第四章 电磁感应知识点总结
1.两个人物：a.法拉第：磁生电 b.奥斯特：电生磁 2.感应电流的产生条件:a.闭合电路
b.磁通量发生变化 注意：①产生感应电动势的条件是只具备b
②产生感应电动势的那部分导体相当于电源 ③电源内部的电流从负极流向正极 3.感应电流方向的判定： （1）方法一：右手定则
（2）方法二：楞次定律：（理解四种阻碍） ①阻碍原磁通量的变化（增反减同） ②阻碍导体间的相对运动（来拒去留） ③阻碍原电流的变化（增反减同）
④面积有扩大与缩小的趋势（增缩减扩） 4.感应电动势大小的计算： （1）法拉第电磁感应定律：
A、内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。 B、表达式：E6.安培力的计算：
B2L2v瞬时值：F?BIL?
R?r7.通过截面的电荷量：q?I?t?n?? R?r?n?? ?t（2）磁通量发生变化情况
①B不变，S变，???B?S ②S不变，B变，????BS
③B和S同时变，????2??1
（3）计算感应电动势的公式
注意：求电荷量只能用平均值，而不能用瞬时值 8.自感： （1）定义：是指由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。
（2）决定因素：线圈越长，单位长度上的匝数越多，截面积越大，它的自感系数就越大。另外，有铁芯的线圈自感系数比没有铁芯时大得多。 （3）类型：通电自感和断电自感 接通电源的瞬间，灯泡断开开关的瞬间，灯泡 A较慢地亮起来。 A逐渐变暗。 1 （4）单位：亨利（H）、毫亨（mH)、微亨（?H） （5）涡流及其应用
①定义：变压器在工作时，除了在原副线圈中产生感应电动势外，变化的磁通量也会在哎铁芯中产生感应电流。一般来说，只要空间里有变化的磁通量，其中的导体中就会产生感应电流，我们把这种感应电流叫做涡流
②应用：a.电磁炉b.金属探测器，飞机场火车站安全检查、扫雷、探矿
?? ?t②求瞬时值：E?BLv(导线切割类）
12③导体棒绕某端点旋转：E?BL?
2①求平均值：E?n5.感应电流的计算： 瞬时电流：I?EBLv（瞬时切割） ?R总R总第五章 交变电流知识点总结
一、交变电流的产生 1、原理：电磁感应
2、两个特殊位置的比较： 中性面：线圈平面与磁感线垂直的平面。 ①线圈平面与中性面重合时（S⊥B）：磁通量?最大，②线圈平面平行与磁感线时（S∥B）：?=0，
???0，e=0，i=0，感应电流方向改变。 ?t??最大，e最大，i最大，电流方向不变。 ?t3、穿过线圈的磁通量与产生的感应电动势、感应电流随时间变化的函数关系总是互余的： 取中性面为计时平面：
磁通量：???mcos?t?BScos?t 电动势表达式：e?Emsin?t?NBS?sin?t 路端电压：u?Umsin?t?REmEsin?t 电流：i?Imsin?t?msin?t R?rR?r角速度、周期、频率、转速关系：?二、表征交变电流的物理量 ?2??2?f?2?n T1、瞬时值、峰值（最大值）、有效值、平均值的比较 物理量 瞬时值 物理含义 交变电流某一时刻的值 重要关系 适用情况及说明 计算线圈某时刻的受力情况 e?Emsin?t i?Imsin?t Em?NBS? Em?N?m? EIm?m R?r对正（余）弦交流电有：最大值 最大的瞬时值 讨论电容器的击穿电压（耐压值） EmUmE?U?， 跟交变电流的热效应等效的22有效值 恒定电流值 I I?m 2交变电流图像中图线与时间 轴所夹的面积与时间的比值 三、电感和电容对交变电流的作用 电感 平均值 （1）计算与电流的热效应有关的量（如功、功率、热量）等 （2）电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值 （3）保险丝的熔断电流为有效值 计算通过电路截面的电荷量 E?n__???t电容 直流电不能通过电容器，交流电能通过但对电流的作用 只对交变电流有阻碍作用 有阻碍作用 自感系数越大，交流电频率越大，阻碍电容越大，交流电频率越大，阻碍作用越影响因素 作用越大，即感抗越大 小，即容抗越小 低频扼流圈：通直流、阻交流 隔直电容：通交流、隔直流 应用 高频扼流圈：通低频、阻高频 旁路电容：通高频、阻低频 四.变压器： 1、原、副线圈中的磁通量的变化率相等。
U1n1In?，1?2,P出?P入，即U1I1?U2I2 U2n2I2n12、变压器只变换交流，不变换直流，更不变频。原、副线圈中交流电的频率一样：f1=f2 五、电能输送的中途损失： （1）功率关系：P1=P2，P3=P4，P2=P损+P3 （2）输电导线损失的电压：U损=U2-U3=I线R线
（（3）输电导线损耗的电功率：P损?P2?P3?U损I线?I线R线?2P22)R线
U2六、变压器工作时的制约关系
（1）电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一定时，输出电压U2由输入电压决定，即U2=n2U1/n1，可简述为“原制约副”.
（2）电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一定，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1=n2I2/n1，可简述为“副制约原”.
（3）负载制约：①变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2=P负1+P负2+…；②变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2确定，I2=P2/U2；③总功率P总=P线+P2. 动态分析问题的思路程序可表示为：
U2U1nI2??1RU2n2负载U1??????U2???????I2决定决定PP 1?P2(I1U1?I2U2)1?I1U1??????????I1??????P1决定决定选修3－2 综合检测
一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项
正确，有的小题有多个选项正确．全部选对得5分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1.如图所示，当穿过闭合回路的磁通量均匀增加时，内外两金属环中感应电流的方向为( )
A．内环逆时针，外环顺时针 B．内环顺时针，外环逆时针 C．内环逆时针，外环逆时针 D．内环顺时针，外环顺时针
2．如图所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压．在测量完毕后，将电路解体时应( )
A．先断开S1 B．先断开S2 C．先拆除电流表 D．先拆除电阻R
3.如图所示，边长为L的正方形闭合导线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁感线的方向垂直．用力将线框分别以速度v1和v2匀速拉出磁场，比较这两个过程，以下判断正确的是( )
A．若v1>v2，通过线框导线的电荷量q1>q2 B．若v1>v2，拉力F1>F2
C．若v1＝2v2，拉力作用的功率P1＝2P2 D．若v1＝2v2，拉力所做的功W1＝2W2 4．一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直．先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1s时间内均匀地增大到原来的两倍．接着保持增大后的磁感应强度不变，在1s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半．先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为( )
1A. B．1 C . 2 D．4 2
5.如图所示边长为L的正方形闭合线框在磁感应强度为B的匀强磁场中，以一条边为轴以角速度ω匀速转动，转轴与B垂直，线圈总电阻为R，导线电阻不计，下列说法正确的是( )
A．电压表示数为BL2ω/8 B．电压表示数为2BL2ω/8
C．线圈转一周产生热量为πB2L4ω/R D．线圈转一周产生热量为2πB2L4ω/R
6．某电站用11 kV交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R，现若用变压器将电压升高到330 kV送电，下面哪个选项正确( )
UP
A．因I＝，所以输电线上的电流增为原来的30倍 B．因I＝，所以输电线上的电RU
流减为原来的1/30
U2
C．因P＝，所以输电线上损失的功率为原来的900倍
R
D．若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的半径减为原来的1/30
8．两金属棒和三根电阻丝如图连接，虚线框内存在均匀变化的匀强磁场，三根电阻丝的电阻大小之比R1R2R3＝，金属棒电阻不计．当S1、S2闭合，S3断开时，闭合的回路中感应电流为I，当S2、S3闭合，S1断开时，闭合的回路中感应电流为5I；当S1、S3闭合，S2断开时，闭合的回路中感应电流是( )
A．0 B．3I C．6I D．7I 9．一理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头．下列说法正确的是( )
A．副线圈输出电压的频率为50 Hz B．副线圈输出电压的有效值为31 V
C．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小 D．P向右移动时，变压器的输出功率增加
10．如图所示，ABCD为固定的水平光滑矩形金属导轨，处在方向竖直向下，磁感应强度为B的匀强磁场中，AB间距为L，左右两端均接有阻值为R的电阻，质量为m、长为L且不计电阻的导体棒MN放在导轨上，与导轨接触良好，并与轻质弹簧组成弹簧振动系统．开始时，弹簧处于自然长度，导体棒MN具有水平向左的初速度v0，经过一段时间，导体棒MN第一次运动到最右端，这一过程中AB间R上产生的焦耳热为Q，则( )
2B2L2v0
A．初始时刻棒所受的安培力大小为
R
2Q
B．从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生的焦耳热为 3
1
C．当棒第一次到达最右端时，弹簧具有的弹性势能为mv02－2Q
2
B2L2v02
D．当棒再一次回到初始位置时，AB间电阻的热功率为 R
二、填空题(每题5分，共15分)
11．如图所示，四根金属棒搭成一个井字，它们四个接触点正好组成一个边长为a的正方形．垂直于它们所在的平面，有磁感应强度为B的匀强磁场，假如四根金属棒同时以相同速率v沿垂直棒的方向向外运动，则在由它们围成的正方形回路中，感生电动势与速率之间的关系是__________．
12．金属线圈ABC构成一个等腰直角三角形，腰长为a，绕垂直于纸面通过A的轴在纸面内匀速转动，角速度ω，如图所示．如加上一个垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，则B、A间的电势差UBA＝____________，B、C间的电势差UBC＝__________.
13．某交流发电机，额定输出功率为4000 kW，输出电压为400 V，要用升压变压器将电压升高后向远处送电，所用输电线全部电阻为10 Ω，规定输电过程中损失功率不得超过额定输出功率的10%，所选用的变压器的原、副线圈匝数比不得大于__________．
三、论述计算题(本题共4小题，65分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
－
14.如图所示，线圈面积S＝1×105m2，匝数n＝100，两端点连接一电容器，其电容C＝20 μF.
ΔB
线圈中磁场的磁感应强度按＝0.1 T/s增加，磁场方向垂直线圈平面向里，那么电容器所带电荷量为多
Δt
少？电容器的极板a带什么种类的电荷？
15.如图所示为交流发电机示意图，匝数为n＝100匝的矩形线圈，边长分别为10 cm和20 cm，内阻为5 Ω，在磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴以502rad/s的角速度匀速转动，线圈和外部20 Ω的电阻R相接．求：
(1)S断开时，电压表示数；
(2)开关S合上时，电压表和电流表示数； (3)为使R正常工作，R的额定电压是多少？
(4)通过电阻R的电流最大值是多少？电阻R上所消耗的电功率是多少？
16．如图所示为检测某传感器的电路图．传感器上标有“3 V 0.9 W”的字样(传感器可看做是一个纯电阻)，滑动变阻器R0上标有“10 Ω 1 A”的字样，电流表的量程为0.6 A，电压表的量程为3 V．求：
(1)传感器的电阻和额定电流．
(2)为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压的最大值是多少？
17．如图甲所示，一对平行光滑的轨道放置在水平面上，两轨道间距l＝0.2 m，电阻R＝1.0 Ω；有
一导体静止地放在轨道上，与轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下．
现用一外力F沿轨道方向向右拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图乙所示，求杆的质量m和加速度a.
高中物理选修3-2前三章知识点总结
