粤教版高中物理选修1-1同步学习 第2章 电磁感应与电磁场 本章优化总结9

本章优化总结
电
磁
感
应
与
电
磁
场
⎩
⎪
⎪
⎪
⎪
⎨
⎪
⎪
⎪
⎪
⎧
电磁感应现象
⎩⎪
⎨
⎪⎧
产生感应电流的条件
磁通量
感应电动势，正比于磁通量的变化率
应用
⎩
⎪
⎪
⎪
⎨
⎪
⎪
⎪
⎧
理想变压器
⎩⎪
⎨
⎪⎧
利用电磁感应来改变交流电压
电压之比：
U 1
U2
＝
n1
n2
电流之比：
I1
I2
＝
n2
n1
功率关系：P入＝P出
防抱死制动系统
麦克斯韦电磁理论
⎩⎪
⎨
⎪⎧主要内容
电磁场的产生
电磁波的形式
电磁波的特点
电磁理论的发展
对电磁感应现象和规律的理解
1．关于产生感应电流条件的应用
(1)电磁感应现象：由于磁通量的变化而产生电流的现象,所产生的电流叫做感应电流．
(2)产生感应电流的条件：①回路闭合；②磁通量变化．
(3)电磁感应的本质：把其他形式的能转化为电能．
2．法拉第电磁感应定律的理解
(1)感应电动势：回路有电流必须有电源,电源产生电动势．
电磁感应中相当于电源的那部分产生的电动势叫感应电动势．
产生感应电流的本质是因为产生了感应电动势,与电路是否闭合没有关系,若电路不闭合,仍有感应电动势而没有感应电流．
(2)法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小跟穿过这个电路的磁通量的变化率成正比．
(3)磁通量变化快慢的描述方法：在相同的时间内,磁通量的变化越大,磁通量的变化越快；如果有相同的磁通量的变化,时间越短,磁通量的变化越快．
(单选)如图2－1所示,在匀强磁场中,MN和PQ是两条平行的金属导轨,而ab与cd为串有电压表和电流表的两根金属棒,当两棒以相同速度向右运动时,正确的有( )
图2－1
A ．电压表有读数,电流表有读数
B ．电压表无读数,电流表无读数
C ．电压表有读数,电流表无读数
D ．电压表无读数,电流表有读数
[解析] 由于ab 棒和cd 棒以相同的速度平动,两棒和轨道围成的面积不变,磁场也不变,因此回路内的磁通量的变化量为零,产生的感应电动势为零,感应电流也为零．这里要注意ab 棒和cd 棒都切割磁感线产生电动势,但总的电动势为零,回路电流为零,没有电流流入的电压表,也不可能测出任何电压,所以答案选B. [答案] B
3．对Φ、ΔΦ、ΔΦ
Δt
的理解
(1)磁通量：在匀强磁场中,垂直于磁场方向的某一面积与磁感应强度B 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量．Φ＝BS.
(2)磁通量的变化率：单位时间内磁通量的变化量ΔΦ
Δt
,用来描述磁通量变化的快慢．
(3)磁通量很大,磁通量变化率不一定很大,磁通量很小,磁通量的变化率不一定很小,磁通量的大小和磁通量的变化率没有必然联系．
(单选)在电磁感应现象中,下列说法正确的是( ) A ．穿过线圈的磁通量均匀地增加,感应电动势也均匀增加 B ．穿过线圈的磁通量为零时,感应电动势也一定为零
C ．穿过线圈的磁通量的变化量相同,产生的感应电动势也必相同
D ．产生相同的磁通量的变化,所用的时间越短,产生的感应电动势越大
[解析] 产生的感应电动势跟磁通量的变化率成正比,磁通量的变化率是描述磁通量变化快慢的,其含义是在单位时间内的磁通量的变化量．磁通量均匀地增加,表示在相同的时间内,磁通量的变化量相同,那么感应电动势也应该是恒定的,A 选项错误．磁通量的变化率有两种表示方法,可以用在相同的变化量时所用时间的多少表示,也可以用在相同的时间内,磁通量的变化量的大小表示,C 选项没有确定时间,不能确定感应电动势的大小,若变化量相同,所用时间越短,产生的感应电动势越大,D 选项正确．磁通量和磁通量的变化率是两个不同的概念,磁通量为零,其变化率可以不为零,B 项错误． [答案] D
变压器各物理量的决定因素及计算
1．变压器是把交流电压升高或降低的装置,其基本构造是由原线圈、副线圈和闭合铁芯构成,原线圈和副线圈分别绕在同一个闭合铁芯上．
2．工作原理：变压器是通过电磁感应来改变交流电压的,原线圈n 1接交流电源,由于电流的变化在闭合铁芯中产生变化的磁通量也通过了副线圈,根据法拉第电磁感应定律,便在副线圈n 2中产生感应电动势,如果输出的电压高于输入电压,为升压变压器,如果输出的电压低于输入电压,为降压变压器． 3．理想变压器原、副线圈基本量的关系 电压关系：U 1U 2＝n 1
n 2
电流关系：I 1I 2＝n 2
n 1
功率关系：P 1＝P 2
变压器不改变交流电的频率． 4．各物理量的决定因素
(1)输出功率决定输入功率,无输出功率也就无输入功率,且P 1＝P 2.
(2)输入电压U 1决定输出电压U 2,只要匝数比一定,对一定的输入电压U 1,输出的电压也恒定和负载的大小均无关．
(3)输出电流I 2决定输入电流I 1.
(单选)如图2－2所示,理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L 1和L 2,输电线的等效电阻为R,开始时,开关S 断开,当开关S 接通时,以下说法不正确的是( )
图2－2
A ．副线圈两端M 、N 的输出电压减小
B ．副线圈输电线等效电阻R 上的电压降增大
C ．通过灯泡L 1的电流减小
D ．通过电流表A 的电流增大
[解析] 副线圈两端电压U 2＝n 2
n 1U 1,电源电压不变,则U 2不变．M 、N 两端电压不变,开关闭合,L 2与L 1相并联,
使副线圈的负载电阻的阻值变小,M 、N 间的输出电压不变,副线圈中的总电流I 2增大,电阻R 上的压降U R ＝I 2R 亦增大,灯泡L 1承受的电压减小,L 1中的电流减小,B 、C 正确．由I 2增大,导致原线圈中电流I 1相应增大,D 正确．故选A. [答案] A
关于机械波和电磁波的区别与联系
对于电磁波与机械波的区别可以由下表描述：-
机械波电磁波对象研究力学现象研究电磁现象
周期性变化的物
理量位移随时间和空间做周期
性变化
电场E和磁感应强度B随时间和空间做周期
性变化
传播传播需要介质,波速与介质
有关,与频率无关
传播无需介质,在真空中波速总是c,在介
质中传播时,波速与介质及频率都有关
产生由质点(波源)的振动产生由周期性变化的电流(电磁振荡)激发
干涉可可
衍射可可
横波可可
纵波可无
(单选)对于机械波和电磁波的比较,下面说法中正确的是( )
A．它们都能发生反射、折射、干涉、衍射现象
B．它们在本质上是相同的,只是频率不同而已
C．它们有可能是横波,也可能是纵波
D．机械波的传播速度只取决于介质,跟频率无关；电磁波的传播速度与介质无关,只与频率有关
[解析] 机械波和电磁波都是波,它们都有波的特性,都能发生干涉和衍射现象,与物质相互作用时都能发生反射和折射,所以A选项正确．电磁波是横波,机械波可以是横波,也可以是纵波,C选项不正确．机械波和电磁波在本质上是不同的,机械波是机械振动,这种振动形式传播开来,而电磁波是把电磁场这种特殊物质传播开来,所以B选项不正确．机械波的传播速度仅由介质决定,电磁波的传播速度由介质和频率共同决定,D项不正确．
[答案] A。