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1、U II uA B高二物理復(fù)習(xí)-恒定電流qtI=(一)電流、電壓、電阻1電流強(qiáng)度定義式:2電流強(qiáng)度微觀表達(dá)式:I=nqsv 其中導(dǎo)體的橫截面積為S,單位體積內(nèi)有n個(gè)電荷量為q的自由電荷,電荷定向移動(dòng)速度vURI=3電流為標(biāo)量,規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较? 部分電路歐姆定律: 適用于純電阻電路、金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電(對(duì)氣體導(dǎo)電不適用)LSR=5伏安特性:R=k=tan (A圖 ) R=1/k=1/tan (B圖) 圖像是一條過原點(diǎn)的直線6電阻定律的公式為: 式中的為電阻率,它僅由材料性質(zhì)決定,單位是歐姆·米各種材料的電阻率均隨溫度變化而變化,金屬的電阻率隨溫度升高而增大;半導(dǎo)體
2、的電阻率隨溫度升高而降低;當(dāng)溫度降至某一值附近時(shí),某些材料的電阻率突然減為零,這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象7半導(dǎo)體 有些材料,它的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間a.熱敏電阻(電阻隨溫度升高而減小),光敏電阻(電阻隨光強(qiáng)增大而減?。゜.二極管單向?qū)щ娦?正向電阻小,反向電阻大 (二)電功、電熱、電功率8電功的計(jì)算公式:W=UIt,電功率的計(jì)算公式:P=UI9電流通過導(dǎo)體時(shí),導(dǎo)體上產(chǎn)生的焦耳熱量為:Q=I2Rt熱功率P熱=I2R電功和電熱、電功率和熱功率的計(jì)算公式適用于一切電路若純電阻電路:Q=W=UIt= I2Rt=U2t/RP電=P熱= UI= I2R=U2/R在非純電阻電路中W=Q.E其他, t既不能表
3、示電功,也不能表示電熱,因?yàn)閁>IR歐姆定律不成立電動(dòng)機(jī)P總=P出+P熱 即UMI=P機(jī)+I2RM(三)串并聯(lián)電路特點(diǎn)10. 串聯(lián):II1_I2 U=U1_U2 R=R1_R2 P=P1_P2 并聯(lián):I=I1_I2 U=U1_U2 1 /R=1/R1_1/R2 P=P1_P2 (1)串聯(lián)電路的總電阻大于電路中任一電阻;并聯(lián)電路的總電阻小于電路中任一支路的電阻+-+(2) 不論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路,其中任意一個(gè)電阻變大(或變小)時(shí),總電阻變大(或變小)(四)電動(dòng)勢(shì)、閉合電路歐姆定律11電源:能把其他形式的能轉(zhuǎn)換為電能的裝置 內(nèi)電路:非靜電力搬運(yùn)電荷做功而將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置;
4、外電路:靜電力做功把電能轉(zhuǎn)化為其它形式能; 電源內(nèi)部電流方向從負(fù)極到正極;電源外部電流方向從正極到負(fù)極12電源的電動(dòng)勢(shì):表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)換為電能的本領(lǐng),大小由電源中非靜電力的特性決定,跟電源的體積無關(guān), 跟電源外部電路無關(guān).電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源沒有接人電路時(shí)兩極間的電壓、即斷路I=0時(shí)E=U+Ir=U; 閉合電路中等于內(nèi)、外電壓之和,即EU外+U內(nèi)13閉合電路歐姆定律:I=E/(R+r)或者EU外+I rU外+U內(nèi)UE0 Im I14路端電壓:外電路兩端的電壓,即電源的輸出電壓 路端電壓與外電阻關(guān)系: U=IR (路端電壓隨外電阻增大而增大)路端電壓跟電流的關(guān)系是UEIr,如圖所示(
5、1)圖線與縱軸的交點(diǎn)I=0表示斷路對(duì)應(yīng)的電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)(2)圖線斜率大小代表電源的內(nèi)阻 (3)圖中Im代表短路電流,Im.15幾種常見的電功率: 電源總功率 電源輸出功率就是外電路功率電源內(nèi)部(內(nèi)電路)發(fā)熱功率P內(nèi)I2r 關(guān)系:P總P出+P內(nèi) 即EI =IU外+I2r外電路功率就是電源的輸出功率P出I2R·R(1)當(dāng)Rr時(shí),電源有最大輸出功率P出最大.此時(shí)電源效率僅為50%.(2)R<r時(shí),P出隨R的增大而增大;R>r時(shí),P出隨R的增大而減小 電源的效率 16、閉合電路的動(dòng)態(tài)分析1程序法:(1)由局部電阻變化判斷總電阻的變化;(2)由I判斷總電流的變化;(3)據(jù)UE
6、Ir判斷路端電壓的變化;(4)由歐姆定律及串并聯(lián)電路特點(diǎn)判斷各部分電流、電壓變化2、串反并同法:“串反并同”是指在電源內(nèi)阻不可忽略的條件下,電路中只有一個(gè)變化電阻電路中與變化電阻串聯(lián)的用電器或電表,其電流、電壓、功率的變化均與電阻變化規(guī)律相反;而與變化電阻并聯(lián)的用電器電表,其電流、電壓、功率等的變化均與電阻變化規(guī)律相同。17、兩個(gè)彼此絕緣,而又互相靠近的導(dǎo)體,就組成了一個(gè)電容器。電路穩(wěn)定時(shí)兩個(gè)板帶等量異號(hào)電荷Q,電容的定義式: 平行板電容器決定因素式當(dāng)電容器充、放電時(shí),電路有充電、放電電流,一旦電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無限大的元件,在電容器處電路可看作是斷路,在直流電路
7、中電容器相當(dāng)于電壓表UC=U并(五)電壓表和電流表改裝 18、表頭就是小量程電流表三個(gè)參數(shù) :內(nèi)阻Rg:電流表的內(nèi)電阻滿偏電流Ig:指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的電流,也叫電流表的量程滿偏電壓Ug:電流表通過滿偏電流時(shí)加在電流表兩端的電壓三個(gè)參數(shù)間的關(guān)系:Ug=IgRg19伏安法測(cè)電阻伏安法測(cè)電阻的原理是部分電路歐姆定律(R=).測(cè)量電路可有電流表外接或內(nèi)接兩種接法,如圖甲、乙兩種接法都有誤差,測(cè)量值與真實(shí)值的關(guān)系為甲圖電流表內(nèi)接法 R測(cè)=Rx乙圖電流表外接法 R測(cè)=Rx+RARx為減小測(cè)量誤差,若RxRV時(shí),宜采用電流表外接法(甲圖);若RxRA時(shí),宜采用電流表內(nèi)接法(乙圖) 簡(jiǎn)單概括為“大內(nèi)偏大,
8、小外偏小”。用比值比較法選擇內(nèi)外接法:大內(nèi)小外若 > ,即>時(shí),則待測(cè)電阻阻值較大則用電流表內(nèi)接法; 若 < ,即<時(shí),則待測(cè)電阻的阻值較小,用電流表外接法。用伏安法測(cè)電阻時(shí),若不知被測(cè)電阻的大概值,為了減小測(cè)量誤差采用試觸法:若電流表示數(shù)有顯著變化,說明電壓表的分流作用較強(qiáng),即Rx是一個(gè)高阻值電阻,應(yīng)選用內(nèi)接法,S應(yīng)接b測(cè)量若電壓表示數(shù)有顯著變化,說明電流表的分壓作用較強(qiáng),即Rx是一個(gè)低阻值電阻,應(yīng)選用外接法,S應(yīng)接a測(cè)量20 滑動(dòng)變阻器連接方式(1)限流式接法:滑動(dòng)變阻器大于被測(cè)電阻用限流式;。(2)分壓式接法:電壓的范圍為0E,要使某部分電路電壓或電流從零開始連續(xù)
9、變化用分壓式滑動(dòng)變阻器小于被測(cè)電阻用分壓式;分壓式電路滑動(dòng)變阻器選阻值小的;若采用限流接法,電路中的最小電流(電壓)超過儀表量程或電阻的最大允許電流,則用分壓式21歐姆表測(cè)量電阻(1)歐姆表構(gòu)造: G是內(nèi)阻為、滿偏電流為的微安表或毫安表,R0是調(diào)零電阻,電池的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,黑表筆接電池正極,紅表筆接電池負(fù)極(2)歐姆表原理 接入待測(cè)電阻Rx時(shí),此時(shí)通過G表的電流為 I, 則: 應(yīng)當(dāng)注意,歐姆表刻度是不均勻的(1)甲圖歐姆調(diào)零紅黑表短接:Rx 0 ,I時(shí),在滿偏電流處標(biāo)為“0”(2)乙圖當(dāng)I0時(shí),Rx,在I0處標(biāo)為“”(3)當(dāng)I時(shí)指針在中央,此電阻是歐姆表的內(nèi)阻,也叫中值電阻用多用電表測(cè)
10、電阻操作步驟:機(jī)械調(diào)零(左側(cè)0)選擋:歐姆調(diào)零(右側(cè)0):測(cè)量:讀數(shù):開關(guān)調(diào)至 off 檔或交流電壓最高檔(3) 注意事項(xiàng):使用前進(jìn)行機(jī)械調(diào)零,使指針指在電流表的零刻度要使被測(cè)電阻與其他元件和電源斷開,不能用手接觸表筆的金屬桿合理選擇量程,使指針盡量在中間位置附近使用歐姆檔的另一量程時(shí),換檔之后一定要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零(即換檔電阻調(diào)零)。讀數(shù)時(shí),應(yīng)將表針示數(shù)乘以選擇開關(guān)所指的倍率測(cè)量完畢,拔出表筆,開關(guān)置于交流電壓最高擋或OFF擋,若長(zhǎng)期不用,取出電池。(4) 估測(cè)待測(cè)物理量數(shù)值,選擇合適擋位,使指針盡量指在刻度盤中央附近;若指針偏角過大,應(yīng)改用 小 倍率擋位,若指針偏角過小,應(yīng)改用 大 倍率擋
11、位,2.3實(shí)驗(yàn)描繪小電珠的伏安特性曲線目的:描繪小電珠的伏安特性曲線分析曲線的變化規(guī)律實(shí)驗(yàn)原理:因?yàn)樾‰娭殡娮韬苄?,電流表外接法滑?dòng)變阻器采用分壓式:使電壓能從0開始連續(xù)變化實(shí)驗(yàn)室用的小燈泡燈絲的I-U特性曲線是曲線原因:溫度升高,電阻率也將隨之增大,電阻增大。2.6測(cè)定金屬的電阻率目的 用伏安法間接測(cè)定某種測(cè)定金屬的電阻率;練習(xí)使用螺旋測(cè)微器。原理 根據(jù)電阻定律公式R=,只要測(cè)量出金屬導(dǎo)線的長(zhǎng)度和它的直徑d,計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積S,并用伏安法測(cè)出金屬導(dǎo)線的電阻R,即可計(jì)算出金屬導(dǎo)線的電阻率。 金屬導(dǎo)線的電阻和電流表的內(nèi)阻相差不很大,因此在用伏安法測(cè)電阻時(shí)應(yīng)采用電流表的外接法,開始實(shí)驗(yàn)時(shí)滑動(dòng)變
12、阻器在電路中的阻值應(yīng)調(diào)至最大,實(shí)驗(yàn)過程中通過金屬導(dǎo)線的電流不宜過大,以防止溫度升高電阻率發(fā)生變化,限流式電路電流小P總EI節(jié)能。2.10測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻原理公式:測(cè)出兩組U、I值,就能算出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。1、電流表內(nèi)接:電源內(nèi)阻小由圖線可以看出, ,這種接法時(shí),內(nèi)電阻和電動(dòng)勢(shì)測(cè)量的誤差較小,一般采用這種接法測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。2、 電流表外接:電源內(nèi)阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻時(shí)用 比較可得:, 采用這種接法時(shí),3、 電源內(nèi)電阻測(cè)量的誤差非常大,一般不采用這種接法。2.11 簡(jiǎn)單的邏輯電路 “與”門“、或”門、“非”門螺旋測(cè)微器又名千分尺準(zhǔn)確到0.01mm,結(jié)果估讀到0.001mm測(cè)量值=固定刻度值
13、(不估讀)+固定刻度的中心水平線與可動(dòng)刻度對(duì)齊位置的讀數(shù)(估讀一位)×0.01mm游標(biāo)卡尺有三種最小讀數(shù):0.02mm、0.05mm、 0.1mm。游標(biāo)卡尺的讀數(shù)=主尺尺讀數(shù)+游標(biāo)尺讀數(shù)*精度(游標(biāo)尺)步驟:1、 判斷精度:游標(biāo)尺50格1/50=0.02mm、游標(biāo)尺20格1/20=0.05mm、游標(biāo)尺10格 1/10=0.1mm 2、讀出主尺上的讀數(shù)。(帶單位)3、讀游標(biāo)上的讀數(shù)。(不需要估讀)用多用電表測(cè)電壓電流讀法:(電壓表電流表也一樣) 格數(shù)x最小分度 最小分度末位是1估讀到最小分度的下一位歐姆表表盤直交流電流表電壓表表盤交流2.5V電壓表表盤機(jī)械調(diào)零旋鈕歐姆調(diào)零旋鈕紅表筆插孔
14、黑表筆插孔歐姆表表盤直交流電流表電壓表表盤交流2.5V電壓表表盤機(jī)械調(diào)零旋鈕歐姆調(diào)零旋鈕紅表筆插孔黑表筆插孔最小分度末位非1讀到本位二極管的單向?qū)щ娦远O管是一種半導(dǎo)體元件.導(dǎo)電特點(diǎn): 電流從正極流入時(shí)電阻較小;歐姆表表盤直交流電流表電壓表表盤交流2.5V電壓表表盤機(jī)械調(diào)零旋鈕歐姆調(diào)零旋鈕紅表筆插孔黑表筆插孔 電流從負(fù)極流入時(shí)電阻較大第三章磁場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)匯總第一節(jié)3.1磁場(chǎng)磁場(chǎng)是一種客觀物質(zhì),存在于磁體和運(yùn)動(dòng)電荷(或電流)周圍。磁場(chǎng)(磁感應(yīng)強(qiáng)度)的方向規(guī)定為磁場(chǎng)中小磁針N極的受力方向(磁感線的切線方向)。磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的磁體、運(yùn)動(dòng)電荷(或電流)有力的作用。4、奧斯特實(shí)驗(yàn):電流的磁效應(yīng)-
15、通電導(dǎo)線沿南北方向放置5、地磁場(chǎng)(與條形磁鐵磁場(chǎng)類似)第三節(jié)3.3幾種常見磁場(chǎng)1、磁感線磁感線是徦想的,用來對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行直觀描述的曲線,它并不是客觀存在的。磁感線是閉合曲線磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,磁感線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。任何兩條磁感線都不會(huì)相交,也不能相切。2、安培右手定則 是用來確定電流方向與磁場(chǎng)方向關(guān)系的法則直線電流的磁場(chǎng):無磁極,非勻強(qiáng),距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)越弱通電螺線管的磁場(chǎng):管外磁感線分布與條形磁鐵類似,管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)。通電螺線管可等效為條形磁鐵。 3、環(huán)形電流的磁場(chǎng):環(huán)形電流可以等效為小磁針,環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和S極且離圓環(huán)中必越遠(yuǎn),磁場(chǎng)越弱 3、 安培分子電流假
16、說 揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì),即磁體的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)一樣,都是由電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部存在一種環(huán)形電流分子電流,分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體,它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極。磁化和消磁4、磁通量定義:=BS,S是與磁場(chǎng)方向垂直的面積,即=B,如果平面與磁場(chǎng)方向不垂直,應(yīng)把面積投影到與磁場(chǎng)垂直的方向上,求出投影面積物理意義:表示穿過某一面積磁感線條數(shù)。磁通量是標(biāo)量,但有方向,正、負(fù)號(hào)僅代表磁感線穿入或穿出。當(dāng)一個(gè)面有兩個(gè)方向的磁感線穿過時(shí),磁通量的計(jì)算應(yīng)算“純收入”,即=-(為正向磁感線條數(shù),為反向磁感線條數(shù)。) 或求代數(shù)和:>0,<0,=+第二節(jié)3.2磁感應(yīng)強(qiáng)
17、度 定義式(定義B時(shí),)B為矢量,方向小磁針靜止時(shí)N極的所指的方向即受力方向與磁場(chǎng)方向相同,遵循平行四邊形 定則。 是定義式,不是決定式.B的大小和方向由磁場(chǎng)本身決定,與該處放不放通電導(dǎo)線無關(guān)。第四節(jié)3.4通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)-受安培力一、大小公式sin (為B與I夾角)(1)通電導(dǎo)線平行于磁場(chǎng)方向時(shí)BL(=00), F安=0 (最小)(2)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)BL(=900),F(xiàn)安=BIL(最大)2、 B對(duì)放入的通電導(dǎo)線來說是外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度3、 式中的L為導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向的有效長(zhǎng)度。例如,半徑為R的半圓形導(dǎo)線與磁場(chǎng)B垂直放置,導(dǎo)線的的等效長(zhǎng)度為2R,安培力。如圖丙所示,閉合的通電
18、導(dǎo)線框受安培力F=0二、安培力的方向1、方向由左手定則來判斷。要點(diǎn):四指:電流方向,大拇指:安培力方向 、安培力總是垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電流I所決定的平面,F(xiàn)安一定同時(shí)垂直B、 I(L) 但B、I不一定要垂直。三、物體在安培力作用下運(yùn)動(dòng)方向的判定方法電流元分析法: 把整段電流等效分成很多電流元,先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向,從而判斷出整段電流所受合力的方向,最后確定運(yùn)動(dòng)方向,注意一般取對(duì)稱的電流元分析。等效分析法: 環(huán)形電流可以等效為小磁針(或條形磁鐵),通電螺線管可等效為條形磁鐵。利用結(jié)論法兩電流相互平行時(shí)無轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì),同向電流相互吸引,反向電流相互排斥。兩電流不平行時(shí),有轉(zhuǎn)
19、動(dòng)到相互平行且方向相同的趨勢(shì)。特殊位置分析法根據(jù)通電導(dǎo)體在特殊位置所受安培力的方向,判斷其運(yùn)動(dòng)方向,然后推廣到一般位置(例如轉(zhuǎn)90度)四、通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)重力場(chǎng)中的平衡與加速運(yùn)動(dòng)問題解題思路:與力學(xué)平衡與加速運(yùn)動(dòng)問題完全相同,對(duì)物體進(jìn)行正確、全面的受力分析是解題關(guān)鍵,同時(shí)要注意受力分析時(shí),先將立體圖轉(zhuǎn)換為側(cè)視圖。分析通電導(dǎo)體在平行導(dǎo)軌上受力的題目,主要應(yīng)用:閉合電路歐姆定律、安培力公式、物體平衡條件,勻變速直線運(yùn)動(dòng)等知識(shí)。第五節(jié)3.5磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用洛倫茲力 注意:以上公式中的v應(yīng)理解為電荷相對(duì)于磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度。適用:(1)因?yàn)?,所以F洛永不做功(2)F洛只改變v方向,不改變v大小 (3)帶
20、電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng):B與v間所成夾角(1)VB(=00), F 洛=0 (最小)(2)VB(=900),F(xiàn)洛=qvB(最大)【注意】B、v不一定垂直,但f洛一定同時(shí)垂直B、 v方向:左手定則左手定則:磁感線B垂直穿手心 四 指:與正電荷運(yùn)動(dòng)的方向相同 與負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的方向相反 拇 指:F洛的方向 安培力和洛倫茲力的關(guān)系安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn),洛倫茲力是安培力的微觀實(shí)質(zhì)。方向都由左手定則判斷。洛倫茲力不做功,安培力可以做功。第六節(jié)3.6帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況 若v/B帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。 (2)若vB帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 (3) 帶電粒子的運(yùn)
21、動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向成角:粒子做螺旋運(yùn)動(dòng)。2、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng) 當(dāng)帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),洛倫茲力不做功,粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng) (1)向心力由洛倫茲力提供: (2)軌道半徑公式: (3)周期:=(T的大小與速度v、軌道半徑R無關(guān), 比荷相同的帶電粒子、 B一定,T相同)3、注意規(guī)律1、解決帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的基本思路1.定圓心 畫軌跡 2、找半徑 3、求時(shí)間2、常用結(jié)論丁 帶電粒子如果從一直線邊界進(jìn)入又從該邊界射出,則其軌跡關(guān)于入射點(diǎn)和出射點(diǎn)線段的中垂線對(duì)稱,入射速度方向、出射速度方向與邊界的夾角相等; 在圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi),沿徑向射入的粒子,必沿徑向射出。丁圖恰好出(不出)邊界
22、磁場(chǎng)的條件:與邊界磁場(chǎng)相切。4、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng):重力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)(1)當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受的合外力為0時(shí),粒子將做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止(2)當(dāng)帶電粒子所受的合外力與運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上時(shí),粒子將做變速直線運(yùn)動(dòng)(3)當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場(chǎng)力等值反向,洛侖茲力提供向心力時(shí),帶電粒子在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。(帶電粒子所受的合外力充當(dāng)向心力)(4)當(dāng)帶電粒子所受的合外力的大小、方向均是不斷變化的時(shí),粒子將做變加速運(yùn)動(dòng),這類問題一般只能用能量關(guān)系處理注意:電子、質(zhì)子、粒子、離子等微觀粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),一般都不計(jì)重力,但質(zhì)量較大的質(zhì)點(diǎn)(如帶電塵粒)在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),不能
23、忽略重力。5、幾種與磁場(chǎng)有關(guān)的儀器的計(jì)算1、(課本P98 、3)速度選擇器:把具有特定速度的帶電粒子選擇出來(可通過右邊窄縫) (1)當(dāng)qvB=Eq,即時(shí),勻速直線運(yùn)動(dòng) 若v= v0=E/B,粒子做直線運(yùn)動(dòng),與粒子電量、電性、質(zhì)量無關(guān) (2)當(dāng)qvB>Eq,即時(shí),曲線運(yùn)動(dòng) BE (3)當(dāng)qvB<Eq,即時(shí),曲線運(yùn)動(dòng) 速度選擇器對(duì)正、負(fù)電荷均適用,取決于粒子的速度。對(duì)于給定的選擇器只能單向使用2、質(zhì)譜儀:測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素 S1S2之間的加速電場(chǎng): (動(dòng)能定理) 勻強(qiáng)磁場(chǎng)中:兩式得: 得:比荷即荷質(zhì)比 質(zhì)量 同位素q相同m不同,r大說明m大3、回旋加速器:加速帶電粒子使它
24、獲得較高能量(1)D形盒窄縫AA勻強(qiáng)(交變)電場(chǎng):電場(chǎng)力做功,負(fù)責(zé)加速動(dòng)能定理:(2)D形盒勻強(qiáng)磁場(chǎng):洛倫茲力不做功,不能加速,粒子勻速圓周運(yùn)動(dòng), 多次入電場(chǎng)加速 電壓變化的周期與粒子偏轉(zhuǎn)周期相同: 得:帶電粒子的最終動(dòng)能:帶電粒子獲得的最大能量:與D形盒半徑平方R2成正比,與磁感應(yīng)強(qiáng)度的平方B2成正比,與加速電壓U無關(guān)。4、磁流體發(fā)電機(jī):(課本P98 4、)+v0-Bd等離子體子體原理:等離子體射入,受洛倫茲力偏轉(zhuǎn),使上極板帶正電,下極板帶負(fù)電,兩極電壓為U時(shí)穩(wěn)定。,電動(dòng)勢(shì)E=U××××a××××Bd ×
25、;×××××××× v××××b×××× 圖-55、電磁流量計(jì)(3-2課本P18 )+dbIB根據(jù)霍爾效應(yīng)其原理可解釋為:如圖所示,一圓形導(dǎo)管直徑為d,用非磁性材料制成,其中有可以導(dǎo)電的液體向左流動(dòng)。導(dǎo)電液體中的自由電荷(正負(fù)離子)在洛倫茲力作用下橫向偏轉(zhuǎn),a、b間出現(xiàn)電勢(shì)差。當(dāng)自由電荷所受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡時(shí),a、b間的電勢(shì)差就保持穩(wěn)定。 由qvB=Eq=,可得v =, 流量 Q=sv=6、霍爾效應(yīng)(3-2課本P55 )定義:當(dāng)通有
26、電流的導(dǎo)體處在垂直于電流方向的磁場(chǎng)中時(shí),會(huì)在導(dǎo)體的上、下表面產(chǎn)生電壓,這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng) 霍爾電壓:導(dǎo)體的上、下表面所達(dá)到的穩(wěn)定的電壓。霍爾電壓的計(jì)算式: , k-霍爾系數(shù) b-沿磁場(chǎng)方向的厚度導(dǎo)體中通過電流時(shí),在運(yùn)動(dòng)的電荷為電子,帶負(fù)電;當(dāng)電子所受電場(chǎng)力與洛侖茲力相等時(shí),導(dǎo)體上、下側(cè)電勢(shì)差穩(wěn)定。由qvB=Eq=,可得霍爾電壓:UH=Bvd. 第4章 電磁感應(yīng)一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是:穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。以上表述是充分必要條件。不論什么情況,只要滿足電路閉合和磁通量發(fā)生變化這兩個(gè)條件,就必然產(chǎn)生感應(yīng)電流;反之,只要產(chǎn)生了感應(yīng)電流,那么電路一定是閉合
27、的,穿過該電路的磁通量也一定發(fā)生了變化。2、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的條件。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的條件是:穿過電路的磁通量發(fā)生變化。這里不要求閉合。無論電路閉合與否,只要磁通量變化了,就一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生。這好比一個(gè)電源:不論外電路是否閉合,電動(dòng)勢(shì)總是存在的。但只有當(dāng)外電路閉合時(shí),電路中才會(huì)有電流。3、關(guān)于磁通量變化在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁通量=B ,磁通量的變化=2-1有多種形式,主要有:不變,B改變,這時(shí)=BB不變,S改變,這時(shí)=B二、楞次定律1、 內(nèi)容:感應(yīng)電流具有這樣的方向,就是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化在應(yīng)用楞次定律時(shí)一定要注意:“阻礙”不等于“反向”;“阻礙”不是“阻止”
28、。2、楞次定律也可以理解為:感應(yīng)電流的效果總是要反抗(或阻礙)引起感應(yīng)電流的原因常見有以下幾種表現(xiàn):(1)就磁通量而言,總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量(原磁通量)的變化 “增反減同”(2)就相對(duì)運(yùn)動(dòng)而言,阻礙導(dǎo)體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),簡(jiǎn)稱口訣:“來拒去留”(3)就閉合電路的面積而言,致使電路的面積有收縮或擴(kuò)張的趨勢(shì)收縮或擴(kuò)張是為了阻礙電路磁通量的變化若穿過閉合電路的磁感線皆朝同一個(gè)方向,則磁通量增大時(shí),面積有收縮趨勢(shì),磁通量減少時(shí),面積有增大趨勢(shì),簡(jiǎn)稱口訣:“增縮減擴(kuò)”判斷感應(yīng)電流的方向,其步驟如下:1)確定穿過閉合電路的原磁場(chǎng)方向;2)確定穿過閉合電路的磁通量是如何變化的(增大還是減?。?;3)根據(jù)楞次
29、定律,確定閉合回路中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向;4)應(yīng)用安培右手螺旋定則,確定感應(yīng)電流的方向3、右手定則:伸開右手,使拇指與其余四指垂直,并且都與手掌在同一平面內(nèi); 讓磁感線從掌心進(jìn)入, 拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向, 四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向.適用范圍:閉合電路一部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流。 基本現(xiàn)象 應(yīng)用的定則或定律運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場(chǎng) 安培右手螺旋定則磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流的作用力 左手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng) 右手定則閉合回路磁通量的變化 楞次定律三、法拉第電磁感應(yīng)定律1、 定律內(nèi)容:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小決定于磁通量的變化率的大小,與穿過這一電路磁通量的變化率成正比。A、決定感應(yīng)電動(dòng)
30、勢(shì)大小因素:穿過這個(gè)閉合電路中的磁通量的變化快慢B、注意區(qū)分磁通量中,磁通量的變化量,磁通量的變化率的不同 磁通量,磁通量的變化量,磁通量的變化率2、導(dǎo)體切割磁感線:E=BLv應(yīng)用該式應(yīng)注意:(1)只適于導(dǎo)體切割磁感線的情況,求即時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(若v是平均速度則E為平均值);(2)B,L,v三者相互垂直;(3)對(duì)公式E=BLvsin中的應(yīng)理解如下:1)當(dāng)BL,vL時(shí),為B和v間夾角,如圖(a);2)當(dāng)vL,Bv時(shí),為L(zhǎng)和B間夾角;3)當(dāng)BL,vB時(shí),為v和L間夾角上述1),2),3)三條均反映L的有效切割長(zhǎng)度。3、 回路閉合 式中為回路中磁通量變化,t為發(fā)生這段變化所需的時(shí)間,n為匝數(shù)五、主要的
31、計(jì)算式1、 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的計(jì)算式: 注:a、若閉合電路是一個(gè)匝的線圈,線圈中的總電動(dòng)勢(shì)可看作是一個(gè)線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的n倍。E是時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 2、 幾種題型 線圈面積S不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化: - 感生電動(dòng)勢(shì) 磁感強(qiáng)度不變,線圈面積均勻變化:-動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) 3、 導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的計(jì)算式 (1). 公式: (2). 題型:a若導(dǎo)體變速切割磁感線,公式中的電動(dòng)勢(shì)是該時(shí)刻的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 b若導(dǎo)體不是垂直切割磁感線運(yùn)動(dòng),v與B有一夾角,如右圖b:b c若導(dǎo)體在磁場(chǎng)中繞著導(dǎo)體上的某一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體上各點(diǎn)的線速度不同,不能用計(jì)算,如下圖c: 從圖示位置開始計(jì)時(shí),經(jīng)過時(shí)間,導(dǎo)
32、體位置由oa轉(zhuǎn)到oa1,轉(zhuǎn)過的角度,則導(dǎo)體掃過的面積 磁通量的變化量 磁通量的變化率、即:計(jì)算時(shí)各量單位:o av d.轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)a db cL1L2B轉(zhuǎn)動(dòng)軸與磁感線平行。如圖d,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外,長(zhǎng)L的金屬棒oa以o為軸在該平面內(nèi)以角速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。求金屬棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。在應(yīng)用感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的公式時(shí),必須注意其中的速度v應(yīng)該指導(dǎo)線上各點(diǎn)的平均速度,在本題中應(yīng)該是金屬棒中點(diǎn)的速度,因此有。 線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與磁感線垂直。如圖,矩形線圈的長(zhǎng)、寬分別為L(zhǎng)1、L2,所圍面積為S,向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線圈繞圖e示的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈的ab、cd兩邊切
33、割磁感線,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相加可得E=BS。如果線圈由n匝導(dǎo)線繞制而成,則E=nBS。從圖示位置開始計(jì)時(shí),則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為e=nBScost 。該結(jié)論與線圈的形狀和轉(zhuǎn)動(dòng)軸的具體位置無關(guān)(但是軸必須與B垂直)。實(shí)際上,這就是交流發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)公式。六、互感現(xiàn)象 兩個(gè)線圈之間并沒有導(dǎo)線相連,但當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí),它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)會(huì)在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這種現(xiàn)象叫做 互感現(xiàn)象 ,這種感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫做 互感電動(dòng)勢(shì) 。
34、160;利用互感現(xiàn)象可以把 能量 由一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈。變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的。七、自感現(xiàn)象1、 自感現(xiàn)象是指由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。由于線圈(導(dǎo)體)本身電流的變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)。自感電動(dòng)勢(shì)總量阻礙線圈(導(dǎo)體)中原電流的變化。2、 自感電動(dòng)勢(shì)的方向:當(dāng)原來電流在增大時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)與原來電流方向相反,當(dāng)原來電流在減小時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)與原來電流方向相同。感應(yīng)電流與原電流方向增反減同。3、 自感現(xiàn)象分通電自感和斷電自感兩種。左圖:通
35、電自感現(xiàn)象:開關(guān)閉合瞬間燈泡A2立刻正常發(fā)光,跟線圈L串聯(lián)的燈泡A1逐漸亮起來。右圖:斷電自感現(xiàn)象現(xiàn)象:開關(guān)斷開瞬間,燈泡不是立即熄滅,而是先閃亮一下,然后熄滅。4.自感線圈在電路中的作用: 即通過自感線圈中的電流不能突變,由于自感線圈對(duì)電流變化的延遲作用,電流從一個(gè)值變到另一個(gè)值總需要時(shí)間:剛閉合電路時(shí),線圈這一支路相當(dāng)于開路即此時(shí)I=0;電路閉合一段時(shí)間達(dá)到穩(wěn)定后,線圈相當(dāng)于導(dǎo)線或電阻;電路剛斷開時(shí),線圈相當(dāng)于一個(gè)電源,該電源會(huì)重新建立一個(gè)回路,但線圈的電流的方向與穩(wěn)定工作時(shí)保持一致.5、電感器:在電路中,線圈又叫電感器。自感系數(shù)簡(jiǎn)稱自感或電感, 它是反映線圈特性的物理量。線圈越長(zhǎng), 單位
36、長(zhǎng)度上的匝數(shù)越多, 截面積越大, 它的自感系數(shù)就越大。另外, 有鐵心的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵心時(shí)要大得多。自感現(xiàn)象應(yīng)用:在各種電器設(shè)備、電工技術(shù)和無線電技術(shù)中應(yīng)用廣泛。自感現(xiàn)象危害:在切斷電路的瞬間,形成電弧。不安全。6、 自感電動(dòng)勢(shì)的大小跟電流變化率成正比。L是線圈的自感系數(shù),是線圈自身性質(zhì),線圈越長(zhǎng),單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)越多,截面積越大,有鐵芯則線圈的自感系數(shù)L越大。單位是亨利(H)。八、渦流及其應(yīng)用1、變壓器在工作時(shí),除了在原、副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)外,變化的磁通量也會(huì)在鐵芯中產(chǎn)生感應(yīng)電流。一般來說,只要空間有變化的磁通量,其中的導(dǎo)體就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,我們把這種感應(yīng)電流叫做渦流2、應(yīng)用:(1)
37、新型爐灶電磁爐。(2)金屬探測(cè)器:飛機(jī)場(chǎng)、火車站安全檢查、掃雷、探礦。3、防止:鐵芯都用電阻率很大的硅鋼片疊成4、電磁阻尼:當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力,安培力的方向總是阻礙引起感應(yīng)電流的導(dǎo)體與磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng),這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼。 5、電磁驅(qū)動(dòng);當(dāng)磁場(chǎng)相對(duì)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)時(shí),在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力, 安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來的現(xiàn)象 這種現(xiàn)象稱為電磁驅(qū)動(dòng)。重點(diǎn)題型:電磁感應(yīng)現(xiàn)象中電路問題的基本思路:確定等效電源.分析電路結(jié)構(gòu),畫等效電路圖ab利用電路規(guī)律求解,主要有閉合電路歐姆定律,
38、串并聯(lián)規(guī)律等 ab切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相當(dāng)于電源 a相當(dāng)于電源正極b相當(dāng)于電源負(fù)極 解決圖象問題的一般思路(1)明確圖象的種類:即是B-t圖或者-t圖、I-t圖等. (2)分析電磁感應(yīng)的具體過程.(3)明確方向:用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系.(4)確定大小變化:結(jié)合電磁感應(yīng)規(guī)律、歐姆定律等判斷各個(gè)物理量的大小.切割方式圖形計(jì)算方法注意點(diǎn)平動(dòng)切割導(dǎo)體彎曲時(shí),L為有效長(zhǎng)度繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)切割E與轉(zhuǎn)軸O點(diǎn)位置有關(guān)繞線轉(zhuǎn)動(dòng)切割圖示位置E=nBLv=nBLL=nBSE與轉(zhuǎn)軸OO位置無關(guān)第五章 交流電一交流電大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流,叫做交變電流。 其中按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦式電流
39、,正弦式電流產(chǎn)生于在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈里,線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周,感應(yīng)電流的方向改變兩次。二正弦交流電的變化規(guī)律 線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)1當(dāng)從圖122即中性面位置開始在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間而變的函數(shù)是正弦函數(shù): 從BS開始計(jì)時(shí):e=Emsint, iImsint , =t(t是從該位置經(jīng)t時(shí)間線框轉(zhuǎn)過的角度;t是線框面與中性面的夾角)2當(dāng)從圖121位置從B/S開始計(jì)時(shí): 則:e=Emcost, iImcost3對(duì)于單匝矩形線圈來說Em=2Blv=BS;對(duì)于n匝面積為S的線圈來說Em=nBS,對(duì)于總電阻為R的閉合電路來說三幾個(gè)物理量1中性面:如
40、圖122所示的位置為中性面BS,特點(diǎn):(1) 此位置過線框的磁通量最多(2) 此位置磁通量的變化率為零所以 e=Emsint=0, iImsint=0(3) 此位置是電流方向發(fā)生變化的位置,具體對(duì)應(yīng)圖123中的t2,t4時(shí)刻,因而交流電完成一次全變化中線框兩次過中性面,電流的方向改變兩次,頻率為50Hz的交流電每秒方向改變100次圖121峰值面B/S特點(diǎn):=0 磁通量的變化率最大EmnBS2交流電的最大值: EmBS 當(dāng)為n匝時(shí)EmnBS (1)是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度,其單位一定為弧度秒,rad/s (2)最大值對(duì)應(yīng)的位置與中性面垂直,即線框面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B在同一直線上 (3)最大值對(duì)應(yīng)圖123中
41、的t1、t2時(shí)刻,每周中出現(xiàn)兩次3 瞬時(shí)值從BS開始計(jì)時(shí):e=Emsint, iImsint 從B/S開始計(jì)時(shí): 則:e=Emcost, iImcost代入時(shí)間即可求出不過寫瞬時(shí)值時(shí),不要忘記寫單位,如m=220V,=100,則e=220sin100t(V),不可忘記寫伏,電流同樣如此4有效值:為了度量交流電做功情況人們引入有效值,它是根據(jù)電流的熱效應(yīng)而定的就是分別用交流電,直流電通過相同阻值的電阻,在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相同,則直流電的值為交流電的有效值(1)有效值跟最大值的關(guān)系Em=U有效,Im=I有效 (2)伏特表與安培表讀數(shù)為有效值(3)用電器銘牌上標(biāo)明的電壓、電流值是指有效值5周期T
42、與頻率f:交流電完成一次全變化的時(shí)間為周期;每秒鐘完成全變化的次數(shù)叫交流電的頻率單位1/秒為赫茲(Hz)=2/T=2f最大值、平均值和有效值的應(yīng)用1、正弦交變電流的電動(dòng)勢(shì)、電壓和電流都有最大值、有效值、瞬時(shí)值和平均值的區(qū)別。以電動(dòng)勢(shì)為例:最大值用Em表示,有效值用E表示,瞬時(shí)值用e表示,平均值用表示。它們的關(guān)系為E=Em/,e=Emsint。平均值不常用,必要時(shí)要用法拉第電磁感應(yīng)定律直接求:。2、 我們求交流電做功時(shí)用有效值,求通過某一電阻電量時(shí)一定要用電流的平均值交流電,在不同時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),平均電流不同 考慮電容器的耐壓值時(shí)則要用最大值。3、交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的:
43、讓交流和直流通過相同阻值的電阻,如果它們?cè)谙嗤臅r(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等,就把這一直流的數(shù)值叫做這一交流的有效值。 只有正弦交變電流的有效值才一定是最大值的/2倍。通常所說的交變電流的電流、電壓;交流電表的讀數(shù);交流電器的額定電壓、額定電流;保險(xiǎn)絲的熔斷電流等都指有效值。(3) 生活中用的市電電壓為220V,其最大值為220V=311V(有時(shí)寫為310V),頻率為50HZ,所以其電壓即時(shí)值的表達(dá)式為u=311sin314tV。四電感和電容對(duì)交變電流的阻礙作用1感抗:電感對(duì)交變電流阻礙作用的大小,符號(hào): ,公式: 容抗:電容對(duì)交變電流阻礙作用的大小,符號(hào): ,公式: 2電感分類(1)低頻扼流圈:自感
44、系數(shù)大,“通 ,阻 ”(2)高頻扼流圈:自感系數(shù)小,“通 ,阻 ”3電容分類(1)隔直電容器:電容大,“通 ,隔 ”(2)旁路電容器:電容小,“通 ,阻 ”1、 變壓器與遠(yuǎn)距離輸電1.變壓器(1)變壓器的結(jié)構(gòu)如圖所示:閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成一個(gè)變壓器.原線圈n1(又稱初級(jí)線圈)與電源連接,副線圈n2(又稱次級(jí)線圈)與負(fù)載連接,作為用電器的電源.(2)理想變壓器的工作原理理想變壓器:是種理想化模型,沒有任何損耗,輸入功率等于輸出功率.工作原理:電磁感應(yīng)互感 理想變壓器原、副線圈中具有完全相同的磁通量及磁通量的變化率.電壓比和電流比電壓比:由Un得單個(gè)副線圈,多個(gè)副線圈U1U2U3n1
45、n2n3電流比:?jiǎn)蝹€(gè)副線圈多個(gè)副線圈,由P1P2P3得U1I1U2I2U3I3 n1I1n2I2n3I3(3) 幾種常見的變壓器:自耦變壓器、互感器. 電壓互感器,用來把高電壓變成 小電壓 。 電流互感器,用來把大電流變成 小電流 。2.遠(yuǎn)距離輸電(1)目的 P用P1-P損 , UUU向遠(yuǎn)距離輸送電能,且盡可能減少在輸電線上的損失.(2)方法由P損I2R可知,要減小損失的電能可以有兩種方法:減小輸電導(dǎo)線的電阻.由于R,故可采用電阻率較小的材料,并加大導(dǎo)線的橫截面積.這種方法的作用十分有限,代價(jià)較高,可適當(dāng)選用.減小輸電電流.由于I,P為額定輸出功率,U為輸出電壓,增大U可減小I.這是遠(yuǎn)距離輸電的一種常用的方法.(3)遠(yuǎn)距離輸電的電路模式如圖所示功率關(guān)系:P1P2 P3P4 P2P3P損電壓關(guān)系: U2U3U損 電流關(guān)系:輸電電流:I 輸電導(dǎo)線上的電壓損耗:U損 = ;輸電導(dǎo)線上的功率損耗:P損=。原、副線圈匝數(shù)不變時(shí),理想變壓器有哪些決定關(guān)系1.輸入電壓U1決定輸出電壓U2,即U2隨著U1的變化而變化
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