-年人教版物理選修1-1講義：第3章+章末復(fù)習(xí)課及答案

1、變化 n t im sin t umsin t 1f im2 um2交直副線圈. n1 n2. p 出. 變 化 學(xué)思心得 感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1電流磁效應(yīng)的發(fā)覺引起了逆向性的普遍摸索，英國(guó)科學(xué)家法拉第敏捷地覺察到：能夠“由磁產(chǎn)生電”在這一宏大發(fā)覺之前，也受歷史局限性和思維定式 的影響，法拉第經(jīng)受過多次失敗，但他并沒有舍棄，對(duì)“磁生電”的討論始終堅(jiān) 持法拉第認(rèn)為“磁生電”是一種在變化、運(yùn)動(dòng)的過程中才能顯現(xiàn)的效應(yīng)他把 引起電流的緣由概括為五類，它們都與變化和運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系，這就是：變化的電流、變化的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)的恒定電流、運(yùn)動(dòng)的磁鐵、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體等他把這種 由磁得到電的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象，在電

2、磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流2產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件1存在閉合回路2穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化3在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源1感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是形成感應(yīng)電流的必要條件，有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不肯定存在感應(yīng)電流要看電路是否閉合，有感應(yīng)電流肯定存在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，不論電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化， 電路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)4感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量的變化率成正比，與磁通量的變化量、磁通量本身都無(wú)關(guān)，而磁通量的變化率大小與磁通量的變化快慢是相聯(lián)系的【例 1】 如下列圖，用勻稱導(dǎo)線折成矩形線框 abcd，其總電阻

3、 r 0.6 ， 邊長(zhǎng) l10.1 m，l 20.2 m有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 b 0.2 t，方向垂直于線框平面現(xiàn)將線框從磁場(chǎng)中以 v 6 m/s 的速度向右勻速拉出問：(1) ab 邊未離開磁場(chǎng)前，線框中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流？(2) ab 邊剛離開磁場(chǎng)時(shí)， 線框中感應(yīng)電流是多大？cd 邊受到的安培力是多大？ c、d 兩端的電壓是多大？ 解析1ab 邊未離開磁場(chǎng)前 ，穿過線框的磁通量不變， 所以不產(chǎn)生感應(yīng)電流2ab邊剛離開磁場(chǎng)時(shí)， cd邊切割磁感線， 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e bl1v 0.2× 0.1× 6 v0.12 v線框中的電流ie0.12r 0.6a 0.2 a. c

4、d 邊受到的安培力fbil 10.2×0.2× 0.1 n0.004 n.6由于 l2 2l 1， 所以 cd 的電阻 r r0.1外電阻 rrr 0.60.10.5r 所以 c、d 兩端的電壓u r·e0.5×0.12 v 0.1 v.0.6 答案1否20.2 a 0.004 n0.1 v1一個(gè)共有10 匝的閉合矩形線圈，總電阻為10 、面積為 0.04 m2，置于水平面上如線框內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度在0.02 s 內(nèi)，由垂直紙面對(duì)里，從1.6 t 勻稱削減到零，再反向勻稱增加到2.4 t就在此時(shí)間內(nèi)，線圈內(nèi)導(dǎo)線中的感應(yīng)電流大小為多少？ 解析此題中的 |2 1

5、|，由于反向 ，應(yīng)兩者相加 ，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得bentnst10×0.04×（2.41.6）0.02v 80 vr依據(jù)閉合電路歐姆定律ie8 a. 答案8 a交變電流的描述1在 i imsin t 的表達(dá)式中，式中的是正弦函數(shù)每秒變化的弧度數(shù)，稱為2角頻率，單位是弧度/秒rad/s，其大小 t 2f.交變電流的周期和頻率的打算因素：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度.im 是交變電流的最大值，i 是有效值， i 指瞬時(shí)值2正弦溝通電的有效值與最大值的關(guān)系運(yùn)算說明，正弦溝通電的最大值與有效值有以下關(guān)系：i maxi 0.707i max， u 2umax 0.707umax，e2

6、emax0.707emax2上述關(guān)系只對(duì)正弦交變電流才適用，對(duì)于非正弦交變電流而言，其有效值只能依據(jù)有效值的定義進(jìn)行運(yùn)算3“四值”用法要區(qū)分： 瞬時(shí)值 某時(shí)刻值； 最大值 極值，臨界問題；有效值電熱、電功等問題；平均值平均電流、電荷量等問題4交變電流的圖象1假如以時(shí)間 t 為橫坐標(biāo)、 電流 i 或電壓 u 為縱坐標(biāo)， 把交變電流或電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律用曲線畫出來， 會(huì)得到如下列圖的正弦 或余弦 曲線，這就是正弦式交變電流的圖象2從圖象中可以解讀到以下信息：交變電流的最大值im、um、周期 t.因線圈在中性面時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流均為零，磁通量最大，所以可確定線圈位于中性面的時(shí)刻找出線圈平行于磁

7、感線的時(shí)刻判定線圈中磁通量的變化情形分析判定i 、u 隨時(shí)間變化的規(guī)律【 例 2】某阻值 r 22 的電阻兩端接入某交變電壓，該交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為 u2202 sin 100t v ，求：1此電路中電流的周期、頻率、峰值及有效值； 2t 2 s 內(nèi)， r 上產(chǎn)生的熱量為多少？ 解析1電路中電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為ui r2202sin 100t22a 102sin 100t a又由 i imsin t 知： 100rad/s，i m 102 a ， 因 2t 2f，因此 t20.02 s，f 50 hz.2 電流有效值為iim10 a.22t 2 s 內(nèi)，r 上產(chǎn)生的熱量為qi2rt102&

8、#215;22×2 j 4 400 j. 答案10.02 s50 hz102 a10 a24 400 j 一語(yǔ)通關(guān) 1只有正弦式溝通電的最大值和有效值之間才是2關(guān)系2運(yùn)算電荷量時(shí)肯定要用平均值運(yùn)算電熱、電功時(shí)肯定要用有效值2某線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖象如下列圖，由圖可知的信息有哪些？ 解析由圖象可知 ，該交變電動(dòng)勢(shì)的最大值em 202 v， 周 期 t0.02 s將這一信息進(jìn)一步處理可得：2em112有效值： e20 v ，頻率：f t 0.02 hz50 hz，角速度： t 100 rad/s， 該交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為：eemsin t202sin 1

9、00t v. 答案見解析變壓器中的常用關(guān)系22u1n11輸入電壓打算輸出電壓，u n .2輸出功率打算輸入功率，即p 入p 出【 例 3】一輸入電壓為220 v，輸出電壓為36 v 的變壓器副線圈燒壞， 為獲知此變壓器原、副線圈匝數(shù)，某同學(xué)拆下燒壞的副線圈，用絕緣導(dǎo)線在鐵芯上新繞了 5 匝線圈，如下列圖， 然后將原線圈接到220 v 溝通電源上， 測(cè)得新繞線圈的端電壓為1 v ，按抱負(fù)變壓器分析，該變壓器燒壞前的原、副線圈匝數(shù)分別為a 1 100，36b 1 100，180c2 200， 180d2 200，360u1n1220 vn1220 vn1ub由公式2n2可知，n1 1 100 匝；1 v5匝36 v，n3180 匝，n3故 b 正確 3如下列圖是一調(diào)壓變壓器原理圖，如將它做升壓變壓器使用，就a 將溝通電源接在a、b 端，用電器接在c、d 端b將溝通電源接在c、d 端，