电磁感应 交流电(9)

交流电精选习题知识要点：1. 中性面与有效面交流电产生的基本原理是电磁感应。

一个闭合线圈在匀强磁场中,绕与磁场方向垂直的轴匀速转动时,就会产生正弦交流电.①中性面：磁通量最大，磁通量的变化率为0，感应电动势为0.线圈经过中性面时，感应电流的方向将改变。

线圈每转一周经过中性面两次,电流的方向改变两次。

②有效面：线圈平面与磁感线平行时，过程线圈的磁通量为0，但磁通量的变化率最大，这时感应电动势和感应电流最大. 2. 交流电的变化规律设线圈转动的角速度为ω(rad/s）,则（从中性面开始计时) 交流电的表达式:e=E m sinωt,u=U m sinωt。

对纯电阻电路，有:i=e/R=I m sinωt。

3。

交流发电机①基本结构:产生感应电动势的线圈-—电枢；产生磁场的磁极.②交流发电机的类型：旋转电枢式;旋转磁极式。

4. 交流电的有效值交流电的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流电和直流电通过同样阻值的电阻,若在相同的时间内产生的热量相等，则这一交流电流的有效值与这个直流电的电流相等。

正弦交流电的有效值与其最大值之间的关系是I=I m /2，U=U m/2，E=E m/2，各种交流电的设备上所标的、交流电表上所测的以及我们在题目中没有特别加以说明的交流电的数值，都是指有效值。

5. 交流电压的最大值：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时的电动势最大值.E m=2nBlv=nBl1l2ω=nBSω=nФmω（实际上，电动势的最大值与线圈的形状和转轴的位置无关)。

6. 变压器①电压关系:U1/n1=U2/n2=U3/n3=--—————。

变压器原线圈两端的电压与副线圈两端的电压之比，等于原、副线圈匝数之比。

②功率关系：P出=P入输出功率等于输入功率③电流关系:当只有一个副线圈时，I1/I2=n2/n1，变压器原线圈中的电流与副线圈中的电流跟它们的匝数成反比。

当有两个以上副线圈时，电流应由功率关系确定。

7。

远距离输电远距离输电减小输电导线上电能损失的方法:远距离输电要解决的关键问题是减小输电导线上的电能损失，由P=I2R可知减小损耗的具体方法是：①减小输电导线的电阻，如采用电阻率小的材料，适当增加导线的截面积。

第十章 电磁感应一、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。

3．关于磁通量变化在匀强磁场中，磁通量Φ=B ∙S ∙sin α（α是B 与S 的夹角），磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ1有多种形式，主要有：①S 、α不变，B 改变，这时ΔΦ=ΔB ∙S sin α②B 、α不变，S 改变，这时ΔΦ=ΔS ∙B sin α③B 、S 不变，α改变，这时ΔΦ=BS (sin α2-sin α1)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。

磁通量是标量，但有方向（这里的方向只分为向里和向外两种），因此计算磁通量变化时要注意初、末状态的磁通量方向是否相同。

在非匀强磁场中，要熟悉各种常见磁体周围的磁通量分布（包括疏密和方向）。

例1．如图所示，矩形线圈沿a →b →c 在条形磁铁附近移动，试判断穿过线圈的磁通量如何变化？如果线圈M 沿条形磁铁从N 极附近向右移动到S 极附近，穿过该线圈的磁通量如何变化？解：⑴平行于磁铁上表面向右移动时，穿过线圈的磁通量由方向向上减小到零，再变为方向向下增大。

⑵在磁铁右端轴线附近由上到下移动时，穿过线圈的磁通量由方向向下减小到零，再变为方向向上增大。

4. 分析结果
根据记录的数据，分析电磁感应 现象中产生的电动势大小和方向 与磁场变化的关系，验证法拉第 电磁感应定律。
5. 清理实验现场
实验结束后，关闭电源，拆解电 路，整理实验器材。
05
电磁感应现象的意义与影响
对现代电力工业的影响
发电
发电机利用电磁感应原理将机械 能转化为电能，为现代电力工业
提供源源不断的能源。
智能电网
智能电网的建设需要大量应用电磁感应技术，实 现高效、安全、可靠的电力传输和分配。
3
交通领域
未来交通工具如电动汽车、高速磁悬浮列车等将 大量应用电磁感应技术，提高运行效率和安全性 。
学生自我评估与反馈
学生应自我评估对本课程内容的掌握程度，是否理解了电磁感应现象的基本概念和法拉第电磁感应定律的原理 。
用于测量感应电流的大小 和方向。
导线
连接电源、线圈、电流计 和磁铁。
实验步骤与观察
2. 启动实验
打开电源，逐渐增加磁场强度或 改变磁场方向，观察灵敏电流计 的读数变化。
1. 连接电路
将电源、线圈、电流计和磁铁按 照电路图正确连接，确保线路接 触良好。
3. 记录数据
在实验过程中，记录不同磁场强 度和方向下，感应电流的大小和 方向变化。
输电
高压输电线路利用电磁感应原理 将电能高效地传输到各个角落，
满足人们的电力需求。
配电
配电系统利用电磁感应原理实现 电能的分配和管理，保障电力供
应的稳定性和可靠性。
对现代电子工业的影响
电子设备
各种电子设备如电视、电脑、手机等 都离不开电磁感应的应用，如变压器 、电感器等。
通信技术
无线通信和光纤通信技术利用电磁感 应原理实现信息的传输和处理，极大 地促进了现代电子工业的发展。

专题电磁感应一、判断感应电流方向(1)用楞次定律判断①楞次定律判断感应电流方向的步骤②楞次定律中“阻碍”的含义：阻碍原磁通量变化--“增反减同”阻碍相对运动--“来拒去留”使回路面积有扩大或缩小的趋势--“增缩减扩”阻碍原电流的变化--“增反减同”(2)用右手定则判断楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的比较应用的定则安培(右手螺旋)定则左手定则右手定则手势图因果关系电生磁电受力动生电形象记忆“磁”的右半边“兹”螺旋写法，用右手螺旋；“力”的最后一笔“丿”方向向左，用左手；“电”的最后一笔“乚”方向向右，用右手。

1.汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈abcd ，埋在地下的线圈分别为1、2，通上顺时针(俯视)方向电流，当汽车经过线圈时()A.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上B.汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcdC.汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcdD.汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同【解答】解：A、根据安培定则可知，线圈1、2中的电流形成的磁场方向都是竖直向下的，故A错误；BC、汽车进入磁场时，线圈abcd磁通量向下增大，根据楞次定律可知，感应电流方向是adcba，离开时磁通量向下减小，根据楞次定律可知感应电流方向是abcda，故B错误、C正确；D、根据楞次定律的推广可知，安培力的方向总是与汽车相对于磁场的运动方向相反，所以汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相反，故D错误。

故选：C。

2.如图所示，用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0≪L。

先将线框拉开到如图4所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦。

下列说法正确的是( )​A.金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→aB.金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→aC.金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等D.金属线框最终将在磁场内左右摆动【解答】解：A、金属线框进入磁场时，由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为a→d→c →b→a，故A错误；B、金属线框离开磁场时由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为a→b→c→d→a，故B 错误；CD、根据能量转化和守恒，线圈每次经过边界时都会消耗机械能，故可知金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小不相等。