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章末整合电磁感应电磁感应现象感应电流感应电流产生条件感应电动势法拉第电磁感应定律内容公式：E＝nΔΦΔt单位电磁感应交变电流定义：大小、方向随时间做周期性变化的电流产生：发电机规律电流：i＝Imsinωt，u＝Umsinωt图象：正弦曲线描述峰值有效值：Ie＝Im2，Ue＝Um2周期和频率：T＝1f电容器：通交隔直电磁感应应用变压器：U1U2＝n1n2，P1＝P2高压输电自感现象一、电磁感应现象及其应用1．判断有无感应电流的方法分析是否产生感应电流，关键就是要分析穿过闭合线圈的磁通量是否变化，而分析磁通量是否有变化，关键要知道磁感线是如何分布的．所以在做这类题时应注意：(1)熟记条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管内外磁感线分布情况是解决问题的基础．(2)学会找特殊位置并分析其变化．2．感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率ΔΦΔt，而与Φ的大小、ΔΦ的大小没有必然的联系，与电路的电阻R也无关．(1)当回路有n匝线圈时，感应电动势的表达式应为E＝nΔΦΔt.(2)当感应电动势是因为导体棒垂直切割磁感线而产生时，感应电动势大小可用E＝BLv计算，式中B、L、v两两垂直．(3)公式E＝nΔΦΔt一般用来计算Δt时间内的平均感应电动势；而E＝BLv可以求平均感应电动势，也可以求瞬时感应电动势的大小，这取决于速度v是平均速度还是瞬时速度．例1当线圈中的磁通量发生变化时，则()A．线圈中一定有感应电流B．线圈中一定有感应电动势C．感应电动势的大小与线圈的电阻无关D．磁通量变化越快，产生的感应电动势越大解析当线圈中磁通量发生变化时，线圈中一定有感应电动势，若线圈闭合，则有感应电流．由法拉第电磁感应定律E＝nΔΦΔt知，感应电动势的大小与线圈匝数和磁通量变化率有关，与线圈的电阻无关．答案BCD二、理想变压器的几种关系1．具备了以下条件的变压器称为理想变压器：(1)不计铜损，即变压器的原、副线圈的内阻很小，可以忽略，在有电流通过时认为不产生焦耳热．(2)不计铁损，即变压器铁芯内不产生涡流，无热损耗．(3)不计磁漏，即原、副线圈中的磁通量总保持相同．2．几种关系(1)输入功率与输出功率．理想变压器本身无电能损失，所以有P入＝P出．但应注意的是，输入功率由输出功率决定，即输出功率增大，输入功率也随之增大；输出功率减小，输入功率也随之减小．通俗地说，就是用多少给多少，而不是给多少用多少．(2)输入电压与输出电压．输入电压决定输出电压．设理想变压器的原线圈匝数为n1，副线圈匝数为n2，输入电压为U1，输出电压为U2，则有U1U2＝n1n2，故U2＝U1n2n1.由于理想变压器的结构一定时，n1、n2均为定值，所以输出电压U2由输入电压U1决定，与负载电阻的大小无关．U1增大，U2也增大；U1减小，U2也减小．(3)输入电流与输出电流．如果理想变压器只有一个副线圈有输出，并设原线圈的匝数为n1，输入电压为U1，输入电流为I1；副线圈的匝数为n2，输出电压为U2，输出电流为I2.则据P入＝P出和U1U2＝n1n2有U1I1＝U2I2，I1I2＝U2U1＝n2n1，得I1＝I2n2n1.即当线圈的结构一定时，n1、n2一定，输出电流I2决定输入电流I1.输出电流增大，输入电流也随着增大；输出电流减小，输入电流也随着减小．当变压器有多个副线圈同时都有输出时，同样有输出电流决定输入电流的关系．例2如图3－1所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2＝2∶1，原线圈接200V交流电源，副线圈接额定功率为20W的灯泡L，灯泡正常发光，当电源电压降为180V时，求灯泡实际消耗功率与其额定功率之比．图3－1解析由U1U2＝n1n2得U2＝n2n1U1＝12×200V＝100V，而U2′＝n2n1U1′＝12×180V＝90V，所以功率之比P2′P2＝U2′2RU22R＝U2′2U22＝9021002＝81100.答案811001．下图中能产生感应电流的是()【答案】B【解析】A项线圈在运动过程中磁通量不变化，D项线圈在运动过程中磁通量始终为零，C项不是闭合线圈，故只有B项产生感应电流．专题小练2．穿过一个电阻为1Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2Wb，则()A．线圈中的感应电动势一定是每秒减少2VB．线圈中的感应电动势一定是2VC．线圈中的感应电流一定是每秒减少2AD．线圈中的感应电流不一定是2A【答案】B【解析】E＝ΔΦΔt＝21V＝2V，B对，A错；I＝ER＝21A＝2A，故C、D错．3．一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图3－2所示，副线圈仅接入一个10Ω的电阻．则()图3－2【答案】D【解析】原线圈中电压的有效值是220V，由匝数比知副线圈中电压为100V，流过电阻的电流是10A，故输入功率为1×103W；与电阻并联的电压表的示数是100V；经过1分钟电阻发出的热量是6×104J．故只有D正确．A．流过电阻的电流是20AB．与电阻并联的电压表的示数是1002VC．经过1分钟电阻发出的热量是6×103JD．变压器的输入功率是1×103W4．如图3－3所示为一理想变压器，S为单刀双掷开关，T为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流，则()图3－3A．保持U1及T的位置不变，S由a合到b时，I1将增大B．保持U1及T的位置不变，S由b合到a时，R消耗的功率将减小C．保持U1不变，S合在a处，使T上滑，I1将增大D．保持T的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大【答案】ABD【解析】S由a合到b时，n1减小，由U1U2＝n1n2可知U2增大，P2＝U22R随之增大，而P1＝P2，又P1＝I1U1，从而I1增大．选项A正确；S由b合到a时，与上述情况相反，P2将减小，选项B正确；T上滑时，电阻值增大，P2＝U22R减小，又P1＝P2，P1＝I1U1，从而I1减小，选项C错误；U1增大，由U1U2＝n1n2，可知U2增大，I2＝U2R随之增大；由I1I2＝n2n1可知I1也增大，选项D正确．5．如图3－4所示，闭合线框的质量可忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3s时间拉出，通过导线截面的电荷量为q1，第二次用0.9s时间拉出，通过导线截面的电荷量为q2，则q1∶q2＝________.图3－4【解析】本题中尽管两次拉线框的时间不同，速度不同，但两次磁通量的变化相同，即ΔΦ1＝ΔΦ2，根据q＝ΔΦRΔt·Δt＝ΔΦR可知，电荷量与拉出的时间无关，故q1∶q2＝1∶1.【答案】1∶1