2022高中物理选修3-2知识点汇总.docx
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1、2022高中物理选修3-2知识点汇总 中学物理选修3-2学问点汇总中学物理第四册四维教化第一章电磁感应1磁通量穿过某一面积的磁感线条数;标量,但有正负;=BSsin;单位Wb,1Wb=1Tm2。2电磁感应现象利用磁场产生电流的现象;产生的电流叫感应电流,产生的电动势叫感应电动势;产生的条件是穿过闭合回路的磁通量发生改变。3感生电场改变的磁场在四周激发的电场。4感应电动势分为感生电动势和动生电动势;由感生电场产生的感应电动势称为感生电动势,由于导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势;产生感应电动势的导体相当于电源。5楞次定律感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的改变;判定感应电流和感应电
2、动势方向的一般方法;适用于各种状况的电磁感应现象。6右手定则让磁感线垂直穿过手心,大拇指指向导体做切割磁感线运动的方向,四指的指向就是导体内部产生的感应电流或感应电动势的方向;仅适用导体切割磁感线的状况。7法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的改变率成正比;E=nt。8动生电动势的计算法拉第电磁感应定律特别状况;E=Blvsin。9互感两个相互靠近的线圈中,有一个线圈中的电流改变时,它所产生的改变的磁场会在另一个线圈中产生感生电动势,这种现象叫做互感,这种电动势叫做互感电动势;变压器的原理。10自感由于导体本身的电流发生改变而产生的电磁感应现象。11自感电动势由于自感
3、而产生的感应电动势;自感电动势阻碍导体自身电流的改变;大小正比于电流的改变率;E=LIt;日光灯的应用。12自感系数上式中的比例系数L叫做自感系数;简称自感或电感;正比于线圈的长度、横截面积、匝数;有铁芯比没有时要大得多。13涡流线圈中的电流改变时,在旁边导体中产生的感应电流,这种电流在导体内自成闭合回路,很像水的漩涡,因此称作涡电流,简称涡流。其次章直流电路1电流电荷的定向移动;单位是安,符号A;规定正电荷定向移动的方向为正方向;宏观定义I=qt;微观说明I=neSv,n为单位体积的电荷数,e是每个自由电荷的电量,S为横截面积,v是定向移动的速率。2电阻导体两端电压与电流的比值;R=UI。3
4、电阻率导体材料自身的性质。电阻率与温度有关,一般金属的电阻率随温度上升而增大,绝缘体和半导体随温度上升而减小,电阻率为零是称做超导。4电阻定律R=lS为导体横截面积,l为电阻丝长度,S,为电阻率。5电阻的连接串联和并联。6电功导体内静电力对自由电荷做的功;W=UIt;单位是焦。7电功率单位时间内电流做的功;P=Wt=UI;单位是瓦。8电热电流流过导体产生的热量;由焦耳定律计算,Q=I2Rt。9电功与电热的关系在纯电阻电路中,W=Q;在非纯电阻电路中,WQ。中学物理第四册四维教化10电动势电源供应的电能与通过电源的电量之比;描述电源把其它能量转化为电能本事的物理量;标量,规定负极经电源内部指向正
5、极的方向为正。11内阻电源内部的电阻;电池用久了内阻增大。12闭合电路欧姆定律闭合电路中的电流跟电源电动势成正比,跟内外电路电阻之和成反比;E=I(R+r)=U外+U内;I=ERr。13路端电压外电路两端电压;电源的输出电压。第三章沟通电路1交变电流大小和方向都随时间做周期性改变的电流;简称沟通。2正弦沟通电的产生闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,线圈中产生的就是正弦沟通电。3中性面线圈与磁感线垂直的面。4正弦沟通电的规律N匝面积为S的线圈以角速度在磁感应强度为B的磁场中匀速转动,从中性面起先计时,电动势的函数形式为E=NBSsint;线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量最大,改
6、变率为零,感应电动势为零;线圈与中性面垂直时,磁通量为零,改变率最大,感应电动势最大;线圈转一周经过中性面两次,电流方向改变两次。5正弦沟通电的一些物理量交变电流某一时刻的值叫瞬时值;最大的瞬时值叫最大值;跟交变电流热效应等效的恒定电流的值叫做有效值,为最大值的12,即E=Em2;完成一次周期性改变所用的时间叫周期;1s内完成的周期性改变的次数叫频率;=2T=2f。6感抗电感对沟通电阻碍作用的大小;与线圈的自感系数和沟通电的频率成正比;电感通直流、阻沟通、通低频、阻高频。7容抗电容对沟通电阻碍作用的大小;与电容器的电容、沟通电的频率成反比;隔直流、通沟通、阻低频、通高频。8变压器由原线圈、副线
7、圈和闭合铁芯组成;通过电磁感应原理变更沟通电压。9志向变压器不计热量损失,输入功率和输出功率相等的变压器;中学阶段主要探讨志向变压器;U1n=U2。1n210常用变压器自耦变压器;电压互感器;电流互感器。11高压输电削减电能损失;损失功率P=I2P2r=U2r。扩展阅读:物理选修3-2学问点总结物理选修3-2学问点总结第一章、电磁感应现象1电磁感应现象只要穿过闭合回路中的磁通量发生改变,闭合回路中就会产生感应电流,假如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叫电磁感应,是1831年法拉第发觉的。2感应电流的产生条件1、回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量
8、改变,因此探讨磁通量的改变是关键,由磁通量的广义公式中(是B与S的夹角)看,磁通量的改变可由面积的改变引起;可由磁感应强度B的改变引起;可由B与S的夹角的改变引起;也可由B、S、中的两个量的改变,或三个量的同时改变引起。2、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时,可以产生感应电动势,感应电流,这是初中学过的,其本质也是闭合回路中磁通量发生改变。3、产生感应电动势、感应电流的条件:导体在磁场里做切割磁感线运动时,导体内就产生感应电动势;穿过线圈的磁量发生改变时,线圈里就产生感应电动势。假如导体是闭合电路的一部分,或者线圈是闭合的,就产生感应电流。从本质上讲,上述两种说法是一样的,所以产
9、生感应电流的条件可归结为:穿过闭合电路的磁通量发生改变。3法拉第电磁感应定律1、电磁感应规律:感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定。当长L的导线,以速度,在匀强磁场B中,垂直切割磁感线,其两端间感应电动势的大小为。如图所示。设产生的感应电流强度为I,MN间电动势为,则MN受向左的安培力,要保持MN以匀速向右运动,所施外力,当行进位移为S时,外力功。为所用时间。而在时间内,电流做功,据能量转化关系,则。,M点电势高,N点电势低。此公式运用条件是方向相互垂直,如不垂直,则向垂直方向作投影。电路中感应电动势的大小跟穿过这个电路的磁通改变率成正比法拉第电磁感应定律。如上图中分析所用电路图,在回路中
10、面积改变,而回路跌磁通改变量,又知。假如回路是匝串联,则。公式。留意:1)该式普遍适用于求平均感应电动势。2)只与穿过电路的磁通量的改变率有关,而与磁通的产生、磁通的大小及改变方式、电路是否闭合、电路的结构与材料等因素无关。公式二:。要留意:1)该式通常用于导体切割磁感线时,且导线与磁感线相互垂直(lB)。2)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)。公式三:。留意:1)该公式由法拉第电磁感应定律推出。适用于自感现象。2)与电流的改变率成正比。公式中涉及到磁通量的改变量的计算,对的计算,一般遇到有两种状况:1)回路与磁场垂直的面积S不变,磁感应强
11、度发生改变,由,此时,此式中的叫磁感应强度的改变率,若是恒定的,即磁场改变是匀称的,那么产生的感应电动势是恒定电动势。2)磁感应强度B不变,回路与磁场垂直的面积发生改变,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状况。严格区分磁通量,磁通量的改变量磁通量的改变率,磁通量,表示穿过探讨平面的磁感线的条数,磁通量的改变量,表示磁通量改变的多少,磁通量的改变率表示磁通量改变的快慢,大,不肯定大;大,也不肯定大,它们的区分类似于力学中的v,的区分,另外I、也有类似的区分。公式一般用于导体各部分切割磁感线的速度相同,对有些导体各部分切割磁感线的速度不相同的状况,如何求感应电动势?如图1所
12、示,一长为l的导体杆AC绕A点在纸面内以角速度匀速转动,转动的区域的有垂直纸面对里的匀强磁场,磁感应强度为B,求AC产生的感应电动势,明显,AC各部分切割磁感线的速度不相等,且AC上各点的线速度大小与半径成正比,所以AC切割的速度可用其平均切割速度,故当长为L的导线,以其一端为轴,在垂直匀强磁场B的平面内,以角速度匀速转动时,其两端感应电动势为。如图所示,AO导线长L,以O端为轴,以角速度匀速转动一周,所用时间,描过面积,(认为面积改变由0增到)则磁通改变。在AO间产生的感应电动势且用右手定则制定A端电势高,O端电势低。面积为S的纸圈,共匝,在匀强磁场B中,以角速度匀速转坳,其转轴与磁场方向垂
13、直,则当线圈平面与磁场方向平行时,线圈两端有最大有感应电动势。如图所示,设线框长为L,宽为d,以转到图示位置时,边垂直磁场方向向纸外运动,切割磁感线,速度为(圆运动半径为宽边d的一半)产生感应电动势,端电势高于端电势。边垂直磁场方向切割磁感线向纸里运动,同理产生感应电动热势。端电势高于端电势。边,边不切割,不产生感应电动势,两端等电势,则输出端MN电动势为。假如线圈匝,则,M端电势高,N端电势低。参照俯示图,这位置由于线圈长边是垂直切割磁感线,所以有感应电动势最大值,如从图示位置转过一个角度,则圆运动线速度,在垂直磁场方向的重量应为,则此时线圈的产生感应电动势的瞬时值即作最大值.即作最大值方向
14、的投影,(是线圈平面与磁场方向的夹角)。当线圈平面垂直磁场方向时,线速度方向与磁场方向平行,不切割磁感线,感应电动势为零。总结:计算感应电动势公式:(是线圈平面与磁场方向的夹角)。留意:公式中字母的含义,公式的适用条件及运用图景。区分感应电量与感应电流,回路中发生磁通改变时,由于感应电场的作用使电荷发生定向移动而形成感应电流,在内迁移的电量(感应电量)为,仅由回路电阻和磁通量的改变量确定,与发生磁通量改变的时间无关。因此,当用一磁棒先后两次从同一处用不同速度插至线圈中同一位置时,线圈里聚积的感应电量相等,但快插与慢插时产生的感应电动势、感应电流不同,外力做功也不同。4、楞次定律:1、1834年
15、德国物理学家楞次通过试验总结出: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改变。即磁通量改变感应电流感应电流磁场磁通量改变。2、当闭合电路中的磁通量发生改变引起感应电流时,用楞次定律推断感应电流的方向。楞次定律的内容:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流为磁通量改变。楞次定律是推断感应电动势方向的定律,但它是通过感应电流方一直表述的。根据这个定律,感应电流只能实行这样一个方向,在这个方向下的感应电流所产生的磁场肯定是阻碍引起这个感应电流的那个改变的磁通量的改变。我们把“引起感应电流的那个改变的磁通量”叫做“原磁道”。因此楞次定律可以简洁表达为:感应电流的磁场总是阻碍原磁通的改
16、变。所谓阻碍原磁通的改变是指:当原磁通增加时,感应电流的磁场(或磁通)与原磁通方向相反,阻碍它的增加;当原磁通削减时,感应电流的磁场与原磁通方向相同,阻碍它的削减。从这里可以看出,正确理解感应电流的磁场和原磁通的关系是理解楞次定律的关键。要留意理解“阻碍”和“改变”这四个字,不能把“阻碍”理解为“阻挡”,原磁通假如增加,感应电流的磁场只能阻碍它的增加,而不能阻挡它的增加,而原磁通还是要增加的。更不能感应电流的“磁场”阻碍“原磁通”,尤其不能把阻碍理解为感应电流的磁场和原磁道方向相反。正确的理解应当是:通过感应电流的磁场方向和原磁通的方向的相同或相反,来达到“阻碍”原磁通的“改变”即减或增。楞次
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