新课标新人教版高中物理选修32复习市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

第1页电磁感应现象电磁感应现象自感现象自感现象产生电磁感应现象条件产生电磁感应现象条件感应电动势大小感应电动势大小E=n/tE=BLv感应电流方向感应电流方向楞次定律楞次定律右手定则右手定则应用牛顿第二定律，处理导体切割磁感应线运动问题应用牛顿第二定律，处理导体切割磁感应线运动问题应用闭合电路欧姆定律处理电磁感应中电流和功率问题应用闭合电路欧姆定律处理电磁感应中电流和功率问题应用能转化和守恒定律处理电磁感应问题应用能转化和守恒定律处理电磁感应问题第2页一一.产生电磁感应条件产生电磁感应条件对整个回路来说，产生感应电动势，必须有对整个回路来说，产生感应电动势，必须有回路磁回路磁通量通量改变改变；能够经过以下三种方法；能够经过以下三种方法 （1）磁感强度改变）磁感强度改变 （2）线圈）线圈有效有效面积改变面积改变 （3）线圈平面法线方向与磁场方向夹角改变）线圈平面法线方向与磁场方向夹角改变对单根导体棒来说，只要切割磁感线，棒上就会产对单根导体棒来说，只要切割磁感线，棒上就会产生感应电动势生感应电动势第3页2、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律（1）决定感应电动势大小原因：穿过这个闭合电路中）决定感应电动势大小原因：穿过这个闭合电路中磁通量改变快慢（即磁通量改变率）磁通量改变快慢（即磁通量改变率）平均改变率决定该段时间内平均电动势；瞬时改变率平均改变率决定该段时间内平均电动势；瞬时改变率（即（即-t图切线斜率）图切线斜率）决定该时刻瞬时电动势。决定该时刻瞬时电动势。（2）注意区分磁通量，磁通量改变量，磁通量改变率）注意区分磁通量，磁通量改变量，磁通量改变率不一样不一样 磁通量，磁通量，磁通量改变量，磁通量改变量，/t=（2 -1）/t -磁通量改变率磁通量改变率第4页（3）感应电动势大小计算式：）感应电动势大小计算式：（4）几个题型）几个题型 线圈面积线圈面积S不变，磁感应强度均匀改变：不变，磁感应强度均匀改变：磁感强度磁感强度B不变，线圈面积均匀改变：不变，线圈面积均匀改变：B、S均不变，线圈绕过线圈平面内某一轴转动时均不变，线圈绕过线圈平面内某一轴转动时 第5页3.导体切割磁感线时产生感应电动势大小计算：导体切割磁感线时产生感应电动势大小计算：1.公式：公式：2.若导体在磁场中绕着导体上某一点转动时，若导体在磁场中绕着导体上某一点转动时，3.矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动时产生交流电矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动时产生交流电从中性面计时从中性面计时 e=Em sin t最大值最大值 Em=nBS条件：条件：B、L、v三个量两两垂直三个量两两垂直第6页4.楞次定律楞次定律1.妨碍原磁通改变，妨碍原磁通改变，即即“增反减同增反减同”2.妨碍（导体间）相对运动，妨碍（导体间）相对运动，即即“来时拒，去时留来时拒，去时留”3.妨碍原电流改变，（妨碍原电流改变，（线圈中电流不能突变线圈中电流不能突变）应用在解释自感现象相关问题。应用在解释自感现象相关问题。第7页5.综合应用题型综合应用题型2.电磁感应现象中动态过程分析电磁感应现象中动态过程分析3.用功效观点分析电磁感应现象中相关问题用功效观点分析电磁感应现象中相关问题导体棒克服安培力做多少功，就有多少其它导体棒克服安培力做多少功，就有多少其它能转化成电路中电能能转化成电路中电能1.电磁感应现象中电磁感应现象中电路问题电路问题第8页山东理综卷如图所表示，一导线弯成半径为如图所表示，一导线弯成半径为a半圆形闭合回路。半圆形闭合回路。虚线虚线MN右侧有磁感应强度为右侧有磁感应强度为B匀强磁场。方向垂直匀强磁场。方向垂直于回路所在平面。回路以速度于回路所在平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，向右匀速进入磁场，直径直径CD始络与始络与MN垂直。从垂直。从D点抵达边界开始到点抵达边界开始到C点进入磁场为止，以下结论正确是点进入磁场为止，以下结论正确是 A.感应电流方向感应电流方向为顺时针为顺时针 B.CD段直线一直段直线一直不不受安培力受安培力 C.感感应电动势最大值应电动势最大值EBav D.感应电动势平均值感应电动势平均值CD第9页下下列列图图a中中A、B为为两两个个相相同同环环形形线线圈圈，共共轴轴并并靠靠近近放放置置，A线圈中通有如图（线圈中通有如图（b）所表示交流电）所表示交流电i，则（，则（）A.在在t1到到t2时间内时间内A、B两线圈相吸两线圈相吸 B.在在t2到到t3时间内时间内A、B两线圈相斥两线圈相斥 C.t1时刻两线圈间作用力为零时刻两线圈间作用力为零 D.t2时刻两线圈间吸力最大时刻两线圈间吸力最大 t1t2t3t4it0bBAiaA B C第10页如如图图所所表表示示，半半径径为为R、单单位位长长度度电电阻阻为为均均匀匀导导电电圆圆环环固固定定在在水水平平面面上上，圆圆环环中中心心为为O。匀匀强强磁磁场场垂垂直直水水平平方方向向向向下下，磁磁感感强强度度为为B。平平行行于于直直径径MON导导体体杆杆，沿沿垂垂直直于于杆杆方方向向向向右右运运动动。杆杆电电阻阻能能够够忽忽略略不不计计，杆杆与与圆圆环环接接触触良良好好,某某时时刻刻，杆杆位位置置如如图图，aOb=2 ，速速度度为为v。求求此此时时刻刻作作用用在在杆杆上上安安培培力大小。力大小。NMObaRdc cabd年河南卷第11页粗粗细细均均匀匀电电阻阻丝丝围围成成正正方方形形线线框框置置于于有有界界匀匀强强磁磁场场中中，磁磁场场方方向向垂垂直直于于线线框框平平面面，其其边边界界与与正正方方形形线线框框边边平平行行。现现使使线线框框以以一一样样大大小小速速度度沿沿四四个个不不一一样样方方向向平平移移出出磁磁场场，如如图图所所表表示示，则则在在移移出出过过程程中中线线框框一一边边a、b两两点点间间电电势势差差绝绝对对值值最最大大是是（）A.B.C.D.a bva bva bva bvB第12页水平放置于匀强磁场水平放置于匀强磁场B中光滑导轨上，有一根长为中光滑导轨上，有一根长为L导体棒导体棒ab，用恒力用恒力F作用在作用在ab上，由静止开始运动，回路总电阻为上，由静止开始运动，回路总电阻为R，分析，分析ab 运动情况，并求运动情况，并求ab最大速度。最大速度。abBR F f1 F f2 Ff第13页如图，正方形线圈边长为如图，正方形线圈边长为a，总电阻为，总电阻为R，以速度，以速度v从从左向右匀速穿过两个宽为左向右匀速穿过两个宽为L（L a），磁感应强度为），磁感应强度为B，但方向相反两个匀强磁场区域，运动方向与线圈，但方向相反两个匀强磁场区域，运动方向与线圈一边、磁场边界及磁场方向均垂直，则这一过程中一边、磁场边界及磁场方向均垂直，则这一过程中线圈中感应电流最大值为线圈中感应电流最大值为 ，全过程中产，全过程中产生内能为生内能为 。aLL2Bav/R6B2a3v/R第14页 例例2、如图示，正方形线圈边长为、如图示，正方形线圈边长为a，总电阻为，总电阻为R，以速度，以速度v从左向右匀速穿过两个宽为从左向右匀速穿过两个宽为L（L a），），磁感应强度为磁感应强度为B，但方向相反两个匀强磁场区域，运，但方向相反两个匀强磁场区域，运动方向与线圈一边、磁场边界及磁场方向均垂直，动方向与线圈一边、磁场边界及磁场方向均垂直，则这一过程中线圈中感应电流最大值为则这一过程中线圈中感应电流最大值为 ，全过程中产生内能为全过程中产生内能为 。aLL解：在磁场分界限两侧时感应电流最大解：在磁场分界限两侧时感应电流最大 I2=2Bav/R此时产生电能为此时产生电能为W2=I22 Rt=4B2a2v2/Ra/v=4B2a3v/R进入和出来感应电流为进入和出来感应电流为 I1=Bav/R产生电能分别为产生电能分别为W1=W3=I12 Rt=B2a2v2/Ra/v =B2a3v/R2Bav/R6B2a3v/R第15页电磁感应现象电磁感应现象电感电容对交电感电容对交变电流影响变电流影响现现象象正弦式交变电流产生正弦式交变电流产生瞬时电动势大小瞬时电动势大小e=nBSsin（t+0）最大电动势最大电动势Em=nBS有效值有效值利用热效应定义利用热效应定义正弦式正弦式:有效值有效值=最大值最大值/变压器结构与工作原理变压器结构与工作原理变压比变压比一原一副线圈变流比一原一副线圈变流比功率关系功率关系远距离输电，升压可降低输电线上电流，从而减小线路损耗远距离输电，升压可降低输电线上电流，从而减小线路损耗第16页n正弦式电流改变规律及对中性面了解n1正弦式电流改变规律(线圈在中性面位置时开始计时)第17页第18页n2.对对中性面了解中性面了解n(1)中中性性面面是是与与磁磁场场方方向向垂垂直直平平面面，是是假假想想一一个个参参考考面面n(2)线线圈圈平平面面位位于于中中性性面面时时，穿穿过过线线圈圈磁磁通通量量最最大大，但但其改其改变变率率为为零，感零，感应电动势为应电动势为零零n(3)线线圈圈平平面面与与中中性性面面垂垂直直时时，穿穿过过线线圈圈磁磁通通量量为为零零，但磁通量改但磁通量改变变率最大，感率最大，感应电动势应电动势最大最大n(4)线线圈圈转转动动一一周周，两两次次经经过过中中性性面面，内内部部电电流流方方向向改改变变两次两次第19页n【案例1】(宁夏理综)如图甲所表示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点轴OO以角速度逆时针匀速转动若以线圈平面与磁场夹角45时(如图乙)为计时起点，并要求当电流自a流向b时电流方向为正则丙图中正确是()n 甲乙第20页第21页n【即时巩固1】有一个小型发电机，机内矩形线圈匝数为100匝，电阻为0.5.线圈在匀强磁场中，以恒定角速度绕垂直于磁场方向固定轴转动穿过每匝线圈磁通量随时间改变规律如图所表示由此可知发电机电动势瞬时值表示式为()nAe3.14sint(V)nBe3.14cost(V)nCe314sin100t(V)nDe314cos100t(V)n【答案】D第22页n考点二对描述交变电流考点二对描述交变电流“四值四值”比较和了解比较和了解n1交变电流瞬时值、最大值、有效值、平均值比较交变电流瞬时值、最大值、有效值、平均值比较第23页第24页第25页n【案例2】(福建理综)一台小型发电机产生电动势随时间改变正弦规律图象如图甲所表示已知发电机线圈内阻为5.0，现外接一只电阻为95.0 灯泡，如图乙所表示，则()A电压电压表示数表示数为为220 VB电电路中路中电电流方向每秒流方向每秒钟钟改改变变50次次C灯泡灯泡实际实际消耗功率消耗功率为为484 WD发电发电机机线线圈内阻每秒圈内阻每秒钟产钟产生焦耳生焦耳热为热为24.2 J第26页n【案例3】如图所表示，匀强磁场B0.1 T，所用矩形线圈匝数N100，边长ab0.2 m，bc0.5 m，以角速度100 rad/s绕OO轴匀速转动当线圈平面经过中性面时开始计时，试求：n(1)线圈产生感应电动势峰值；n(2)线圈中感应电动势瞬时值表示式；第27页(1)因线圈在匀强磁场中绕因线圈在匀强磁场中绕OO轴匀速转动，轴匀速转动，所以所以EmNBS.又又Sabbc.所以所以EmNBabbc1000.10.20.5100 V314 V.第28页【答案答案】(1)314 V(2)314sin100t V(3)200 V第29页第30页n理想变压器原、副线圈基本量关系n理想变压器原、副线圈基本量关系以下表：理想理想变变压压器器没有能量没有能量损损失失(铜损铜损、铁损铁损)没有磁通量没有磁通量损损失失(磁通量全部集中在磁通量全部集中在铁铁芯中芯中)基基本本关关系系功率功率关系关系n原线圈输入功率等于副线圈输出功率：P入P出电压电压关系关系n原副线圈电压比等于匝数比，公式：U1/U2n1/n2，与负载、副线圈多少无关电电流流关系关系只有一个副只有一个副线线圈圈时时：I1/I2n2/n1有多个副有多个副线线圈圈时时：由：由P入入P出出得得I1U1I2U2I3U3InUn或或I1n1I2n2I3n3Innn频频率率关系关系nf1f2(变压器不改变交流电频率)第31页n【案例案例1】(山山东东理理综综)一理想一理想变压变压器原、副器原、副线线圈匝圈匝数比数比为为10 1，原，原线线圈圈输输入入电压电压改改变规变规律如律如图图甲所表示，甲所表示，副副线线圈所接圈所接电电路如路如图图乙所表示，乙所表示，P为为滑滑动变动变阻器触阻器触头头，以下以下说说法正确是法正确是()nA副副线线圈圈输输出出电压频电压频率率为为50 HznB副副线线圈圈输输出出电压电压有效有效值为值为31 VnCP向右移向右移动时动时，原、副，原、副线线圈圈电电流比减小流比减小nDP向右移向右移动时动时，变压变压器器输输出功率增加出功率增加 第32页【即即时时巩巩固固1】(江江苏苏高高考考)如如图图所所表表示示，理理想想变变压压器器原原、副副线线圈圈匝匝数数比比为为1 5，原原线线圈圈两两端端交交变变电电压压为为u20 sin100t V，氖氖泡泡在在两两端端电电压压到到达达100 V时时开开始始发发光光，以以下下说法中正确有说法中正确有()A开关接通后，氖泡发开关接通后，氖泡发光频率为光频率为100 HzB开关接通后，电压表开关接通后，电压表示数为示数为100 VC开关断开后，电压表示数变大开关断开后，电压表示数变大D开关断开后，变压器输出功率不变开关断开后，变压器输出功率不变第33页n考点二理想变压器动态分析n假如理想变压器原、副线圈匝数不变时，当变压器负载发生改变，如图所表示，各量相互关系以下：第34页n(2)输输出出电电流流I2决决定定输输入入电电流流I1.在在输输入入电电压压U1一一定定情情况况下下，输输出出电电压压U2也也被被完完全全确确定定当当负负载载电电阻阻R增增大大时时，I2减减小小，则则I1对对应应减减小小；当当负负载载电电阻阻R减减小小时时，I2增增大大，则则I1对对应应增增大大在在使使用用变变压压器器时时，不不能能使使变变压压器器次次级级短路短路.n(3)输输出出功功率率P2决决定定输输入入功功率率P1.理理想想变变压压器器输输入入功功率率与与输输出出功功率率相相等等，即即P1P2，在在输输入入电电压压U1一一定定情情况况下下，当当负负载载电电阻阻R增增大大时时，I2减减小小，则则变变压压器器输输出出功功率率P2I2U2减减小小，输输入入功功率率P1也也将将对对应应减减小小；当当负负载载电电阻阻R减减小小时时，I2增增大大，变变压压器器输输出出功功率率P2I2U2增增大大，则输则输入功率入功率P1也将增大也将增大第35页n【案例2】(天津理综)为探究理想变压器原、副线圈电压、电流关系，将原线圈接到电压有效值不变正弦交流电源上，副线圈连接相同灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所表示当开关S闭合后()AA1示数示数变变大，大，A1与与A2示数比示数比值值不不变变BA1示数示数变变大，大，A1与与A2示数比示数比值变值变大大CV2示数示数变变小，小，V1与与V2示数比示数比值变值变大大DV2示数不示数不变变，V1与与V2示数比示数比值值不不变变AD第36页n【即时巩固2】(中山检测)街头经过降压变压器给用户供电示意图如图所表示变压器输入电压是市区电网电压，可忽略其波动输出电压经过输电线输送给用户，输电线电阻用R0表示，输电线消耗电功率用P0表示，变阻器R表示用户总电阻，P表示用户总功率，当用电器增加时，相当于R阻值减小，滑动片向下移(R一直大于R0)当用户用电器增加时，图中电流表示数I1、I2及P0、P改变为()AI1变变大，大，I2变变小小BI1变变小，小，I2变变小小CP0变变大，大，P变变大大 DP0变变大，大，P变变小小C第37页n考点三关于高压输电问题分析考点三关于高压输电问题分析n对对高高压压输输电电问问题题，应应按按“发发电电机机升升压压变变压压器器远远距距离离输输电电线线降降压压变变压压器器用用电电器器”这这么么次次序序，或或从从“用用电电器器”倒倒推推到到“发发电电机机”一步一步进行分析一步一步进行分析n高高压压输输电电既既能能降降低低功功率率损损失失，也也能能降降低低电电压压损损失失，但但在在实实际际高高压压输输电电时时，也也并并非非输输电电电电压压越越高高越越好好，还还需需综综合合考考虑虑各各种种原原因因，依依照不一样情况选择适当输电电压照不一样情况选择适当输电电压n远距离高压输电几个基本关系远距离高压输电几个基本关系(以下列图为例以下列图为例)：第38页第39页n【案例3】(福建理综)中国已投产运行1 000 kV特高压输电是当前世界上电压最高输电工程假设甲、乙两地原来用500 kV超高压输电，输电线上损耗电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变条件下，现改用1 000 kV特高压输电，若不考虑其它原因影响，则输电线上损耗电功率将变为()第40页n10、远距离输送一定功率交流电，若输电线电阻一、远距离输送一定功率交流电，若输电线电阻一定，以下说法正确是（定，以下说法正确是（）A.输电线上电压损失跟输电电压成正比输电线上电压损失跟输电电压成正比B.输电线上功率损失跟输电电压成正比输电线上功率损失跟输电电压成正比C.输电线上功率损失跟输电电压平方成正比输电线上功率损失跟输电电压平方成正比D.输电线上功率损失跟输电线上电压损失平方成正比输电线上功率损失跟输电线上电压损失平方成正比D第41页n【即时巩固3】(江苏高考)在如图所表示远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂输出电压和输电线电阻均不变伴随发电厂输出功率增大，以下说法中正确是()A升升压变压压变压器器输输出出电压电压增大增大B降降压变压压变压器器输输出出电压电压增大增大C输电线输电线上上损损耗功率增大耗功率增大D输电线输电线上上损损耗功率占耗功率占总总功率百分比增大功率百分比增大第42页第43页第44页第45页第46页第47页