高中物理选修3-2知识点汇总
人教版高中物理选修3-2知识点整理及重点题型梳理] 互感和自感、涡流
人教版高中物理选修3-2知识点梳理重点题型(常考知识点)巩固练习互感和自感、涡流【学习目标】1、知道什么是互感现象和自感现象。
2、知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道它的单位及其大小的决定因素。
3、能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因。
4、知道涡流是如何产生的,知道涡流对人类有利和有害的两方面,以及如何利用涡流和防止涡流。
【要点梳理】要点一、互感现象两个线圈之间没有导线相连,但当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势,这种现象称为互感,产生的感应电动势叫互感电动势。
要点诠释:(1)互感现象是一种常见的电磁感应现象,它不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,而且可以发生于任何相互靠近的电路之间。
(2)互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路。
变压器就是利用互感现象制成的。
(3)在电子电路中,互感现象有时会影响电路的正常工作,应设法减小电路间的互感。
要点二、自感现象1.实验如图甲所示,首先闭合S 后调节R ,使12A A 、亮度相同,然后断开开关。
再次闭合S ,灯泡2A 立刻发光,而跟线圈L 串联的灯泡1A 却是逐渐亮起来的。
如图乙所示电路中,选择适当的灯泡A 和线圈L ,使灯泡A 的电阻大于线圈L 的直流电阻。
断开S 时,灯A 并非立即熄灭,而是闪亮一下再逐渐熄灭。
图甲实验叫通电自感。
在闭合开关S 的瞬间,通过线圈L 的电流发生变化而引起穿过线圈L 的磁通量发生变化,线圈L 中产生感应电动势,这个感应电动势阻碍线圈中电流的增大,通过灯泡1A 的电流只能逐渐增大,所以1A 只能逐渐变亮。
图乙实验叫断电自感。
断开S 的瞬间,通过线圈L 的电流减弱,穿过线圈的磁通量很快减小,线圈L 中出现感应电动势。
虽然电源断开,但由于线圈L 中有感应电动势,且和A 组成闭合电路,使线圈中的电流反向流过灯A ,并逐渐减弱由于L 的直流电阻小于灯A 的电阻,其原电流大于通过灯A 的原电流,故灯闪亮一下后才逐渐熄灭。
高中物理选修3-2:自感现象知识点总结
高中物理选修3-2:自感现象知识点总结理物高中考点/易错点1自感现象1、自感:由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象.2、自感电动势:由于自感现象而产生的电动势.3、自感电动势对电流的作用:电流增加时,感应电动势阻碍电流的增加;电流减小时,感应电动势阻碍电流的减小.4、实验与探究考点/易错点2自感系数1、物理意义:描述线圈本身特性的物理量,简称自感或电感.2、影响因素:线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯.线圈越粗、越长,匝数越多,其自感系数就越大;有铁芯时线圈的自感系数比没铁芯时大得多.3、单位:亨利,简称亨,符号是H.常用的较小单位有mH和μH.考点/易错点3日光灯1、主要组成:灯管、镇流器和启动器.2、灯管(1)工作原理:管中气体导电时发出紫外线,荧光粉受其照射时发出可见光.可见光的颜色由荧光粉的种类决定.(2)气体导电的特点:灯管两端的电压达到一定值时,气体才能导电;而要在灯管中维持一定大小的电流,所需的电压却低得多.3、镇流器的作用日光灯启动时:提供瞬时高压;日光灯启动后:降压限流.4、启动器(1)启动器的作用:自动开关.(2)启动器内电容器的作用:减小动、静触片断开时产生的火花,避免烧坏触点.考点/易错点4自感现象的理解1、对自感电动势的进一步理解(1)自感电动势产生的原因通过线圈的电流发生变化,导致穿过线圈的磁通量发生变化,因而在原线圈中产生感应电动势.(2)自感电动势的作用阻碍原电流的变化,而不是阻止,电流仍在变化,只是使原电流的变化时间变长,即总是起着推迟电流变化的作用.(3)自感电动势的方向当原电流增大时,自感电动势方向与原电流方向相反,电流减小时,自感电动势方向与原电流方向相同.2、自感现象的分析思路(1)明确通过自感线圈的电流怎样变化(是增大还是减小).(2)判断自感电动势方向.电流增强时(如通电),自感电动势方向与原电流方向相反;电流减小时(如断电),自感电动势方向与原电流方向相同.(3)分析电流变化情况,电流增强时(如通电),自感电动势方向与原电流方向相反,阻碍增加,电流逐渐增大.电流减小时(如断电),由于自感电动势方向与原电流方向相同,阻碍减小,线圈中电流方向不变,电流逐渐减小.特别提醒自感电动势阻碍原电流的变化,而不是阻止,电流仍在变化,只是使原电流的变化时间变长.考点/易错点5自感现象中灯泡亮度变化在处理通断电灯泡亮度变化问题时,不能一味套用结论,如通电时逐渐变亮,断电时逐渐变暗,或闪亮一下逐渐变暗.要具体问题具体分析,关键要搞清楚电路连接情况.自感现象的分析技巧在求解有关自感现象的问题时,必须弄清自感线圈的工作原理和特点,这样才能把握好切入点和分析顺序,从而得到正确答案.1.自感现象的原理当通过导体线圈中的电流变化时,其产生的磁场也随之发生变化.由法拉第电磁感应定律可知,导体自身会产生阻碍自身电流变化的自感电动势.2.自感现象的特点(1)自感电动势只是阻碍自身电流变化,但不能阻止.(2)自感电动势的大小跟自身电流变化的快慢有关.电流变化越快,自感电动势越大.(3)自感电动势阻碍自身电流变化的结果,会给其他电路元件的电流产生影响.①电流增大时,产生反电动势,阻碍电流增大,此时线圈相当于一个阻值很大的电阻;②电流减小时,产生与原电流同向的电动势,阻碍电流减小,此时线圈相当于电源.3.通电自感与断电自感自感现象中主要有两种情况:即通电自感与断电自感.在分析过程中,要注意:(1)通过自感线圈的电流不能发生突变,即通电过程中,电流是逐渐变大;断电过程中,电流是逐渐变小,此时线圈可等效为“电源”,该“电源”与其他电路元件形成回路.(2)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断在于对电流大小的分析,若断电后通过灯泡的电流比原来强,则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭.特别提醒线圈对变化电流的阻碍作用与对稳定电流的阻碍作用是不同的.对变化电流的阻碍作用是由自感现象引起的,它决定了要达到稳定值所需的时间;对稳定电流的阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的,决定了电流所能达到的稳定值.考点/易错点6日光灯的工作原理1、构造日光灯的电路如图所示,由日光灯管、镇流器、开关等组成.2、日光灯的启动当开关闭合时,电源把电压加在启动器的两极之间,使氖气放电而发出辉光,辉光产生的热量使U 形动触片膨胀伸长,从而接通电路,于是镇流器的线圈和灯管的灯丝中就有电流通过,电路接通后,启动器中的氖气停止放电,U形动触片冷却收缩,两个触片分开,电路自动断开,通过镇流器的电流迅速减小,会产生很高的自感电动势,方向与原来电压方向相同,形成瞬间高压加在灯管两端,使灯管中的气体开始导电,于是日光灯管就成了通路开始导电发光.3、日光灯正常工作时镇流器的作用由于日光灯使用的是交流电源,电流的大小和方向做周期性变化,当交流电的大小增大时,镇流器上的自感电动势阻碍原电流增大,自感电动势与原电压反向,当交流电减小时,镇流器上的自感电动势阻碍原电流的减小,自感电动势与原电压同向,可见镇流器的自感电动势总是阻碍电流的变化,镇流器起降压、限流的作用.四、课程小结1、自感现象●自感:由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象.●自感电动势:由于自感现象而产生的电动势.●自感电动势对电流的作用:电流增加时,感应电动势阻碍电流的增加;电流减小时,感应电动势阻碍电流的减小.2、自感系数●物理意义:描述线圈本身特性的物理量,简称自感或电感.●影响因素:线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯.线圈越粗、越长,匝数越多,其自感系数就越大;有铁芯时线圈的自感系数比没铁芯时大得多.●单位:亨利,简称亨,符号是H.常用的较小单位有mH和μH.1H=103mH1H=106μH一、自感现象的四个要点和三个状态要点一:电感线圈产生感应电动势的原因是通过线圈本身的电流变化引起穿过自身的磁通量变化。
高中物理选修3-2复习提纲
选修3-2知识点复习提纲一、电磁感应现象利用磁场产生电流的现象叫电磁感应,是1831年______________发现的。
1、产生感应电流的条件:(1)___________________ (2)______________________ 2、感应电动势:(1)概念:在电磁感应现象里产生的电动势叫感应电动势,产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
(2)规律:在电磁感应现象中,既然闭合回路中有电流,这个电路就一定有电动势,电路断开时,虽然没有感应电流,但电动势依然存在。
(3)感应电动势E 的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率的大小,而与线圈的大小、磁感应强度的大小没有必然联系,与电路的电阻无关;感应电流的大小与E 和回路总电阻R 有关。
(4)磁通量的变化率 ,是Φ-t 图象上某点切线的______________。
(5)磁通量发生变化的三种方式一是磁感应强度B 不变,垂直与磁场的回路面积发生变化,此时E=_____________ 二是垂直于磁场的回路面积S 不变,磁感应强度发生变化,此时E=_______________ 三是磁感应强度和线圈面积均不变,而是线圈绕平面内的某一轴转动即θ发生变化。
3、法拉第电磁感应定律(1)内容:_______________________________________________________________。
(2)公式:①______________②______________ 注意:①式普遍适用于求______感应电动势。
2)E 只与穿过电路的磁通量的变化率∆∆φ/t 有关, 而与磁通的产生、磁通的大小及变化方式、电路是否闭合、电路的结构与材料等因素无关。
严格区别磁通量Φ, 磁通量的变化量ΔΦ, 磁通量的变化率 , 磁通量φ=B S ·, 表示__________________________________ 磁通量的变化量∆φφφ=-21, 表示__________________________________ 磁通量的变化率 表示__________________________________②式通常用于导体切割磁感线时, 且导线与磁感线互相垂直(l ⊥B )。
(完整版)高中物理选修3-2知识点总结
高中物理选修3-2知识点总结第一章 电磁感应1.两个人物:a.法拉第:磁生电b.奥期特:电生磁2.产生条件:a.闭合电路b.磁通量发生变化 注意:①产生感应电动势的条件是只具备b②产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
③电源内部的电流从负极流向正极。
3.感应电流方向的叛定: (1).方法一:右手定则 (2).方法二:楞次定律:(理解四种阻碍) ①阻碍原磁通量的变化(增反减同) ②阻碍导体间的相对运动(来拒去留) ③阻碍原电流的变化(增反减同) ④面积有扩大与缩小的趋势(增缩减扩) 4. 感应电动势大小的计算: (1).法拉第电磁感应定律: a.内容:b.表达式:t n E ∆∆⋅=φ (2).计算感应电动势的公式 ①求平均值:t n E ∆∆⋅=φ_②求瞬时值:E=BLV (导线切割类) ③法拉第电机:ω221BL E =④闭合电路殴姆定律:)r (R I E +=感5.感应电流的计算: 平均电流:tr R r R E I ∆+∆=+=)(_φ 瞬时电流:rR BLVr R E I +=+=6.安培力计算: (1)平均值:tBLqt r )(R BL L I B F∆=∆+∆==φ__(2). 瞬时值:rR VL B BIL F +==227.通过的电荷量:rR q tI +∆=-=∆⋅φ注意:求电荷量只能用平均值,而不能用瞬时值。
8.互感:由于线圈A 中电流的变化,它产生的磁通量发生变化,磁通量的变化在线圈B 中 激发了感应电动势。
这种现象叫互感。
9.自感现象:(1)定义:是指由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。
(2)决定因素:线圈越长, 单位长度上的匝数越多, 截面积越大, 它的自感系数就越大。
另外, 有铁心的线圈的自感系数比没有铁心时要大得多。
(3)类型:通电自感和断电自感 (4)单位:亨利(H )、毫亨(mH ),微亨(μH )。
10.涡流及其应用(1)定义:变压器在工作时,除了在原、副线圈产生感应电动势外,变化的磁通量也会在铁芯中产生感应电流。
高中物理选修3-2知识点汇总
高中物理选修3-2知识点汇总高中物理选修3-2知识点汇总高中物理选修3-2主要涵盖了电磁学的内容,以电磁感应为核心,探究了电磁场的产生和作用。
本文将对选修3-2的内容进行汇总,重点介绍电磁感应、电磁波等重要知识点。
1. 电磁感应:电磁感应是指当导体中的磁通量发生变化时,导体中会产生感应电动势,导致产生感应电流。
电磁感应的重要性在于它是发电原理的基础,也是变压器和电动机等电器的工作原理。
- 导体中感应电动势的大小与导体中的磁通量变化率成正比,即U = -dΦ/dt,其中U为电动势,Φ为磁通量,t为时间。
- 感应电动势的方向由三个规律确定:法拉第电磁感应定律、楞次定律和楞次-菲阻抗定律。
2. 法拉第电磁感应定律:法拉第电磁感应定律规定了感应电动势的大小和方向。
- 当导体中的磁通量Φ发生变化时,电动势U将引起感应电流流动。
- 感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,方向由右手螺旋法确定。
3. 楞次定律:楞次定律是电磁感应的基本规律,主要包括两个方面的内容:- 感应电动势的方向总是使产生它的磁通量发生变化的原因趋于减弱。
- 通过改变线圈中的磁场大小或方向,可以实现电磁感应。
4. 楞次-菲阻抗定律:楞次-菲阻抗定律描述了感应电动势由于电流的存在而受到的阻碍。
- 线圈中的感应电动势会导致感应电流的产生,在电路中形成闭合回路。
- 感应电流会产生磁场,使感应电动势遭到阻碍,即电阻的作用。
5. 电感、自感和互感:电感是指通过导体形成的闭合线圈中,由于电流产生的磁场而导致的自感作用。
- 自感可以通过比例系数L来表示,L=dΦi/di,其中Φi为线圈的磁通量,i为线圈的电流。
- 互感是指两个线圈之间由于彼此磁场的相互作用而产生的感应。
6. 电磁场和电磁波:电磁场是由电荷或电流产生的磁场和电场相互作用而形成的。
- 磁场是由电流形成的,符号为B,单位为特斯拉(T);电场是由电荷形成的,符号为E,单位为牛顿/库仑(C/N)。
物理选修3-2知识点总结
物理选修3-2知识点总结物理选修3-2是高中物理的一门选修课程,主要涉及到光学和电磁学两个方向的内容。
在这门课程中,我们将学习有关光的传播和电磁波的性质,探索电磁波的产生和应用,以及了解光学和电磁学在现实生活中的重要性。
以下是物理选修3-2的知识点总结:1. 光的传播:- 光的直线传播和光的速度:光在真空和空气中以光速传播,光在不同介质中的传播速度与介质的折射率有关。
- 光线的属性:光线是直线的;光的传播遵循反射定律和折射定律。
- 光的波特性和粒子性:光既有波动性,也有粒子性;光的波长、频率和能量之间存在关系。
2. 光的折射和反射:- 光的反射定律:入射角等于反射角,光线在反射平面上反射。
- 光的折射定律:入射角、折射角和介质折射率之间存在一定关系,用斯涅尔定律来描述。
- 全反射现象:当光从光密介质射向光疏介质时,入射角大于一个临界角时,光将完全发生反射。
3. 透镜和成像:- 透镜的性质:凸透镜和凹透镜的特点和成像规律。
- 成像公式:通过透镜的物体和像的位置关系,可以得到成像公式。
- 光的色散现象:光在经过透镜等光学仪器时,不同波长的光经折射后出现分离现象,形成七彩光谱。
4. 光的干涉和衍射:- 光的干涉:光波的叠加所产生的干涉现象,分为等厚干涉和薄膜干涉。
- 光的衍射:光波在通过小孔或障碍物边缘时发生弯曲和扩散的现象。
- 干涉和衍射的应用:干涉现象在光学仪器和科学研究中有广泛应用,衍射现象在成像和光的分析中有重要作用。
5. 电磁波的性质和产生:- 电磁波的特点:电磁波由电场和磁场构成,横波传播。
- 电磁波的频率和波长:电磁波的频率和波长之间存在倒数关系。
- 电磁波的产生和传播:电磁波可以通过天线、振荡电路等装置产生,并以光速在空间中传播。
6. 电磁波的谱系和应用:- 电磁波谱:电磁波根据频率不同可分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同频率区间。
- 电磁波的应用:电磁波在通信、遥感、医学影像等领域有着广泛应用。
高中物理基础精编系列04:选修3-2(人教版)
备战“2014高考”物理复习资料系列之四高中物理基础精编著作权:李向军 说 明:⑴超纲:*号; ⑵重点:粗体、着重号.四、《选修3-2》知识与方法精编(四)电磁感应1.感应电流产生条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化.注意:有感应电流一定有感应电动势,有感应电动势不一定有感应电流(如电路断路、或电动势抵消).2.磁通量的理解和计算 ⑴定义:磁感应强度B 与垂直于磁场方向面积S 的乘积叫做穿过这个面的磁通量.......,BS =Φ.某截面磁通量可以理解为垂直穿过该截面的磁感线条数的多少.单位:韦伯(Wb ),211m T Wb ⋅=.⑵磁通量的计算方法1:找有效S方法2:分解Bαcos BS BS ==Φ有效αsin 1BS S B ==Φ⑶磁通改变量的计算:12Φ-Φ=∆Φ.)sin (cos αα+=∆ΦBS 012=Φ-Φ=∆Φ⑷注意事项 ①据αcos S B Φ=知,磁感应强度B 也称磁通密度. ②磁通量是对针对某一特定“面”的特征量,使用中应声明是哪个面的磁通量.③磁通量是有正负之分的标量.④注意:某截面的合磁通是指“正负抵消”后剩余的磁通量.⑤磁通变化率:ωαφφ∆=∆∆t. 3.电磁学的三种手型⑴安培定则(右手螺旋定则):电流产生磁场时,确定B 与I 的方向关系;两种用法:手握直导线和手握电流环.⑵左手定则:确定载流导体所受安F 、带电粒子所受洛f 的方向.⑶右手定则:确定导体切割磁感线产生电动势(动生电动势)的方向.4.感应电动势 ⑴两种电动势、三个公式感生电动势动生电动势产生 磁场变化产生 导体切割磁感线产生 计算tnE ∆∆=φ tnE ∆∆=φ 平动:BLv E = 转动:ω221BL E =例子 电磁炉 交流发电机⑵两个易错:辨别内、外电路,区分电动势、外压.[巧记]两种电动势,三个公式,两个易错.5.电磁感应现象的推理图此图理解要点——⑴研究对象:产生感应电流的回路,而不是原电流所在回路.⑵i '方向的决定:磁感应强度变化率tB∆∆的正负决定'i 方向;在t B -图象中,t B ∆∆就是图线斜率.⑶i '大小的决定:据R S t B n R E i 1'⋅⋅∆∆⋅==(R 为回路总电阻)可知,tB∆∆大小决定感应电流'i 大小. ⑷注意:各个物理定律的“管辖边界”,切不可“张冠李戴”.6.电磁感应回路(以导体杆切割磁感线为例) ⑴电源、负载:产生电动势的导体杆(导体框)为电源,安F 做负功把机械能转化为电能;负载(用电器)把电能转化为其他能量,如电阻把电能转化为光和热,或另一导体杆的安F 做正功把电能转化为机械能;对全电路而言,遵循能量守恒定律.⑵求电热Q 的三种方法①Rt I Q 2=,I 为恒定电流或交流电的电流有效值;②s F Q 安=(电热等于安培力负功大小);③用动能定理求解电热Q .⑶求电量q 的三种方法①Rn t R E t i q φ∆=∆⋅=∆=;②对导体杆运用动量定理可求电量q (0mv mv BqL t BIL I t -==∆⋅=安);③在t i -图象中,图线与横轴所围面积就是电量,可借鉴“油膜法测分子直径”实验中的“数格子”方法求解.[二级结论]求证:BLv E =简证:据t v L B S B ∆⋅⋅=∆⋅=∆Φ和tE ∆∆Φ=可得.[二级结论]求证:ω221BL E =简证:t ∆时间内扫过扇形面积L t L S ⋅∆⋅=∆ω21,故 221L B t S B t E ω=∆∆⋅=∆∆Φ=. 7. 正方形金属线框匀速穿越有界匀强磁场设线框边长L 、总电阻4/R ,磁场宽度d ,B v ⊥0.以L d =为例进行分析⑴i '、ac U 、安F 与0v 的关系 物理量穿越左边界穿越右边界感应电流i ' R BLv i 0=',逆时针 RBLv i 0=',顺时针ac U 041BLv U ac =,c a ϕϕ> 043BLv U ac =,c a ϕϕ>ac 边受安F 0Rv L B F 022=安,向左线框受安F R v L B F 022=安,向左 Rv L B F 022=安,向左⑵电P 、电W 、q 与0v 的关系①热功率:R v L B v F P 20220==安电,即20v P ∝电.②热量:R v L B W Q 032==电热,即0v W ∝电. ③电量:RBL v L R BLv It q 200=⋅==,q 与0v 无关. ⑶画电磁感应图象的错因分析 ①注意分段研究· 对匀强磁场而言,闭合金属线框只有在穿越其边界时才会产生感应电流、电热.· 对任何磁场而言,闭合金属线框完全处于磁场中时会产生电动势“抵消”,需注意合电动势表达.②要特别关注线框形状、线框位置变化、磁场边界形状对“有效切割长度”的影响.③求ac U 的注意事项 · 单边产生电动势E 时,E RR U ac ac ⋅=,R 为线框总电阻,要看清ac R 是ac 间电阻还是“abdc ”间的电阻;无论怎样,ac U 常是电路中的外电压.· 双边分别产生电动势E 和E '时,ac U 可据“电路中电势升降规律”求出,此法很少考查.· 注意ac U 正负的判断:若c a ϕϕ>则0>ac U ;若c a ϕϕ<,则0<ac U .⑷再次强调,要特别关注“过程分段、有效长度变化、电动势‘抵消’情况、ac U 正负”. ⑸思考:若L d 2=或2/L d =,则以上各物理量又该如何表达?它们的图象又该怎样画?若改为三角形线框、梯形线框、圆形线框则又当如何?*[二级结论]双杆问题在导轨双杆形成的电磁感应问题中,作为“电源”的导体杆所受安培力做负功,把机械能转化为电能;作为“负载”的导体杆所受安培力做正功,把电能转化为机械能.双杆在“力、能量、动量”三方面常有确定的关系:⑴若为水平光滑等宽导轨,则双杆所受安F 等大反向,二者遵循系统水平动量守恒;若为水平光滑不等宽导轨,则双杆所受安F 与轨宽成比例,遵循系统动量定理. ⑵系统遵循能量守恒定律.⑶无论是等宽轨道还是不等宽轨道,当双杆产生的电动势“抵消”时,系统就达到了稳定状态.⑷若为竖直导轨上的双杆,或导轨不光滑,或两杆所处的匀强磁场不同,则也可借鉴上面的分析方法.8.自感现象⑴自感:由于导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象.自感电动势只阻碍原电流的变化;自感电动势大小取决于原电流变化快慢(变化率)和线圈自感系数,而自感系数由线圈“长、粗、密、芯”决定.理想线圈只对变化电流产生自感阻碍作用;实际线圈对恒定电流只产生电阻阻碍作用,对变化电流则同时存在电阻、自感两种阻碍作用.矩形线框abcd ,平行转轴边长1L ,垂直转轴边长,匝数n ,转轴o o ',角速度ω,匀强磁场从中性面开始计时,经时间t 转过角度t ω,则△如图可知,U m =Hz 5.2;s rad /5πω=;表达式它加到Ω=2R 上,则特点:磁通量为最大;磁通变化率、感应电动势、感应电流、安培力矩均为零.⑵与中性面垂直的位置(B S //):线圈平面与磁感线平行的位置.线圈经过此位置时电流达到最特点:磁通量为零;磁通变化率、感应电流、安培力矩均为最大.3.交流电有效值的计算⑵有效值不同于平均值,它是2I 的平均值;有效值用于求电热,而平均值用于求电量.千万不能用有效值去求电量.即Rt I Q 2=热和Rn t I q φ∆=∆=电. ⑶有效值的两种求法①对于正(余)弦交流电,2最大值有效值=.②在一个周期内,据直流交流Q Q =求解(相同电阻、相同时间、相等热量).⑷特别提醒,除了电容器上标的耐压值以外,交流电表读数、保险丝熔断电流、机器铭牌上所标的值、求热功率所用的值,一般均是指交流电有效值.[物理常识]我国照明用电最大值为V 311,有效值为V 220(产热效果与V 220恒定直流相同);我国动力用电最大值V 537,有效值为V 380(产热效果与V 380恒定直流相同).△求该交流电的有效值(V U 253=).4.电感和电容对交变电流的阻碍作用 ⑴理解:在电路中,恒定电流只受到电阻阻碍;交变电流受到三种阻碍:电阻、感抗、容抗.⑵决定因素电阻:SLR ρ=;感抗:线圈自感系数越大、交流电频率越高,产生的感抗就越大;容抗:电容越大、交流电频率越低,产生的容抗就越大.⑶作用电感线圈:阻交流通直流;电容器:阻交流隔直流. ⑷电流信号筛选的两种类型 筛选直流和交流 筛选低频和高频 所用器件 低频扼流圈、隔直电容 高频扼流圈、高频旁路电容示例电路5.变压器⑴变压器是用来改变交变电压的装置. · 构造:原线圈(初级线圈)、副线圈(次级线圈)、铁芯.. · 原理:原线圈加交变电压,交变电流在铁芯中产生交变磁通,副线圈产生交变电动势.可见,电磁感应是变压器工作的基础.· 理想变压器:没有能量损失的变压器(理想模型). ⑵理想变压器的基本关系①电压关系:tn U n U ∆∆==φ2211;t∆∆φ为磁通变化率,也是单匝线圈产生的感应电动势.注意:原线圈输入电压决定副线圈输出电压. △原、副线圈的磁通变化率必然相等(√). ②功率关系: ++=332211I U I U I U . 注意:副线圈的输出功率决定原线圈的输入功率;副线圈输出电流决定原线圈输入电流大小.③电流关系:1221n n I I =(仅适用于一组副线圈).△变压器中,电流与线圈匝数成反比(×). ④频率关系:副原f f =(变压器“变压不变频”). ⑶注意①原线圈相当于“用电器”,把电能转化为磁场能;副线圈相当于“电源”,把磁场能转化为电能.②若原线圈与某灯泡串联后接电源,则1U U U +=灯电源.③负载是指用电器;空载指副线圈不接用电器的状态;负载增加会导致变压器输出功率增大;负载电阻增大会导致变压器输出功率减少.④在有关变压器的计算中,电动势、电压及电流都要使用有效值.6.常见变压器⑴升压变压器和降压变压器:高压线圈匝数多、电流小、导线细;低压线圈匝数少、电流大、导线粗.⑵自耦变压器:铁芯上只有一组线圈,线圈一部分为原、副线圈共用,例如,调压变压器.⑶互感器电压互感器 电流互感器 调压变压器⒋ 远距离送电⑴减小输电损失方法:据S LU P r I P ρ⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛==22输送输送线线损可知,高压输电方式可以有效减小输电损失.⑵远距离输电电路图(注意变压器匝数比的画法).⑶基本关系①电压关系(设线路损失电压为U ∆) 2211n U n U =,4433n U n U =,U U U ∆+=32,线线r I U =∆. ②功率关系(设线路损失电功率为P ∆)21P P =,43P P =,P P P ∆+=32,线线r I P 2=∆. ③电流关系121n n I I =线,344n n I I =线,线线r U U P U P I ∆===3322. ④输电效率:%100%1003214⨯=⨯=P PP P η.⑤注意:若单趟线路电阻为r ',则线路电阻为r r '=2线;在远距离输电回路中,电流大小线线r U I 2≠.(六)传感器1.传感器:把非电学量按照一定规律转化为电学量或电路通断的元件.3.传感器应用的一般模式⎪⎩⎪⎨⎧→⎩⎨⎧→计算机系统显示器执行机构执行机构电路转换放大传感器 注:显示器包括指针式电表、数字屏. 4.传感器应用的实例⑴电子秤:力传感器的应用. ⑵话筒:声传感器的应用.⑶电熨斗:温度传感器的应用. ⑷电饭煲:温度传感器的应用. ⑸测温仪:温度传感器的应用. ⑹鼠标器:光传感器的应用. ⑺火灾报警器:光传感器的应用. 5.传感器的应用实验 ⑴光控开关. ⑵温度报警器.⑶另:电磁继电器也要掌握其使用.。
(2021年整理)高中物理选修3-2知识点总结
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1.两个人物:a 。
________:磁生电b.________:电生磁 2.感应电流的产生条件:a.闭合电路 b.磁通量发生变化注意:①产生感应电动势的条件是只具备b②产生感应电动势的那部分导体相当于电源③电源内部的电流从负极流向正极3.感应电流方向的判定: (1)方法一:右手定则 (2)方法二:楞次定律:(理解四种阻碍) ①阻碍原磁通量的变化(增反减同) ②阻碍导体间的相对运动(来拒去留) ③阻碍原电流的变化(增反减同) ④面积有扩大与缩小的趋势(增缩减扩)4.感应电动势大小的计算: (1)法拉第电磁感应定律:A. 内容:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.B. 表达式:tnE ∆∆=φ (2)磁通量发生变化情况①B 不变,S 变,S B ∆=∆φ ②S 不变,B 变,BS ∆=∆φ ③B 和S 同时变,12φφφ-=∆ (3)计算感应电动势的公式①求平均值:tnE ∆∆=φ ②求瞬时值:BLv E =(导线切割类)③导体棒绕某端点旋转:ω221BL E =5.感应电流的计算:瞬时电流:总总R BLvR E I ==(瞬时切割) 6.安培力的计算:瞬时值:rR vL B BIL F +==227.通过截面的电荷量:rR n t I q +∆=∆=φ注意:求电荷量只能用平均值,而不能用瞬时值 8.自感:(1)定义:是指由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。
高中物理选修3-2公式总结
十一、恒定电流1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)}2.欧姆定律:I=U/R {I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)}3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω•m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U外{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W =Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率}9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)电阻关系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+电流关系I总=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+电压关系U总=U1+U2+U3+ U 总=U1=U2=U3功率分配P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+10.欧姆表测电阻(1)电路组成(2)测量原理两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得Ig=E/(r+Rg+Ro) 接入被测电阻Rx后通过电表的电流为Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx) 由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}、拨off挡。
高中物理 选修3-2 变压器 知识点及方法总结 题型分类总结 变压器电路分析
高中物理选修3-2变压器1、理想变压器(1)构造:如图所示,变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。
①原线圈:与交流电源连接的线圈,也叫初级线圈。
②副线圈:与负极连接的线圈,也叫次级线圈。
③闭合铁芯(2)原理:电流磁效应、电磁感应(3)基本公式①功率关系:P入=P出无论有几个副线圈在工作,变压器的输入功率总等于所有输出功率纸盒②电压关系:U1U2=n1n2即对同一变压器的任意两个线圈,都有电压和匝数成正比。
有多个副线圈时,U1n1=U2n2=U3n3③电流关系:只有一个副线圈时I1I2=n2n1由P入=P出及P=UI推出有多个副线圈时,U1I1=U2I2+U3I3+⋯+U n I n当原线圈中U1、I1代入有效值时,副线圈对应的U2、I2也是有效值,当原线圈中U1、I1为最大值或瞬时值时,副线圈中的U2、I2也对应最大值或瞬时值④原副线圈中通过每匝线圈的磁通量的变化率相等⑤原副线圈中电流变化规律一样,电流的周期频率一样(4)几种常用的变压器①自耦变压器-调压变压器如图是自耦变压器的示意图。
这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈。
如果把整个线圈作原线圈,副线圈只取线圈的一部分,就可以降低电压;如果把线圈的一部分作原线圈,整个线圈作副线圈,就可以升高电压。
调压变压器:就是一种自耦便要,它的构造如图所示。
线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上。
AB之间加上输入电压U1。
移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2。
②互感器{电压互感器:用来把高电压变成低电压电流互感器:用来把大电流变成低电流交流电压表和电流表都有一定的量度范围,不能直接测量高电压和大电流。
用变压器把高电压变成低电压,或者把大电流变成小电流,这个问题就可以解决了。
这种变压器叫做互感器。
a、电压互感器电压互感器用来把高电压变成低电压,它的原线圈并联在高电压电路中,副线圈接入交流电压表。
根据电压表测得的电压U2和铭牌上注明的变压比(U1U2),可以算出高压电路中的电压。
高中物理选修3-2知识点详细汇总
高中物理选修3-2知识点详细汇总电磁感应现象愣次定律一、电磁感应1.电磁感应现象只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中就有电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应。
产生的电流叫做感应电流.2.产生感应电流的条件:闭合回路中磁通量发生变化3. 磁通量变化的常见情况 (Φ改变的方式):①线圈所围面积发生变化,闭合电路中的部分导线做切割磁感线运动导致Φ变化;其实质也是B不变而S增大或减小②线圈在磁场中转动导致Φ变化。
线圈面积与磁感应强度二者之间夹角发生变化。
如匀强磁场中转动的矩形线圈就是典型。
③磁感应强度随时间(或位置)变化,磁感应强度是时间的函数;或闭合回路变化导致Φ变化(Φ改变的结果):磁通量改变的最直接的结果是产生感应电动势,若线圈或线框是闭合的.则在线圈或线框中产生感应电流,因此产生感应电流的条件就是:穿过闭合回路的磁通量发生变化.4.产生感应电动势的条件:成闭合回路,四指指向高电势.⑤“因电而动”用左手定则.“因动而电”用右手定则.⑥应用时要特别注意:四指指向是电源内部电流的方向(负→正).因而也是电势升高的方向;即:四指指向正极。
导体切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例,所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律的一个特例.用右手定则能判定的,一定也能用楞次定律判定,只是对导体在磁场中切割磁感线而产生感应电流方向的判定用右手定则更为简便.2.楞次定律(1)楞次定律(判断感应电流方向):感应电流具有这样的方向,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.(感应电流的) 磁场 (总是) 阻碍 (引起感应电流的磁通量的)变化原因产生结果;结果阻碍原因。
(定语) 主语 (状语) 谓语 (补语) 宾语(2)对“阻碍”的理解注意“阻碍”不是阻止,这里是阻而未止。
阻碍磁通量变化指:磁通量增加时,阻碍增加(感应电流的磁场和原磁场方向相反,起抵消作用);磁通量减少时,阻碍减少(感应电流的磁场和原磁场方向一致,起补偿作用),简称“增反减同”.(3)楞次定律另一种表达:感应电流的效果总是要阻碍..(.或反抗...).产生感应电流的原因. (F安方向就起到阻碍的效果作用)即由电磁感应现象而引起的一些受力、相对运动、磁场变化等都有阻碍原磁通量变化的趋势。
高中物理必修一、必修二、选修3-1与选修3-2知识点汇总
F = ma 。牛顿第二定律揭示了力的瞬时效应,定量描述了力与运动
(加速度 )
的关系。由定律可知,力与加速度是瞬时对应关系,即加速度与力是同时产生、同时变化、同时消失;力与加速
度具有因果关系。力是产生加速度的原因,加速度是力产生的结果。
(3) 牛顿第三定律:作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。牛顿第三定律揭示了 物体与物体间的相互作用规律。两个物体之间的作用力与反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失,一定是
高中物理必修一、必修二、选修 3-1 及选修 3-2 知识点汇总
1. 弹力
(1) 大小:只有弹簧中的弹力我们可以应用胡克定律
F = kx 计算,而支持力、压力、轻绳中的拉力、轻杆中
的弹力等必须根据题中的物理情境应用牛顿运动定律或平衡条件得出。
(2) 方向:压力和支持力的方向垂直于接触面指向被压或被支持的物体,若接触面是曲面,则弹力的作用线 一定垂直于曲面上过接触点的切线;轻绳中的弹力方向一定沿绳,指向轻绳收缩的方向;对轻杆,若一端由铰链
15. 牛顿三大定律
(1) 牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
牛顿第一定律揭示了运动和力的关系:力不是维持物体速度
(运动状态 )的原因,而是改变物体速度的原因。
(2) 牛顿第二定律:物体的加速度 与合外力的方向相同。数学表达式:
a 与物体所受的合外力 F 成正比,与物体的质量 m 成反比,加速度的方向
Fx= 0,∑ F y
(1) 合成法:对物体进行受力分析,并画出受力分析图。将所受的其中两个力应用平行四边形定则合成为一 个等效力,由平衡条件可知该等效力一定与第三个力大小相等方向相反。
高中物理选修3-2知识点总结75106
第四章 电磁感觉知识点总结 1.两个人物: a.法拉第:磁生电b.奥斯特:电生磁2.感觉电流的产生条件 :a.闭合电路b.磁通量发生变化注意:①产生感觉电动势的条件是只具备 b②产生感觉电动势的那部分导体相当于电源③电源内部的电流从负极流向正极3.感觉电流方向的判断:( 1)方法一:右手定章 ( 2)方法二:楞次定律:(理解四种阻挡)①阻挡原磁通量的变化(增反减同)②阻挡导体间的相对运动(来拒去留) ③阻挡原电流的变化(增反减同)④面积有扩大与减小的趋向(增减少扩) 4.感觉电动势大小的计算: ( 1)法拉第电磁感觉定律:A 、内容:闭合电路中感觉电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
刹时电流: E BLv IR 总 (刹时切割)R 总6.安培力的计算:刹时价: FBILB 2 L 2v R r7.经过截面的电荷量: qn I tR r注意:求电荷量只好用均匀值,而不可以用刹时价8.自感:( 1 )定义:是指因为导体自己的电流发生变化而产生的电磁感觉现象。
( 2)决定要素: 线圈越长,单位长度上的匝数越多,截面积越大,它的自感系数就越大。
此外,有铁芯的线圈自感系数比没有铁芯时大得多。
( 3)种类:通电自感和断电自感B 、表达式: Ent( 2)磁通量发生变化状况 ①B 不变, S 变, B S ②S 不变, B 变,BS③B 和 S 同时变, 21 ( 3)计算感觉电动势的公式①求均匀值: E nt②求刹时价:EBLv (导线切割类)③导体棒绕某端点旋转: E1 BL 225.感觉电流的计算:接通电源的瞬时,灯 断开开关的瞬时,灯泡 A 1 较慢地亮起来。
泡 A 渐渐变暗。
( 4)单位:亨利( H )、毫亨( mH)、微亨( H ) ( 5)涡流及其应用①定义:变压器在工作时,除了在原副线圈中产生感觉电动势外,变化的磁通量也会在哎铁芯中产生感觉电流。
一般来说, 只需空间里有变化的磁通量,此中的导体中就会产生感觉电流,我们把这类感觉电流叫做涡流②应用: a.电磁炉 b.金属探测器,飞机场火车站安全检查、扫雷、探矿第五章 交变电流知识点总结一、交变电流的产生 1、原理:电磁感觉2、两个特别地点的比较: 中性面:线圈平面与磁感线垂直的平面。
高中物理楞次定律人教版选修3-2
楞次定律新课标要求〔一〕知识与技能1.掌握楞次定律的内容,能运用楞次定律判断感应电流方向。
2.培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。
3.能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向4.掌握右手定那么,并理解右手定那么实际上为楞次定律的一种具体表现形式。
〔二〕过程与方法1.通过实践活动,观察得到的实验现象,再通过分析论证,归纳总结得出结论。
2.通过应用楞次定律判断感应电流的方向,培养学生应用物理规律解决实际问题的能力。
〔三〕情感、态度与价值观在本节课的学习中,同学们直接参与物理规律的发现过程,体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受,并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准〞这一辩证唯物主义观点。
教学重点1.楞次定律的获得及理解。
2.应用楞次定律判断感应电流的方向。
3.利用右手定那么判断导体切割磁感线时感应电流的方向。
教学难点楞次定律的理解及实际应用。
教学方法发现法,讲练结合法教学用具:干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导线。
教学过程〔一〕引入新课教师:[演示]按以下图将磁铁从线圈中插入和拔出,引导学生观察现象,提出:①为什么在线圈内有电流?②插入和拔出磁铁时,电流方向一样吗?为什么?③怎样才能判断感应电流的方向呢?本节我们就来学习感应电流方向的判断方法。
〔二〕进行新课1、楞次定律教师:让我们一起进行下面的实验。
〔利用CAI课件,屏幕上打出实验内容〕[实验目的]研究感应电流方向的判定规律。
[实验步骤]〔1〕按右图连接电路,闭合开关,记录下G中流入电流方向与电流表G中指针偏转方向的关系。
〔如电流从左接线柱流入,指针向右偏还是向左偏?〕〔2〕记下线圈绕向,将线圈和灵敏电流计构成通路。
〔3〕把条形磁铁N极〔或S极〕向下插入线圈中,并从线圈中拔出,每次记下电流表中指针偏转方向,然后根据步骤〔1〕结论,判定出感应电流方向,从而可确定感应电流的磁场方向。
根据实验结果,填表:磁铁运动情况N极下插N极上拔S极下插S极上拔磁铁产生磁场方向线圈磁通量变化感应电流磁场方向教师:N极向下插入线圈中,磁铁在线圈中产生的磁场方向如何?学生:磁铁在线圈中产生的磁场方向向下。
(完整版)高中物理选修3-2知识点清单(非常详细)
(完整版)高中物理必修3-2知识点清单(非常详细)第一章 电磁感应第二章 楞次定律和自感现象一、磁通量1.定义:在磁感应强度为B 的匀强磁场中,与磁场方向垂直的面积S 和B 的乘积. 2.公式:Φ=B ·S .3.单位:1 Wb =1_T ·m 2.4.标矢性:磁通量是标量,但有正、负. 二、电磁感应 1.电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有电流产生,这种现象称为电磁感应现象. 2.产生感应电流的条件(1)电路闭合;(2)磁通量变化. 3.能量转化发生电磁感应现象时,机械能或其他形式的能转化为电能.特别提醒:无论回路是否闭合,只要穿过线圈平面的磁通量发生变化,线圈中就有感应电动势产生.三、感应电流方向的判断 1.楞次定律(1)内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化. (2)适用情况:所有的电磁感应现象. 2.右手定则(1)内容:伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内,让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导体运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向.(2)适用情况:导体切割磁感线产生感应电流.3.楞次定律推论的应用楞次定律中“阻碍”的含义可以理解为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因,推论如下:(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”; (2)阻碍相对运动——“来拒去留”;(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”; (4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”四、法拉第电磁感应定律 1.感应电动势(1)感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势.产生感应电动势的那部分导体就相当于电源,导体的电阻相当于电源内阻.(2)感应电流与感应电动势的关系:遵循闭合电路欧姆定律,即I =ER +r.2.法拉第电磁感应定律(1)内容:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.(2)公式:E =n ΔΦΔt,n 为线圈匝数.3.导体切割磁感线的情形(1)若B 、l 、v 相互垂直,则E =Blv .(2)若B ⊥l ,l ⊥v ,v 与B 夹角为θ,则E =Blv sin_θ. 五、自感与涡流 1.自感现象(1)概念:由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感,由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势.(2)表达式:E =L ΔIΔt.(3)自感系数L 的影响因素:与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关. 2.涡流当线圈中的电流发生变化时,在它附近的任何导体中都会产生像水的旋涡状的感应电流. (1)电磁阻尼:当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体的运动.(2)电磁驱动:如果磁场相对于导体转动,在导体中会产生感应电流,使导体受到安培力作用,安培力使导体运动起来.交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的.考点一 公式E =n ΔΦ/Δt 的应用 1.感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率ΔΦΔt和线圈的匝数共同决定,而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系.(2)当ΔΦ仅由B 引起时,则E =n S ΔB Δt ;当ΔΦ仅由S 引起时,则E =n B ΔSΔt.2.磁通量的变化率ΔΦΔt是Φ-t 图象上某点切线的斜率.3.应用电磁感应定律应注意的三个问题(1)公式E =n ΔΦΔt求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势,在磁通量均匀变化时,瞬时值才等于平均值.(2)利用公式E =nS ΔBΔt求感应电动势时,S 为线圈在磁场范围内的有效面积.(3)通过回路截面的电荷量q 仅与n 、ΔΦ和回路电阻R 有关,与时间长短无关.推导如下:q =I Δt =n ΔΦΔtR Δt =n ΔΦR.考点二 公式E =Blv 的应用 1.使用条件本公式是在一定条件下得出的,除了磁场是匀强磁场外,还需B 、l 、v 三者相互垂直.实际问题中当它们不相互垂直时,应取垂直的分量进行计算,公式可为E =Blv sin θ,θ为B 与v 方向间的夹角.2.使用范围导体平动切割磁感线时,若v 为平均速度,则E 为平均感应电动势,即E =Bl v .若v 为瞬时速度,则E 为相应的瞬时感应电动势.3.有效性公式中的l 为有效切割长度,即导体与v 垂直的方向上的投影长度.例如,求下图中MN 两点间的电动势时,有效长度分别为甲图:l=cd sin β.乙图:沿v1方向运动时,l=MN;沿v2方向运动时,l=0.丙图:沿v1方向运动时,l=2R;沿v2方向运动时,l=0;沿v3方向运动时,l=R.4.相对性E=Blv中的速度v是相对于磁场的速度,若磁场也运动,应注意速度间的相对关系.考点三自感现象的分析1.自感现象“阻碍”作用的理解(1)流过线圈的电流增加时,线圈中产生的自感电动势与电流方向相反,阻碍电流的增加,使其缓慢地增加.(2)流过线圈的电流减小时,线圈中产生的自感电动势与电流方向相同,阻碍电流的减小,使其缓慢地减小.2.自感现象的四个特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化.(2)通过线圈中的电流不能发生突变,只能缓慢变化.(3)电流稳定时,自感线圈就相当于普通导体.(4)线圈的自感系数越大,自感现象越明显,自感电动势只是延缓了过程的进行,但它不能使过程停止,更不能使过程反向.3.自感现象中的能量转化通电自感中,电能转化为磁场能;断电自感中,磁场能转化为电能.4.分析自感现象的两点注意(1)通过自感线圈中的电流不能发生突变,即通电过程,线圈中电流逐渐变大,断电过程,线圈中电流逐渐变小,方向不变.此时线圈可等效为“电源”,该“电源”与其他电路元件形成回路.(2)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断,在于对电流大小的分析,若断电后通过灯泡的电流比原来强,则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭.六、电磁感应中的电路问题1.内电路和外电路(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源.(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻,其余部分是外电阻.2.电源电动势和路端电压 (1)电动势:E =Blv 或E =n ΔΦΔt . (2)路端电压:U =IR =ER +r·R .二、电磁感应中的图象问题 1.图象类型(1)随时间t 变化的图象如B -t 图象、Φ-t 图象、E -t 图象和i -t 图象. (2)随位移x 变化的图象如E -x 图象和i -x 图象. 2.问题类型(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象.(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量. (3)利用给出的图象判断或画出新的图象.考点一 电磁感应中的电路问题1.对电源的理解:在电磁感应现象中,产生感应电动势的那部分导体就是电源,如切割磁感线的导体棒、有磁通量变化的线圈等.这种电源将其他形式的能转化为电能.2.对电路的理解:内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈,外电路由电阻、电容等电学元件组成.3.解决电磁感应中电路问题的一般思路:(1)确定等效电源,利用E =n ΔΦΔt或E =Blv sin θ求感应电动势的大小,利用右手定则或楞次定律判断电流方向.(2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系),画出等效电路图.(3)利用电路规律求解.主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解. 4.(1)对等效于电源的导体或线圈,两端的电压一般不等于感应电动势,只有在其电阻不计时才相等.(2)沿等效电源中感应电流的方向,电势逐渐升高. 考点二 电磁感应中的图象问题 1.题型特点一般可把图象问题分为三类:(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象;(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量; (3)根据图象定量计算. 2.解题关键弄清初始条件,正负方向的对应,变化范围,所研究物理量的函数表达式,进、出磁场的转折点是解决问题的关键.3.解决图象问题的一般步骤 (1)明确图象的种类,即是B -t 图象还是Φ-t 图象,或者是E -t 图象、I -t 图象等; (2)分析电磁感应的具体过程;(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系;(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式; (5)根据函数关系式,进行数学分析,如分析斜率的变化、截距等; (6)画出图象或判断图象.4.解决图象类选择题的最简方法——分类排除法.首先对题中给出的四个图象根据大小或方向变化特点分类,然后定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化),特别是用物理量的方向,排除错误选项,此法最简捷、最有效.第三章 交变电流 传感器一、交变电流的产生和变化规律 1.交变电流大小和方向随时间做周期性变化的电流. 2.正弦交流电(1)产生:在匀强磁场里,线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动. (2)中性面①定义:与磁场方向垂直的平面.②特点:线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零,感应电动势为零.线圈每经过中性面一次,电流的方向就改变一次.(3)图象:用以描述交变电流随时间变化的规律,如果线圈从中性面位置开始计时,其图象为正弦曲线.二、描述交变电流的物理量1.交变电流的周期和频率的关系:T =1f.2.峰值和有效值(1)峰值:交变电流的峰值是它能达到的最大值.(2)有效值:让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻,如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等,则这个恒定电流I 、恒定电压U 就是这个交变电流的有效值.(3)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系IU E 3.平均值:E =n ΔΦΔt=BL v .考点一 交变电流的变化规律1.正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)图象2.(1)线圈平面与中性面重合时,S ⊥B ,Φ最大,ΔΦΔt=0,e =0,i =0,电流方向将发生改变.(2)线圈平面与中性面垂直时,S ∥B ,Φ=0,ΔΦΔt最大,e 最大,i 最大,电流方向不改变.3.解决交变电流图象问题的三点注意(1)只有当线圈从中性面位置开始计时,电流的瞬时值表达式才是正弦形式,其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关.(2)注意峰值公式E m =nBS ω中的S 为有效面积. (3)在解决有关交变电流的图象问题时,应先把交变电流的图象与线圈的转动位置对应起来,再根据特殊位置求特征解.考点二 交流电有效值的求解 1.正弦式交流电有效值的求解 利用I =I m2,U =U m 2,E =E m2计算.2.非正弦式交流电有效值的求解交变电流的有效值是根据电流的热效应(电流通过电阻生热)进行定义的,所以进行有效值计算时,要紧扣电流通过电阻生热(或热功率)进行计算.注意“三同”:即“相同电阻”,“相同时间”内产生“相同热量”.计算时“相同时间”要取周期的整数倍,一般取一个周期.考点三 交变电流的“四值”的比较1.书写交变电流瞬时值表达式的基本思路(1)求出角速度ω,ω=2πT=2πf .(2)确定正弦交变电流的峰值,根据已知图象读出或由公式E m =nBS ω求出相应峰值. (3)明确线圈的初始位置,找出对应的函数关系式. ①线圈从中性面位置开始转动,则i -t 图象为正弦函数图象,函数式为i =I m sin ωt . ②线圈从垂直中性面位置开始转动,则i -t 图象为余弦函数图象,函数式为i =I m cos ωt三、变压器原理1.工作原理:电磁感应的互感现象. 2.理想变压器的基本关系式 (1)功率关系:P 入=P 出.(2)电压关系:U 1U 2=n 1n 2,若n 1>n 2,为降压变压器;若n 1<n 2,为升压变压器.(3)电流关系:只有一个副线圈时,I 1I 2=n 2n 1; 有多个副线圈时,U 1I 1=U 2I 2+U 3I 3+…+U n I n .四、远距离输电1.输电线路(如图所示)2.输送电流(1)I =P U. (2)I =U -U ′R.3.电压损失 (1)ΔU =U -U ′. (2)ΔU =IR . 4.功率损失 (1)ΔP =P -P ′.(2)ΔP =I 2R =⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2R =ΔU 2R .考点一 理想变压器原、副线圈关系的应用 1.基本关系(1)P 入=P 出,(有多个副线圈时,P 1=P 2+P 3+……)(2)U 1U 2=n 1n 2,有多个副线圈时,仍然成立.(3)I 1I 2=n 2n 1,电流与匝数成反比(只适合一个副线圈) n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3+……(多个副线圈)(4)原、副线圈的每一匝的磁通量都相同,磁通量变化率也相同,频率也就相同. 2.制约关系(1)电压:副线圈电压U 2由原线圈电压U 1和匝数比决定. (2)功率:原线圈的输入功率P 1由副线圈的输出功率P 2决定. (3)电流:原线圈电流I 1由副线圈电流I 2和匝数比决定. 3.关于理想变压器的四点说明: (1)变压器不能改变直流电压.(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流,不能改变交变电流的频率. (3)理想变压器本身不消耗能量.(4)理想变压器基本关系中的U 1、U 2、I 1、I 2均为有效值. 考点二 理想变压器的动态分析 1.匝数比不变的情况(如图所示)(1)U 1不变,根据U 1U 2=n 1n 2可以得出不论负载电阻R 如何变化,U 2不变.(2)当负载电阻发生变化时,I 2变化,根据I 1I 2=n 2n 1可以判断I 1的变化情况.(3)I 2变化引起P 2变化,根据P 1=P 2,可以判断P 1的变化. 2.负载电阻不变的情况(如图所示)(1)U 1不变,n 1n 2发生变化,U 2变化. (2)R 不变,U 2变化,I 2发生变化.(3)根据P 2=U 22R和P 1=P 2,可以判断P 2变化时,P 1发生变化,U 1不变时,I 1发生变化.3.变压器动态分析的思路流程考点三 关于远距离输电问题的分析 1.远距离输电的处理思路对高压输电问题,应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”这样的顺序,或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析.2.远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例):(1)功率关系:P 1=P 2,P 3=P 4,P 2=P 损+P 3.(2)电压、电流关系:U 1U 2=n 1n 2=I 2I 1,U 3U 4=n 3n 4=I 4I 3U 2=ΔU +U 3,I 2=I 3=I 线.(3)输电电流:I 线=P 2U 2=P 3U 3=U 2-U 3R 线.(4)输电线上损耗的电功率:P 损=I 线ΔU =I 2线R 线=⎝ ⎛⎭⎪⎫P 2U 22R 线.3.解决远距离输电问题应注意下列几点(1)画出输电电路图.(2)注意升压变压器副线圈中的电流与降压变压器原线圈中的电流相等. (3)输电线长度等于距离的2倍.(4)计算线路功率损失一般用P 损=I 2R 线.。
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第一章 电磁感应
1. 磁通量
穿过某一面积的磁感线条数;标量,但有正负;
Φ=BS ·sin θ;单位Wb ,1Wb=1T ·m
2。
2. 电磁感应现象
利用磁场产生电流的现象;产生的电流叫感应电流,产生的电动势叫感应电动势;产生的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化。
3. 感生电场
变化的磁场在周围激发的电场。
4. 感应电动势
分为感生电动势和动生电动势;由感生电场产生的感应电动势称为感生电动势,由于导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势;产生感应电动势的导体相当于电源。
5. 楞次定律
感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化;判定感应电流和感应电动势方向的一般方法;适用于各种情况的电磁感应现象。
6. 右手定则
让磁感线垂直穿过手心,大拇指指向导体做切割磁感线运动的方向,四指的指向就是导体内部产生的感应电流或感应电动势的方向;仅适用导体切割磁感线的情况。
7. 法拉第电磁感应定律
电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的
磁通量的变化率成正比;E=n t
∆∆Φ。
8. 动生电动势的计算
法拉第电磁感应定律特殊情况;E=Blv ·sin θ。
9. 互感
两个相互靠近的线圈中,有一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感生电动势,这种现象叫做互感,这种电动势叫做互感电动势;变压器的原理。
10.自感
由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。
11.自感电动势
由于自感而产生的感应电动势;自感电动势阻碍导体自身电流的变化;大小正比于电流的变化率;E=L
t
I ∆∆;日光灯的应用。
12.自感系数
上式中的比例系数L 叫做自感系数;简称自感或电感;正比于线圈的长度、横截面积、匝数;有铁芯比没有时要大得多。
13.涡流
线圈中的电流变化时,在附近导体中产生的感应电流,这种电流在导体内自成闭合回路,很像水的漩涡,因此称作涡电流,简称涡流。
第二章 直流电路
1. 电流
电荷的定向移动;单位是安,符号A ;规定正电荷定向移动的方向为正方向;宏观定义I=
t
q
;
微观解释I=neSv ,n 为单位体积的电荷数,e 是每个自由电荷的电量,S 为横截面积,v 是定向移动的速率。
2. 电阻
导体两端电压与电流的比值;R=I
U 。
3. 电阻率
导体材料自身的性质。
电阻率与温度有关,一般金属的电阻率随温度升高而增大,绝缘体和半导体随温度升高而减小,电阻率为零是称做超导。
4. 电阻定律
R=ρ
S
l
,S 为导体横截面积,l 为电阻丝长度,
ρ为电阻率。
5. 电阻的连接
串联和并联。
6. 电功
导体内静电力对自由电荷做的功;W=UIt ;单位是焦。
7. 电功率
单位时间内电流做的功;P=t
W
=UI ;单位是
瓦。
8. 电热
电流流过导体产生的热量;由焦耳定律计算,Q=I 2
Rt 。
9. 电功与电热的关系
在纯电阻电路中,W=Q ;在非纯电阻电路中,W>Q 。
10.电动势
电源提供的电能与通过电源的电量之比;描述电源把其它能量转化为电能本领的物理量;标量,规定负极经电源内部指向正极的方向为正。
11.内阻
电源内部的电阻;电池用久了内阻增大。
12.闭合电路欧姆定律
闭合电路中的电流跟电源电动势成正比,跟内外电路电阻之和成反比;E=I(R+r)=U 外+U 内;I=
r
+R E。
13.路端电压
外电路两端电压;电源的输出电压。
第三章 交流电路
1. 交变电流
大小和方向都随时间做周期性变化的电流;简称交流。
2. 正弦交流电的产生
闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,线圈中产生的就是正弦交流电。
3. 中性面
线圈与磁感线垂直的面。
4. 正弦交流电的规律
N 匝面积为S 的线圈以角速度ω在磁感应强度为B 的磁场中匀速转动,从中性面开始计时,电动势的函数形式为E=NBS ω·sin ωt ;线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量最大,变化率为零,感应电动势为零;线圈与中性面垂直时,磁通量为零,变化率最大,感应电动势最大;线圈转一周经过中性面两次,电流方向变化两次。
5. 正弦交流电的一些物理量
交变电流某一时刻的值叫瞬时值;最大的瞬时值叫最大值;跟交变电流热效应等效的恒定电流的值叫做有效值,为最大值的
2
1,即E=
2
m E ;完
成一次周期性变化所用的时间叫周期;1s 内完成的周期性变化的次数叫频率;ω=T
π
2=2πf 。
6. 感抗
电感对交流电阻碍作用的大小;与线圈的自感系数和交流电的频率成正比;电感通直流、阻交流、
通低频、阻高频。
7. 容抗
电容对交流电阻碍作用的大小;与电容器的电容、交流电的频率成反比;隔直流、通交流、阻低频、通高频。
8. 变压器
由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成;通过电磁感应原理改变交流电压。
9. 理想变压器
不计热量损失,输入功率和输出功率相等的变压器;高中阶段主要研究理想变压器;
11n U =2
2
n U 。
10.常用变压器
自耦变压器;电压互感器;电流互感器。
11.高压输电
减少电能损失;损失功率P=I
2
r=22
U
P r 。