最新物理3-2知识点总结归纳[分享]优秀名师资料.doc
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1、物理3-2知识点总结归纳分享选修3-2知识点一、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如果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年法拉第发现的。 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研究磁通量的变,化是关键由磁通量的广义公式中,是B与S的夹角,看磁通量的变化可由面积,BS?sin,的变化引起,可由磁感应强度B的变化引起,可由B与S的夹角的变化引起,也可由B、S、,S,B,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
2、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变化。 3、产生感应电动势、感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化。 ?三、法拉第电磁感应定律 公式一: 。注意: 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,nt,/率有关, 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,/t关。,公式中涉及到磁通量的变化量的计算, 对的计算, 一般遇到有两种情况: 1)回路与磁场,n,t,B,B垂直的面积S不变, 磁感应强度发生变化, 由, 此时, 此式中的叫磁感应强度的,BS,nS,t,t,B变化率, 若是恒定的, 即
3、磁场变化是均匀的, 那么产生的感应电动势是恒定电动势。2)磁感应强度B ,t不变, 回路与磁场垂直的面积发生变化, 则, 线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交变,BS?电动势就属这种情况。 , 严格区别磁通量, 磁通量的变化量磁通量的变化率, 磁通量, 表示穿过研究平,B,BS?,t,面的磁感线的条数, 磁通量的变化量, 表示磁通量变化的多少, 磁通量的变化率表示磁,21,t通量变化的快慢, 公式二: ,Blvsin。要注意: 1)该式通常用于导体切割磁感线时, 且导线与磁感线互相垂直(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)
4、。 ,Blv 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情况, 如何求感应电动势, ,如图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向里的匀强磁场, 磁感应强度为B, 求AC产生的感应电动势, 显然, AC各部分切割磁感线的速度不相等, vvl,0, 且AC上各点的线速度ACvvv,l ,ACCv,大小与半径成正比, 所以AC切割的速度可用其平均切割速, 22212故。 ,Bl212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,BL,2动时其两端感应电动势为。 ,公式三:面积为S的纸圈共
5、匝在匀强磁场B中以角速度匀速转坳,nBS?,nm其转轴与磁场方向垂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。 ,m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ab,d线速度为,圆运动半径为宽边d的一半,产生感应电动势 v,?2d1,BLvBL?BS端电势高于b端电势。 a221cd,BS 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ce2电势。 bcb 边边不切割不产生感应电动势(两端等电势则输出端M(N电动势为。,BSaecm如果线圈匝则M端电势高N端电势低。 ,nBS?nm参照俯示图这位置由于线圈长边是垂直切割磁感线所以
6、有感应电动势最大值如从图示位置,m,vcos,转过一个角度则圆运动线速度在垂直磁场方向的分量应为则此时线圈的产生感应电动势v,的瞬时值即作最大值.即作最大值方向的投影,nBS?cos,是线圈平面与磁,.cosm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: ,如是即时速度,则为即时感应电动势。v,BLv 如是平均速度,则为平均感应电动势。v,t是一段时间,为这段时间内的平均感应电动势。,1,2 ,BL,n2,t,to,,为即时感应电动势。,是线圈平面与磁场方向的夹角,。 ,nBS?cos,,,n?BS?线圈平面与磁场平
7、行时有感应电动势最大值,m ,,,nBS,cos,?瞬时值公式,是线圈平面与磁场方向夹角,注意: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nn,qIttt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,tRRtR,磁通量的变化量决定, 与发生磁通量变化的时间无关。 ?四、楞次定律: 1、1834年德国物理学家楞次通过实验总结出: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。 产生建立阻碍 即磁通量变化感应电流感应电流磁场磁通量变化。 ,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断感应电流的方向。
8、 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。 ?,口诀:增反减同来拒去留近躲离追, 楞次定律也可以理解为:感应电流的效果总是要反抗,或阻碍,产生感应电流的原因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,阻碍相对运动可理解为“来拒去留”具体表现为:若产生感应电流的回路或其某些部分可以自由运动则它会以它的运动来阻碍穿过路的磁通的变化,若引起原磁通变化为磁体与产生感应电流的可动回路发生相对运动而回路的面积又不可变则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
9、有扩大或缩小的趋势, ,4,阻碍原电流的变化,自感现象,。 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断在插入过程中导环如何运动。若按常规方法应先由楞次定律 判断出环内感应电流的方向再由安培定则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。若直接从感应电流的效果来分析: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效果将阻碍磁通量的增加由磁通量减小的方向运动。因此环将向右摆动。显然用第二种方法判断更简捷。 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则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
10、所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律的特例。用右手定则能判定的一定也能用楞次定律判定只是不少情况下不如用右手定则判定的方便简单。反过来用楞次定律能判定的并不是用右手定则都能判定出来。如图2所示闭合图形导线中的磁场逐渐增强因为看不到切割用右手定则就难以判定感应电流的方向而用楞次定律 就很容易判定。 ,“因电而动”用左手“因动而电”用右手, 五、互感 自感 涡流 1、互感:由于线圈A中电流的变化它产生的磁通量发生变化磁通量的变化在线圈B中激发了感应电动势。这种现象叫互感。 2、自感:由于线圈,导体,本身电流的变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。在自感现象中产生感应电动势叫自感电动势。 自感现象分
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