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选修3-2 知识复习归纳第一单元 电磁感应一、产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。对感应电动势、感应电流要注意理解： 产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 产生感应电动势与电路是否闭合无关，而产生感应电流必须闭合电路。二、对楞次定律的理解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原来磁通量变化。楞次定律也可以理解为：（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”；（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）。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。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。左手定则与右手定则的应用可简单总结为：“因电而动”用左手，“因动而电”用右手。 三、电磁感应规律1. 计算感应电动势的常用公式，感应电动势的大小跟穿过电路的磁通变化率成正比法拉第电磁感应定律。注意： 该式普遍适用于求平均感应电动势。 E只与穿过电路的磁通量的变化率有关，而与磁通的产生、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。，当长L的导线，以速度，在匀强磁场B中，切割磁感线，其两端间感应电动势的大小为E。要注意： 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）。 当导体垂直切割磁感线时（LB），。，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，角速度匀速转动时，其两端感应电动势为E。2. 磁通量的变化量的计算。对的计算，一般有两种情况： 回路与磁场垂直的面积S不变，B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E是恒定电动势。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。3. 对磁通量，磁通量的变化量，磁通量的变化率的区分。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，大，不一定大；大，也不一定大。四、自感现象、自感电动势、自感系数L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。自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势。自感电动势的大小跟电流变化率成正比。即：。 自感电动势总是阻碍线圈（导体）中原电流的变化。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，有铁芯则线圈的自感系数L越大。单位是亨利（H）。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。第二单元 交变电流一、知识梳理 1交变电流的产生：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生按正弦规律变化的电流。线圈转至中性面时，穿过线圈的磁通量最大，而感应电动势为零。2表征交变电流的物理量：周期T，频率f，关系T=1/f；峰值：Em、Im、Um；有效值：E、I、U交变电流的四值是指：瞬时值、峰值、有效值、平均值瞬时值：反映不同时刻交变电流的大小和方向，正弦交流瞬时值表达式为：，。应当注意必须从中性面开始。生活中用的市电电压为220V，其峰值为220V，频率为50HZ，所以其电压瞬时值的表达式为V。峰值：它是瞬时值的最大值，它反映的是交变电流大小的变化范围，当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大，（转轴垂直于磁感线）。电容器接在交流电路中，则交变电压的峰值不能超过电容器的耐压值。有效值：交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。正弦交变电流有效值与峰值的关系：E= ， I= ， U=对于非正弦交变电流的有效值应根据定义来求。通常所说交流电压、电流是用电压表、电流表测得的，都是指有效值。用电器上所标电压、电流值也是指有效值。在计算交变电流通过导体产生热量、热功以及确定保险丝的熔断电流时，只能用有效值。针对练习 通过某电阻的交变电流的图象如图所示。求该交变电流的有效值I。 平均值：用法拉第电磁感应定律来求，特殊地，当线圈从中性面转过90度的过程中，有。切忌用求解。计算电量时用平均值。3电感电容对交变电流的影响：感抗表示电感对交变电流的阻碍作用，其特点是“通直流，阻交流”、“通低频，阻高频”。电感系数越大，交流电频率越高，感抗越大。容抗表示电容对交变电流的阻碍作用，其特点是“通交流，隔直流”、“通高频，阻低频”。 电容越小，交流电频率越高，容抗越小。4理想变压器：原理：互感现象；原副线圈输入输出功率的关系：；电压与匝数的关系：U1/U2n1/n2；电流与匝数的关系：只有一个副线圈时，I1/I2 n2/ n1；有多个副线圈时，I1n1= I2n2+ I3n3+ _。变压器的输入电压决定输出电压；输出电流决定输入电流；输出功率决定输入功率。5远距离输电的示意图如图所示：包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻。并按照规范在图中标出相应的物理量符号。一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为、n1、n1, n2、n2，相应的电压、电流、功率也应该采用相应的符号来表示。从图中应该看出功率之间的关系是：P1=P1，P2=P2，P1=Pr+P2。电压之间的关系是：。电流之间的关系是：。求输电线上的电流往往是这类问题的突破口。输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。分析和计算时都必须用，而不能用。第三单元 传感器1什么是传感器？它是怎样的一类元件？2热敏电阻和金属热电阻是一回事吗？它们的阻值随温度分别怎样变化？3光敏电阻有何特性？4传感器应用的一般模式是怎样的？请画图表示。5指出以下传感器应用的实例中，所应用的传感器，或主要元件。（1）电子秤：_的应用，敏感元件是_（2）话筒：_的应用，分_和_两种。（3）电熨斗：_的应用，敏感元件是_，作用：控制_的通断。（4）电饭锅：_的应用，敏感元件是_，作用：控制_的通断。（5）测温仪：_的应用，测温元件是_或_、_、_。（6）鼠标器：_的应用，主要元件是_或_（7）火灾报警器：_的应用，利用烟雾对_来工作的。选修3-4 机械振动和机械波 知识复习归纳第单元 机械振动一、机械振动1.机械振动：物体(或物体的一部分)在某一中心位置两侧所做的往复运动.回复力：振动物体所受的总是指向平衡位置的合外力.它是根据作用效果命名的.2.描述振动的物理量(1)位移x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量.(2)振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量.表示振动的强弱.(3)周期T和频率f：物体完成一次全振动所需的时间叫周期，而频率则等于单位时间内完成全振动的次数.它们是表示振动快慢的物理量.二者互为倒数关系： T.当和f是由振动系统本身的性质决定时(非受迫振动)，则叫做固有周期和固有频率.二、简谐运动1.简谐运动特征：物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动.(1)受力特征：回复力Fkx.(2)运动特征：加速度akx/m，方向与位移方向相反，总指向平衡位置.简谐运动是一种变加速运动.在平衡位置时，速度最大，加速度为零；最大位移处，速度为零，加速度最大.判断一个振动是否为简谐运动，依据就是看它是否满足上述受力特征或运动特征.(3)振动能量：对于两种典型的简谐运动单摆和弹簧振子，其振动能量与振幅有关，振幅越大，能量越大.简谐运动过程中动能和势能相互转化，机械能守恒.（4）物体做简谐运动时，其位移、回复力、加速度、速度等矢量都随时间做周期性变化，它们的变化周期就是简谐运动的周期T.物体的动能和势能也随时间周期性变化，其变化周期为T.2.单摆（1）单摆：在一条不可伸长、忽略质量的细线下端拴一可视为质点的小球，上端固定，构成的装置叫单摆.（2）单摆振动可看作简谐运动的条件：摆角5 （3）周期公式：T=2其中摆长l指悬点到小球重心的距离，重力加速度为单摆所在处的测量值.（4）单摆的等时性：在振幅很小的条件下，单摆的振动周期跟振幅无关.（单摆的振动周期跟振子的质量也没关系）（5）单摆的应用： A.计时器（摆钟是靠调整摆长而改变周期，使摆钟与标准时间同步） B.测重力加速度：g=.3.简谐运动的图象(1)如图所示为一弹簧振子做简谐运动的图象.它反映了振子的位移随时间变化的规律，而其轨迹并非正弦曲线. (2)根据简谐运动的规律，利用该图象可以得出以下判定：振幅A、周期T以及各时刻振子的位置.各时刻回复力、加速度、速度、位移的方向.某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况.某段时间内振子的路程.三、受迫振动和共振1.受迫振动：物体在周期性驱动力作用下的振动.做受迫振动的物体，它的周期或频率等于驱动力的周期或频率，而与物体的固有周期或频率无关.2.共振：做受迫振动的物体，它的固有频率与驱动力的频率越接近，其振幅就越大，当二者相等时，振幅达到最大，这就是共振现象.（共振曲线物理意义）疑难解析单摆的周期公式T2.单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力，偏角越大回复力越大，加速度(gsin)越大，由于摆球的轨迹是圆弧，所以除最高点外，摆球的回复力并不等于合外力.在有些振动系统中l不一定是摆长，g也不一定为9.8 m/s2，因此出现了等效摆长和等效重力加速度的问题.(1)等效摆长：(2)等效重力加速度：公式中的g由单摆所在的空间位置决定.由Gg知，g随地球表面不同位置、不同高度而变化，纬度越低，高度越高，g值越小；在不同星球上也不相同.因此应求出单摆所在处的等效值g代入公式 ，即g不一定等于9. m/s2. 在加速上升（超重）的环境中，g=g+a；在加速下降（失重）的环境中，g=ga；在完全失重的环境中，g=0，周期无穷大，单摆不动了。第单元 机械波一、机械波1.机械波的产生：机械振动在介质中的传播过程叫机械波.机械波产生的条件有两个：一是要有做机械振动的物体作为波源，二是要有能够传播机械振动的介质.有机械波必有机械振动，有机械振动不一定有机械波. 但是，已经形成的波跟波源无关，在波源停止振动时仍会继续传播，直到机械能耗尽后停止.2.横波和纵波：质点的振动方向与波的传播方向垂直的叫横波.凸起部分叫波峰，凹下部分叫波谷.质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的叫纵波.质点分布密的叫密部，分布疏的叫疏部.3.描述机械波的物理量(1)波长：两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长.在横波中，两个相邻波峰(或波谷)间的距离等于波长.在纵波中，两个相邻密部(或疏部)间的距离等于波长.在一个周期内机械波传播的距离等于波长.(2)频率f：波的频率由波源决定，在任何介质中频率不变.(3)波速v：单位时间内振动向外传播的距离.波速与波长和频率的关系：vf，波速大小由介质决定.4.机械波的特点：(1)每一质点都以它的平衡位置为中心做简谐运动；后一质点的振动总落后于带动它的前一质点的振动.(2)波传播的只是运动形式(振动)和振动能量，介质中的质点不随波迁移.5.声波：一切振动着发声的物体叫声源.声源的振动在介质中形成纵波.频率为20 Hz到20000 Hz的声波能引起听觉。频率低于20 Hz的声波为次声波，频率高于20000 Hz的声波为超声波.声波在空气中的传播速度约为340 m/s，声波具有反射、干涉、衍射等波的特有现象.二、机械波的图象1.如图所示，为一横波的图象.它反映了在波传播的过程中，某一时刻介质中各质点的位移在空间的分布.简谐波的图象为正弦(或余弦)曲线.2.根据机械波的传播规律，利用该图象可以得出以下的判定：(1)介质中质点的振幅A和波长,以及该时刻各质点的位移和加速度的方向.(2)根据波的传播方向确定该时刻各质点的振动方向.画出在t前或后的波形图象.(3)根据某一质点的振动方向确定波的传播方向.三、波的干涉和衍射1.波的叠加：几列波相遇时，每列波都能够保持各自的状态继续传播而不互相干扰.只是在重叠的区域里，任一质点的总位移等于各列波分别引起的位移的矢量和.2.衍射：波绕过障碍物继续传播的现象.产生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多.3.干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，使某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现象.产生稳定的干涉现象的条件：两列波的频率相同.【说明】A.稳定干涉中，振动加强区域或振动减弱区域的空间位置是不变的，加强区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之和.减弱区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之差.B.加强的条件是两波源到该区域中心的距离之差等于波长的整数倍；减弱的条件是两波源到该区域中心的距离之差等于半波长的奇数倍.C.加强区永远是加强区，减弱区永远是减弱区，加强区域内各点的振动位移不一定都比减弱区内各点的振动位移大.干涉和衍射是波所特有的现象.波同时还可以发生反射，如回声.四、多普勒效应由于波源和观察者之间的相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象，叫做多普勒效应.当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大；如果二者远离，观察者接收到的频率减小.多普勒效应是所有波动过程共有的特征.根据声波的多普勒效应可以测定车辆行驶的速度；根据光波的多普勒效应可以判断遥远天体相对地球的运行速度.疑难解析1.波速与振速：波源振动几个周期，波就向外传播几个波长，这个比值就表示了波形(或能量)向外平移的速度，即波速.在同一均匀介质中波动的传播是匀速的，与波动频率无关.波动中各质点都在平衡位置附近做周期性振动，是变加速运动，质点并没沿波的传播方向随波迁移.要区分开这两个速度.2.振动图象和波的图象振动是一个质点随时间推移而呈现的现象，波动是全部质点联合起来共同呈现的现象.简谐运动和其引起的简谐波的振幅、频率相同，二者的图象有相同的正弦(余弦)曲线形状，但二图象是有本质区别的.见表：振动图象波动图象研究对象一振动质点沿波传播方向所有质点研究内容一质点的位移随时间变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图线物理意义表示一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移图线变化随时间推移图象延续，但已有形状不变随时间推移，图象沿传播方向平移一完整曲线占横坐标距离表示一个周期表示一个波长3.有关波的图象的几种常见问题(1)确定各质点的振动方向如图所示(实线)为一沿x轴正方向传播的横波，试确定质点A、B、C、D的速度方向.判断方法：将波形沿波的传播方向做微小移动，(如图中虚线)由于质点仅在y方向上振动，所以A、B、C、D即为质点运动后的位置，故该