磁场电磁感应交流电复习学习教案.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,#,单击此处编辑母版标题样式,会计学,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,会计学,1,磁场电磁感应(dinc-gnyng)交流电复习,第一页，共100页。,磁场(cchng)高考要求,1.电流(dinli)的磁场 ,2.,磁感线、地磁场,3.磁性材料(c xn ci lio)、分子电流假说 ,4.,磁感应强度、磁场对通电直导线的作用，安培力，左手定则,5.,磁电式电表原理,6.,磁场对运动电荷的作用，洛仑兹力,7.,质谱仪、回旋加速器,说明：,1,、,安培力,的计算限于,直导线与,B,平行或垂直的,两种情况,2,、能够运动所学知识，综合分析带电粒子在匀强磁场中的运动，涉及洛仑兹力的计算限于,与,B,平行或垂直的,两种情况,第1页/共99页,第二页，共100页。,电流产生磁场,1820年丹麦物理学家奥斯特做过下面的实验：把一条导线平行地放在磁铁的上方，给导线通电，磁针就发生偏转。这说明不仅磁铁能产生磁场(cchng)，电流也能产生磁场(cchng)。,第2页/共99页,第三页，共100页。,分子电流示意图,【,安培分子电流假说,】,在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流即分子电流，分子电流使每个物质微粒成为微小的磁体，每个微小磁体都有两个磁极。,物质的磁性与分子电流的关系,第3页/共99页,第四页，共100页。,物质的磁性与分子电流的关系,磁现象(xinxing)的电本质,在没有磁性的物体(wt)内部，大量微粒的分子电流产生的磁场方向是杂乱无章的，彼此互相抵消，使物体(wt)在宏观上不显示磁性。而在磁铁内部，大量微粒的分子电流产生的磁场方向有一定的取向，使物体(wt)宏观上就显示出磁性。,第4页/共99页,第五页，共100页。,（1）条形(tio xn)磁铁,几个(j)典型磁场的磁感线分布,第5页/共99页,第六页，共100页。,（,2,）蹄形磁铁,第6页/共99页,第七页，共100页。,（3）直线(zhxin)电流,直线电流磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上。,用右手握住导线，让伸直的拇指(mzh)所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。,第7页/共99页,第八页，共100页。,正视图,（纵剖）,（3）直线(zhxin)电流,立体图,俯视图,第8页/共99页,第九页，共100页。,（4）环形(hun xn)电流,环形电流的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线，在环形导线的中心轴线上，磁感线和环形导线的平面垂直。,让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是(jish)环形导线中心轴线上磁感线的方向。,第9页/共99页,第十页，共100页。,（4）环形(hun xn)电流,侧视图,I,B,立体图,B,主视图,（纵剖）,第10页/共99页,第十一页，共100页。,安培定则：用右手(yushu)握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。也就是说，大拇指指向通电螺线管的北极。,（5）通电(tng din)螺线管,第11页/共99页,第十二页，共100页。,（,6,）地磁场,第12页/共99页,第十三页，共100页。,左手定则,伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面(pngmin)内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。,安培力,第13页/共99页,第十四页，共100页。,判断(pndun)安培力的方向,（,1,）,B,I,（,2,）,B,I,I,B,（,3,）,I,B,（,4,）,I,B,（,5,）,F,F,三、安培力,1,F垂直(chuzh)平面向内,F垂直(chuzh)平面向外,F,垂直平面向外,安培力的方向与电流方向垂直，也与磁场方向垂直，即,垂直于电流方向与磁场方向确定的平面；,但电流方向与磁场方向不一定垂直。,第14页/共99页,第十五页，共100页。,两根平行的输电线请根据(gnj)其上电流方向画出它们之间的相互作用力。,2平行(pngxng)导线,(1),F,F,F,F,(2),第15页/共99页,第十六页，共100页。,a,b,R,金属框架光滑,宽度L=20cm,与水平面夹角=30导体棒ab质量m=10g,电源电动势E=12V,内阻r=1,电阻R=11.若使ab静止,求下列几种情况匀强磁场的B的大小,(1)B竖直向上(xingshng).,(2)B水平向左.,(3)若使B最小,求B的大小和方向.,(4)若磁场方向垂直斜面向上(xingshng),ab棒与导轨之间的摩擦因数=0.2,为使ab棒保持静止,求B的取值范围.,第16页/共99页,第十七页，共100页。,G,F,N,F,F,b,G,F,b,B,b,G,F,N,F,F,把立体图转化(zhunhu)为适当的平面图,第17页/共99页,第十八页，共100页。,磁电式电流表的构造,在一个很强的蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以绕轴转动的铝框，铝框上绕有线圈，铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针。线圈的两端分别(fnbi)接在这两个螺旋弹簧上，被测电流经过这两个弹簧流入线圈。,磁电式电流表,第18页/共99页,第十九页，共100页。,第19页/共99页,第二十页，共100页。,磁电式电流表的工作原理,蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，这样不管通电导线处于什么角度，它的平面均与磁感线平行，从而保证受到的磁力矩不随转动角度的变化而变化，始终有M=nBIS（n为线圈的匝数）。当线圈转到某一角度时，磁力矩与弹簧产生的阻力矩M 相等(xingdng)时，线圈就停止转动，此时指针（指针随线圈一起转动）就停在某处，指向一确定的读数。,磁电式电流表,磁电式电流表,第20页/共99页,第二十一页，共100页。,洛伦兹力,一个(y)阴极射线管的两个电极之间加上电压后，会有电子束从阴极K射向阳极A，并在荧光屏上看到一条亮线。当把一个(y)蹄形磁铁放到阴极射线管的近旁时，会看到电子束发生偏转，这表明运动的电子受到了磁场的作用力。,（磁场(cchng)对运动电荷的作用）,第21页/共99页,第二十二页，共100页。,初速度垂直于磁场方向的带电粒子的运动,v,B,无限大磁场(cchng)区域,B,v,f,v,f,fv,洛仑兹力一定(ydng)不做功.,Wf=0,第22页/共99页,第二十三页，共100页。,初速度垂直于磁场方向的带电粒子的运动,O,O,A,B,f,f,有界磁场(cchng),圆心(yunxn),轨迹(guj),角度,第23页/共99页,第二十四页，共100页。,类型(lixng)一：半有界磁场,第24页/共99页,第二十五页，共100页。,类型(lixng)二：条形磁场,第25页/共99页,第二十六页，共100页。,类型(lixng)三：圆形磁场,第26页/共99页,第二十七页，共100页。,1,v,v,B,O,1、虚线所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场(cchng)，磁感应强度为B，一束电子流沿圆形磁场(cchng)的直径方向以速度v 射入磁场(cchng)，电子束经过磁场(cchng)区后，其运动方向与原方向成 角。设电子质量为m，电荷量为e，求磁场(cchng)区域圆半径 r 为多少？,第27页/共99页,第二十八页，共100页。,v,v,B,O,O,f,f,/,2,分析(fnx)1,第28页/共99页,第二十九页，共100页。,3,2、如图所示，矩形匀强磁场区域的长为L，宽为L/2。磁感应强度为B，质量为m，电荷量为e 的电子沿着矩形磁场的上方边界射入(sh r)磁场，欲使该电子由下方边界穿出磁场，求：,（1）电子(dinz)速率v 的取值范围？,（2）电子(dinz)在磁场中运动时间t 的变化范围？,L,L/,2,a,b,c,d,v,f,f,v,O,第29页/共99页,第三十页，共100页。,3、三个质子1、2和3分别以大小相等、方向如图所示的初速率v1、v2和v3，经过平板MN上的小孔O射入匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，整个装置放在真空(zhnkng)中，且不计重力，这三个质子打到平板MN上的位置到小孔O的距离分别是s1、s2和s3，则位移之间的大小关系如何？,2,v,2,v,3,v,1,O,M,N,第30页/共99页,第三十一页，共100页。,v,3,O,O,R,分析(fnx)2,v,1,v,1,v,2,v,2,第31页/共99页,第三十二页，共100页。,4、（11 北京）利用电场和磁场，可以将比荷不同的离子(lz)分开，这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用。,如图所示的矩形区域ACDG（AC边足够长）中存在着垂直于纸面的匀强磁场，A处有一狭缝(xi fn)。离子源产生的离子，经静电场加速后穿过狭缝(xi fn)沿垂直于GA边且垂直于磁场的方向射入磁场，运动到GA边，被相应的收集器收集。整个装置内部为真空。,已知被加速的两种正离子的质量分别是m1和m2（m1m2）。电荷量均为q，加速电场(din chng)的电势差为U，离子进入电场(din chng)时的初速度可以忽略，不计重力，也不考虑离子间的相互作用。,（,1,）求质量为,m,1,的离子进入磁场时的速率,1,；,（,2,）,当磁感应强度的大小为,B,时，求两种离子在,GA,边落点的间距,s,；,离子源,狭缝,加速电场,A,B,q,G,D,C,3,第32页/共99页,第三十三页，共100页。,已知被加速的两种正离子的质量分别(fnbi)是m1和m2（m1m2）。电荷量均为q，加速电场的电势差为U，离子进入电场时的初速度可以忽略，不计重力，也不考虑离子间的相互作用。,（3）在前面的讨论中忽略了狭缝宽度的影响，实际装置中狭缝具有一定(ydng)宽度。若狭缝过宽，可能使两束离子在GA边上的落点区域,离子源,狭缝,加速电场,A,B,q,G,D,C,交叠(jio di)，导致两种离子无法完全分离。,设磁感应强度大小可调，,GA,边长为定值,L,，狭缝宽度为,d,，狭缝右边缘在,A,处。离子可以使狭缝各处射入磁场，入射方向仍垂直于,GA,边且垂直于磁场。为保证上述两种离子能落在,GA,边上并被完全分离，求狭缝的最大宽度。,分析,第33页/共99页,第三十四页，共100页。,B,G,D,C,A,d,2,R,1,2,R,2,d,两种离子能被完全分离,两种离子(lz)能落在GA边上,2,R,1m,=,L,d,而,故,L,d,第34页/共99页,第三十五页，共100页。,5、（05 全国）如图所示，在一水平(shupng)放置的平板MN的上方有一匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向里，许多质量为m、带电量为+q的粒子，以相同的速率沿位于纸面内的各个方向由小孔O射入磁场区域，不计重力，不计粒子间的相互影响，下列（乙）图中阴影部分带电粒子可能经过的区域，其中 。哪个图是正确的？,M,N,O,第35页/共99页,第三十六页，共100页。,(A),(B),(C),(D),A,第36页/共99页,第三十七页，共100页。,M,N,O,O,1,C,O,2,O,3,第37页/共99页,第三十八页，共100页。,6、（00 全国）如图所示，两个共轴的圆筒形金属电极，外电极接地，其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝(xi fn)a、b、c和d，外筒的外半径为r0，在圆筒之外的足够大区域中平行于轴线方向的均匀磁场，磁感应强度的大小为B，在两极间加上电压，使两圆筒之间的区域内有沿半径向外,的电场，一质量为m，带电量为+q 的粒子，从紧靠内筒且正对狭缝a的S点出发(chf)，初速为零。如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发(chf)点S，则两电极之间的电压U应是多少？（不计重力，整个装置在真空中）,接地,O,a,b,c,d,+q,S,2,第38页/共99页,第三十九页，共100页。,接地(jid),O,a,b,c,d,+q,S,分析(fnx)2,第39页/共99页,第四十页，共100页。,7、正负电子对撞机的最后部分的简化图如图（甲）所示（俯视图），位于水平面内的粗实线所示的圆环形真空管道是正负电子做圆运动的“容器”，经过加速器加速后的正负电子被分别引入该管道时，具有相同的速率v，它们沿管道向相反的方向运动。在管道内控制它们转变的是一系列圆形电磁铁，即图中的A1、A2、A3An，共n个，均匀分布在整个圆环上（图中只示意性地用细实线画出了几个，其余的用细虚线表示），每个电磁铁内的磁场都是匀强磁场，并且磁感应强度都相同，方向竖直向下，磁场区域的直径(zhjng)为d，改变电磁铁内的电流的大小，就可改变磁场的磁感应强度，从而改变电子偏转角度。经过精确的调整，首先实现电子在环形管道中沿图中粗虚线所示的轨迹运动，这时电子经过每个电磁铁时射入点和射出点都在电磁铁的同一条直径(zhjng)的两端，如图（乙）所示，这就为进一步实现正、负电子的对撞做好了准备。,（五）综合1（难题(nnt)解析225）,第40页/共99页,第四十一页，共100页。,A,1,A,n,A,n-1,A,2,A,3,d,v,A,i,D,C,B,O,v,（1）试确定正、负电子在管道内各是什么(shn me)方向旋转的；,（2）已知正、负电子的质量都是m，所带电荷都是元电荷e，重力可不计，求电磁铁内匀强磁场的磁感应强度B的大小。,2,/,n,第41页/共99页,第四十二页，共100页。,8、如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，S1、S2为板上正对的小孔，N板右侧有两个宽度均为d 的匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于纸面向外和向里，磁场区域右侧有一个荧光屏，取屏上与S1、S2共线的O点为原点，向上为正方向建立(jinl)x 轴。M板左侧电子枪发射出的热电子经小孔S1进入两板间，电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略。,K,M,N,S,1,S,2,B,B,d,d,O,x,荧光屏,第42页/共99页,第四十三页，共100页。,当两板间电势差为U0时，求从小孔S2射出的电子的速度v0。,求两金属板间电势差U 在什么(shn me)范围内，电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上。,若电子能够穿过磁场区域而打到荧光屏上，试在答题卡的图上定性地画出电子运动的轨迹。,求电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电势差U的函数关系。,K,M,N,S,1,S,2,B,B,d,d,O,x,荧光屏,O,O,第43页/共99页,第四十四页，共100页。,K,M,N,S,1,S,2,B,B,d,d,O,x,荧光屏,求电子打到荧光屏上的位置坐标(zubio)x和金属板间电势差U的函数关系。,O,x,x,第44页/共99页,第四十五页，共100页。,P,1,P,2,P,3,O,x,y,45,0,O,9、（04 全国）如图所示，在y 0的空间(kngjin)中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y 0的空间(kngjin)中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面向外。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y=h处的点P1时速率为v0，方向沿 x 轴正方向；然后，经过x轴上x=2h处的P2点进入磁场，并经过 y 轴上y=2h处的P3点。不计重力。求：,（1）电场强度(qingd)的大小；,（2）粒子到达P2时速度的大小和方向；,（3）粒子做圆周运动的圆心坐标及磁感应强度(qingd)的大小。,4,（优化,161,）,第45页/共99页,第四十六页，共100页。,（六）复合(fh)场,带电粒子在,复合(fh)场中的运动,第46页/共99页,第四十七页，共100页。,速度(sd)选择器,正交的匀强磁场和匀强电场组成速度(sd)选择器。带电粒子必须以唯一确定的速度(sd)（包括大小、方向）才能匀速（或者说沿直线）通过速度(sd)选择器。否则将发生偏转。这个速度(sd)的大小可以由洛伦兹力和电场,v,力的平衡(pnghng)得出：qvB=Eq，,第47页/共99页,第四十八页，共100页。,（1）带电质点（无轨道(gudo)约束）做匀速直线运动,电场力、洛伦兹力和重力(zhngl)合力为零,mg,qE,qvB,三个力均在竖直(sh zh)平面内,第48页/共99页,第四十九页，共100页。,1、（1996 全国）设在地面上方的真空(zhnkng)室内，存在匀强电场和匀强磁场。已知电场强度和磁感应强度的方向是相同的，电场强度的大小E=4.0V/m。磁感应强度的大小B=0.15T，今有,一个(y)带负电的质点以v=20m/s的速度在此区域内沿垂直场强方向做匀速直线运动，求此带电质点的电量与质量之比q/m以及磁场的所有可能方向。（角度可用反三角函数表示）,mg,E,q,E,B,q,vB,第49页/共99页,第五十页，共100页。,（2）带电质点(zhdin)（无轨道约束）做匀速圆周运动,电场力和重力(zhngl)相平衡，洛伦兹力提供做向心力。,第50页/共99页,第五十一页，共100页。,2、如图所示，在匀强电场(din chng)和匀强磁场共存在区域里，电场(din chng)方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里，有一电荷量为 q1的微粒沿半径为r1的圆周在竖直平面内做匀速圆周运动，与另一静止在该圆周上电荷量 q2的微粒相碰后，合在一起沿半径为r2的圆周在竖直平面内做匀速圆周运动，求r1:r2=?,-,q,2,q,1,B,E,第51页/共99页,第五十二页，共100页。,洛伦兹力的应用(yngyng),第52页/共99页,第五十三页，共100页。,回旋(huxun)加速器,动画,第53页/共99页,第五十四页，共100页。,回旋(huxun)加速器,A,0,A,1,以正离子为例,0,1,电场(din chng)又变回原来,交变电场的周期与粒子的周期一致(yzh)，保证每次经过电场时被加速,第54页/共99页,第五十五页，共100页。,质谱仪,1、测定(cdng)粒子荷质比的仪器，叫做质谱仪。,2、工作(gngzu)原理：,带电粒子在S1、S2之间的电场加速后，进入速度选择器（即P1、P2之间的区域），保证进入磁场B2的离子都具有相同的速度。最后通过S3进入匀强磁场区域，在洛伦兹力的作用下运动(yndng)半周后打到底片上。,3,、荷质比,S,1,P,1,S,2,P,2,S,3,照相底片,E,1,B,1,B,2,第55页/共99页,第五十六页，共100页。,基本原理,将高温等离子体以高速(约1000m/s)送入发电通道,发电通道处于左右两个磁极所产生的磁场之中,在通道内上下放入两块金属板极A、B作为电极.气体中自由电子和正离子在洛伦兹力作用下分别运动到A、B极板(j bn)上产生电势差这就是磁流体发电机的工作原理,磁流体发电机,第56页/共99页,第五十七页，共100页。,电磁感应 高考(o ko)要求,1.电磁感应(dinc-gnyng)现象、磁通量、法拉第电磁感应(dinc-gnyng)定律、楞次定律 ,2.导体切割(qig)磁感线时的感应电动势、右手定则 ,3.,反电动势,4.,自感电动势、日光灯、涡流,1,、导体切割磁感线时感应电动势的计算，只限于,l,垂直于,B,与,的情况,2,、在电磁感应现象里不要求判断内电路中各点电势的高低,3,、根据“能量的转化和守恒定律”，会处理不同形式能量之间的转化问题,第57页/共99页,第五十八页，共100页。,电磁感应(dinc-gnyng),1、产生感应电流的条件：,不论什么方法（闭合电路的一部分导体切割磁感线，还是闭合电路中的磁场(cchng)发生变化），只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生。,这种利用磁场(cchng)产生电流的现象叫做电磁感应，,产生的电流叫做感应电流。,第58页/共99页,第五十九页，共100页。,（1）楞次定律(ln c dn l),2、感应电流(gnyng din li)的方向,感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场(cchng)总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。,第59页/共99页,第六十页，共100页。,对楞次定律(ln c dn l)的理解,感应电流总是反抗引起感应电流的原因.,1.阻碍原磁通量的变化(binhu)(线圈面积Sn或磁感应强度B发生变化(binhu).,2.阻碍物体间的相对运动(因相对运动而引起的感应电流).,3.阻碍原电流的变化(binhu)(自感现象).,4.从能量观点来看:其它形式的能转化为电能.,第60页/共99页,第六十一页，共100页。,右手定则：伸出右手，使拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿入手心，拇指指向导体运动方向，那么，其余四指所指的方向就是(jish)感应电流的方向。,（2）导体(dot)切割磁感线,2、感应电流(gnyng din li)的方向,第61页/共99页,第六十二页，共100页。,1、如图所示，一水平放置的矩形线圈abcd，在细长磁铁(cti)的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，从图中位置经过位置到位置，位置和都很靠近。在这个过程中，线圈中感应电流（）,a,b,c,d,N,1,2,A,A、沿abcd流动(lidng),B、沿dcda流动(lidng),C、由到是沿abcd流动(lidng)，由到是沿dcba流动(lidng),D、由到是沿dcba流动(lidng)，由到是沿abcd流动(lidng),第62页/共99页,第六十三页，共100页。,2、在匀强磁场中放一平行金属导轨，导轨跟大线圈M相接。导轨上放一根(y n)导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面，假定除ab导线外其余部分电阻不计，欲使M 所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向感应电流，导线ab需（）,M,N,a,b,4,1,A、匀速向右运动(yndng),B、加速向右运动(yndng),C、减速向右运动(yndng),D、加速向左运动(yndng),CD,第63页/共99页,第六十四页，共100页。,法拉第电磁感应(dinc-gnyng)定律,电路(dinl)中感应电动势的大小，跟穿过这一电路(dinl)的磁通量的变化率成正比。,第64页/共99页,第六十五页，共100页。,E=Blv,a,b,+,+,f,v,a,b,a,b,R,a,b,v,B,R,I,导体(dot)切割磁感线,r,(1)B、L、v三者互相(h xing)垂直,电源(dinyun)的内电路和外电路.,第65页/共99页,第六十六页，共100页。,（2）导线(doxin)运动方向与导线(doxin)本身垂直，但与磁场方向成 角,v,/,v,B,v,E=Blv,=,Blv,sin,第66页/共99页,第六十七页，共100页。,（3）L与v不垂直(chuzh)，而v B，则应选取导线的有效切割长度。,导体切割磁感线产生(chnshng)的感应电动势,v,v,v,第67页/共99页,第六十八页，共100页。,例1：如图所示有一均匀磁场(cchng)，B=210-3T，在垂直磁场(cchng)的平面内，有一金属棒AO绕平行于磁场(cchng)的O轴逆时针匀速转动。已知棒长L=0.1m，转速n=50r/s，求：,（1）O、A哪一点的电势高？,（2）棒产生的感应电动势为多大？,O,A,A,（4）导体转动(zhun dng)切割磁感线,=t,第68页/共99页,第六十九页，共100页。,电磁感应综合(zngh)问题,1.与闭合电路的欧姆定律、安培力的综合,2.与牛顿(ni dn)运动定律的综合,3.与功能关系和能量守恒定律的综合,第69页/共99页,第七十页，共100页。,导体(dot)切割磁感线,第70页/共99页,第七十一页，共100页。,1、一个边长为L，匝数为N的正方形线圈的总电阻为R，以恒定的速率v通过磁感应强度为B的匀强磁场区域，线圈平面与磁场方向(fngxing)垂直，磁场宽度为b，如图所示，整个线圈通过磁场。在下列两种情况下:,（1）Lb,问线圈中产生的热量各是多少？,2（进修(jnxi)155）,L,b,v,第71页/共99页,第七十二页，共100页。,1、（1）Lb 问线圈中产生(chnshng)的热量各是多少？,2（分析(fnx)二）,L,b,v,第73页/共99页,第七十四页，共100页。,8,（,07,版五三,243,415,）,（1）ab边刚进入(jnr)磁场时ab边的电势差Uab;,（2）cd边刚进入(jnr)磁场时的速度；,（3）线框进入(jnr)磁场的过程中，ab边的发热量。,2,、如图所示，质量为,m,、边长为,L,的正方形导体框，从有界的匀强磁场上方由静止自由下落。线框每边电阻为,R,。匀强磁场的宽度为,H,（,LH,）。磁感应强度大小为,B,，方向垂直于纸面向内。已知,ab,边刚进入磁场和刚穿出磁场时线,框都做减速运动，加速度大小都是 。求：,a,b,c,d,L,B,H,1,2,3,1,1,2,第74页/共99页,第七十五页，共100页。,自 感,实验一：,先闭合开关S,调节变阻器R的电阻，使同样规格的两个灯泡A1和A2的明亮程度相同。再调节变阻器R1使两个灯泡都正常发光，然后断开(dun ki)开关S，重新接通电路时可以看到，跟变阻器R串联的灯泡A2立刻正常发光，而跟有铁芯的线圈L串联的灯泡A1却是逐渐亮起来的。,S,R,1,A,1,A,2,L,R,后亮起来,第75页/共99页,第七十六页，共100页。,实验二：,把灯泡(dngpo)A和带铁芯的线圈L并联在直流电路中。接通电路，灯泡(dngpo)A正常发光；断开电路，这时可以看到，灯泡(dngpo)A没有立即熄灭，相反，它会很亮地闪一下。,L,A,S,断开,自 感,第76页/共99页,第七十七页，共100页。,1、（11 北京(bi jn)）某同学为了验证断电自感现象，自己找来带贴心的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们链接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是（）,C,A、电源的内阻较大,B、小灯泡电阻偏大,C、线圈(xinqun)电阻偏大,D、线圈(xinqun)的自感系数较大,第77页/共99页,第七十八页，共100页。,涡 流,金属块中产生的涡流,闭合回路中的磁通量发生变化时有电磁感应现象产生，整块的金属放在变化的磁场中时，也会有电磁感应现象。这时，在金属块内部有自成闭合回路的感应电流(gnyng din li)，很像水的漩涡，人们把它叫做涡流。,第78页/共99页,第七十九页，共100页。,感应(gnyng)加热,高频冶炼炉,把待冶炼的金属放在陶瓷坩埚中，坩埚外面绕着线圈，当给线圈通入高频交变电流时，坩埚内的金属在变化的磁场中感应出很强的涡流，产生的热量足以使它自己熔化。这种冶炼方法速度快，效率高，容易控制，还可以在真空的条件下进行，避免金属的氧化，保证纯度，因此，特别适用于冶炼特种(tzhng)合金。,涡流(wli)的应用,第79页/共99页,第八十页，共100页。,2、涡流(wli)的防止,金属块中产生的涡流,硅钢片叠成的铁心中涡流减小,第80页/共99页,第八十一页，共100页。,交 变 电 流 高考(o ko)要求,1.交流发电机及其产生正弦式电流的原理；正弦式电流的图像(t xin)和三角函数表达，最大值与有效值，周期与频率 ,2.电阻(dinz)、电感和电容对交变电流的作用 ,3.,变压器的原理，原、副线圈电压、电流的关系,4.,电能的输送,说明：对变压器只要求讨论单相理想情况,第81页/共99页,第八十二页，共100页。,矩形线圈abcd在匀强磁场中匀速转动，与线圈两端滑环K、L连接的电流(dinli)表指针就会有规律的左右摆动一次。这说明矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，线圈里产生大小和方向随时间做周期性变化的电流(dinli)。我们把大小和方向随时间做周期性变化的电流(dinli)叫交变电流(dinli)。,K,L,交流发电机模型图,交变(jio bin)电流的产生及其变化规律,第82页/共99页,第八十三页，共100页。,S/B,B,a,b,c,d,O,O,5（分析(fnx)一）,B,a,v,d,俯视图,v,O,+,+,第83页/共99页,第八十四页，共100页。,S,B,5（分析(fnx)二）,B,俯视图,O,a,d,v,v,E,=0,B,a,b,c,d,O,O,l,1,l,2,第84页/共99页,第八十五页，共100页。,设匀强磁场磁感应强度为B，线圈切割磁感线的两个(lin)边ab和cd边长为L1，ad 和bc边长为L2，线圈匝数为n，线圈从线圈平面和磁场方向垂直的平面（这个面叫做中性面）开始 以角速度沿逆时针方向匀速转动，经过时间t线圈平面和中性面夹角为 t，如图所示。,v,t,第85页/共99页,第八十六页，共100页。,表征(bio zhn)交流电的物理量,最大值,有效值,平均值,交流电的有效值 是根据电流的热效应规定(gudng)的。即在相同时间内，跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值，叫做该交流电的有效值。,第86页/共99页,第八十七页，共100页。,【现象】把一个电感线圈和一个小灯泡串联起来，通过双刀双掷开关让它们可以和直流电源相接，也可以和电压相同的交流电源相接，如图所示。比较在这两种连接中灯泡的亮度(lingd)，可以看到，与交流电源连接时灯泡暗些，即通过它的电流弱些。,【分析】电感线圈对交流电有阻碍作用(zuyng)，电感线圈对交流电的阻碍作用(zuyng)来源于它的自感。,电感、电容对交变(jio bin)电流的影响,第87页/共99页,第八十八页，共100页。,【分析】电容器内部有不导电的电介质，电流是不能通过的。但是，在交变(jio bin)电流的作用下，电容器的两个极板被交替地充电和放电，就一个极板来看，充电时电流流向极板，放电时电流从极板流出，所以电路中就有方向交替变化的电流通过，就好像电流“通过”电容器似的。,【现象】把一个电容器和一个小灯泡串联(chunlin)起来通过双刀双掷开关依次和直流电源及交流电源相接。当它们和直流电源相接时，灯泡不亮，说明电路中没有电流；当它们和交流电源相接时，灯泡亮了，说明电路中有电流。,第88页/共99页,第八十九页，共100页。,电感是“通直流、阻交流、通低频(dpn)、阻高频”；,电容是“通交流、阻直流、通高频、阻低频(dpn)”。,电感(din n)、电容对交变电流的影响,第89页/共99页,第九十页，共100页。,n,1,n,2,U,1,U,2,原线圈,副线圈,铁芯,在原副线圈中由于交变电流而发生的互相感应(gnyng)现象，叫做互感现象。,互感现象是变压器工作的基础，由于互感现象，绕制原线圈和副线圈的导线虽然并不相连，电能却可以(ky)通过磁场才能从原线圈到达副线圈。,变压器,第90页/共99页,第九十一页，共100页。,理想(lxing)变压器的规律,变压器的理想化模型(mxng),(1),1,=,2,(2),f,1,=,f,2,(3),U,1,/,U,2,=,n,1,/,n,2,(4),P,1,=,P,2,(,U,1,I,1,=,U,2,I,2,),(5),I,1,/,I,2,=,n,2,/,n,1,原线圈,（初级线圈）,（次级线圈）,副线圈,输入端,输出端,n,2,n,1,U,1,U,2,第91页/共99页,第九十二页，共100页。,电能的输送(sh sn)过程,n,1,n,2,r,r,n,3,R,n,4,发电厂输出的电能，为何要先经过升压，再由电网传送(chun sn)，到达用户前再逐级降压,远距离输电(shdin),升压,降压,第92页/共99页,第九十三页，共100页。,P,1,=,P,2,U,1,/,U,2,=,n,1,/,n,2,P,3,=,P,4,U,1,/,U,2,=,n,1,/,n,2,P,2,=,P,3,+,I,2,2,r,U,2,=,U,3,+,I,2,r,n,1,n,2,n,3,n,4,U,1,U,2,U,3,U,4,I,2,发电机,用户,n,1,n,2,n,3,n,4,R,线,U,1,U,2,U,3,U,4,I,2,发电机,用户(yngh),用户(yngh),I,1,I,4,第93页/共99页,第九十四页，共100页。,对大电压(diny)和大电流的测量,电压(diny)互感器与电流互感器,电压(diny)互感器,U1/U2=n1/n2,n2 n1 U2,n,1,I,2,I,1,互感器也是一种变压器，交流变压表和电流表都有一定的量程范围，不能直接测量高电压和大电流。用变压器把高电压变成低电压，或者把大电流变成小电流，这个问题就可以解决了。这种变压器叫做互感器。互感器分为,电压互感器,和,电流互感器,两种。,第94页/共99页,第九十五页，共100页。,5,（优化,192,）,1、（05 北京）正弦交变电源与电阻R、交变电流表按照如图（a）所示的方式连接，R10，交流电压表的示数是10V。图（b）是交变电源输出电压u随时间t变化(binhu)的图象，则（）,V,U,m,U,m,O,1,2,u/,V,t/,10,-2,s,（,a,）,（,b,）,第95页/共99页,第九十六页，共100页。,A,、通过,R,的电流,i,R,随时间,t,变化的规律是,B,、通过,R,的电流,i,R,随时间,t,变化的规律是,C,、通过,R,的电流,i,R,随时间,t,变化的规律是,D,、通过,R,的电流,i,R,随时间,t,变化的规律是,R10，交流(jioli)电压表的示数是10V。,A,V,U,m,U,m,O,1,2,u/,V,t,/10,-2,s,（,a,）,（,b,）,第96页/共99页,第九十七页，共100页。,2,（优化,194,）,4、（02 全国(qun u)）远距离输电线路的示意图如图所示，若发电机的输出电压不变，则下列说法正确的是（）,A、升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关,B、输电线中的电流是由升压变压器原副线圈的匝数比决定,C、当用户用电器的总电阻(dinz)减少时，输电线上损失的功率增大,D、升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压,发电机,升压变压器,输电线,降压变压器,用户,C,第97页/共99页,第九十八页，共100页。,谢谢(xi xie),第98页/共99页,第九十九页，共100页。,感谢您的观看(gunkn)。,第99页/共99页,第一百页，共100页。,