人教版高中物理选修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
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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。
(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。
人教版高中物理选修3-2(全册知识点考点梳理、重点题型分类巩固练习)(基础版)(家教、补习、复习用)

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)巩固练习电磁感应基础知识【学习目标】1.能够熟练地进行一些简单的磁通量、磁通量的变化的计算。
2.经历探究过程,理解电磁感应现象的产生条件。
3.重视了解电磁感应相关知识对社会、人类产生的巨大作用。
【要点梳理】要点一、电流的磁效应1820年,丹麦物理学家奥斯特发现载流导线能使小磁针偏转,这种作用称为电流的磁效应。
要点诠释:(1)为了避免地磁场影响实验结果,实验时通电直导线应南北放置。
(2)电流磁效应的发现证实了电和磁存在必然的联系,受其影响,法国物理学家安培提出了著名的右手螺旋定则和“分子电流”假说,英国物理学家法拉第在“磁生电”思想的指导下,经过十年坚持不懈的努力终于找到了“磁生电”的条件。
要点二、电磁感应现象1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象,即“磁生电”的条件,产生的电流叫感应电流。
要点诠释:(1)法拉第将引起感应电流的原因概括为五类:①变化的电流;②变化的磁场;③运动的恒定电流;④运动的磁场;⑤在磁场中运动的导体。
(2)电流的磁效应是由电生磁,是通过电流获得磁场的现象;电磁感应现象是磁生电现象,两个过程是相反的。
要点三、产生感应电流的条件感应电流的产生条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。
也就是:一是电路必须闭合,二是穿过闭合电路的磁通量发生变化。
即一闭合二变磁。
要点诠释:判断有无感应电流产生,关键是抓住两个条件:(1)电路是闭合电路;(2)穿过电路本身的磁通量发生变化。
其主要内涵体现在“变化”二字上,电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件,如果穿过电路的磁通量很大但不变化,那么无论有多大,也不会产生感应电流。
只有“变磁”才会产生感应电动势,如果电路再闭合,就会产生感应电流。
要点四、电流的磁效应与电磁感应现象的区别与联系1.区别:“动电生磁”和“动磁生电”是两个不同的过程,要抓住过程的本质,动电生磁是指运动电荷周围产生磁场;动磁生电是指线圈内的磁通量发生变化而在闭合线圈内产生了感应电流。
人教版高中物理选修3-2知识框图

第四章电磁感应【本章知识框架】
【重点概念和方法梳理】
2.电磁感应中的电路问题
受力情况、运动情况的动态分析:导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力作用→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→···周而复始地循环,最终结果是加速度等于0,导体达到稳定运动状态。
处理此类问题要画好受力示意图,抓住加速度a=0时,速度v达到最值的特点。
4.电磁感应中的能量问题
电磁感应中涉及的功能关系,有:①克服安培力做功是将其他形式的能量转化为电能,且克服安培力做多少功,就有多少其他形式的能量转化为电能;②感应电流通过电阻或者安培力做功,又可使电能转化为电阻的内能或机械能,且做多少功就转化多少能量。
主要解题方法有:①运用功的定义求解;②运用功能关系求解;③运用能的转化及守恒定律求解。
第五章交变电流
【本章知识框架】
【重点概念和方法梳理】
第六章传感器【本章知识框架】
【重点概念和方法梳理】。
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知识点总结新课标人教版[1]82813.doc
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选修3-2知识点56.电磁感应现象Ⅰ 只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化 ,闭合回路中就会产生感应电流 ,如果电路不闭合只会产生感应电动势。
这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应 ,是1831年法拉第发现的。
57.感应电流的产生条件Ⅱ1、回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化 ,因此研究磁通量的变化是关键 ,由磁通量的广义公式中φθ=B S ·sin (θ是B 与S 的夹角)看 ,磁通量的变化∆φ可由面积的变化∆S 引起;可由磁感应强度B 的变化∆B 引起;可由B 与S 的夹角θ的变化∆θ引起;也可由B 、S 、θ中的两个量的变化 ,或三个量的同时变化引起。
2、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时 ,可以产生感应电动势 ,感应电流 ,这是初中学过的 ,其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。
3、产生感应电动势、感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
58.法拉第电磁感应定律 楞次定律Ⅱ ①电磁感应规律:感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定。
ε=BLv ——当长L 的导线 ,以速度v ,在匀强磁场B 中 ,垂直切割磁感线 ,其两端间感应电动势的大小为ε。
如图所示。
设产生的感应电流强度为I ,MN 间电动势为ε ,则MN 受向左的安培力F BIL = ,要保持MN 以v 匀速向右运动 ,所施外力F F BIL '== ,当行进位移为S 时 ,外力功W BI L S BILv t ==···。
t 为所用时间。
而在t 时间内 ,电流做功W I t '=··ε ,据能量转化关系 ,W W '= ,则I t BILv t ···ε=。
∴ε=BIv ,M 点电势高 ,N 点电势低。
此公式使用条件是B I v 、、方向相互垂直 ,如不垂直 ,则向垂直方向作投影。
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。
高中物理选修3-2人教版4.7涡流、电磁阻尼和电磁驱动

2.关于电磁驱动,下列说法正确的是 () A.磁场相对于导体转动时,导体中会产 生感应电流,感应电流使导体受到安培力 的作用,安培力使导体运动起来,这种作 用称为电磁驱动
B.在电磁驱动的过程中,通过安培力做 功使电能转化为导体的机械能
解析 根据电磁驱动的定义可知,选项A、 B、D正确;在电磁驱动中,主动部分与被 动部分的运动(或转动)方向相同,且被动 部分的速度(或角速度)较小,选项C错误。 答案 ABD
(2)应用:磁电式外表中利用电磁阻尼使指 针迅速停止,安便培力于读数。 2.电磁驱动
[要 点 精 讲] 要点1 电磁阻尼的产生原理和应用 (1)产生:闭合回路的部分导体在做切割磁 感线运动产生感应电流时,导体在磁场中 就要受到安培力的作用,根据楞次定律, 安培力总是阻碍导体的运动,于是产生电
(2)应用举例:使用磁电式电表进行测量时, 总希望指针摆到所示值的位置时便迅速地 稳定下来,以便读数。由于指针转轴的摩 擦力矩很小,若不采取其他措施,线圈及 指针将会在所示值附近来回摆动,不易稳 定下来。为此,许多电表把线圈绕在闭合
第4章 电磁感应
第7节 涡流、电磁阻尼和 电磁驱动
知识点一 涡流
1.定义:用整块金属材料作铁芯绕制的
变化
磁场
线铁圈芯,当线圈中通有 感应电流
的电流时,变化的电流会产生变化
的 ,变化的磁场穿过 ,整个铁芯
真空冶炼炉
会自成回路,产生
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
,这种电流看
探雷器
起来像水的旋涡,把这种电流叫做涡电流,
3.防止:电动机、变压器等设备中应防
课堂自测 1.下列关于涡流的说法正确的是( ) A.涡流跟平时常见的感应电流一样,都 是因为穿过导体的磁通量变化而产生的 B.涡流不是感应电流,而是一种有别于 感应电流的特殊电流
完整版)高中物理选修3-2知识点详细汇总

完整版)高中物理选修3-2知识点详细汇总电磁感应现象和法拉第-楞次定律电磁感应是指当磁通量穿过闭合回路发生变化时,会在回路中产生电流的现象。
这个产生的电流被称为感应电流。
产生感应电流的条件是闭合回路中的磁通量发生变化。
磁通量变化的常见情况包括线圈所围面积发生变化,线圈在磁场中转动导致Φ变化,以及磁感应强度随时间或位置变化。
磁通量改变的最直接结果是产生感应电动势。
如果线圈或线框是闭合的,那么就会在其中产生感应电流。
产生感应电动势的条件是穿过线圈的磁通量发生变化。
感应电流的方向可以通过右手定则来判定。
这个定则要求伸开右手,让磁感线垂直穿过手心,然后让大拇指指向导线运动的方向。
四指所指的方向即为感应电流方向。
需要注意的是,右手定则仅适用于导体切割磁感线时,而且应用时要注意磁场方向、运动方向和感应电流方向三者互相垂直。
总之,电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合,就会有感应电流,否则只会出现感应电动势。
通过右手定则可以判定感应电流的方向。
导体在磁场中切割磁感线会引起感应电流,这是磁通量发生变化引起感应电流的特例。
因此,判定电流方向的右手定则也是楞次定律的一个特例。
虽然可以用右手定则判断导体在磁场中切割磁感线而产生感应电流的方向,但使用楞次定律判定更为方便。
楞次定律是用来判断感应电流方向的,其规定感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
这里的“阻碍”并不是指完全阻止,而是指阻止磁通量变化的速率。
当磁通量增加时,感应电流的磁场和原磁场方向相反,起到抵消作用;当磁通量减少时,感应电流的磁场和原磁场方向一致,起到补偿作用,简称“增反减同”。
因此,楞次定律也可以表述为感应电流的效果总是要阻碍或反抗产生感应电流的原因。
楞次定律还可以从能量守恒的角度表述,即感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
此外,楞次定律还有一个特例,即右手定则,用于判定感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化。
楞次定律的应用包括两种情况:一是磁场不变,导体回路相对磁场运动;二是导体回路不动,磁场发生变化。
(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.。
高中物理选修3-2全册知识点总结

高中物理选修3-2全册知识点总结第四章电磁感应4.1划时代的发现一、奥斯特的“电生磁”1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应它揭示了电现象与磁现象之间存在着某种联系。
二、法拉第的“磁生电”(1)、“磁生电”的发现英国物理学家法拉第经过10年的不懈努力,在1831年8月29日发现由磁场得到电流的现象,叫做电磁感应。
[(2)、产生电流的原因在电磁感应现象中产生的电流叫做感应电流。
法拉第把产生这种电流的原因概括为五类:变化的电流,变化的磁场,运动的恒定的电流,运动的磁铁,在磁场中运动的导体。
4.2探究电磁感应的产生条件一、相关实验及分析论证实验装置运动方式部分导体切割磁感线,闭合电路所围面积发生变化(磁场不变化):磁体相对线圈运动,线圈内磁场发生变化,变强或者变弱(线圈面积不变)线圈A中电流变化,导致线圈B内磁场发生变化,变强或者变弱(线圈面积不变)磁通量是否发生变化磁通量发生变化实验结论有感应电流产生只要穿过闭合电路的磁通量变化,闭合电路中就有感应电流产生。
;4.3楞次定律一.相关实验相关实验规律总结:(1)、原磁通变大,则感应电流磁场与原磁场相反,有阻碍变大作用(2)、原磁通变小,则感应电流磁场与原磁场相同,有阻碍变小作用!即:(增反减同)二、楞次定律——感应电流的方向(1)、内容:感应电流具有这样的方向,即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)、理解:①、阻碍既不是阻止也不等于反向(增反减同)“阻碍”又称作“反抗”,注意不是阻碍原磁场而阻碍原磁场的变化..②、注意两个磁场:原磁场和感应电流磁场强调: a、从磁通量变化的角度看:感应电流总要阻碍磁通量的变化。
]b、从导体和磁体的相对运动的角度来看,感应电流总要阻碍相对运动。
③、阻碍的过程中,即一种能向另一种转化的过程例:若条形磁铁是自由落体,则磁铁下落过程中受到向上的阻力,即机械能→电能→内能(3)、应用楞次定律步骤:①、确定原磁场的方向;②、搞清穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少;③、根据楞次定律判定感应电流的磁场方向;④、利用感应电流的磁场方向判定感应电流的方向。
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物理选修3-2知识点总结一、电磁感应现象只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化,闭合回路中就会产生感应电流,如果电路不闭合只会产生感应电动势。
这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应,是1831年法拉第发现的。
二、感应电流的产生条件1.回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化,因此研究磁通量的变化是关键,由磁通量的广义公式中φθ=B S·sin(θ是B与S 的夹角)看,磁通量的变化∆φ可由面积的变化∆S引起;可由磁感应强度B的变化∆B引起;可由B与S的夹角θ的变化∆θ引起;也可由B、S、θ中的两个量的变化,或三个量的同时变化引起。
2.闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时,可以产生感应电动势,感应电流,这是初中学过的,其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。
3.产生感应电动势、感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
▲三、法拉第电磁感应定律公式一:εφ=n t ∆∆/。
注意:1)该式普遍适用于求平均感应电动势。
2)ε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。
公式εφ=nt∆∆中涉及到磁通量的变化量∆φ的计算,对∆φ的计算,一般遇到有两种情况:1)回路与磁场垂直的面积S 不变,磁感应强度发生变化,由∆∆φ=BS ,此时ε=n B t S ∆∆,此式中的∆∆B t 叫磁感应强度的变化率,若∆∆B t 是恒定的,即磁场变化是均匀的,那么产生的感应电动势是恒定电动势。
2)磁感应强度B 不变,回路与磁场垂直的面积发生变化,则∆∆φ=B S ·,线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交变电动势就属这种情况。
严格区别磁通量φ,磁通量的变化量∆φB 磁通量的变化率∆∆φt,磁通量φ=B S ·,表示穿过研究平面的磁感线的条数,磁通量的变化量∆φφφ=-21,表示磁通量变化的多少,磁通量的变化率∆∆φt 表示磁通量变化的快慢,公式二:εθ=Blv sin 。
要注意:1)该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 )。
2)θ为v 与B 的夹角。
l 为导体切割磁感线的有效长度(即l 为导体实际长度在垂直于B 方向上的投影)。
公式ε=Blv 一般用于导体各部分切割磁感线的速度相同,对有些导体各部分切割磁感线的速度不相同的情况,如何求感应电动势?如图1所示,一长为l 的导体杆AC 绕A 点在纸面内以角速度ω匀速转动,转动的区域的有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B ,求AC 产生的感应电动势,显然,AC 各部分切割磁感线的速度不相等,v v l A C ==0,ω,且AC 上各点的线速度大小与半径成正比,所以AC 切割的速度可用其平均切割速v v v v l A C C =+==222ω,故εω=122B l 。
εω=122BL ——当长为L 的导线,以其一端为轴,在垂直匀强磁场B 的平面内,以角速度ω匀速转动时,其两端感应电动势为ε。
公式三:εωm n B S =···——面积为S 的纸圈,共n 匝,在匀强磁场B 中,以角速度ω匀速转坳,其转轴与磁场方向垂直,则当线圈平面与磁场方向平行时,线圈两端有最大有感应电动势εm 。
如图所示,设线框长为L ,宽为d ,以ω转到图示位置时,ab 边垂直磁场方向向纸外运动,切割磁感线,速度为v d =ω·2(圆运动半径为宽边d 的一半)产生感应电动势εωω===BL v BL d BS (212),a 端电势高于b 端电势。
cd 边垂直磁场方向切割磁感线向纸里运动,同理产生感应电动热势εω=12BS 。
c 端电势高于e 端电势。
bc 边,ae 边不切割,不产生感应电动势,b .c 两端等电势,则输出端M .N 电动势为εωm BS =。
如果线圈n 匝,则εωm n B S =···,M 端电势高,N 端电势低。
参照俯示图,这位置由于线圈长边是垂直切割磁感线,所以有感应电动势最大值εm ,如从图示位置转过一个角度θ,则圆运动线速度v ,在垂直磁场方向的分量应为v cos θ,则此时线圈的产生感应电动势的瞬时值即作最大值εεθ=m .cos .即作最大值方向的投影,εωθ=n B S ···cos (θ是线圈平面与磁场方向的夹角)。
当线圈平面垂直磁场方向时,线速度方向与磁场方向平行,不切割磁感线,感应电动势为零。
●总结:计算感应电动势公式:εεε=BLv v v 如是即时速度,则为即时感应电动势。
如是平均速度,则为平均感应电动势。
εφε=→nt t t o ∆∆∆∆是一段时间,为这段时间内的平均感应电动势。
,为即时感应电动势。
εω=122BL εωθ=n B S ···cos (θ是线圈平面与磁场方向的夹角)。
()()⎩⎨⎧==夹角是线圈平面与磁场方向瞬时值公式,····有感应电动势最大值线圈平面与磁场平行时··θθωεωεcos S B nBS n m 注意:区分感应电量与感应电流,回路中发生磁通变化时,由于感应电场的作用使电荷发生定向移动而形成感应电流,在∆t 内迁移的电量(感应电量)为Rn t t R n t R t I q φφε∆=∆∆∆=∆=∆=,仅由回路电阻和磁通量的变化量决定,与发生磁通量变化的时间无关。
▲四、楞次定律:1.1834年德国物理学家楞次通过实验总结出:感应电流的方向总是要使感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
即磁通量变化产生−→−−感应电流建立−→−−感应电流磁场阻碍−→−−磁通量变化。
2.当闭合电路中的磁通量发生变化引起感应电流时,用楞次定律判断感应电流的方向。
楞次定律的内容:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流为磁通量变化。
●(口诀:增反减同,来拒去留,近躲离追)楞次定律也可以理解为:感应电流的效果总是要反抗(或阻碍)产生感应电流的原因,即只要有某种可能的过程使磁通量的变化受到阻碍,闭合电路就会努力实现这种过程:(1)阻碍原磁通的变化(原始表述);(2)阻碍相对运动,可理解为“来拒去留”,具体表现为:若产生感应电流的回路或其某些部分可以自由运动,则它会以它的运动来阻碍穿过路的磁通的变化;若引起原磁通变化为磁体与产生感应电流的可动回路发生相对运动,而回路的面积又不可变,则回路得以它的运动来阻碍磁体与回路的相对运动,而回路将发生与磁体同方向的运动;(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势;(4)阻碍原电流的变化(自感现象)。
如图1所示,在O点悬挂一轻质导线环,拿一条形磁铁沿导线环的轴线方向突然向环内插入,判断在插入过程中导环如何运动。
若按常规方法,应先由楞次定律判断出环内感应电流的方向,再由安培定则确定环形电流对应的磁极,由磁极的相互作用确定导线环的运动方向。
若直接从感应电流的效果来分析:条形磁铁向环内插入过程中,环内磁通量增加,环内感应电流的效果将阻碍磁通量的增加,由磁通量减小的方向运动。
因此环将向右摆动。
显然,用第二种方法判断更简捷。
3.当闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时,用右手定则可判定感应电流的方向。
运动切割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特例。
用右手定则能判定的,一定也能用楞次定律判定,只是不少情况下,不如用右手定则判定的方便简单。
反过来,用楞次定律能判定的,并不是用右手定则都能判定出来。
如图2所示,闭合图形导线中的磁场逐渐增强,因为看不到切割,用右手定则就难以判定感应电流的方向,而用楞次定律就很容易判定。
(“因电而动”用左手,“因动而电”用右手)五、互感自感涡流1.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。
2.自感:由于线圈(导体)本身电流的变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。
在自感现象中产生感应电动势叫自感电动势。
自感现象分通电自感和断电自感两种,其中断电自感中“小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下”的问题,如图2所示,原来电路闭合处于稳定状态,L 与L A 并联,其电流分别为I I L A 和,方向都是从左到右。
在断开S 的瞬间,灯A 中原来的从左向右的电流I A 立即消失,但是灯A 与线圈L 构成一闭合回路,由于L 的自感作用,其中的电流I L 不会立即消失,而是在回路中逐断减弱维持暂短的时间,在这个时间内灯A 中有从右向左的电流通过,此时通过灯A 的电流是从I L 开始减弱的,如果原来I I L A >,则在灯A 熄灭之前要闪亮一下;如果原来I I L A ≤,则灯A 是逐断熄灭不再闪亮一下。
原来I I L A 和哪一个大,要由L 的直流电阻R L 和A 的电阻R A 的大小来决定,如果R R I I L A L A ≥≤,则,如果R R I I L A L A <>,。
由上例分析可知:自感电动势总量阻碍线圈(导体)中原电流的变化。
自感电动势的大小跟电流变化率成正比。
ε自=L I t∆∆L 是线圈的自感系数,是线圈自身性质,线圈越长,单位长度上的匝数越多,截面积越大,有铁芯则线圈的自感系数L 越大。
单位是亨利(H )。
3.涡流及其应用(1)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。
一般来说,只要空间有变化的磁通量,其中的导体就会产生感应电流,我们把这种感应电流叫做涡流。
(2)应用:①新型炉灶——电磁炉。
②金属探测器:飞机场、火车站安全检查、扫雷、探矿。
▲六、交变电流描述交变电流的物理量和图象1.交流电的产生及变化规律:(1)产生:强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交流电。
矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直于匀强磁场的线圈的对称轴作匀速转动时,如图5-1所示,产生正弦(或余弦)交流电动势。
当外电路闭合时形成正弦(或余弦)交流电流。
图5-1(2)变化规律:①中性面:与磁力线垂直的平面叫中性面。
线圈平面位于中性面位置时,如图5-2(A)所示,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量变化率为零。
因此,感应电动势为零。
图5-2当线圈平面匀速转到垂直于中性面的位置时(即线圈平面与磁力线平行时)如图5-2(C )所示,穿过线圈的磁通量虽然为零,但线圈平面内磁通量变化率最大。
因此,感应电动势值最大。
εωm N B l v N B S ==2·······(伏)(N 为匝数)②感应电动势瞬时值表达式:若从中性面开始,感应电动势的瞬时值表达式:e t m =εω·sin (伏)如图5-2(B )所示。