高二物理3-1 3-2复习提纲 (2).doc

高二物理选修31复习提纲一、本册书公式- 16 -1.电磁学常用公式 库仑定律：F=kQq/r 电场强度：E=F/q 点电荷电场强度：E=kQ/r 匀强电场：E=U/d 电势能：E1=q 1电势差:U12=- 静电力做功:W12=qU12电容定义式:C=Q/U 电容:C=S/4kd 带电粒子在匀强电场中的运动 加速匀强电场:1/2*mv =qU v =2qU/m 偏转匀强电场: 运动时间:t=x/v垂直加速度:a=qU/md 垂直位移:y=1/2*at2 =1/2*(qU/md)*(x/v)2=qux2/2mdv2偏转角:tan=vy/vx=at/v0=qu/mdv02.恒定电流常用公式电流的微观表达式：I=nqsv 电源非静电力做功：W=Eq 欧姆定律：I=U/R 串联电路 电流：I1=I2=I3= 电压：U总=U1+U2+U3+ 并联电路 电压：U1=U2=U3= 电流：I总=I1+I2+I3+ 电阻串联：R总 =R1+R2+R3+ 电阻并联：1/R总=1/R1+1/R2+1/R3+ 焦耳定律：Q=I Rt P=I R P=U /R 电功率：W=UIt 电功:P=UI 电阻定律：R=l/S 全电路欧姆定律：E=I(R+r) E=U外+U内 安培力：F=ILBsin 磁通量：=BS 3.电磁感应 感应电动势：E=n/t 导线切割磁感线：S=lvt E=Blv*sin 感生电动势：E=LI/t高二物理选修31第二章恒定电流复习提纲 一 知识要点（一）导体中的电场和电流、电动势1.导体中的电场和电流（1） 电源：电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。（2） 导线中的电场：当导线内的电场达到动态平衡状态时，导线内的电场线保持与导线平行。（3）电流定义式：2电动势定义：在电源内部非静电力所做的功W与移送的电荷量q的比值，叫电源的电动势，用E表示。定义式为：E = W/q 注意： 电动势的大小由电源中非静电力的特性（电源本身）决定，跟电源的体积、外电路无关。电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压。电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。（二）部分电路欧姆定律，电路的连接，电功、电功率、电热，电阻定律1部分电路欧姆定律定义式 R =U/I导体的伏安特性曲线：常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，而画出的IU图象。2电路的连接串联电路与并联电路的特点3电表改装和扩程：主要根据“当流过电流计的电流达到满偏电流是改装或扩程后的电表也达到了它的量程值”这一点进行计算。 4电功、电功率、电热（1）电功公式：W =UIt（2） 电功率公式：P =UI（3） 电热（焦耳定律）公式：Q =I2Rt5. 电阻定律（1）电阻定律:公式 （2）材料的电阻率，跟材料和温度有关；各种材料的电阻率一般随温度的变化而变化；对金属，温度升高，增大。（三）闭合电路的欧姆定律(四)电动势、闭合电路欧姆定律11电源：能把其他形式的能转换为电能的装置UE0 Im I12电源的电动势E：表征电源把其他形式的能转换为电能的本领，在数值上等于电源没有接人电路时两极间的电压；闭合电路中等于内、外电压之和，即EU外+U内13闭合电路欧姆定律：I=E/(R+r)或者EU外+I rU外+U内14路端电压：外电路两端的电压，即电源的输出电压 路端电压与外电阻关系： U=IR （路端电压随外电阻增大而增大） 路端电压与电流关系： U=E-Ir 理解图象意义15电路中能量转化： a. 电源就是通过内部非静电力搬运电荷做功而将其他形式的能转化为电能的装置，欧姆定律就是能的转化与守恒定律在直流电路中的具体表现形式3多用电表欧姆表基本构造：由电流表、调零电阻、电池、红黑表笔组成。（内电路请自己画出）【注意】欧姆表测电阻时，指针越接近半偏位置，测量结果越准确。调零：将红、黑表笔短接，调节调零旋钮使指针0处。不要用手接触电阻的两引线；若发现指针偏角太大或太小应换用倍率较小或较大的档；且每次换档必需重新调零。整理：测量完毕，将选择开关旋转到OFF档或交流最大电压档，拨出表笔，若长期不用应取出电池。4.测定电池的电动势和内电阻 误差分析：用电流表和电压表测电源的电动势和内电阻时，电流表外接和内接两种情况下电动势的测量值与真实值、电源内阻的测量值与真实值间的关系如何?若采用上图电路时，可得：若采用下图所示的电路可得：。16电流表：表头(1)构造：主要由永磁体和放入其中的可转动的线圈组成(2)工作原理：当线圈中有电流通过时，线圈在磁场力的作用下带着指针一起偏转，电流越大，指针偏转的角度越大，从表盘上即可读出电压或电流值(3)三个主要参数内阻Rg：电流表的内电阻满偏电流Ig：指针偏转到最大刻度时的电流，也叫电流表的量程满偏电压Ug：电流表通过满偏电流时加在电流表两端的电压(4)三个参数间的关系：Ug=IgRg17电压表(V)的改装电流表的电压量程较小Ug=IgRg ，当改装成较大量程为U的电压表时，应串联一个电阻R如图所示，因为串联电阻有分压作用，因此叫做分压电阻，电压扩大量程倍数nUUg 则 U=IgRg+=IgR 需要串联的电阻为 R=（n-1）Rg改装后的电压表内阻为：Rv=R+Rg18电流表（A）的改装(1)将量程为Ig表头改装成量程为I电流表应并联一个电阻R，如图所示，因为并联电阻有分流作用，因此叫做分流电阻扩大量程倍数nI Ig则需要并联的分流电阻 RRg(n一1)改装后的电流表内阻等于Rg与R并联时的总电阻19伏安法测电阻用伏安法测电阻时，若不知被测电阻的大概值，为了减小测量误差，如何选择正确电路连接? 采用试触法：可将电路如图所示连接，只空出电压表的一个接头S， 然后将S分别与a、b接触一下，观察电压表和电流表的示数变化情况若电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，即Rx是一个高阻值电阻，应选用内接法，S应接b测量若电压表示数有显著变化，说明电流表的分压作用较强，即Rx是一个低阻值电阻，应选用外接法，S应接a测量20滑动变阻器连接方式RxRx+R0E(1)限流式接法：电路中变阻器起限流作用，负载Rx上的电压可调范围 为 E，电压变化范围较小；消耗能量少；适应于用电器电阻阻值与变阻器阻值相当的电路。(2)分压式接法：电路中变阻器起分压作用，滑片自A端向B端滑动时，负载上电压的范围为0E，显然比限流时调节范围大，但消耗能量多，对于要求电压变化范围大的，或滑动变阻器总阻值较小的，使用此连接方式21欧姆表测量电阻 (1)欧姆表构造 如图所示，G是内阻为R、满偏电流为Ig的微安表或毫安表R0是调零电阻，电池的电动势为E，内阻为r，黑表笔接电池正极，红表笔接电池负极(2)欧姆表原理 欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的当红、黑表笔 间接入待测电阻Rx时，此时通过G表的电流为I，则： 应当注意，欧姆表刻度是不均匀的(3)注意事项：使用前进行机械调零，使指针指在电流表的零刻度要使被测电阻与其他元件和电源断开，不能用手接触表笔的金属杆合理选择量程，使指针尽量在中间位置附近使用欧姆档的另一量程时，一定要重新进行电阻调零（即换档调零）。读数时，应将表针示数乘以选择开关所指的倍率测量完毕，拔出表笔，开关置于交流电压最高挡或OFF挡，若长期不用，取出电池。22实验：测定电池的电动势和内阻目标：1掌握实验电路、实验原理及实验方法2学会用图象法处理实验数据 原理： 根据闭合电路欧姆定律的不同表达形式，可以采用下面几种不同的方法测E和r (1)由E=U+Ir知，只要测出U、I的两组数据，就可以列出两个关于正、r的方程，从而解出E、r，电路图如图所示 (2)由EIR+Ir知，测出I、R的两组数据，列出方程解出E、r，电路图如图所示 (3)由正U+Ur/R,，测出U 、R两组数据，列出关于E、r的两个方程，电路图如图所示 (1) (2) (3) 数据处理 图象法：以I为横坐标，U为纵坐标建立直角坐标系 据实验数据描点如果发现个别明显错误的数据，应该把它剔除用直尺画一条直线，使尽量多的点落在这条直线上，不在直线上的点能均分两侧，注意事项：(1)为了使电池的路端电压变化明显，电池宜选内阻大些的 (2) 因该实验中电压U的变化较小，为此可使纵坐标不从零开始，把坐标的比例放大，可减小实验误差此时图象与横轴交点不表示短路电流，计算内阻时，要在直线上任取两个相距较大的点，用rU/I计算出电池的内阻r高二物理选修31第三章磁场复习提纲 一、知识要点1.磁场的产生磁极周围有磁场。(2)电流周围有磁场（奥斯特）。2.磁场的基本性质 磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用(对磁极一定有力的作用；对电流只是可能有力的作用，当电流和磁感线平行时不受磁场力作用)。这一点应该跟电场的基本性质相比较。3.磁感应强度 （条件是匀强磁场中，或L很小，并且LB ）。 4.磁感线用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N极的指向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）。 要熟记常见的几种磁场的磁感线：安培定则（右手螺旋定则）：对直导线，四指指磁感线方向；对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。5.磁通量 如果在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，其面积为S，则定义B与S的乘积为穿过这个面的磁通量，用表示。是标量，但是有方向（进该面或出该面）。单位为韦伯，符号为Wb。1Wb=1Tm2=1Vs=1kgm2/(As2)。可以认为磁通量就是穿过某个面的磁感线条数。在匀强磁场磁感线垂直于平面的情况下，B=/S，所以磁感应强度又叫磁通密度。在匀强磁场中，当B与S的夹角为时，有=BSsin。二、安培力 （磁场对电流的作用力）1.安培力方向的判定用左手定则。用“同性相斥，异性相吸”（只适用于磁铁之间或磁体位于螺线管外部时）。用“同向电流相吸，反向电流相斥”（反映了磁现象的电本质）。.只要两导线不是互相垂直的，都可以用“同向电流相吸，反向电流相斥”判定相互作用的磁场力的方向；当两导线互相垂直时，用左手定则判定。2.安培力大小的计算F=BLIsin（为B、L间的夹角）高中只要求会计算=0（不受安培力）和=90两种情况。三、洛伦兹力1.洛伦兹力运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛伦兹力，它是安培力的微观表现。IBF安F计算公式的推导：如图所示，整个导线受到的磁场力（安培力）为F安 =BIL；其中I=nesv；设导线中共有N个自由电子N=nsL；每个电子受的磁场力为F，则F安=NF。由以上四式可得F=qvB。条件是v与B垂直。当v与B成角时，F=qvBsin。2.洛伦兹力方向的判定 带电粒子在匀强电场中类平抛的偏转问题。如果带电粒子以初速度v0垂直于场强方向射入匀强电场，不计重力，电场力使带电粒子产生加速度，作类平抛运动，分析时，仍采用力学中分析平抛运动的方法：把运动分解为垂直于电场方向上的一个分运动匀速直线运动：，；另一个是平行于场强方向上的分运动匀加速运动，粒子的偏转角为。经一定加速电压（U1）加速后的带电粒子，垂直于场强方向射入确定的平行板偏转电场中，粒子对入射方向的偏移，它只跟加在偏转电极上的电压U2有关。当偏转电压的大小极性发生变化时，粒子的偏移也随之变化。如果偏转电压的变化周期远远大于粒子穿越电场的时间（T ），则在粒子穿越电场的过程中，仍可当作匀强电场处理。带电粒子在匀强磁场中的运动在不计带电粒子（如电子、质子、a粒子等基本粒子）的重力的条件下，带电粒子在匀强磁场有三种典型的运动，它们决定于粒子的速度（v）方向与磁场的磁感应强度（B）方向的夹角（q）。（1）当v与B平行，即q = 0或180时落仑兹力f = Bqvsinq = 0，带电粒子以入射速度（v）作匀速直线运动，其运动方程为：s = vt（2）当v与B垂直，即q = 90时带电粒子以入射速度（v）作匀速圆周运动，四个基本公式 ：向心力公式：轨道半径公式：周期、频率和角频率公式：动能公式： T、f和w的两个特点第一、T、 f的w的大小与轨道半径（R）和运行速率（V）无关，而只与磁场的磁感应强度（B）和粒子的荷质比（q/m）有关。第二、荷质比（q/m）相同的带电粒子，在同样的匀强磁场中，T、f和w相同。（3）带电粒子的轨道圆心（O）、速度偏向角（）、回旋角（a）和弦切角（q）。在分析和解答带电粒子作匀速圆周运动的问题时，除了应熟悉上述基本规律之外，还必须掌握确定轨道圆心的基本方法和计算、a和q的定量关系。如图6所示，在洛仑兹力作用下，一个作匀速圆周运动的粒子，不论沿顺时针方向还是逆时针方向，从A点运动到B点，均具有三个重要特点。第一、轨道圆心（O）总是位于A、B两点洛仑兹力（f）的交点上或AB弦的中垂线（OO）与任一个f的交点上。第二、粒子的速度偏向角（），等于回旋角（a），并等于AB弦与切线的夹角弦切角（q）的2倍，即 = a = 2q = w t。第三、相对的弦切角（q）相等，与相邻的弦切角（q ）互补，即q + q = 180。质谱仪 回旋加速器质谱仪主要用于分析同位素, 测定其质量, 荷质比和含量比, 如图所示为一种常用的质谱仪, 由离子源O、加速电场U、速度选择器E、B1和偏转磁场B2组成。同位素荷质比和质量的测定: 粒子通过加速电场, 根据功能关系, 有。粒子通过速度选择器, 根据匀速运动的条件: 。若测出粒子在偏转磁场的轨道直径为d, 则, 所以同位素的荷质比和质量分别为。回旋加速器1.回旋加速器是利用电场对电荷的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用来获得高能粒子的装置.2.回旋加速器的工作原理.（1）磁场的作用：带电粒子以某一速度垂直磁场方向进入匀强磁场时，只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，其中周期和速率与半径无关，使带电粒子每次进入D形盒中都能运动相等时间（半个周期）后，平行于电场方向进入电场中加速.（2）电场的作用：回旋加速器的两个D形盒之间的窄缝区域存在周期性变化的并垂直于两D形盒直径的匀强电场，加速就是在这个区域完成的.（3）交变电压：为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速，使之能量不断提高，要在狭缝处加一个与T=2m/qB相同的交变电压.1.D形金属扁盒的主要作用是起到静电屏蔽作用，使得盒内空间的电场极弱，这样就可以使运动的粒子只受洛伦兹力的作用做匀速圆周运动.2.在加速区域中也有磁场，但由于加速区间距离很小，磁场对带电粒子的加速过程的影响很小，因此，可以忽略磁场的影响.3.设D形盒的半径为R，则粒子可能获得的最大动能由qvB=m得Ekm=.可见：带电粒子获得的最大能量与D形盒半径有关.由于受D形盒半径R的限制，带电粒子在这种加速器中获得的能量也是有限的.为了获得更大的能量，人类又发明各种类型的新型加速器.例：已知回旋加速器中D形盒内匀强磁场的磁感应强度B=1.5 T，D形盒的半径为R= 60 cm，两盒间电压u=2104 V，今将粒子从近于间隙中心某处向D形盒内近似等于零的初速度，垂直于半径的方向射入，求粒子在加速器内运行的时间的最大可能值.解析：带电粒子在做圆周运动时，其周期与速度和半径无关，每一周期被加速两次，每次加速获得能量为qu，只要根据D形盒的半径得到粒子具有的最低（也是最大）能量，即可求出加速次数，进而可知经历了几个周期，从而求总出总时间.粒子在D形盒中运动的最大半径为R则R=mvm/qBvm=RqB/m则其最大动能为Ekm=粒子被加速的次数为n=Ekm/qu=B2qR2/2m-u则粒子在加速器内运行的总时间为t=n =4.310-5 s磁通量（)和磁通密度（B）磁通量（）穿过某一面积（S）的磁感线的条数。磁通密度垂直穿过单位面积的磁感线条数，也即磁感应强度的大小。与B的关系 = BScosq式中Scosq为面积S在中性面上投影的大小。公式 = BScosq及其应用磁通量的定义式 = BScosq，是一个重要的公式。它不仅定义了的物理意义，而且还表明改变磁通量有三种基本方法，即改变B、S或q。在使用此公式时，应注意以下几点：（1）公式的适用条件一般只适用于计算平面在匀强磁场中的磁通量。（2）q角的物理意义表示平面法线（n）方向与磁场（B）的夹角或平面（S）与磁场中性面（OO）的夹角（图1），而不是平面（S）与磁场（B）的夹角（）。因为 + = 90，所以磁通量公式还可表示为 = BSsin（3） 是双向标量，其正负表示与规定的正方向（如平面法线的方向）是相同还是相反，当磁感线沿相反向穿过同一平面时，磁通量等于穿过平面的磁感线的净条数磁通量的代数和，即 = 12高二物理选修3-2复习提纲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。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，其两端间感应电动势的大小为。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以匀速向右运动，所施外力，当行进位移为S时，外力功。为所用时间。而在时间内，电流做功，据能量转化关系，则。，M点电势高，N点电势低。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。，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(lB )。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, 磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢, 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。（超经典的，我们有次考试考到过关于这个、）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，以角速度匀速转动时，其两端感应电动势为。如图所示，AO导线长L，以O端为轴，以角速度匀速转动一周，所用时间，描过面积，（认为面积变化由0增到）则磁通变化。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，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。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，端电势高于端电势。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。端电势高于端电势。边，边不切割，不产生感应电动势，两端等电势，则输出端MN电动势为。如果线圈匝，则，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，如从图示位置转过一个角度，则圆运动线速度，在垂直磁场方向的分量应为，则此时线圈的产生感应电动势的瞬时值即作最大值.即作最大值方向的投影，（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：（是线圈平面与磁场方向的夹角）。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, 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。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。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。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） 三互感 自感 涡流互感：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, 方向都是从左到右。在断开S的瞬间, 灯A中原来的从左向右的电流立即消失, 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的电流是从开始减弱的, 如果原来, 则在灯A熄灭之前要闪亮一下; 如果原来, 则灯A是逐断熄灭不再闪亮一下。原来哪一个大, 要由L的直流电阻和A的电阻的大小来决定, 如果, 如果。2、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。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。3、自感电动势的大小跟电流变化率成正比。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）。如是线圈的电流每秒钟变化1A，在线圈可以产生1V 的自感电动势，则线圈的自感系数为1H。还有毫亨（mH），微亨（H）。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。四交变电流 描述交变电流的物理量和图象一、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51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51（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52（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52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52（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。（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：（伏）如图52（B）所示。感应电流瞬时值表达式：（安）若从线圈平面与磁力线平行开始计时，则感应电动势瞬时值表达式为：（伏）如图52（D）所示。感应电流瞬时值表达式：（安）五、表征交流电的物理量：（1）瞬时值、最大值和有效值：交流电在任一时刻的值叫瞬时值。瞬时值中最大的值叫最大值又称峰值。交流电的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流电和恒定直流分别通过同样阻值的电阻，如果二者热效应相等（即在相同时间内产生相等的热量）则此等效的直流电压，电流值叫做该交流电的电压，电流有效值。正弦（或余弦）交流电电动势的有效值和最大值的关系为：交流电压有效值；交流电流有效值。注意：通常交流电表测出的值就是交流电的有效值。用电器上标明的额定值等都是指有效值。用电器上说明的耐压值是指最大值。（2）周期、频率和角频率交流电完成一次周期性变化所需的时间叫周期。以T表示，单位是秒。交流电在1秒内完成周期性变化的次数叫频率。以f表示，单位是赫兹。周期和频率互为倒数，即。我国市电频率为50赫兹，周期为0.02秒。角频率： 单位：弧度/秒交流电的图象：图象如图53所示。图象如图54所示。六。正弦交变电流的函数表达式u=Umsinti=Imsint七电感和电容对交变电流的影响电感对交变电流有阻碍作用，阻碍作用大小用感抗表示。低频扼流圈，线圈的自感系数很大，作用是“通直流，阻交流”；高频扼流圈，线圈的自感系数很小，作用是“通低频，阻高频”电容对交变电流有阻碍作用，阻碍作用大小用容抗表示耦合电容，容量较大，隔直流、通交流高频旁路电容，容量很小，隔直流、阻低频、通高频八变压器变压器是可以用来改变交流电压和电流的大小的设备。理想变压器的效率为1，即输入功率等于输出功率。对于原、副线圈各一组的变压器来说（如图56），原、副线圈上的电压与它们的匝数成正比。即因为有，因而通过原、副线圈的电流强度与它们的匝数成反比。即注意：1理想变压器各物理量的决定因素输入电压U1决定输出电压U2，输出电流I2决定输入电流I1，输入功率随输出功率的变化而变化直到达到变压器的最大功率（负载电阻减小，输入功率增大；负载电阻增大，输入功率减小）。2一个原线圈多个副线圈的理想变压器的电压、电流的关系U1:U2:U3:=n1:n2:n3: I1n1=I2n2+I3n3+因为，即，所以变压器中高压线圈电流小，绕制的导线较细，低电压的线圈电流大，绕制的导线较粗。上述各公式中的I、U、P均指有效值，不能用瞬时值。（3）电压互感器和电流互感器电压互感器是将高电压变为低电压，故其原线圈并联在待测高压电路中；电流互感器是