第三讲 电磁感应与交流电
高中物理第三章电磁感应三交变电流课件选修11高二选修11物理课件
12/9/2021
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2．直流与交变电流的对比
按大小和方向的变化规律，可将电流作如下的分类：
直流
恒定电流 非恒定电流
大小、方向均恒定 仅方向恒定
电流、电压随时间按正弦函数规律变化的 正弦式电流
交变电流 交变电流
电流、电压随时间不按正弦函数规律变化 非正弦式电流
的交变电流
12/9/2021
答案：b 12/9/2021 隔直电容器 隔直流、通交流
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2021/12/9
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内容(nèiróng)总结
01 课前 自主(zìzhǔ)梳理。01 课前 自主(zìzhǔ)梳理。03 课后 巩固提升。直流
No Image
12/9/2021
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[课时作业]
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一、交流发电机 1．结构：由固定不动的“ 定子(dìn”gzǐ和) 连续转动的“ 转子(zhu”àn 组zǐ) 成． 2．原理：电磁感应现象，即无论是哪种交流发电机都是由于转子的转动使得穿过线 圈的 磁通量 发生变化，从而在线圈中激发出感应电动势． 3．交流和直流 大小和 方向(fān随gxià时ng)间做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流． 方向 不变的电 流叫直流．
解析：此位置没有磁感线穿过线圈，所以磁通量是零，但此时感应电动势和感应电 流都有最大值．
答案：AD 12/9/2021
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4．(多选)关于交变电流的有效值 U 和最大值 Um，下列说法中正确的是( ) A．任何形式的交变电流都具有 U＝U2m的关系 B．只有正弦交变电流才具有 U＝U2m的关系 C．照明电压 220V，动力电压 380 V 指的都是有效值 D．交流电压表和交流电流表测的都是最大值
高中物理 第三章 电磁感应 3 第三节 交变电流课件1高二选修11物理课件
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[思路探究] (1)由正弦式交流电的电压(或电流)随时间的变化关 系图象可以得到哪些信息？ (2)如何由图象确定正弦式交流电的瞬时值表达式？ [解析] 由图象可知 T＝0.20 s，Im＝10 A 则 f＝T1＝5 Hz，而 ω＝2Tπ＝10π， 则某时刻的电流 i＝10sin 10πt(A)． 故选项 A 正确，B、C、D 错误． [答案] A
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解析：选 D.根据图象可得电压的最大值是 311 V，周期 T＝ 2×10－2 s，则有效值 Ue＝U2m＝220 V，频率 f＝T1＝50 Hz，A、 B、C 对；正弦式交流电一个周期内电流方向变化两次，1 s 内 电流方向改变 100 次，D 错．
12/8/2021
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[解析] (1)在此过程中，穿过线圈的磁通量变化 ΔΦ＝BS，时 间 Δt＝T4＝2πω， 产生的平均电动势为－E ＝nΔΔΦt ＝π2nBωS， 平均电流为－I ＝R－＋E r＝π（2nRB＋ωrS）， 通过 R 的电荷量 q＝－I Δt＝Rn＋BSr.
命题视角 1 交变电流的产生 (多选)如图哪些情况线圈中产生了交变电流( )
[思路点拨] 产生交变电流的三个条件是： (1)匀强磁场； (2)转轴垂直磁场方向； (3)匀速转动．
12/8/2021
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[解析] 由交变电流的产生条件可知，转轴必须垂直于磁感线， 但对线圈的形状及转轴的位置没有特别要求．故选项 B、C、 D 正确． [答案] BCD
B．5 A D．3.5 A
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[思路探究] (1)定义有效值的依据是什么？ (2)如何求解非正弦式交变电流的有效值？
电磁学电磁感应与交流电
电磁学电磁感应与交流电电磁学是物理学中的一个重要分支，研究电荷与磁场之间的相互作用以及电流在电磁场中的行为。
其中，电磁感应与交流电是电磁学中的两个重要概念。
本文将分别从电磁感应和交流电两方面进行探讨。
一、电磁感应电磁感应是指当磁场的强度发生变化时，沿着磁场方向运动的导体中会产生感应电流。
电磁感应的基本原理是法拉第电磁感应定律，该定律描述了感应电动势与磁通量变化之间的关系。
在电磁感应中，磁场的强度发生变化是产生感应电动势的主要原因。
当导体与磁场相互运动或磁场的强度发生变化时，磁通量也会随之变化。
根据法拉第电磁感应定律，磁通量变化率与感应电动势成正比。
感应电动势的极性与磁通量变化率的方向有关，可以根据右手螺旋定则来确定。
除了磁场的强度变化外，导体的运动状态也会影响电磁感应效应。
当导体与磁场相对运动时，导体中会产生感应电流。
导体的速度越快，感应电流就越大。
二、交流电交流电是指电流方向和大小以一定规律周期性变化的电流。
在交流电中，电流的变化是由交流电源引起的，交流电源可以是交流电发电机。
交流电的基本特点是频率和振幅的变化。
在交流电中，频率表示单位时间内电流方向的变化次数，单位为赫兹(Hz)。
频率越高，电流方向变化的速度就越快。
振幅表示电流的最大值，通常用有效值来表示。
在交流电中，电流的大小是不断变化的，但是其平均值为零。
交流电的传输和应用离不开变压器。
变压器是一种基于电磁感应原理的电器设备，用于改变交流电的电压大小。
变压器由两个相互绝缘的线圈组成，通过磁场耦合实现电能的传输。
除了变压器之外，交流电在电力输送、家庭用电、电子设备等方面都有广泛应用。
交流电的传输效率高，可以通过变压器将电压升高或降低，满足不同场合的需求。
总结：电磁感应与交流电是电磁学中的重要内容。
电磁感应通过描述磁场变化引起的感应电动势，揭示了电磁场与导体相互作用的物理规律。
交流电则是电流方向和大小以一定规律周期性变化的电流，通过交流电源和变压器的配合，实现了电能的传输和应用。
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 交流电 (3)
，转过的角度，则导从图示位置开始计时，经过时间，导体位置由oa转到oa
1
体扫过的面积
切割的磁感线条数（即磁通量的变化量）
单位时间内切割的磁感线条数为：，单位时间内切割的磁感线条数（即为磁通量的变化率）等于感应电动势的大小：
即：
计算时各量单位：
三. 楞次定律应用题型
1. 阻碍变化阻碍原磁通的变化
2. 阻碍变化阻碍（导体间的）相对运动，即“来时拒，去时留”
3. 阻碍变化阻碍原电流的变化，应用在解释自感现象的有关问题。
四. 综合应用题型
1. 电磁感应现象中的动态过程分析
2. 用功能观点分析电磁感应现象中的有关问题
3. 交变电流
（1）交变电流的产生，从中性面开始计时
（）
（2）交变电流的有效值和最大值
（3）理想变压器，
（4）电能的输送。
电磁感应和交流电
电磁感应和交流电1．产生感应电流的条件是什么？感应电流的方向有哪几种判定方法？感应电流的大小如何表示？答案(1)产生感应电流的条件穿过闭合电路的磁通量发生变化．(2)感应电流的方向判断①从“阻碍磁通量变化”的角度来看，表现出“增反减同”，即若磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；若磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同．②从“阻碍相对运动”的角度来看，表现出“来拒去留”，即“阻碍”相对运动． ③从“阻碍自身电流变化”的角度来看，就是自感现象．在应用楞次定律时一定要注意：“阻碍”不等于“反向”；“阻碍”不是“阻止”．④右手定则：对部分导线在磁场中切割磁感线产生感应电流的情况，右手定则和楞次定律的结论是完全一致的．这时，用右手定则更方便一些．(3)感应电流的大小由法拉第电磁感应定律可得I ＝n ΔΦR Δt 或I ＝n BL v Rsin θ.2．法拉第电磁感应定律的内容是什么？公式E ＝n ΔΦΔt 在具体应用中有两种不同的表现形式，各在什么情况下应用？你还知道哪些计算感应电动势的方法？答案 (1)内容：闭合回路中感应电动势的大小，跟穿过这一回路的磁通量的变化率成正比．公式E ＝n ΔΦΔt .(2)两种形式：①回路与磁场垂直的面积S 不变，磁感应强度发生变化，则ΔΦ＝ΔB ·S .此时对应的E ＝n ΔBΔt·S ，此式中的ΔB Δt 叫磁感应强度的变化率，等于B －t 图象切线的斜率．若ΔBΔt 是恒定的，即磁场是均匀变化的，那么产生的感应电动势就是恒定的．②磁感应强度B 不变，回路与磁场垂直的面积发生变化，则ΔΦ＝B ·ΔS .此时对应的E ＝nB ΔSΔt ，ΔS 的变化是由部分导体切割磁感线所致．比如线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交变电动势就属于这种情况．(3)计算感应电动势的其他方法①当回路中的一部分导体做切割磁感线运动时，E ＝BL v sin θ.②当长为L 的导体棒绕一个端点以角速度ω旋转切割磁感线时，E ＝12BL 2ω.3．导体切割磁感线产生感应电流的过程是能的转化和守恒过程，这一过程中通过什么力做功？将什么形式的能转化为电能？功和产生的电能有什么关系？答案 外力对导体棒做功转化为棒的机械能，同时，棒又克服安培力做功，将棒的机械能又转化为电能，克服安培力做的功等于电能的增加．4右手定则 5.电磁感应过程中的动态分析问题是力学和电学知识的结合，此类问题分析的基本方法和关键是什么？答案 (1)基本方法①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向． ②求回路中的电流强度．③分析、研究导体受力情况(注意安培力用左手定则判定其方向)． ④列动力学方程或平衡方程求解．(2)动态问题分析要抓好受力情况、运动情况的动态进行分析．6．如何求解电磁感应中感应电荷的电荷量？感应电荷量与哪些因素有关？答案 设在时间Δt 内通过导线截面的电荷量为q ，则根据电流定义式及法拉第电磁感应定律得：q ＝I ·Δt ＝E R ·Δt ＝n ΔΦR Δt ·Δt ＝n ΔΦR可见，在电磁感应现象中，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流，在时间Δt 内通过导线截面的电荷量q 仅由线圈的匝数n 、磁通量的变化量ΔΦ和闭合电路的电阻R 决定，与磁通量发生变化的时间无关．7．中性面的含义是什么？线圈通过中性面时有何性质和特点？答案 (1)中性面：当线圈平面转动至垂直于磁感线位置时，各边都不切割磁感线，感应电动势为零，即线圈中没有感应电流，这个特定位置叫做中性面．(2)性质和特点①线圈通过中性面时，磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁通量的变化率为零；②线圈平面每次转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，线圈转动一周通过中性面两次，故一个周期内线圈中电流方向改变两次；③线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，线圈平面平行于磁感线，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变．8答案 NBSωsin ωt NBSωsin ωtR ＋r NBSω 热效应222 面积 时间9．理想变压器动态变化问题的分析思路是什么？。
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。
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。
2018-2019版高中物理第三章电磁感应第3讲交变电流课件新人教版选修
【例1】 将线圈置于范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场B中，各线圈的运动方式 如下列图所示，则能够在线圈中产生感应电动势的是( )
解析 只有C图穿过线圈的磁通量发生变化，在线圈中产生感应电动势. 答案 C
针对训练1 下图中属于交变电流的是( )
解析 根据交变电流的定义判断，大小和方向都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做周期性变化，方 向未变，不符合定义. 答案 BC
想一想 你是怎样区别直流电流和交变电流的？这两种电流有何根本区别？ 答案 大小、方向随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，各种电池供给的只 沿一个方向流动的电流叫做直流.这两种电流的根本区别在于交变电流的方向随时 间做周期性变化，直流电流的方向不随时间变化.
二、交流的变化规律 1.电网中的交变电流，它的___电__流__、__电__压____随时间按正弦函数的规律变化，叫做正
(3)有效值与平均值 ①对于某交流电，它的有效值是恒定的，可以通过峰值求得.
－
②交流电的平均值E－＝nΔΔΦt ，而E－在不同的时间 Δt 内是不同的，电流的平均值－I＝RE. ③在计算热量、电功、电功率时用有效值；在计算通过导体的电荷量时用平均值.
【例2】 图3－3－2是一正弦式交变电流的电压图象.从图象可知电压的最大值和频率 分别为( )
(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. (2)旋转磁极式发电机：磁体转动，是转子；线圈不动，是定子. 无论是线圈转动，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.
3.交流发电机的原理 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，因而在线圈中就产生感应电流.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.
电磁感应与交流电
2、对“阻碍”二字应正确理解：
（1）谁起阻碍作用? （2）阻碍什么?
—
感应电流的磁场
— 原磁场的磁通量变化
（3）如何阻碍?
Φ要增加，产生反向磁场抵消增加；
增 反 减 同 Φ要减小，产生同向磁场补充减小。
延缓了原磁通变化
（4）阻碍不是阻止
思考题：通电直导线与矩形线圈在同一平面内，
当线圈远离导线时，判断线圈中感应电流的方向， 并总结判断感应电流的步骤。
能量转化：机械能转化为电磁 能再转化为焦耳热
M R P b Q
特点：a＝0，v最大
N
B
a
θ
第十七章 交变电流复习
一、交变电流的产生和变化规律：中性面 平行面
图 景 与 图 像 对 应
按 正 弦 规 律 变 化 线圈经过中性面电流将改变方向。 线圈转动一周，两次经过中性面， 电流方向改变两次。
v
三
1、电感对交变电流的阻碍作用：
自感系数越大，交流电的频率越高，则感抗越大。 实际应用： 低频扼流圈 高频扼流圈 通直流、阻交流 通低频、阻高频
2、电容器对交变电流的阻碍作用： 电容越大，交流电频率越高，则容抗越小。
隔直电容器 实际应用： 高频旁路电容器
通交流、阻直流 通高频、阻低频
四、理想变压器： 磁通量全部集中在铁芯中没有 1、理想变压器： 漏磁，变压器本身不损耗能量 2、基本关系：
b o ω a
b
v
ωt
o
v a
B
v
中性面
若从中性面开始计时，e =NBSω · t sinω
其中：Em=NBSω=Nφmω Im=Em/R总 Um= ImR
电动势瞬时值表达式：e=Emsinωt
电磁感应及交流电
电磁感应复习[知识要点]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。
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·sinα(α是平面与B的夹角)，（投影）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·Ssinα②B、α不变，S改变，这时ΔΦ=ΔS·Bsinα③B、S不变，α改变，这时ΔΦ＝BS(sinα2-sinα1)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。
二、判断感应电动势(感应电流)的两种方法：1、右手定则：伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。
2、楞次定律：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
A、注意：①“阻碍原磁场的变化”不是：“阻碍原磁场”。
②“阻止原磁场的变化”，“有了感应电流，原电磁场就不会变化了”，“感应电流的磁场加原磁场等稳恒磁场”都是错误的认识。
应用楞次定律来判断感应电流方向的步骤：①首先要明确原来磁场的方向；②搞清穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少；③然后根据楞次定律确定感应电流的磁场方向；④最后利用安培定则来确定感应电流的方向。
高中物理电磁感应和交变电流
2、中性面：与磁场方向垂直的平面
特点：
①线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通 量最大，但磁通量的变化率为零，感应 电动势为零；
②线圈平面每次转过中性面时，线圈中 感应电流方向改变一次，线圈转动一周 两次通过中性面，故线圈转动一周，线 圈中电流方向改变两次
• 3、交流电的图象
练习１．一个按正弦规律变化的交流电流，如图 所示，根据图像可以知道
瞬时值 有效值
周期、频率 电感、电容的作用
交流电路
变压器
远距离输电
专题一 交变电流的产生及其变化规律
一、交变电流的产生
1、产生：闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直 于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就 有交流电产生
A
L1
L2
D
B
C
L2
线圈平面 与磁感线 垂直位置 开始计时
e=NBωSsinωt
d
上海高考题例４：在绕制变压器时，某人误将两个线圈
一、感应电动势
（影响感应电动势大小的因素）
⒈在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。
说明
①电路闭合时有感应电动势，感应电流。 ②电路断开时有感应电动势，但无感应电流。
问2、题大2量：试影验响表感明应：电穿动过线势圈大的小磁的通因量素变？化越快感
应电动势越大
实验结论：感应电动势ΔE的φ大小与磁通量的变化快慢 有3、关。磁通量的变化率Δt
问题3：磁通量大，磁通量变化一定大吗？ 磁通量变化大，磁通量的变化率一定大吗？
磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化不 同。磁通量为零，磁通量的变化率不一定为零;磁 通量的变化大，磁通量的变化率也不一定大。
（可以类比速度、速度的变化和加速度.）
交变电流的产生及其变化规律
高中物理第三章电磁感应3.3交变电流课件新人教选修1_1
有何关系?
答案:描述交变电流变化快慢的物理量有交流的周期 T 和频率 f,
它们之间的关系为 T=1������;描述交变电流大小的物理量有峰值(Imax、
Umax)、瞬时值(i、u)和有效值(Ie、Ue),对于正弦式电流,它们之间的
关系为
i=Imaxsin
ωt,
u=Umaxsin
ωt;
Ie=
������max 2
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(2)在直流电路中,灯泡和电容器串联,灯泡不会亮;在交流电路中, 灯泡和电容器串联(如图)。灯泡会亮吗?
答案:电容器可以“通交流、隔直流”,所以接直流时,灯泡不会亮, 但是接交变电流时,灯泡会亮。
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(3)描述交变电流变化快慢的物理量有哪些?它们之间有什么关
系?描述交变电流大小的物理量有哪些?对于正弦式电流,它们之间
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3.通过观察演示实验,电流表的指针会怎样摆动?思考后说明电流 怎么变化?
答案:指针左右摆动,说明流过电流表的电流的大小和方向均不 断变化。
4.交流和直流 大小和方向随时间做周期性变化的电流叫交变电流,简称交流。 方向不变的电流叫直流。
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二、交流的变化规律及交流的有效值 阅读教材第56页“交流的变化规律”和第58页“交流的有效值”部 分,知道什么是正弦式交变电流,掌握描述交流的物理量,理解交变 电流的有效值。 1.什么是正弦式交变电流?如何显示交变电流的变化规律? 答案:电流或电压随时间按正弦函数规律变化的交变电流叫正弦 式交变电流,交变电流的变化规律可以用示波器显示出来。 2.正弦式交变电流、电压随时间变化的规律是什么? 答案:i=Imsin ωt,u=Umsin ωt。
电磁感应和交流电
电磁感应与交流电电子信息科学与技术首先介绍一下什么叫电磁感应现象，如图当一个导体棒向右移动切割磁感线时电位计就会移动一定角度。
说明导体棒产生了电流这就是动生电动势的概念，另外人们还发现当穿过一个闭合线圈的磁通量变化时线圈中也会产生电流称这种电动势叫做感生电动势。
当然第二种概念是更为普遍的。
这种现象是由法拉第最先发现并给出了计算公式。
同时也更加坚定了人们对店与磁之间是有密切联系的观念。
电磁感应原理是牛顿奠定理论物理学基础以来，物理学的公理基础的最伟大的变革。
它在技术中的广泛应用，是人类进入了电气时代。
电磁感应在日常生活中最大的应用莫过于交流电的产生了，交流电是由交流发电机发出的具体的说交流发电机是利用产生气场的转子旋转，使穿过定子绕组量发生变化，在定子绕组内产生交流感应电动势。
当励磁绕组有电流通过时，励磁绕组便产生磁场，转子轴上的两个爪极分别被磁化为N极和S极。
当转子旋转时，磁极交替地在定子铁心中穿过，形成一个旋转的磁场，磁力线和定子绕组之间产生相对运动，在三相绕组中产生交流感应电动势。
这就决定了我们家用的交流电是220V。
具体请见《电机学》。
当然发电机发出的电我们是不能直接用的，它还要通过升压变压器升压后通过高压输电线送到各个降压变压器，进行降压然后才能送到各个家庭和工厂，变压器同样也是用了电磁感应的原理。
具体的说变压器是利用线圈互感特性构成的一种元器件，几乎在所有的电子产品中都要用到。
它原理简单，但根据不同的使用场合（不同的用途），变压器的绕制工艺会有所不同。
变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等。
它是由一个初级线圈（线圈圈数n1）及一个次级线圈（线圈圈数n2）环绕著一个核心。
常用的铁心形状一般有E型和C型。
交流电通过发电机、高压输电线、变压器传输到各家各户给我们带来光明，送到工厂使我们的经济能够快速发展这些都离不开电磁感应，准确的说离不开科学界的前辈名对这个世界的贡献，不得不让我们对他们刮目相看，真理就在哪里却只有极少的人才能发现。
高中物理 第三章 电磁感应 第三节 交变电流课件1高二选修11物理课件
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第三节 交 变 电 流
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交流电的胜利 公元 1879 年之后，一场以爱迪生为代表的直流输电 技术和一场以特斯拉为代表的交流输电技术展开了激烈 的竞争.1879 年，爱迪生发明了电灯，使用的是直流电技 术，爱迪生的企业迅速占据了世界主要市场．
答案：BD
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内容 总结 (nèiróng)
第三章 电 磁 感 应。0.707
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一、交流发电机
1．结构：由固定不动的_定__子__(d和ìng连zǐ)续转动的_转__子_(_z组huàn zǐ) 成．
2．原理：电磁感应现象，即无论是哪种交流发电机 都是由于转子的转动使得穿过线圈的_磁__通__量__发生变化， 从而在线圈中激发出感应电动势．
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三、交流能够通过电容器 1．交变电流通过电容器的本质 当电容器接到交流电路上时，由于电容器交替进行 充电和放电，从而在电路中形成电流，表现为交流“通 过”了电容器． 2．电容器的作用和应用 电容器能够通交流、隔直流，这一点在电子技术中 有重要应用.
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×100 V＝300 2 V.
答案：AC
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拓两个极板上后，当电源电 压升高时，电源给电容器充电，电荷向电容器极板上聚 集，在电路中，形成充电电流；当电源电压降低时，电 容器放电，原来极板上聚集的电荷又放出，在电路中形 成放电电流．电容器交替进行充电和放电，电路中就有 了电流，好像是交流“通过”了电容器，但实际上自由 电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质．
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2
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1
R
R
3
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第三讲 电磁感应与交流电
1．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是（ ） A ．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 B ．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化
C ．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化
D ．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化
2．如图所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)
是( )
A ．有顺时针方向的感应电流
B ．有逆时针方向的感应电流
C ．先逆时针后顺时针方向的感应电流
D ．无感应电流
3．如图所示有界匀强磁场区域的半径为r
，磁场方向与导线环所在平面垂直，导线环半径也为r,
沿两圆的圆心连线方向从左侧开始匀速穿过磁场区域。
此过程中关于导线环中的感应电流i 随时间t 的变化关系图象（规定逆时针方向的电流为正）最符合实际的是（ ）
4．图中A 、B 为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置．A 线圈中通有如图(a)所示的交变电流i ，则 （ ）
A ．在t 1到t 2时间内A 、
B 两线圈相吸； B ．在t 2到t 3时间内A 、B 两线圈相斥；
C ．t 1时刻两线圈间作用力为零；
D ．t 2时刻两线圈间吸力最大
5．如图所示，在磁感应强度B=1.0 T 的匀强磁场中，金属杆PQ 在外力F 作用下在粗糙U 型导轨上以速度向右匀速滑动，两导轨间距离L=1.0 m ，电阻R=3.0
，金
属杆的电阻r=1.0
，导轨电阻忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A 、通过R 的感应电流的方向为由d 到a
B ．金属杆PQ 切割磁感线产生的感应电动势的大小为2.0 V C. 金属杆PQ 受到的安培力大小为0.5 N
D ．外力F 做功大小等予电路产生的焦耳热
6. 如图所示，平行金属导轨和水平面成θ角，导轨与固定电阻R 1、R 2相连，匀强磁场垂直
穿过导轨平面。
有一导体棒ab ，质量为m ，导体棒的电阻与固定电阻R 1和R 2的阻值 均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab 沿导轨向上匀速滑动，当上滑的速度为v 时，受到的安培力为F ，则此时（ ） A.电阻R 1的电功率为Fv/3 B. 电阻R 1的电功率为Fv/6
C.整个装置因摩擦而产生的热功率为μmgv cos θ
D.整个装置消耗的机械功率为(F+μmg cos θ)v 7.如图所示，相距为d 的两条水平虚线L 1、L 2之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，正方形线圈abcd 边长为L （L<d ），质量为m 、电阻为R ，将线圈在磁场上方h 高处由静止释放，cd 边刚进入磁场时速度为v 0，cd 边刚离开磁场时速度也为v 0，则线圈穿过磁场的过程
中（从cd 边刚进入磁场起一直到ab 边离开磁场为止）（ ）
A.感应电流所做的功为mgd
B.感应电流所做的功为2mgd
C.线圈的最小速度可能为mgR/B 2L 2
D.线圈的最小速度一定是)(2d L h g -+
8．如图，L 是一个自感系数相当大的线圈，线圈电阻小于小灯泡的电阻值。
关于这个电路的以下说法正确的是( )
A ．开关S 闭合瞬间，会看到小灯泡先立即变亮，后会变暗一些
B ．开关S 闭合，看到小灯泡慢慢变亮
C ．电路达到稳定后，断开开关S 时，小灯泡立即熄灭
D ．电路达到稳定后，断开开关S 时，小灯泡先变得更亮一下后再慢慢熄灭
9.如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕ab 边匀速转动,转动周期为T ，线圈电阻为2。
从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A 。
那么（ )
A.线圈消耗的电功率为4W
B.线圈中感应电流的有效值为2A
C.任意时刻线圈中的感应电动势为e = 4cos
D. 任意时刻穿过线圈的磁通量为
=sin
10.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所
示．已知发电机线圈内阻为5 Ω，外接一只电阻为95 Ω的灯泡，如图乙所示，则( )
．电路中的电流方向每秒钟改变C ．灯泡实际消耗的功率为484 W D ．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J
11．理想变压器正常工作时，原线圈一侧与副线圈一侧保持不变的物理量是( )。
13．如图所示，变压器初级线圈接电压一定的交流电，在下列措施中能使电流表示数减小的是（ ） A.只将S 1从2拨向1 B.只将S 2从4拨向3 C.只将S 3从闭合改为断开 D.只将变阻器R 3的滑动触头上移
14．如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B 。
电阻为R 、半径为L 、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O 轴以角速度ω匀速转动（O 轴位于磁场边界）。
则线框内产生的感应电流的有效值为（ ）
d
A ．
B ．
C ．
D ．
15、如图所示是小型交流发电机的示意图，线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO ′ 沿逆时针方向匀速转动，线圈的匝数为n 、电阻为，外接电阻为R ，交流电流表A 。
线圈从图示位置（线圈平面平行于电场方向）开始转过时的
感应电流为。
下列说法中正确的有（ ） A ．电流表的读数为
B ．转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为
C ．从图示位置开始转过的过程中，通过电阻R 的电荷量为
D ．线圈转动一周的过程中，电阻R 产生的热量为
16．如图所示，光滑斜面的倾角=30°，在斜面上放置一矩形线框abcd ，ab 边的边长l 1=lm ，bc 边的边长l 2=0.6m ，线框的质量m=1kg ，电阻R=0.1Ω，线框受到沿光滑斜面向上的恒力F 的作用，已知F=10N ．斜面上ef 线（ef ∥gh ）的上方有垂直斜面向上的均匀磁场，磁感应强度B 随时间t 的变化情况如B-t
图象，从线框由静止开始运动时刻起
计时．如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef 线和gh 的距离s=5.1m ，g 取10m/s 2。
求：
⑴ 线框进入磁场时匀速运动的速度v ；
⑵ ab 边由静止开始到运动到gh 线处所用的时间t ；
⑶ 线框由静止开始到运动到gh 线的整个过程中产生的焦耳热;
1、下列有关回复力的说法中正确的是（ ） A ．回复力是指物体受到的指向平衡位置的力 B ．回复力是指物体受到的合力
C ．回复力是从力的作用效果命名的，可以是重力、弹力或摩擦力，可以是几个力的合力
D ．回复力实质上是向心力
2、关于振幅，下列说法中正确的是( )．
A ．物体振动的振幅越大，振动越强烈
B ．一个确定的振动系统，振幅越大振动系统的能量越大
C ．振幅越大，物体振动的位移越大
D ．振幅越大，物体振动的加速度越大
3、关于图中弹簧振子的振动，下述说法中正确的有（ ） A ．振子从O→B→O 为一次全振动，所用时间为一个周期
B ．振子经过平衡位置O 时弹性势能能最大
C ．振子经过平衡位置O 时速度最大
D
．在最大位移B 处，因为速度为零所以加速度也为零 4、关于振动物体的平衡位置,下列说法不正确的是 A.加速度最大的位置 B.回复力为零的位置 C.速度最大的位置
D.是加速度改变方向的位置
5、如图所示，弹簧振子在BC 间做简谐运动，O 为平衡位置，BC 间距离为10cm ，B→C 运动时间为1s ，则（ ） A ．从O→C→O 振子做了一次全振动 B ．振动周期为1s ，振幅为10cm C ．经过两次全振动，通过的路程为20cm
D ．从B 开始经过3s ，振子通过的路程是30cm
6、某质点沿x 轴做简谐运动，坐标原点O 为平衡位置．质点经过a 点（x a =-5cm ）和b 点（x i =5cm ）时速度相同，花时间t ab =0.2s ；质点由b 回到a 点所花的最短时间t ba =0.4s ，则该质点做简谐运动的频率为（ ） A ．1Hz
B ．1.25Hz
C ．2Hz
D ．2.5Hz
7、一弹簧振子在水平方向上做简谐运动，关于振子运动的位移、速度、加速度的关系，下列说法正确的是（ ） A ．位移减小时，加速度增大，速度也增大 B ．物体向平衡位置运动时，做变加速运动
C ．物体远离平衡位置运动时速度方向跟位移方向相反
D ．位移方向总跟加速度方向相反，跟速度方向相同
8、图所示，物体 A 置于物体 B 上，一轻质弹簧一端固定，另一端与 B 相连，在弹性限度范围内，A 和 B 一起在光滑水平面上作往复运动（不计空气阻力），均保持相对静止． 则下列说法正确的是（ ） A ．A 和 B 均作简谐运动
B ．作用在 A 上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比
C ．B 对 A 的静摩擦力对 A 做功，而 A 对 B 的静摩擦力对 B 不做功
D ．B 对 A 的静摩擦力始终对A 做正功，而 A 对 B 的静摩擦力始终对 B 做负功 9、一质点在平衡位置O 附近做简谐运动，从它经过平衡位置起开始计时，经0.13s 质点第一次通过M 点，再经0.1s 第二次通过M 点，求质点振动可能的周期是多少？
10、一根弹簧上端固定,下端系一个小球,处于静止状态，现将小球向下拉开一点距离后放手,小球边上下震动起来,试证明小球是简谐运动。