人教版高中物理选修1-1：电磁感应现象

高中物理选修1-1知识点选修1-1知识点一、电磁现象与规律46.电荷电荷守恒定律1) 自然界中只存在正电荷和负电荷两种电荷。

例如，当玻璃棒与丝绸摩擦时，玻璃棒带正电；橡胶棒与毛皮摩擦时，橡胶棒带负电。

2) 自然界中两种电荷的总量是守恒的。

使物质带电的过程，就是使电荷从一个物体转移到另一个物体（如摩擦起电和接触带电），或者是从物体的一部分转移到另一部分（静电感应）。

不管何种方式，电荷既不能创造，也不能消失，这就是电荷守恒定律。

3) 自然界任何物体的带电荷量都是元电荷（e=1.6×10^-19C）的整数倍。

电子、质子的电荷量都等于元电荷，但电性不同，前者为负，后者为正。

元电荷是指“电荷量”，不是电子或质子等实物粒子。

4) 使物体带电的方法有三种：接触起电、摩擦起电、感应起电。

47.库仑定律1) 库仑定律的成立条件是真空中静止的点电荷。

2) 如果带电体间距离比它们自身线度的大小大得多，以至带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体可以看成点电荷。

3) 库仑定律的内容是：真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

4) 库仑定律的公式为：F=kQ1Q2/r^2，其中k=9.0×10^9N·m^2/C^2.48.电场、电场强度和电场线1) 电场是电荷之间的相互作用通过特殊形式的物质——电场发生的。

电荷的周围都存在电场，它看不见、摸不着，但客观存在。

电场对放入其中的电荷有力的作用。

2) 电场强度是反映电场力的性质的物理量。

它的大小由定义式E=F/q（与F、q无关）决定，其中q为检验电荷，E与q、F无关；方向与正电荷受力方向相同。

3) 电场线的特点是假想的（不存在）、不相交、不闭合。

电场线从正电荷或无穷远出发，终止于无限远或负电荷。

各点的切线方向反映场强的方向，疏密程度反映场强的大小。

高中人教版物理选修1-1第三章第一节电磁感应现象同步测试1.如图所示，一根条形磁铁与导线环在同一平面内，磁铁中心恰与环中心重合．为了在环中产生感应电流，磁铁应（）A. 向右平动B. 向左平动C. N极向外、S极向内转动D. 绕垂直于纸面且过O点的轴转动2.下列家用电器中，利用电磁感应原理进行工作的是（）A. 电吹风B. 电冰箱C. 电饭煲D. 电话机3.如图所示.导线足够长当导线中通有恒定电流I时,以下做法中,线框(abcd)中没有感应电流产生的是( )A. 线框上下移动B. 线框左右移动C. 线框以cb边为轴转动D. 线框以ad边为轴转动4.如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近．当导线中通有电流时，磁针会发生转动．首先观察到这个实验现象的物理学家是（）A. 牛顿B. 伽利略C. 奥斯特D. 焦耳5.下列电器和设备工作时，工作过程与电磁感应现象无关的是（）A. 发电机B. 电磁炉C. 变压器D. 电热水器6.线圈中的感应电动势的大小，是由穿过线圈的下列哪个选项决定的？（）A. 磁场强度B. 磁通量C. 磁通量的变化量D. 磁通量的变化率7.某部小说中描述一种窃听电话:窃贼将并排在一起的两根电话线分开,在其中一根电话线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的导线,这条导线与电话线是绝缘的,如图所示.下列说法正确的是（）A. 不能窃听到电话,因为电话线中电流太小B. 不能窃听到电话,因为电话线与耳机没有接通C. 可以窃听到电话,因为电话中的电流是恒定电流, 在耳机电路中引起感应电流D. 可以窃听到电话,因为电话中的电流是交变电流,在耳机电路中引起感应电流8.首先发现电磁感应现象的科学家是（）A. 伏特B. 法拉第C. 欧姆D. 安培9.图所示的磁场中，有三个面积相同且相互平行的线圈S1、S2和S3，穿过S1、S2和S3的磁通量分别为Φ1、Φ2和Φ3，下列判断正确的是（）A. Φ1最大B. Φ2最大C. Φ3最大D. Φ1=Φ2=Φ310.关于产生感应电流的条件，下述说法正确的是（）A. 位于磁场中的闭合线圈，一定能产生感应电流B. 闭合线圈和磁场发生相对运动，一定能产生感应电流C. 闭合线圈做切割磁感线运动，一定能产生感应电流D. 穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化，一定能产生感应电流11.关于“研究电磁感应现象”实验的注意事项，下列说法正确的是（）A. 原副线圈接入电路之前，应查清其绕制方向B. 原线圈电阻很小，通电时间不宜过长，以免损坏电源和原线圈C. 无论用什么方法使电流表指针偏转，都不要使表针偏转角度过大，以免损坏电流表D. 在查明电流方向与电流表指针偏转方向关系时，应直接将电源两极与电流表两接线柱相连12.如图是法拉第最初研究电磁感应现象的装置，下列说法正确的是（）A. 当右边磁铁S极离开B端时，线圈中产生感应电流B. 当右边磁铁S极离开B端，并在B端附近运动时，线圈中产生感应电流C. 当磁铁保持图中状态不变时，线圈中有感应电流D. 当磁铁保持图中状态不变时，线圈中无感应电流13.我国已经制订了登月计划，假如航天员登月后想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流计和一个小线圈，则下列推断中正确的是( )A. 直接将电流计放于月球表面，看是否有示数来判断磁场有无B. 将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流计无示数，则判断月球表面无磁场C. 将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流计有示数，则判断月球表面有磁场 D. 将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈分别绕两个互相垂直的轴转动，月球表面若有磁场，则电流计至少有一次示数不为零14.法拉第发现了电磁感应现象之后，又发明了世界上第一台发电机﹣﹣法拉第圆盘发电机，揭开了人类将机械能转化为电能并进行应用的序幕．法拉第圆盘发电机的原理如图所示，将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直，盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、B，两电刷与灵敏电流计相连．当金属盘绕中心轴按图示方向转动时，则电刷A的电势________电刷B的电势（填高于、低于或等于）；若仅提高金属盘转速，灵敏电流计的示数将________；（填增大、减小或不变）；若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，灵敏电流计的示数将________（填增大、减小或不变）15.如图所示，矩形线框与磁场垂直，且一半在匀强磁场内，一半在匀强磁场外，以ad为轴转动45°的过程中线圈________感应电流，将线圈向下平移的过程中线圈________感应电流（填“产生”或“不产生”）16.如图所示，线圈ABCO面积为0.4m2，匀强磁场的磁感应强度B=0.1T ，方向为x轴正方向．在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°的过程中，通过线圈的磁通量改变________Wb ．17.如图所示是研究电磁感应现象实验所需的器材，请用实线连接一个能产生感应电流的原线圈回路和副线圈回路，并列举出在实验中改变副线圈回路磁通量，使副线圈回路产生感应电流的三种方式．18.在探究磁场产生电流的条件，做了右图所示实验，在表格中填写观察到现象。

四、变压器学习目标知识脉络1．知道变压器的基本构造．2．理解变压器的工作原理．(难点)3．学会用变压器原、副线圈的电压与两线圈匝数的关系解决问题．(重点)4．知道常见的变压器的类型及它们的应用．(难点)变压器的结构[先填空]1．结构如图3-4-1中的实物是示教变压器，它像各种变压器一样，主要由铁芯和绕在铁芯上的线圈(也叫绕组)两部分组成，铁芯由硅钢片叠合而成，线圈由漆包线绕成．图3-4-1工作时，变压器的一个线圈跟前一级电路连接，叫做原线圈，也叫初级线圈(初级绕组)；另一个线圈跟下一级电路连接，叫做副线圈，也叫次级线圈(次级绕组)．2．作用能改变交变电流的电压，不改变交变电流的周期和频率．3．常用符号如图3-4-2甲所示，是由闭合铁芯和绕在铁芯上的原、副线圈构成．图3-4-2乙是变压器的符号．甲乙图3-4-2[再判断]1．变压器主要用铁芯和绕在铁芯上的线圈组成．(√)2．变压器不但能改变交流电流，也能改变直流电压．(×)3．变压器的原、副线圈是用导线连接在一起的，所以当原线圈接交流电源时，副线圈有电流输出．(×)[后思考]1．变压器的铁芯是由什么构成的？【提示】变压器的铁芯是由硅钢片叠合而成．2．变压器能改变交变电流的频率吗？【提示】变压器能改变交变电流的电压、电流，不能改变周期、频率．变压器为什么能改变电压[先填空]1．电磁感应现象是变压器的工作基础．当原线圈通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中磁场的强弱和方向也都在不断变化，通过铁芯副线圈中的磁场也在不断变化，于是副线圈内产生了感应电动势．2．线圈的各匝导线之间是相互串联的，每匝的感应电动势加在一起，就是整个线圈的感应电动势．因此，在同一个铁芯上，哪个线圈的匝数多，哪个线圈的电压就高．[再判断]1．变压器的工作原理是电磁感应．(√)2．变压器副线圈匝数多，则副线圈的电压高．(√)3．变压器的输出功率决定输入功率．有P入＝P出．(√)[后思考]1．变压器为何不能改变恒定直流电压？【提示】变压器的工作原理是电磁感应，产生感应电动势的条件是磁通量发生变化，恒定直流电的磁场不变，故变压器不能改变恒定直流电压．2．理想变压器原、副线圈的两端电压与匝数之比有怎样的关系？【提示】U1U2＝n1n21．变压器的工作原理电磁感应现象．当交变电流通过原线圈时，由于电流的大小和方向在不断改变，所以铁芯中的磁场也在不断变化，这样变化的磁场就在副线圈中产生感应电动势，由于原、副线圈匝数不同，所以副线圈中输出的电压与原线圈中的电压不同，这样就达到了改变交流电压的目的．2．理想变压器变压器在不考虑线圈的热损失和铁芯发热损失的能量时，输入功率和输出功率相等．理想变压器的磁通量全部集中在铁芯内，穿过原、副线圈的磁通量相同，穿过每匝线圈的磁通量的变化率也相同，因此每匝线圈产生的感应电动势相同，线圈的各匝导线之间是相互串联的，每匝的感应电动势加在一起，就是整个线圈的感应电动势．因此在同一个铁芯上，匝数多的线圈的电动势高，所以理想变压器原、副线圈的两端电压与匝数成正比，即U1U2＝n1n2.3．理想变压器原、副线圈基本量的关系基本关系功率关系P入＝P出电压关系U1U2＝n1n2，与负载、副线圈的多少无关频率关系f1＝f2(变压器不改变交流电的频率)因果关系(n1和n2不变时) (1)由U2＝n2n1U1可知U1决定U2，即原线圈两端电压决定副线圈两端的电压(2)由P入＝P出可知输出功率决定输入功率，功率按需分配4．变压器的种类(1)升压变压器：n2＞n1时，U2＞U1，变压器使电压升高，这种变压器叫升压变压器．(2)降压变压器：n2＜n1时，U2＜U1，变压器使电压降低，这种变压器叫降压变压器．1．(多选)如图3-4-3所示为变压器的示意图，它被用来升高发电机的输出电压，下列说法中正确的是()【导学号：46852062】图3-4-3A．图中M是闭合的铁芯B．发电机应与线圈I相连，升高后的电压由c、d两端输出C．电流以铁芯为通路从一个线圈流到另一个线圈D．变压器是根据电磁感应原理工作的【解析】由题设知该变压器为升压变压器，所以原线圈匝数小于副线圈匝数，故Ⅱ为输入端即接发电机，Ⅰ为输出端，选项B错；铁芯提供闭合的磁路，使电能先变成磁场能再在副线圈中变成电能，所以C项错．故选A、D.【答案】AD2．如图3-4-4所示，变压器原、副线圈匝数比为1∶2，则副线圈中电压表读数为()【导学号：46852063】图3-4-4A ．0 VB ．2 VC ．4 VD ．8 V【解析】 由于原线圈接的是直流电源，所以通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】 A3．如图3-4-5所示，可以将电压升高后供给家用电灯的变压器是( )【导学号：46852064】图3-4-5A ．甲图B ．乙图C ．丙图D ．丁图【解析】 变压器只能变交流，不能变恒定直流，故选项A 、D 错误．由U 1U2＝n 1n 2知，欲升压则需n 1<n 2，故丙图正确． 【答案】 C4．如图3-4-6所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220 V 60 W ”灯泡一只，且灯泡正常发光，则( )图3-4-6A．电流表的示数为3 2 220 AB．电源输出功率为1 200 WC．电流表的示数为3 220AD．原线圈端电压为11 V【解析】由灯泡正常发光可知，副线圈电压为220 V，由U1U2＝n1n2可知，原线圈电压U1＝20×220 V＝4 400 V，选项D错；又因输入功率等于输出功率，P1＝P2＝60 W，故选项B错；电流表读数为有效值，原线圈中电流I1＝P1U1＝604 400A＝3220A，故选项A错，选项C正确，故选C.【答案】 C5．一台理想变压器，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝20∶1，原线圈接入220 V的交流电压，副线圈向一电阻为110 Ω的用电器供电，则副线圈中的电流为()【导学号：46852065】A．2 A B．0.1 AC．0.5 A D．0.005 A【解析】由U1U2＝n1n2得U2＝n2n1U1＝120×220 V＝11 V，副线圈中电流为I2＝U2R＝11110A＝0.1 A，故选项B正确．【答案】 B1．变压器能改变交流电的电压、电流，不能改变周期、频率．2．变压器遵守能量守恒定律：P入＝P出．高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。

人教版高中物理选修1-1 全册教案目录1.1.1电荷库仑定律1.1.2电荷库仑定律1.2.1电场强度电场线1.2.2电场强度电场线1.2电场1.4生活中的静电现象1.4电容器1.5电流和电源1.6电流的热效应2.2电流的磁场2.3磁场对通电导体的作用2.4磁场对运动电荷的作用2.5磁性材料3.1电磁感应现象3.2法拉第电磁感应定律3.3交变电流3.4变压器3.5高压输电3.6自感现象涡流4.1电磁波的发现4.2电磁波谱4.3电磁波的发射和接收4.4信息化社会教学设计第一节、电荷库仑定律一、接引雷电下九天说明：电闪雷鸣是常见的自然现象，有时甚至表现得神秘恐怖。

蒙昧时期的人们认为雷电是“天神之火”, 在很长的历史时期内对雷电充满畏惧。

欧洲的文艺复兴使得科学精神得到解放，人们开始对雷电现象进行思考。

18 世纪，各种静电现象首先引起了学者们的关注和研究。

问：我们周围有哪些静电现象呢？（①冬天在漆黑的房间里脱毛衣的时候可以看到火星②天气干燥的时候，手摸到铁器的时候会发麻）说明：那么天上的雷电和我们平时接触到的静电有没有联系呢？如果有，会有什么联系呢？1746 年，富兰克林胃着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验。

问：他是如何做这个实验的呢？（他用绸子做了一个大风筝．在风筝顶上安了一根细铁丝，一根麻线的一端连接铁丝，另一端拴一把钥匙并塞在莱顿瓶中。

他和儿子一起把风筝放到天上，牵着风筝的一根丝绳系在遮雨棚内。

当雷电打下来，他看见麻线末端的纤维散开，并且莱顿瓶也带上了电。

问：富兰克林的风筝实验有什么意义吗？（证明了闪电是一种放电现象，与摩擦产生的电没有区别。

该实验统一了天电和地电，使人类摆脱了对雷电现象的迷信）富兰克林的实捆正明闪电是一种放电现象，与摩擦产生的电没有区别。

他统一了天电和地电，使人类摆脱了对雷电现象的迷f 言。

富兰克林为我们揭开了天电的奥秘一一它跟地上的电是·样的富兰克林吞到J ’欧洲人表演的电学实验。

电磁感应现象【学习指导】本节学习以实验探索为主线。

通过实验探索得出：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生。

而磁通量S B ⋅=φ，故引起磁通量变化有两种根本方式：电路不动，穿过电路的磁场变化〔磁场可以是磁铁产生或是电流产生〕——即“B 变化〞；电路的一局部在磁场中切割磁感线运动——即“S 变化〞。

【例题评析】例题 如图2－1－1所示,在通电长直导线MN 旁边有一个可以移动和转动的矩形线圈，线圈和导线在同一平面内。

那么，能使线圈中产生感应电流的动作是： A ．线圈向右平动 B ．线圈向上平动 C ．线圈以ab 为轴转动 D ．线圈以导线MN 为轴转动 E ．线圈以ac 为轴转动 F ．增大长直导线中的电流I 解析 这里是电流产生磁场，电流越强其周围的磁场越强，而距离电流越远如此磁场越弱。

故A 和F 中相当于磁感应强度B 在变化；C 和E 中相当于垂直于磁场方向的有效面积S 在变化。

所以答案是：ACEF评析 抓住产生感应电流的条件——磁通量变化. 而S B ⋅=φ，所以应从“B 〞和“S 〞两方面看是否会产生感应电流。

【练根本功】1.如图2－1－2所示，线圈abcd 横穿过磁场区域B 时，以下所指的哪种情况下，线圈中有感应电流产生？〔 〕A ．线圈进入磁场的过程中B ．线圈在磁场中平动C ．线圈离开磁场的过程中D ．线圈进入磁场后在它所在的平面内绕a 点旋转 2.在图2－1－3中，电流表与螺线管组成闭合电路，能使电流表指针偏转的情形是：〔 〕 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下拉出的过程中3.图2－1－4中的小线圈与滑动变阻器、电源组成电路，而大线圈如此与电流表组成闭合电路.能使电流表指针偏转的情形是：〔 〕A ．闭合电键后将小线圈插入大线圈的过程中B ．小线圈放在大线圈中，闭合电键后将小线圈拔出来的过程中C ．小线圈放在大线圈中不动，电键闭合、断开的瞬间N a bIc dM图2-1-1a bBc d图2－1－2图2－1－3D ．小线圈放在大线圈中不动，电键闭合，移动变阻器的滑片时4. 图2－1－5是一种延时开关的示意图. 当S 1闭合时，电磁铁F 将衔铁D 吸下，电路C 接通。