量逐渐减少．

甲 (1)若传感器 a 的示数为 14 N,b 的示数为 6.0 N,求此时汽车的 加速度和方向。 (2)当汽车以怎样的加速度运动时,传感器 a 的示数为零?
乙
【解析】 (1)如图乙所示,左侧弹簧对滑块水平向右的推力 F1=14 N,右侧弹簧对滑块水平向左的推力 F2=6.0 N,滑块所受合力产生加速 2 度 a1,由牛顿第二定律得:F1-F2=ma1,所以 a1=4 m/s ,方向水平向右。 (2)传感器 a 的示数恰为零,即左侧弹簧的弹力 F1'=0,所以右测 弹簧的弹力变为:F2'=20 N,由牛顿第二定律有:F2'=ma2,所以 a2=10 m/s2,方向水平向左。 2 【答案】(1)a1=4 m/s ,方向水平向右 2 (2)a2=10 m/s ,方向水平向左
【解析】接入电阻时,电流不随时间而变化,A 项错误;接入线圈 时,由于线圈的自感作用,电流会逐渐增大到稳定值,C 项错误,D 项 正确;接入电容器时,电容器获得瞬间放电电流,然后减为零,所以 B 项错误。 【答案】D
3.有一种先进的汽车制动装置(ABS),可保证车轮在制动时不被 抱死,仍有一定的滚动。图示是这种装置的某一环节原理示意图。铁 齿轮 P 与车轮同步转动,右端有一个绕有线圈的磁铁 Q, 是一个电流 检测器。刹车时,磁铁与齿轮相互转动时,由于 a 齿轮在经过磁铁的过程中被 磁化,引起 中有感应电流,其方向是( )。
拓展一:传感器的综合应用 1.用如图甲所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直 线运动时的加速度。该装置是在矩形箱子的前后壁上各安装一个压 力传感器。用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为 2.0 kg 的滑块,滑 块可无摩擦地滑动,两弹簧的另一端分别压在传感器 a、 b 上,其压力 大小可以直接从传感器的液晶显示屏上读出。现将装置沿运动方向 固定在汽车上,传感器 b 在前,a 在后。汽车静止时,传感器 a、b 的 示数均为 10 N。(取 g=10 m/s2)

应强度B＝0.5 T，方向垂直线圈平面向里，磁 场区域的宽度为h＝l＝0.20 m．砝码从某一位 置下降，使ab边进入磁场开 始做匀速运动．求线圈做匀
速运动的速度大小．
【精讲精析】
该题的研究对象为线圈，线
圈在匀速上升时受到的安培力 F 安、 绳子的拉 力 F 和重力 m1g 相互平衡，即 F＝ F 安＋ m1g 砝码受力也平衡 F＝ m2g 线圈匀速上升，在线圈中产生的感应电流 Blv I＝ R
2.电磁感应力学问题中，要抓好受力情况， 运动情况的动态分析，导体运动产生感应电 动势→感应电流→通电导体受安培力→合外 力变化→加速度变化→速度变化→周而复始 地循环，循环结束时，加速度等于零，导体
达到稳定运动状态，速度v达到最大值．
(1)平衡类
解决平衡类问题的基本方法是： ①确定研究对象，进行受力分析；②根据平 衡条件建立方程；③结合电磁感应定律求解 具体问题．
本章优化总结
知识体系构建
专题归纳整合
专题一 电磁感应中的图象问题
电磁感应过程中涉及到的图象问题往往是：
磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势e、感 应电流i随时间变化的图象，即B－t图象、Φ
－t图象、e－t图象、i－t图象，还有导体切
割磁感线产生感应电流与位移间的关系图象i －x图象，导体棒运动的速度随时间变化图
因此线圈受到向下的安培力 F 安＝ BIl （m2－m1）gR 联立解得 v＝ ， B2l2 代入数据得 v＝6 m/s.
【答案】
6 m/s
专题三
电磁感应中的能量转化问题
电磁感应过程中往往伴随着能量的转化，从功
和能的角度入手分析电磁感应过程中的能量转
化关系，是解决能量转化问题的重要途径．安 培力做功和电能的变化具有特定的对应关系， “外力”克服安培力做多少功，就有多少其他 形式的能转化为电能．安培力做功的过程，是

2．固定在匀强磁场中的正方形导
线框 abcd，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
图1－2－4
一段与 ab 段的材料、粗细、长度均相同的电阻丝 PQ 架在导
线框上，如图 1－2－4 所示。若 PQ 以恒定的速度 v 从 ad 滑
[答案]
Bπrv (1) 2R
4B2r2v (2) R
2BrvR (3) R＋r0
(1)电磁感应现象中通过导体横截面的电荷量 q＝nΔRΦ (可用 q＝－I ·t＝nΔΔtΦRΔt 推得 q＝nΔRΦ)。
(2)求瞬时感应电动势选择 E＝Blv；求平均感应电动势 选择 E＝nΔΔΦt 。
1．(对应要点一)闭合回路的磁通量Φ随时间t变化图像分 别如图1－2－6①～④所示，关于回路中产生的感应 电动势的下列论述，其中正确的是( )
联系 导出来 (2)整个回路的感应电动势为零时，回路中某段
导体的感应电动势不一定为零
3．如图1－2－5所示，半径为r的圆形导轨处在垂直于圆 平面的匀强磁场中，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向 里。一根长度略大于2r的导线MN以速度v在圆导轨上无摩 擦地自左端匀速滑动到右端，电路的固定电阻为R，其余 电阻忽略不计。试求：
[解析] 由法拉第电磁感应定律(设原来的磁感应强度 和面积分别为 B0、S0)有：
S0 E1＝ΔΔBt S0＝B10Ss0，E2＝2B0ΔΔSt ＝2B012s＝B10Ss0， 故 E1＝E2。故选 B。 [答案] B
因引起磁通量变化的方式不同，公式 E＝nΔΔΦt 的应用一 般有两种情况：
(1)磁感应强度 B 不变，垂直于磁场的回路面积发生变 化：ΔS＝|S2－S1|，此时 E＝nBΔΔSt ；

专题一
专题二
专题三
专题一 电磁感应电路中电荷量的计算
根据法拉第电磁感应定律,在电磁感应现象中,只要穿过闭合电路的磁通量发生 变化,闭合电路中就会产生感应电流。设在时间Δt内通过导线截面的电荷量为q,
������Δ������ ������ 及法拉第电磁感应定律 ,得 Δ������ Δ������
专题一
专题二
专题三
例题1如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从如图所示的位置匀速
拉出匀强磁场。若第一次用时0.3 s拉出,外力所做的功为W1,通过导线截面的电荷 量为q1;第二次用时0.9 s拉出,外力所做的功为W2,通过导线截面的电荷量为q2,则 ( )
A.W1<W2,q1<q2 B.W1<W2,q1=q2 C.W1>W2,q1=q2 D.W1>W2,q1>q2
������ ������
=( )T/s ,求磁场变化的过程中L1的功率。
π
4
专题一
专题二
专题三
解析:(1)棒滑过圆环直径O×0.8×5 V=0.8 V 等效电路如图所示,
流过灯L1的电流I1=
������1 ������
=
0.8 2
A =0.4 A。
好准备。
3.利用电路规律求解 主要是欧姆定律、串并联电路、电功。
专题一
专题二
专题三
例题2
如图所示,半径为a的圆形区域内有匀强磁场,磁感应强度B=0.2 T,磁场方向垂直
纸面向里,半径为b的金属圆环与磁场同心放置,磁场与环面垂直,其中a=0.4 m,b=0.6
m。金属环上分别接有灯L1、L2,两灯的电阻均为R=2 Ω 。一金属棒MN与金属环接 触良好,棒与环的电阻均不计。 (1)若棒以v0=5 m/s的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径OO'的瞬间,MN 中的电动势和流过L1的电流。 (2)撤去中间的金属棒MN,将右面的半圆环OL2O'以OO'为轴向上翻转90°,若此时 开始磁场随时间均匀变化,其变化率为

(2)前5 s内的感应电动势. 解析 前5秒内磁通量的变化ΔΦ′＝Φ2′－Φ1′＝S(B2′－B1′) ＝200×10－4×(0.2－0.2)Wb＝0
ΔΦ′ 由法拉第电磁感应定律 E′＝n ＝0 Δt
答案 0
针对训练1
如图5所示，一两端闭合的正方形线圈共有 n＝10匝，
每边长L＝10 cm，所用导线每米长的阻值R0＝2 Ω，一个范围较
3.E的意义不同 E＝n
ΔΦ ΔΦ 求得的是一般平均感应电动势，但当Δt→0时，E＝n Δt Δt
第1章——
第2讲
目标定位
感应电动势与电磁感应定律
1.理解感应电动势的概念.2.理解感应电动势的大小与磁通量变化 率的关系，掌握法拉第电磁感应定律及其应用.3.知道公式E＝
Blvsin θ的推导过程，知道它的适用情况，并会进行有关计算．
1 预习导学 2 课堂讲义 3 对点练习
梳理·识记·点拨
理解·深化·探究
大的匀强磁场与线圈平面垂直，当磁场以0.5 T/s均匀增大时，在
线圈导线中的电流有多大？
图5
解析 根据法拉第电磁感应定律：
ΔΦ 2 ΔB E＝n ＝nL .线圈的电阻：R＝n· 4LR0 Δt Δt
据闭合电路欧姆定律：
nL E Δt L ΔB 0.1 I＝ ＝ ＝ · ＝ ×0.5 A＝6.25×10－3A. R n· 4LR0 4R0 Δt 4×2
(2)感应电动势的产生与电路是否闭合、电路如何组成 无关 (填 “有关”或“无关”)，感应电动势比感应电流更能反映电磁感 应现象的本质．
3．探究影响感应电动势大小的因素
在上一节的实验三中，如图1所示，用不同速度移动滑动变阻器 的滑片，快速移动滑片时，电流表指针摆动幅度 大 ，缓慢移 动滑片时电流表指针摆动幅度 小 (填“大”或“小”)．