2017秋高中物理粤教版选修1-1课件：2-3电磁感应现象的应用 精品

传感器是指这样一类元件：它能感受例如力、温度、 光、声、化学成分等非电学量，并能把它们转换成电压、 电流等电学量，或转换为电路的通断。从而能方便地进 行测量、传输、处理和控制。
演示实验2:
观察的现象是： 温度升高到一定程度 就会发出报警声。
分组探究：
将一只光敏电阻接到多用电表的两端，电 表置于倍率为100的欧姆档，在室内自然光的照 射下，电阻值约有多大？用手掌遮光时电阻值又 是多少？用强光直接照射呢？ 结论：
红外线反射型检测传感器
它能够以非接触的形式检测出前方一定范围内的人体或物体， 并转换成高电平信号输出，可广泛应用于各种自动检测，自动报 警和自动控制等装置中。如：光电计数器，接近式照明开关，自 动干手器，自控水龙头，感应门铃，倒车告警电路，自动取款机 的保护玻璃控制器等。
惯 性 导 航 系 统
ABS防抱死制动系统
测温仪 ——温度传感器的应用
将微机辅助实验系统所配的温度传感器与计算机连接，可 以实现数据采集、处理、画图的智能化功能。
鼠标器 ——光传感器的应用
鼠标中的红外接收管就是光传感器。鼠标移动时，滚球带动 x、y 方向两个码盘转动，红外管接收到一个个红外线脉冲。计算机分别统 计 x、y 两个方向上的脉冲信号，就能确定鼠标的位置。
传感器及其应用
演示实验1：
小盒子 A 的侧面露出一个小 灯泡，盒外没有开关。 观察：磁铁 B 放到盒子上面 灯泡 _____ ，把磁铁移走，灯泡
____。
思考：盒子里有什么装置？
人获取外界信息
机械自动化设备获气体传感器 声音传感器 味传感器
嗅觉
听觉 味觉
触觉
温度传感器 压力传感器
要完成以下工作，你认为要用什么传感 器？

高中物理课件
灿若寒星整理，膜片后的线圈就跟着振 动，从而使处于永磁体磁场的线圈切割磁感线，穿过线圈的磁 通量变化，产生感应电流，从而将声音信号转化为电信号．可 见这是利用了电磁感应原理，故只有B正确．
答案：B
【触类旁通】
1．现代城市道路两旁的路灯是采用自动控制的，当自然光
的亮度低于某个值时路灯能自动点亮，当自然光的亮度高于某
个值时，路灯能自动熄灭，是因为在路灯自动控制电路中采用
了下列哪种传感器( C ) A．温度传感器
B．压力传感器
C．光传感器
D．声音传感器

二、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 这就是法拉第 ____________________________________. 电磁感应定律.
1．磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率的区 别
磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率意义是不
同的，具体分析如下： (1)磁通量Φ：磁感应强度与垂直磁场方感线的 条数有关．
(2)磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1，磁通量很大，磁
通量的变化量不一定大，磁通量很小，磁通量的变化量也 不一定小．
(3)磁通量的变化率 ΔΦ 反映磁通量变化的快慢，它 既不表示磁通量的大小，也不表示磁通量变化的多少，它 们的区别类似于力学中的v、Δv和a＝ Δv的区别． Δt 2．磁通量变化快慢的描述方法
一. 1.将一磁铁缓慢或者迅速地插到闭合线圈中的相同位置 C A. B. C. D. 解析：一条形磁铁插入同一个闭合线圈，闭合线圈中磁 通量的变化量相同，第一次快插所用的时间少，磁通量 变化快，磁通量的变化率大，所以产生的感应电动势大， 感应电流也大，因此A、B、D选项错误，C选项正确.
2.两个匝数不相同的线圈绕在同一个圆筒上，它们的匝 数n1>n2.当一个条形磁体穿过圆筒时，哪个线圈产生的 A A .匝数为n1
8.关于闭合电路中的感应电动势E、磁通量Φ、磁通量的变化 量ΔΦ及磁通量的变化率ΔΦ/Δt之间的关系，下列说法中正确
Δt
在相同的时间内磁通量的变化量越大，磁通量的变化
越快；如果有相同的磁通量变化，时间越短，磁通量的变
化越快．
正确区分ΔΦ、ΔΦ/Δt及Φ的关系 当螺旋管中的磁通量变化所用时间相同时，磁通量
变化越大，即ΔΦ与Δt的比值大，当螺旋管中的磁通量变

磁通量变化较快，所以感应电动势较大；而闭合电路电阻相同，所以感应电流 也较大，故 B 正确．若 S 断开，虽然电路不闭合，没有感应电流，但感应电动 势仍存在，所以 C 错误．
【答案】 B
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电磁感应现象的应用
[先填空] 1．变压器 (1)作用：变压器是把交流电的电压_升__高__或__者__降__低__的装置． (2)构造：原__线__圈__(_初__级__线__圈__)、副__线__圈__(_次__级__线__圈__)、闭合铁芯．
应电动势的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率ΔΔΦt ，与磁通量 Φ、磁通量
的变化量Δ Φ 的大小没有直接的联系．
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1．下列关于电磁感应的说法中，正确的是( ) A．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 B．穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零 C．穿过线圈的磁通量的变化量越大，感应电动势越大 D．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大
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ΔΦ
【解析】 Δt 越大，表示磁通量变化越快，感应电动势越大． 【答案】 D
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2．(多选)如图 2-2-1 所示，在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向 与导轨平面垂直．导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒 ab、cd，与导轨接 触良好．这两条金属棒 ab、cd 的运动速度分别是 v1、v2，若“井”字形回路中 有感应电流通过，则可能( )
时，Φ 最大时，ΔΔΦt ＝0，反之，当 Φ 为零时，ΔΔΦt 最大．
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2．电磁感应定律 (1)产生感应电动势的条件 只要穿过某个电路的磁通量发生变化，就会产生感应电动势，产生感应电

2．ABS系统的轮速传感器是通过___电__磁__感__应__现__象___测量 车轮的转速的．
2．防抱死制动系统的主要作用是为制动系统提供足够大却 又不至于把车轮抱死的制动力，有效避免了前轮丧失转动功能 和后轮侧滑的现象．
3．电磁感应原理还有很多应用，如发电机、电话、录音机、 漏电保护开关、磁悬浮列车、电磁炉等．
Байду номын сангаас
【例1】如图2－3－3所示变压器的线圈匝数比为2∶1，初
级线圈接上电压为3V的干电池．则以下判断中正确的是(
)
图2－3－3 A．次级电压是1.5V B．次级电压为0V C．通过副线圈的磁通量是个变量 D．通过副线圈的磁通量为零
解析：接干电池使得初级线圈上的电流为恒定电流，故激 发出的是恒定的磁场，对于副线圈，磁感应强度B不变，线圈 面积S不变，故副线圈的磁通量Φ＝BS是个固定值，所以C、 D错，而产生感应电动势的条件是：穿过电路的磁通量要变化， 所以A错，B正确．
高中物理课件
灿若寒星整理制作
第三节电磁感应现象的应用
1．把交流电的电压__升__高___或__降__低___的装置叫做变压器， 它是根据__电__磁__感__应___的原理制成的． 2．变压器由_____闭__合__的__铁和芯_____绕__在__铁__芯__上__的__两__个_组线成圈的． 3．变压器的线圈由_______绝__缘__导__绕线成，与_____电连源接的称为 原线圈(又称为__初__级___线__圈_____)，与_负__载___相连的称为副线圈(又称 为__次__级___线__圈____)．
答案：B
【触类旁通】 1．理想变压器在正常工作时，原、副线圈中不相同的物理 量是( D )
A．每匝线圈中磁通量的变化率 B．交变电流的频率 C．原线圈的输入功率，副线圈的输出功率 D．原、副线圈中的感应电动势

A＝200 A，
损失热功率 P 热＝I2·R＝2002×10 W＝400 000 W＝400
kW，
当
U＝50
kV
时，I＝PU送＝1
000×103 50×103
A＝20 A，损失热功
率 P 热＝I2R＝202×10 W＝4 kW.
答案 400 kW 4 kW
电压之比 与副线圈的____________． 4．升如压果变n压2＞器n1，则U2＞U1，变压器属于________________； 降如压果变n压2＜器n1，则U2＜U1，变压器属于______________．
配粤教版 物理 选修1-1
二、汽车防抱死制动系统(ABS) 1．发在生汽严车重紧的急交刹通车事时故，．如果汽车被制动装置______抱，死可能会 2．ABS系统由______________、电子控制模块和电磁阀组成；
同，选项 C 对，由 E＝nΔΔΦt ，可知 D 错． 答案 AC
配粤教版 物理 选修1-1
变压器工作规律的定量运用
【例 2】 如图 2－3－1 所示，一理想变压器原、副线圈匝
数之比 n1∶n2＝10∶1，在原线圈 ab 两端加上电压为 220 2 sin100πtV 的正弦交变电流．当原线圈中 ab 两端的电压为 100 V
答案 C
配粤教版 物理 选修1-1
远距离输电的能量损失 【例3】 一台发电机，输出的功率为1 000 kW，输电线电阻为
10 Ω.当发电机接到输电线路上的电压分别为5 kV、50 kV时， 求导线损失的热功率．
配粤教版 物理 选修1-1
解析
由
P
送＝UI
知，当
U＝5
kV
时，I＝PU送＝1

6．同步通信卫星当作电磁波的中继站，大大增加了信号
的覆盖面积．理论计算表明，只要___三_____颗通信卫星，视频 栏
信号便几乎可以覆盖整个地球表面．
目
链
接
二、雷达
雷达是利用 ___电__磁__波_____进行______测__距______和 ________定__位________的仪器．
雷达的工作原理：雷达是利用电磁波遇到障碍物质发生反射栏
4．无线电波中的中__波__和__短__波__在技术上是最容易实现的，
它们载送声音的方式也是比较简单的__调__幅____方式，所以最初
的无线电广播是中波和短波调幅广播两种方式．中波可沿着
__地__球__表__面__传播(地波)，如果功率较大，能够覆盖半径为100多
千米的地区，也可依靠地球外层空间的__电__离__层__反__射(天波)，有
到通话对方送来的信息．移动通信的过程如下图所示．
栏
目
链
接
例1 (单选)下列说法不正确的是( )
A．电磁波是一种信息运载工具
B．飞机导航可以通过无线电波实现
C．电磁波是人眼能看得见的一种物质
栏
目
D．我们生活的空间充满着电磁波
链
接
解析：电磁波可以携带信息，是一种信息运载工具，故A
正确；飞机是通过雷达发射的无线电波来导航的，故B正确；
栏
目
链
接
栏 目 链 接
一、无线电广播
1．变化的电场和变__化__的__磁__场__总是交替产生，并且由发生区
பைடு நூலகம்
域向周围空间传播，这种由近及远的电磁场的传播就是
_电__磁__波___．其速度与___光__速___相同，为_____3_×__1_0_8_m__/_s ____．

小法拉第5岁那年，父亲送他去附近学校上小学.学 校老师本来就是个势利的小人，对穷得叮当响的小法拉 第只有白眼相加，加之小法拉第小时候讲话有点结巴更 常遭到老师的鞭打.在小学二年级时，小法拉第实在忍 无可忍，一气之下离开了学校，从此再也没有走进校门. 回家后，小法拉第就开始帮助父亲干些杂活，帮母亲照 看小妹妹.他几乎没有从学校学到什么知识，用他自己 的话讲，他在学校只学到一点点“读、写、算的启蒙教 育”. 之后，他们家搬到伦敦去住.可家庭的变迁并没 有给全家带来好运，全家仍过着缺吃少穿的日子.每周， 母亲只分给法拉第一条面包.为了避免挨饿，法拉第把 一条面包分成14小块，每天吃两小块，过着不饥不饱的 生活.12岁那年，父亲把他送到一家订书铺去当学徒， 从此法拉第开始在书的海洋中寻求知识了.他利用一切 空余时间如饥似渴地读书，凡是能拿到手的书，他都认
真阅读，尤其酷爱科学书籍.七年的徒工，使他比别人七 年学校所学到的知识还要多. 这以后，法拉第遇到了当时的著名化学家戴维.在他的引 导与帮助下，法拉第一步步迈进了科学的殿堂，终于发 现了电磁感应定律等许多电学规律，成为近代物理学上 的一颗灿烂的明珠。
一. 1. D
A. B.
C. D.
导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电 闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定 穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产
1．1820年丹麦物理学家奥斯特发现通电导线周围存在 磁场，我们今天称之为________．英国物理学家法拉第在 1831年发现磁场可以产生感应电流，这就是________．
2．磁场产生电流的条件是____________________． 3．如果要使一个闭合电路中出现电流，电路中必须有 一个________．描述电源把其他形式的能量转换成电能的本 领的物理量，称为________，电动势的符号是______，它的 单位与电压单位相同，是______，符号是________．例如一 节普通的1号干电池的电动势是______，普通铅蓄电池的电 动势是________． 1．电生磁 磁能生电 2．穿过闭合电路的磁通量发生变化 3．电源 电动势 E 伏 V 1.5伏 2伏

[例❸] (多选)汽车防抱死制动系统(ABS)由三部分组
成，下列属于该系统的是( )
A．轮速传感器
B．电磁阀
C．漏电开关
D．电子控制模块
分析：汽车防抱死制动系统使轮胎处于临界状态，
即转动与不转动间，防止出现滑动摩擦． 解析：汽车防抱死制动系统(ABS)由三部分组成：轮
速传感器、电磁阀、电子控制模块，故A、B、D正确．
合变压比公式列式分析，属基础题．
[例❷] (多选)如图所示为一台理想变压器，原、副 线圈的匝数分别为 n1＝400 匝，n2＝800 匝，连接导线的 电阻忽略不计，那么可以确定的是( )
A．这是一台降压变压器 B．这是一台升压变压器 C．次级线圈两端的电压是初级线圈两端电压的 2 倍
D．次级线圈两端的电压是初级线圈两端电压的一半 分析：变压器的工作原理是互感现象，变压比公式
解析：根据变压比公式：
U1 U2
＝
n1 n2
，当n1>n2时，是降
压变压器；当n1<n2时，是升压变压器，故A、B正确；
理想变压器不考虑变压器的铜损与铁损，输入功率和输
出功率相等，故C正确；根据变压比公式：
U1 U2
＝
n1 n2
，变
压器的输出电压与副线圈匝数有关，故D错误．
答案：ABC
点评：本题关键是明确变压器的工作原理，同时结
4．ABS 的原理就是在汽车制动过程中，当车轮滑移 率超过稳定界限时，ABS 将自动减小_滚__动___，以减小车 轮制动力，从而减小车轮滑移率；而当车轮滑移率低于稳 定界限时，又自动增加_滚__动___，以增大车轮制动力，从而 增大车轮滑移率，以提高汽车的制动效能和制动时的 _滚__动__．

电流的大小．
要点突破思维启动
对磁通量的理解
1．对磁通量概念的理解 磁通量公式Φ＝BS中，B是匀强磁场的磁感 应强度，S是与磁场方向垂直的面积，磁感 应强度越强，穿过某一面积磁感线的条数越
多，磁通量就越大，反之就越小，
判断磁通量的变化，一般是根据穿过某一面 积的磁感线的多少去判断的． 2．引起磁通量变化的类型
叫做电磁感应现象．
3．感应电流：电磁感应现象中所产生的电 流叫___________ 感应电流 ． 4．产生感应电流的条件：只要闭合电路的
磁通量变化 ，闭合电路就有电流产生． _____________
想一想 初、高中学习的产生感应电流的条件本质是 否相同？ 提示：相同．
二、感应电动势
1．电动势
同心圆，水平面上圆内的不同点到CD的距离
不同，相当于在半径不同的圆周上 ，由于 CD ∥ AB ，且 CD 与 AB 在同一竖直平面内， 因而 CD 产生的磁场方向正好在 AB 两侧且对 称地从一边穿入从另一边对称处穿出，
净剩磁感线条数为零，因而穿过圆的磁通量 为零，所以当CD向上平移时，穿过圆的磁通 量仍为零，故答案是：不变． 【答案】 不变
新知初探自学导引
一、法拉第与电磁感应现象
1．划时代的发现：自1820年丹麦物理学家 奥斯特 发现了电流的磁效应后，于1831年 _______ 英国物理学家_______ 法拉第 经过十年坚持不懈的 努力，终于发现了电磁感应现象，验证了 磁场 也能产生电流的设想． ______
2．电磁感应现象：只要穿过_____ 闭合 电路的磁 变化 ，闭合电路中就有电流产生, 通量发生_____ 磁通量 的变化而产生电流的现象, 这种由于_______
【方法总结】