新教材2024年秋高中物理第3章交变电流主题提升课2电磁感应及其应用教师用书含答案新人教版选择性必修第二册

主题提升课2电磁感应及其应用主题一感应电流的产生探究影响感应电流方向的因素，理解楞次定律。【典例1】如图所示，两条相互平行的导线M、N中通有大小相等、方向相同的电流，导线框abcd和两条导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向自右向左在两导线间匀速移动，则在移动过程中，线框中的感应电流的方向为()A．先顺时针后逆时针 B．先逆时针后顺时针C．始终是逆时针 D．始终是顺时针C[M、N之间的磁场是两导线产生的磁场的叠加，可以以M、N两导线之间的中心线OO′为界，如图在OO′右边合磁场的方向垂直于纸面对外，在OO′左边合磁场的方向垂直于纸面对里。线框从右向左移动到关于OO′对称的位置以前，垂直于纸面对外穿过线框的磁通量减小；移动到关于OO′对称的位置时磁通量为零；越过关于OO′对称的位置向左移动时，垂直于纸面对里穿过线框的磁通量增大。由楞次定律可以推断，感应电流的方向始终为逆时针，故C正确。]主题二电磁感应现象及其应用通过试验，理解法拉第电磁感应定律，了解自感现象和涡流现象，能举例说明在生产生活中的应用。【典例2】(多选)如图甲所示，面积S＝0.6m2的导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的磁感应强度B随时间t改变的关系如图乙所示(B向里为正方向)，以下说法正确的是()A．第1s内，导线框中产生顺时针方向的感应电流B．第2s内，导线框中产生逆时针方向的感应电流C．第1s内，导线框中产生的感应电动势大小为1.2VD．第2s内，导线框中产生的感应电动势大小为0.6VAC[起先磁场垂直于纸面对里，由题图乙所示可知，磁感应强度减小，磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，故A正确；第2s内，磁场垂直于纸面对外，由题图乙所示可知，磁感应强度增大，磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，故B错误；由题意及题图中信息可得，感应电动势为E＝ΔΦΔ【典例3】电磁炉热效率高达90%，炉面无明火，无烟无废气，“火力”强劲，平安牢靠。如图是描述电磁炉工作原理的示意图，下列说法正确的是()A．当恒定电流通过线圈时，会产生恒定磁场，恒定磁场越强，电磁炉加热效果越好B．电磁炉通电线圈加沟通电后，在锅体产生涡流，进而发热工作C．在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉不能起到加热作用D．电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要缘由是这些材料的导热性能较差B[锅体中的涡流是由改变的磁场引起的，故所加电流必需是沟通，不能是直流，A错误；依据电磁炉的工作原理可知，电磁炉通电线圈加沟通电后，在锅体产生涡流，进而发热工作，B正确；在锅和电磁炉中间放一纸板，电磁炉仍能起到加热作用，C错误；电磁炉工作时金属锅体自身产生涡流而干脆发热，陶瓷锅或耐热玻璃锅属于绝缘材料，锅体不会产生涡流，D错误。]主题三交变电流通过试验，相识交变电流。能用公式和图像描述正弦交变电流。【典例4】一电阻R接到如图甲所示的正弦沟通电源上，两端电压的有效值为U1，消耗的电功率为P1；若该电阻接到如图乙所示的方波沟通电源上，两端电压的有效值为U2，消耗的电功率为P2。若甲、乙两图中的U0、T所表示的电压值、周期值是相同的，则下列说法正确的是()A．U1＝12U0 B．U2＝2UC．P1＝U022R D．P1∶C[电阻接到正弦沟通电源上，两端电压的有效值为U1＝2U02，功率P1＝U12R＝U022R，故A错误，C正确；电阻接到方波沟通电源上，设两端电压的有效值为U2，则有2U02R·T2+U主题四变压器通过试验，探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系。知道远距离输电时通常采纳高压输电的缘由。【典例5】(多选)(2024·广东茂名高二期末)如图所示的元件为可将220V降为11V的变压器，该变压器可视为志向变压器，有a、b、c、d四个引线，b、c引线明显比a、d引线粗。已知引线越粗能承载的电流越大，则下列说法正确的是()A．a、d端应接入220V交变电流B．该变压器可以用于直流电变压C．a、d端和b、c端线圈的匝数比为1∶20D．a、d端和b、c端电流大小之比为1∶20AD[依据输入功率和输出功率相等，依据P＝UI，接220V的线圈电流小，接11V的线圈电流大，b、c引线明显比a、d引线粗，已知引线越粗能承载的电流越大，b、c引线能承载的电流大，接11V的线圈，所以a、d端应接入220V交变电流，A正确；变压器工作原理是互感现象，不行以用于直流电变压，B错误；a、d端和b、c端线圈的匝数比n1n2＝U1U2＝22011＝201，C错误；依据I1U1＝I【典例6】某发电站的输出功率为1×104kW，输出电压为4kV，通过志向变压器升压后向80km远处供电。已知输电导线的电阻率ρ＝2.4×10-8Ω·m，导线横截面积S＝1.5×10-4m2，输电线路损失的功率为变压器输出功率的4%。求：(1)升压变压器的输出电压；(2)输电线路上的电压损失。[解析](1)输电线路的电阻R＝2ρlS设发电站的输出功率为P1，变压器的输出功率为P2，输电电流为I2，升压变压器的输出电压为U2，则P损＝P1×4%＝400kW ②P损＝I22P1＝P2 ④P2＝I2U2 ⑤由①②③④⑤得升压变压器的输出电压U2＝80kV。(2)输电线路上的电压损失U损＝I2R＝3200V。[答案](1)80kV(2)3200V主题五发电机与电动机了解发电机和电动机工作过程中的能量转化，相识电磁学在人类生活和社会发展中的作用。【典例7】位于磁场中的甲、乙两个矩形金属线框可绕各自的轴转动，两根导线将两个线框按如图所示方式连接。现用外力使甲线框沿顺时针方向转动。某时刻甲、乙线框恰处于如图所示的位置。设此时乙线框的ab边受到的安培力为F，则()A．F向上，乙线框表示电动机的工作原理B．F向上，乙线框表示发电机的工作原理C．F向下，乙线框表示电动机的工作原理D．F向下