高中物理 第3章 章末复习课学案 新人教版选修1-1-新人教版高二选修1-1物理学案VIP专享VIP免费

章末复习课①变化②n③Imsinωt④Umsinωt⑤⑥⑦⑧交⑨直⑩副线圈⑪⑫P出⑬变化[学思心得]感应电流和感应电动势1．电流磁效应的发现引起了逆向性的普遍思考，英国科学家法拉第敏锐地觉察到：能够“由磁产生电”．在这一伟大发现之前，也受历史局限性和思维定式的影响，法拉第经历过多次失败，但他并没有放弃，对“磁生电”的研究始终坚持．法拉第认为“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应．他把引起电流的原因概括为五类，它们都与变化和运动相联系，这就是：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体等．他把这种由磁得到电的现象叫做电磁感应现象，在电磁感应现象中产生的电流叫做感应电流．2．产生感应电流的条件(1)存在闭合回路．(2)穿过闭合回路的磁通量(Φ)发生变化．3．在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源．(1)感应电动势是形成感应电流的必要条件，有感应电动势不一定存在感应电流(要看电路是否闭合)，有感应电流一定存在感应电动势．(2)在电磁感应现象中，不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势．有感应电动势是电磁感应现象的本质．4．感应电动势与磁通量的变化率成正比，与磁通量的变化量、磁通量本身都无关，而磁通量的变化率大小与磁通量的变化快慢是相联系的．【例1】如图所示，用均匀导线折成矩形线框abcd，其总电阻R＝0.6Ω，边长l1＝0.1m，l2＝0.2m．有界匀强磁场的磁感应强度大小B＝0.2T，方向垂直于线框平面．现将线框从磁场中以v＝6m/s的速度向右匀速拉出．问：(1)ab边未离开磁场前，线框中是否产生感应电流？(2)ab边刚离开磁场时，①线框中感应电流是多大？②cd边受到的安培力是多大？③c、d两端的电压是多大？[解析](1)ab边未离开磁场前，穿过线框的磁通量不变，所以不产生感应电流．(2)ab边刚离开磁场时，cd边切割磁感线，产生感应电动势E＝Bl1v＝0.2×0.1×6V＝0.12V①线框中的电流I＝＝A＝0.2A.②cd边受到的安培力F＝BIl1＝0.2×0.2×0.1N＝0.004N.③因为l2＝2l1，所以cd的电阻r＝＝0.1Ω外电阻R′＝R－r＝(0.6－0.1)Ω＝0.5Ω所以c、d两端的电压U＝·E＝×0.12V＝0.1V.[答案](1)否(2)①0.2A②0.004N③0.1V1．一个共有10匝的闭合矩形线圈，总电阻为10Ω、面积为0.04m2，置于水平面上．若线框内的磁感应强度在0.02s内，由垂直纸面向里，从1.6T均匀减少到零，再反向均匀增加到2.4T．则在此时间内，线圈内导线中的感应电流大小为多少？[解析]本题中的ΔΦ＝|Φ2－Φ1|，由于反向，应两者相加，根据法拉第电磁感应定律得E＝n＝nS＝V＝80V根据闭合电路欧姆定律I＝＝8A.[答案]8A交变电流的描述1．在i＝Imsinωt的表达式中，式中的ω是正弦函数每秒变化的弧度数，称为角频率，单位是弧度/秒(rad/s)，其大小ω＝＝2πf.交变电流的周期和频率的决定因素：发电机转子转动的角速度ω.Im是交变电流的最大值，I是有效值，i指瞬时值．2．正弦交流电的有效值与最大值的关系计算表明，正弦交流电的最大值与有效值有以下关系：I＝＝0.707Imax，U＝＝0.707Umax，E＝＝0.707Emax上述关系只对正弦交变电流才适用，对于非正弦交变电流而言，其有效值只能根据有效值的定义进行计算．3．“四值”用法要区分：瞬时值——某时刻值；最大值——极值，临界问题；有效值——电热、电功等问题；平均值——平均电流、电荷量等问题．4．交变电流的图象(1)如果以时间t为横坐标、电流i或电压u为纵坐标，把交变电流或电压随时间变化的规律用曲线画出来，会得到如图所示的正弦(或余弦)曲线，这就是正弦式交变电流的图象．(2)从图象中可以解读到以下信息：①交变电流的最大值Im、Um、周期T.②因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零，磁通量最大，所以可确定线圈位于中性面的时刻．③找出线圈平行于磁感线的时刻．④判断线圈中磁通量的变化情况．⑤分析判断i、u随时间变化的规律．【例2】某阻值R＝22Ω的电阻两端接入某交变电压，该交变电压的瞬时值表达式为u＝220sin100πtV，求：(1)此电路中电流的周期、频率、峰值及有效值；(2)t＝2s内，R上产生的热...