物理选修-3-2知识点总结(全)带对应例题

选出3-2个知识点56.电磁感应现象只要通过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路就会产生感应电流。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被称为电磁感应，是法拉第在1831年发现的。57.感应电流条件1.在回路中产生感应电动势和感应电流的条件是由回路包围的区域中磁通量的变化。因此，研究磁通的变化是关键。从磁通量的广义公式(B和S之间的角度)来看，磁通量的变化可以由面积的变化引起。可由磁感应强度的变化引起；可由B和S之间夹角的变化引起：也可由B、S中两个量的变化或三个量的同时变化引起。2.当闭合回路中的导体的一部分在磁场中切断磁感应线时，它会产生感应电动势和感应电流，这是从一开始就知道的，其实质是闭合回路中磁通量的变化。3.产生感应电动势和感应电流的条件：通过闭路的磁通量发生变化。58法拉第电磁感应定律楞次定律二电磁感应定律：感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律决定。当在均匀磁场中以一定速度垂直切割一根长L形导线时，其两端之间感应电动势的大小为。如图所示。如果产生的感应电流强度为1，并且MN之间的电动势为，MN受到向左的安培力，并且MN必须以均匀的速度保持向右移动。当移动位移为s时，所施加的外力就是外力功。花了那么多时间。根据能量转换的关系，电流最终会起作用。:m点的电位高，n点的电位低。这个公式的使用条件是方向互相垂直。如果它们不垂直，它们被投影到垂直方向。,公式。注： 1)该公式一般适用于平均感应电动势。2)它只与通过电路的磁通量的变化率有关，与磁通量的产生、磁通量的大小和变化方式、电路是否闭合、电路的结构和材料等因素无关。等式2 :应该注意的是，当导体切割磁感应线，并且导体和磁感应线相互垂直时，通常使用这个公式。2)是v和b之间的角度。L是导体切割磁感应线的有效长度(即，L是导体在垂直于b的方向上的实际长度的投影)。该公式包括磁通量变化量的计算。对于计算，一般有两种情况：1)垂直于线圈磁场的面积不变，磁感应强度也发生变化。此时，如果磁感应强度的变化率是恒定的，即磁场是均匀的，则该公式中磁感应强度的变化率称为恒定电动势。2)如果磁感应强度B保持不变，并且线圈垂直于磁场的面积改变，则线圈围绕垂直于均匀磁场的轴以均匀的速度旋转，以产生交变电动势，情况就是这样。严格区分磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率、磁通量，指示穿过研究平面的磁感应线的数量，磁通量的变化量，指示磁通量的变化量，磁通量的变化率指示磁通量的变化速度，当切割磁感应线的速度对于导体的每个部分是相同的，并且切割磁感应线的速度对于一些导体的每个部分是不同的时，该公式通常用于计算感应电动势。如图1所示，长度为l的导体棒AC以恒定的角速度围绕纸面中的点a旋转。在旋转区域，存在垂直于纸表面内表面的均匀磁场。磁性感应器面积为S的纸圆总共有圈。在均匀磁场B中，纸圆以角速度匀速旋转，其旋转轴垂直于磁场方向。当线圈平面平行于磁场方向时，线圈两端的感应电动势最大。如图所示，金属丝框架的长度设置为L，宽度设置为D，因此当转到图中所示的位置时，边缘在垂直于磁场的方向上向外移动，以一定速度(圆周运动的半径是宽边缘D的一半)切割磁感应线，以产生感应电动势。端子电位高于端子电位。垂直于磁场方向的边缘切割磁感应线以移动到纸张中，类似地产生感应电动势。端子电位高于端子电位。而不切割时，不会产生感应电动势。两端电势相等，输出电动势为。如果线圈转动，M端电位高，N端电位低。参考俯视图，由于线圈的长边垂直于切割的磁感应线，在该位置感应电动势有最大值。如果圆周运动的线速度从图中所示的位置旋转一个角度，垂直磁场方向的分量应为，则线圈产生的感应电动势的瞬时值为最大值。即在最大值方向上的投影(线圈平面和磁场方向之间的夹角)。当线圈平面垂直于磁场方向时，线速度方向平行于磁场方向，磁感应线不被切断，感应电动势为零。总结：感应电动势计算公式：(它是线圈平面和磁场方向之间的角度)。注：公式中字母的含义、公式的适用条件及其应用前景。区分感应电量和感应电流。当电路中的磁通量变化时，由于感应电场的作用，电荷发生定向运动，从而形成感应电流。内部传输的电量(感应电量)为它仅由回路电阻和磁通量的变化决定，与磁通量变化的时间无关。因此，当磁棒以不同的速度从线圈中的相同位置插入两次时，线圈中累积的感应电量相等，但是在快速插入和慢速插入期间产生的感应电动势和感应电流不同，并且外力的作用也不同。(2)伦茨定律：1.1834年，德国物理学家冷慈通过实验得出结论，感应电流的方向应该总是使感应电流的磁场阻碍感应电流磁通量的变化。即磁通量变化感应电流感应电流磁场磁通量变化。2.当感应电流是由闭合电路中磁通量的变化引起时，感应电流的方向由楞次定律决定。楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍感应电流变成磁通量。楞次定律是判断感应电动势方向的定律，但它是用感应电流的方向来表示的。通过感应电流的磁场的相同或相反方向和原始磁通量的方向，原始磁通量的“变化”，即减少或增加，被“阻止”。这样一个复杂的过程可以用如下图表来解决：(这不是很容易理解，但这是一个非常有用的公式：增加、减少和扩大以拒绝停留或停留)楞次定律也可以理解为：感应电流的作用总是抵制(或阻碍)感应电流的起因，也就是说，只要有某种可能的过程阻碍磁通量的变化，闭路就会努力实现这个过程：(1)阻碍原始磁通量的变化(原始表达式)；(2)阻挡相对运动可以理解为“拒绝停留或拒绝到来”，具体地说，如果产生感应电流的电路或其某些部分可以自由移动，它将阻挡通过该电路的磁通量随其运动的变化；如果t的变化利用上述定律来分析问题可以创造一种新的方法来实现快速和准确的结果。如图1所示，在点o处悬挂一个轻的金属丝环，并且一个条形磁铁沿着金属丝环的轴向突然插入该环中，以判断在插入过程中导向环如何移动。按照常规方法，环中感应电流的方向应由楞次定律确定，环电流对应的磁极应由安培定律确定，线环的运动方向应由磁极的相互作用确定。如果我们直接从感应电流的影响来分析：当条形磁铁插入环中时，环中的磁通量增加，而环中感应电流的影响会阻碍磁通量的增加，并向磁通量减少的方向移动。因此，环将向右摆动。显然，第二种方法更容易判断。应用楞次定律判断感应电流方向的具体步骤：(1)找出原始磁场的方向和磁通量的变化；(2)根据楞次定律中的“障碍”，确定感应电流产生磁场的方向；(3)感应电流产生的磁场方向由电流表决定。3.当闭合电路中的一部分导体移动切断磁感应线时，感应电流的方向可以通过右手定则来确定。运动切割产生的感应电流是磁通量变化引起的感应电流的特例，因此确定电流方向的右手法则也是楞次定律的特例。什么可以用右手定则来判断，当然可以用伦茨定律来判断，但在许多情况下，它并不像用右手定则来判断那么方便和简单。另一方面，什么可以由伦茨定律来判断，不能由右手法则来判断。如图2所示，闭合模式线中的磁场逐渐增加，因为看不到切割，所以难以用右手定则确定感应电流的方向，而用伦茨定律很容易确定。(用左手“用电移动”，用右手“用电移动”)59.互感自感涡流互感：由于线圈a中电流的变化，线圈a产生的磁通量发生变化，磁通量的变化在线圈b中激发感应电动势。这种现象称为互感。自感现象是指导体本身电流变化引起的电磁感应现象。产生的感应电动势称为自感电动势。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，单位长度的匝数越多，横截面积越大，自感系数越大。此外，有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯的线圈大得多。自感现象可分为通电自感和断电自感两种类型，解决了“小灯泡熄灭前是否应闪光”的问题。如图2所示，原始电路在稳定状态下闭合，l和parallel的电流分别从左到右。在打开S的瞬间，灯A中最初的从左到右的电流立即消失，但是灯A和线圈L形成闭合回路。由于L的自感，其中的电流它不会立即消失，但会在短时间内在回路中一个接一个地减弱，在此期间，从右到左的电流通过灯a。此时，通过灯a的电流将从开始就减弱。如果结果是，它将在灯a熄灭之前闪烁。如果结果是，灯A将一个接一个地熄灭，并且不再闪烁。结果是，哪个更大取决于L的DC电阻和A的电阻，如果，如果。2.线圈(导体)本身的电流变化引起的电磁感应现象称为自感。自感现象中产生的感应电动势称为自感电动势。对上述例子的分析表明，总的自感电动势阻碍了线圈(导体)中原始电流的变化。3.自感电动势的大小与电流的变化率成正比。l是线圈的自感系数，是线圈本身的性质。时间越长1.当变压器工作时，除了在初级和次级线圈中产生感应电动势之外，变化的磁通量也会在铁芯中产生感应电流。一般来说，只要空间中有变化的磁通量，导体就会产生感应电流，我们称之为涡流。2.应用：(1)新炉电磁炉。(2)金属探测器：机场和火车站的安全检查、扫雷和勘探。60.交流电描述了交流电的物理量和形象首先，交流电的产生和变化：(1)产生：强度和方向随时周期性变化的电流称为交流电。当矩形线圈围绕垂直于均匀磁场中的均匀磁场的线圈对称轴以均匀速度旋转时，如图5-1所示，产生正弦(或余弦)交变电动势。当外部电路闭合时，形成正弦(或余弦)交流电。图5-1(2)变化规律：(1)中性面：垂直于磁力线的平面称为中性面。当线圈平面位于中性面位置时，如图5-2 (a)所示，通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5-2如图5-2 (c)所示，当线圈平面以匀速旋转到垂直于中性面的位置时(即，当线圈平面平行于磁力线时)，尽管通过线圈的磁通量为零，但线圈平面中磁通量的变化率最大。因此，感应电动势最大。(伏特)(n是匝数)(2)感应电动势瞬时值的表达式：如果从中性面开始，感应电动势的瞬时值表达式(伏特)如图5-2 (b)所示。感应电流瞬时值的表达式：(一)如果从平行于磁力线的线圈平面开始计时，感应电动势的瞬时值表示为：(伏特)，如图5-2 (d)所示。感应电流瞬时值的表达式：(一)二、交流电物理量的表征：(1)瞬时值、最大值和有效值：交流电在任何时候的值称为瞬时值。瞬时值中的最大值称为最大值或峰值。交流电的有效值是根据电流的热效应来确定的：交流电和恒定的直流电分别通过电阻值相同的电阻。如果两者的热效应相等(即同时产生相等的热量)，则等效直流电压和电流值称为交流电压和有效值。正弦(或余弦)交流电动势的有效值和最大值之间的关系是：交流电压有效值；交流电的有效值。注：交流电流表测量的值通常是交流的有效值。电器上显示的额定值都是有效值。电器上标明的压力公差值是指最大值。(2)周期、频率和角频率交流电完成周期性变化所需的时间称为周期。在t中，单位是秒。交流电在一秒钟内完成周期性变化的次数称为频率。在f中，单位是赫兹。周期和频率是相互倒数的，也就是说。我国的市电频率为50 Hz，周期为0.02秒。角频率：单位：弧度/秒交流电图像：该图像如图5-3所示。该图像如图5-4所示。61 .正弦交流电的函数表达式u=Umsinti=Imsint62.电感和电容对交流电流的影响(1)电感对交流电有阻断作用，阻断作用的大小用感抗表示。低频扼流圈，线圈自感系数L很大，作用是“对DC，阻断交流”；高频扼流线圈具有非常小的自感系数L，其功能是“接通低频并阻断高频”。(2)电容对交流电有阻断作用，阻断作用的大小用容抗表示。耦合电容、大容量、DC和交流隔离高频旁路电容，小电容输入电压U1决定输出电压U2，输出电流I2决定输入电流I1，输入功率随着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，输入功率增加；负载电阻增加，输入功率降低)。2.一次线圈和