2019_2020学年高考物理主题3电磁场与电磁波初步章末总结学案必修320190730163
2019_2020学年高考物理主题3电磁场与电磁波初步1磁现象和磁场学案(必修3)
1 磁现象和磁场[学科素养与目标要求]物理观念：1.了解磁现象在人类生活中的作用，理解科学技术在社会发展中的作用.2.知道磁场的概念和磁场的方向.3.理解磁感线的概念，会用磁感线描述电流的磁场.4.了解地球的磁场，知道磁偏角的概念.科学态度与责任：1.了解我国航海事业的发展及指南针在航海中的作用.2.了解磁现象在现代生活中的应用，培养学生热爱科学的精神.一、磁现象1.磁性：物体具有的吸引铁质物体的性质.磁体：具有磁性的物体.2.磁体间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引.3.磁现象的应用：(1)指南针在航海中的应用：①我国是最早在航海上使用指南针的国家，导航时兼用罗盘和观星，二者相互补充，相互修正.用罗盘指引航向，探索航道，将船舶航向的变动与指南针指向变动的对应关系总结出来，画出的航线在古代称为“针路”或“针径”.②葡萄牙航海家麦哲伦用了三年时间完成了环球航行，通过这次航行，人类更加认识到地球是球形.(2)现代生活中磁现象的应用：如磁录音、磁录像、电话、电视、计算机都离不开磁，发电机、电动机、各种电气仪表都跟磁有关.二、磁场1.磁极之间的力是通过一种场——磁场来传递的.2.磁场的方向：物理学规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时N极所指方向就是这一点的磁场方向.3.磁感线：是在磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都与该点的磁场方向一致.三、地磁场1.地球本身是一个磁体，N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近(如图1所示)图12.磁偏角：自由转动的小磁针静止时，并不能指向正南、正北.小磁针的指向与地轴之间的夹角，叫做磁偏角.3.宇宙中的许多天体具有磁场，但月球、火星没有全球性的磁场.四、电流的磁场1.电流的磁效应(1)1820年，奥斯特发现：把一根导线平行地放在磁针的上方，给导线通电时，磁针发生了偏转，说明电流能产生磁场，这个现象称为电流的磁效应.(2)电流磁效应的发现，用实验展示了电与磁的联系，说明电与磁之间存在相互作用.2.电流磁场的方向图2(1)直线电流的磁场安培定则：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向，如图2所示.(2)通电螺线管的磁场安培定则：右手握住螺线管，让弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，如图3所示.图3(3)环形导线可以看成只有一匝的螺线管，如图4所示.图4判断下列说法的正误.(1)磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种客观存在的特殊物质.( √) (2)磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时N极所指的方向一致.( √)(3)磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止的.( ×)(4)磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的.( ×)一、磁场与磁感线阅读教材并思考如何确定磁场的方向.答案方法一：将一不受外力的小磁针放入磁场中需测定的位置，当小磁针在该位置静止时，N极的指向即为该点的磁场方向.方法二：磁感线上任一点的切线方向就是该点的磁场方向.1.磁场(1)磁场是存在于磁极周围的一种特殊物质.(2)磁场的方向：在磁场中的某一点，小磁针N极受力的方向，也就是小磁针静止时N极所指的方向，就是这一点的磁场方向.(3)磁场的基本性质：对放入其中的磁体和通电导体有力的作用.2.磁感线(1)定义：磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同.(2)特点：①在磁体外部，磁感线从N极发出，进入S极；在磁体内部由S极回到N极.②磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁场方向即过该点的磁感线的切线方向.③磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断.④磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的线，并不真实存在.(3)几种特殊磁体外部的磁感线分布(如图5所示)：图53.地磁场地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其主要特点有三个：(1)地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近.(2)地磁场的水平分量总是从地球南极指向地球北极，而竖直分量在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下.(3)赤道上空，各点的磁场方向与地面平行，方向由南向北.例1(多选)下列有关磁场的说法中，正确的是( )A.磁体周围的空间存在看不见、摸不着的磁场B.磁极间的相互作用是通过磁场发生的C.磁场是有方向的，在磁场中的不同位置，其磁场方向一般不同D.在磁场中的某点，小磁针南极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相同答案ABC解析磁场虽然看不见、摸不到，但它是一种客观存在的物质，它的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用，磁极间的相互作用就是通过磁场发生的，磁场具有方向性，在磁场中的某点，小磁针北极所受磁场力的方向与该点的磁场方向一致，南极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相反(磁场方向的另一种描述方法)，故A、B、C正确，D错误.1.电场、磁场、重力场(引力场)，它们有非常接近的性质：看不见，摸不着，但却是客观存在的特殊物质.2.磁场不仅有大小而且有方向.磁场的方向规定为小磁针N极受力方向或者小磁针静止时N 极所指的方向或者磁感线的切线方向.例2关于磁感线，下列说法中正确的是( )A.两条磁感线的空隙处一定不存在磁场B.磁感线总是从N极到S极C.磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致D.两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交答案 C解析磁感线是为了形象描述磁场而假想的有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向表示磁场的方向，曲线的疏密表示磁场的强弱，所以C正确，A错误；在磁体外部磁感线从N极到S 极，内部从S极到N极，磁感线不相交，所以B、D错误.针对训练1 (多选)图6是几种常见磁场的磁感线分布示意图，下列说法正确的是( )图6A.图(a)中a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极B.图(a)中a端是磁铁的N极，b端是磁铁的S极C.图(b)是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是N极，d端是S极D.图(b)是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极答案AD解析图(a)是条形磁铁外部磁感线分布示意图，外部磁场的磁感线是从磁铁的N极出来，进入磁铁的S极，故A对，B错；图(b)是两异名磁极磁感线分布示意图，磁感线仍然是从磁铁的N极出来，进入磁铁的S极，故C错，D对.二、电流的磁场1.演示实验：将一根与电源、开关相连接的直导线用架子架高，沿南北方向水平放置.将小磁针平行地放在直导线的上方和下方，请观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况.观察到什么现象？通过这个现象可以得出什么结论呢？答案观察到通电时小磁针发生偏转，断电时小磁针又回到原来的位置.通电后导线周围的小磁针发生偏转，说明通电后导线周围的空间对小磁针产生磁力的作用，由此我们可以得出：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场.2.重做上面的实验，请观察当电流的方向改变时，小磁针N极的偏转方向是否发生变化.观察到什么现象？这说明什么？答案观察到电流的方向改变时，小磁针N极的偏转方向发生改变，说明电流的磁场方向也发生变化.1.电流的磁效应(1)1820年，奥斯特发现：把一根导线平行地放在磁针的上方，给导线通电时，磁针发生了偏转，说明电流也能产生磁场，这个现象称为电流的磁效应.(2)意义：电流磁效应的发现，用实验展示了电与磁的联系，说明电与磁之间存在着相互作用，对电与磁研究的深入发展具有划时代的意义.2.电流磁场的方向(1)直线电流的磁场图7①安培定则：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向，如图7所示.②画法：如图8所示图8说明：图中的“×”号表示磁场方向垂直进入纸面；“·”号表示磁场方向垂直穿出纸面.③特点：是非匀强磁场，距导线越远处磁场越弱.(2)通电螺线管的磁场①安培定则：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，如图9所示.图9②磁感线特点两端分别是N极和S极，管内是匀强磁场，管外是非匀强磁场，画法如图10所示.图10(3)环形电流的磁场①安培定则：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向，如图11所示.图11②磁感线的特点两侧分别是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱，画法如图12所示.图12例3如图13所示，a、b是直线电流的磁场，c、d是环形电流的磁场，e、f是螺线管电流的磁场.试在各图中补画出电流方向或磁感线方向.图13答案见解析解析根据安培定则，可以确定a中电流方向垂直纸面向里，b中电流方向从下向上，c中电流方向是逆时针方向，d中磁感线方向向下，e中磁感线方向向左，f中磁感线方向向右.例4电路没接通时三个小磁针方向如图14所示，接通电路后确定三个小磁针的转向及最后N极的指向.(其中小磁针3在螺线管内部)图14答案小磁针1逆时针转动，最后N极指左；小磁针2顺时针转动，最后N极指右；小磁针3顺时针转动，最后N极指右.解析由安培定则可知螺线管内部磁场方向由左向右，故小磁针3顺时针转动，最后N极指右；小磁针1所在位置处磁场方向向左，故小磁针1逆时针转动，最后N极指左；小磁针2所在位置处磁场方向向右，小磁针2顺时针转动，最后N极指右.1.通电螺线管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁感线相似，也是从N极出来，进入S极.通电螺线管内部的磁感线跟螺线管的轴线平行，方向由S极指向N极，并和外部的磁感线连接，形成环绕的闭合曲线.2.判断小磁针N极的指向，需要先判断小磁针所在处那一点的磁感线方向.[学科素养] 本题综合应用了安培定则和磁场方向与小磁针N极指向的关系等知识点，培养了学生综合分析和应用物理知识的能力，正是“科学思维”等学科素养的体现.针对训练2 如图15所示，一枚小磁针放在半圆形导线环的环心O处，当导线中通以如图所示方向的电流时，小磁针将如何偏转( )图15A.沿顺时针方向转动B.沿逆时针方向转动C.N极转向纸里，S极转向纸外D.N极转向纸外，S极转向纸里答案 C解析由安培定则知，环形电流内部磁场方向垂直纸面向里，故N极转向纸里，C选项正确.1.(磁场的概念)下列关于磁场的说法中，正确的是( )A.磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质B.磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的C.磁极与磁极之间是直接发生作用的D.磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生答案 A解析磁场是客观存在于磁极或电流周围的一种物质，是不以人的意志为转移的，所以A对，B、D错；磁极与磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间的作用都是通过它们的磁场发生的，所以C错.2.(磁感线)关于磁感线与电场线的描述，正确的是( )A.电场线起止于电荷，磁感线起止于磁极B.电场线一定是不闭合的，磁感线一定是闭合的C.磁感线是自由小磁针在磁场力作用下的运动轨迹D.电场线和磁感线实际上均存在，只是肉眼看不到答案 B解析磁感线没有起点也没有终点，是闭合的曲线.静电场中的电场线不是闭合曲线，起始于正电荷(或无穷远处)，止于无穷远处(或负电荷)，故A错误，B正确；磁感线是描述磁场强弱和方向的形象曲线，当磁感线是曲线时，小磁针在磁场力作用下的运动轨迹并不一定与其重合，故选项C错误；电场线和磁感线都是为了描述抽象的场而人为引入的曲线，实际上并不存在，选项D错误.3.(电流的磁场)如图16所示，两根非常靠近且互相垂直并互相绝缘的长直导线，当通以如图所示方向的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的( )图16A.区域ⅠB.区域ⅡC.区域ⅢD.区域Ⅳ答案 A解析由安培定则可知，I1电流在其上方产生的磁场方向垂直纸面向里，I2电流在其右方产生的磁场方向向里，故只有在区域Ⅰ，两个电流产生的磁场才都向里，选项A正确.4.(电流的磁场)为了判断一个未知正负极的蓄电池极性，某同学将该蓄电池通过电阻跟螺线管连接起来，发现小磁针的N极立即向螺线管偏转，如图17所示.用M、N和P、Q分别表示蓄电池和螺线管两极，下列判断正确的是( )图17A.电源M端为正极B.电源N端为正极C.螺线管P端为S极D.螺线管内部磁感应强度方向由P指向Q答案 B解析小磁针的N极向螺线管偏转说明小磁针所在位置磁场方向向左，即螺线管P端为N极，Q端为S极，选项C错误；在螺线管的内部磁场方向由S极指向N极，所以螺线管内部磁感应强度方向由Q指向P，选项D错误；根据安培定则可知，在电源外部电流从N流向M，电源N端为正极，选项A错误，B正确.选择题考点一磁场和磁感线1.关于磁场的下述说法中，正确的是( )A.磁极之间相互作用是通过磁场发生的B.看不见、摸不着的磁场不是客观存在的C.只有磁体周围才存在磁场D.地球周围不存在磁场答案 A解析磁场对放入其中的磁体一定有磁场力作用，磁极之间相互作用是通过磁场发生的，选项A正确；磁场是客观存在的一种物质，虽然看不见，摸不着，但可通过小磁针来体现其存在，选项B错误；在整个空间中都有磁场的存在，只不过在磁体的周围，磁场比较强，磁场可以很明显的表现出来，离磁体远的地方，磁场比较弱，磁场不容易表现出来，所以不是只有磁体周围才存在磁场，选项C、D错误.2.如图1是条形磁铁的部分磁感线分布示意图，关于图中a、b两点磁场的描述，正确的是( )图1A.a点的磁场方向为图中B a指向B.b点的磁场方向为图中B b指向C.a点的磁场比b点强D.a点的磁场比b点弱答案 C解析磁感线上某点的切线方向表示该点磁场的方向，题图中a、b两点的磁场方向均是错误的，故A、B错误.磁感线疏密表示磁场的强弱，a点的磁感线比较密，则a点磁场比b点强，故C正确，D错误.3.(多选)下列说法中正确的是( )A.磁体在空间能产生磁场，磁场使磁体间不必接触便能相互作用B.在磁场中的某一点，小磁针仅在磁场力作用下静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向C.当两个磁体的同名磁极相互靠近时，两条磁感线有可能相交D.磁体周围的磁感线都是闭合的曲线答案ABD解析磁体间的作用力是通过磁场传递的，可以不用接触便产生相互作用，A项对；小磁针仅在磁场力作用下静止时北极的指向是北极受力的方向，就是那一点的磁场方向，B项对；磁感线是闭合的曲线且不能相交，C项错，D项对.4.(多选)下列说法中与实际情况相符的是( )A.地球的磁偏角是一个定值B.地磁场的北极在地理的南极附近C.除了地球外，到目前为止其他星球上还没有发现磁现象D.郑和出海远航比哥伦布的远洋探险早答案BD5.(多选)关于地磁场的说法正确的是( )A.地磁场的北极在地理北极附近B.地磁场的方向总与地面平行，且由南指向北C.地磁场并不是正南正北方向的D.在北半球，地磁场的方向由南向北且偏下答案CD解析地磁场的磁感线由南指向北，地磁场的北极在地理南极附近，故A错误；除赤道上空外，地磁场的方向与地面并不平行，故B错误；由磁偏角的存在可知C正确；由地磁场磁感线的分布情况可知，D正确.6.下列关于磁感线的说法中正确的是( )A.磁感线可以形象地描述磁场的强弱与方向B.磁感线总是从磁铁的N极发出，到S极终止C.磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线D.沿磁感线的方向磁场逐渐减弱答案 A解析磁场是一种看不见的特殊物质，人们为了形象地描述磁场而引入了磁感线这一假想的曲线，它可以表示磁场的强弱与方向，选项A正确；磁感线从磁铁的N极发出，从磁铁的S 极进入，构成闭合曲线，由安培定则知电流产生的磁场其磁感线都是闭合曲线，选项B错误；磁感线是人们假想的曲线，与有无铁屑无关，选项C错误；磁场的强弱由磁感线的疏密程度表示，而与磁感线的方向无关，选项D错误.7.(多选)关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是( )A.磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种客观存在的特殊物质B.磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致C.磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止的D.磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的答案AB解析磁感线是为了形象描述磁场而假想的有方向的闭合的曲线，实际上并不存在，在磁体内部，磁感线由S极指向N极，所以选项C、D错误；磁场是客观存在的特殊物质，所以选项A正确；磁感线上每一点的切线方向表示磁场方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱，小磁针北极受力方向、静止时北极指向均为磁场方向，所以选项B正确.8.如图所示，小磁针所指方向正确的是( )答案 A解析A图中小磁针所在位置磁感线方向向上，因此小磁针N极指向上方，选项A正确；B 图中小磁针所在位置磁感线方向水平向右，因此小磁针N极指向右，选项B错误；根据C图中所给磁感线方向可知，小磁针N极指向左上方，选项C错误；D图中小磁针所在位置磁场方向沿磁感线水平向左，因此小磁针N极应指向左，故D错误.考点二电流的磁场9.下列各图中，用带箭头的细实线表示通电直导线周围磁感线的分布情况，其中正确的是( )答案 D10.下列各图中，电流及其产生的磁场方向均正确的是( )答案 C11.如图2所示，水平直导线ab通有向右的电流I，置于导线正下方的小磁针S极将( )图2A.向纸外偏转B.向纸内偏转C.在纸面内顺时针转过90°D.不动答案 A解析据安培定则可以确定，通电直导线在其下方产生垂直纸面向里的磁场，在磁场力的作用下，小磁针S极向外偏转，A项正确.12.通电螺线管附近放置四个小磁针，如图3所示，当小磁针静止时，图中小磁针的指向正确的是(涂黑的一端为N极)( )图3A.aB.bC.cD.d答案 B解析由安培定则判断出螺线管的左侧相当于条形磁铁的N极，右侧相当于S极.故在小磁针a、c、d处磁场方向水平向左，小磁针b处磁场方向水平向右，小磁针静止时N极应沿磁感线方向，只有小磁针b指向正确.选项B正确.13.实验室有一旧的学生直流电源，输出端的符号模糊不清，无法辨认正负极.某同学设计了下面判断电源极性的方法：在桌面上放一个小磁针，在磁针东面附近放一螺线管，如图4所示，闭合开关后，小磁针指南的一端向东偏转，下述判断正确的是( )图4A.电源的A端是正极，在电源内部电流由A流向BB.电源的A端是正极，在电源内部电流由B流向AC.电源的B端是正极，在电源内部电流由A流向BD.电源的B端是正极，在电源内部电流由B流向A答案 C解析由于小磁针指南的一端向东偏转，所以螺线管的西端为N极，由安培定则可知电源的B端为正极，在电源外电流由B通过螺线管流向A，在电源内部电流由A流向B，故C正确.14.弹簧测力计下挂一条形磁铁，其N极一端位于未通电的螺线管正上方，如图5所示，下列说法正确的是( )图5A.若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将不变B.若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将增大C.若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将减小D.若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将增大答案 D解析当a接电源正极，b接电源负极时，由线圈的缠绕方向和安培定则可知通电螺线管内部的磁感线方向自下而上，其上端相当于N极，因同名磁极相互排斥，所以条形磁铁受到通电螺线管向上的排斥力，由磁铁的平衡条件知，弹簧测力计的示数将减小；同理，当b端接电源的正极，a端接负极时，通电螺线管上端相当于S极，异名磁极相互吸引，条形磁铁受到向下的吸引力，由磁铁的平衡条件知，弹簧测力计的示数将增大.故选D.15.(多选)如图6所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方.若带电粒子飞过小磁针上方的瞬间，小磁针N极向纸面内偏转，则带电粒子可能是( )图6A.向右飞行的正离子束B.向左飞行的正离子束C.向右飞行的负离子束D.向左飞行的负离子束答案AD解析由小磁针N极向纸面内偏转，知离子束下方磁感线垂直纸面向里，由安培定则可知，位于小磁针上方直线电流方向向右，故A、D正确.。
高三物理3 3知识点总结
高三物理3 3知识点总结高三物理课程中，"3 3" 是指高中三年级下学期的第三单元，主要涵盖以下三个知识点：电磁感应、发电原理和电磁振荡。
本文将对这三个知识点进行总结和梳理，以便于对这些内容的掌握和复习。
1. 电磁感应电磁感应是指当磁场发生变化时，会在导体中产生感应电动势和感应电流。
主要包括以下几个内容：1.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律指出，当导体中的磁通量发生变化时，会在导体中产生感应电动势。
公式表达为：ε = -ΔΦ/Δt，其中ε为感应电动势，ΔΦ为磁通量的变化量，Δt为时间的变化量。
1.2 楞次定律楞次定律规定了感应电流的方向：感应电流的方向使得其产生的磁场阻碍磁通量的变化。
这意味着感应电流会产生一个与原磁场方向相反的磁场。
1.3 感应电动势的大小感应电动势的大小与磁通量的变化速率成正比，也与线圈的匝数有关。
大的磁通量变化速率或大的线圈匝数将产生较大的感应电动势。
2. 发电原理发电原理是指利用电磁感应现象，将机械能、光能等能量转化为电能的过程。
其中，常见的发电原理有以下几种：2.1 电磁感应发电利用电磁感应现象将机械能转化为电能，例如发电机利用机械能旋转导致磁场变化，从而在线圈中产生感应电动势。
2.2 光电效应发电利用光电效应将光能转化为电能，例如太阳能电池就是利用光电效应将光能转化为直流电能的装置。
2.3 热电效应发电利用热电效应将温度差转化为电能，例如热电堆就是利用热电效应将热能转化为电能的装置。
发电原理的掌握可以帮助我们理解各类发电设备的工作原理，以及电能转换的原理。
3. 电磁振荡电磁振荡是指电磁场中能量在电场和磁场之间交替传递，并且持续产生的现象。
主要包括以下几个内容：3.1 电感和电容的作用电感和电容储存和释放电磁场中的能量。
电感储存磁场能量，而电容储存电场能量。
二者可以协同作用，实现能量的交替传递。
3.2 电磁振荡的特征电磁振荡具有周期性和振荡频率的特征。
20192020学年高考物理主题3电磁场与电磁波初步3电磁感应现象学案(必修3)
三。
电磁感觉现象【学科质量和客观要求】科学研究：1。
经过实验来研究感觉电流条件。
2经过实验研究影响感觉电动势大小的要素他是个素食主义者物理观点：1。
知道什么是电磁感觉吗现象，掌握感觉电流的条件。
2理解吗磁通量的观点。
三掌握法拉第电磁感觉定律并能进行有关计算1、电磁感觉现象1划时代的发现（1） 1820年，奥斯特发现了电的磁效应电流，也就是说，电产生磁性（2） 1831年，法拉第发现了电磁波现象概括2电磁感觉现象：当一部分封闭时导体回路在磁场中切断磁感觉线场，闭合导体回路在物理学中，这类现象被称为电磁现象概括三。
感觉电流：电磁波产生的电流感觉被称为感觉电流2、电磁感觉条件1磁通量：使用“磁感觉线数”经过一个闭合的导体电路来理解“经过闭路”导体电路的磁通量2感觉电流的条件只需经过闭合导体电路的磁通量变化时，闭合导体中会有感觉电流电路3、感觉电动势1感觉电动势：产生的电动势在电磁感觉中，这类现象称为感觉现象电动势。
在闭合电路中，感觉电动势产生力动力的导体相当于电源一2产生条件：只需磁通量经过电路发生变化时，感觉电动势在电路中产生三。
磁通量变化：Φ=Φ2-Φ14磁通量变化率：磁通量磁通量变化到产生变化所需的时间，即单位时间的磁通量系统中的变化量4、法拉第电磁感觉定律内容：物体内感觉电动势的大小闭合电路与电流的变化率成正比经过电路的磁通量Φ Φ 5. 公式：e=t，如有n匝线圈，则感觉电流电动势为：e=n t6国际单位：Φ的单位是韦伯（WB），T的单位是秒，E的单位是伏特1判断以下陈说的正确性（1）只需闭合电路中有磁通量，就有是闭合电路中的感觉电流（2）当闭合电路的导体的一部分切断磁场时感觉线，感觉电流会在电路中产生(√)（3）感觉电动势的大小是成比率的跟着磁通量的变化（4）感觉电动势的大小与磁通量变化的速度。
变化越快磁通量越大，感觉电动势越大2一个线圈总合有10圈。
尽人皆知，磁通量经过线圈的电流从30wb均匀地增添到40wb 20秒，而后线圈产生的感觉增添电动势是V。
2022新教材高中物理第3章电磁场与电磁波初步章末综合测评3含解析教科版必修第三册
章末综合测评(三) 电磁场与电磁波初步(时间：90分钟分值：100分)1．(4分)超导是当今高科技的热点之一，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就采用了这项技术，磁体悬浮的原理是( )①超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同②超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反③超导体使磁体处于失重状态④超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡A．①③B．①④C．②③D．②④D[同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以电流的磁场方向和磁体的磁场方向相反。
磁体悬浮在空中，重力和磁力平衡，D正确。
]2．(4分)取两根完全相同的长导线，用其中一根绕成如图(a)所示的螺线管，当该螺线管中通以大小为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B。
若将另一根长导线对折后绕成如图(b)所示的螺线管，并通以大小也为I电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为( )图(a) 图(b)A．0.5B B．B C．2B D．0D [将长导线对折之后绕成图(b)所示的螺线管，根据右手螺旋定则，产生等大反向的两个磁场，相互抵消，所以磁感应强度为零，故D项正确。
]3．(4分)如图所示，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。
a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。
下列说法正确的是( )A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同D．a、c两点处的磁感应强度方向不同C[a、b、c、d四个点的磁感应强度均为M、N两长直导线在各点的磁感应强度的叠加，由安培定则可知，M、N在O点处磁感应强度的方向相同，合磁感应强度竖直向下，不为零，A错误；由对称性可知，a、b两点处，c、d两处的磁感应强度大小和方向均相同，B错误，C正确；a、c两点处的磁感应强度均垂直于ab连线竖直向下，方向相同，D错误。
通用版带答案高中物理必修三第十三章电磁感应与电磁波初步微公式版必考知识点归纳
通用版带答案高中物理必修三第十三章电磁感应与电磁波初步微公式版必考知识点归纳单选题1、关于光子的能量，下列说法中正确的是（）A．光子的能量跟它的频率成反比B．光子的能量跟它的频率成正比C．光子的能量跟它的速度成正比D．光子的能量跟它的速度成反比答案：B根据能量子公式ε=ℎν可知，光子的能量与它的频率成正比，故ACD错误，B正确。
故选B。
2、如图，在圆心为O的圆周上固定着三根互相平行的长直导线A、B、C，三导线中通入的电流大小相同，其中导线A中的电流垂直于圆平面向外，导线B、C中的电流垂直于圆平面向里，三导线在圆周上的点与圆心O的连线互成120°角，圆平面内还存在一个方向与该平面平行、大小为B0的匀强磁场（未画出），O点的磁感应强度为零。
如果撤去匀强磁场和导线A，则O点的磁感应强度的大小和方向分别为（）A．B02，垂直于AO方向向左B．B02，沿AO方向向下C．√3B02，垂直于AO方向向左D．√3B02，沿AO方向向下答案：A三导线内的电流大小都相同，与O点间的距离也相同，则三导线在O点产生的磁感应强度大小相等，设为B1，根据安培定则和平行四边形定则，B、C两导线在O点产生的合磁感应强度大小为B1，方向垂直于AO向左，A导线在O点产生的磁感应强度大小也为B1，方向与B、C两导线在O点产生的合磁感应强度同向，则三导线在O点产生的合磁感应强度大小为2B1，加上大小为B0的匀强磁场后O点的合磁感应强度为零，则2B1=B0解得B1=B02撤去匀强磁场和导线A，则B、C两导线在O点产生的合磁感应强度大小为B02，方向垂直于AO方向向左，A项正确，BCD错误。
故选A。
3、5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一是具有超高速的数据传输速率。
5G信号一般采用3.3×109~6×109 Hz频段的无线电波，而现行第四代移动通信技术4G的频段范围是1.88×109~2.64×109 Hz，则（）A．5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站B．5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播得更快C．空间中的5G信号和4G信号相遇会产生干涉现象D．5G信号是横波，4G信号是纵波答案：AA．5G信号的频率更高，则波长小，故5G信号更不容易发生明显的衍射现象，因此5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站，故A正确；B．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故B错误；C．5G信号和4G信号的频率不一样，不能发生干涉现象，故C错误；D．电磁波为横波，可以发生偏振现象，故D错误。
通用版带答案高中物理必修三第十三章电磁感应与电磁波初步微公式版重点知识点大全
通用版带答案高中物理必修三第十三章电磁感应与电磁波初步微公式版重点知识点大全单选题1、下列关于磁场中某点磁感应强度方向的说法不正确的是（）A．该点的磁场的方向B．小磁针在该点静止时N极所指方向C．小磁针在该点时N极的受力方向D．小磁针在该点时S极的受力方向答案：D磁场中某点的磁场方向为小磁针N极受力方向，或小磁针S极受力方向的反方向，或者说小磁针静止时N极所指方向，同时磁感应强度方向就是磁场的方向，D错误，ABC正确。
本题选错误的，故选D。
2、下列说法正确的是（）A．电荷在电场中某处不受电场力的作用，则该处的电场强度不一定为零B．一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处磁感应强度一定为零C．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D．把一小段通电导线放在磁场中某处，它所受到的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱答案：CAC．在定义电场强度和磁感应强度时，都是在场中放一个小物体，使场对它有力的作用。
在电场中放入的是试探电荷，电场强度E用E=Fq 来定义，但E与F、q无关，由E=Fq可得F＝qE，故E＝0时，F＝0，故A错误，C正确；BD．在磁场中放入一小段通电导线在磁场中的受力大小与导线放置的方向有关，平行于磁场方向放置时，磁场力F＝0，垂直于磁场方向放置时，磁场力F最大。
在定义式B=FIl中，通电导线必须垂直磁场方向放置，故BD错误。
故选C。
3、我国是世界文明古国之一，在古代书籍中有许多关于物理现象的记载。
明代的《三余赘笔》中记述了“吴绫为裳，暗室中力持曳，以手摩之良久，火星直出”。
此处所描述的现象属于（）。
A．电磁屏蔽现象B．磁化现象C．静电现象D．摩擦生热现象答案：C“吴绫为裳，暗室中力持曳，以手摩之良久，火星直出”的意思是说用丝绸做成的衣服摩擦，在黑暗中会产生火星，此现象描述的是静电现象。
故选C。
4、关于图所示的磁场，下列说法中正确的是（）A．磁场方向与小磁针静止时南极指向一致B．若知道磁感应强度B与线圈的面积S，则可求出穿过这个面积的磁通量C．a、b两点在同一磁感线上位置不同，但它们的强弱相同D．磁感线不能相交答案：DA．磁场方向与小磁针静止时北极指向一致，故A错误；B．根据Φ=BSsinθ可知，还需要知道磁感应强度与线圈平面的夹角，故B错误；C．磁感线疏密表示磁感应强度大小，故两点磁感应强度大小不同，故C错误；D．任意一点的磁感应强度方向都是唯一确定的，磁感线切线方向表示磁感应强度方向，因此磁感线不能相交，故D正确。
新教材高中物理第13章电磁感应与电磁波初步章末小结pptx课件新人教版必修第三册
相同点
磁场和电场都是不依赖于人的意志而客观存在的特殊物质， 都具有能量
2.电场强度和磁感应强度的比较
概念 比较内容
磁感应强度 B
电场强度 E
物理意义
描述磁场的性质
描述电场的性质
定 共同点
都是用比值的形式下定义
义
特点 B＝IFL，通电导线与 B 垂
式
直，B 与 F、I、L 无关
E＝Fq E 与 F、q 无关
进考场练真题
一、高考真题探析 典题 (多选)(2021·福建高考)如图，四条相互平行的细长直导线
垂直坐标系xOy平面，导线与坐标平面的交点为a、b、c、d四点。已知 a、b、c、d为正方形的四个顶点，正方形中心位于坐标原点O，e为cd的 中点且在y轴上；四条导线中的电流大小相等，其中过a点的导线的电流 方向垂直坐标平面向里，其余导线电流方向垂直坐标平面向外。则
( BD )
A．O点的磁感应强度为0 B．O点的磁感应强度方向由O指向c C．e点的磁感应强度方向沿y轴正方向 D．e点的磁感应强度方向沿y轴负方向
第十三章 电磁感应与电磁波初步
章末小结
知识网络构建 方法归纳提炼 进考场练真题
知识网络构建
方法归纳提炼
一、电与磁的联系
1．电场与
产生 电荷周围
磁体、电流、运动电荷周围
不 基本 对放入其中的电荷 对放入其中的磁体、电流有磁场力的
同 性质 有电场力的作用 作用
点 作用 对放入其中的磁体 对放入其中的静止电荷无力的作用
二、感应电流的产生条件 1．产生感应电流的条件 (1)电路闭合； (2)穿过回路的磁通量发生变化。 2．磁通量的变化 计算磁通量的变化量时，首先要明确引起磁通量变化的原因，然后 再进行计算，通常有以下几种情况：
2019-2020年高中物理第三章3.2《电磁场与电磁波》教案粤教版选修3-4
2019-2020年高中物理第三章3.2《电磁场与电磁波》教案粤教版选修3-4一、导弓丨人类认识客观世界，发现新的事物，常有二种方式，一种是从生产实践，科学实验中观察分析后发现新的事物，另一种是从科学理论出发，预言新的事物存在，电磁波的发现，属于后一种。
麦克斯韦从电磁场理论出发，运用了较为深奥的数学工具，得到了描述电磁场特性的规律，并预言了电磁波的存在。
10年后，他的学生赫兹用实验方法证实了麦克斯韦的伟大预言，发射并接收了电磁波，从而开创了无线电技术的新时代。
我们现在粗略地介绍了一下麦克斯韦的这个理论。
准备知识：1、分析闭合电路中电流的形成：分析电路中AB中电流的方向是A T B,问为什么会有A到B的电流，重点确定电流形成的实质是导体中有电场的结果，而电场产生的电场力使电荷发生了定向移动。
结论：电路中电流形成的实质是电荷在电场力作用下发生的定向移动，而电场力的发生定伴随电场，电场的方向与导体中电流的方向相同。
2、感应电流的产生：要使M中产生感应电流的条件是什么？穿过闭合回路M的B发生变化。
强调：在M环中产生感应电流的实质是环内产生了电场,电场驱使电子定向移动而产生了电流，电场的方向与电流方向相同。
那么将金属环拿走，当磁场变化时的电场是否存在呢？------- 引入麦克斯韦的电磁场理论。
3、一个变化的磁场中放一个闭合线圈会产生感应电流，这是一种电磁感应现象。
麦克斯韦研究了这种现象，认为若电路闭合就会有感应电流；若电路不闭合，则会产生感应电场；这个电场驱使导体中电子的运动，从而产生了感应电流。
麦克斯韦把这种情况的分析推广到不存在闭合电路g A的情形，他认为在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍现象，跟闭合电路是否存在无关。
C 二、授课n T T T1.麦克斯韦的理论要点一，变化的磁场产生电场甲乙演示实验图1当穿过螺线管的磁场随时间变化时，上面的线圈中产生感应电动势，引起感应电流使灯泡发光。
(1)线圈中产生感应电动势说明了什么？麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流。
2019_2020学年高考物理主题3电磁场与电磁波初步3电磁感应现象学案必修
3 电磁感应现象[学科素养与目标要求] 科学探究：1.通过实验探究产生感应电流的条件.2.通过实验探究决定感应电动势大小的因素.物理观念：1.知道什么是电磁感应现象，掌握产生感应电流的条件.2.理解磁通量的概念.3.掌握法拉第电磁感应定律，并会进行有关计算.一、电磁感应现象1.划时代的发现(1)奥斯特在1820年发现了电流磁效应，即“电能生磁”.(2)1831年，法拉第发现了电磁感应现象，即“磁能生电”.2.电磁感应现象：闭合导体回路的一部分在磁场中做切割磁感线的运动时，闭合导体回路中就产生电流.物理学中把这类现象叫做电磁感应.3.感应电流：由电磁感应产生的电流叫做感应电流.二、电磁感应的产生条件1.磁通量：用“穿过一个闭合导体回路的磁感线条数的多少”来形象地理解“穿过这个闭合导体回路的磁通量”.2.感应电流的产生条件只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流.三、感应电动势1.感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势.在闭合回路中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源.2.产生条件：只要穿过电路的磁通量发生改变，在电路中就产生感应电动势.3.磁通量的变化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1.4.磁通量的变化率：磁通量的变化量跟产生这个变化所用时间的比值，即单位时间内磁通量的变化量.四、法拉第电磁感应定律1.内容：闭合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.公式：E ＝，若有n 匝线圈，则产生的感应电动势为：E ＝n .ΔΦΔt ΔΦΔt3.国际单位：ΔΦ的单位是韦伯(Wb)，Δt 的单位是秒(s)，E 的单位是伏特.1.判断下列说法的正误.(1)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生.( × )(2)闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流.( √ )(3)感应电动势的大小与磁通量的变化量成正比.( × )(4)感应电动势的大小与磁通量变化的快慢有关，磁通量变化越快，感应电动势越大.( √ )2.某线圈共10匝，已知通过线圈的磁通量在20s 内由30Wb 均匀增大到40Wb ，则线圈产生的感应电动势为________V.答案 5一、磁通量1.定义：物理学中把磁场中穿过某一面积S 的磁感线条数定义为穿过该面积的磁通量.2.单位：韦伯，符号：Wb.3.公式：Φ＝BS (B ⊥S ).4.意义：表示穿过某一面积的磁感线条数的多少.5.引起磁通量变化的原因(1)B变S不变.(2)B不变S变(如闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动).(3)B不变S不变而B与S夹角θ变(如线圈转动).(4)B、S、θ中有两个量或三个量同时变.例1 关于磁通量的概念，下列说法中正确的是( )A.磁场中某处的磁感应强度越大，面积越大，则穿过线圈的磁通量一定就越大B.放在某处的一个平面，穿过它的磁通量为零，则该处磁感应强度一定为零C.磁通量的变化不一定是由于磁场的变化而引起的D.磁场中某处的磁感应强度不变，放在该处线圈的面积也不变，则磁通量一定不变答案 C解析 磁通量的大小与磁感应强度的大小、面积的大小以及磁场和平面的夹角有关，所以A、B、D错，C对.针对训练1 磁通量可以形象地理解为“穿过一个闭合电路的磁感线的条数”.在图1所示磁场中，S1、S2、S3为三个面积相同的相互平行的线圈，穿过S1、S2、S3的磁通量分别为Φ1、Φ2、Φ3且都不为0.下列判断正确的是( )图1A.Φ1最大B.Φ2最大C.Φ3最大D.Φ1、Φ2、Φ3相等答案 A解析 磁通量表示穿过一个闭合电路的磁感线条数的多少，从题图中可看出穿过S1的磁感线条数最多，穿过S3的磁感线条数最少.二、产生感应电流的条件1.实验探究感应电流产生的条件(1)闭合电路的部分导体切割磁感线在初中学过，当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，如图2所示.图2导体棒左右平动、前后平动、上下平动，观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表1中.表1导体棒的运动表针的摆动方向导体棒的运动表针的摆动方向向右平动向左向后平动不摆动向左平动向右向上平动不摆动向前平动不摆动向下平动不摆动结论：只有左右平动时，导体棒切割磁感线，才有电流产生；前后平动、上下平动，导体棒都不切割磁感线，没有电流产生.(2)向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出如图3所示，把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，或从线圈中抽出，或静止地放在线圈中.观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表2中.图3表2磁铁的运动表针的摆动方向磁铁的运动表针的摆动方向N极插入线圈向右S极插入线圈向左N极停在线圈中不摆动S极停在线圈中不摆动N极从线圈中抽出向左S极从线圈中抽出向右结论：只有磁铁相对线圈运动时，才有电流产生；磁铁相对线圈静止时，没有电流产生.(3)模拟法拉第的实验如图4所示，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端与电流表连接，把线圈A装在线圈B的里面.观察以下四项操作中线圈B中是否有电流产生.把观察到的现象记录在表3中.图4表3操作现象开关闭合瞬间有电流产生开关断开瞬间有电流产生开关闭合时，滑动变阻器的滑片不动无电流产生开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片有电流产生结论：只有当线圈A中电流变化时，线圈B中才有电流产生.2.结论不论用什么方法，不论何种原因，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生.3.产生感应电流的条件(1)闭合电路；(2)磁通量发生变化.例2 线圈在长直导线电流的磁场中做如图5所示的运动：A向右平动，B向下平动，C绕轴转动(ad边向里)，D垂直于纸面向纸外做平动，E向上平动(E线圈有个缺口)，判断线圈中有没有感应电流.图5答案 A、E中无感应电流；B、C、D中有感应电流解析 在直导线电流磁场中的五个线圈，原来磁通量都是垂直纸面向里的.对直线电流来说，离电流越远，磁场就越弱.A向右平动，穿过线圈的磁通量没有变化，故线圈中没有感应电流.B向下平动，穿过线圈的磁通量减少，必产生感应电流.C绕轴转动，穿过线圈的磁通量变化(开始时减少)，必产生感应电流.D离纸面越远，线圈中磁通量越少，线圈中有感应电流.E向上平动，穿过线圈的磁通量增加，但由于线圈没有闭合，因此无感应电流.判断是否产生感应电流的关键是明确电路是否闭合，分清磁感线的疏密分布，从而判断磁通量是否变化，而不是看磁通量的有无.三、法拉第电磁感应定律如图是探究电磁感应的实验装置1.图甲中观察磁铁N极插入或抽出线圈的过程中电流表指针的偏转情况，它说明什么问题？2.电流表指针的偏转程度与感应电动势的大小有什么关系？3.图乙中，闭合回路中部分导线以不同速度水平切割磁感线，观察电流表指针偏转角度有何不同？答案 1.说明电路中产生了感应电动势.2.指针偏转程度越大，感应电动势越大.3.速度越大，指针偏转角度越大.1.感应电动势(1)由电磁感应产生的电动势叫感应电动势.在闭合电路中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源.(2)当电路闭合时，回路中有感应电流；当电路断开时，回路中没有感应电流，但感应电动势仍然存在.2.磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率的比较ΔΦΔt(1)Φ是状态量，是闭合回路在某时刻(某位置)穿过回路的磁感线的条数，当磁场与回路平面垂直时Φ＝BS .(2)ΔΦ是过程量，它表示回路从某一时刻到另一时刻磁通量的改变量，即ΔΦ＝Φ2－Φ1.(3)表示磁通量的变化快慢，即单位时间内磁通量的变化量，又称为磁通量的变化率.ΔΦΔt (4)Φ－t 图象上某点切线的斜率表示磁通量的变化率.ΔΦΔt 3.法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过该电路的磁通量的变化率成正比.(2)公式：E ＝n .ΔΦΔtn 为线圈的匝数，ΔΦ是磁通量的变化量.电动势的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率.而与Φ的大小、ΔΦ的大小没有必然ΔΦΔt联系.(3)单位：ΔΦ的单位是韦伯(Wb)，Δt 的单位是秒(s)，E 的单位是Wb/s ，E 的国际单位是V.(4)电磁感应现象的本质：在电磁感应现象中，一定产生感应电动势，不一定产生感应电流.能否产生感应电动势是电磁感应现象的本质.例3 关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是( )A.穿过线圈的磁通量Φ最大时，所产生的感应电动势就一定最大B.穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ增大时，所产生的感应电动势也增大C.穿过线圈的磁通量Φ等于0时，所产生的感应电动势就一定为0D.穿过线圈的磁通量的变化率越大，所产生的感应电动势就越大ΔΦΔt答案 D解析 根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与ΔΦΔt磁通量Φ及磁通量的变化量ΔΦ没有必然联系.当磁通量Φ很大时，感应电动势可能很小，甚至为0.当磁通量Φ等于0时，其变化率可能很大，产生的感应电动势也会很大，而ΔΦ增大时，可能减小.如图所示，t 1时刻，Φ最大，但E ＝0；0～t 1时间内ΔΦ增大，但ΔΦΔt ΔΦΔt减小，E 减小；t 2时刻，Φ＝0，但最大，E 最大.故D 正确.ΔΦΔt例4 如图6所示，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05s ，第二次用0.1s.设插入方式相同，试求：图6(1)两次线圈中平均感应电动势之比；(2)两次线圈中电流之比.答案 (1)2∶1 (2)2∶1解析 (1)由法拉第电磁感应定律得：＝·＝＝.E 1E 2ΔΦΔt 1Δt 2ΔΦΔt 2Δt 121(2)由欧姆定律可得：＝·＝＝.I 1I 2E 1R R E 2E 1E 221[学科素养] 分析本题时要紧抓法拉第电磁感应定律的表达式E ＝n.两次ΔΦ相同，因ΔΦΔt此平均感应电动势之比等于时间的反比.通过本题的训练，进一步巩固了对法拉第电磁感应定律的理解，体现了“物理观念”的学科素养.针对训练2 如图7甲所示，某线圈共有50匝，若穿过该线圈的磁通量随时间的变化如图乙所示，则a 、b 两点间的电压是多少？图7答案 50V解析 求a 、b 两点间的电压就是求线圈中的感应电动势由题图乙得＝V ＝1V ΔΦΔt 0.5－0.10.4故E ＝n＝50V ΔΦΔt所以a 、b 两点间的电压为50V.1.(磁通量的计算)如图8所示，面积为S 的线圈平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，一半在磁场中，则穿过线圈的磁通量为( )图8A.0 B.BS 12C.BS D.2BS答案 B解析 根据磁通量公式Φ＝BS ，因为题图中有效面积为S ，所以B 项正确.122.(磁通量变化的定性分析)如图9所示，一环形线圈沿条形磁铁的轴线，从磁铁N极的左侧A 点运动到磁铁S极的右侧B点，A、B两点关于磁铁的中心对称，则在此过程中，穿过环形线圈的磁通量将( )图9A.先增大，后减小B.先减小，后增大C.先增大，后减小、再增大，再减小D.先减小，后增大、再减小，再增大答案 A3.(产生感应电流的条件)(多选)某学生做观察电磁感应现象的实验时，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关，用导线连接成如图10所示的实验电路，闭合开关，下列说法正确的是( )图10A.线圈A插入线圈B的过程中，有感应电流B.线圈A从线圈B拔出的过程中，有感应电流C.线圈A停在线圈B中，有感应电流D.线圈A拔出线圈B的过程中，线圈B的磁通量在减小答案 ABD解析 由感应电流产生的条件知A 、B 选项正确，C 选项错误；在线圈A 从线圈B 拔出的过程中线圈B 的磁通量减小，D 选项正确.4.(感应电动势的计算)穿过某单匝线圈的磁通量随时间的变化关系如图11所示，在线圈内产生的感应电动势的最大值是( )图11A.2V B.0.5VC.3VD.2.5V答案 C解析 由E ＝n 可知，0～2s 内E 1＝V ＝2V ΔΦΔt 4－022～4s 内，E 2＝V ＝0.5V |3－4|24～5s 内E 3＝V ＝3V ，故C 正确.|0－3|15.(感应电动势的计算)一个有10匝的闭合导体线圈，若在0.01s 内，通过线圈的磁通量由0.04Wb 均匀地减小到零，则在这段时间内线圈产生的感应电动势为多大？答案 40V解析 E ＝n ＝10×V ＝40V.ΔΦΔt 0.040.01一、选择题考点一 磁通量的理解与计算1.如图1所示，虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过两环的磁通量，则有( )图1A.Φ1>Φ2B.Φ1＝Φ2C.Φ1<Φ2D.无法确定答案 B解析 由题图知，穿过圆环1、2的磁感线条数相等，故Φ1＝Φ2.2.如图2所示，在同一平面内有四根彼此绝缘的直导线，分别通有大小相同、方向如图所示的电流，要使由四根直导线所围成的面积内的磁通量增加，则应切断哪一根导线中的电流( )图2A.切断i1B.切断i2C.切断i3D.切断i4答案 D解析 根据安培定则判断出四根通电直导线中电流在所围面积内的磁场方向，可知只有i4中电流产生的磁场垂直于纸面向外，则要使磁通量增加，应切断i4.3.磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图3所示，通有恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框绕cd边翻转到位置2，设先后两次通过线框的磁通量变化量的大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则( )图3A.ΔΦ1>ΔΦ2B.ΔΦ1＝ΔΦ2C.ΔΦ1<ΔΦ2D.无法确定答案 C解析 设闭合线框在位置1时穿过闭合线框的磁通量为Φ1，平移到位置2时穿过闭合线框的磁通量为Φ2，导线MN中的电流产生的磁场在位置1处的磁感应强度比在位置2处强，故Φ1>Φ2.将闭合线框从位置1平移到位置2，穿过闭合线框的磁感线方向不变，所以ΔΦ1＝|Φ2－Φ1|＝Φ1－Φ2；将闭合线框从位置1绕cd边翻转到位置2，穿过闭合线框的磁感线反向，所以ΔФ2＝|(－Φ2)－Φ1|＝Φ1＋Φ2(以原来磁感线穿过的方向为正方向，则后来从另一面穿过的方向为负方向)，故正确选项为C.考点二 感应电流的产生条件4.如图4所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路.在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是( )图4A.线圈不动，磁铁插入线圈B.线圈不动，磁铁从线圈中拔出C.磁铁不动，线圈上、下移动D.磁铁插在线圈内不动答案 D解析 产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，线圈和电流表已经组成闭合电路，只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就产生感应电流，电流表指针就偏转.在A、B、C 三种情况下，线圈和磁铁发生相对运动，穿过线圈的磁通量发生变化，产生感应电流；而当磁铁插在线圈中不动时，线圈中虽然有磁通量，但磁通量不变化，不产生感应电流，电流表指针不发生偏转.5.在如图所示的条件下，闭合的矩形线圈中能产生感应电流的是( )答案 B解析 A、C中线圈内的磁通量始终等于零，D中磁通量不发生变化，故均没有感应电流.6.如图5所示，在竖直向下的匀强磁场中(磁场范围足够大)，有一闭合导体环，环面与磁场方向垂直，当导体环在磁场中完成下述运动时，可能产生感应电流的是( )图5A.导体环保持水平方位在磁场中向上或向下运动B.导体环保持水平方位向左或向右加速平动C.导体环绕垂直环面、通过环心的轴转动D.导体环以一条直径为轴，在磁场中转动答案 D7.(多选)实验装置如图6所示，在铁芯F上绕着两个线圈A、B.如果线圈A中的电流i和时间t的关系如下图所示，在t1～t2这段时间内，A、B、C、D四种情况中，在线圈B中观察到感应电流的是( )图6答案 BCD解析 当线圈A中的电流发生变化，它产生的磁场也就发生变化，穿过闭合电路的线圈B的磁通量也发生改变，从而产生感应电流.考点三 法拉第电磁感应定律8.(多选)如图7所示，让线圈由位置1通过一个匀强磁场的区域运动到位置2，下列说法中正确的是( )图7A.在线圈进入匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，而且进入时的速度越大，感应电流越大B.整个线圈在匀强磁场中匀速运动时，线圈中有感应电流，而且电流是恒定的C.整个线圈在匀强磁场中加速运动时，线圈中有感应电流，而且电流越来越大D.在线圈穿出匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，而且穿出时的速度越大，感应电流越大答案 AD解析 线圈在进入和穿出磁场时，线圈中有感应电流，且运动速度越大，磁通量变化越快，产生的感应电流越大，故A 、D 正确；当线圈全部进入磁场后，穿过线圈的磁通量始终不变，没有感应电流，故B 、C 错误.9.穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地增加6Wb ，则( )A.线圈中感应电动势每秒钟增加6VB.线圈中感应电动势每秒钟减少6VC.线圈中感应电动势保持不变D.线圈中无感应电动势答案 C解析 由E ＝n 知，磁通量均匀变化，产生的感应电动势恒定，为6V.ΔΦΔt10.如图8所示为穿过某一闭合回路的磁通量随时间变化的图象，则( )图8A.2～4s 内感应电动势最大B.4～5s 内感应电动势小于0～2s 内的感应电动势C.0～2s 内感应电动势为1VD.2～4s 内感应电动势为2V答案 C解析 由E ＝知，2～4s 内感应电动势为0,0～2s 内感应电动势为1V,4～5s 内感应电动ΔΦΔt势为2V ，选项C 正确，A 、B 、D 错误.二、非选择题11.如图9所示，桌面上放一单匝线圈，线圈中心上方一定高度处有一竖立的条形磁体.当磁体竖直向下运动时，穿过线圈的磁通量将________(选填“变大”或“变小”).在上述过程中，穿过线圈的磁通量变化了0.1Wb ，经历的时间为0.5s ，则线圈中的感应电动势为________V.图9答案 变大 0.2解析 当磁体竖直向下运动时，磁场增强，穿过线圈的磁感线的条数增多，磁通量将变大；感应电动势E ＝n ＝V ＝0.2V.ΔΦΔt 0.10.512.一个200匝、面积为20cm 2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，若磁感应强度在0.05s 内由0.1T 增加到0.5T ，在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是________Wb ；磁通量的平均变化率是________Wb/s ；线圈中的感应电动势的大小是________V.答案 8×10－4 1.6×10－2 3.2解析 ΔΦ＝(B 2－B 1)S＝0.4×20×10－4Wb ＝8×10－4Wb＝Wb/s ＝1.6×10－2 Wb/s ΔΦΔt 8×10－40.05E ＝n ＝200×1.6×10－2V ＝3.2V.ΔΦΔt13.如图10所示，一单匝线圈从左侧进入磁场.在此过程中，图10(1)线圈的磁通量将如何变？(2)若上述过程所经历的时间为0.1s ，线圈中产生的感应电动势为0.2V ，则线圈中的磁通量变化了多少？答案 (1)变大 (2)0.02Wb解析 (1)线圈从左侧进入磁场的过程中，穿过线圈的磁感线的条数增加，线圈的磁通量变大.(2)由E ＝n 得ΔΦ＝E Δt ＝0.2×0.1Wb ＝0.02Wb.ΔΦΔt14.一面积S ＝4×10－2m 2、匝数n ＝100匝的线圈放在匀强磁场中，磁感线垂直于线圈平面，磁感应强度随时间的变化率＝2T/s.穿过线圈的磁通量的变化率是多少？线圈中产生的感ΔB Δt 应电动势是多少？答案 8×10－2Wb/s 8V解析 穿过线圈的磁通量的变化率与匝数无关，故＝S ＝2×4×10－2Wb/s ＝8×10－2 Wb/s ΔΦΔt ΔB Δt 由法拉第电磁感应定律得E ＝n ＝100×8×10－2V ＝8V.ΔΦΔt。
2019-2020学年度最新版本高考高中物理复习专题总汇(三)
2019-2020学年度最新版本高考高中物理复习专题总汇(三)(附参考答案)带电粒子在磁场中的运动【例1】磁流体发电机原理图如右。
等离子体高速从左向右喷射，两极板间有如图方向的匀强磁场。
该发电机哪个极板为正极？两板间最大电压为多少？解：由左手定则，正、负离子受的洛伦兹力分别向上、向下。
所以上极板为正。
正、负极板间会产生电场。
当刚进入的正负离子受的洛伦兹力与电场力等值反向时，达到最大电压：U=Bdv 。
当外电路断开时，这也就是电动势E 。
当外电路接通时，极板上的电荷量减小，板间场强减小，洛伦兹力将大于电场力，进入的正负离子又将发生偏转。
这时电动势仍是E=Bdv ，但路端电压将小于Bdv 。
在定性分析时特别需要注意的是：⑴正负离子速度方向相同时，在同一磁场中受洛伦兹力方向相反。
⑵外电路接通时，电路中有电流，洛伦兹力大于电场力，两板间电压将小于Bdv ，但电动势不变（和所有电源一样，电动势是电源本身的性质。
）⑶注意在带电粒子偏转聚集在极板上以后新产生的电场的分析。
在外电路断开时最终将达到平衡态。
【例2】 半导体靠自由电子（带负电）和空穴（相当于带正电）导电，分为p 型和n 型两种。
p 型中空穴为多数载流子；n 型中自由电子为多数载流子。
用以下实验可以判定一块半导体材料是p 型还是n 型：将材料放在匀强磁场中，通以图示方向的电流I ，用电压表判定上下两个表面的电势高低，若上极板电势高，就是p 型半导体；若下极板电势高，就是n 型半导体。
试分析原因。
解：分别判定空穴和自由电子所受的洛伦兹力的方向，由于四指指电流方向，都向右，所以洛伦兹力方向都向上，它们都将向上偏转。
p 型半导体中空穴多，上极板的电势高；n 型半导体中自由电子多，上极板电势低。
注意：当电流方向相同时，正、负离子在同一个磁场中的所受的洛伦兹力方向相同，所以偏转方向相同。
3.洛伦兹力大小的计算带电粒子在匀强磁场中仅受洛伦兹力而做匀速圆周运动时，洛伦兹力充当向心力，由此可以推导出该圆周运动的半径公式和周期公式： Bqm T Bq mv r π2,==【例3】 如图直线MN 上方有磁感应强度为B 的匀强磁场。
2019_2020学年高考物理主题3电磁场与电磁波初步4交变电流变压器学案必修
4 交变电流 变压器[学科素养与目标要求] 物理观念：1.了解交变电流是怎样产生的.2.了解交变电流的变化规律、图象及描述交变电流的物理量.3.了解变压器的构造，知道变压器改变交变电压的原理.科学探究：1.通过实验，探究交变电流的产生.2.通过实验探究总结变压器原、副线圈的电压和匝数的关系.科学态度与责任：1.了解发电机的发明和交变电流的利用对促进人类社会进步的作用，进一步体会科学、技术与社会生活之间的密切联系.2.体验科学探究过程，培养实验设计与分析论证能力.一、交流发电机1.发电原理：由于转子的转动使得穿过线圈的磁通量发生变化，在线圈中产生了感应电动势.2.交变电流：大小、方向随时间做周期性变化的电流，简称交流.方向不随时间变化的电流叫直流.二、正弦式交变电流的变化规律1.定义：电流、电压随时间按正弦函数的规律变化的交流电叫做正弦式交变电流，简称正弦式电流.2.图象：正弦图象.3.表达式：i＝I m sin ωt，u＝U m sin ωt，e＝E m sinωt，式中I m、U m、E m分别是电流、电压、电动势的最大值，叫做交流的峰值.4.交变电流的周期和频率(1)交变电流完成一次周期性变化所需的时间叫做它的周期，通常用T表示，单位是秒.交变电流在1s内发生周期性变化的次数，叫做它的频率，通常用f表示，单位是赫兹，简称赫，符号是Hz.(2)周期和频率的关系为T ＝或f ＝.1f 1T5.交变电流的有效值(U e 、I e )(1)交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的：把交流和直流分别通过相同的电阻，如果在相同的时间内它们产生的热量相等，我们就把这个直流电压、电流的数值叫做这一交流的有效值.(2)对正弦式交变电流，其有效值和峰值之间存在着如下的关系：I e ＝＝0.707I m I m2U e ＝＝0.707U m U m2三、变压器1.变压器的结构(1)变压器由铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成.(2)原、副线圈原线圈：与电源(或前一级电路)连接的线圈叫原线圈(也叫初级线圈).副线圈：与负载(或下一级电路)连接的线圈叫副线圈(也叫次级线圈).2.变压器的工作原理(1)原理电磁感应现象是变压器工作的基础.当原线圈中的电流变化时，在铁芯中就会产生变化的磁场，就会引起副线圈中的磁通量的变化，从而产生感应电动势.(2)变压器的作用：能改变交变电流的电压，不改变交变电流的周期和频率.判断下列说法的正误.(1)交变电流的方向随时间做周期性变化.( √ )(2)跟交流具有相同热效应的直流的值是交流的有效值.( √ )(3)变压器也能改变恒定直流电的电压.( × )(4)当原线圈匝数比副线圈匝数多时，该变压器是升压变压器.( × )一、交变电流的产生1.交流发电机的组成交流发电机通常包括固定不动的“定子”和能够连续转动的“转子”.2.发电机原理当闭合线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，因而在线圈中产生感应电流.线圈做周期性的运动，在线圈中就产生了大小和方向随时间做周期性变化的交变电流.3.发电机的分类(1)旋转电枢式发电机：线圈在磁场中旋转.线圈(电枢)是转子，磁体是定子，如图1甲所示.(2)旋转磁极式发电机：磁体转动，是转子；线圈不动，是定子.如图乙所示.无论线圈转动，还是磁体转动，都是转子的转动使得穿过线圈的磁通量发生变化，在线圈中产生感应电动势.图14.直流电和交变电流(1)直流电：方向不随时间变化的电流，称为直流电，简称直流，用字母“DC”或符号“－”表示.(2)交变电流：大小、方向随时间做周期性变化的电流，称为交变电流，简称交流，用字母“AC”或符号“～”表示.注意：电流方向随时间做周期性变化，是交流电的最主要特征，也是交流电与直流电最主要的区别.例1 (多选)如图2所示为交流发电机的结构和原理示意图，当线圈在磁场中缓慢匀速转动时，观察电流表的指针，可以判断( )图2A.指针随着线圈的转动而摆动，并且线圈转动一周指针左右摆动一次B.当线圈平面转动到跟磁感线平行时，电流表指针的偏转角最大C.当线圈平面转动到跟磁感线垂直时，电流表指针的偏转角最大D.因线圈的转动是匀速的，则线圈产生的感应电动势和感应电流是周期性的答案 ABD解析 这是一个旋转电枢式交流发电机模型，当线圈在磁场中转动时，线圈产生的感应电动势和感应电流都随时间变化，线框转动一周，完成一个周期性变化，对应的指针左右摆动一次，故选项A正确；当线圈平面跟磁感线平行时，穿过线圈的磁通量为零，但线圈的两条边切割磁感线，此时的速度方向跟磁感线垂直，所以线圈中的感应电动势最大，对应的感应电流也最大，所以B项正确；当线圈平面跟磁感线垂直时，穿过线圈的磁通量最大，但此时速度方向平行于磁感线，线圈中的感应电动势和感应电流均为零，所以选项C错误；因线圈是匀速转动的，那么产生的感应电动势和感应电流就是周期性变化的，故D项正确.例2 (多选)下图中属于交变电流的是( )答案 BC解析 根据交变电流的定义判断，大小、方向随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，符合此定义的是B 、C 两图，A 、D 两图中只是电流的大小变化，方向未变，不符合定义.二、交变电流的变化规律及描述1.正弦式交流电的变化规律：(1)电流、电压随时间按正弦规律变化.(2)图象为正弦曲线(如图3所示)：图32.描述交流电的各物理量的关系(1)周期(T )与频率(f )周期与频率互为倒数关系，即T ＝或f ＝.1f 1T(2)有效值：交流的有效值是根据电流的热效应规定的：把交流和直流分别通过相同的电阻，如果在相等的时间里它们产生的热量相等，就把这个直流电压、电流的数值，叫该交变电流的有效值.正弦式交流电的有效值和峰值(最大值)的关系：I ＝，U ＝，E ＝.I m2U m2E m23.说明(1)我们通常说家庭电路的电压是220V ，是指有效值.各种使用交变电流的电器设备上所标的是额定电压和额定电流的有效值，一般交流电流表和交流电压表测量的数值也都是有效值.(2)对电容器来说，其击穿电压值应小于交流的最大值.(3)以后提到交变电流的数值，凡没有特别说明的，都是指有效值.例3 (多选)一个按正弦函数规律变化的交变电流的e －t 图象如图4所示，根据图象可以断定( )图4A.交变电流的频率f ＝0.2HzB.交变电流电动势的最大值是220V2C.交变电流电动势的有效值是220V2D.把此交流电接在阻值为100Ω的电阻两端，其发热功率为484W答案 BD解析 从题图中可以看出，交变电流电动势的最大值为E m ＝220 V ，有效值为E ＝＝220V ，2E m 2周期为T ＝0.02s ，所以频率为f ＝＝50Hz 1T 电阻R 的发热功率P ＝＝W ＝484W.E 2R 2202100[学科素养] 本题通过交变电流的图象考查了对交变电流的认识及描述交变电流的物理量间的关系，锻炼了识图、用图的能力和数学知识与物理知识相结合的综合能力，这正是学科素养“科学思维”的体现.例4 某一电热器接在U ＝110V 的直流电源上，每秒产生的热量为Q ；现把它改接到交流电源上，每秒产生的热量为2Q ，则该交流电压的最大值U m 是( )A.110VB.110V 2C.220VD.220V2答案 C 解析 设电热器的电阻为R ，当电热器接在U ＝110V 的直流电源上时，Q ＝t U 2R当电热器改接到交流电源上时，2Q ＝t (U m 2)2R 联立解得U m ＝2U ＝220V ，故选C.三、变压器的结构及原理1.变压器的结构变压器组成如图5所示：图5(1)线圈：由漆包线绕制而成.原线圈连接前一级电路，副线圈连接下一级电路.(2)铁芯：由硅钢片叠合而成.(3)变压器的符号：如图6所示.图62.变压器的工作原理(1)变压器工作的基本原理和发电机一样，也是电磁感应现象.(2)当原线圈上加交变电压时，原线圈中就有交变电流，铁芯中产生交变的磁通量，如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生感应电流，在原、副线圈中由于有交变电流而发生互感现象.(3)穿过每匝线圈中的磁通量的变化率是一样的，因此每匝线圈中产生的感应电动势大小相等，匝数越多，总感应电动势越大.(4)能量转换：变压器是把电能转化为磁场能，又把磁场能转化为电能的装置.例5 下图中，属于升压变压器且能使灯泡发光的电路是( )答案 C解析 变压器不改变直流的电压，A 、D 错；升压变压器的原线圈比副线圈的匝数少，B 错，C 对.四、变压器的规律及应用1.变压器的规律(1)电压关系设原线圈匝数n 1，输入电压U 1，副线圈匝数n 2，输出电压U 2，则＝.U 1U 2n 1n 2①n 1>n 2，是降压变压器，用户附近的变电室内的变压器一般是降压变压器.②n 1<n 2，是升压变压器，发电站出来的电压一般要先经过升压变压器升压.(2)频率关系变压器输出电压与输入电压的频率相等.(3)功率关系对于理想变压器，由于不考虑能量损失，由能量守恒得P 入＝P 出，即P 1＝P 2.(4)电流关系由P 1＝P 2，即I 1U 1＝I 2U 2，又＝，U 1U 2n 1n 2所以＝(适用于只有一个原、副线圈的情况).I 1I 2n 2n 12.变压器的应用(1)变压器在电器设备中的应用：电器设备接220V 交流电，若工作电压低于220V ，则设备内需装降压变压器.若工作电压高于220V ，则需装有升压变压器.(2)变压器在高压输电电路中的应用：在输电电路中，为减小输电线路的功率损耗，根据ΔP ＝I 2R 和P ＝UI 可知需采用高压输电，在电源一侧采用升压变压器将电压升高，在用户一侧采用降压变压器将电压降低，输电线路如图7.图7例6 一台理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个100Ω的负载电阻，如图8所示.图8(1)当原线圈接在44V 直流电源上时，理想电压表示数为 V ，理想电流表示数为 A.(2)当原线圈接在220V 交流电源上时，理想电压表示数为 V ，理想电流表示数为 A ，此时输入功率为 W.答案 (1)0 0 (2)44 0.44 19.36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生变化，副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数为零，电流表示数也为零.(2)由＝得：U 2U 1n 2n 1电压表读数为U 2＝U 1＝220×V ＝44V n 2n 14402200电流表读数为I 2＝＝A ＝0.44A U 2R 44100P 入＝P 出＝I 2U 2＝0.44×44W ＝19.36W.针对训练 一台理想变压器，原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝20∶1，原线圈接入220V 的交流电压，副线圈向一电阻为110Ω的纯电阻用电器供电，则副线圈中的电流为( )A.2AB.0.1AC.0.5AD.0.005A答案 B解析 由于＝，故U 2＝·U 1＝×220V ＝11V ，故副线圈电流I 2＝＝0.1A ，B 对.U 1U 2n 1n 2n 2n 1120U 2R1.(正弦交流电的规律)(多选)某交变电流电压的表达式为u ＝220sin (100πt ) V ，关于这2个交变电流的下列说法中正确的是( )A.频率为100HzB.电压的有效值为220VC.电压的峰值为311VD.周期为0.05s答案 BC解析 由表达式可直接求出电压的峰值U m ＝220V≈311V，有效值U e ＝＝220V ，故B 、C 2U m 2选项正确；因ω＝100πrad/s，故交变电流的周期T ＝＝0.02s ，频率f ＝＝Hz ＝50Hz ，2πω1T 10.02故A 、D 选项错误.2.(描述交变电流的物理量)(多选)下列说法正确的是( )A.使用交流电的用电器设备所标示的额定电压、额定电流的数值均为最大值B.用交流电流表和交流电压表测得的数值是有效值C.照明电路电压为220V 指的是有效值D.耐压值为220V 的电容器可以直接接在220V 照明电路上答案 BC解析 各种使用交流电的用电器铭牌上所标的数值均为有效值，故A 项错误；交流电表测量值为有效值，故B 项正确；照明电路电压为220V 是有效值，故C 项正确；照明电路电压的有效值为220V ，最大值为220V≈311V，大于电容器的耐压值，故D 项错误.23.(变压器的规律)一台理想降压变压器从10kV 的线路中降压并提供200A 的负载电流.已知两个线圈的匝数比为40∶1，则变压器的输出电压及输出功率是( )A.250V,50kWB.10kV,200kWC.250V,200kWD.10kV,2×103kW答案 A 解析 由＝得U 2＝＝V ＝250V ，P 出＝U 2I 2＝200×250W ＝50kW ，故选项A U 1U 2n 1n 2U 1n 2n 110×103×140正确.4.(变压器的规律)如图9所示的理想变压器，它的原线圈接在交流电源上，副线圈接一个标有“12V 100W”的灯泡，已知变压器原、副线圈的匝数比为18∶1，那么小灯泡正常工作时，图中的理想交流电压表的读数为 V ，理想交流电流表的读数为 A.图9答案 216 0.46解析 两电表的读数均为原线圈的电压和电流的有效值.由公式＝得U 1＝U 2＝18×12V ＝216V ，U 1U 2n 1n 2n 1n 2由公式＝得I 1＝I 2＝×A≈0.46A.I 1I 2n 2n 1n 2n 111810012一、选择题考点一 交流电的理解1.(多选)关于交变电流与直流电的说法中，正确的是( )A.如果电流大小做周期性变化，则一定是交变电流B.直流电的大小可以变化，但方向一定不变C.交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D.交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性变化答案 BD2.(多选)关于交流发电机，下列说法正确的是( )A.基本构造分定子、转子两部分B.必须是线圈转动C.电流方向变化的原因是线圈切割磁感线运动的方向变了D.电流大小变化的原因是线圈转的时快时慢答案 AC考点二 交流电的描述3.如图1所示的电路中，已知交流电源电压u ＝200sin(100πt ) V ，电阻R ＝100Ω，则理想交流电流表和理想交流电压表的示数分别为( )图1A.1.41A 200VB.1.41A 141VC.2A 200VD.2A 141V答案 B解析 由交流电压的表达式知电压的峰值是200V ，而电压表的示数为有效值U e ＝2002V≈141V，电流表的示数为有效值I e ＝＝A ＝1.41A ，故B 项正确.U e R 1411004.如图2所示是一正弦交变电流的电流图象，此正弦交变电流的频率和电流的有效值分别为( )图2A.50Hz,10A2B.50Hz,5A2C.100Hz,10A2D.100Hz,5A2答案 B解析 由题图象可知此交流电的周期T ＝0.02s ，故频率f ＝＝50Hz ；由题图图象可知此交流1T电电流的最大值为10A ，故其有效值为A ＝5 A.10225.(多选)在相同的时间内，某正弦交变电流通过一阻值为100Ω的电阻产生的热量，与一电流为3A 的直流电通过同一阻值的电阻产生的热量相等，则( )A.此交变电流的有效值为3A ，峰值为3A 2B.此交变电流的有效值为3A ，峰值为6A2C.电阻两端交流电压的有效值为300V ，峰值为300V2D.电阻两端交流电压的有效值为300V ，峰值为600V2答案 AC解析 根据有效值的定义知，交变电流的有效值即为等效直流电的电流值，为3A ；根据正弦式交变电流峰值与有效值的关系，得交变电流的峰值为3A ，根据欧姆定律，得交流电压的2有效值U e ＝I e R ＝3×100V ＝300V ，峰值U m ＝I m R ＝3×100V ＝300V.226.一只“220V 100W”的灯泡接在u ＝311sin (314t ) V 的交流电源上，则下列说法中错误的是( )A.通过灯泡的电流为0.64AB.与灯泡串联的理想交流电流表示数为0.45AC.灯泡能正常发光D.与灯泡并联的理想交流电压表示数为220V答案 A解析 该交流电源的有效值为U ＝＝V≈220V，选项D 正确；通过灯泡的电流为I ＝＝U m 23112U R A≈0.45A，选项A 错误，选项B 正确；灯泡的额定电流为I ＝＝A≈0.45A，与实际2202202100P U 100220电流相等，所以灯泡能正常发光，选项C 正确.考点三 变压器7.关于理想变压器，下面各说法中正确的是( )A.它的输出功率可以大于它的输入功率B.它不仅可以改变交流电压还可以改变直流电压C.原、副线圈两端的电压与它们的匝数成正比D.原、副线圈的电流与它们的匝数成正比答案 C解析 理想变压器的输出功率等于输入功率，A 错；变压器不能改变直流电压，B 错；原、副线圈两端的电压与它们的匝数成正比，通过原、副线圈的电流与它们的匝数成反比，C 对，D 错.8.把直流电源接到变压器的原线圈上，变压器却不能改变直流电压.其原因是( )A.没有磁通量通过原线圈B.没有磁通量通过副线圈C.通过原、副线圈的磁通量没有变化D.通过原、副线圈的磁通量不相等答案 C解析 直流电的磁场是不变的，所以通过原、副线圈的磁通量就不变，也就不能在副线圈上产生感应电动势，故C 选项正确.9.有一台理想变压器，已知副线圈有400匝.现把原线圈接到220V 的交流电的线路中，测得副线圈的电压是55V ，则原线圈的匝数为( )A.100匝B.25匝C.1600匝D.110匝答案 C解析 由＝得＝，所以n 1＝1600匝.U 1U 2n 1n 2220V 55V n 140010.如图3所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V ，额定功率为22W ；原线圈电路中接有电压表和电流表(均为理想电表).现闭合开关，灯泡正常发光.若用U 和I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )图3A.U ＝110V ，I ＝0.2AB.U ＝110V ，I ＝0.05AC.U ＝110V ，I ＝0.2A2D.U ＝110V ，I ＝0.2A22答案 A解析 副线圈中的电压、电流分别为220V 、0.1A.根据电压、电流与线圈匝数的关系可知原线圈中的电压、电流分别为110V 、0.2A.11.(多选)如图4所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝1∶4，在A 、B 端输入交流电压u AB ＝15sin (100πt ) V 时，电流表的示数为1A ，电路中电流表和电压表均为理想电表，2则( )图4A.交流电的频率为100HzB.电压表的示数为60VC.灯泡L 消耗的功率为15WD.灯泡L 的电阻为15Ω答案 BC 解析 由交流电的瞬时表达式可知交流电的频率为f ＝＝50Hz ，A 项错误；根据电压比和ω2π匝数比的关系可知，副线圈输出电压为U 2＝U 1＝×15V ＝60V ，即电压表的示数为60V ，B n 2n 141项正确；根据电流比和匝数比的关系可知副线圈中的电流I 2＝I 1＝×1A ＝A ，因此灯泡消n 1n 21414耗的功率为P ＝U 2I 2＝60×W ＝15W ，C 项正确；灯泡的电阻为R ＝＝240Ω，D 项错误.14U 2I2二、非选择题12.一个正弦规律变化的交变电流的图象如图5所示，根据图象计算：图5(1)交变电流的频率.(2)交变电流的有效值.(3)写出该电流的瞬时值表达式.答案 (1)50Hz (2)10A2(3)i ＝20sin(100πt ) A解析 (1)由题图知周期T ＝0.02s ，故f ＝＝Hz ＝50Hz.1T 10.02(2)由题图知峰值I m ＝20A ，故有效值I ＝＝A ＝10 A.I m22022(3)瞬时值表达式i ＝I m sin ωt A ，ω＝＝100πrad/s，2πT 所以电流瞬时值表达式为i ＝20sin(100πt ) A.13.如图6所示，一个理想变压器的原线圈接在220V 的市电上，向额定电压为1.8×104V 的霓虹灯供电，使它正常发光，为了安全，需要在原线圈回路中接入熔断器，当副线圈电路中电流超过12mA 时，熔丝熔断.求：图6(1)原、副线圈的匝数比为多少；(2)熔丝的熔断电流是多大.(结果保留三位有效数字)答案 (1)11∶900 (2)0.982A解析 (1)＝＝＝n 1n 2U 1U 2220V 18000V 11900(2)＝，I 1＝I 2＝×12×10－3A≈0.982A.I 1I 2n 2n 1n 2n 190011。
高中物理第3章电磁场与电磁波章末总结课件沪科版选修3_4
第3章 电磁场与电磁波
章末总结
内容索引
知识网络
梳理知识 构建网络
重点探究
启迪思维 探究重点
达标检测
检测评价 达标过关
知识网络
电磁 场与 电磁 波
变化的磁场产生_电__场__ 电磁场：麦克斯韦电磁场理论 变化的电场产生_磁__场__
预言：麦克斯韦 电 发现 证实：赫兹
磁 振荡电路
波 产生：电磁振荡 LC振荡电路的周期和频率
2.感应电场方向的判定 变化的磁场产生的感应电场的方向，与存在闭合回路时产生的感应电流 的方向是相同的.
例1 关于麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是
A.稳定的电场产生稳定的磁场
B.均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化
的电场
C.变化的电场产生的磁场一定是变化的
√D.振荡的电场周围空间产生的磁场也是振荡的
形成电磁波 B.匀速运动的电子束周围一定存在电磁场，即能产生电磁场
√C.周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，相互依存，形成不
可分离的统一体，即电磁场
√D.历史上，电磁场的理论在先，实践证明在后