6月26高二物理下学期期末复习(老师)

绵阳 BEST 教育 教育是一项良心工程 1 磁场复习磁场复习 一 磁现象和磁场一 磁现象和磁场 1 磁场 磁场是存在于磁体 运动电荷周围的一种物质 它的基本特性是 对处于其中的 磁体 电流 运动电荷有力的作用 2 磁现象的电本质 所有的磁现象都可归结为运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用 二 磁感应强度二 磁感应强度 1 表示磁场强弱的物理量 是矢量 2 大小 B F Il 电流方向与磁感线垂直时的公式 3 方向 是磁感线的切线方向 是小磁针 N 极受力方向 是小磁针静止时 N 极的指向 4 单位 牛 安米 也叫特斯拉 国际单位制单位符号 T 5 点定 B 定 就是说磁场中某一点定了 则该处磁感应强度的大小与方向都是定值 6 匀强磁场的磁感应强度处处相等 7 磁场的叠加 空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场 则该点的磁感应强 度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感应强度的矢量和 满足矢量运算法则 三 几种常见的磁场三 几种常见的磁场 一 磁感线 磁感线是徦想的 用来对磁场进行直观描述的曲线 它并不是客观存在的 磁感线是闭合曲线 极极磁体的内部 极极磁体的外部 NS SN 磁感线的疏密表示磁场的强弱 磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向 任何两条磁感线都不会相交 也不能相切 5 匀强磁场的磁感线平行且距离相等 没有画出磁感线的地方不一定没有磁场 6 安培定则 右手螺旋定则 7 熟记常用的几种磁场的磁感线 二 匀强磁场 1 磁感线的方向反映了磁感强度的方向 磁感线的疏密反映了磁感强度的大小 2 磁感应强度的大小和方向处处相同的区域 叫匀强磁场 其磁感线平行且等距 例 长的通电螺线管内部的磁场 两个靠得很近的异名磁极间的磁场都是匀强磁场 3 如用 B F I L 测定非匀强磁场的磁感应强度时 所取导线应足够短 以能反映该位置 绵阳 BEST 教育 教育是一项良心工程 2 的磁场为匀强 四 磁场对通电导线的作用力四 磁场对通电导线的作用力 一 安培力 1 通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力 说明 磁场对通电导线中定向移动的电荷有力的作用 磁场对这些定向移动电荷作用力的宏 观表现即为安培力 2 安培力的计算公式 F BILsin 是 I 与 B 的夹角 通电导线与磁场方向垂直时 即 90 此时安培力有最大值 通电导线与磁场方向平行时 即 0 此时安培力 有最小值 F 0N 0 B 90 时 安培力 F 介于 0 和最大值之间 二 左手定则 1 用左手定则判定安培力方向的方法 伸开左手 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 并使四指指向电流方向 这时手掌所在平面跟磁感线和 导线所在平面垂直 大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向 2 安培力 F 的方向既与磁场方向垂直 又与通电导线垂直 即 F 跟 BI 所在的面垂直 三 安培力的性质和规律 1 公式 F BIL 中 L 为导线的有效长度 即导线两端点所连直线的长度 相应的电流方向沿 L 由始端流向末端 如图示 甲中 乙中 L d 直径 2R 半圆环且半径为 R 2ll 2 安培力的作用点为磁场中通电导体的几何中心 五 磁场对运动电荷的作用力五 磁场对运动电荷的作用力 一 洛仑兹力 磁场对运动电荷的作用力 1 洛伦兹力的公式 f qvB sin 是 V B 之间的夹角 2 当电荷速度方向与磁场方向垂直时 洛伦兹力的大小 F qvB 3 当 v 0 时 F 0 即磁场对静止的电荷无作用力 磁场只对运动电荷有作用力 这与电 场对其中的静止电荷或运动电荷总有电场力的作用是不同的 4 当电荷运动方向与磁场方向相同或相反 即与平行时 F 0 vB 5 当电荷运动方向与磁场方向夹角为 时 洛伦兹力的大小 F qvBsin 6 只有运动电荷在磁场中才有可能受到洛伦兹力作用 静止电荷在磁场中受到的磁场对电 荷的作用力一定为 0 二 洛伦兹力的方向 1 洛伦兹力 F 的方向既垂直于磁场 B 的方向 又垂直于运动电荷的速度 v 的方向 即 F 总是 垂直于 B 和 v 所在的平面 2 使用左手定则判定洛伦兹力方向时 伸出左手 让姆指跟四指垂直 且处于同一平面内 让磁感线穿过手心 四指指向正电荷运动方向 当是负电荷时 四指指向与电荷运动方向相 反 则姆指所指方向就是该电荷所受洛伦兹力的方向 六 带电粒子在匀强磁场中的运动六 带电粒子在匀强磁场中的运动 4 带电粒子在匀强磁场中的运动 当 B 时 所受洛仑兹力为零 做匀速直线运动 当 B 时 所受洛仑力充当向心力 做半径和周期分别为 R T 的匀速 qB m qB m 2 圆周运动 绵阳 BEST 教育 教育是一项良心工程 3 电磁感应电磁感应 知识要点知识要点 一 一 电磁感应现象电磁感应现象 1 定义 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 1 特殊情景 闭合电路的部分导体做切割磁感线运动 2 普适情景 穿过闭合电路的磁通量发生变化 即 0 3 生感应电动势的条件 无论回路是否闭合 只要穿过线圈平面的磁通量发生变化 线路 中就有感应电动势 点拨 点拨 1 电磁感应现象的实质是产生感应电动势 从能量角度看 电磁感应现象是其 它形式的能通过磁场转化为电能的过程 2 产生感应电动势的那部分导体相当于电源 其他为外电路 3 判断磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数 4 当整个回路都在切割磁感线时回路不一定有感应电流产生 二 感应电动势的大小二 感应电动势的大小 1 法拉第电磁感应定律 1 内容 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 表达式 t nE 3 公式的变形 两个常用情况 当线圈垂直磁场方向放置 线圈的面积 S 保持不变 只是磁场的磁感应强度均匀变 化时 感应电动势 t B nSE 如果磁感强度不变 而线圈面积均匀变化时 感应电动势 t S nBE 点拨 点拨 1 感应电动势的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率 而与或 t 的大小没有必然的联系 要注意区分 可类比 的相互 t vv t v 关系 2 磁通量的变化率反映在图象上为某点切线的斜率 常用于分析图象问题 t t 3 计算磁通量时 S 为垂直磁场的有效面积 不一定是整个回路的总面积 2 导体切割磁感线时的电动势 动生电动势 1 表达式 sinBLvE 2 当 B L v三者两两垂直时 BLvE 点拨 1 以上两式是由法拉第电磁感应定律推导出来的一种特殊情况 因此只适用于 计算部分导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时感应电动势的大小 2 式中为 B 和v的方向夹角 L 为切割磁感线的有效长度 绵阳 BEST 教育 教育是一项良心工程 4 小结 小结 两个公式的选用方法 1 常用于计算在时间内的平均电动势 只有当通量的变化率是恒定不变 t nE t 时 算出的才是瞬时电动势 2 常用于计算瞬时电动势瞬时速度 若v为平均速度 算出的就是平均 sinBLvE 电动势 3 导体转动切割磁感线时的电动势 如图 1 所示 电动势2 2 BLE 思考 思考 你能利用以上知识推导此公式吗 三 三 感应电流方向的判断感应电流方向的判断 1 楞次定律 1 内容 感应感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化 2 对楞次定律的理解 谁阻碍谁 感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量 阻碍什么 阻碍的是穿过回路的磁通量的变化 而不是磁通量本身 如何阻碍 原磁通量增加时 感应电流的磁场方向与原磁场方向 相反 当原磁通 量减少时 感应电流的磁场方向与原磁场方向相同 即 增反减同 阻碍的结果 阻碍并不是阻止 结果是增加的还增加 减少的还减少 3 楞次定律的含义推广 感应电流总是阻碍产生它的那个原因 表现形式有三种 阻碍原磁通量的变化 阻碍物体间的相对运动 阻碍原电流的变化 自感 2 右手定则 判断方法 伸出右手 让大拇指和其余四指垂直 并且都跟手掌在同一平面内 让磁感 线从手心穿入 大拇指指向导体的运动方向 其余四指所指的方向就是感应电流的方向 小结 小结 1 楞次定律适用于一般情况的感应电流方向判断 而右手定则只适用于导体 切割磁感线运动的情况 2 要注意区分右手定则与安培定则 左手定则的不同 如下表所示 基本现象应用定则 电生磁 运动电荷 电流产生的磁场安培定则 电磁作用 磁场对运动电荷 电流的作用 力 左手定则 磁生电 部分导体切割磁感线右手定则 3 感应电流的方向确定后即可确定感应电动势的方向 但要注意 电源内部感应电 流的方向由负极流向正极 四 四 互感 自感和涡流互感 自感和涡流 生活中的电磁感应现象生活中的电磁感应现象 1 互感 当某一回路中电流变化时 它产生的变化的磁场会在另一回路中产生感应电动 势的现象 如变压器 2 自感 由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象 3 自感电动势 在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势 点拨 点拨 1 自感电动势的大小取决于线圈自身的自感系数和本身电流变化的快慢 2 自感电动势的方向总是阻碍电流的变化 4 涡流 整块导体发生的电磁感应现象 B O L 1图 绵阳 BEST 教育 教育是一项良心工程 5 交变电流期末复习交变电流期末复习 一 教学目的 一 教学目的 复习本章的基础知识 让学生对本章知识有系统的了解 知知 识识 结结 构构 三 重点和难点分析 三 重点和难点分析 1 交变电流的产生及其变化规律 实验 如图 1 所示 发电机原理演示器 激磁线圈接 6V 直流电 两个电刷分别与两个完整的 集流环接触 通过导线连接到演示电表的 G 挡 手握摇柄转动转子线圈 使线圈由中性面开 始稍慢些连续转动 就可以观察到电表指针在零点左右摆动 同时还可观察线圈在转动一周 过程中感应电流方向改变规律 2 正弦交流电的产生 绵阳 BEST 教育 教育是一项良心工程 6 当闭合矩形线圈在匀强磁场中 绕垂直于磁感线的轴线做匀角速转动时 闭合线圈中就 有交流电产生 如图 3 所示 设矩形线圈abcd以角速度 绕oo 轴 从线圈平面跟磁感线 垂直的位置开始做逆时针方向转动 此时 线圈都不切割磁感线 线圈中感应电动势等于 零 经过时间t线圈转过 t角 这时ab边的线速度v方向跟磁感线方向夹角等于 t 设ab边的长度为L bd边的长度为L 线圈中感应电动势为 tBSt L BLe sinsin 2 2 当线圈平面转到跟磁感线平行的位置时 线圈转过T 4 时间 t 2 ab边和cd边 都垂直切割磁感线 sin t 1 线圈中感应电动势最大 用Em来表示 Em BS 则 e Emsin t 由上式知 在匀强磁场中 绕垂直于磁感线的轴做匀角速转动的线圈里产生的感应电 动势是按正弦规律变化的 根据闭合电路欧姆定律 令 则 t R E R e i m sin m m E I R i Imsin t 路端电压u iR ImRsin t 令Um ImR 则 u Umsin t 如果线圈从如图 4 所示位置开始转动 电路中感应电动势 感应电流和路端电压将按余弦规律变化 e Emcos t i Imcos t u Umcos t 3 中性面 当线圈转动至线圈平面垂直于磁感线位置时 各边都不切割磁感线 线圈中没有感应电 绵阳 BEST 教育 教育是一项良心工程 7 流 这个特定位置叫做中性面 应注意 中性面在垂直于磁场位置 线圈通过中性面时 穿过线圈的磁通量最大 线圈平面通过中性面时感应电动势为零 线圈平面每转过中性 面时 线圈中感应电流方向改变一次 转动一周线圈两次通过中性面 故一周里线圈中电流 方向改变两次 4 正弦交流电的图象 矩形线圈在匀强磁场中 绕垂直于磁感线的轴做匀角速转动 线圈里产生正弦交流 电 当线圈从中性面开始转动 在一个周期中 在t 0 T 4 时间内 线圈中感应电动 势从 0 达到最大值Em 在t T 4 T 2 时间内 线圈中感应电动势从最大值Em减小到 0 在t T 2 3T 4 时间内 线圈中感应电动势从 0 增加到负的最大值 Em 在t 3T 4 T 时间内 线圈中感应电动势的值从负的最大值 Em减小到 0 电路中的感应电流 路端电压与感应电动势的变化规律相同 如图 5 所示 说明 说明 一 关于交变电流的几个基本问题一 关于交变电流的几个基本问题 1 产生交变电流的基本原理 交变电流的产生 一般都是借助于电磁感应现象得以实现的 所以说产生交变电流的基 本原理就是电磁感应现象所遵循的法拉第电磁感应定律 2 产生交变电流的基本方式 产生交变电流的基本方式是线圈在匀强磁场中做切割磁感线的匀速转动 3 交变电流的基本规律 当线圈匝数为N 面积为S 以角速度 在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场 方向的轴做匀速度转动时 产生的交变感应电动势为 e Emsin t 0 当线圈转到线圈平面与磁场方向平行时 交变感应电动势取得最大值 m ENBS 而称为初相 实质上是初始时刻线圈平面与中性面之间的夹角 当线圈闭合时 电路中的交变感应电流的规律相应地表示为 0 sin m iIt 绵阳 BEST 教育 教育是一项良心工程 8 4 交变电流的有效值 1 有效值是根据电流的热效应来规定的 在周期的整数倍时间内 一般交变电流周 期较短 如市电周期仅为 0 02 s 因而对于我们所考察的较长时间来说 基本上均可以视为 周期的整数倍 如果在相等交变电流与某恒定电流分别流过相同的电阻时所发热量相同 则将该恒定电流的数值叫做该交变电流的有效值 2 一般交变电流表直接测出来的是交变电流的有效值 一般用电器铭