(完整版)物理选修_3-2知识点与考点,推荐文档
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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:无论回路是否闭合,只要穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中就有感应电动势产生,产生感应电动势的那部分导体相当于电源.电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合,则有感应电流,如果回路不闭合,则只能出现感应电动势,而不会形成持续的电流.我们看变化是看回路中的磁通量变化,而不是看回路外面的磁通量变化二、感应电流方向的判定1.右手定则:伸开右手,使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内,让磁感线垂直穿过手心,手掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直,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(电源).用右手定则时应注意:①主要用于闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时,产生的感应电动势与感应电流的方向判定,②右手定则仅在导体切割磁感线时使用,应用时要注意磁场方向、运动方向、感应电流方向三者互相垂直.③当导体的运动方向与磁场方向不垂直时,拇指应指向切割磁感线的分速度方向.④若形成闭合回路,四指指向感应电流方向;若未形成闭合回路,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。
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。
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。
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)。
2018年高二物理 选修3-2知识点复习知识点一: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。
知识点二: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:导体在磁场里做切割磁感线运动时,导体内就产生感应电动势;穿过线圈的磁量发生变化时,线圈里就产生感应电动势。
如果导体是闭合电路的一部分,或者线圈是闭合的,就产生感应电流。
从本质上讲,上述两种说法是一致的,所以产生感应电流的条件可归结为:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
三、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=。
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。
第四章 电磁感应§4.1划时代的发现 §4.2探究感应电流的产生条件1、了解奥斯特梦圆“电生磁”的发展史及其实验内容。
2、了解法拉第“磁生电”的发展史相关内容。
3、掌握并理解感应电流产生的条件: ①闭合电路;②磁通量发生变化。
§4.3楞次定律1、掌握并理解楞次定律的内容和应用:理解1:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
即:“增反减同”理解2:感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因。
即从运动的角度看“来拒去留”,从磁能量变化看,会使线圈产生形变。
应用:楞次定律的判定步骤: (1)明确原磁场的方向;(2)明确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)利用安培定则判定感应电流的方向。
2、熟练掌握并应用感应电流方向的判定。
3、感应电动势方向的判定:当电路不闭合时,通过回路的磁通量发生改变时,电路中无感应电流,但有感应电动势。
感应电动势的方向与感应电流的方向一致,判定其方向①磁通量变化类用楞次定律;②切割用右手定则。
§4.4法拉第电磁感应定律1、理解tφφφ∆∆∆、、的含义及区别 2、掌握并理解法拉第电磁感应定律。
=nE tφ∆∆ 注:①若tφ∆∆是恒定的,则E 是稳恒的,若t φ∆∆变化,则感应电动势也是变化的②tφ∆∆是磁通量的变化率,即磁通量的变化快慢,tφ∆∆ 在t φ-图上为图线上某点的斜率。
③当Δt 较长时,E 为平均感应电动势,因此这段时间内通过导体的电荷量为:E q I t t nR R φ∆=∆=∆=总总3、平动切割感应电动势的计算:①当B 、L 、v 相互垂直时:E=BLv ②当B 、I 、L 不垂直时: 【右上图】注:高中阶段,对不垂直情况只要求做定性了解。
4、转动切割感应电动势的计算:21=BL =BL 2E v ω中 注:感应电动势的方向可用右手定则确定§4.5电磁感应规律的应用1、了解感应电动的按产生的原因分可分为哪两种2、掌握动生电动势的非静电力由什么提供:注:动生电动势的非静电力是f 洛的一个分力;f 洛永不做功。
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(是B 与S 的夹角)看,磁φθ=B S ·sin θ通量的变化可由面积的变化引起;可由磁感应强度B 的变化引起;可由B 与S 的∆φ∆S ∆B 夹角的变化引起;也可由B 、S 、中的两个量的变化,或三个量的同时变化引起。
θ∆θθ2、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: 。
注意: 1)该式普遍适用于求平均感应电动势。
2)只与穿过电路的磁εφ=n t ∆∆/ε通量的变化率有关, 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∆∆φ/t 的结构与材料等因素无关。
公式中涉及到磁通量的变化量的计算, 对的计算, 一般遇到有两种情况: 1)εφ=n t∆∆∆φ∆φ回路与磁场垂直的面积S 不变, 磁感应强度发生变化, 由, 此时, 此式中∆∆φ=BS ε=nB t S ∆∆的叫磁感应强度的变化率, 若是恒定的, 即磁场变化是均匀的, 那么产生的感应电∆∆B t ∆∆B t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, 磁通量的变化量磁通量的变化率, 磁通量, 表示穿φ∆φB ∆∆φtφ=B S ·过研究平面的磁感线的条数, 磁通量的变化量, 表示磁通量变化的多少, 磁通量∆φφφ=-21的变化率表示磁通量变化的快慢, ∆∆φt公式二: 。
高中物理选修3-2全册知识点总结-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN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名称闭合电路的部分导体切割磁感线向线圈中插入磁铁,把磁铁从线圈中拔出模拟法拉第的实验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)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。
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。
选修3-2知识点(考点)与教学要求考点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。
考点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(是B 与S 的夹角)看,磁通量的变化φθ=B S ·sin θ可由面积的变化引起;可由磁感应强度B 的变化引起;可由B 与S 的夹角的变化∆φ∆S ∆B θ引起;也可由B 、S 、中的两个量的变化,或三个量的同时变化引起。
∆θθ2、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。
考点58.法拉第电磁感应定律 楞次定律Ⅱ①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。
——当长L 的导线,以速度,在匀强磁场B 中,垂直切割磁感线,其两端间感应电ε=BLv v 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,则MN 受向左的安培力,要保持MN 以匀速εF BIL =v 向右运动,所施外力,当行进位移为S 时,外F F BIL '==力功。
为所用时间。
W BI L S BILv t ==···t 而在时间内,电流做功,据能量转化关t W I t '=··ε系,,则。
W W '=I t BILv t ···ε=∴,M 点电势高,N 点电势低。
ε=BIv 此公式使用条件是方向相互垂直,如不垂直,则向垂直方向作投影。
B I v 、、,εφ=n t·∆∆公式 。
注意: 1)该式普遍适用于求平均感应电动势。
2)只与穿过电路的磁通量的变化εφ=n t ∆∆/ε率有关, 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∆∆φ/t 素无关。
公式二: 。
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 )。
εθ=Blv sin 2)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θ影)。
公式中涉及到磁通量的变化量的计算, 对的计算, 一般遇到有两种情况: 1)回εφ=n t∆∆∆φ∆φ路与磁场垂直的面积S 不变, 磁感应强度发生变化, 由, 此时, 此式中的∆∆φ=BS ε=n B tS ∆∆叫磁感应强度的变化率, 若是恒定的, 即磁场变化是均匀的, 那么产生的感应电动势是恒∆∆B t ∆∆B t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, 线圈绕垂直于∆∆φ=B S ·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, 磁通量的变化量磁通量的变化率, 磁通量, 表示穿过φ∆φB ∆∆φtφ=B S ·研究平面的磁感线的条数, 磁通量的变化量, 表示磁通量变化的多少, 磁通量的变化∆φφφ=-21率表示磁通量变化的快慢, ∆∆φt公式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ε=Blv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匀速转动, 转ω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, , 且AC 上各v v l A C ==0,ω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, 故v v v v l A C C =+==222ω。
εω=122B l ——当长为L 的导线,以其一端为轴,在垂直匀强磁场εω=122BL B 的平面内,以角速度匀速转动时,其两端感应电动势为。
ωε如图所示,AO 导线长L ,以O 端为轴,以角速度匀速转动一周,所ω用时间,描过面积,(认为面积变化由0增到)则磁∆t =2πω∆S L =π2πL 2通变化。
∆φπ=B L ·2在AO 间产生的感应电动势且用右手定则制定A 端电势高,O 端εφππωω===∆∆t B L BL 22212/电势低。
——面积为S 的纸圈,共匝,在匀强磁场B 中,以角速度匀速转坳,εωm n B S =···n ω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 ,以转到图示位置时,边垂直磁场方向向纸外运动,切割ωab 磁感线,速度为(圆运动半径为宽边d 的一半)产生感应电动势v d =ω.2,端电势高于端电势。
εωω===BL v BL d BS (212)a b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。
端电势高cd εω=12BS c 于端电势。
e 边,边不切割,不产生感应电动势,.两端等电势,则输出端M .N 电动势为bc ae b c 。
εωm BS =如果线圈匝,则,M 端电势高,N 端电势低。
n εωm n B S =···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,如从图示εm 位置转过一个角度,则圆运动线速度,在垂直磁场方向的分量应为,则此时线圈的产生θv v cos θ感应电动势的瞬时值即作最大值.即作最大值方向的投影,(εεθ=m .cos εωθ=n B S ···cos 是线圈平面与磁场方向的夹角)。
θ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=→n t 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 (是线圈平面与磁场方向的夹角)。
εωθ=n B S ···cos θ()()⎩⎨⎧==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:公式中字母的含义,公式的适用条件及使用图景。
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, 在内迁移的电量(感应电量)为∆t , 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Rn t t R n t R t I q φφε∆=∆∆∆=∆=∆=间无关。
因此, 当用一磁棒先后两次从同一处用不同速度插至线圈中同一位置时, 线圈里聚积的感应电量相等, 但快插与慢插时产生的感应电动势、感应电流不同, 外力做功也不同。
②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。
即磁通量变化感应电流感应电流磁场磁通量变化。
产生−→−−建立−→−−阻碍−→−−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。
楞次定律是判断感应电动势方向的定律,但它是通过感应电流方向来表述的。
通过感应电流的磁场方向和原磁通的方向的相同或相反,来达到“阻碍”原磁通的“变化”即减或增。
这样一个复杂的过程,可以用图表理顺如下:(这个不太好理解、不过很好用 口诀:增缩减扩,来拒去留)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)。
利用上述规律分析问题可独辟蹊径,达到快速准确的效果。
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。
应用楞次定律判断感应电流方向的具体步骤:(1)查明原磁场的方向及磁通量的变化情况;(2)根据楞次定律中的“阻碍”确定感应电流产生的磁场方向;(3)由感应电流产生的磁场方向用安培表判断出感应电流的方向。
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)考点59.互感 自感 涡流Ⅰ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。
自感现象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。
所产生的感应电动势叫做自感电动势。
自感系数简称自感或电感, 它是反映线圈特性的物理量。
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。
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 与并联, 其电流分别为, 方向都是从左L A I I L A 和到右。