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人教版高中物理选修3-2课件

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新人教版高中物理选修3-2课件 传感器的应用

新人教版高中物理选修3-2课件 传感器的应用
第 2 节 传感器的应用
[学习目标] 1．了解传感器在日常生活、生产中的作用。 2．理解传感器在电子秤、电熨斗、火灾报警器等日常 生活用品上的应用原理。
一、传感器应用的一般模式┄┄┄┄┄┄①
[说明] 传感器问题的分析思路 物理传感器是将所感受的物理量(如力、热、 光等)转换为便于测量的电学量的器件。可以把传 感器的应用过程分为三个步骤： (1)信息采集。 (2)信息加工、放大、传输。 (3)利用所获得的信息执行某种操作。
[典型例题] 例 2.(2017· 江苏高考 ) 某同学通过实验 制作一个简易的温控装置， 实验原理电路图 如图 1 所示， 继电器与热敏电阻 Rt、 滑动变 阻器 R 串联接在电源 E 两端，当继电器的 电流超过 15 mA 时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。 继电器的电阻约 20 Ω，热敏电阻的阻值 Rt 与温度 t 的关系如下 表所示。 t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 Rt/Ω 199.5 145.4 108.1 81.8 62.9 49.1
F1－F2＝ma1
F1－F2 14－6 可得 a1＝ m ＝ m/s2＝4 m/s2 2
a1 与 F1 同方向，即向前(向右)。 (2)a 传感器的读数恰为零， 即左侧弹簧的弹力 F1′＝ 0，因两弹簧相同，左侧弹簧伸长多少，右侧弹簧就缩短 多少，所以右侧弹簧的弹力变为 F2′＝20 N。 滑块所受合力产生加速度 a2，由牛顿第二定律得 F ＝F2′＝ma2 [答案] F2′ 可得 a2＝ m ＝10 m/s2，方向向左。 (1)4 m/s2 方向向右 (2)以方向向左、大小
1.生活中的传感器 (1)与温度控制相关的家用电器：电饭煲、电冰箱、微波炉、空 调、消毒碗柜等，都用到温度传感器。 (2)红外传感器：自动门、家电遥控器、生命探测器、非接触红 外测温仪以及防盗、防火报警器等。 (3)照相机中的光传感器和家用便携式电子秤的压力传感器等。 2．农业生产中的传感器 (1)湿度传感器：判断农田的水分蒸发情况，自动供水或停水。

人教版高中物理选修3-2 变压器 PPT课件

人教版高中物理选修3-2 变压器 PPT课件

其匝数用n2表示
（4）输入电压：U1; 输出电压：U2.
3.电路图中符号
n1
n2
铁芯与线圈互相绝缘 问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？
（不相通）
二、变压器的工作原理 ------互感现象
利用互感现象实现 了电能→磁场能→电 能转化。
∽ U1
n1 n2
原线圈
铁芯
U∽2
副线圈
思考：若给原线圈接直流电压U1，
目录
变压器的构造 变压器的工作原理 实验探究变压器的电压规律
实验探究变压器的电流规律
几种常用变压器 小结
例题
一、变压器的构造
1.示意图
2.构造： （1）闭合铁芯
原 线 圈 ~ U1
铁 芯
n1 n2
副
U2 ~线 圈
（绝缘硅钢片叠合而成） （2）原线圈（初级线圈）：
其匝数用n1表示 （3）副线圈（次级线圈）：
副线圈电压U2 ？
U2＝0
理想变压器
变压器工作时有能量损失，一般效率 可达90%。 没有能量损失的变压器叫做理想变压器。 这是物理学中又一种理想化模型。
P出= P入
三、实验探究理想变压器的变压规律
学生电源
n1
n2
V
U1 n1
U2 n2
n1=240 n2=120
匝
匝
n1=120 n2=240
匝
I1 U 2 n2 I 2 U1 n1
2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的
匝数成反比
I1 n2 I2 n1
（注：只有一个副线圈）
五、几种常用变压器 1.自耦变压器
P
自耦变压器的 原、副线圈共用 一个线圈

人教版高中物理选修3-2课件： 6.3 实验：传感器的应用 (共18张PPT)

人教版高中物理选修3-2课件： 6.3 实验：传感器的应用 (共18张PPT)
解：楼梯灯的声、光控开关，电视机的遥控器等都 使用了传感器。
实验1 光控开关 1、斯密特触发器：
课堂小结
符号： 特性：可以将连续变化的模拟信号转换成突变的数字信号。 电平：某个端点与“地”之间的电压。 2、光控开关 3、电磁继电器的工作原理 实验2 温度报警器
2、请你设计一个电热水器的控制方案。要求水烧开 时自动断电，而在水温低于沸点约10℃时又自动加热。 同时还要有手动开关，必要时可以在任何温度下立即 加热。
解：加热器用一个100度的KSD301的常闭型温度开 关控制，100度断开，90度接通，再加一个手动开 关即可。
3、调查研完:你的家庭、学校和附近的公共设范中，有哪些地方使用了 传感器?这些传感器各是什么类型的?各起了什么作用?它们为我们提供 了哪些方便?带来了哪些经济效益?写出一篇文拿，并且配图说明。加果 做成计算机的演示文稿就更好了。
R1 A RG
+5V
Y
R2
LED
应该把R1调大些。由电路可知，当RG较大时， 斯密特触发器输入端A为高电平，输出端Y为低电 平，发光二极管发光。只有把R1调得更大，才能使 得RG更大时出现上述现象，即当天更暗，RG更大 时，路灯才会点亮。
3、电磁继电器的工作原理
由于集成电路允许通过的电流较小，要用白炽 灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭另外的供电 电路。
当天色暗到一定程度时，
RG的阻值增大到一定值,斯密特触发器的输入端 A 的电压上升到某个值（1.6V）,输出端Y突然从高电平 跳到低电平，则发光二极管LED导通发光（相当于路 灯亮了），这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动 开启的目的。
要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调 大些还是调小些？为什么？

新人教版选修3-2高中物理第6章第3讲实验传感器的应用课件

新人教版选修3-2高中物理第6章第3讲实验传感器的应用课件

实验
传感器的应用
要求不发声 “非”门
(1) RT的阻值很大 P、X之间电压较大
(2) RT 阻值 减小
P、X 之间电 压降低
“非” 门输出 高电压
电铃 响起
(3) 若R较大，则RT两端的电压 不太高，外界温度不太高时， 就能使P、X之间电压降到低电 压输入，电铃就能发声．因此R 较大，反应较灵敏．
课堂讲义
课堂讲义
实验
传感器的应用
R1 的阻值使斯密 例2 温度报警器电路如图所示，常温下，调整________ 特触发器的输入端A处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过 减小 ， 蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻RT阻值________ 斯密特触发器的输入端A电势________ 升高 ，当达到某一值(高电平)时，其 输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声．R1的阻 值不同，则报警温度不同．
课堂讲义
针对训练2 如图所示，是一个火警 报警装置的逻辑电路图．RT是一个 热敏电阻，低温时电阻值很大，高 温时电阻值很小，R是一个阻值较小 的分压电阻． (1)要做到低温时电铃不响，火警时 产生高温，电铃响起，在图中虚线 处应接入怎样的元件？ (2)为什么温度高时电铃会被接通？ (3)为了提高该电路的灵敏度，即报 警温度调得稍低些，R的值应大一些 还是小一些？
实验
传感器的应用
三、自动控制电路的分析与设计 例3 如图所示，某小型电磁继电器，其中L为 含铁芯的线圈．P为可绕O点转动的铁片，K为 弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线 柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控 制的要求，其工作方式是( ) A．A与B接信号电压，C与D跟被控电路串联 B．A与B接信号电压，C与D跟被控电路并联 C．C与D接信号电压，A与B跟被控电路串联 D．C与D接信号电压，A与B跟被控电路并联 电磁继电器 接信号电压

人教版物理选修3-2 第4章第5节 电磁感应现象的两类情况

人教版物理选修3-2 第4章第5节 电磁感应现象的两类情况
30°
高中物理选修3-2课件
则金属棒 ab 接入回路的 bc 部分切割磁感线产生的 感应电动势为： E＝Bv0 bc ＝Bv20ttan30° 在回路 bOc 中，回路总感应电动势具体由导体 bc 部分产生，因此，回路内总的感应电动势为：E 总 ＝E＝ 3Bv20t/3.
高中物理选修3-2课件
核心要点突破
一、感生电动势 1．产生机理 如图4－5－1所示，当磁场变化时，产生的感生电 场的电场线是与磁场方向垂直的曲线．如果空间存 在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作 用下定向移动，而产生感应电流，或者说导体中产 生了感应电动势．
高中物理选修3-2课件
图4－5－1
高中物理选修3-2课件
【答案】 E＝ 33Bv20t
【规律总结】 由 E＝Blv 计算导体切割磁感线产 生的动生电动势问题，若 l 不变，当 v 是瞬时速度 时，可求 E 的瞬时值，当 v 是平均速度时，可求平 均感应电动势．若 l 变化，求瞬时值时，需用该时 刻的 l 及 v 代入；而求平均值通常由 E＝nΔΔΦt 求得．
图4－5－2
高中物理选修3-2课件
2．特点 (1)感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的. (2)感生电场的产生跟空间中是否存在闭合电路无 关. 3．方向判定 感生电场的方向根据闭合电路(或假想的闭合电路) 中感应电流的方向确定，即利用楞次定律判断.
高中物理选修3-2课件
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1．某空间出现了如图4－5－3所示的磁场，当磁感 应强度变化时，在垂直于磁场的方向上会产生感生 电场，有关磁感应强度的变化与感生电场的方向关 系描述正确的是( )
【思路点拨】 回路中原磁场方向向下，且磁通 量增加，由楞次定律可以判知，感应电流的磁场 方向向上，根据安培定则可以判知，ab中的感应 电流的方向是a→b，由左手定则可知，ab所受安 培力的方向水平向左，从而向上拉起重物．

人教版高中物理选修3-2课件2.3探究电阻、电感和电容的作用

人教版高中物理选修3-2课件2.3探究电阻、电感和电容的作用
22
3.如图所示电路中，三盏电灯的亮度相同，如1变暗 灯L2变亮 灯L3亮度不变
23
4.如图所示，当交流电源的电压（有效值）U＝220V、频率 f＝50Hz时，三只灯A、B、C的亮度相同（L无直流电阻）。
（1）将交流电源的频率变为f＝100Hz，则 （）AC
5
观察 ：
如图甲、乙所示实验，当电键接通直流电流和交流电流时， 会不会有什么不同？
A1
A2
6
现象 ： 电键扳向交流电源后，A2立刻亮，A1缓慢亮，因为线圈会 阻碍A1电流的变化 为什么会有阻碍电流变化的现象呢？ 因为电感线圈会产生一个阻碍导体中原电流变化的自感 电动势 今天，我们就来研究电阻器、电感器和电容器对交变电 流的影响。
27
7
一、电阻器对交变电流的影响
电阻能让直流通过，但对直流有阻碍作用，那么电阻对 交流的作用又如何呢？ 实验1 ： 图中A、B是规格相同的两个灯
B
泡观察并思考： 当电路开关S扳向交流电源时，两 只灯泡的亮度是否相同？ 当将开关S分别扳向直流电源和交流电源时，比较两种情况 下两只灯泡的亮度有无变化？这又说明什么问题？ 实验和理论分析都证明，电阻对交流电的障碍作用跟对直 流电的阻碍作用相同
21
后级输入 前级输出
2.在电子技术中，从某一装置输出的 交流常常既有高频成分，又有低频成 分。如果只需要把低频成分输送到下 一级装置，只要在下一级电路的输入 端并联一个电容器就可以达到目的 （如右图）。具有这种用途的电容器 叫做高频旁路电容器。请说明它的工 作原理。
解析：电容器对高频成分的容抗小，对低频成分的容抗大， 如图这样连接，高频成分就通过“旁路”的电容器，而低 频成分输送到下一级装置。
高中物理课件

人教版高中物理选修3-2课件传感器的应用一

人教版高中物理选修3-2课件传感器的应用一
（磁学量） （电学量）
学习目标
知识与技能： 1、了解力传感器应用的一般模式。 2、了解声传感器在电子秤、话筒、电熨斗上的应用。 过程与方法： 通过实验或演示实验，了解传感器在生产、生活中 的应用，拓展学生的设计思路。 情感、态度、价值观： 在了解传感器原理及应用时，知道已学知识在生活、 生产、科技社会中的价值，感受传感技术给人类生活带 来的便利。
巩固提高
力传感器的应用
【例1】用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上 做匀加速直线运动的加速度．该装置是在矩形箱子的前、 后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器．用两根 相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块可无摩擦滑动， 两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直 接从传感器的液晶显示屏上读出．现将装置沿运动方向固 定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后．汽车静止时， 传感器a、b在的示数均为10 N(取g=10 m／s2) （1）若传感器a的示数为 14 N、b的示数为6.0 N，求此 时汽车的加速度大小和方向． （2）当汽车以怎样的加速度运动时， 传感器a的示数为零．
传感器应用的一般模式
一、力传感器的应用——电子秤
一、力传感器的应用——电子秤
1.电子秤使用的测力装置是什么? 它是由什么元件组成的? 装置:力传感器 元件:金属梁和应变片
2.简述力传感器的工作原理.
U1 U2
金属梁
两个应变片的形变引起电阻变化 致使两个应变片的电压差变化
一、力传感器的应用——电子秤
二、声传感器的应用——话筒
二、声传感器的应用——话筒
阅读教材56页有关内容，思考并回答: （1）话筒的作用是什么？ （ 2 ）说明动圈式话筒的工作原理和工作 过程。 （ 3 ）说明电容式话筒的工作原理和工作 过程。这种话筒的优点是什么？ （ 4 ）驻极体话筒的工作原理是什么？有 何优点？

人教版高中物理选修3-2 电能的输送 PPT课件

人教版高中物理选修3-2 电能的输送 PPT课件

解：1、由P=UI 得I=P/U
当U1=5KV时，I1=200A；当U2=50KV时， I2=20A 2、由P损=I2R线， 当U=5KV时， P损1=（200）2×10=400KW 当U=50KV时， P损2=（20）2×10=4KW
思考：若输电电压提高100倍，则输送过程中损失的 功率变为原来的多少倍？ 1/10000 我国远距离输电采用110KV、220KV、330KV的电压， 少数线路已经采用550KV 思考：是不是输电电压越高越好？为什么？ 不是。电压过高，会增加绝缘有困难，因而架线的费 用增加，输电线路还容易向大气放电，增加电能的损 失。要综合考虑，选择合适的输电电压。 说明：一般大型发电机组发电电压是10KV左右，要先 升到110KV、220KV、330KV或550KV后经高压架空线送 出。到了用电区，又要遂级把电压降下来。
2 .简单输送电路的计算和步骤
画出供电图
以变压器铁心为界线分出各个回路,各回路可
独立运用欧姆定律分析. 各回路间通过线圈匝数比与电压比和电流比的 关系,总功率不变等联系.
达标练习
1．发电厂电机的输出电压为U1,发电厂至学校 的的输电导线总电阻为R通过导线的电流为I, 学校得到的电压为U2，则输电导线上损耗的 功率可表示为： A．U12/R B．(U1-U2)2/R C ．I 2R D．(U1-U2)I
火力发电站
风力发电站
水利发电站
大亚湾核电站
秦山核电站
三峡水电站
新疆风力发电
而用电的地方却分布很广:
电 能 的 输 送 示 意 图
一、电能的输送
1、面临的问题 电流流过输电导线时，由于电流的热效应， 必然有一部分电能转化成热而损失掉。 2、发热损失电能的计算：P损=I2R 3、减小输电线上电能损失的办法： 由热功率计算公式可看出 （1）减小输电线的电阻 （2）减小输送的电流

(人教版)高中物理选修3-2全部课件

(人教版)高中物理选修3-2全部课件

B变、S不变
的
四
种
B和S都变
情
况 B和S大小都不变，
但二者之间的夹角变
例：闭合电路的一部分导 体切割磁感线时 例：线圈与磁体之间发生 相对运动时 注意：此时可由ΔΦ＝Φt －Φ0计算并判断磁通量是 否变化
例：线圈在磁场中转动时
2021/12/24
如图所示，将一个矩形线圈ABCD放入匀强磁场中，
若线圈平面平行于磁感线，则下列运动中，哪些在线圈中会产
(人教版)高中物理选修3-2全部
2021/12/24
1. 2.划时代的发现 探究感应电流的产生条件
2021/12/24
2021/12/24
学 基础导学
2021/12/24
一、划时代的发现
1．奥斯特梦圆“电生磁” 1820年，丹麦物理学家__奥__斯__特___发现了电流的磁效应． 2．法拉第心系“磁生电” 1831年，英国物理学家________发现了电磁感应现象．
2021/12/24
如图所示，a、b、c三个环水平套在条形磁铁外面，
其中a和b两环大小相同，c环最大，a环位于N极处，b和c两环
位于条形磁铁中部．则穿过三个环的磁通量的大小是( )
A．c环最大，a与b环相同
B．三个环相同
C．b环比c环大
D．a环与c环相同
2021/12/24
解析： 条形磁铁磁场的磁感线分布特点是： (1)外部磁感线两端密，中间疏； (2)磁铁内、外磁感线的条数相等．据以上两点知：a、b、 c三个环中磁场方向都向上．考虑到磁铁外部磁场的不同，a外 部磁场强于b外部磁场，故b环的磁通量大于a环的磁通量，外 部c的磁通量大于b的磁通量，内部磁通量相等，故合磁通量b 大于c.其中a、c两个环所在处磁感线的分布特点不同，所以穿 过两个环的磁通量不一定相同，C正确，A、B、D错． 答案： C

人教新课标高中物理选修3-2 5.3电感和电容对交变电流的影响课件(49张ppt)

人教新课标高中物理选修3-2 5.3电感和电容对交变电流的影响课件(49张ppt)

• 一、电感对交变电流的阻碍作用的成因分析 • 1．电感对交变电流的阻碍作用的成因 • 通过线圈的电流大小和方向变化，都会引起通 过线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电动 势，这种现象就是自感现象．根据楞次定律， 自感电动势所引起的感应电流总是要使它产生 的磁场阻碍线圈内原有磁场的变化，所以自感 电动势对线圈中电流的变化有阻碍作用，这样 就形成了对交变电流的阻碍作用，电感对交变 电流阻碍作用的大小就称为感抗．
• 【针对训练】 3. 如图所示，把电阻、电感器、 电容器并联接到某一交流电源上，三个电流 表的示数相同．若保持电源电压不变，而将 频率加大，则三个电流表的示数I1、I2、I3的 大小关系怎样？
• 解析：在交流电路中，当频率增加时，容抗减 小，感抗增大，而电阻是与频率无关的，在电 路中电源的电动势最大值不变，所以当频率增 加时，A1读数不变，A2读数变小，A3读数变大， 所以I3＞I1＞I2. • 答案：见解析
• 误区：不会运用电感、电容对交变电流的阻碍 作用解决实际问题 • 【典型例题】 • 如图所示，“二分频”音箱内有两个不同口径 的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低 音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声 器．音箱要将扩音器送来的含有不同频率的混 合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应 的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原 比例还原成高、低频的机械振动．图为音箱的 电路简化图，高、低频混合电流由a、b端输入，
解析：由 μ＝220 2 sin 100 πt V，可得电源原来的频率为 ω 100π f＝ ＝ Hz＝50 Hz.当电源频率由原来的 50 Hz 增为 100 2π 2π Hz 时，线圈的感抗增大；在电压不变的情况下，电路中的电流 减小，选项 A 错误．灯泡的电阻 R 是一定的，电流减小时，实 际消耗的电功率(P＝I2R)减小，灯泡变暗，选项 C 正确，D 错 误．

人教版高中物理选修3-2 电磁感应规律的应用 PPT课件

人教版高中物理选修3-2 电磁感应规律的应用 PPT课件

感生电场是产生 感生电动势的原因.
理解巩固
在空间出现如图所示的闭合电场，电场线为一簇 闭合曲线，这可能是（ AD ） A．沿AB方向磁场在迅速减弱 A B. 沿AB方向磁场在迅速增强 C. 沿BA方向磁场在迅速减弱 D. 沿BA方向磁场在迅速增强
B
3、应用实例---电子感应加速器
电子感应加速器是用感生电场来加速电子 的一种设备。
动生电动势 特 点 原 因 非的 静来 电源 力 磁场不变，闭合电路的整 体或局部在磁场中运动导 致回路中磁通量变化
感生电动势 闭合回路的任何部分都不 动，空间磁场变化导致回 路中磁通量变化
由于S变化引起 回路中变化
非静电力是洛仑兹力的 分力，由洛仑兹力对运 动电荷作用而产生电动 势
由于B变化引起 回路中变化
变化磁场在它周围空间激发 感生电场，非静电力是感生 电场力，由感生电场力对电 荷做功而产生电动势
方 向
楞次定律或右手定则
楞次定律
巩固提高
如图,100匝线圈两端A,B与一个电压表相连.线圈内 有指向纸内方向磁场,线圈中的磁通量在按图乙所示 规律变化． (1) 电压表的读数应该等于多少？ (2) 请在线圈位置上标出感生电场的方向． (3) Ａ、Ｂ两端，哪端应该与电压表标＋号的接线柱 连接？
2
v
甲
乙
1
0
t/s
0.5 1.0
分析与解答: 1、导体中自由电荷(正电荷)具有水平方向 的速度，由左手定则可判断受到沿棒向上 的洛伦兹力作用，其合运动是斜向上的。
2、导体棒一直运动下去，自 由电荷是否也会沿着导体棒 一直运动下去?为什么?
分析与解答: 2、自由电荷不会一直运动下去. 因为C、D两端聚集电荷越来越 多，在CD棒间产生的电场越来 越强,当电场力等于洛伦兹力时, 自由电荷不再定向运动.

新人教版选修3-2高中物理第6章第2讲传感器的应用课件

新人教版选修3-2高中物理第6章第2讲传感器的应用课件
态． (2)在数控机床中的位移测量装置，就是利用高精度位移传感器进行位
移测量，从而实现对零部件的精密加工．
课堂讲义
例2 关于电子秤中应变式力传感器说法正确的是( A．应变片是由导体材料制成
传感器的应用
)
B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大，反之变小
C．传感器输出的是应变片上的电压 D．外力越大，输出的电压差值也越大
课堂讲义
传感器的应用
针对训练1
为解决楼道的照明，在楼道内安装
一个传感器与电灯的控制电路相接．当楼道内
有走动而发出声响时，电灯即与电源接通而发
声控 传感器，它输入的 光，这种传感器为________
声音 信号，经传感器转换后，输出的是 是________ 电 ________ 信号．
课堂讲义
二、常见传感器的应用实例
下列说法中正确的是( )
A．0～t1时间内，升降机一定匀速运动
B．0～t1时间内，升降机可能减速上升
C．t1～t2时间内，升降机可能匀速上升 D．t1～t2时间内，升降机可能匀加速上升
压力在增大
加速度变化
对点练习
传感器的应用
温度传感器的应用
2．传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，
空调机在室例1 下列说法中不正确的是( )
传感器的应用
A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为 声信号 B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片 C．电子秤所使用的测力装置是力传感器
D．热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量
话筒是声传感器，能将声音信号转换成电信号，故A错
F=400 N 时，由 F＝kΔx，则 Δx＝4 cm，
U RaP＝20 Ω，RPb＝5 Ω，则 I＝ ＝0.3 A R0＋RPb

人教版高中物理选修3-2 探究电磁感应产生的条件 PPT课件

人教版高中物理选修3-2 探究电磁感应产生的条件 PPT课件
人教版高中物理选修3-2第四章
§2 探究电磁感应的产生条件
知识回顾
1831年法拉第发现了由磁 场产生电流的现象，我们称 为电磁感应现象。 由电磁感应现象产生的电 流，叫做感应电流。
物理学史 法拉第是英国物理学家。 1820年奥斯特发现电流的 磁效应之后，法拉第于 1821年提出“由磁产生电” 的大胆设想，并开始了十 年艰苦的探索。 在这十年 中，他失败了，再探索， 再失败，再探索 ．．．终 于于1831年8月发现了电 磁感应现象，开辟了人类 电气化时代。
巩固练习
2在一长直导线中通以恒定电流时，套在长直导 线上的闭合线环（环面与导线垂直，长直导线通 过环的中心），当发生以下变化时，肯定能产生 C） A．保持电流不变，使导线环上下移动 B．保持导线环不变，使长直导线中的电流增大 或减小 C．保持电流不变，使导线在竖直平面内顺时针 （或逆时针）转动 D．保持电流不变，环在与导线垂直的水平面内 左右水平移动
实验探究
3.模仿法拉第的实验
结论：线圈A中的电流发生改变时， 线圈B中产生感应电流
分析论证 A 中 电 流 增 强 A 中 电 流 减 弱
磁场变弱
结论：闭合线圈里的磁场发生改变时， 会产生感应电流
分析论证
B
穿过闭合回路的磁场强弱没有变化，但回 路包围的面积发生了变化。 结论:电磁感应的产生既与回路磁场强弱的 变化有关，也与回路包围的面积变化有关。
课堂小结 一、电磁感应的产生条件： 1、利用磁场产生电流的现象叫电磁感应， 产生的电流叫感应电流。 2、实验探究 3、结论：无论用什么方法，只要使闭合电 路的磁通量发生变化，闭合电流中就会 有感应电流产生 二、物理探究的一般程序： 猜想→实验验证→分析论证→得出结论 →推广应用

互感和自感— 人教版高中物理选修3-2课件

互感和自感— 人教版高中物理选修3-2课件

自感系数
知道自感电动势的表达式 知道自感系数的单位 知道自感系数的决定因素 知道磁场能 知道磁场能的决定因素
自感电动势是感应电动势，它是由自身电流变化产生的，它和电流变化 有什么关系呢？
由法拉第电磁感应定律可知感应电动势
而磁通量与磁感应强度B成正比，又因为在电流磁场中任意一点的磁感 应强度与电流成正比，所以穿过线圈的磁通量与电流成正比，则
互感： 当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。
互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势。
如图，断开或闭合开关瞬间，CD中会有感应电流吗？这是互感吗？
互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈 之间,且可发生于任何两个相互靠近的电路之间
利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈 因此在电工技术和电子技术中有广泛的应用 如：变压器
①当 灭当
时,会闪一下,再逐渐熄 时,不会闪,逐渐熄灭
②原来的 和 哪一个大，要由L 的直流电阻 与A的电阻 的大 小来决定
通电或断电瞬间，除线圈外，电路的其它部分是否存在自感现象？
当电路中的电流发生变化时，电路中每一个组成部分，甚至连导线，都 会产生自感电动势去阻碍电流的变化，只不过是线圈中产生的自感电动 势比较大，其它部分产生的自感电动势非常小而已
章
Part Two
要点解析
节
在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流 变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？
滑动变阻器P滑动时：线圈2中是否有感应电流？
线圈 处在线圈 的磁场中
P滑动
线圈 的磁场变化
线圈 的磁通量变化
产生感应电流
产生感应电动势
互感
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第四章
电磁感应
第一节 划时代的发现
自主学习--奥斯特梦圆“电生磁”
（1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在 这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？ （2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败 是怎样做的？ （3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过 的知识如何解释？ （4）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。
进一步地思考和探索：
铁芯
铁芯和线圈A是产生这一效应的必要条 件吗？
1831年11月24日，法拉第向皇家学会提 交了一个报告，把这种现象定名为电磁感应， 产生的电流叫做感应电流。“磁生电”是一 种在变化、运动的过程中才能出现的效应。 五种类型可以引起感应电流：变化的电 流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的 磁铁、在磁场中运动的导体。 有规律吗？
问题： “闭合电路的一部分导体切割磁感 线”是不是产生感应电流的必要条 件呢？
若：产生感应电流的必要条件是“闭合电 对运动。 即：磁场和导体相对静止的话，导体 就不切割磁感线，导体中就没有感 应电流产生。
是这样吗？
实验设计：
1、实验目的：使用不切割磁感线的方法产生 感应电流 2、实验器材：电源、电键、电流表、滑动变 阻器、大线圈、小线圈、导线
三品：创造性的思维 为什么以往的实验都失败了？
法拉第敢于突破，终于有了划时代的发现！
1831年10月28日 法拉第的创新：
圆盘发电机，首先向 人类揭开了机械能转化 为电能的序幕。
法拉第提出了“电场”、“磁场”和“力 线”的概念。暗示了电磁波存在的可能性， 并预言了光可能是一种电磁振动的传播 。
结论：产生感应电流的原因可能与磁场的 变化有关，与导体是否切割磁感线无关
小结：
实验一、导体切割磁感线 实质：改变了闭合电路在磁场中的面积 实验二、磁铁插入或拔出 实质：改变了闭合电路中磁场的强弱 实验三、开关闭合或断开，滑动变阻器滑动 实质：改变了闭合电路中磁场的强弱
总结：产生感应电流的条件：与面积有关与磁场的强弱有关‥B,S‥联想到 φ=BS
3、实验电路图：
实验三：双螺线管实验
操作 开关闭合瞬间 开关闭合，滑动变阻器不动 开关闭合，滑动变阻器触片滑动 开关断开瞬间 表针的摆动情况 摆动 不摆动 摆动 摆动
实验结论：即使大线圈与小线圈无相对运动，导体 不切割磁感线，但当小线圈中电流变化时，大线圈 所在处的磁场变化，大线圈中就有电流产生。
实验结论：当导体棒左右运动时，切割磁感线，有 电流产生；导体棒上下平动时，不切割磁感线，没 有电流产生。
问题：是不是一定要导体去切割磁感线即 导体运动磁场不动才能产生感应电流呢？
思考： 1、科拉顿的这次尝 试中，在他插入和拔出 磁铁的过程中，线圈有 没切割磁感线？ 2、线圈中会不会产 生感应电流？
一品：信念 哲学家康德：各种自然现象之间是相 互联系和相互转化的。 实例：摩擦生热、蒸汽机
奥斯特实验：揭示了电流的磁效应
突破：电与磁是有联系的！
自主学习--法拉第心系“磁生电”
（1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？法拉第持 怎样的观点？ （2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是怎样做 的？ （3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？ （4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他 发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的？之后他又做了大 量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是什么？
实验2. 将空心螺线管接到电池的两极, 把一直
实验3. 将实验2中的直导线与电池两极相连, 螺线管
与电流计连接 。
导线引进螺线管, 直导线两端与电流计相连 。
实验4. 把两根导线互相缠绕着, 先把其中的一根的两
头接到电池上通电, 把另一根的两头接到电流计上。
1831年8月29日
电池组
开关
电流计
法拉第线圈：与160年后出现的现代变压器出 奇的相似，现已成为著名的科学文物。
第四章 电磁感应
第二节 探究电磁感应的产生条件
英国的物理学家法拉第经过 十年坚持不懈的努力，终于 取得了重大的突破，在1831年 8月29日发现了由磁场产生电 流的现象，这种现象后来被 称为电磁感应现象。由磁场 产生的电流叫做感应电流。 电磁感应现象是电磁学的重 大发现之一，对近代物理学 的发展有重大的意义。
实验二：把磁铁插入螺线管或从螺线管拔出
磁铁的运动情况 插入瞬间 拔出瞬间 停在线圈中
表针的摆动情况 摆动 摆动 不摆动
实验结论：磁铁插入和拔出的瞬间，螺线管中的每 一线圈都切割磁感线，有电流产生；磁铁停在螺线 管中时，没切割磁感线，无电流产生。
结论：无论是导体运动，还是磁场运 动，只要闭合电路的一部分导体切割 了磁感线，电路中就有电流产生
提出问题： “有电就有磁”，那么是不是“有磁 就有电 ”呢？
猜想一：有磁就有电 猜想二：有磁不一定有电
探究课题： 由磁场产生电流的条件是什么呢？
实验一：闭合电路的一部分导体做 切割磁感线的运动
实验一：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动
导体棒的运动情况 表针的摆动情况
左右运动
上下平动
摆动
不摆动
对称性的思考……
英国的法拉第认为： 电和磁是一对和谐对称的 自然现象。 依据：磁化和静电感应现象 猜想：磁铁应该可以感应 出电流！
信念：一定要转磁为电！
二品：科学的实验方法 1825年11月28日
实验1. 两根长4英寸长的导线平行放置, 用两张厚纸
将它们隔开, 先把其中的一根导线接到电池的两端通 电,再把另一根与电流计相连。
爱因斯坦对法拉第思想的评价：场的思想 是法拉第最富创造性的思想，是牛顿以来最 重要的发现。麦克斯韦正是继承和发展了场 的思想，为之找到了完美的数学表示形式从 而建立了电磁场理论。
自主学习－－科学漫步
1.你能从电磁感应现象发现的特例中总结科学发现或科学研究 的一般思路和方法吗? 2.从法拉第十年探索的艰难历程,你对法拉第的研究思想，研 究方法和精神，得到了什么体会和感想？ 3.法拉第出生贫寒，只读了两年小学，但最终成为伟大的科学 家，依靠的是什么？对此，你有何感谢？

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