高中物理选修3-2第一章知识点详解版

第一章电磁感应知识点综述一、电磁感应现象1、电磁感应现象和感应电流。(1)利用磁场产生电流的现象称为电磁感应现象。(2)由称为感应电流的电磁感应现象产生的电流。二、产生感应电流的条件1、产生感应电流的条件：封闭电路中磁通的变化。2、感应电流生成方法。(1)磁铁运动。(2)闭路的一些运动。(3)磁场强度b变化或有效面积s变化。注：通过第(1)(2)种方法产生的电流称为“移动电流”，通过第(3)种方法产生的电流称为“感应电流”。我们都称之为感应电流。3、“磁通变化”要注意两件事。(1)磁通量有正负点，求磁通量时，用系数和(标量计算定律)的方法求整个磁通量(通过平面的磁力线的净杆数)。(2)“运动不一定被切割，切割不一定是电动的。”导体切割磁导仪，不是在导体中产生感应电流的必要条件，还要看最终通过闭合电路的磁通量的变化。4、分析是否产生感应电流的方法。(1)判断是否产生感应电流的关键是抓住两个条件：回路是闭合的导体回路。通过闭环磁通变化。注意：第点强调磁通量“变化”，通过闭合导体回路的磁通量很大，但不改变的话，即使低通量有多大，也不会产生感应电流。(2)分析磁通量变化与否的时候，在掌握磁通量分布的同时，要注意引起磁通量变化的三种情况：磁场通过闭环的磁感应强度b发生变化。封闭回路区域s已变更。磁感应强度b和面积s的角度发生了变化。三、感应电流的方向1伦茨定律。(1)内容：感应电流具有感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量变化的方向。磁通量增加引起的感应电流，它产生的磁场妨碍了原来的磁通量增加。磁通量减少引起的感应电流刺激原妨碍磁通量减少的磁场。(2)伦茨定律的因果关系：在闭合导体电路中，磁通量的变化是产生感应电流的原因，感应电流的磁场出现是感应电流存在的结果，简单地说，只有在闭合电路的磁通量发生变化的情况下，才会出现带有感应电流的磁场。(3)“阻碍”的意思。(。“障碍”可以是“抵抗”，也可以是“补偿”。感应电流的磁通量(一阶磁通量)增加，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，感应电流的磁场对原磁通量(一阶磁通量)的增加“阻力”。当一次磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，感应电流的磁场“补偿”原磁通量减少。(“相反减少”)“干扰”不是“停止”，而是“延迟”。感应电流的磁场阻止不了原子中的变化，只是延迟了原子中的变化。当一次磁通量增加引起电流时，感应电流的磁场方向与原子长度方向相反，只减慢原子速度增加，但磁通量增加继续增加，不影响磁通量最终增加量。原磁通量减少导致感应电流发生时，感应电流的磁场方向与原磁通量方向相同，只有原磁通量减少速度减慢，磁通量减少量保持不变，对最终磁通量减少没有影响。也就是说，感应电流的磁场不能延迟原来的磁通量变化，不能停止原来的磁通量变化。有多少磁通量(flux)最终改变了，有多少磁通量(flux)改变了。“障碍”不是“反对”的意思。理解伦茨定律时，不能认为感应电流产生磁场的方向与原磁场的方向相反，从而产生“干扰”作用。事实上，它们可以是同一个方向，也可以是相反的方向。(“相反减少”)(4)“阻碍”的作用。在伦茨定律中，“阻碍物”的作用就是能量转换和保存定律的反映，在顾客服务受到这种干扰的过程中，可以转换成其他形式的电能。(5)“障碍物”的形式。感应电流的效果总是要电阻(或干扰)感应电流的原因(1)以磁通量为例，感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化(2)在电流的情况下，感应电流的磁场阻碍原电流的变化。也就是说，随着原电流的增加，感应电流的磁场方向与原电流的磁场方向相反。如果原电流减少，感应电流的磁场方向与原电流的磁场方向相同(3)由于相对运动引起的电磁感应现象，感应电流的作用妨碍了相对运动。(“拒绝停留”)(4)关于切断电路的面积，由于电磁感应，回路面积需要变化，区域收缩或膨胀是为了干扰回路磁通量的变化。(“扩展增量”)(6)复盖范围：所有电磁感应现象。(7)研究对象：整个回路。(8)使用伦茨定律的步骤：明确(引起感应电流的)原始磁场的方向。明确通过闭合电路的磁通量(意味着耦合磁通量)是否增加或减少。感应电流的磁场方向由伦茨定律决定。使用安培规则确定感应电流的方向。2，右手定则。(1)内容：伸出右手，使拇指与其馀四个手指垂直，手掌在一个平面内使磁感应线从手掌垂直(或倾斜)进入，拇指指向导体运动方向，其馀四个手指指向感应电流的方向。(2)作用：判断感应电流的方向和感应线的方向，导体的移动方向之间的关系。(3)适用范围：导体切割磁电感。(4)研究对象：电路中导体的一部分。(5)右手法则与伦茨法则的关系和差异。接触：右手法则可以看作是伦茨法则，这是根据右手法则和伦茨法则判断诱导电流方向的结果。差异：右手法则只适用于导体切断磁感应线的情况(产生了同电流)。导体不动，磁场或区域发生变化的情况，即“产生感应电流时，不能使用右手定则确定感应电流的方向”。伦茨的法则是，适用范围更广，但如果导体切断了磁感应线，使用右手法则更容易判断。3，“3规则”。比较项目右手规则左手规则安培丁规则基本现象部分导体切割磁电感移动电荷，磁场对电流的作用力移动电荷，电流产生磁场作用磁场b，速度v，感应电流I方向关系判断磁场b，电流I，磁场f方向判断电流和产生的磁场之间的方向关系图例v(原因)(水果)bf(水果)(原因)b(原因)(水果)因果关系因为移动，所以通电用电动电流磁场应用案例发电机马达电磁铁要领:容易混淆左手法则和右手法则，为了容易区分，简单地将两个法则概括为“受电的左手，运动生电的右手”。“力”的最后一支笔“杆”方向是用左手向左；“电”的最后一支笔“棒”方向是右，右。第四，法拉第电磁感应定律。1、法拉第电磁感应定律。(1)内容：电路感应电动势的大小与通过该电路的磁通变化率成正比。(2)公式： (单匝线圈)或(n匝线圈)。理解表达式：E.在公式中，如果k是比例常数，e、 t都是国际单位，则k=1。如果线圈有n形圈，并且通过每个线圈的磁通变化率相同，则整个线圈中的电动势与n个相同的电动势连接相同(此样式是确定应用于所有电路的感应电动势的一般规律，此时电路不一定闭合)。中(此处 具有绝对值，因此该公式仅计算电动势e的大小，e的方向由伦茨定律或右手定律确定)，e的大小由灯的数量和磁通量变化率(即磁通量变化的速度)确定，与或没有大小的必然关联(与类比学习：a，v， v类似的关系)t较长时，得到平均诱导电动势。 t等于0时，获得瞬时诱导电动势。2，E=BLv诱导过程。如图所示，封闭线圈中的某些导体ab在均匀磁场内，磁感应强度是b，ab以速度v均匀速度切割磁感应电机，求出生成感应电动势吗？诱导：在时间t内循环增加的区域是 s=l (v t)。通过电路的磁通量变化为 =b s=blv t。感应电动势为：(v是相对于磁场的速度)。导体斜切磁性电感(即，导体移动方向与导体本身垂直)。但是，如这里所示，感应电动势e=blvsing(斜切口也可解释为将b分解为平行于v且垂直于v的两个元件。)3，E=BLv的四个特性。(1)相互垂直。公式E=BLv不仅是磁场均匀强的磁场，而且b，l，v必须相互垂直，在实际问题中相互不垂直时，必须使用垂直分量进行计算。b、l、v如果三个物理数量中的两个物理方向相互平行，则感应电动势为零。(2)L的效果。公式E=BLv是在磁感应强度b的方向与直线线材l和运动方向v的两个方向互垂时，导体棒产生的感应电动势。l是直导线的有效长度。也就是说，线材的两端在由v，b确定的平面的垂直线方向上的长度。实际上，此特性是“互垂线”的延伸。其中分解l。实际上，必须分解v或b以使b、l、v三者相互垂直，然后才能直接应用公式E=BLv。E=BL(vsin)或E=Bv(Lsin) E=B2Rv有效长度垂直速度方向上直线或弯曲导线的投影长度。(3)瞬间反应。e=对于BLv，如果v是瞬时速度，则e是瞬时诱导电动势。如果v是平均速度，则e是平均诱导电动势。(4)v的相对性。公式E=BLv的v导向是相对磁场的速度，不是相对于地面的速度。只有在磁场停止，导体棒移动的情况下，导体的相对磁场速度等于导体的相对速度。4、公式和e=blvssin 的区别和联系方式。(1)两个公式的比较。e=blvsing球体不，不研究对象整体闭合电路电路中切断磁感应线的导体部分服务范围各种电磁感应现象仅适用于导体切割电感线运动计算结果一般求出了 t内的平均诱导电动势通常会求出某一瞬间的瞬间诱导电动势应用案例经常用于磁感应强度b变化引起的电磁感应现象(磁场变化类型)常用于导体切断磁性电感所产生的电磁感应现象(切割类型)联系E=blv sin 在特定条件下推导，此公式可以看作法拉第电磁感应定律的推论或特殊应用。(2)两个公式的选择。切割导体，通过感应线运动解决感应电动势问题时，可以使用两种公式。用于在特定过程(或一定时间内)内解决诱导电动势、平均电流、通过导体截面的电荷(q=I t)等问题。要解决特定位置(或特定时间)的感应电动势，并计算瞬时电流、功率和一段时间内的功率、电力等问题，必须使用e=blv sin 。5、感应电动势的两种解法。(1)用公式求解。 是一种广泛使用的公式，仅在磁场发生变化的情况下，可以表示为：如果磁感应强度b没有变化， 只能用公式表示，因为在与磁场垂直的方向上的区域s的回路变化。s不是线圈的面积，而是线圈内部磁场的面积。(2)用e=blv sin 公式求解。如果导体转换垂直切断磁电感，则E=BLv，仅当三个b、l、v相互垂直时适用。如果导体已转换，但未垂直切断磁性电感，则E=BLv sins ins(此点参考P4 E=BLv导出程序)。6、反电动势。电源通电后，电流从导体棒的a端流向b端。用左手定就行了如果Ab条接收的安培水平为右，则ab条将从静态加速到右运动。如果Ab条向右移动，就会切断磁力线，产生感应电动势(图，此感应电动势是电路原始电流，即感应电动势的方向和加上电压的相反方向，这种感应电动势称为“反电动势”。第五，电磁感应法的应用。法拉第马达。(1)马达模型。(2)原理：应用导电杆在磁场中切割磁感线，产生感应电动势。铜盘可以由许多导体棒组成，例如铜盘的半径，导体棒在旋转的时候切割磁感应线。大小： (其中l是焊条长度，是角速度)推导这个公式的方法有两种。E=BLv如果条形的点速度不同，则平均速度为条形的中点速度。使用E=BLv，杆的感应电动势大小为：经过时间 t，棍子包揽的面积为磁通量变化量如下：众所周知，杆中感应电动势的大小最好使用E=BLv提取，同时具有易于理解和记住的平均速度。方向：内部电路中感应电动势的方向是指与内部电路的电流方向一致的电源阴极中电源的正极。产生感应电动势的电路是电源。根据右手法则或伦茨法则判断的感应电动势的方向是电源内部的电流方向，因此该电流方向是感应电动势的方向。判断感应电动势方向后，可以判断电路点电位的高低。2、电磁感应电路问题。(1)解决与电路相关的电磁感应问题的基本步骤和方法：明确哪些部分导体或电路会产生感应电动势。该导体或电路是电源，其他部分是外部电路。用法拉第电磁感应定律确定感应电动势的大小，用伦茨定律确定感应电动势的方向。画了等效电路图。分清内外电路，绘制同级电路图是解决这种问题的关键。使用闭路欧姆定律、串行和并行电路特性、电力、电力等公式同时解决方案。【范例1】用电阻为18的均匀线材在插图中折弯直径D=0.80m