高中物理人教版选修32同步基础 讲义.docx
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高中物理人教版选修32同步基础讲义
第1讲电磁感应现象和产生感应电流的条件
题一：
（1）如图所示，在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中，一带有开关的线框上有一金属棒，金属棒以速度v匀速向右运动，线圈上有一电流表，开关不闭合时，线圈会产生感应电流吗？
（2）如图所示，当开关闭合时，下面线圈会不会产生感应电流？
闭合之后，下面线圈会不会产生感应电流？
当开关断开时，下面线圈会不会产生感应电流？
（3）一铁芯上饶有两个线圈，一线圈上连接一滑动变阻器和电源，另一线圈连接一电流表，当滑动变阻器向下滑动时，连接电流表的线圈会不会产生感应电流？
当滑动变阻器向上滑动时，连接电流表的线圈会不会产生感应电流？
（4）一线框abcd从一通电导线左边运动到右边，线框abcd在移动的过程中，通过线框abcd的磁通量怎么变化？
是不是一直有感应电流？
题二：
如图所示，一条形磁铁外面有一线框，线框从位置1缩小到位置2，线框内会不会产生感应电流？
第2讲判断感应电流的方向、楞次定律
题一：
（1）如图所示，一通电导线周围有一线框abcd，通电导线的电流方向如图所示，当线框水平向右运动时，线框内的感生电流的方向是怎样的？
当线框水平向左运动时，线框内的感生电流的方向是怎样的？
（2）一线框内存在磁场，磁场方向如图所示，导轨在线框上水平向右移动，则感生电流的磁场方向是怎样？
第3讲产生感应电流的条件、判断感应电流习题课
金题精讲
题一：
一通电导线电流方向如图所示，在导线左边有一线框abcd，线框从通电导线左边以速度v匀速运动到右边，线框内的电流如何变化？
题二：
两根通电直导线，电流方向如图所示，一线框在图中位置，水平向右运动到如图虚线位置，线框内的电流方向如何变化？
题三：
一铁芯上绕两个线圈，电路如图所示，当滑动变阻器向上移动时，判断感生电流的方向。
题四：
天花板上吊一线圈，条形磁铁以速度v向右运动，线圈如何运动？
题五：
如图所示，线圈从位置1缩小到位置2，线圈产生的感生电流的方向是怎样的？
题六：
两根平行的光滑金属轨道上放两个金属棒，当磁铁向下运动时，回路中的电流是怎样的？
第4讲法拉第电磁感应定律
金题精讲
题一：
（1）两个线圈1、2的半径分别为r、2r，半径为r的圆内有均匀变化的磁场，磁场方向如图1所示，线圈1、2的感生电动势之比为多少？
电流强度之比是多少？
（2）一圆形闭合线圈内有一正方形线圈，如图2所示，圆的半径为r，两个线圈的粗细、电阻率都相同，圆线圈内有均匀的磁场，且随着时间均匀增加，矩形线圈内的电流为I1，圆形线圈内的电流为I2，电流强度之比I1：
I2是多少?
图1图2
题二：
一圆柱形铁芯上饶有线圈，且连接一电阻，电阻R为99Ω，线圈的电阻r为1Ω，如图1所示，线圈的匝数n为500，磁感线穿过线圈，磁感应强度B随时间均匀变化，图象如图2所示，线圈的横截面积S为20cm2，求电路的电流为多大，方向是什么？
图1图2
第5讲法拉第电磁感应定律的推广
金题精讲
题一：
（1）如图1所示，一半圆形的导体棒以速度v水平向右运动，磁感应强度为B，两平行杆之间的距离为L0，求产生的感生电动势。
（2）如图2所示，一导体棒以速度v（图2中黑线所示）水平向右运动，导体棒的长度为L，磁感应强度为B，两平行杆之间的距离为L0，求产生的感生电动势？
如果导体棒的运动方向如图2中红线所示，则产生的感应电动势是多少？
图1图2
题二：
一U形导体框架如图所示，一导体棒ab在导轨上向右以速度v运动，ab的长度为L，电阻为r，
（1）当开关断开时，Uab为多少？
（2）当开关闭合时，Uab为多少？
电阻的功率为多少？
经过t时间，电阻R生成的热和通过R的电量为多少？
（3）要使导体棒匀速运动，需要给导体棒一外力，经过t时间，拉力做功为多少？
电路生成的热为多少？
第6讲电磁感应定律习题分析
金题精讲
题一：
一磁场如图所示，磁场宽度为2L，磁感应强度为B，一边长为L的正方形线圈abcd以速度v匀速通过磁场，线圈电阻为R，要求画出Uab随时间t的关系图象。
题二：
一磁场如图所示，磁场宽度为2L，磁感应强度为B，一边长为L的等边直角三角形线圈以速度v匀速通过磁场，要求画出线圈中的电动势ε随时间t的关系图象。
第7讲电磁感应中的能量转化和守恒
此讲不提供讲义
第8讲电磁感应中的能量转化和守恒习题
（一）
金题精讲
题一：
一U形导体框架如图所示，其内的磁感应强度为B，一导体棒的质量为m，导体棒与框架光滑接触，导体棒在导轨上向右以速度v0运动，导体棒的长度为L，电阻为r，外电阻为R，当导体棒静止时，共产生多少电能？
这一过程中，电阻R上生成多少热？
题二：
一U形导体框架如图所示，其内的磁感应强度为B，一导体棒的质量为m，导体棒与框架光滑接触，对导体棒施加一恒力F，为导体棒在导轨上从静止向右运动，运动的距离为L0时，速度最大，导体棒的长度为L，电阻为r，外电阻为R，求
（1）最大速度vm为多大？
（2）运动过程中，产生的电能？
（3）运动过程中，R上产生的热为多少？
（4）导体棒达到最大速度后，又在恒力F的作用下运动的距离为x0，这一过程中生成多少电能？
R上产生的热为多少？
题三;一U形导体框架如图所示，其内的磁感应强度为B，一导体棒ab的质量为m，导体棒与框架光滑接触，导体棒的长度为L，电阻为r，外电阻为R，求
（1）最大速度vm为多大？
（2）下降高度为h时，达到最大速度，求这一过程R上生成的热为多少？
（3）导体棒达到最大速度后，导体棒继续向下运动的高度为h0，这一过程产生的电能？
R上生成的热为多少？
第9讲电磁感应中的能量转化和守恒习题
（二）
金题精讲
题一：
如图所示，一磁场区域磁感应强度为B，矩形线框边长为L1、L2，其电阻为R，用拉力F1、F2把线圈分别以速度v、2v匀速拽出磁场，求两次拽出的过程中，拉力的比值
=?
，拉力所做功的比值
=?
，产生的热之比
=?
，电阻的功率之比
=?
，通过导体横截面的电荷量之比
=?
题二：
如图所示，磁场为匀强磁场，磁感应强度为B，一边长为L的正方形线框abcd从距离磁场上边界h处自由下落，线框的质量为m，电阻为R，当ab刚进入磁场时，线框的速度为v，当ab刚出磁场时，线框的速度仍为v，
（1）求出v；
（2）计算线框从进入磁场到完全出磁场，线框产生的热Q热，安培力所做的功W安，生成的电能F电；
（3）求穿过磁场的最小速度是多少？
第10讲导体切割磁感线例题分析
金题精讲
题一：
如图所示，在北半球地磁场竖直分量向下，飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变。
由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。
设飞行员左方机翼末端处的电势为U1，右方机翼末端处的电势为U2（）
A、若从西往东飞，U1比U2高
B、若从东往西飞，U2比U1高
C、若从南往北飞，U1比U2高
D、若从北往南飞，U2比U1高
题二：
如图所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距L=0.2m，电阻R=1Ω；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直。
杆及轨道的电阻均可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道向下。
现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图所示。
求杆的质量m和加速度a。
题三：
如图所示，一匀强磁场区域，磁感应强度为B，一金属杆oa在磁场中以O点为中心做匀速圆周运动，角速度为ω，oa端的电势差为多少？
如果在外面加一导线环且与oa接触，导线环下端用电刷连接一电阻为R的用电器，金属杆oa的电阻为r，导线环电阻不计，求通过电阻的电流为多大？
第11讲自感现象
金题精讲
题一:
如图所示，稳定电流为1A，自感系数为10mH，当电路断开时，变化时间为0.001s，产生的自感电动势为多少？
题二:
如图所示，稳定电流为1A，自感系数为1H，当电路断开时，变化时间为0.001s，产生的自感电动势为多少？
第12讲自感现象的应用日光灯的原理
金题精讲
题一：
如图所示，线圈的直流电阻为0，自感系数为L，三个灯泡的电阻相同，当开关闭合时，会发生什么现象？
当开关断开时，会发生什么现象？
题二：
如图所示，线圈的直流电阻为R，自感系数为L，两个灯泡的电阻相同，电阻为R，电路中的电阻R3为R，当开关闭合时，会发生什么现象？
当开关断开时，会发生什么现象？
第13讲电磁感应全章小结
此讲不提供讲义
第14讲交变电流的产生
此讲不提供讲义
第15讲表征交变电流的物理量
金题精讲
题一：
如图所示，磁感应强度为B，一矩形线框绕着中心轴OO′以角速度ω匀速转动，线框内阻不计，线框匝数为n，线框从图示位置逆时针转动，
（1）求线框产生的瞬时电动势e的表达式；
（2）如果产生的交流电的最大电动势为311V，电路中灯泡两端的电压最大值、有效值分别为多少？
题二：
如图1为电流随时间变化的图象，求电流的有效值。
如图2为电压随时间变化的图象，求电压的有效值。
图1图2
题三：
如图为电流随时间变化的图象，求电流的有效值。
第16讲交变电流的周期、频率例题分析
金题精讲
题一：
一正方形线圈，边长为L=0.1m，线圈转动的频率f=10Hz，磁感应强度为B=0.5T，线圈从图中所示位置开始转动，线圈内电阻r=1Ω，外电阻R=4Ω，线圈匝数n=100，
（1）瞬时电动势的表达式e；
（2）从中性面开始转动30°角时，瞬时电动势为多少？
（3）线框转动过程中，
max=?
（4）电压表的示数为多少？
（5）灯泡的功率为多少？
（6）线圈转一圈的过程中，外力所做的功？
（7）从中性面开始转动90°角时，通过灯泡的电量为多少？
第17讲电感、电容对交变电流的阻碍作用
金题精讲
题一：
如图所示，当开关接通时，三个相同的灯泡亮度相同，交流电的有效值为U有，频率为f，当交流电的频率增加时，三个灯泡的亮度会怎样变化？
当交流电的频率减小时，三个灯泡的亮度会怎样变化？
如果把交流电换成直流电时，三个灯泡的亮度会怎样变化？
第18讲变压器
此讲不提供讲义
第19讲涡流、变压器的铁损、电磁炉
金题精讲
题一：
如图所示，一理想变压器，输入电压U1为2200V的交流电，副线圈为民用电，其电压为220V，接有相同的灯泡，灯泡的电阻为220Ω，
（1）当一个开关闭合时，通过灯泡的电流为多少？
原线圈的电流为多少？
（2）当两个开关闭合时，副线圈的电流为多少？
原线圈的电流为多少？
第20讲变压器及其应用
金题精讲
题一;如图所示的理想变压器中，U1=3300V，U2=220V。
当K1、K2断开时，I1=0.1A。
求：
（1）K1、K2断开时，I2、R和n1：
n2的值。
（2）K1、K2闭合时，I1′和I2′的值。
（3）若U3=2V，求n1，n2的值。
题二；如图所示，n1:
n2:
n3=10:
5:
1，其中U1=220V。
已知通过R3的电流I3=2A，电阻R2=110Ω。
求：
（1）通过电阻R2的电流I2；
（2）通过原线圈的电流I1。
题三：
如图所示的理想变压器中，三个相同的灯泡均正常发光，求：
I1:
I2，n1:
n2，U1:
U2
题四
如图所示的理想变压器中，三个相同的灯泡均正常发光，求：
I1:
I2，n1:
n2，U1:
U2
第21讲电能的输送
此讲不提供讲义
第22讲变压器、电能的输送习题课
金题精讲
题一：
有一台内阻为1Ω的发电机，供给一所学校用电，升压变压器的匝数比为1:
4，降压变压器的匝数比为4:
1，输电线的总电阻是4Ω，全校共有22个教室，每个教室有“220V，40W”的灯6盏，要保证全部灯正常发光，则：
（1）发电机的输出功率为多大？
（2）发电机的电动势是多大？
（3）输电效率多大？
题二：
一水电发电机的输出功率P=5kW，输出电压为200V，输电线电阻12Ω，输电线损耗为输送功率的6%，用户所需的电压为220V。
（1）画出供电的电路示意图；
（2）计算升压变压器和降压变压器原副线圈的匝数比各是多少（变压器为理想变压器）。
第23讲几种常见变压器及典型例题分析
题一：
如图为一自耦变压器，U1为变压器原线圈两端电压，I1为原线圈中的电流，则（）
A．保持U1及P的位置不变，S由a闭合到b时，I1将增大
B．保持U1及P的位置不变，S由b闭合到a时，R消耗的功率减小
C．保持U1不变，S合在a处，使P上滑，I1将增大
D．保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大
题二：
如图，n1=n2，升压变压器怎样接？
降压变压器怎样接？
U2=0怎样接？
第24讲交变电流全章小结
此讲不提供讲义
第25讲传感器
金题精讲
题一：
半导体热敏电阻作为温度传感器，是应用其_______随温度变化的特性。
光敏电阻的阻值随入射光强度的增加而_________。
题二：
如图为一种汽车油量表的示意图，它是一种液体传感器，当满油时，通过油量表的电流_________，油量降低时，通过油量表的电流变________。
讲义参考答案
第1讲电磁感应现象和产生感应电流的条件
金题精讲
题一：
（1）开关不闭合时，线圈不会产生感应电流
（2）当开关闭合时，下面线圈产生感应电流；闭合之后，下面线圈不会产生感应电流；当开关断开时，下面线圈产生感应电流。
（3）当滑动变阻器向下滑动时，连接电流表的线圈产生感应电流；当滑动变阻器向上滑动时，连接电流表的线圈产生感应电流。
（4）线框abcd在移动的过程中，通过线框abcd的磁通量先增加再减小，到中间磁通量为0，再增加再减小；此过程中，一直有感应电流。
题二：
线框从位置1缩小到位置2，线框内会产生感应电流。
第2讲判断感应电流的方向、楞次定律
金题精讲
题一：
（1）当线框水平向右运动时，线框内的感生电流的方向：
顺时针
当线框水平向左运动时，线框内的感生电流的方向：
逆时针
（2）逆时针
第3讲产生感应电流的条件、判断感应电流方向习题课
金题精讲
题一：
线框abcd的电流先顺时针，当线框到导线位置时，电流方向变为逆时针，当线框离开导线时，电流方向变为顺时针。
题二：
顺时针
题三：
从b到a
题四：
向右运动
题五：
逆时针
题六：
电流方向：
abcda
第4讲法拉第电磁感应定律
金题精讲
题一：
（1）ε1：
ε2=1:
1I1：
I2=2:
1
（2）I1：
I2=
题二：
感应电流的方向为：
从b到a．大小为0.1A
第5讲法拉第电磁感应定律的推广
金题精讲
题一：
（1）BL0v
（2）BL0v，BLv
题二：
（1）当开关断开时，Uab=BLv
（2）当开关闭合时，Uab=
，PR=
，QR=
t，q=
。
（3）WF=BILvt=
，Q=
第6讲电磁感应定律习题分析
金题精讲
题一：
题二：
第7讲电磁感应中的能量转化和守恒习题
此讲不提供讲义
第8讲电磁感应中的能量转化和守恒习题
（一）
金题精讲
题一：
产生的电能：
；生成的热：
。
题二：
（1）vm=
（2）FL0-
（3）
（4）Fx0，
题三：
（1）vm=
（2）
（3）mgh0，mgh0
第9讲电磁感应中的能量转化和守恒习题
（二）
金题精讲
题一：
=
，
=
，
=
，
=
，
=1
题二：
（1）
（2）Q热=W安=F电=2mgd．（3）vmin=
第10讲导体切割磁感线例题分析
金题精讲
题一：
AC题二：
a=100m/s2；m=0.01kg题三：
，
第11讲自感现象
金题精讲
题一：
10V题二：
1000V
第12讲自感现象的应用日光灯的原理
金题精讲
题一：
当开关闭合时，三个灯泡同时亮，灯泡R1比R2、R3更亮，R2、R3亮度相同；之后的灯泡R1亮度会变暗，直到被短路，灯泡R1熄灭，而灯泡R2、R3逐渐变亮；当开关断开时，灯泡R1会闪亮一下，再缓慢熄灭。
题二：
当开关闭合时，灯泡R2先亮，灯泡R1缓慢亮起来，当电路达到稳定时，两个灯泡的亮度相同；当开关断开时，两个灯泡都缓慢熄灭。
第13讲电磁感应全章小结
此讲不提供讲义
第14讲交变电流的产生
此讲不提供讲义
第15讲表征交变电流的物理量
金题精讲
题一：
（1）e=nBSωcosωt
（2）最大值：
311V；有效值：
220V
题二：
5A5V题三：
A
第16讲交变电流的周期、频率例题分析
金题精讲
题一：
（1）e=31.4sin62.8t；
（2）15.7V（3）0.314V（4）17.8V（5）79.2W
（6）9.86J（7）0.1C
第17讲电感、电容对交变电流的阻碍作用
金题精讲
题一：
当交流电的频率增加时，甲灯泡的亮度不变；乙灯泡的亮度变暗；丙灯泡的亮度变亮。
当交流电的频率减小时，甲灯泡的亮度不变；乙灯泡的亮度变亮；丙灯泡的亮度变暗。
如果把交流电换成直流电时，甲灯泡的亮度不变；乙灯泡的亮度变亮；丙灯泡不亮。
第18讲变压器
此讲不提供讲义
第19讲涡流、变压器的铁损、电磁炉
金题精讲
题一：
（1）1A0.1A
（2）2A0.2A
第20讲变压器及其应用
金题精讲
题一：
（1）K1、K2断开时，n1：
n2=15:
1，I2=1.5A，R=146.7Ω
（2）K1、K2闭合时，I2′=3.0A，I1′=0.2A
（3）n1=1650匝，n2=110匝
题二：
（1）I2=1A
（2）I1=0.7A题三：
I1:
I2=1:
2，n1:
n2=2:
1，U1:
U2=3:
1
题四：
I1:
I2=3:
2，n1:
n2=1:
1，U1:
U2=1:
1
第21讲电能的输送
此讲不提供讲义
第22讲变压器、电能的输送习题课
金题精讲
题一：
（1）5424W
（2）250V（3）97.3%
题二：
（1）
（2）升压变压器：
n1:
n2=1:
5；降压变压器：
n3:
n4=47:
11
第23讲几种常见变压器及典型例题分析
金题精讲
题一：
ABD
题二：
升压变压器的接法：
原线圈输入端为ab，副线圈gf连接，输出端为eh．
降压变压器的接法：
原线圈bc连接，输人端为ad，副线圈输处端为ef．
U2=0的接法：
原线圈bd连接，输入端为ac，副线圈输出端为右端的任意两点。
第24讲交变电流全章小结
此讲不提供讲义
第25讲传感器
金题精讲
题一：
电阻值减小
题二：
增大减小
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