高中物理选修3-2知识点
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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。
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 )。
物理选修3 2知识点总结第一章电荷与电场1.1 电荷的基本性质1.1.1 电荷的定义电荷是构成物质的一种基本性质,有正负之分。
相同电荷相斥,不同电荷相吸。
1.1.2 电荷的守恒封闭系统中的总电荷守恒,即电荷不会增加或减少。
1.1.3 电荷的离散化电荷是离散的,它们只能是整数倍的基本电荷。
1.2 电场的产生1.2.1 电荷产生电场电荷周围存在电场,电场由正电荷指向负电荷,大小与电荷的大小和距离有关。
1.2.2 电场的定义电场是空间中某一点单位正电荷所受的力,大小为F=qE。
1.2.3 电场的叠加原理多个电荷产生的电场可以叠加,合成电场为各个电场矢量和。
1.2.4 电场的三种表达形式电场可以用电场线、电场强度分布图和电场力线图来表示。
1.3 电荷在电场中的运动1.3.1 电荷在电场中受力电荷在电场中受到电场力F=qE。
1.3.2 电荷在电场中的加速度电荷在电场中受到的电场力会导致电荷产生加速度a=qE/m。
1.3.3 电荷在电场中的运动轨迹电荷在电场中运动的轨迹依赖于开始的初速度和角度,可以是直线、椭圆、抛物线或者双曲线。
1.4 高中物理常见问题探究1.4.1 电场强度的方向问题1.4.2 电势能公式的导出1.4.3 电势差和电势能的关系第二章电容器2.1 电容的定义2.1.1 电容的概念电容是指某两导体之间存储电荷的能力,记为C。
2.1.2 电容的基本单位电容的基本单位是法拉(F)。
2.2 平行板电容器2.2.1 平行板电容器的构成平行板电容器由两块平行金属板组成。
2.2.2 平行板电容器的电容公式平行板电容器的电容公式为C=ε0S/d。
2.2.3 平行板电容器的等效电容连接在串联或并联平行板电容器的等效电容可以根据串联与并联的原理求出。
2.3 圆板电容器2.3.1 圆板电容器的构成圆板电容器由两块圆形金属板组成。
2.3.2 圆板电容器的电容公式圆板电容器的电容公式为C=πε0R。
2.3.3 圆板电容器的等效电容串联或并联连接的圆板电容器的等效电容可以根据串联与并联的原理求出。
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。
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)。
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】。
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。
高二物理选修选修3-2 第一学习单元 电磁感应1.划时代的发现探究感应电流的产生条件k 知识深层理解1、奧斯特梦圆“电生磁”,法拉第心系“磁生电”(1)丹麦物理学家奥斯特发现载流导体能使小磁针转动,这种作用称为电流的磁效应,揭示了电现象与磁现象之间存在密切联系.(2)英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象,即“磁生电”现象,他把这种现象命名为电磁感应,产生的电流叫做感应电流.2、磁通量(1)定义:闭合回路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫做磁通量. (2)公式:BS Φ=,其中S 为平面在垂直于磁场方向上的投影面积. (3)磁通量大小与线圈的匝数无关.磁通量的变化量21ΦΦΦ∆=-. 3、磁通量发生变化的三种常见情况 (1)磁场强弱不变,回路面积改变. (2)回路面积不变,磁场强弱改变.(3)回路面积和磁场强弱均不变,但二者的相对位置发生改变. 4、产生感应电流的条件:只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流.理解1 如何理解磁通量Φ在磁感应强度为B 的匀强磁场中,垂直于磁感线放置一面积为S 的平面,则穿过该平面的磁通量为BS Φ=.1、如果磁感线与平面不垂直,如图甲所示,公式中的S 应理解为该平面在垂直磁场方向上的投影面积,如果该平面与垂直磁场方向间的夹角为θ,则投影面积应为cos S θ,穿过该平面的磁通量为cos BS Φθ=.2、S 指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积,如图乙所示,闭合回路abcd 和闭合回路a b c d ''''虽然面积不同,但穿过它们的磁通量却相同,2BS Φ=.3、某闭合回路内有不同方向的磁场时,应分别计算 不同方向的磁场的磁通量,然后规定某个方向的磁通量为 正,反方向的磁通量为负,求其代数和.4、磁通量与线圈的匝数无关,只要n 匝线圈的面积相 同,放置情况也相同,穿过n 匝线圈与穿过单匝线圈的磁通量就相同.狂K 重点理解2 引起磁通量变化的情况有哪些?判断电磁感应现象中是否产生感应电流的关键:(1)判断导体回路是否闭合;(2)判断穿过导体回路的磁通量是否发生变化.下列是磁通量发生变化的几种情况:1、磁场变化:在有效面积不变而磁场变化时,磁通量的变化量B S Φ∆=∆⋅,例如永磁体靠近或远离线圈时,线圈内磁通印象笔记◀非接触式IC 卡内部有线圈,在靠近刷卡机的过程中磁通量发生变化,产生感应电流,最终实现信息交换◀注意磁通量的正负. 设向下为正方向,如图所示,此时穿过线圈abcd 的磁通量为BS ,若将线圈abcd 翻转180°,则穿过线圈abcd 的磁通量为BS -.量发生变化.又如,矩形线圈逐渐远离(平动)通电直导线,线圈内磁通量发生变化,如图所示.2、有效面积变化:在磁场不变而有效面积变化时,磁通量的变化量B S Φ∆=⋅∆,例如闭合线圈的部分导线做切割磁感线运动,如图甲所示;又如回路平面与磁场方向的夹角变化,线圈在磁场中转动,如图乙所示.3、磁场和有效面积同时变化:在磁场和有效面积都变化时,磁通量的变化量212211B S B S B S ΦΦΦ∆=-=-≠∆⋅∆,如图所示,磁感线是闭合曲线,在磁铁内部磁感线由S 极指向N 极,在磁铁外部磁感线由N 极指向S 极,且分布在磁铁外的广阔区域内,因此穿过弹性线圈所围面积的磁通量为向上穿过弹性线圈所围面积的磁通量减去向下穿过弹性线圈所围面积的磁通量,将弹性线圈向外拉时,穿过它向下的磁通量增加,而穿过它向上的磁通量不变,则总的磁通量减小,即净磁通量减小.理解3 闭合回路部分导体切割磁感线一定能产生感应电流吗?闭合回路部分导体切割磁感线,不一定产生感应电流;闭合回路中是否会产生感应电流,归根到底还是要看穿过闭合回路的磁通量是否发生变化.在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时,应注意:1、导体是否将磁感线“割断”,如果没有“割断”,就不能说明切割.如图所示,(a )(b )两图中,导体是真“切割”,而(c )图中,导体没有切割磁感线.2、即使闭合回路的部分导体真“切割”了磁感线,也不能保证一定产生感应电流.如图所示,对于图甲,尽管闭合线框“切割”磁感线,但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化,没有感应电流产生;对于图乙,闭合线框的一部分导体“切割”了磁感线,穿过线框的磁感线条数越来越少,线框中有感应电流产生;对于图丙,闭合线框在非匀强磁场中运动,“切割”了磁感线,穿过线框的磁感线条数减少,线框中有感应电流产生;对于图丁,线框abcd 的一部分在匀强磁场中上下平动,尽管线框abcd 的部分导体做切割磁感线运动,但穿过线框的磁通量没有发生变化,所以线框中没有感应电流产生.k 应试拓展注意拓展1 磁通量的计算磁通量是标量,但有正,负之分.其正、负取决于磁感线的贯穿方向,设磁印象笔记◀磁铁插入或拔出时,穿过线圈的磁通量发生变化,产生感应电流.◀科拉顿“跑”失良机 为什么科拉顿看不到电流计指针的偏转呢?电磁感应现象与变化和运动相联系,当科拉顿跑到电流计前面时,电流计的指针经过一次偏转以后又转回到了原来的位置.◀不同的“切割”方式产生的效果不同.感线从某平面的一侧穿入时为正,当磁感线从该平面的另一侧穿入时,磁通量即为负值.磁通量的正、负并不表示方向,它的正负号仅表示磁感线的穿入方向,计算合磁通或磁通量变化时,按代数运算法则进行.例 两圆环A 、B 同心放置且半径A B R R >,将一条形磁铁置于两环圆心处,且与圆环平面垂直,如图所示,则穿过A 、B 两圆环的磁通量的大小关系为( )A .A h ΦΦ>B .A h ΦΦ=C .A h ΦΦ<D .无法确定【解析】如果穿过某一面积的磁场方向不同,则规定某方向为正,与之相反为负,求代数和就是穿过该面积的磁量.此题可设向上穿过圆环A 、B 的磁通量为正,则向下穿过A 、B 的磁通量为负,条形磁铁的磁感线在磁铁内部由S 极到N 极,在外部由N 极到S 极,内部的磁感线总条数与外部的磁感线总条数相同,通过A 、B 两圆环向上的磁感线总条数相同,而由磁铁外部从上向下穿过A 、B 的磁感线的条数,面积越大的越多,故向下穿过A 的磁通量大于向下穿过B 的磁通量,所以穿过A 的总磁通量小于穿过B 的总磁透量,故C 选项正确.【答案】C .拓展2 感应电流有无的判断判断电路中是否产生感应电流,关键要分析穿过闭合电路的磁通量是否发生变化.分析磁通量是否发生变化就必须要弄清楚磁场的分布情况,而对于立体图,往往还需将其转换为平图图,如俯视图,侧视图等.判断电路中是否有感应电流的思路:例 下列各图所示的情况中,能产生感应电流的是【解析】A 图中,线圈转动时穿过线圈的磁通量始终为零,不发生变化,线圈中不产生感应电流,故A 错误;B 图中,磁铁向右运动,穿过线圈的磁通量变化,但线圈不闭合,线圈中不产生感应电流,故B 错误;C 图中,线圈远离磁铁时穿过线圈的磁通量始终为零,不发生变化,线圈中不产生感应电流,故C 错误;D 图中,回路闭合,且穿过闭合回路的磁通量不断增大,能产生感应电流,故D 正确.印象笔记◀电磁感应实验演示电路◀直升机螺旋桨叶片切割地磁场的磁感线,螺旋桨叶片上产生感应电动势,但不产生感应电流.【答案】D【点拨】回路闭合、穿过闭合回路的磁通量发生变化,是产生感应电流的两个必要条件,缺一不可.闭合回路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件,如果穿过闭合回路的磁通量很大但不发生变化,那么无论磁通量有多大,也不能产生感应电流.2.楞次定律K知识深层理解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)适用范围:适用于一切穿过回路磁通量变化的情况.2、右手定则(1)使用方法伸开右手,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,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向.(2)适用范围:适用于部分导体切割磁感线的情况.3、楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的“效果”总是阻碍产生感应电流的原因,可由以下四种方式呈现:(1)阻碍原磁通量的变化,即“增反减同”.(2)阻碍相对运动,即“来拒去留”.(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势,即“增缩减扩”.(4)阻碍原电流的变化(自感现象),即“增反减同”.理解1 楞次定律中的“阻碍”意味着什么?楞次定律的内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.电磁感应过程实质上是能的转化和转移过程,楞次定律中的“阻碍”就是能量守恒定律的具体体现,在克服这种阻碍作用的过程中,其他形式的能转化成电能.理解2 楞次定律与右手定则的比较印象笔记◀楞次定律示意图◀(1)阻碍并不一定是相反,“阻碍”的是磁通量的变化.(2)“阻碍”不是阻止,不仅有反抗的意思,而且有补偿的意思,磁通量增加时是反抗,磁通量减少时:是补偿.◀磁铁在双管中下落,在塑料管中下落得快.别切割磁感线运动的导体适用范围各种电磁感应现象只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况应用用于磁通量随时间变化而产生的电磁感应现象时较方便用于导体切割磁感线产生电磁感应现象时较方便理解3 右手定则与左手定则的比较比较项目右手定则左手定则三个方向判断感应电流的方向、导体运动方向和磁场方向(I, ,B)判断通电导体所受磁场力的方向、电流方向和磁场方向(F,I,B)图例因果关系运动→电流电流→受力应用发电机电动机记忆规律左“力”右“电”K应试拓展注意拓展1 楞次定律的“广义”表述从能的转化和守恒的角度看,楞次定律可表述为:感应电流的“效果”总要反抗(或阻碍)引起感应电流的“原因”,常见的有以下几种表现:1、阻碍原磁通量的变化——“增反减同”.如图所示,磁铁靠近线圈,B感与B原方向相反,利用安培定则可判断感应电流的方向为逆时针方向(从上向下看).2、阻碍导体与磁场间的相对运动——“来拒去留”.如图所示,若条形磁铁靠近线圈,线圈受到的是斥力;若条形磁铁远离线圈,线圈受到的是引力.3、使闭合回路面积有扩大或缩小的趋势一一“增缩减扩”.如图所示,P、Q是光滑固定导轨,a、b是可动金属棒,当磁铁下移时,a、b将靠近.4、阻碍原电流的变化“增反减同”.如图所示,开关S闭合时,B灯先亮,A灯后亮,即原电流增大时,感应电流的方向与原电流的方向相反;开关S断开时,灯逐渐熄灭,A灯中电流方向向右,B灯中电流方向向左,线圈中电流方向不变,即原电流减小时,印象笔记◀右手定则示意图◀从运动效果上来看,可以形象地表述为“敌进我退”和“敌逃我追”。
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。
(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.。
第一章电磁感应知识点总结一、电磁感应现象1、电磁感应现象与感应电流.(1)利用磁场产生电流的现象,叫做电磁感应现象。
(2)由电磁感应现象产生的电流,叫做感应电流。
二、产生感应电流的条件1、产生感应电流的条件:闭合电路.......。
....中磁通量发生变化2、产生感应电流的方法.(1)磁铁运动。
(2)闭合电路一部分运动。
(3)磁场强度B变化或有效面积S变化。
注:第(1)(2)种方法产生的电流叫“动生电流”,第(3)种方法产生的电流叫“感生电流”。
不管是动生电流还是感生电流,我们都统称为“感应电流”。
3、对“磁通量变化”需注意的两点.(1)磁通量有正负之分,求磁通量时要按代数和(标量计算法则)的方法求总的磁通量(穿过平面的磁感线的净条数)。
(2)“运动不一定切割,切割不一定生电”。
导体切割磁感线,不是在导体中产生感应电流的充要条件,归根结底还要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。
4、分析是否产生感应电流的思路方法.(1)判断是否产生感应电流,关键是抓住两个条件:①回路是闭合导体回路。
②穿过闭合回路的磁通量发生变化。
注意:第②点强调的是磁通量“变化”,如果穿过闭合导体回路的磁通量很大但不变化,那么不论低通量有多大,也不会产生感应电流。
(2)分析磁通量是否变化时,既要弄清楚磁场的磁感线分布,又要注意引起磁通量变化的三种情况:①穿过闭合回路的磁场的磁感应强度B发生变化。
②闭合回路的面积S发生变化。
③磁感应强度B和面积S的夹角发生变化。
三、感应电流的方向1、楞次定律.(1)内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
①凡是由磁通量的增加引起的感应电流,它所激发的磁场阻碍原来磁通量的增加。
②凡是由磁通量的减少引起的感应电流,它所激发的磁场阻碍原来磁通量的减少。
(2)楞次定律的因果关系:闭合导体电路中磁通量的变化是产生感应电流的原因,而感应电流的磁场的出现是感应电流存在的结果,简要地说,只有当闭合电路中的磁通量发生变化时,才会有感应电流的磁场出现。
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.奥斯特: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b ②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(导体棒切割磁感应线)
(2)方法二:楞次定律:感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化(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:
t
N
E ∆∆Φ= N 为线圈的匝数 (2)磁通量发生变化情况 ①B 不变,S 变,
t S B N
E ∆∆= ②S 不变,B 变,t
BS N
E ∆∆=
(3)计算感应电动势的公式
①求平均值:
t
N
E ∆∆Φ= ②求瞬时值:BLV E = (导线切割类) ③导体棒绕某端点旋转:ω2
2
1BL E =
5.感应电流的计算: 瞬时电流:r
R BLV r R E I +=
+=
(瞬时切割)
6.安培力的计算:
瞬时值:r
R V L B BIL F +==2
2
7.通过截面的电荷量:r
R N t r R E 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。
(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,有铁芯的线圈自感系数比没有铁芯时大得多。
(3)类型:通电自感和断电自感
(4)单位:亨利(H )、毫亨(mH)、微亨() (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应电动势外,变化的磁通量也会在哎铁芯中产生感应电流。
一般来说,只要空间里有变化的磁通量,其中的导体中就会产生感应电流,我们把这种感应电流叫做涡流
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
第二章 交变电流
一、交变电流的产生 1、原理:电磁感应
2、两个特殊位置的比较:(中性面:线圈平面与磁感线垂直的平面。
) ①线圈平面与中性面重合时(S ⊥B ):磁通量最大,e=0,i=0,0
=∆∆Φ
t
;感应电流方向改变。
②线圈平面平行与磁感线时(S ∥B ):磁通量为0,e 最大,i 最大,t
∆∆Φ最大;电流方向不
变。
3、取中性面为计时平面:正弦交流电的图像
角速度、周期、频率、转速关系:
n f T
πππω222===
二、表征交变电流的物理量
第三章 变压器:
一、变压器
1、原、副线圈中的磁通量的变化率相等。
2、变压器只变换交流,不变换直流,更不变频。
3、原、副线圈中交流电的频率一样:f1=f2 二、理想变压器
1、输入功率等于输出功率。
即2
1P P =
2、原、副线圈上的电压与它们的匝数成正比。
即212
1
n
n U
U =
3、、原、副线圈上的电流与它们的匝数成反比1
2
2
1
n
n I
I =
注意:理想变压器各物理量的决定因素
输入电压1U 决定输出电压2U ;输出电流2I 决定输入电流1I ;输出功率2P 决定输入功率1P
4、
三、远距离输电 1、高压输电原理:
由于通电导线有电阻,远距离送电时,线路上损失电能较多。
在输送的电功率输
P 和送电导
线电阻R 一定的条件下,提高送电电压,较小送电电流可以达到减少线路上的电能损失的目的。
线路中电流公式:
输输
U P I =
损失功率:
R U P R I P 2
2
⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛==输
输
损
损失电压:IR U =损
2、远距离输电原理;
(1)功率关系:
2
1
P P = 损
P P P +=3
2
43P P =
R I P 2
2
=损
(2)电压关系:
2
1
2
1
n
n
U U = 损
U
U U +=3
2 4
3
4
3n
n U
U =
R I U 2
=损
(3)电流关系:
1
2
2
1
n
n I I = 3
2
I
I = 3
44
3n
n I
I =
第四章 传感器
一、定义:
传感器是通过测量外界的物理量、化学量或生物量来捕捉和识别信息,并将被测量的非电学量转化成电学量的装置。
二、 光敏电阻:
光敏电阻在光照射下电阻变化的原因:有些物质,例如硫化镉,是一种半导体材料,无光照时,载流子极少,导电性能不好;随着光照的增强,载流子增多,导电性变好。
光照越强,光敏电阻阻值越小。
三、热敏电阻:
金属导体的电阻随温度的升高而增大,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,且阻值随温度变化非常明显。
四、霍尔元件
霍尔元件是将电磁感应这个磁学量转化为电压这个电学量的元件。
外部磁场使运动的载流子受到洛伦兹力,在导体板的一侧聚集,在导体板的另一侧会出现多余的另一种电荷,从而形成横向电场;横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力,当静电力与洛伦兹力达到平衡时,导体板左右两例会形成稳定的电压,被称为霍尔电势差或霍尔电压H U , d
IB k U
H
= .
(d 为薄片的厚度,k 为霍尔系数 注意:传感器应用:
力传感器的应用——电子秤
温度传感器的应用——电熨斗、电饭锅、测温仪 光传感器的应用——鼠标器、火灾报警器。