人教版高中物理(选修3-2)公式
- 格式:doc
- 大小:29.50 KB
- 文档页数:2
4.3楞次定律【教学目标】1、知识与技能:(1)理解楞次定律的内容。
(2)能熟练应用楞次定律判定感应电流方向。
(3)掌握右手定则,并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。
(4)理解楞次定律中“阻碍”二字的含义。
2、过程与方法(1)通过观察演示实验,探索和总结出感应电流方向的一般规律(2)通过实验教学,感受楞次定律的实验推导过程,培养学生观察实验,分析、归纳、总结物理规律的能力。
3、情感态度与价值观(1)使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法。
(2)让学生参与问题的解决,培养学生科学的探究能力和合作精神。
【教学重点】楞次定律的理解及实际应用【教学难点】理解楞次定律(“阻碍”的含义)【教学方法】实验法、探究法、讨论法、归纳法【教具准备】灵敏电流计,干电池,线圈(外面有明显的绕线标志),导线若干,条形磁铁,线圈【教学过程】一、复习提问:1、要产生感应电流必须具备什么样的条件?答:穿过闭合回路的磁通量发生变化,就会在回路中产生感应电流。
2、磁通量的变化包括哪情况?答:根据公式Φ=BS sinθ(θ是B与S之间的夹角)可知,磁通量Φ的变化包括B的变化,S的变化,B与S之间的夹角的变化。
这些变化都可以引起感应电流的产生。
二、引入新课B 1、问题1:如图,已知通电螺线管的磁场方向,问电流方向?答:由右手螺旋定则(安培定则)可知,电流从右边出,左边进,电流为逆时针方向。
2、问题2:如图,在磁场中放入一线圈,若磁场B 变大或变小,问①有没有感应电流?(有,因磁通量有变化);②感应电流方向如何?(B 变大——逆时针,B 变小——顺时针)3、感应电流不是个好“孩子”。
感应电流的方向与磁通量间又有什么样的关系?本节课我们就来一起探究感应电流与磁通量的关系。
三、进行新课1、介绍研究感应电流方向的主要器材并让学生思考:(1)、灵敏电流计的作用是什么?为什么用灵敏电流计而不用安培表?答:灵敏电流计——(把灵敏电流计与干电池试触,演示指针偏转方向与电流流入方向间的关系)电流从那侧接线柱流入,指针就向那侧偏转,因为灵敏电流计的量程较小,灵敏度较高,能测出螺线管中产生的微弱感应电流。
高中物理选修3-2第3讲法拉第电磁感应定律题型1(感应电动势的产生条件)1、1823年,科拉顿做了这样一个实验,他将一个磁铁插入连有灵敏电流计的螺旋线圈,来观察在线圈中是否有电流产生。
在实验时,科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响,他通过很长的导线把连在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房里。
他想,反正产生的电流应该是“稳定”的(当时科学界都认为利用磁场产生的电流应该是“稳定”的),插入磁铁后,如果有电流,跑到另一间房里观察也来得及。
就这样,科拉顿开始了实验,然而,无论他跑得多快,他看到的电流计指针都是指在“0”刻度的位置,科拉顿失败了,以下关于科拉顿实验的说法中正确的是(D)A.螺旋线圈中磁通量没有改变B.实验中没有感应电流C.科拉顿的实验装置是错误的D.科拉顿实验没有观察到感应电流是因为跑到另一间房观察时,电磁感应过程已结束2.在匀强磁场中,a、b是两条平行金属导轨,而c、d为串有电流表、电压表的两金属棒,如图所示,两棒以相同的速度向右匀速运动,则以下结论正确的是(D)A.电压表有读数,电流表没有读数B.电压表有读数,电流表也有读数C.电压表无读数,电流表有读数D.电压表无读数,电流表也无读数3.将线圈置于范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场B中,各线圈的运动方式如下列图所示,则能够在线圈中产生感应电动势的是(C)A.B.C.D.4.环形线圈放在均匀磁场中,设在第1秒内磁感线垂直于线圈平面向内,若磁感应强度随时间变化关系如图,那么在第2秒内线圈中感应电流的大小和方向是(B)A.感应电流大小恒定,顺时针方向B.感应电流大小恒定,逆时针方向C.感应电流逐渐增大,逆时针方向D.感应电流逐渐减小,顺时针方向5.如图所示,4匝矩形线圈abcd,ab=1m,bc=0.5m,其总电阻R=2Ω,线圈绕OO′轴在匀强磁场中匀速转动,磁感应强度B=1T,角速度ω=20rad/s,当线圈由图示位置开始转过30°时,线圈中的电流强度为(B)A.20A B.0A C.10A D.17.3A6.处在匀强磁场中的闭合金属环从曲面上h高处滚下,又沿曲面的另一侧上升到最大高度,设环的初速度为零,摩擦不计,曲面处在如图所示的磁场中,则此过程中(B)A.环滚上的高度小于hB.环滚上的高度等于hC.由于环在作切割磁感线运动,故环中有感应电流产生D.环损失的机械能等于环产生的焦耳热7.下列说法正确的是(CD)A.一个正电荷与一个负电荷中和后,总电荷量减少了,电荷守恒定律并不成立B.在感应起电的过程中,金属中的正、负电荷向相反的方向移动C.在感应起电的过程中,金属中的负电荷受电场力的作用发生移动D.在感应起电的过程中,金属中正电的原子核不发生定向移动8.用如图所示的实验装置,研究电磁感应现象.当条形磁铁按图示方向插入闭合线圈的过程中,穿过线圈的磁通量的变化情况是(“增加”、“不变”或“减小”).如果条形磁铁在线圈中保持静止不动,灵敏电流表G的示数(“为零”或“不为零”).答案:增大;为零题型2(法拉第电磁感应定律的概念理解)1、将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,关于线圈中缠身的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是(C)A. 感应电动势的大小与线圈的匝数无关B. 穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大C. 穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大D. 感应电力会产生的磁场方向与原磁场方向始终相同2、自然界中某个量D的变化量∆D,与发生这个变化所用的时间∆t的比值∆D∆t,叫做这个量D的变化率。
高中物理公式一、力学1、胡克定律:f = kx (x为伸长量或压缩量,k为劲度系数,只与弹簧的长度、粗细和材料有关)2、重力: G = mg (g随高度、纬度、地质结构而变化,g极>g赤,g低纬>g高纬)3、求F1、F2的合力的公式:两个分力垂直时:注意:(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行定则。
分解时喜欢正交分解。
(2) 两个力的合力范围: F1-F2 F F1 +F2(3) 合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。
4、物体平衡条件: F合=0 或 Fx合=0 Fy合=0推论:三个共点力作用于物体而平衡,任意一个力与剩余二个力的合力一定等值反向。
解三个共点力平衡的方法:合成法,分解法,正交分解法,三角形法,相似三角形法5、摩擦力的公式:(1 ) 滑动摩擦力: f = N (动的时候用,或是最大的静摩擦力)说明:①N为接触面间的弹力(压力),可以大于G;也可以等于G;也可以小于G。
②为动摩擦因数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N无关。
(2 ) 静摩擦力:由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关。
大小范围: 0 f静 fm (fm为最大静摩擦力)说明:①摩擦力可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反。
②摩擦力可以作正功,也可以作负功,还可以不作功。
③摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
④静止的物体可以受滑动摩擦力的作用,运动的物体可以受静摩擦力的作用。
6、万有引力:(1)公式:F=G(适用条件:只适用于质点间的相互作用)G为万有引力恒量:G = 6.67×10-11 N·m2 / kg2(2)在天文上的应用:(M:天体质量;R:天体半径;g:天体表面重力加速度;r表示卫星或行星的轨道半径,h表示离地面或天体表面的高度))a 、万有引力=向心力 F万=F向即由此可得:①天体的质量:,注意是被围绕天体(处于圆心处)的质量。
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。
第6节互感和自感1.当一个线圈中的电流变化时,会在另一个线圈中产生感应电动势,这种现象叫互感,互感的过程是一个能量传递的过程。
2.当一个线圈中的电流变化时,会在它本身激发出感应电动势,叫自感电动势,自感电动势的作用是阻碍线圈自身电流的变化。
3.自感电动势的大小为E =L ΔI Δt,其中L 为自感系数,它与线圈大小、形状、圈数,以及是否有铁芯等因素有关。
4.当电源断开时,线圈中的电流不会立即消失,说明线圈中储存了磁场能。
一、互感现象1.定义两个相互靠近的线圈,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的现象。
产生的电动势叫做互感电动势。
2.应用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈,变压器、收音机的“磁性天线”就是利用互感现象制成的。
3.危害互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间。
在电力工程和电子电路中,互感现象有时会影响电路正常工作。
二、自感现象和自感系数1.自感现象 当一个线圈中的电流变化时,它产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势的现象。
2.自感电动势 由于自感而产生的感应电动势。
3.自感电动势的大小E =L ΔI Δt,其中L 是自感系数,简称自感或电感,单位:亨利,符号为H 。
4.自感系数大小的决定因素自感系数与线圈的大小、形状、圈数,以及是否有铁芯等因素有关。
三、磁场的能量1.自感现象中的磁场能量(1)线圈中电流从无到有时:磁场从无到有,电源的能量输送给磁场,储存在磁场中。
(2)线圈中电流减小时:磁场中的能量释放出来转化为电能。
2.电的“惯性”自感电动势有阻碍线圈中电流变化的“惯性”。
1.自主思考——判一判(1)两线圈相距较近时,可以产生互感现象,相距较远时,不产生互感现象。
(×)(2)在实际生活中,有的互感现象是有害的,有的互感现象可以利用。
(√)(3)只有闭合的回路才能产生互感。
(×)(4)线圈的自感系数与电流大小无关,与电流的变化率有关。
高中物理选修3-2公式总结高中物理选修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(Ωm),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=I3I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。
选修3-2教材全解第四章电磁感应第1节划时代的发现目的:科学是人做的,科学是为人的――科学中的人文精神。
教学中不一定占用课时关于法拉第,过去说得多的:穷苦、顽强、不为名利现在:除此之外还有,甚至更重要的是――(1)正确的指导思想(自然现象的相互联系)(2)抹去科学学家头上的光环,正确认识失败科学史上许多重要发现和发明,常被人们有意无意地罩上神秘的光环,似乎科学家都是呼风唤雨的魔术师。
但是我们在这里看到,具有闪光思维的奥斯特和法拉第,在做出伟大发现的过程中也受着历史局限性的束缚,也有过“可笑”的疏忽与失误。
他们是伟大的,但也是可以学习的真实的人。
麦克斯韦曾就法拉第的著作说道:“他既告诉我们成功的经验,也告诉我们不成功的经验;既告诉我们那些成熟的想法,也告诉我们他的粗糙想法。
读者的能力可能远不及他,但是感到的共鸣却常常多于钦佩,并且会引起这样一种信念:如果自己有这样的机会,也会成为一个发现者。
”P5,在这样的思想的指导下,阅读材料后面有两个问题:1. 科学家对自然现象、自然规律的某些“信念”,在科学发现中起着重要作用吗?(背后的思想:科学规律不是简单的归纳)2. 教科书、科学论文等,是不是应该把科学发现中的失败与挫折也表现出来?第2节探究电磁感应的产生条件这节课不是让学生“发现”电磁感应的产生条件,只是让学生重复前人的工作,对这个过程有所体验。
探究≠学生自己发现完整的定律探究:学生主动地学,在教师的引导下学生自己发现问题、解决问题,从而变未知为已知。
课程标准的要求:“收集资料,了解电磁感应现象的发现过程,体会人类探索自然的科学态度和科学精神。
”“通过实验,理解感应电流的产生条件。
”落实在第1、2两节。
教学过程与过去大致相同,但写得更具体、更细致,行文语气也不一样。
第3节法拉第电磁感应定律教学中可以与第4节楞次定律对调定量公式不是课堂实验能够得出来的。
过去常说“精确的实验表明”,比较含糊,好像法拉第时代精确地测量磁通量和发生变化的时间,于是就得出了这个定律。
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。
人教版高中物理(选修3-2)公式
1.Φ=BSsinθ
Φ是磁通量(Wb)B是磁感应强度(T)S是面积(m²)sinθ是磁场方向与导体面的夹角正弦值;
2.E=n ΔΦΔt
E是感应电动势(V)n是匝数(匝)
Φ是磁通量的变化量(Wb)Δt是磁通量的变化时间(s);
推导公式:E=n ΔΦ
Δt
=nS
ΔB
Δt
=nB
ΔS
Δt
=BLVsinθ
B是磁感应强度(T)S是面积(m²)
ΔS是变化面积(m²)ΔB是变化磁感应强度(T)L是有效长度(m)V是速度(m/s)
sinθ是磁场方向与运动方向的夹角正弦值;
推导公式:F安
=
q=n P
安=P电=
B²L²V²
R+r
F安是安培力(N)V m是最大速度(m/s)
R是外总电阻(Ω)r是内总电阻(Ω)
r导是导体本身电阻(Ω)P安是安培力的功率(W)P电是电功率(W)V是速度(m/s);
3.
E自=L ΔI Δt
E自是自感电动势(V)L是自感系数(H)
ΔI是变化自感电流(A)Δt是变化时间(s);
4.e=E m sinωt
e是电动势(电压)(V)E m是电动势(电压)的峰值(V)ω是线圈转动的角速度(rad/s)t是时间(s);
5.E m=nBSω
E m是电动势(电压)的峰值(V)n是匝数(匝)
B是磁感应强度(T)S是面积(m²)
ω是线圈转动的角速度(rad/s);
6.T=1 f
T是周期(s)f是频率(Hz);
7.I==0.707I m U m==0.707U m
I是电流的有效值(A)I m是电流的峰值(A)
U是电压的有效值(V)U m是电压的峰值(V);
8.
U1是原线圈两端电压(V)U2是副线圈两端电压(V)n1是原线圈的匝数(匝)n2是副线圈的匝数(匝);
推导公式:n1I1=n2I2
I1是原线圈中的电流(A)I2是副线圈中的电流(A)n1是原线圈的匝数(匝)n2是副线圈的匝数(匝);。