2022年高二物理-公式知识点总结.docx
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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -精品训练2022 年高二物理选修 3-2 学问点复习学问点一:电磁感应现象只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化,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.学问点二: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变化,因此讨论磁通量的变化是关键,由磁通量的广义公式中B Ssin(是 B 与 S 的夹角)看,磁通量的变化可由面积的变化S 引起.可由磁感应强度B 的变化B 引起.可由B 与 S
2、的夹角的变化引起.也可由B、S、中的两个量的变化,或三个量的同时变化引起.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,这是中学学过的,其本质也是闭合回路中磁通量发生变化.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变化时,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,所以产生感应电流的条件可归结为:穿过闭合电路的磁通量发生变化.三、法拉第电磁感应定律楞次定律电磁感应规律:感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定.B
3、Lv 当长L 的导线, 以速度 v ,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.如下列图.设产生的感应电流强度为I , MN 间电动势为,就MN 受向左的安培力FBIL ,要保持MN 以 v 匀速向右运动,所可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_施 外 力F FBIL, 当 行 进 位 移 为S时 , 外 力 功可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_WBI L SBILvt . t 为所用时间.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_而在 t 时间内,电流做功WI t,据能量转化关系,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_WW ,就 I
4、 tBILv t .BIv , M 点电势高, N 点电势低.此公式使用条件是B、I 、v 方向相互垂直,如不垂直,就向垂直方向作投影.n ,电路中感应电动势的大小跟穿过这个电路的磁通变化率成正比法拉第电磁感应定律.t如 上 图 中 分 析 所 用 电 路 图 , 在t 回 路 中 面 积 变 化SLv t, 而 回 路 跌 磁 通 变 化 量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_B SBLvt ,又知BLv .t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_假如回路是n 匝串联,就n.t公式n/t .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变化率/t
5、有关, 而与磁通的产生、 磁通的大小及变化方式、电路是否闭合、 电路的结构与材料等因素无关.公式二 :Blv sin.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l B .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 :LI /t .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与电流的变化率I /t 成正比.公式n中涉及到磁通量的变化量的运算 , 对的运算 , 一般遇到有两种情形: 1回路与磁场垂直的 t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - -
6、 - - - - - - - 可编辑 -第 1 页,共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -精品训练面积S 不变 , 磁感应强度发生变化, 由BS , 此时nB S , 此式中的B 叫磁感应强度的变化率, 如B 是ttt恒定的 , 即磁场变化是匀称的, 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变化 , 就BS , 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情形.严格区分磁通量, 磁通量的变化量B 磁通量的变化
7、率, 磁通量B S , 表示穿过讨论平面的磁感线t的条数 , 磁通量的变化量21 , 表示磁通量变化的多少, 磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢,t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_,大,及t不肯定大 ;t大,及也不肯定大 , 它们的区分类似于力学中的v,v及av tt的区分 ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_另外 I 、I 及I 也有类似的区分.t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_公式Blv 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情形,如何求感应电动势?如图
8、1 所示 , 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 产生的感应电可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_动势 , 明显 , AC 各部分切割磁感线的速度不相等,v A0, vCl , 且 AC 上各点的线速度可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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, 即 vv AvCvCl ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_故1 Bl 2 .2222可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1 BL22当长为L 的导
9、线,以其一端为轴,在垂直匀强磁场B 的平面内,以角速可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_度匀速转动时,其两端感应电动势为.2如下列图, AO 导线长 L,以 O 端为轴,以角速度匀速转动一周,所用时间t,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_描过面积SL2 ,(认为面积变化由0 增到L 2 )就磁通变化BL2 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_在 AO 间产生的感应电动势BL21 BL2且用右手定就制定A 端电势高, O 端电势低.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_t2/2mn BS面积为S的纸
10、圈,共 n 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直,就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m .如下列图,设线框长为L,宽为 d,以转到图示位置时,ab 边垂直磁场方向向纸外运动,切割磁感线,速度可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_为 vd (圆运动半径为宽边d 的一半)产生感应电动势2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_BL vBL d21 BS2, a 端电势高于 b 端电势.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - - 可编辑 -第 2 页,共 9 页 - - -
11、 - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -精品训练cd 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1 BS. c 端电势高于e 端电势.2bc 边, ae 边不切割,不产生感应电动势,b c 两端等电势,就输出端MN 电动势为mBS.假如线圈 n 匝,就mnBS, 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m ,如从图示位置转过一个角度,就圆运动线速度v ,在垂直磁场方向的重量应为v cos,就此时线圈的产生感应电动
12、势的瞬时值即作最大值m.cos.即作最大值方向的投影,n B S cos(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: 运算感应电动势公式:如v是即时速度,就为即时感应电动势.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_BLv如v是平均速度,就为平均感应电动势.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_t是一段时间,为这段时间内的平均感应电动势.ntto,为即时感应电动势.1 BL22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_nBS cos(是线圈平面与磁场
13、方向的夹角).mnBS线圈平面与磁场平行时有感应电动势最大值可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_n B S cos瞬时值公式,是线圈平面与磁场方向夹角可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_留意: 公式中字母的含义,公式的适用条件及使用图景.区分感应电量与感应电流, 回路中发生磁通变化时, 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t 内迁移的电量感应电量 为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_qIttntRRtn, 仅由回路电阻和磁通量的变化量打算, 与发生磁通量变化的时间无关.因此 , 当R可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_用一
14、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.楞次定律 :1、1834 年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变化.即磁通量变化产生感应电流建立感应电流磁场阻碍磁通量变化.2、当闭合电路中的磁通量发生变化引起感应电流时,用楞次定律判定感应电流的方向.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变化.楞次定律是判定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.依据这个定律,感应电流只能实行这样一个方向,在这个方向下的感
15、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变化的磁通量的变 化.我们把“引起感应电流的那个变化的磁通量”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变化.所谓阻碍原磁通的变化是指: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, 正确懂得感应电流的磁场和原磁通的关系是懂得楞次定律的关键.要留意懂得“阻碍”和“变化”这四个字,不能把“阻碍”懂得为“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,而原磁通仍是要增加的.更不能感应电流
16、的“磁场”阻碍“原磁通”,特别不能把阻碍懂得为感应电流的磁场和原磁道方向相反.正确的懂得应当是: 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“变可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - - 可编辑 -第 3 页,共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -精品训练化”即减或增.楞次定律所反映提这样一个物理过程:原磁通变化时(原变),产生感应电流(I 感 ),这是属于电磁感应的条
17、件问题.感应电流一经产生就在其四周空间激发磁场(感),这就是电流的磁效应问题.而且I 感 的方向就打算了感 的方向(用安培右手螺旋定就判定).感阻碍原的变化这正是楞次定律所解决的问题.这样一个复杂的过程,可以用图表理顺如下:楞次定律也可以懂得为:感应电流的成效总是要抵抗(或阻碍)产生感应电流的缘由,即只要有某种可能的过程使磁通量的变化受到阻碍,闭合电路就会努力实现这种过程:( 1)阻碍原磁通的变化(原始表述).( 2)阻碍相对运动,可懂得为“来拒去留 ”,详细表现为:如产生感应电流的回路或其某些部分可以自由运动,就它会以它的运动来阻碍穿过路的磁通的变化.如引起原磁通变化为磁体与产生感应电流的可
18、动回路发生相对运动,而回路的面积又不行变,就回路得以它的运动来阻碍磁体与回路的相对运动,而回路将发生与磁体同方向的运动.( 3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势.( 4)阻碍原电流的变化(自感现象).利用上述规律分析问题可独辟蹊径,达到快速精确的成效.如图1 所示,在 O 点悬挂一轻质导线环,拿一条形 磁铁沿导线环的轴线方向突然向环内插入,判定在插入过程中导环如何运动.如按常规方法,应先由楞次定律判定出环内感应电流的方向,再由安培定就确定环形电流对应的磁极,由磁极的相互作用确定导线环的运动方向.如直接从感应电流的成效来分析:条形磁铁向环内插入过程中,环内磁通量增加,环内感应电流的成效将阻碍磁通量的
19、增加,由磁通量减小的方向运动.因此环将向右摇摆.明显,用其次种方法判定更简捷.应用楞次定律判定感应电流方向的详细步骤:( 1)查明原磁场的方向及磁通量的变化情形.( 2)依据楞次定律中的“阻碍”确定感应电流产生的磁场方向.( 3)由感应电流产生的磁场方向用安培表判定出感应电流的方向.3、当闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时,用右手定就可判定感应电流的方向.运动切割产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例,所以判定电流方向的右手定就也是楞次定律的特例.用右手定就能判定的,肯定也能用楞次定律判定,只是不少情形下,不如用右手定就判定的便利简洁.反过来, 用楞次定律能判定的,并不是用右手定
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