1、高中物理選修課3 3-2 2知識(shí)點(diǎn)第4章：電磁感應(yīng)第4章：電磁感應(yīng)逐一.磁通量穿過(guò)某一區(qū)域的磁感應(yīng)線的數(shù)量；=BSsin。單位Wb，1wb=1tm2。標(biāo)量，但正和負(fù)。電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)通過(guò)閉合電路的磁通量變化時(shí)，閉合電路中存在感應(yīng)電流現(xiàn)象。如果電路不閉合，只會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。(這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象被稱為電磁感應(yīng)，是法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)的)。33.感應(yīng)電流的條件1。閉路的磁通量會(huì)改變。2 2.閉合電路中的一些導(dǎo)體移動(dòng)，在磁場(chǎng)中切斷磁感應(yīng)線。(其本質(zhì)是磁通在閉環(huán)中變化。)。44.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1。概念：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)；2.產(chǎn)生條件：無(wú)論回路是否閉合，通過(guò)回路的磁通

2、量都會(huì)改變。3.方向判斷：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向由楞次定律或右手定則來(lái)判斷。法拉第電磁感應(yīng)定律1。內(nèi)容：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與通過(guò)該電路的磁通量的變化率成正比。2.公式：En t，其中n是線圈匝數(shù)。3 3.公式t nE涉及磁通量變化的計(jì)算，計(jì)算中一般有兩種情況： (1)。垂直于線圈磁場(chǎng)的面積是恒定的，但是磁感應(yīng)強(qiáng)度會(huì)改變。由BS表示，此時(shí)S t B nE，B t在這個(gè)公式中稱為磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率。如果B t不變，即磁場(chǎng)均勻變化，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是恒定的電動(dòng)勢(shì)。(2)如果磁感應(yīng)強(qiáng)度B是恒定的，并且垂直于磁場(chǎng)的面積改變，那么線圈以恒定的速度繞垂直于均勻磁場(chǎng)的軸旋轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)。(3)磁通量，磁通量的變

3、化量， 磁通量變化率的差異三個(gè)數(shù)量比與項(xiàng)目磁通量變化量磁通量變化率物理意義在某一時(shí)間穿過(guò)某一表面的磁感應(yīng)線的數(shù)量在某一時(shí)間段內(nèi)穿過(guò)某一表面的磁通量變化速度注意，如果有相反方向的磁場(chǎng)， 當(dāng)磁通量可能偏移時(shí)，平面在開始時(shí)和當(dāng)它轉(zhuǎn)過(guò)180度時(shí)垂直于磁場(chǎng)。 穿過(guò)平面的磁通量是一加一減，2BS，而不是零，它既不表示磁通量的大小，也不表示它變化了多少。事實(shí)上，它是在單匝線圈上產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，即E t注：1。這個(gè)公式通常適用于計(jì)算平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2E只與通過(guò)電路的磁通量的變化率/t有關(guān)，而與磁通量的產(chǎn)生、磁通量的大小和變化方式、電路是否閉合、電路的結(jié)構(gòu)和材料等因素?zé)o關(guān)。(1)有效性：公式中的l是有效切割長(zhǎng)度，

4、即導(dǎo)體在垂直于v的方向上的投影長(zhǎng)度。圖b:LMn；當(dāng)沿v1方向移動(dòng)時(shí)；在v2方向移動(dòng)時(shí)為L(zhǎng)0。c:12R。當(dāng)沿v1方向移動(dòng)時(shí)；在v2方向移動(dòng)時(shí)為l0；LR (2)沿v3方向移動(dòng)時(shí)的相對(duì)性：EBlv中的速度v是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度。如果磁場(chǎng)也移動(dòng)，應(yīng)該注意速度之間的相對(duì)關(guān)系。2.當(dāng)導(dǎo)體不垂直切割磁感應(yīng)線時(shí)，即v和b有一個(gè)夾角時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可以用EBlvsin計(jì)算。3.當(dāng)切割導(dǎo)體各部分磁感應(yīng)線的速度相同，切割導(dǎo)體各部分磁感應(yīng)線的速度不同時(shí)，一般用公式BlvE計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。示例：如圖所示，長(zhǎng)度為l的導(dǎo)體棒交流電在紙表面以角速度圍繞點(diǎn)a旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)區(qū)域有一個(gè)垂直于紙表面的均勻磁場(chǎng)。磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，計(jì)算交

5、流產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。分析：交流各部分切割磁感應(yīng)線的速度不相等，交流上各點(diǎn)的線速度與半徑成正比，所以交流的平均切割速度可以是vvvl ACC 222，so 4。面積為S的紙環(huán)，n匝，在均勻磁場(chǎng)B中以角速度旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)軸垂直于磁場(chǎng)方向。當(dāng)線圈平面平行于磁場(chǎng)方向時(shí)，最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)m存在于線圈的兩端。分析：讓線框的長(zhǎng)度為l，寬度為d。當(dāng)轉(zhuǎn)到圖中所示的位置時(shí)，ab側(cè)沿垂直于磁場(chǎng)的方向移出紙外，速度為v d 2(圓移動(dòng)半徑為寬側(cè)d的一半)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)BS d BLvBLE 2 1 2，且A端的電位高于B端的電位。同樣，在cd側(cè)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)BSE 2 1。端子c電位高于端子d電位。輸出端MN電動(dòng)勢(shì)是B

6、SEm。如果線圈轉(zhuǎn)向N，則在SBnEm和M末端的電勢(shì)高，而在N末端的電勢(shì)低。參考俯視圖和俯視圖：因?yàn)榫€圈邊長(zhǎng)是垂直切割磁感應(yīng)線，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有最大值。如果從圖中所示的角度轉(zhuǎn)動(dòng)位置，如果圓周運(yùn)動(dòng)的線速度為V，則垂直磁場(chǎng)方向上的分量應(yīng)為VCO。這時(shí)，瞬時(shí)值cos。我也是。線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值投射在最大方向cos上。m EE=cos SBn(線圈平面和磁場(chǎng)方向之間的角度)。當(dāng)線圈平面垂直于磁場(chǎng)方向時(shí)，線速度方向平行于磁場(chǎng)方向，并且感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，而不切斷磁感應(yīng)線。77.總結(jié)：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算公式：總結(jié)：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算公式：平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。是平均速度，如瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。是瞬時(shí)速度，如v v B

7、LvE，是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)。這個(gè)周期的平均意義是一段時(shí)間，而ot t t nE 2 2 1 BLE(導(dǎo)體繞一個(gè)固定點(diǎn)旋轉(zhuǎn))的夾角是線圈平面和磁場(chǎng)方向的瞬時(shí)值公式。當(dāng)線圈平面平行于具有最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的磁場(chǎng)時(shí)。公式中字母的含義、公式的適用條件和使用條件。2.感應(yīng)電流和感應(yīng)電量。當(dāng)磁通在回路中變化時(shí)，感應(yīng)電場(chǎng)使電荷定向移動(dòng)，形成感應(yīng)電流，在T中轉(zhuǎn)移的電荷量為感應(yīng)電量。R n t tR n t R E tIq，僅由回路電阻和磁通量的變化決定，與磁通量的變化時(shí)間無(wú)關(guān)。因此，當(dāng)磁棒以不同的速度從同一位置插入到線圈中的同一位置兩次時(shí)，線圈中積累的感應(yīng)電量相等，但是在快速插入和慢速插入期間產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)

8、勢(shì)和感應(yīng)電流不同，并且由外力所做的功也不同。88倫茨定律：1 1。用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向。楞次定律的內(nèi)容：感應(yīng)電流的方向是這樣的，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。也就是說(shuō)，初級(jí)磁通量的變化產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻止初級(jí)磁通量的變化。(這不容易理解，但很容易使用公式：增加和減少，拒絕停留，增加但減少不變)2 2。對(duì)倫茨定律的理解3 3.利用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的具體步驟：(1)找出原始磁場(chǎng)的方向和磁通量的變化；(2)根據(jù)楞次定律中的“障礙”，確定感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向；(3)由感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向由電流表判斷。4 4.當(dāng)閉合電路中

9、的一部分導(dǎo)體切斷磁感應(yīng)線時(shí)，感應(yīng)電流的方向可以用右手定則來(lái)確定。導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)切割產(chǎn)生的感應(yīng)電流是磁通量變化產(chǎn)生的感應(yīng)電流的特例，因此判斷電流方向的右手法則也是冷子法的特例。(“力”是左手，“其他”是右手)1999互感、自感和自感渦流1 1?；ジ泻突ジ校河捎诰€圈A中電流的變化，產(chǎn)生的磁通量也發(fā)生變化，磁通量的變化刺激線圈b中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這種現(xiàn)象稱為互感。2 2.自感自感線圈(導(dǎo)體)電流本身的變化引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象。1自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為自感電動(dòng)勢(shì)。分析表明，自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙線圈(導(dǎo)體)中原始電流的變化。自感電動(dòng)勢(shì)的大小與電流的變化率成正比。l是線圈的自感系數(shù)及其自身特性。線

10、圈越長(zhǎng)，匝數(shù)越多，截面積越大，自感系數(shù)l越大。此外，有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯的線圈大得多。單位是亨利(h)。2自感現(xiàn)象分為上電自感和斷電自感兩種，其中斷電自感中的“小燈泡出門前是否應(yīng)該發(fā)光”問(wèn)題，如圖2所示，原電路處于穩(wěn)定閉合狀態(tài)，L和LA并聯(lián)，電流分別為二階LA和二階LA，方向?yàn)閺淖蟮接?。?dāng)s關(guān)閉時(shí)，燈a中從左到右的原始電流IA立即消失，但燈a和線圈l形成一個(gè)閉環(huán)。由于l的自感，電流IL不會(huì)立即消失，而是會(huì)在短時(shí)間內(nèi)在回路中一個(gè)接一個(gè)地減弱。在此期間，燈a中從右到左的電流通過(guò)，并且通過(guò)燈a的電流從i1開始減弱。如果結(jié)果是洛杉磯二號(hào)，它應(yīng)該在燈a熄滅之前閃爍。如果結(jié)果是洛杉磯II，燈a

11、將一個(gè)接一個(gè)地熄滅，并且不再發(fā)光。原始的二級(jí)LAA和哪一個(gè)更大取決于l的DC電阻R1和a的電阻RA。如果是RRII LAA，那么，如果是RRII LAA，渦電流及其應(yīng)用渦電流及其應(yīng)用(1)變壓器工作時(shí)，除了初級(jí)線圈和次級(jí)線圈中的感應(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(lái)說(shuō)，只要空間中有變化的磁通量，空間中的導(dǎo)體就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，我們稱之為渦流。新型炊具。金屬探測(cè)器：機(jī)場(chǎng)和火車站安全檢查，掃雷和勘探。第5章：交流電第5章：交流電-交流電1。定義：其大小和方向隨時(shí)間周期性變化的電流。2.圖片：如圖(a)、(b)、(c)和(d)所示，都屬于交流電。按照正弦規(guī)律變化的交流電稱為正弦交流

12、電，如圖(a)所示。正弦交流電的生成和正弦交流電的圖像生成和圖像1。當(dāng)：矩形線圈在均勻磁場(chǎng)中繞垂直于均勻磁場(chǎng)的線圈對(duì)稱軸勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生如圖所示的正弦(或弦外)交變電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)外部電路閉合時(shí)，形成正弦(或余弦)交流電。2.變化規(guī)律：(1)中性面：垂直于磁感應(yīng)線的平面稱為中性面。當(dāng)線圈平面位于中性面位置時(shí)，如圖(a)所示，通過(guò)線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零。因此，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。當(dāng)線圈平面旋轉(zhuǎn)到位置p時(shí)SBNvlBNEm 2(伏特)(n是匝數(shù))三三.正弦交流電流的函數(shù)表達(dá)式如果面積為s的n匝線圈以角速度繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速旋轉(zhuǎn)，并且時(shí)間是從中性面開始測(cè)量的，其函數(shù)形式為eNbsInt

13、，并且EmnBS表示最大電動(dòng)勢(shì)，則eEmsint存在。它的電流大小是一個(gè)整數(shù)。44 .正弦電流的變化規(guī)律(線圈在中性表面位置開始計(jì)時(shí)，線圈在中性表面位置開始計(jì)時(shí))規(guī)則性、規(guī)律性、物理量、物理量、函數(shù)、函數(shù)、圖像、磁通量、磁通量、成本、電動(dòng)勢(shì)、電動(dòng)勢(shì)、電流、電壓、電流.兩個(gè)特殊位置的特征1。當(dāng)線圈平面與中性面SB、max、t 0、e0、i0重合時(shí)，電流方向?qū)⒏淖儭?.當(dāng)線圈平面垂直于中性面時(shí)，SB，0，T最大，E最大，I最大，電流方向不變。66.交流電物理量的表征：1 1。周期、頻率和角周期、頻率和角速度(1)周期(t):交流電完成周期性變化(線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一次)所需的時(shí)間，單位為秒，T2公式。(2)

14、頻率(f):交流電在1秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)，單位為赫茲。(3)角速度：2 2 T f單位：弧度/秒(4)周期與頻率的關(guān)系：T1 f或f1 T. 2.2。理解和應(yīng)用交流“四值”理解和應(yīng)用交流“四值”物理量和物理意義之間的重要關(guān)系應(yīng)用場(chǎng)合和解釋交流在某一時(shí)刻的瞬時(shí)值當(dāng)考慮一些電氣元件(電容器、晶體管等)的擊穿電壓時(shí)，計(jì)算線圈在某一時(shí)刻的最大力的瞬時(shí)值。)，這意味著交流電壓的最大有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)(電流通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱量)定義的。正弦和余弦交流電E Em 2、U Um 2、Im2 (1)交流電的電壓和電流強(qiáng)度、交流電流表的讀數(shù)、保險(xiǎn)絲的熔斷電流值以及電氣設(shè)備銘牌上標(biāo)明的電壓和電流值均指交流電的有效值。(2)在解決交流電的電熱問(wèn)題時(shí)，必須用有效值來(lái)計(jì)算平均交流電圖像中由圖形線和t軸包圍的面積與時(shí)間E BL v，ent的比值，即Rr在計(jì)算相關(guān)電量時(shí)只能用平均值3.3。幾個(gè)典型交流電流的有效值名稱電流鏡像有效值正弦交流電流U 1 2U m正弦半波電流U1 2U m正弦單向脈動(dòng)電流U Um 2矩形脈動(dòng)電流U t1 T Um不對(duì)稱交流電