电磁感应 交流电 (8)
电磁感应、交流电及电磁波部分期中复习
电磁感应、交流电及电磁波部分期中复习（一）知识要点1. 感应电流（感应电动势）的方向——楞次定律楞次定律反映了在电磁感应现象中，感应电流的方向所应普遍遵守的客观规律，在对楞次定律的理解和使用上应注意以下几点：（1）在理解楞次定律时，首先应抓住“两个磁场”，即“引起感应电流的磁场”（通常称作原磁场）和“感应电流的磁场”，同时要明确，穿过导体回路的原磁通的变化是产生感应电流（或感应电动势）的原因，而感应电流所产生的磁场则要阻碍原磁通的变化。
其中阻碍原磁通的变化是指，原磁通增加时，感应电流的磁场阻碍原磁通的增加，此时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通要减弱时，感应电流的磁场阻碍原磁通的少，此时感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即“阻碍”应从感应电流的磁场的作用上来理解，同时还要注意“阻碍”并不是阻止，即在电磁感应现象中，虽然有感应电流的磁场对原磁通变化的阻碍作用，但导体回路中的磁通还是要变化的。
（2）在运用楞次定律判断感应电流的方向时，首先应查明原磁场的方向，这里所指原磁场的方向应是合磁场的方向，导体回路内的磁通应指的是净磁通。
例：如图1所示，两条平行的长直导线M 、N 中，通以同方向、同强度的稳恒电流，闭合导线框abcd 和两直导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向由图中的位置I 移动到位置II 的过程中，导线框内的感应电流方向为（ ）A. 先是abcda 方向，后是adcba 方B. 先是adcba 方向，后是abcda 方向C. 始终是abcda 方向D. 始终是adcba 方向2. 自感现象 自感现象是由于导体自身的电流变化而产生的电磁感应现象，所以自感现象就是电磁感应现象的一个特例。
法拉第电磁感应定律和楞次定律在自感现象中都是适用的，在自感现象中所产生的自感电动势其作用总是阻碍导体中的电流变化的。
自感电动势的大小与电流变化率（tI ∆∆）成正比，自感系数是表示一个线圈电学特性的一个物理量，常用L 来表示，一个线圈自感系数（简称电感）大小由线圈自身的条件来决定。
交流电发生器原理
交流电发生器原理
交流电发生器是一种能够产生交流电的装置，它基于电磁感应原理和电动机原理工作。
交流电发生器由一个旋转部件（转子）和一个固定部件（定子）组成。
交流电发生器的转子是一个由导体材料制成的线圈，它通常被称为转子线圈或励磁线圈。
转子通过机械能输入，被驱动以一定的角速度旋转。
在旋转过程中，转子线圈与磁场发生相对运动。
固定部件的定子上放置有一个磁场产生装置，通常是一个恒定磁场的永磁体或一对互补的电磁线圈。
当转子线圈与定子磁场相对运动时，根据电磁感应定律会产生感应电动势。
在交流电发生器中，由于转子线圈的导体材料是金属，因此可以自由导体生剂内自由电荷。
当转子线圈与定子磁场相对运动时，导体内的自由电荷受到安培力的作用而移动，从而产生了电流。
由于转子线圈是旋转的，因此所产生的电动势和电流是随时间变化的。
这就是为什么交流电发生器能够产生交流电的原因。
交流电发生器通过旋转部件和固定部件之间的相对运动和电磁感应原理，将机械能转化为电能，并输出交流电。
可以根据需求调整交流电发生器的转子线圈的旋转速度和磁场的强度，以控制所产生的交流电电压和频率。
交流电发生器广泛应用于电力系统、工业生产以及家庭用电等领域。
交流电的产生原理
交流电的产生原理
交流电的产生原理是利用电磁感应现象而实现的。
电磁感应是指导体在磁场中运动时会产生感应电动势的现象。
而交流电就是指电流方向定期地反转的电流。
交流电的产生有几种常见的方式。
第一种方式是通过旋转线圈在磁场中。
当一个线圈在磁场中旋转时，线圈内部的磁通量随着角度的变化而变化。
根据法拉第电磁感应定律，磁通量的变化会引起线圈内部的感应电动势。
当线圈的角速度与旋转频率相等时，感应电动势的大小和方向也发生周期性的变化，从而产生交流电。
这种产生交流电的装置叫做发电机。
第二种方式是通过交变磁场的作用。
当一个磁场的方向周期性地变化时，磁场中的导体会产生感应电动势。
这也是电磁感应现象的另一种表现形式。
可以利用这一原理来产生交流电。
一种常见的装置是变压器，它利用一个交变电源产生交变磁场，从而感应出交流电。
第三种方式是利用振荡电路。
振荡电路是由电容器和电感器组成的电流变化周期性的电路。
当电容器和电感器在不同的时间间隔内充放电时，电路中的电流大小和方向会周期性地变化。
这样就可以产生交流电。
振荡电路广泛应用于无线电和通信技术中。
通过以上方式，我们可以实现交流电的产生。
交流电具有频率可调、方便输送等优点，广泛应用于生活和工业中。
专题八 电磁感应 交流电和能量变化
专题八电磁感应交流电和能量变化高考要求：1、电磁感应现象，磁通量，法拉第电磁感应定律，楞次定律Ⅱ2、导体切割磁感线时的感应电动势，右手定则Ⅱ3、自感现象Ⅰ4、日光灯Ⅰ5、交流发电机及其产生正弦式电流的原理，正弦式电流的图象和三角函数表达，最大值与有效值，周期与频率Ⅱ6、电阻、电感和电容对交变电流的作用，感抗和容抗Ⅰ电磁感应综合问题，涉及力学知识（如牛顿运动定律、功、动能定理、动量和能量守恒定律等）、电学知识（如电磁感应定律、楞次定律、直流电路知识、磁场知识等）等多个知识点，突出考查考生理解能力、分析综合能力，尤其从实际问题中抽象概括构建物理模型的创新能力。
因此，本专题涉及的内容是历年高考考查的重点，年年都有考题，且多为计算题，分值高，难度大，对考生具有较高的区分度。
因此，本专题是复习中应强化训练的重要内容。
知识整合：1．受力情况、运动情况的动态分析。
思考方向是：导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→……，周而复始，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定运动状态。
要画好受力图，抓住a =0时，速度v达最大值的特点。
２．功能分析，电磁感应过程往往涉及多种能量形势的转化。
例如：如图所示中的金属棒ab沿导轨由静止下滑时，重力势能减小，一部分用来克服安培力做功转化为感应电流的电能，最终在R上转转化为焦耳热，另一部分转化为金属棒的动能．若导轨足够长，棒最终达到稳定状态为匀速运动时，重力势能用来克服安培力做功转化为感应电流的电能，因此，从功和能的观点人手，分析清楚电磁感应过程中能量转化的关系，往往是解决电磁感应问题的重要途径．互动课堂棒的最大速度。
已知ab与导轨，导轨和金属棒的电阻都不计。
变化关系的图象可能的是：（）问题再现问题3：电磁感应中的图像问题间距L＝0.3m，长度足够长，，方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场电阻，另一横跨在导轨间的金属棒与导轨间的滑动摩擦因数μ＝0.5，当10m/s上滑，直至上升到最高（g取10m/s2），求上端电阻、电学元件的正确使用，对电路安全工作起着重要作用。
电磁感应、交流电知识概述
电磁感应一、磁通量：1.定义：匀强场中的磁通量：Φ=BS ⊥(S ⊥为垂直磁场方向的面积)，B 又叫做磁通密度，在数值上等于穿过垂直磁场方向上单位面积的磁感线条数。
2.物理意义：穿过某一面积的磁感线条数。
标量，有正负，比较绝对值。
3.单位：韦伯wb4.注意合磁通问题5.平动中磁通量的变化6.转动中磁通量的变化二、产生感应电流的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化。
注意研究电磁感应现象的演示实验（连成两个独立回路，大线圈与电流表相连，小线圈与电源相连）。
三、楞次定律：1.感应电流的磁场，总要阻碍引起感应电流的磁通量变化。
即阻碍原磁通变化。
注意阻碍不等于阻止。
2.感应电流的磁场总要阻碍产生感应电流的导体和引起感应电流的导体间的相对运动。
3.由于电磁感应而产生的安培力总指向阻碍磁通量变化的方向或阻碍相对运动的方向。
4.感应电动势总要阻碍通过导体的电流的变化（自感）四、法拉第电磁感应定律与右手定则1．法拉第电磁感应定律：感应电动势的大小与穿过这一回路的磁通量变化率成正比。
tn E ∆∆Φ=2．对法拉第电磁感应定律的理解⑴感生电动势：处在变化磁场中的导体是电源，电源内部的电流方向由负极指向正极。
感生电动势产生的原因是变化的磁场产生感生（涡旋）电场。
若B=B 0±kt ，则E=nSk ；若Φ是正（余）弦规律变化的，则t ∆∆Φ是余（正）弦规律变化的。
Φ=0， t∆∆Φ不一定为零；反之亦然。
（2）动生电动势：切割磁感线的导体是电源，电源内部的电流方向由负极指向正极，用右手定则判断电源内部的电流方向。
动生电动势产生的原因在于电荷在洛仑兹力的作用下发生定向运动。
①E=Blv 的推导；②E=Blv 中，l 是有效长；v 是垂直磁场方向上的相对速度；③B 、l 、v 两两垂直，若有任意两个平行，则E=0；注意电路的连接和有势无流的情况。
④平动物体，v 为平均速率，则E 为平均感应电动势；v 为瞬时速率，E 为瞬时感应电动势。
电磁感应和交流电的产生机制
电磁感应和交流电的产生机制电磁感应是电磁学中一个重要的概念，它描述了电流产生磁场或磁场变化引起电流的现象。
而交流电则是一种在电路中流动的电流，其方向和大小都随时间变化。
那么，电磁感应和交流电是如何产生的呢？首先，我们需要了解电磁感应的基本原理。
根据法拉第电磁感应定律，当一个导体在一个磁场中运动时，会在导体两端引起电位差，从而产生电流。
这就是所谓的感应电流。
具体来说，当导体与磁场垂直运动时，感应电流的大小与导体的速度成正比；而当导体与磁场平行运动时，感应电流的大小与导体的长度成正比。
这个现象由于磁场线穿过闭合线圈时会引起线圈内的电流。
这种电磁感应的现象被广泛应用在发电机中。
发电机利用磁场线穿过线圈产生电流，通过旋转电磁铁（通常由大型涡轮与磁铁组成），使得磁场线与线圈交叉运动，从而产生交流电。
当电磁铁旋转时，磁场线会不断切割线圈，导致感应电流的产生。
这个原理也是交流电发电的基础。
而交流电的产生机制可以通过交变磁场的作用来解释。
在交变磁场中，磁场的大小和方向都会随时间的变化而改变。
在一个交变磁场中放置一个导线，磁场的变化会引起导线两端的电荷的分离，从而产生交流电。
这是由于磁场的变化会导致感应电流的产生，进而形成交流电。
这个现象也称为电磁感应现象。
交流电的特点是电流的方向和大小都会周期性地变化。
这是因为在交变磁场中，磁场线的方向和大小都会反复变化，进而引起导线两端电荷的反复分离。
这种周期性的电流变化就构成了交流电。
交流电的频率表示了单位时间内电流方向的变化次数，单位为赫兹（Hz）。
而交流电的幅值则表示了电流的最大值。
交流电在现代生活中起着重要的作用。
它被广泛应用在电力系统中，用于供电和传输电能。
而交流电还可以通过变压器进行变换，从而适应不同电压和功率的需要。
此外，交流电还广泛应用于电子设备、通信系统、照明和动力控制等领域。
综上所述，电磁感应和交流电的产生机制是密切相关的。
电磁感应是产生交流电的基础，而交流电又是在交变磁场中产生的。
高中物理实用口诀——电磁感应、交流电
高中物理实用口诀——电磁感应、交流电
电磁感应和交流电是高中物理中经常涉及到的两个重要内容，它们充分反映了从物理学的
角度上对自然界中电磁现象的认识及应用，其中电磁感应丰富了物理学的内容，让我们了
解到电、磁有着千丝万缕的联结，交流电也使人们的生活更加的便利。
电磁感应口诀：
①、电磁感应定律：磁线圈就循环电流改变，产生磁感应势由E库仑定义。
②、电磁感应中心定律：磁通单位正比磁通矢量，磁感应强度等于力线密度积分。
③、电磁感应不可传导：磁耦合现象和电场中电流消失，磁感应矢量由B库仑定义。
交流电口诀：
①、交流电无定向：电压信号变化像正弦波，频率定义自然界工程活动。
②、交流电的处理：简单的感应的话，用电感来调和含有相位的振荡。
③、变压器的原理：副线电压与主线电压的比，取决于线圈的匝数或能量比。
电磁感应和交流电是高中物理中的重要部分，这两项知识丰富了我们对物理学的认识。
电
磁感应能让我们了解到在大自然中，电磁的现象有千丝万缕的联系，而交流电的存在，也
为我们日常的生活提供了极其方便的补充。
如此，我们更加深刻地认识到物理学中的知识，也看到了它的可贵和重要性。
交流电的名词解释
交流电的名词解释交流电，简称AC（Alternative Current),是指电流方向和大小周期性变化的一种电流形式。
与之相对应的是直流电（DC，Direct Current），直流电的电流方向是恒定不变的。
一、交流电的基本原理交流电的产生和传输是基于电磁感应现象和旋转磁场的转动。
当导体在磁场中运动或磁场的强度发生变化时，就会在导体中产生感应电动势，导致电荷的移动形成电流。
而旋转磁场正是通过改变磁极之间的关系而产生的，这种转动的磁场可以使电流的方向和大小周期性地变化，从而形成交流电。
二、交流电的基本特性1. 频率：交流电中最基本的特性之一是频率，即电流方向和大小变化的周期数。
通常以赫兹（Hz）为单位表示，50Hz和60Hz是两个常见的交流电频率。
2. 幅值：交流电的幅值表示电流和电压的最大值。
在正弦交流电中，幅值等于峰值。
幅值决定了交流电的强度或峰值电压大小。
3. 波形：交流电的波形就是表示电流或电压随时间变化的图形。
正弦波是最常见的一种交流电波形，但也存在其他波形，如方波、锯齿波等。
4. 相位：交流电中还存在相位的概念，表示电流或电压波形的同步情况。
相位可以用角度度量，常见的相位单位是度或弧度。
三、交流电的应用领域1. 家庭电力供应：交流电是目前用于供电的标准电源，它能够方便地进行输送、传输和分配。
2. 工业用电：交流电的频率和电压等参数可以根据不同的工业需求进行调整，满足各种类型设备的工作需求。
3. 电力传输：交流电在长距离的电网传输中能够减小线路损耗，并且利用变压器将电压升高再降低，有助于提高输电效率。
4. 电子设备：许多电子设备和器件需要直流电供电，所以通常需要将交流电转换为直流电才能进行使用。
结论交流电作为一种重要的电流形式，在现代社会中扮演着至关重要的角色。
通过电磁感应和旋转磁场的原理，交流电的产生和传输得以实现。
具有频率、幅值、波形和相位的基本特性，交流电被广泛应用于家庭、工业、电力传输以及各种电子设备中。
大学物理电磁感应(PPT课件)
i
k
dΦ dt
在国际单位制中：k = 1
法拉第电磁感应定律
式中负号表示感应电动势方向与磁通量变化的关系。
注： 若回路是 N 匝密绕线圈
-N d - d(N) - d
dt
dt
dt
NΦ
磁通链数
二、电磁感应规律 2. 楞次定律 闭合回路中感应电流的磁场总是要反抗引起
L A O B
εi
d
dt
1 BL2 dθ 1 BL2ω
2
dt 2
<
0
动生电动势方向：A O O端电势高
例17.5 在空间均匀的磁场B Bz中，长为L的导
线ab绕z轴以 匀速旋转，导线ab与z轴夹角为
求：导线ab中的电动势。
解：建坐标，在坐标l 处取dl
B
该段导线运动速度垂直纸面向内
dΦ
1 R (Φ1
Φ2 )
q只与磁通量的改变量有关，与磁通量改变快慢无关。
例17.1 设有长方形回路放置在稳恒磁场中，ab边可以 左右滑动，如图磁场方向与回路平面垂直，设导体以
速度 v 向右运动，求回路上感应电动势的大小及方向。
解：取顺时针为回路绕向， ×c × × × b × ×
ε 设ab = l，da = x，则通过回路 × ×L × × ×v ×
b
结 1、动生电动势只存在于运动的导体上，不运动的 论 导体没有动生电动势。
2、电动势的产生并不要求导体必须构成回路， 构成回路仅是形成电流的必要条件。
3、要产生动生电动势，导体必须切割磁感线。
导线AB在单位时间内 扫过的面积为：
ABBA vl
电磁感应的基本概念
电磁感应的基本概念电磁感应是物理学中一个重要的概念，指的是电场或磁场的变化引起电流或电压的产生。
这个现象被广泛应用在各个领域中，包括电磁感应器、发电机、电动机等。
本文将介绍电磁感应的基本原理、应用和一些相关的实例。
一、电磁感应的基本原理电磁感应是法拉第电磁感应定律的基础上发展起来的。
法拉第电磁感应定律表明，当一个线圈内的磁通量发生变化时，线圈内就会产生感应电动势。
具体而言，电磁感应的基本原理包括以下几个方面：1. 磁场变化引起电动势：当一个导体或线圈在磁场中移动，或者磁场的强度发生变化时，导体内部就会产生感应电动势。
这个电动势的大小与磁场的变化速率和导体本身的性质有关。
2. 感应电动势的方向：根据楞次定律，感应电动势的方向总是使得它所引起的电流产生一个磁场，这个磁场的方向与原磁场的变化方向相反。
3. 电磁感应的量纲：电磁感应的大小用电动势（单位为伏特）表示，它与磁场的变化率成正比。
二、电磁感应的应用电磁感应在各个领域中都有重要的应用，下面将介绍一些典型的应用。
1. 电磁感应传感器：电磁感应传感器是一种常见的测量设备，它利用电磁感应原理来测量物体的位置、速度、加速度等物理量。
例如，磁力计可以测量磁场的变化并将其转换为电信号，用于导航和定位系统中。
2. 发电机原理：发电机是利用电磁感应原理将机械能转化为电能的设备。
当一个导体在磁场中转动时，磁力线会通过导体产生变化，从而在导体上产生感应电动势。
这个感应电动势可以用来驱动电子设备或储存为电能。
3. 变压器原理：变压器是利用电磁感应原理将交流电能从一个线圈传输到另一个线圈的设备。
当电流通过一个线圈时，它会产生一个磁场，这个磁场会通过另一个线圈，从而在另一个线圈上产生感应电动势，实现电能的传输和转换。
三、电磁感应的实例下面将介绍几个具体的例子来说明电磁感应的应用。
1. 电磁感应用于计算机硬盘：计算机硬盘是利用电磁感应原理来储存和读取数据的。
硬盘内有一个电磁头，当电磁头在磁盘上移动时，磁盘上的磁场发生变化，从而在电磁头上产生感应电动势，这个电动势被转换为数字信号，用于存储和读取数据。
物理学电磁感应与交流电
物理学电磁感应与交流电电磁感应是物理学中的重要概念，它与交流电密切相关。
本文将对电磁感应和交流电进行详细介绍，包括原理、应用和相关实验。
一、电磁感应的基本原理电磁感应是指由磁场变化引起的电场的产生或电流的变化。
根据法拉第电磁感应定律，当导体相对于磁场运动或磁场相对于导体发生变化时，导体内产生感应电动势。
此时，如果导体形成闭合回路，将导致感应电流的产生。
二、电磁感应的应用1. 发电机和变压器：电磁感应的最重要应用是发电机和变压器。
发电机利用电磁感应原理将机械能转化为电能，而变压器则利用电磁感应原理来改变交流电的电压和电流大小。
2. 电感和电磁铁：电感是利用电磁感应的原理制成的元件，它可以储存电能。
电感的一个重要应用是在电子电路中用作滤波器、振荡器等。
电磁铁是一种通过通电产生磁场的装置，它的原理也是电磁感应。
3. 感应炉和感应加热：感应炉利用电磁感应原理将电能转化为热能，常用于工业熔炼和加热过程。
感应加热技术也广泛应用于金属加热和工业生产中。
三、交流电的基本概念交流电是指电流方向和大小以及电压的大小都随时间周期性地变化的电流。
交流电的形式可以是正弦波、方波等。
与直流电相比，交流电具有双向传输能量的特点，因此在电能输送方面更加便利。
四、交流电的产生与传输交流电的产生通常通过发电机来实现。
发电机利用旋转磁场在导线周围产生感应电动势，进而产生交流电。
交流电可以通过输电线路进行传输，以满足家庭、工业等各种用电需求。
为了减小能量损失，电压通常需要通过变压器升高或降低后再传输。
五、电磁感应与交流电的实验为了验证电磁感应和交流电的原理，实验是必不可少的。
以下是两个相关实验的简单介绍：1. 电磁感应实验：将一个螺线管连接到一个示波器上，并将该线圈放置在一个恒定磁场中。
当通过线圈的磁通量发生改变时，示波器上将观察到感应电动势的变化。
2. 交流电实验：使用示波器观察交流电的波形，可以使用两个电极连接到交流电源上，然后将电极接触到示波器的输入端口。
交流电产生的基本原理
交流电产生的基本原理交流电是指电流方向不断变化的电流，它是现代工业和生活中不可或缺的一种电力形式。
交流电的产生涉及电磁感应和电动力学等多个学科领域，是一项极其复杂的物理过程。
本文将从交流电的基本概念、电磁感应原理和电动力学原理等方面来探讨交流电的产生原理。
一、交流电的基本概念交流电是指电流方向不断变化的电流，它的电压和电流随时间变化呈现出周期性的规律。
交流电的周期是指电压或电流在一个完整的正周期内所经历的时间，单位是秒。
交流电的频率是指在单位时间内电压或电流所完成的完整周期数，单位是赫兹。
交流电的频率越高，其周期越短，波形也越接近于正弦波。
二、电磁感应原理电磁感应是电流产生的基本原理之一，它是指在磁场中运动的导体中会产生电动势的现象。
当导体在磁场中运动或磁场的强度发生变化时，导体内部就会产生电流。
这种现象被称为电磁感应。
电磁感应的实验中，一般会用到法拉第电磁感应定律。
法拉第电磁感应定律是指导体内部产生的电动势与导体所处的磁通量变化的速率成正比。
即：ε = -dΦ/dt其中，ε是电动势，Φ是磁通量，t是时间。
这个公式告诉我们，只要导体所处的磁通量发生变化，就会产生电动势。
在交流电的产生中，电磁感应起着至关重要的作用。
例如，变压器就是利用电磁感应的原理将电能从一处传输到另一处的重要设备。
三、电动力学原理电动力学是电学的一个分支学科，它主要研究电荷和电流之间的相互作用关系。
在交流电的产生中，电动力学原理也是不可或缺的。
交流电的产生需要有一个电源，电源中会产生电场和磁场。
当电源中的电场和磁场同时存在时，就会产生电动势。
这个电动势可以驱动导体内部的电子运动，从而产生电流。
在交流电的产生中，电动力学原理的具体表现方式取决于电源的类型。
例如，交流发电机利用旋转的磁场产生交流电，电动机则是利用交流电产生旋转的磁场。
四、交流电的产生过程交流电的产生过程可以简单地概括为：电源产生电动势，驱动导体内部的电子运动，从而产生电流。
电磁感应 交流电
电磁感应交流电
［知识结构］
［重点知识回顾］
一. 法拉第电磁感应定律
1. 引起某一回路磁通量变化的原因
（1）磁感强度的变化
（2）线圈面积的变化
（3）线圈平面的法线方向与磁场方向夹角的变化
2. 电磁感应现象中能的转化
感应电流做功，消耗了电能。
消耗的电能是从其它形式的能转化而来的。
在转化和转移中能的总量是保持不变的。
3. 法拉第电磁感应定律：
（1）决定感应电动势大小因素：穿过这个闭合电路中的磁通量的变化快慢
（2）注意区分磁通量中，磁通量的变化量，磁通量的变化率的不同
—磁通量，—磁通量的变化量，
（3）定律内容：感应电动势大小决定于磁通量的变化率的大小，与穿过这一电路磁通量的变化率成正比。
（4）感应电动势大小的计算式：
注：（1）若闭合电路是一个匝的线圈，线圈中的总电动势可看作是一个线圈感应电动势的n倍。
（2）E是时间内的平均感应电动势
（5）几种题型
①线圈面积S不变，磁感应强度均匀变化：
②磁感强度不变，线圈面积均匀变化：
③B、S均不变，线圈绕过线圈平面内的某一轴转动时，计算式为：。
高考物理——电磁感应与正弦式交流电综合的新题归纳与解题策略
高考物理——电磁感应与正弦式交流电综合的新题归纳与解题策略在新高考的背景下,将电磁感应与正弦式交变电流这两部分知识进行综合考查的新题型越来越多,此类试题不仅可以考查对感应电动势、感应电流、安培力和正弦式交变电流的产生以及“四值”的应用等重要知识点,还可以考查学生的空间思维能力以及应用数学知识处理物理问题的能力。
由于电磁感应和交变电流都是高考必考的章节,因此有必要对这两部分知识进行综合考查的新题型进行深入研究。
笔者现对这些试题进行归纳总结,并探索解题策略。
题型1 线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动该题型是涉及正弦式交变电流产生的常规题型,核心要点有:1.若计时起点在中性面,则感应电动势瞬时值的表达式为e＝Emsinωt,其中Em ＝NBSω;若计时起点在垂直中性面的位置,则感应电动势的瞬时值表达式为e＝Emcosωt。
2.每经过中性面一次,电流方向改变一次,则线圈转动一圈,电流的方向改变两次。
3.在中性面时,穿过线圈的磁通量最大,但此刻磁通量的变化率为零,感应电动势为零;在经过与中性面垂直的位置时,穿过线圈的磁通量为零,但此刻磁通量的变化率最大,感应电动势最大。
除了这些基本的知识点以外,还有以下几点需要强调说明。
①线圈不管是圆形、矩形或其他形状,以上结论均相同。
②只要转轴与磁场垂直,即使轴的位置发生改变,以上结论均相同。
③当磁场或永磁体旋转、线圈静止不动时,以上结论均相同。
④当只有部分线框处于磁场中时,公式中的面积S是线框位于磁场中的有效面积。
【例1】(2022·江苏南通考前模拟·12)如图1所示,矩形线圈abcd匝数为N,总电阻为R,ab边和ad边长分别为L和3L,O、O′为线圈上两点,OO′与cd边平行且与cd边的距离为L,OO′左侧空间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。
现使线圈绕OO′以角速度ω匀速转动,求:(1)从图1 位置开始转过60°过程中通过导线截面电荷量q;图1(2)线圈在转动一周过程中产生的焦耳热Q。
交流电的产生原理
交流电的产生原理交流电是我们日常生活中非常常见的一种电流形式，它不仅被广泛应用于家庭用电和工业用电，还是通讯、信息传输等领域的重要组成部分。
那么，什么是交流电？它是如何产生的呢？本文将为大家介绍交流电的产生原理。
交流电的基本概念交流电是指电流的方向和大小在一定时间内不断变化的电流形式。
与之相对的是直流电，它的电流方向和大小保持不变。
在交流电中，电流大小的变化是周期性的，每个周期内包含一个正半周和一个负半周，即电流方向由正向变为反向，再由反向变为正向。
交流电的周期是指正半周和负半周所需的时间之和，用单位秒（s）来表示。
而频率是指单位时间内交流电周期的个数，用单位赫兹（Hz）来表示。
交流电的产生原理交流电的产生是基于电磁感应的原理，即当导体在磁场中运动或磁场变化时，就会在导体中感应出一定的电动势，从而产生电流。
这个过程就是电磁感应现象。
在交流电中，电磁感应是通过变压器和发电机实现的。
变压器是一种用来改变电压大小的设备。
它由两个相互绝缘的线圈组成，其中一个线圈称为主线圈，另一个线圈称为副线圈。
当主线圈中通过电流时，就会在主线圈周围形成一个磁场。
由于磁场的存在，副线圈中就会感应出一定的电动势，从而产生电流。
如果主线圈的电流是交流电，那么副线圈中的电流也是交流电，其频率和主线圈相同，但电压和电流大小不同。
通过改变主线圈和副线圈的匝数比例，就可以改变副线圈的电压大小。
发电机是一种将机械能转化为电能的设备。
它由转子和定子两部分组成。
转子是一个旋转的磁铁，定子是一个包裹着铜线的金属框架。
当转子旋转时，就会在定子上形成一个交变的磁场，从而感应出一定的电动势，产生电流。
由于转子的旋转是连续的，所以产生的电流也是连续的，即交流电。
通过改变发电机的转速和磁场强度，就可以改变产生的电压和电流大小。
总结交流电是一种电流方向和大小不断变化的电流形式，它的产生基于电磁感应的原理。
变压器和发电机是实现交流电产生的重要设备，它们通过改变电压和电流大小，满足了不同领域对电能的需求。
交流电工作原理
交流电工作原理介绍交流电（Alternating Current，简称AC）是一种电流形式，其方向和大小会随时间而变化。
与之相对的是直流电（Direct Current，简称DC），直流电的方向和大小是恒定不变的。
交流电在现代社会中广泛应用于各种电力设备和家居电器中，了解交流电的工作原理对于理解电流、电压和电阻等概念是非常重要的。
交流电的生成交流电可以通过多种方式生成，其中最常见的是使用发电机。
发电机通过机械能转换为电能，产生的电流可以是交流电或直流电，而交流电的生成是基于电磁感应现象。
当导体在磁场中运动时，会在导体两端产生感应电动势，如果导体成为闭合回路，就会形成电流。
发电机利用此原理，通过旋转导体在磁场中的运动，生成交流电。
交流电的特点与直流电相比，交流电有一些明显的特点：1.方向与大小变化：交流电的方向和大小会以一定频率随时间变化。
在电流方向变化一次的时间称为一个周期，单位为赫兹(Hz)。
2.正负半周：交流电在一个周期内分为正半周和负半周。
正半周中电流方向与电压变化的方向相同，而负半周中电流方向与电压变化的方向相反。
3.频率和周期：交流电的频率是指单位时间内交流电的周期数，单位为赫兹。
在国际上，电网的标准频率通常为50赫兹或60赫兹。
4.有效值：由于交流电的方向和大小不断变化，因此通常使用交流电的有效值来描述其大小。
有效值是指交流电在相同功率下所产生的热效应与等值的直流电相同时的电压或电流值。
通常用字母”RMS”表示，比如230V RMS表示有效值为230伏特的电压。
交流电的工作原理交流电的工作原理是基于电磁感应和电阻的作用。
1. 电磁感应电磁感应是交流电工作的基础原理之一。
根据法拉第电磁感应定律，当导体处在磁场中时，如果磁场的磁通量发生变化，导体中就会产生感应电动势。
如果导体是闭合回路，就会形成电流。
这就是交流电通过变压器中的工作原理，利用不同匝数的线圈绕在铁芯上，通过交流电源输入的交流电产生变化的磁场，从而在另一侧的线圈中产生感应电动势。
电磁感应中的电压和电流
电磁感应中的电压和电流在电磁感应中，电压和电流是重要的概念。
电磁感应是指通过磁场的变化产生电场，从而引发电流和电压的现象。
本文将深入探讨电磁感应中的电压和电流，并解释它们的关系和重要性。
1. 电磁感应基础电磁感应是由英国物理学家法拉第在19世纪提出的。
当磁场的强度变化或磁场与电路的相对运动时，会在电路中感应出电流或电压。
这种现象被称为电磁感应。
2. 法拉第电磁感应定律电磁感应定律是描述电磁感应现象的重要定律。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小等于磁场变化率与电路中的导线数量之积。
当导线中有电流流过时，就会发生感应。
在公式表示上，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势（ε）等于磁场变化率（ΔB/Δt）乘以导线中的回路数（N），即ε = -N(ΔB/Δt)。
这样，当磁场的变化率或回路数增加时，感应电动势也会增加，进而引发电压和电流的变化。
3. 电压和电流的关系在电磁感应中，电压和电流有密切的关系。
电压是指单位电荷所具有的电势能，而电流是指单位时间内的电荷流动。
当电磁感应产生时，感应电动势会引发电压和电流的变化。
电磁感应中的电场力能够驱动电流在电路中流动。
当电路中的导体与磁场相互作用时，感应电动势会施加一个电压，导致电子在电路中移动，形成电流。
换句话说，感应电动势造成了电子受力，从而引发了电流的产生。
4. 应用领域电磁感应的概念和定律在许多领域中有着重要的应用。
例如，电磁感应是电动机和发电机工作的基础原理。
电动机利用电磁感应产生的力来驱动机械运动，而发电机则利用机械运动产生的电能。
此外，变压器也是电磁感应的经典应用之一。
变压器通过交流电的电磁感应原理，将电压和电流的大小进行调节和转换。
5. 电磁感应中的重要性电磁感应的理论和应用在现代科学和工程中具有重要的地位和作用。
电力工业的发展离不开电磁感应的原理，电磁感应也是电子学和通信工程的基础。
此外，电磁感应的研究对于磁共振成像、感应加热和电磁波传输等领域有重要的意义。
交流电的产生原理
交流电的产生原理
交流电是指电流方向和大小随时间变化的电流。
它是由交流电源产生的，交流电源是指能够产生交流电的设备或系统。
交流电的产生原理是基于电磁感应现象和电动势定律。
电磁感应现象是指当导体在磁场中运动或磁场发生变化时，会在导体中产生感应电动势。
这个现象是由法拉第发现的，也称为法拉第电磁感应定律。
电动势定律是指当导体中存在电动势时，会在导体中产生电流。
这个定律是由法拉第和欧姆发现的，也称为欧姆-法拉第定律。
交流电的产生原理是基于这两个定律。
交流电源中有一个旋转的磁场，它可以通过电磁感应现象在导体中产生感应电动势。
这个感应电动势的大小和方向随时间变化，因此导体中的电流也随时间变化。
这就是交流电的产生原理。
交流电源中的旋转磁场可以通过不同的方式产生。
最常见的方式是使用发电机。
发电机是一种将机械能转换为电能的设备，它通过旋转磁场在导体中产生感应电动势。
发电机的转子上有一个旋转的磁场，它可以通过电磁感应现象在定子中产生感应电动势。
定子上的导体通过电动势定律产生电流，这就是交流电。
交流电的频率是指电流方向和大小变化的速度，它通常以赫兹（Hz）
为单位。
在欧洲和亚洲，交流电的频率通常为50赫兹，而在北美和南美，交流电的频率通常为60赫兹。
交流电的产生原理是基于电磁感应现象和电动势定律。
交流电源中的旋转磁场可以通过发电机等设备产生，它在导体中产生感应电动势，从而产生交流电。
交流电的频率通常以赫兹为单位，它是电流方向和大小变化的速度。
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例5 如图11－18所示，A，B是两个完全相同的灯泡，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻忽略不计。
当电键K闭合时，下列说法正确的是 [ ]
A．A比B先亮，然后A熄灭
B．B比A先亮，然后B逐渐变暗，A逐渐变亮
C．AB一齐亮，然后A熄灭
D．A、人一齐亮．然后八逐渐变亮．D的亮度不变
【错解】
当电键闭合时．A灯与线圈L串联，B灯与R串联后分别并联于电源两端。
虽然K闭合瞬间线圈会产生自感，即阻碍通过线圈支路电流的的增加。
但A灯与L串联后并联接在电源上。
电源两端有电压，就会有电流，所以AB都应该同时亮起来。
只是闭合K的瞬间A灯不能达到应有的电流而亮度发暗。
K闭合一段时间后两灯达到同样的亮度。
所以A灯逐渐变亮，B灯亮度不发生变化，选D。
【错解原因】
选择D选项时对自感现象理解不够。
在K闭合的瞬间，通过每盏灯的电流到底怎样变化不清楚。
【分析解答】
电键闭合的瞬间，线圈由于自感产生自感电动势，其作用相当于一个电源。
这样对整个回路而言相当于两个电源共同作用在同一个回路中。
两个电源各自独立产生电流，实际上等于两个电流的叠加。
根据上述原理可在电路中标出两个电源各自独立产生的电流的方向。
图11-19a、b是两电源独立产生电流的流向图，C图是合并在一起的电流流向图。
由图可知、在A灯处原电流与感应电流反向，故A灯不能立刻亮起来。
在B灯处原电流与感应电流同向，实际电流为两者之和，大于原电流。
故B灯比正常发光亮（因正常发光时电流就是原电流）。
随着自感的减弱，感应电流减弱，A灯的实际电流增大，B灯实际电流减少，A变亮，B灯变暗，直到自感现象消失，两灯以原电流正常发光。
应选B。