高中物理-电磁感应知识梳理+练习
高中物理-电磁感应知识梳理+练习
一．电磁感应现象
1、电磁感应：闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中产生电流。由电磁感应产生的电流叫做感应电流。
2、磁通量：有“穿过一个闭合电路的磁感线的多少”来形象地理解“穿过这个闭合电路的磁通量”。
3、产生感应电流的条件：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生。 二．法拉第电磁感应定律
1、磁通量Φ、磁通量的变化量?Φ和磁通量的变化率
t
??Φ
2、法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势E 的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率
t ??Φ成正比。 t
n E ??Φ
= n 为线圈匝数 3、从能量角度理解电磁感应现象：其他形式的能转化为电能。 三．交变电流
1、发电机的结构及基本原理：各种发电机由定子和转子组成,当转子转动时,穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中产生感应电动势。
2、正弦式电流的波形：正弦函数的规律变化 瞬时值表达式：t I i m ωsin =,t U u m ωsin =
3、正弦式电流的周期T ：交流完成一次周期性变化所用的时间。单位：s 频率f ：交流在1s 内发生周期性变化的次数。单位：Hz f
T 1
= 4、交流电的峰值（m m I U ,）：电流或电压的最大值。
有效值（e e I U ,）：把交流和直流分别通过相同的电阻,如果在相等的时间内它们产生的热量相等,我们就把这个直流电压、电流的数值称做交流电压、电流的有效值。
对于正弦式交流电有：2
m e U U =
,2
m e I I =
5、电容器对交流的作用：隔直流、通交流。
四．变压器
1、变压器的基本结构：原线圈、副线圈和铁芯。
2、变压器的匝数与电压的关系：原、副线圈中,匝数多的线圈电压高。
3、升压变压器：原线圈匝数小于副线圈匝数；降压变压器：原线圈匝数大于副线圈匝数。
五．高压输电
1、输电过程中的电能损失：输电线上有电流的热效应。
2、高压输电的优点：提高电压来降低输电电流,根据Rt
I
Q2
,可以有效地降低输电线上电能的损失。
3、电网的重要作用和电网安全的重要性
六．自感现象涡流
1、自感现象：线圈中电流的变化引起的磁通量变化,也会在自身激发感应电动势。
2、电感器：电感器的性能用自感系数来描述。自感系数：线圈越大、匝数越多、加入铁芯等。电感器的作用：对交流有阻碍作用。
3、涡流：只要空间有变化的磁通量,其中的导体中就会产生感应电流。
应用：电磁炉、金属探测器。
减小涡流危害的方法：电机、变压器的铁芯用电阻率很大的硅钢片叠成。
例题解析：例题：科学家探索自然界的奥秘,要付出艰辛的努力。19世纪,英国科学家法拉第经过10年坚持不懈的努力,发现了电磁感应现象。下图中可用于研究电磁感应现象的实验是（）
检测卷一、选择题
1．第一个发现电磁感应现象的科学家是（）
图选1－1－23
A D
C
B
A ．库仑
B ．安培
C ．法拉第
D ．欧姆
2．如图选1－1－24所示,匀强磁场中有一闭合矩形导线框,在下列情况中能产生感应电流的是（导线框始终未移出匀强磁场）( )
A ．在磁场中左右平移导线框
B ．在磁场中上下平移导线框
C ．在磁场中绕其中一边转动3600
D ．导线框不动,平移磁场
3．下列关于感应电动势大小的说法中正确的是 ( ) A ．跟穿过闭合电路的磁通量有关系
B ．跟穿过闭合电路的磁通量的变化大小有关系
C ．跟穿过闭合电路的磁通量的变化快慢有关系
D ．跟闭合电路的电阻大小有关系
4.1825年,瑞士科学家科拉顿曾用实验探索如何产生感应电流。如图选1－1－25实验时他用条形磁铁在线圈中插入和抽出,为了排除磁铁对“电流表”的影响,他把“电流表”和线圈分别放在两个房间,实验时,他在两个房间之间跑来跑去,但没有观察到电
磁感应现象。科拉顿没有发现电磁感应现象的原因是( ) A ．条形磁铁磁场不够强 B ．线圈匝数不够多
C ．这样的装置不可能产生感应电流
D ．他在观察“电流表”时,闭合回路中磁通量没有变化,故没有感应电流
5．如图选1－1－26,水平地面上有单匝线圈,它的中心上方一定高度有一竖立的条形磁体,此时通过线圈内的磁通量为0.04Wb.
N
S
图选1－1－26
图选1－1－25
N
S
图选1－1－24
现将条形磁铁插入线圈中,历时0.2s,此时的磁通量为0.12Wb.则线框所产生的感应电动势是 ( )
A ．0.4V
B ．0.8V
C ．0.02V
D ．0.06V
6．一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图选1－1－27所示。由图可知（ ） A ．该交流电的电压瞬时值的表达式为u ＝100sin(25t)V
B ．该交流电的频率为25 Hz
C ．该交流电的电压的有效值为2100V
D ．标有“100V ,4700μF ”的电容器可以在该电压下正常工作
7．如下图所示可以将电压升高供给电灯的变压器是（ ）
A ．甲图
B ．乙图
C ．丙图
D ．丁图
8．如图选1－1－29所示,一只理想变压器的原线圈有55匝,副线圈有1100匝,若把原线圈接到10V 的电池组上,则副线圈的输出电压是（ ）
A ．200V
B ．20V
C ．0.5V
D ．0V
1
2
3
4
5
6 0
100 u /V
t /10－2 s
图选1－1－27
图选1－1－29
图选1－1－28
9．远距离输电都采用高压输电,其优点在于（）
A．可增大输入电流 B．可增大输出功率
C．可加快输电速度 D．可减少输电线上的能量损失10．远距离输电时,在输送的电功率和输电线电阻一定的条件下,输电线上损失的电功率（）
A．与输电电压成正比 B．与输电电压的平方成正比C．与输电电压无关 D．与输电电压的平方成反比
11．关于自感现象,下列说法中不正确的是( )
A．自感现象是线圈自身的电流发生变化而引起的电磁感应现象
B．自感电动势总是阻碍原电流的变化
C．自感电动势的方向总是与原电流的方向相反
D．自感电动势的方向可能与原电流的方向相同
12．如图选1－1－30,下列关于灯泡亮暗的叙述正确
的是（）
A．合上开关S,灯立刻变亮
B．合上开关S,灯慢慢变亮
C．断开开关S瞬间,灯立刻变暗
D．断开开关S瞬间,灯慢慢亮起来
13．如图选1－1－31所示,计算机电源是一种精密的供电设备,为计算机的其它部件提供稳定的直流电,这种电源内部电路使用了大量大容量电容器,保证了计算机安全稳定地运行。下面对于该电源中存在的电容器的说法中,正确的是（）
A．直流电、交流电都可以通过电容器
B．直流电可以通过电容器、交流电不能通过电容器
L
S
图选1－1－30
图选1－1－31
C．这些电容器能储存电荷,以便停电时计算机能继续工作
D．电源电路中的电容器,可以滤掉混杂在直流中的交流成分,以便得到稳定的直流电
14．以下情况不是
．．属于涡流应用的是（）
A．电磁炉 B．机场的安检门
C．冶炼金属的感应炉 D．变压器中,绕线组的铁芯由硅钢片叠成
二、填空题
15．如图选1－1－32所示为电磁炉的实物图,在电磁炉的
炉盘下有一个线圈,当里面通过交变电流时,就会发热。电
磁炉发热的原因是交变电流使炉盘上面的金属中产
生。
图选1－1－32 16．某定值电阻R,当在其两端加上20V的恒定电流时,消耗的功率为P；若把它接到正弦式交变电流的电路上,它消耗的功率仍为P,那么该交流电的电压的有效值为 ,峰值为．
17．我国日常使用的交变电流周期是 s,该电压的有效值是 ,最大值为V.
18.如图选1－1－33所示为一研究小组探究摇绳发电的实验示意图。把一根长约10m的电线连在一个灵敏电流表的两个接线柱上,形成
闭合电路。当两个同学迅速摇动这条电线时,观察到灵
敏电流表的指针发生了偏转,则指针发生偏转的原因
是。两个同学沿（填“东西”或“南
北”）方向站立时,灵敏电流表的指针偏转较大。
图选1－1－33
三、计算题
19．有一个1000匝的线圈,在0.4s内穿过它的磁通量从0.02Wb增加到0.09Wb,求(1)线圈中产生的感应电动势?
(2)如果线圈的电阻是10Ω,把它跟一个电阻是990Ω的电热器串联组成闭合电路时,通过电热器的电流是多大？
在半径为0.1m的均匀铁制圆柱体上（铁制圆柱体足够长）,并
放置于磁感应强度为2T的匀强磁场中,如图所示,某时刻起,磁
感应强度每秒钟均匀增加0.5Wb,求该线圈产生的感应电动势大
小？
图选1－1－34
教学效果分析：
第三章例题分析和解：在上述四种现象中,选项A中现象表明电流在磁场中受到力的作用；选项B中的现象说明电流周围存在着磁场；选项C可用于研究电磁感应现象；选项D可用于研究恒定电流。所以正确答案为C。
1C 2C 3C 4 D 5A6B7C 8D 9D 10B
11D 12C 13D 14D
15．涡流16. 20V, 20 2 17.0.02, 220, 311
18.电线切割磁感线产生感应电流, 东西19.175V 0.175A 20. 250V