电磁感应、交流电
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。
电磁感应与交流电 有解析
本周练习编稿：陈伟审稿：厉璀琳责编:代洪电感感应部分：1．如图所示，两平行直导线通有相同大小的电流，一个矩形线圈与两直导线处在同一平面内且处在两导线的中央，则：A ．两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零；B ．两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零；C ．两电流同向或反向，穿过线圈的滋通量都相等；D ．因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判定穿过线圈的磁通量是否为零．2．如图，在同一铁芯上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在点1 ，现把它从1扳向2，试判断在此过程中，在电阻R上的电流方向是：A ．先由P→Q ，再由Q→PB ．先由Q→P ，再由P→QC ．始终由Q→PD ．始终由P→Q3．如图所示，条形磁铁水平放置，一线框在条形磁铁正上方且线框平面与磁铁平行，线框由N端匀速移到S 端的过程中，下列说法正确的是：A ．线圈中无感应电流；B ．线圈感应电流的方向是abcd ；C．线圈中感应电流方向是先abcd 再dcba ;D ．线圈中感应电流方向是先dcba 再abcd ;4．如图所示，导线框abcd 与导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直导线时，线框中感应电流的方向是__________5．如图所示，MN 是一根固定的通电长直导线，电流方向向上．今将一金属线框abcd 放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘．当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为：A ．受力向右；B ．受力向左；C ，受力向上；D ．受力为零．6.如图（a）所示的螺线管，匝数n=1500 匝，横截面积S=20cm2，电阻r=1.5Ω，与螺线管串联的外电阻R1=3.5Ω，R2=25Ω,方向向右穿过螺线管的匀强磁的电功率和a、b两点的电势（设c点电势为零）。
场的磁感应强度按图（b）所示规律变化，试计算电阻R27．如图所示，圆形线圈和线框都置于竖直平面内，圆形线圈中的磁感强度B1及穿过此圆形线圈的磁通量都是均匀变化的．线框中的磁场是磁感强度B2=0.2T 的恒定匀强磁场，导线框是裸导线，导体ab可以在导线框上无摩擦地滑动．已知，ab的长度为10cm，质量为4g , 电阻为0.5Ω，回路其余部分的电阻忽略不计．试求当ab恰处于静止状态时穿过圆形线圈的磁通量的变化率，并确定B l是减弱还是增强·（磁场方向均为水平的）8．如图所示，面积为0.2m2的100匝线圈A 处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面．磁感强度随时间变化的规律是B=（6－0.2t）T ，已知R1=4Ω，R2=6Ω，电容C=30μF。
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。
《电磁感应》、《交流电》测试-人教版[原创]
![《电磁感应》、《交流电》测试-人教版[原创]](https://img.taocdn.com/s3/m/1479154de518964bcf847c9e.png)
2004学年第二学期3月月考试题高二物理问卷一、单项选择题：（每题3分，共12小题，满分36分）1．下面属于电磁感应现象的是 （ ）A ．通电导体周围产生磁场B ．磁场对感应电流发生作用，阻碍导体运动C ．由于导体自身电流发生变化，而在导体中产生自感电动势D ．电荷在磁场中定向移动形成电流2．如图所示，把矩形闭合线圈放在匀强磁场中，线圈平面与磁感线平行，下面能使线圈产生感应电流的是 （ ）A ．线圈以ab 边为轴做匀速转动B ．线圈以bc 边为轴做匀速转动C ．线圈沿磁感线方向做匀加速运动D ．线圈沿垂直磁感线方向做匀速运动 3．电流方向每秒改变50次的交变电流，它的周期和频率分别是 （ ）A ．0.08s,25HzB ．0.04s,25HzC ．0.04s,50HzD ．0.08s,50Hz4．如图所示，正弦式交变电压U 的最大值为311V ，负载电阻 R=440Ω，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表 和电流表的读数分别为 （ ）A ．311V ， 0.707AB ．220V, 0.5AC ．3112V, 0.7072AD ．220V, 0.707A5．两只阻值相同的电阻分别通以正弦式交变电流和方形交变电流，如图所示，若它们的电流最大值相等，则两只电阻产生的热功率之比为 （ ）A ．1∶4B ．1∶1C ．1∶2D ．2∶16．一电灯和一电感器串联，用交流电供电，若提高交流电的频率，则（ ）A ．电感器自感系数增加B ．电感器自感系数减小C ．电灯变暗D ．电灯变亮7. 一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴线匀速转动时产生的交流电动势的表达式为tV e π100sin 2220=，则（ ）A. 交流电的频率为Hz π100B. 当0=t 时，线圈平面与中性面垂直C. 电动势的平均值为220VD. 当s t 2003=时，电动势有最大值8．如图9-4所示，电路中，L 为一自感线圈，两支路电阻相等，则 （ ）A 、闭合开关S 时，稳定前电流表A 1的示数小于电流表A 2 的示数 B ．闭合开关S 时，稳定前电流表A 1的示数等于电流表A 2的示数C ．闭合开关S 时，稳定前电流表A 1的示数大于电流表A 2的示数D ．断开开关S 时，稳定前电流表A 1的示数小于电流表A 2的示数9．如图10-2所示，匀强磁场存在于虚线框内，矩形线圈竖直下落。
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 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。
物理鲁科版必修三知识点总结
物理鲁科版必修三知识点总结物理必修三主要包括电磁感应、交流电以及电磁波等知识点。
以下是对这些知识点的总结：1.电磁感应电磁感应是指导体中的电荷在磁场中感受到力而产生电流的现象。
电磁感应的实验基础是法拉第实验，即当导体相对于磁场运动或磁场相对于导体变化时，会在导体中产生感应电流。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁场变化的速率成正比，与导体的长度成正比，与导体的速度垂直分量也成正比。
电场感应是指导体中的电荷受到电场变化而产生电流的现象。
电场感应的实验基础是库仑实验，即当电场的强度在导体中发生变化时，会在导体中产生感应电流。
根据电场感应定律，感应电动势的大小与电场变化的速率成正比，与导体的长度成正比。
2.交流电交流电是指电流方向和大小周期性地改变的电流。
交流电的特点是振荡、周期性变化以及电流大小的周期性变化。
交流电的实验基础是变压器实验，即当交流电通过变压器中线圈时，可以改变输入电压的大小和电压的频率。
交流电的频率是指电流方向和大小变化的快慢程度，单位是赫兹（Hz）。
频率越高，变化越快；频率越低，变化越慢。
交流电的周期是指电流方向和大小变化一个完整循环所需的时间，单位是秒（s）。
交流电的有效值是指在交流电流中，与直流电流相同功率的交流电流的大小。
它等于交流电流的峰值的约0.707倍。
3.电磁波电磁波是一种由振荡的电场和磁场传播的波动，它既有波动性质，又有粒子性质。
电磁波的实验基础是麦克斯韦方程组，通过这些方程可以描述电磁波的传播和特性。
电磁波根据频率的不同可以划分为不同的频段，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线以及γ射线。
不同频段的电磁波具有不同的能量和应用。
电磁波的传播速度是光速，约等于3.00×10^8米/秒。
电磁波在真空中传播速度是恒定的，但在介质中会发生折射和反射等现象。
电磁波的能量和频率有关，能量越高，频率越大。
电磁波的能量与其波长也有关系，能量越高，波长越短。
专题06电磁感应交流电中的图像(原卷版)
专题06 电磁感应、交流电中的图像目录一.电磁感应中的图像问题综述 (1)二.根据Bt图像的规律，选择Et图像、It图像 (1)三.根据线圈穿越磁场的规律，选择E t-图像、U t-图像、I t-图像或E－x图像、 (2)U－x图像和I－x图像 (2)四.根据自感、互感的规律，选择E t-图像、U t-图像、I t-图像 (4)五．借助图像分析电磁感应三定则一定律 (5)六．应用图像分析电磁感应的综合问题 (6)七．交流电的变化规律图像的应用 (8)A．B．C．D．【典例分析2】（2023·北京西城·统考二模）如图1所示，一闭合金属圆环处在垂直圆环平面的匀强磁场中．若磁感应强度B随时间t按如图2所示的规律变化，设图中磁感应强度垂直纸面向里的方向为正方向，环中感应电流沿顺时针方向为正方向，则环中电流随时间变化的图象是（）A．B．C．D．三.根据线圈穿越磁场的规律，选择E t-图像、U t-图像、I t-图像或E－x图像、U－x图像和I－x图像【分析要点】线框匀速穿过方向不同的磁场，在刚进入或刚出磁场时，线框的感应电流大小相等，方向相同．当线框从一种磁场进入另一种磁场时，此时有两边分别切割磁感线，产生的感应电动势正好是两者之和，根据E=BLv，求出每条边产生的感应电动势，得到总的感应电动势．由闭合电路欧姆定律求出线框中的感应电流，此类电磁感应中图象的问题，近几年高考中出现的较为频繁，解答的关键是要掌握法拉第电磁感应定律、欧姆定律、楞次定律、安培力公式等等知识，要知道当线框左右两边都切割磁感线时，两个感应电动势方向相同，是串联关系．【典例分析1】（2024上·四川攀枝花·高三统考期末）如图所示，在边长为2l的正三角形ABC区域内有垂直直面向外的匀强磁场，一边长为l的菱形单匝金属线框abcd的底边与BC在同一直线上，菱形线框的∠=。
使线框保持恒定的速度沿平行于BC方向匀速穿过磁场区域。
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。
alevel 物理u4知识点
A Level 物理 Unit 4 知识点在 A Level 物理的 Unit 4 中，学生将会学习一些重要的知识点和概念，这些知识点不仅有助于学生学习物理的基础，也对他们今后的学习和职业发展有着重要的影响。
以下是一些在 A Level 物理 Unit 4 中涉及的重要知识点：1. 电磁感应- 法拉第/楞次定律- 动生电动势- 自感和互感- 安培环路定律- 电动机和发电机的工作原理2. 交流电- 交流电的特点- 交流电路的分析- 交流电的功率和功率因数- 交流电的变压器和变压器原理- 交流电的应用3. 光学- 几何光学和物体成像- 光的波动性和干涉- 光的偏振和偏光- 光的色散和光谱- 光波的双缝衍射实验4. 半导体和电子学- 半导体的导电性- PN 结和二极管- 晶体管和运算放大器- 信号处理和数字电子学- 半导体器件的应用5. 核物理- 放射性衰变- 核裂变和核聚变- 辐射和辐射测量- 核反应堆和核能发电- 医学应用和核武器6. 环保与能源- 可再生能源和非可再生能源 - 能源转换和能源效率- 环保技术和环境影响评价- 可持续发展的理念和实践- 环保和能源政策以上知识点涵盖了 A Level 物理 Unit 4 的主要内容，学生需通过对这些知识点的掌握来提高对物理学科的理解和认识。
这些内容也对现实生活和社会发展具有重要的意义，因此学生应该认真学习并深入理解这些知识点，以便将来在科研和工程实践中能够运用这些知识。
在 A Level 物理 Unit 4 中，学生将深入学习电磁感应、交流电、光学、半导体和电子学、核物理以及环保与能源等领域的知识。
这些知识点不仅仅是理论概念，更是与现实生活息息相关的科学原理和工程应用。
下面将进一步展开对这些知识点的详细讨论和探究。
1. 电磁感应电磁感应是电磁学中的重要概念，它描述了磁场和电场相互作用所产生的现象。
在学习电磁感应时，学生将学习到法拉第/楞次定律，即当一个导体相对于磁场的相对运动时，就会在导体两端产生感应电动势。
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：。
专题四电路与电磁感应第2讲电磁感应 交流电
目录
(2)通过分析，可得电路图为
图 4－2－6 (3)设电路中的总电阻为 R 总，根据电路图可知， 1 4 R 总＝R＋ R＝ R ④ 3 3 ab 两端电势差 E 1 Uab ＝E－IR＝E－ R＝ E≈1.2×10－ 2 V ⑤ R总 4
目录
设 ab 离开磁场区域的时刻为 t1，下一根金属条进入磁场区 域的时刻为 t2， θ 1 t1 ＝ ＝ s ⑥ ω 12 π 2 1 t2 ＝ ＝ s ⑦ ω 4 设轮子转一圈的时间为 T， 2π T＝ ＝1 s ⑧ ω 在 T＝1 s 内，金属条有四次进出，后三次与第一次相同．⑨ 由⑤、⑥、⑦、⑧、⑨可画出如下 Uab－t 图象．
目录
2．交变电流瞬时值表达式书写的基本思路 (1)根据已知图象或由公式Em＝NBSω求出相应峰值． (2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式． ①线圈从中性面开始计时，函数表达式为i＝Imsinωt. ②线圈从垂直中性面开始计时，函数表达式为i＝Imcosωt.
目录
例3 (2012· 高考安徽卷)如图4－2－9甲是交流发电机模型 示意图．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈 abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO′转动，由线圈 引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO′转动的金
目录
热点三
交变电路综合分析
1．交变电流的“四值” 最大值 ⇒ Em ＝NBSω ⇒ 计算电容器的耐压值 计算闪光电器 瞬时值 ⇒ e＝Em sinωt ⇒ 的闪光时间等 电表的读数及计 正余弦交流 ⇒ E＝Em / 2 ⇒ 算电热、电功及保 电的有效值 险丝的熔断电流 平均值 ⇒ E ＝NΔΦ/Δt ⇒ 计算通过导体的电荷量
通量的变化率较大，所以感应电流的反向最大值大于正向
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。
法拉第电磁感应定律交流电
第四章电磁感应第一、二节划时代的发现探究感应电流的产生条件【学习目标】学习时间：1学时1.了解奥斯特“电生磁”的实验和法拉第“磁生电”的实验，体会对称性思维在物理学发现中的作用；2.知道电磁感应和感应电流的定义；3.能根据实验事实归纳产生感应电流的条件；4.进一步认识磁通量的概念，会运用产生感应电流的条件判断具体实例中有无感应电流。
【静思独学】阅读教材思考下面几个问题：（1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？（2）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。
（3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？（4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的？之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是什么？（5）总结统一性思维和对称性思维在物理学发现中所发挥的作用。
问题二：阅读教材，思考并回答练习册P10—11问题一和问题三。
问题三：阅读教材，思考并回答练习册P11问题四。
{基础自测}1.练习册P6、P11自主测评2.教材P7—8：问题与练习：1、2【群思互学•展示共学】1.回答问题一中各个小问；2.教材P7—8：问题与练习：3、4、5、6；3.练习册P13—14：4、6、7、8。
【拓展应用】1.教材P8：问题与练习：7；2.练习册P13—14：9、11。
第三节 楞次定律【学习目标】 学习时间：1学时1.理解楞次定律的内容，理解楞次定律中“阻碍”二字的含义，能初步应用楞次定律判定感应电流方向，理解楞次定律与能量守恒定律是相符的；2.通过实验教学，感受楞次定律的实验推导过程，逐渐培养自己的观察实验，分析、归纳、总结物理规律的能力；3.能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向4.掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。
【静思独学】 问题一： 复习思考：1、要产生感应电流必须具备什么样的条件？2、磁通量的变化包括哪情况？ 问题二：阅读教材，完成教材P10表2及下表，思考并回答练习册P18问题二。
模块四专题九电磁感应、交流电、电磁波
下 页
重点知识归纳
高考热点示例
模 块 四 电 路 与 电 磁 感 应 2 1.
上 页
( )
下 页
重点知识归纳
高考热点示例
模 块 四 电 路 与 电 磁 感 应 (3) 1 (1) (2) ( ( ) ) ( )
下 页 上 页
(
)
重点知识归纳
高考热点示例
模 块 四 电 路 与 电 磁 感 应
2 (1) ( (2) 高 (3)v LC C f λf f f 1 2π LC λ. L
重点知识归纳
高考热点示例
模 块 四
上
电 路 与 电 磁 感 应
页
下 页
重点知识归纳
高考热点示例
模 块 四 电 路 与 电 磁 感 应 1
重点知识归纳
上 页
下 页
(1)
① ②
重点知识归纳
高考热点示例
模 块 四 电 路 与 电 磁 感 应
(2)
l R ρ S
下 页
重点知识归纳
高考热点示例
模 块 四 电 路 与 电 磁 感 应
) 例4 (2010 高考 2.5 500 km 3 106 kW 500 kV ( ) A 2.0 105 A B 15 kV C 5 kV 9 108 kW D ∆P U2/r U r
上 页
下 页
重点知识归纳
高考热点示例
上 页
0.20 m R 0.9
下 页
重点知识归纳
高考热点示例
模 块 四 电 路 与 电 磁 感 应 g ab 知 cd ab v 示
ab
上
高
h
电磁感应产生交流电的过程是什么
电磁感应产生交流电的过程是什么关键信息项：1、电磁感应的定义及原理名称：电磁感应描述：导体在磁场中运动或磁场发生变化时，在导体中产生电动势的现象2、交流电的特点名称：交流电描述：大小和方向随时间周期性变化的电流3、产生交流电的条件名称：产生条件描述：导体在磁场中做切割磁感线运动、磁场的变化等4、电磁感应产生交流电的具体过程名称：具体过程描述：包括磁场变化、导体运动方式、电动势的产生和变化等5、影响交流电产生和特性的因素名称：影响因素描述：磁场强度、导体运动速度、线圈匝数等11 电磁感应的基本概念电磁感应是指当导体在磁场中运动或者磁场发生变化时，导体中会产生电动势的现象。
这是一种将机械能、磁场能等能量形式相互转化的重要过程。
111 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律指出，感应电动势的大小与穿过闭合回路的磁通量的变化率成正比。
即：＄E ＝ n\frac{＼Delta\Phi}｛＼Delta t}＄，其中$E$为感应电动势，＄n$为线圈匝数，＄＼Delta\Phi$为磁通量的变化量，＄＼Delta t$为变化所用的时间。
12 交流电的特性交流电是指大小和方向随时间周期性变化的电流。
其主要特点包括周期性变化、频率和峰值等。
121 周期和频率交流电完成一次完整的变化所需要的时间称为周期，通常用$T$表示。
单位时间内完成的周期数称为频率，用$f$表示，且$f ＝＼frac{1}｛T}＄。
122 峰值和有效值交流电的峰值是指其在一个周期内所能达到的最大值。
而有效值则是根据电流的热效应来定义的，即在相同时间内，交流电流和直流电流通过相同电阻产生相同热量时，直流电流的值就是交流电流的有效值。
13 产生交流电的条件要通过电磁感应产生交流电，通常需要以下条件：131 导体在磁场中做切割磁感线运动当导体在磁场中以一定的速度做切割磁感线运动时，导体两端会产生感应电动势。
如果导体构成闭合回路，就会产生感应电流。
132 磁场的变化包括磁场强度的变化、磁场方向的变化等。
电磁实验中如何利用电磁感应产生交流电
电磁实验中如何利用电磁感应产生交流电在我们的日常生活和现代科技中，交流电扮演着至关重要的角色。
从家庭用电到工业生产，从电子设备到大型电力系统，交流电无处不在。
那么，在电磁实验中，我们是如何利用电磁感应这一神奇的现象来产生交流电的呢？首先，让我们来了解一下什么是电磁感应。
电磁感应简单来说，就是当一个导体在磁场中运动或者磁场发生变化时，导体中就会产生感应电动势。
如果这个导体形成了一个闭合回路，那么就会有感应电流产生。
要利用电磁感应产生交流电，我们通常会用到一个叫做交流发电机的装置。
交流发电机的基本结构包括定子和转子。
定子是固定不动的部分，通常由一组线圈组成；转子则是可以旋转的部分，上面通常装有磁极。
当转子在定子内部旋转时，磁极所产生的磁场也随之旋转。
这样，定子中的线圈就会不断地切割磁力线，从而产生感应电动势。
由于转子的旋转是连续的，而且磁场的方向和强度也在不断变化，所以定子线圈中产生的感应电动势的大小和方向也在不断变化，这就形成了交流电。
在设计交流发电机时，有几个关键因素需要考虑。
首先是磁场的强度。
磁场越强，相同条件下产生的感应电动势就越大。
其次是线圈的匝数。
匝数越多，感应电动势也会越大。
还有就是转子的转速。
转速越快，单位时间内线圈切割磁力线的次数就越多，产生的感应电动势的频率也就越高。
在实际的电磁实验中，为了更有效地产生交流电，我们还需要注意一些细节。
比如，要保证线圈和磁极之间的间隙尽量小，以减少磁能的损失。
同时，要选用导电性好的材料制作线圈，以降低电阻，提高发电效率。
除了交流发电机，还有一种常见的电磁感应产生交流电的方法，那就是变压器。
变压器由两个或多个相互耦合的线圈组成，分别称为初级线圈和次级线圈。
当在初级线圈中通上交流电时，它所产生的变化磁场会在次级线圈中产生感应电动势。
如果初级线圈和次级线圈的匝数不同，那么次级线圈中产生的电压也会与初级线圈不同，从而实现了电压的变换。
在变压器中，同样要考虑磁场的分布、线圈的匝数比等因素，以达到理想的电压变换效果。
高中物理实用口诀——电磁感应、交流电
均值 、最 大值 或 瞬时值． （３）根 据 能 量 守 恒 ，外 力做 功 的 过 程 是 机 械 能 向
电 能 转 化 的过 程 ，电 流 通 过 电 阻 ，又 将 电 能 转 化 为 内
能 ，即放 出电热．因此 ｗ —Ｑ一
．一 定要 学会
位 置匀速 转动 ９Ｏ。到 达 虚线 位 置 过 程 中，求 ：（１）通过 Ｒ 的 电荷 量 ｑ为
图 ８
用 能 量 转 化 和 守 恒 定律 来 分 析 功 和 能 ．
ห้องสมุดไป่ตู้
多少？ （２）Ｒ上产 生 电热 Ｑ 为 多少 ？ （３）外力 做 的 功 ｗ 为多 少 ？
参考答 案
１． １７．３ Ｖ
解 析 电 压表 的示 数 为 交 流 电压 的 有 效值 ，由 此可知 最大值 为 Ｕ 一￣ ｕ＝２ｏ Ｖ．而转过 ３Ｏ。时刻的 瞬时值 为 “一【，ｍＣＯＳ ３０。一１７．３ Ｖ．
灯泡将 正常发 光
是Ｒ＋ｒ ·乏２ 一 ２（Ｒ＋ｒ）２∞ 一 ４（Ｒ＋ｒ），’ 一 Ｒ＋ｒＱ —
Ｄ．把 标有“６Ｖ，２Ｗ”的小 灯泡 接在 此 电源 上 ，小
灯 泡将被 烧毁
７ｒｏａ ｎ２ Ｂ ２Ｓ ２Ｒ
． 这 里 的 电流 必 须要 用有 效值 ，不 能 用 平
４．交 流发 电机 转 子 有 匝 线 圈 ，每 匝线 圈所 围面积为 Ｓ，匀强 磁 场 的磁感 应 强度 为 Ｂ，匀 速 转 动 的 角速度 为 ，线 圈 内电阻 为 ｒ，外 电 路 电阻 为 Ｒ．当线 圈 由 图 ８中实 线
４．匀强磁 场有线圈 ，旋转产生交流 电。 电流电压电动势 。变化规律是弦线 ０ 中性面计时是正弦 ，平行面计时是余弦。
５．ＮＢＳｏＪ是最 大值 ，有效值用热量来计 算。 （摘 自网络 ）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1. 如图所示，水平面上有两根平行导轨，上面放两根金属棒a 、b 。
当条形磁铁如
图向下移动时（不到达导轨平面），a 、b 将如何移动？
2. 如图所示，闭合导体环固定。
条形磁铁S 极向下以初速度v 0沿过导体环圆心的竖直线下落的过程中，导体环中的感应电流方向如何？
3.如图所示，有两个同心导体圆环。
内环中通有顺时针方向的电流，外环中原来无电流。
当内环中电流逐渐增大时，外环中有无感应电流？方向如何？
4.如图所示装置中，cd 杆原来静止。
当ab 杆做如下那些运动时，cd 杆将
向右移动？
A.向右匀速运动
B.向右加速运动
C.向左加速运动
D.向左减速运动
5．如图所示，闭合金属铜环从高为h 的曲面滚下，沿曲面的另一侧上升，设闭合环初速度为零，不计摩擦，则（ ） A ．若是匀强磁场，环上升的高度小于h
B ．若是匀强磁场，环上升的高度大于h
C ．若是非匀强磁场，环上升的高度等于h
D ．若是非匀强磁场，环上升的高度小于h
6．如图（a ），圆形线圈P 静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q ，
P 和Q 共轴.Q 中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图（b ）所示.P 所受的重
力为G ，桌面对P 的支持力为N ，则
A.t 1时刻N ＞G
B.t 2时刻N ＞G
C.t 3时刻N ＜G
D.t 4时刻N =G
7.如图所示，长L 1宽L 2的矩形线圈电阻为R ，
处于磁感应强度为B 的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。
求：将线圈以向右的速度v 匀速拉出磁场的过程中，⑴拉力F 大小； ⑵拉力的功率P ； ⑶拉力做的功W ； ⑷线圈中产生的电热Q ；⑸通过线圈某一截面的电荷量q 。
8.如图所示，竖直放置的U 形导轨宽为L ，上端串有电阻R （其余导体部分的
电阻都忽略不计）。
磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直于纸面向外。
金属棒ab 的质量为m ，与导轨接触良好，不计摩擦。
从静止释放后ab 保持水平而下滑。
试求ab 下滑的最大速度v m
9.如图所示的电路中，A 1和A 2
是完全相同的灯泡，线圈L 的电阻可以忽略不计，下列说法中正确的是（ ）
A ．合上开关S 接通电路时，A 2先亮A 1后亮，最后一样亮
B ．合上开关S 接通电路时，A 1和A 2始终一样亮
C ．断开开关S 切断电路时，A 2立即熄灭，A 1过一会熄灭
D ．断开开关S 切断电路时，A 1和A 2都要过一会才熄灭
10. 如图所示，平行金属导轨间距为d ，一端跨接电
阻为R ，匀强磁场磁感强度为B ，方向垂直平行导轨平面，一根长金属棒与
导轨成θ角放置，棒与导轨的电阻不计，当棒沿垂直棒的方向以恒定速度v
在导轨上滑行时，通过电阻的电流是 （ ）
A ．Bdv /(R sin θ)
B ．Bdv/R
C ．Bdv sin θ/R
D ．Bdv cos θ/R
11. 如图所示，圆环a 和b 的半径之比R 1∶R 2=2∶1，且是粗细相
同，用同样材料的导线构成，连接两环导线的电阻不计，匀强磁场的
磁感应强度始终以恒定的变化率变化，那么，当只有a
环置于磁场中
a
b
与只有b环置于磁场中的两种情况下，AB两点的电势差之比为多少？
12、矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直磁感线方向的轴匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法中正确的是（）
A、穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大
B、穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大
C、穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零
D、穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等于零
13.一矩形线圈绕垂直磁场方向的轴在匀强磁场中转动，产生的交变电动势e = 202sin20πt V，由此可以判断（）
A．t = 0时，线圈平面和磁场垂直
B．t = 0时，线圈的磁通量为零
C．t = 0.05s时，线圈切割磁感线的有效速度最小
D．t = 0.05s时，e第一次出现最大值
14.如图18-8，已知n1∶n2=4∶3，R2=100 Ω，变压器没有功率损耗，在原线圈上加上交流电压U1=40 sin100πt V，则R2上的发热功率是________W.若R3=25 Ω，发热功率与R2一样，则流过原线圈的电流I1和流过
R3的电流I3之比为________.
15.发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，
输电线电阻为10 Ω.若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
（1）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比.
（2）画出此输电线路的示意图.
（3）用户得到的电功率是多少？
16.（1995年上海）如图所示，理想变压器的输入端接正弦交流电，
副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2；输电线的等效电阻
为R，开始时，电键K断开.当K接通时，以下说法中正确的是
A.副线圈的两端M、N的输出电压减小
B.副线圈输电线等效电阻R上的电压增大
C.通过灯泡L1的电流减小
D.原线圈中的电流增大
17.通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。
求该交流电的有效值I。
18.在图所示的电路中，如果交变电流的频率增大，1、2和3灯的亮
度变化情况是（）
A．1、2两灯均变亮，3灯变暗
B．1灯变亮，2、3两灯均变暗
C．1、2灯均变暗，3灯亮度不变
D．1等变暗，2灯变亮，3灯亮度不变
19.在电工和电子技术中使用的扼流圈有两种：低频扼流圈和高频扼流圈。
它们
的区别在于（）
A．低频扼流圈的自感系数较大
B．高频扼流圈的自感系数较大
C．低频扼流圈的能有效地阻碍低频交变电流，但不能阻碍高频交变电流
D．高频扼流圈的能有效地阻碍高频交变电流，但不能阻碍低频交变电流。