高中物理 第1章 电磁感应与现代生活 1.4 电磁感应的案例分析教师用书 沪科版选修3-2-沪科版高二选修3-2物理学案VIP免费

1.4电磁感应的案例分析学习目标知识脉络1.了解反电动势的概念及其是怎样产生的.2.知道反电动势在电路中的作用.3.掌握电磁感应与力学的综合应用问题和处理方法.(重点)4.掌握电磁感应现象中能量的相互转化.(难点)反电动势[先填空]1.基本概念电动机转动时，线圈因切割磁感线，会产生感应电动势，感应电动势的方向跟加在线圈上的电压方向相反.这个跟外加电压的方向相反的感应电动势叫做反电动势.2.含反电动势电路的电流和功率关系(1)电流：I＝.(2)功率关系：IU－IE反＝I2R.[再判断]1.电动机转动时，线圈中产生的感应电动势方向与外加电压方向相同.(×)2.对同一个电动机转得越快，产生的反电动势越大.(√)3.电动机工作时，有反电动势产生，不遵守能量守恒定律.(×)[后思考]1.电动机工作时若被卡住，有什么危害？【提示】电动机卡住不转，就不产生反电动势，变成了纯电阻电路，电流I＝会很大，因此会烧坏电动机.2.电动机启动时，灯泡会变暗，这是为什么？【提示】电动机刚启动时，转速很小，反电动势很小，电流I＝会很大，此时电动机的输入功率(总功率)P入＝UI会很大，因而干路中电流突然增大，其他用电器两端电压会下降，使灯泡变暗.[合作探讨]探讨1：电动机产生的反电动势是否遵守楞次定律和法拉第电磁感应定律？【提示】反电动势也是闭合回路中磁通量发生变化而产生的，它同样遵守楞次定律和法拉第电磁感应定律.探讨2：电动机的能量是怎样转化的？【提示】电动机转动产生反电动势，它会阻碍线圈转运，因而需电源向电动机提供能量，此时电动机将电能转化为其他形式的能而对外做功.[核心点击]1.决定反电动势大小的因素1如图141所示，当线圈与磁感线平行时AB、CD两边均切割磁感线，设AB边长L1，AD边长L2，则AB、CD两边产生的总感应电动势E反＝2·BL1ω·＝BSω.可见决定反电动势的因素有三个，对一个确定的电动机，转速ω越大，反电动势越大.即电动机的线圈转得越快，反电动势就越大.图1412.反电动势与外加电压间的量值关系设线圈电阻为R，外加电压为U，由部分电路欧姆定律可得线圈中电流I＝，即U＝E反′＋IR.(1)电动机启动时：线圈的角速度ω非常小，反电动势E反′＝BSω很小，由U＝E反′＋IR知，电流I很大，此时电动机的输入功率(总功率)P入＝UI很大，所以在生活中，电动机启动时，因干路中电流突然增大，其他电器两端的电压会下降，如灯泡会变暗.尤其是电动机卡壳时，E′反为0，I＝很大，这样会很快烧坏电动机的线圈.因此，电动机要避免卡壳，或卡壳时要迅速断开电源.(2)正常工作时：电动机的转速较大，反电动势E′反较大，与两端电压U接近，线圈中电流I很小.3.电功与电热的区别在公式IU＝IE反′＋I2R中，t时间内与电热对应的是I2R；与电流做的总功(电功)对应的是IU；与电动机输出的总功对应的是IE′反，因电动机正常工作时E反′≥IR，所以IE′反≥I2R，电功IU更远大于I2R，即电动机在正常工作时，电功与电热有着明显的区别：电流通过电动机时，绝大部分电能转化为机械能，电功远大于电热.1.关于反电动势，下列说法中正确的是()A.只要线圈在磁场中运动就能产生反电动势B.只要穿过线圈的磁通量变化，就产生反电动势C.电动机在转动时线圈内产生反电动势D.反电动势就是发电机产生的电动势【解析】反电动势是与电源电动势相反的电动势，其作用是削弱电源的电动势，产生反电动势的前提是必须有电源存在，故选C.【答案】C2.(多选)下列说法正确的是()A.转动的电风扇叶片被卡住时，风扇很容易被烧毁B.电动机转动时线圈上产生的感应电动势叫反电动势C.反电动势会减小电动机电路中的电流D.反电动势消耗的电功率等于电动机的热功率【解析】转动的电风扇叶片被卡住时，电风扇中电流很大，A正确；转动的电动机线圈上产生的感应电动势叫反电动势，B正确；根据I＝，C正确；根据功率关系，IU－IE反＝I2R，D错误.【答案】ABC23.(多选)给电动机接通电源，线圈受安培力的作用转动起来.由于线圈要切割磁感线，因此必有感应电动势产生，感应电流方向与原电流方向相反.就此问题，下列说法正确的是()A.电动机中出现的感应电动势为反电动势，反电动势会阻碍线圈的运动B.如果电动机正常工作，反电动势会加快电动...