高级中学物理知识学习进修32第一章知识点详解版

1、高级中学物理知识学习深造3-2第一章知识点详解版高级中学物理知识学习深造3-2第一章知识点详解版15/15高级中学物理知识学习深造3-2第一章知识点详解版,.第一章电磁感觉知识点总结一、电磁感觉现象1、电磁感觉现象与感觉电流.1）利用磁场产生电流的现象，叫做电磁感觉现象。2）由电磁感觉现象产生的电流，叫做感觉电流。二、产生感觉电流的条件1、产生感觉电流的条件：闭合电路中磁通量发生变化。2、产生感觉电流的方法.1）磁铁运动。2）闭合电路一部分运动。3）磁场强度B变化或有效面积S变化。注：第（1）（2）种方法产生的电流叫“动生电流”，第（3）种方法产生的电流叫“感生电流”。无论是动生电流仍是感生电

2、流，我们都统称为“感觉电流”。3、对“磁通量变化”需注意的两点.1）磁通量有正负之分，求磁通量时要按代数和（标量计算法例）的方法求总的磁通量（穿过平面的磁感线的净条数）。2）“运动不用然切割，切割不用然生电”。导体切割磁感线，不是在导体中产生感觉电流的充要条件，归根结底还要看破过闭合电路的磁通量能否发生变化。4、分析能否产生感觉电流的思路方法.1）判断能否产生感觉电流，重点是抓住两个条件：回路是闭合导体回路。穿过闭合回路的磁通量发生变化。注意：第点重申的是磁通量“变化”，假如穿过闭合导体回路的磁通量很大但不变化，那么无论低通量有多大，也不会产生感觉电流。,.（2）分析磁通量能否变化时，既要弄清

3、楚磁场的磁感线散布，又要注意惹起磁通量变化的三种情况：穿过闭合回路的磁场的磁感觉强度B发生变化。闭合回路的面积S发生变化。磁感觉强度B和面积S的夹角发生变化。三、感觉电流的方向1、楞次定律.（1）内容：感觉电流拥有这样的方向，即感觉电流的磁场老是要阻截惹起感觉电流的磁通量的变化。凡是由磁通量的增添惹起的感觉电流，它所激发的磁场阻截本来磁通量的增添。凡是由磁通量的减少惹起的感觉电流，它所激发的磁场阻截本来磁通量的减少。（2）楞次定律的因果关系：闭合导体电路中磁通量的变化是产生感觉电流的原由，而感觉电流的磁场的出现是感觉电流存在的结果，简要地说，只有当闭合电路中的磁通量发生变化时，才会有感觉电流的

4、磁场出现。（3）“阻截”的含义.“阻截”可能是“抗争”，也可能是“赔偿”.当惹起感觉电流的磁通量（原磁通量）增添时，感觉电流的磁场就与原磁场的方向相反，感觉电流的磁场“抗争”原磁通量的增添；当原磁通量减少时，感觉电流的磁场就与原磁场的方向同样，感觉电流的磁场“赔偿”原磁通量的减少。（“增反减同”）“阻截”不等于“阻截”，而是“延缓”.感觉电流的磁场不可以阻截原磁通量的变化，但是延缓了原磁通量的变化。当因为原磁通量的增添引起感觉电流时，感觉电流的磁场方向与原磁场方向相反，其作用但是使原磁通量的增添变慢了，但磁通量仍在增添，不影响磁通量最后的增添量；当因为原磁通量的减少而惹起感觉电流时，感觉电流的

5、磁场方向与原磁场方向同样，其作用但是使原磁通量的减少变慢了，但磁通量仍在减少，不影响磁通量最后的减少许。即感觉电流的磁场延缓了原磁通量的变化，而不可以使原磁通量停止变化，该变化多少磁通量最后仍是变化多少磁通量。“阻截”不意味着“相反”.,.在理解楞次定律时，不可以把“阻截”作用以为感觉电流产生磁场的方向与原磁场的方向相反。事实上，它们可能同向，也可能反向。（“增反减同”）（4）“阻截”的作用.楞次定律中的“阻截”作用，正是能的转变和守恒定律的反应，在客服这类阻截的过程中，其余形式的能转变成电能。（5）“阻截”的形式.（1）就磁通量而言，感觉电流的磁场老是阻截原磁场磁通量的变化（.“增反减同”）

6、（2）就电流而言，感觉电流的磁场阻截原电流的变化，即原电流增大时，感觉感觉电流的效电流磁场方向与原电流磁场方向相反；原电流减小时，感觉电流磁场方向与原电果老是要抗争流磁场方向同样.（“增反减同”）（或阻截）引（3）就相对运动而言，因为相对运动以致的电磁感觉现象，感觉电流的见效阻起感觉电流的碍相对运动.（“来拒去留”）原由4）就闭合电路的面积而言，电磁感觉应以致回路面积有变化趋向时，则面积缩短或扩大是为了阻截回路磁通量的变化.（“增减少扩”）6）合用范围：全部电磁感觉现象.7）研究对象：整个回路.8）使用楞次定律的步骤：明确（惹起感觉电流的）原磁场的方向.明确穿过闭合电路的磁通量（指合磁通量）是

7、增添仍是减少依据楞次定律确立感觉电流的磁场方向.利用安培定章确立感觉电流的方向.2、右手定章.（1）内容：张开右手，让拇指跟其余四个手指垂直，而且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直（或倾斜）,.从手心进入，拇指指导游体运动的方向，其余四指所指的方向就是感觉电流的方向。（2）作用：判断感觉电流的方向与磁感线方向、导体运动方向间的关系。（3）合用范围：导体切割磁感线。（4）研究对象：回路中的一部分导体。（5）右手定章与楞次定律的联系和差别.联系：右手定章可以看作是楞次定律在导体运动情况下的特别运用，用右手定章和楞次定律判断感觉电流的方向，结果是一致的。差别：右手定章只合用于导体切割磁感线的情况（产

8、生的是“动生电流”），不合适导体不运动，磁场或者面积变化的情况，即当产生“感生电流时，不可以用右手定章进行判断感觉电流的方向。也就是说，楞次定律的合用范围更广，但是在导体切割磁感线的情况下用右手定章更简单判断。3、“三定章”.比较项目右手定章左手定章安培定章基本现象部分导体切割磁感线磁场对运动电荷、电流的作使劲运动电荷、电流产生磁场判断磁场B、速度v、感判断磁场B、电流I、磁场力F电流与其产生的磁场间的作用应电流I方向关系方向方向关系v（因）（果）（果）B图例（因）F（果）因果关系因动而电因电而动电流磁场应用实例发电机电动机电磁铁【小技巧】：左手定章和右手定章很简单混杂，为了便于划分，把两个定

9、章简单地总结为“通电受力用左手，运动生电用右手”。“力”的最后一笔“丿”方向向左，用左手；“电”的最后一笔“乚”方向向右，用右手。,.四、法拉第电磁感觉定律.1、法拉第电磁感觉定律.（1）内容：电路中感觉电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比。（2）公式：E（单匝线圈）或Entt（n匝线圈）.对表达式的理解：EEk。对于公式EkkEt均取国际单位时，k=1，为比率常数，当、ttt所以有E。若线圈有n匝，且穿过每匝线圈的磁通量变化率同样，则相当于n个同样的电动势t串联，所以整个线圈中电动势为En（本式是确立感觉电动势的广泛规律，合用于全部电tt路，此时电路不用然闭合）.在En中（这里的

10、取绝对值，所以此公式只计算感觉电动势E的大小，E的方向依据楞次定t律或右手定章判断），E的大小是由匝数及磁通量的变化率（即磁通量变化的快慢）决定的，与或之间无大小上的必然联系（类比学习：关系近似于a、v和v的关系）。当t较长时，En求出的是均匀感觉电动势；当t趋于零时，En求出的是刹时感觉电tt动势。2、E=BLv的推导过程.以以下图闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感觉强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感觉电动势?推导：回路在时间t内增大的面积为：S=L（vt）.穿过回路的磁通量的变化为：=BS=BLvt.产生的感觉电动势为：BLvtEtBLvt（v是有对于磁场的速度）.,

11、.若导体斜切磁感线（即导线运动方向与导线自己垂直，但跟磁感强度方向有夹角），以以下图，则感觉电动势为E=BLvsin（斜切情况也可理解成将B分解成平行于v和垂直于v两个重量）3、E=BLv的四个特色.（1）互相垂直性.公式E=BLv是在必然得条件下得出的，除了磁场是匀强磁场外，还需要B、L、v三者互相垂直，实质问题中当它们不互相垂直时，应取垂直的重量进行计算。若B、L、v三个物理量中有此中的两个物理量方向互相平行，感觉电动势为零。2）L的有效性.公式E=BLv是磁感觉强度B的方向与直导线L及运动方向v两两垂直的情况下，导体棒中产生的感觉电动势。L是直导线的有效长度，即导线两头点在v、B所决定平

12、面的垂线方向上的长度。实质上这个性质是“相互垂直线”的一个延长，在此是分解L，事实上，我们也可以分解v或许，让、三者互相垂直，只有这样才能直策应用公式=。BBLvEBLvE=BL(vsin)或E=Bv(Lsin)E=B2Rv有效长度直导线（或曲折导线）在垂直速度方向上的投影长度.,.（3）刹时对应性.对于E=BLv，若v为刹时速度，则E为刹时感觉电动势；若v是均匀速度，则E为均匀感觉电动势。（4）v的相对性.公式E=BLv中的v指导体相对磁场的速度，其实不是对地的速度。只有在磁场静止，导体棒运动的情况下，导体相对磁场的速度才跟导体相对地的速度相等。4、公式Ent和E=BLvsin的差别和联系.

13、（1）两公式比较.EntE=BLvsin研究对象整个闭合电路回路中做切割磁感线运动的那部分导体区合用范围各样电磁感觉现象只合用于导体切割磁感线运动的情况一般情况下，求得的是t内的均匀感觉电一般情况下，求得的是某一时辰的刹时感计算结果动势应电动势别常用于磁感觉强度B变化所产生的电磁感常用于导体切割磁感线所产生的电磁感觉合用情况应现象（磁场变化型）现象（切割型）E=Blvsin是由En在必然条件下推导出来的，该公式可看作法拉第电磁感觉定联系t律的一个推论或许特别应用。2）两个公式的采用.求解导体做切割磁感线运动产生感觉电动势的问题时，两个公式都可以用。求解某一过程（或某一段时间）内的感觉电动势、均

14、匀电流、经过导体横截面的电荷量（q=It）等问题，应采用En.t求解某一地点（或某一时辰）的感觉电动势，计算刹时电流、电功率及某段时间内的电功、电热等问题，,.应采用E=BLvsin。5、感觉电动势的两种求解方法.（1）用公式En求解.tBS；若磁感觉En是广泛合用的公式，当仅由磁场的变化惹起时，该式可表示为Entt强度B不变，仅由回路在垂直于磁场方向上得面积S的变化惹起时，则可表示为公式EnSB，t注意此时S其实不是线圈的面积，而是线圈内部磁场的面积。2）用公式E=BLvsin求解.若导体平动垂直切割磁感线，则E=BLv，此时只合用于B、L、v三者互相垂直的情况。若导体平动但不垂直切割磁感线

15、，E=BLvsin（此点参照P4“E=BLv的推导过程”）。6、反电动势.电源通电后，电流从导体棒的a端流向b端，用左手定章可判断ab棒遇到的安培力水平向右，则ab棒由静止向右加快运动，而ab棒向右运动后，会切割磁感线，从而产生感觉电动势（如图），此感觉电动势的阻截电路中本来的电流，即感觉电动势的方向跟外加电压的方向相反，这个感觉电动势称为“反电动势”。五、电磁感觉规律的应用.1、法拉第电机.（1）电机模型.,.（2）原理：应用导体棒在磁场中切割磁感线而产生感觉电动势。.铜盘可以看作由无数根长度等于铜盘半径的导体棒构成，导体棒在转动过程中要切割磁感线。大小：E1BL2（此中L为棒的长度，为角速

16、度）2对此公式的推导有两种理解方式：E=BLvEnt假如经过时间t，则棒扫过的面积为棒上各点速度不同样，其均匀速度为棒上中点StL21L2t122的速度：vr中L。利用E=BLv磁通量的变化量为：2知，棒上的感觉电动势大小为：BSBtL21BL2t1122EBLvBLLBL2由E知，棒上得感觉电动势大小为22t1BL2tE212tt2BL建议采用E=BLv配合均匀速度vr中1L来推导，此种推导方式方便于理解和记忆。2方向：在内电路中，感觉电动势的方向是由电源的负极指向电源的正极，跟内电路的电流方向一致。产生感觉电动势的那部分电路就是电源，用右手定章或楞次定律所判断出的感觉电动势的方向，就是电源

17、内部的电流方向，所以此电流方向就是感觉电动势的方向。判断出感觉电动势方向后，从而可判断电路中各点电势的高低。2、电磁感觉中的电路问题.（1）解决与电路相联系的电磁感觉问题的基本步骤和方法：,.明确哪部分导体或电路产生感觉电动势，该导体或电路就是电源，其余部分是外电路。用法拉第电磁感觉定律确立感觉电动势的大小，用楞次定律确立感觉电动势的方向。画出等效电路图。分清内外电路，画出等效电路图是解决此类问题的重点。运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特色、电功率、电热等公式联立求解。【例1】用电阻为18的均匀导线弯成图中直径D=0.80m的关闭金属圆环，环上AB弧所对圆心角为60。将圆环垂直于磁感线方向固定

18、在磁感觉强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里。一根每米电阻为1.25的直导线PQ，沿圆环平面向左以3.0m/s的速度匀速滑行（速度方向与PQ垂直），滑行中直导线与圆环亲近接触（忽视接触处电阻），当它经过环上AB地点时，求：1）直导线AB段产生的感觉电动势，并指明该段直导线中电流的方向2）此时圆环上发热耗资的电功率解：（1）设直导线AB段的长度为l，直导线AB段产生的感觉电动势为E，依据几何关系知则直导线AB段产生的感觉电动势为D0.40m20.6V运用右手定章可判断，直导线AB段中感觉电流的方向由A向B，B端电势高于A端。,.（2）此时圆环上劣弧AB的电阻为RAB601833

19、60优弧ACB的电阻为RACB360601518360则RAB与RACB并联后的总电阻为RABRACB3152.5R并RACB315RABAB段直导线电阻为电源，内电阻为r=1.250.40=0.50.则此时圆环上发热耗资的电功率P热I2R并(E)2R并(0.6)2R并r2.50.53、电磁感觉中的能量变换.在电磁感觉现象中，磁场能可以转变成电能。若电路是纯电阻电路，转变过来的电能将全部转变成电阻的内能。在电磁感觉现象中，经过战胜安培力做功，把机械能或其余形式的能转变成电能。战胜安培力做多少功，就产生多少电能。若电路是纯电阻电路，转变过来的电能也将全部转变成电阻的内能。所以，电磁感觉现象符合能

20、量守恒定律。4、电磁感觉中的电容问题.在电路中含有电容器的情况下，导体切割磁感线产生感觉电动势，使电容器充电或放电。所以，搞清电容器两极板间的电压及极板上电荷量的多少、正负和怎样变化是解题的重点。六、自感现象及其应用.1、自感现象.（1）自感现象与自感电动势的定义：当导体中的电流发生变化时，导体自己就产生感觉电动势，这个电动势老是阻截导体中本来电流的变化。这类因为导体自己的电流发生变化而产生的电磁感觉现象，叫做自感现象。这类现象中产生的感应电动势，叫做自感电动势。（2）自感现象的原理：当导体线圈中的电流发生变化时，电流产生的磁场也随之发生变化。由法拉第电磁感觉定律可知，,.线圈自己会产生阻截自

21、己电流变化的自感电动势。3）自感电动势的两个特色：特色一：自感电动势的作用.自感电动势阻截自己电流的变化，但是不可以阻截，且自感电动势阻截自己电流变化的结果，会对其他电路元件的电流产生影响。特色二：自感电动势的大小.跟穿过线圈的磁通量变化的快慢相关，还跟线圈自己的特色相关，可用公式为自感系数。（4）自感现象的三个状态理想线圈（电阻为零的线圈）：线圈通电刹时状态经过线圈的电流由无变有。线圈通电坚固状态经过线圈的电流无变化。线圈断电刹时状态经过线圈的电流由有变无。ELI表示，此中Lt5）自感现象的三个重点：重点一：自感线圈产生感觉电动势的原由。是经过线圈自己的电流变化惹起穿过自己的磁通量变化。重点

22、二：自感电流的方向。自感电流老是阻截线圈中原电流的变化，当自感电流是由原电流的加强惹起时（如通电刹时），自感电流的方向与原电流方向相反；当自感电流时由原电流的减少惹起时（如断电刹时），自感电流的方向与原电流方向同样。重点三：对自感系数的理解。自感系数L的单位是亨特（H），常用的较小单位还有毫亨（mH）和微亨（H）。自感系数L的大小是由线圈自己的特色决定的：线圈越粗、越长、匝数越密，它的自感系数就越大。其余，有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯的大得多。（6）通电自感和断电自感的比较电路现象通接通电源的刹时，灯电泡L2立刻变亮，而灯自泡L1是渐渐变亮.感续表电路现象断断开开关的刹时，灯电泡L1渐渐变暗，有时自灯泡会闪亮一下，然感后渐渐变暗.（7）断电自感中的“闪”与“不闪”问题辨析.对于“断电自感中小灯泡在熄灭以前能否要闪亮一下”这个很多同学简单混杂不清，下边就此问题讨论分析。以以下图，电路闭合处于坚固状态时，线圈L和灯L并联，其电12，方向都是从右到左。流分别为I和I在断开开关K刹时，灯L中本来的从右到左的电流I1立刻消逝，而因为线圈电流I2因为自感不可以突变，故在开关K断开的刹时经过线圈L的电流应与断开前那刹时的数值同样，都是为I2，方向仍是从右到左，因为线圈的自感但是“阻