高中物理第2章电磁感应与电磁场第3节电磁感应现象的应用(1)粤教版1-1!

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3 电磁感应现象在生活中的应用一．研究目的：让我们更好了解到以下电磁感应部分三个方面重要的知识：①是电磁感应现象的规律：电磁感应研究的是其他形式能转化为电能的特点和规律，其核心是法拉第电磁感应定律和楞次定律.②是电路及力学知识。

主要讨论电能在电路中传输、分配，并通过用电器转化成其他形式能的特点规律.在实际应用中常常用到电路的三个规律(欧姆定律、电阻定律和焦耳定律)和力学中的牛顿定律、动量定理、动量守恒定律、动能定理和能量守恒定律等概念.③是右手定则.右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内.把右手放入磁场中，若磁力线垂直进入手心(当磁感线为直线时，相当于手心面向N极）,大拇指指向导线运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流的方向。

电磁学中，右手定则判断的主要是与力无关的方向。

为了方便记忆，并与左手定则区分,可以记忆成：左力右电（即左手定则判断力的方向，右手定则判断电流的方向）。

或者左力右感、左生力右通电。

二．电磁感应的概念：电磁感应是指因为磁通量变化产生感应电动势的现象.电磁灶是应用电磁感应图片电磁感应现象的发现，是电磁学领域中最伟大的成就之一。

它不仅揭示了电与磁之间的内在联系,而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路，在实用上有重大意义。

电磁感应现象的发现，标志着一场重大的工业和技术革命的到来。

事实证明，电磁感应在电工、电子技术、电气化、自动化方面的广泛应用对推动社会生产力和科学技术的发展发挥了重要的作用。

若闭合电路为一个n匝的线圈，则又可表示为:式中n为线圈匝数,ΔΦ为磁通量变化量，单位Wb（韦伯），Δt为发生变化所用时间，单位为s。

ε 为产生的感应电动势，单位为V（伏特，简称伏）。

电磁感应俗称磁生电，多应用于发电机。

三．电磁感应的物理公式：磁通量设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，磁场的磁感应强度为B，平面的面积为S。

（1）定义：在匀强磁场中，磁感应强B 与垂直磁场方向的面积S的乘积,叫做穿过这电磁感应个面的磁通量。

粤教版高中物理选修11第2章电磁感应与电磁场第2节电磁感应定律的建立第3节电磁感应现象的应用学案第三节 电磁感应现象的运用 学 习 目 标 知 识 脉 络1.了解探求感应电动势大小与磁通质变化的关系．2．知道法拉第电磁感应定律的内容．(重点)3．知道理想变压器的原理．(重点、难点)4．了解汽车防抱死制动系统. 电 磁 感 应 定 律 的 建立[先填空]1．探求感应电动势与磁通质变化的关系(1)当磁通质变化进程所用时间相反时，磁通质变化量越大，感应电流就越大，说明感应电动势越大．(2)当磁通质变化量相反时，磁通质变化进程所用时间越短，感应电流就越大，说明感应电动势越大．(3)感应电动势的大小随磁通质变化快慢的增大而增大．2．法拉第电磁感应定律(1)内容：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．(2)表达式：E ＝n ΔΦΔt ，其中n 是线圈匝数，ΔΦΔt是磁通质变化率． [再判别]1．决议闭合电路中感应电动势大小的要素是磁通量的变化量．(×)2．闭合电路中感应电动势的大小由磁通量的变化率决议．(√)3．由E ＝n ΔΦΔt可知，E 与ΔΦ成正比．(×) [后思索]磁通质变化大，感应电动势一定大吗？【提示】 不一定．感应电动势大小与磁通质变化率有关，而与磁通质变化量无直接关系．1．如何区分磁通量Φ，磁通量的变化量ΔΦ，磁通量的变化率ΔΦΔt(1)Φ是形状量，是在某时辰(某位置)穿过闭合回路的磁感线的条数，当磁场与回路平面垂直时，Φ＝BS .(2)ΔΦ是进程量，是表示闭合回路从某一时辰变化到另一时辰的磁通量的增减，即ΔΦ＝Φ2－Φ1.罕见磁通质变化方式有：B 不变，S 变；S 不变，B 变；B 和S 都变；回路在磁场中相对位置改动(如转动等)．总之，只需影响磁通量的要素发作变化，磁通量就会变化．(3)ΔΦΔt表示磁通量的变化快慢，即单位时间内磁通量的变化，又称为磁通量的变化率． (4)Φ、ΔΦ、ΔΦΔt 的大小没有直接关系，这一点可与运动学中v 、Δv 、Δv Δt三者类比．值得指出的是：Φ很大，ΔΦΔt 能够很小；Φ很小，ΔΦΔt 能够很大；Φ＝0，ΔΦΔt能够不为零(如线圈平面转到与磁感线平行时)．当Φ按正弦规律变化时，Φ最大时，ΔΦΔt＝0，反之，当Φ为零时，ΔΦΔt最大． 2．电磁感应定律(1)发生感应电动势的条件只需穿过某个电路的磁通量发作变化，就会发生感应电动势，发生感应电动势的那局部导体相当于电路的电源．(2)电磁感应定律感应电动势的大小与磁通量的变化率ΔΦΔt成正比，磁通量的变化率是指磁通质变化的快慢．不能了解为感应电动势与磁通量或磁通量的变化量成正比．感应电动势的大小决议于穿过电路的磁通量的变化率ΔΦΔt，与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有直接的联络． 1．以下关于电磁感应的说法中，正确的选项是( )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 ．穿过线圈的磁通质变化越快，感应电动势越大【解析】 ΔΦΔt越大，表示磁通质变化越快，感应电动势越大．【答案】 D2．(多项选择)如图2­2­1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在移动的金属棒ab 、cd ，与导轨接触良好．这两条金属棒ab 、cd 的运动速度区分是v 1、v 2，假定〝井〞字形回路中有感应电流经过，那么能够( )【导学号：75392064】图2­2­1A ．v 1＞v 2B ．v 1＜v 2C ．v 1＝v 2D ．无法确定【解析】 只需金属棒ab 、cd 的运动速度不相等，〝井〞字形回路中的磁通量就发作变化，闭合回路中就会发生感应电流．应选项A 、B 正确．【答案】 AB3.如图2­2­2所示，闭合开关S ，将条形磁铁拔出闭合线圈，第一次用0.2 s ，第二次用0.4 s ，并且两次的起始和终止位置相反，那么 ( )图2­2­2A ．第一次磁通质变化较大B ．第一次Ⓖ的最大偏角较大C ．假定断开S ，Ⓖ均不偏转，故均无感应电动势D ．以上说法都不对【解析】 由于两次条形磁铁拔出线圈的起始和终止位置相反，因此磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1相反，故A 错误．依据法拉第电磁感应定律，第一次磁通质变化较快，所以感应电动势较大；而闭合电路电阻相反，所以感应电流也较大，故B 正确．假定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 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降低或许降低的装置．(2)结构：原线圈(初级线圈)、副线圈(次级线圈)、闭合铁芯．2．变压器原理(1)原理：应用电磁感应原理来改动交流电的电压． (2)公式：U 1U 2＝n 1n 2，U 1、U 2区分是原、副线圈两端的电压，n 1、n 2区分是原、副线圈的匝数．3．ABS 系统(1)ABS 系统的作用：汽车紧急制动时，假设车轮被制动装置抱死，车轮将出现滑动，方向盘就会失灵，汽车将甩尾侧滑，能够发作严重的交通事故．为防止这种现象，人们发明了防抱死制动系统(ABS)．(2)ABS 系统的组成：由轮速传感器、电子控制模块和电磁阀组成．轮速传感器的作用是采集车轮转速信号，它是应用电磁感应现象测量车轮转速的．[再判别]1．变压器也能够改动恒定电压．(×)2．变压器的原理是电磁感应定律．(√)3．实践变压器输入功率一定大于输入功率．(√)[后思索]升压变压器的原、副线圈有何特点？【提示】 升压变压器的副线圈匝数比原线圈匝数多．1．理想变压器不计变压器线圈的热损失和铁芯发热损失的能量，变压器副线圈提供应用电器的电功率等于发电机提供应原线圈的电功率．2．特点理想变压器的磁通量全部集中在铁芯内，穿过原、副线圈的磁通量相反，穿过每匝线圈的磁通量的变化率也相反，因此每匝线圈发生的感应电动势相反，原、副线圈发生的电动势和原、副线圈的匝数成正比．在线圈电阻不计时，线圈两端电压等于电动势．所以变压器原、副线圈的两端电压与匝数成正比．3．升压变压器和降压变压器由变压器公式U 1U 2＝n 1n 2知，当变压器原线圈匝数少，副线圈匝数多时，副线圈两端电压高于原线圈两端电压，那么变压器为升压变压器；当变压器原线圈匝数多，副线圈匝数少时，副线圈两端电压低于原线圈两端电压，那么变压器为降压变压器．4．规律(1)理想变压器中，原、副线圈两端的电压之比等于它们的匝数之比，即U 1U 2＝n 1n 2.(2)理想变压器的输入功率等于输入功率，P 入＝P 出，即U 1I 1＝U 2I 2.因此，原、副线圈中的电流之比等于匝数的正比，即I 1I 2＝n 2n 1.4．如图2­2­2所示，变压器原、副线圈匝数比为1∶2，那么副线圈中电压表读数为( )【导学号：75392065】图2­2­2A ．0B ．2 VC ．4 VD ．8 V【解析】 由于原线圈接的是直流电源，所以经过副线圈的磁场不变，因此副线圈中电压表读数为0，选项A 正确．【答案】 A5．如图2­2­3所示为一台理想变压器，初、次级线圈的匝数区分为n 1＝400匝，n 2＝800匝，衔接导线的电阻疏忽不计，那么可以确定( )【导学号：75392066】图2­2­3①这是一台降压变压器②这是一台升压变压器③次级线圈两端的电压是初级线圈两端电压的2倍④次级线圈两端的电压是初级线圈两端电压的一半A ．①③B ．①④C ．②③D ．②④【解析】 由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝2U 1，变压器为升压变压器，②③正确．【答案】 C6．一理想变压器，其原线圈为2 200匝，副线圈为440匝，并接一个100 Ω的负载电阻，如图2­2­4所示．图2­2­4(1)当原线圈接在44 V 直流电源上时，电压表示数为________V ，电流表示数为________A.(2)当原线圈接在220 V 交流电源上时，电压表示数为________V ，电流表示数为________A ．此时输入功率为________W.【解析】 (1)原线圈接在直流电源上时，由于原线圈中的电流恒定，所以穿过原、副线圈的磁通量不发作变化，副线圈两端不发生感应电动势，故电压表示数为零，电流表示数也为零．(2)由U 2U 1＝n 2n 1得 U 2＝U 1n 2n 1＝220×4402 200V ＝44 V(电压表读数) I 2＝U 2R ＝44100A ＝0.44 A(电流表读数) P 入＝P 出＝I 2U 2＝0.44×44 W ＝19.36 W.【答案】 (1)0 0 (2)44 0.44 19.36变压器只能改动交变电源的电压和电流，不能改动直流电源的电压和电流．。