高考物理-重要知識(shí)點(diǎn)必背手冊(cè)(3)磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)與交流電匯總(共8頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上重要知識(shí)點(diǎn)手冊(cè)：磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)與交流電磁場(chǎng) 基本特性,來(lái)源, 方向(小磁針靜止時(shí)極的指向,磁感線的切線方向,外部(NS)內(nèi)部(SN)組成閉合曲線要熟悉五種典型磁場(chǎng)的磁感線空間分布（正確分析解答問(wèn)題的關(guān)?。┠X中要有各種磁源產(chǎn)生的磁感線的立體空間分布觀念；會(huì)從不同的角度看、畫(huà)、識(shí) 各種磁感線分布圖能夠?qū)⒋鸥芯€分布的立體、空間圖轉(zhuǎn)化成不同方向的平面圖（正視、符視、側(cè)視、剖視圖）磁場(chǎng)安培右手定則：電產(chǎn)生磁 安培分子電流假說(shuō)，磁產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)(磁現(xiàn)象電本質(zhì))奧斯特和羅蘭實(shí)驗(yàn)安培左手定則(與力有關(guān)) 磁通量概念一定要指明“是哪一個(gè)面積的、方向如何”且是雙向標(biāo)量F安=B I L f洛=

2、q B v 建立電流的微觀圖景(物理模型)從安培力F=ILBsin和I=neSv推出f=qvBsin。典型的比值定義(E= E=k) (B= B=k ) (u=) ( R= R=) (C= C=)磁感強(qiáng)度B：由這些公式寫(xiě)出B單位，單位公式B= ; B= ; E=BLv B= ；B=k（直導(dǎo)體）；B=NI（螺線管）qBv = m R = B = ; 電學(xué)中的三個(gè)力：F電=q E =q F安=B I L f洛= q B v注意：F安=B I L 、BI時(shí)；、B | I時(shí)；、B與I成夾角時(shí)f洛= q B v、Bv時(shí)，f洛最大，f洛= q B v （f B v三者方向兩兩垂直且力f方向時(shí)刻與速度v垂直

3、）導(dǎo)致粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。、B | v時(shí)，f洛=0 做勻速直線運(yùn)動(dòng)。、B與v成夾角時(shí)，（帶電粒子沿一般方向射入磁場(chǎng)），可把v分解為（垂直B分量v，此方向勻速圓周運(yùn)動(dòng)；平行B分量v| ，此方向勻速直線運(yùn)動(dòng)。）合運(yùn)動(dòng)為等距螺旋線運(yùn)動(dòng)。安培力的沖量：tmv帶電粒子在洛侖茲力作用下的圓周(或部分圓周)運(yùn)動(dòng)帶電粒子在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)（關(guān)健是畫(huà)出運(yùn)動(dòng)軌跡圖,畫(huà)圖應(yīng)規(guī)范）,找圓心和確定半徑規(guī)律： (不能直接用) 1、 找圓心：(圓心的確定)因f洛一定指向圓心，f洛v任意兩個(gè)f洛方向的指向交點(diǎn)為圓心；任意一弦的中垂線一定過(guò)圓心； 兩速度方向夾角的角平分線一定過(guò)圓心。2、 求半徑(兩個(gè)方面)： 物理規(guī)律 由軌跡圖

4、得出與半徑R有關(guān)的幾何關(guān)系方程 ( 解題時(shí)應(yīng)突出這兩條方程 ) 幾何關(guān)系：速度的偏向角=偏轉(zhuǎn)圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角(回旋角)=2倍的弦切角相對(duì)的弦切角相等，相鄰弦切角互補(bǔ) 由軌跡畫(huà)及幾何關(guān)系式列出：關(guān)于半徑的幾何關(guān)系式去求。3、求粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：偏向角（圓心角、回旋角）=2倍的弦切角，即=2 ×T t =×T4、圓周運(yùn)動(dòng)有關(guān)的對(duì)稱(chēng)規(guī)律：特別注意在文字中隱含著的臨界條件a、從同一邊界射入的粒子，又從同一邊界射出時(shí)，速度與邊界的夾角相等。b、在圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，一定沿徑向射出。注意：均勻輻射狀的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓形磁場(chǎng)，及周期性變化的磁場(chǎng)。專(zhuān)題：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一

5、、復(fù)合場(chǎng)的分類(lèi)：1、復(fù)合場(chǎng)：2、疊加場(chǎng)：二、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)電運(yùn)動(dòng)的基本分析三、電場(chǎng)力和洛倫茲力的比較1.在電場(chǎng)中的電荷，不管其運(yùn)動(dòng)與否，均受到電場(chǎng)力的作用；而磁場(chǎng)僅僅對(duì)運(yùn)動(dòng)著的、且速度與磁場(chǎng)方向不平行的電荷有洛倫茲力的作用2.電場(chǎng)力的大小FEq，與電荷的運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān)；而洛倫茲力的大小f=Bqvsin,與電荷運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向均有關(guān)3.電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)的方向或相同、或相反；而洛倫茲力的方向始終既和磁場(chǎng)垂直，又和速度方向垂直4.電場(chǎng)力既可以改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度大小，也可以改變電荷運(yùn)動(dòng)的方向，而洛倫茲力只能改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度方向.不能改變速度大小5.電場(chǎng)力可以對(duì)電荷做功，能改變電荷的動(dòng)能；而洛

6、倫茲力不能對(duì)電荷做功，不能改變電荷的動(dòng)能6.勻強(qiáng)電場(chǎng)中在電場(chǎng)力的作用下,運(yùn)動(dòng)電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為拋物線;勻強(qiáng)磁場(chǎng)中在洛倫茲力的作用下,垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為圓弧四、對(duì)于重力的考慮 重力考慮與否分三種情況五、復(fù)合場(chǎng)中的特殊物理模型1粒子速度選擇器 如圖所示，粒子經(jīng)加速電場(chǎng)后得到一定的速度v0，進(jìn)入正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力方向相反，若使粒子沿直線從右邊孔中出去，則有qv0BqE,v0=E/B，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(wú)關(guān) 若vE/B，電場(chǎng)力大，粒子向電場(chǎng)力方向偏，電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能增加 若vE/B，洛倫茲力大，粒子向磁場(chǎng)力方向偏，電場(chǎng)力

7、做負(fù)功，動(dòng)能減少2.磁流體發(fā)電機(jī) 如圖所示，由燃燒室O燃燒電離成的正、負(fù)離子（等離子體）以高速。噴入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)B中在洛倫茲力作用下，正、負(fù)離子分別向上、下極板偏轉(zhuǎn)、積累，從而在板間形成一個(gè)向下的電場(chǎng)兩板間形成一定的電勢(shì)差當(dāng)qvB=qU/d時(shí)電勢(shì)差穩(wěn)定UdvB，這就相當(dāng)于一個(gè)可以對(duì)外供電的電源3.電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)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）在洛倫茲力作用下縱向偏轉(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Bqv=Eq=Uq/d，可得v=U/Bd.流量Q=S

8、v=Ud/4B4.質(zhì)譜儀：如圖所示：組成：離子源O，加速場(chǎng)U，速度選擇器（E,B），偏轉(zhuǎn)場(chǎng)B2，膠片原理：加速場(chǎng)中qU=½mv2選擇器中: Bqv=Eq 偏轉(zhuǎn)場(chǎng)中:d2r，qvB2mv2/r 比荷: 質(zhì)量作用：主要用于測(cè)量粒子的質(zhì)量、比荷、研究同位素5.回旋加速器如圖所示：組成：兩個(gè)D形盒，大型電磁鐵，高頻振蕩交變電壓，兩縫間可形成電壓U作用：電場(chǎng)用來(lái)對(duì)粒子（質(zhì)子、氛核,a粒子等）加速，磁場(chǎng)用來(lái)使粒子回旋從而能反復(fù)加速高能粒子是研究微觀物理的重要手段要求：粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期等于交變電源的變化周期關(guān)于回旋加速器的幾個(gè)問(wèn)題：(1)回旋加速器中的D形盒，它的作用是靜電屏蔽，使帶電

9、粒子在圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只處在磁場(chǎng)中而不受電場(chǎng)的干擾，以保證粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(2)回旋加速器中所加交變電壓的頻率f,與帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的頻率相等:(3)回旋加速器最后使粒子得到的能量，可由公式來(lái)計(jì)算，在粒子電量，、質(zhì)量m和磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定的情況下，回旋加速器的半徑R越大，粒子的能量就越大電磁感應(yīng)：.1.法拉第電磁感應(yīng)定律：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過(guò)這一電路的磁通量變化率成正比，這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比。發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的這部分電路就相當(dāng)于電源，在電源的內(nèi)部電流的方向是從低電勢(shì)流向高電勢(shì)。(即：由負(fù)到正)2.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大

10、小計(jì)算公式1) EBLV (垂直平動(dòng)切割) 2) =?(普適公式) (法拉第電磁感應(yīng)定律) 3) E= nBSsin（t+）；EmnBS (線圈轉(zhuǎn)動(dòng)切割)4)EBL2/2 (直導(dǎo)體繞一端轉(zhuǎn)動(dòng)切割) 5)*自感E自n/tL ( 自感 )3.楞次定律：感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量變化,這就是楞次定律。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。B感和I感的方向判定：楞次定律(右手) 深刻理解“阻礙”兩字的含義(I感的B是阻礙產(chǎn)生I感的原因)B原方向?；B原?變化(原方向是增還是減)；I感方向?才能阻礙變化；再由I感方向

11、確定B感方向。楞次定律的多種表述從磁通量變化的角度：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。從導(dǎo)體和磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)：導(dǎo)體和磁體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)。從感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的變化。(增反、減同)楞次定律的特例右手定則在應(yīng)用中常見(jiàn)兩種情況：一是磁場(chǎng)不變，導(dǎo)體回路相對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)；二是導(dǎo)體回路不動(dòng)，磁場(chǎng)發(fā)生變化。磁通量的變化與相對(duì)運(yùn)動(dòng)具有等效性：磁通量增加相當(dāng)于導(dǎo)體回路與磁場(chǎng)接近，磁通量減少相當(dāng)于導(dǎo)體回路與磁場(chǎng)遠(yuǎn)離。因此，從導(dǎo)體回路和磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度來(lái)看，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)；從穿過(guò)導(dǎo)體回路的磁通量變化的角度來(lái)看，感應(yīng)電流的

12、磁場(chǎng)總要阻礙磁通量的變化。能量守恒表述：I感效果總要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)態(tài)分析，就是分析導(dǎo)體的受力和運(yùn)動(dòng)情況之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。一般可歸納為：導(dǎo)體組成的閉合電路中磁通量發(fā)生變化導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流導(dǎo)體受安培力作用導(dǎo)體所受合力隨之變化導(dǎo)體的加速度變化其速度隨之變化感應(yīng)電流也隨之變化周而復(fù)始地循環(huán)，最后加速度小致零(速度將達(dá)到最大)導(dǎo)體將以此最大速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)“阻礙”和“變化”的含義感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，而不是阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)。因此，不能認(rèn)為感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向和引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反。產(chǎn)生產(chǎn)生阻礙感應(yīng)電流的磁場(chǎng)磁通量變化 感應(yīng)電流4.電磁

13、感應(yīng)與力學(xué)綜合方法：從運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系著手，運(yùn)用牛頓第二定律導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)v感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E感應(yīng)電流I安培力F磁場(chǎng)對(duì)電流的作用電磁感應(yīng)阻礙閉合電路歐姆定律(1)基本思路:受力分析運(yùn)動(dòng)分析變化趨向確定運(yùn)動(dòng)過(guò)程和最終的穩(wěn)定狀態(tài)由牛頓第二列方程求解(2)注意安培力的特點(diǎn)：(3)純力學(xué)問(wèn)題中只有重力、彈力、摩擦力，電磁感應(yīng)中多一個(gè)安培力，安培力隨速度變化，部分彈力及相應(yīng)的摩擦力也隨之而變，導(dǎo)致物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，在分析問(wèn)題時(shí)要注意上述聯(lián)系5.電磁感應(yīng)與動(dòng)量、能量的綜合方法：(2)從受力角度著手，運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式變化過(guò)程是：導(dǎo)線受力做切割磁力線運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，繼而產(chǎn)生感應(yīng)電流，這樣就出現(xiàn)與

14、外力方向相反的安培力作用，于是導(dǎo)線做加速度越來(lái)越小的變加速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度v變，電動(dòng)勢(shì)BLv也變，安培力BIL亦變，當(dāng)安培力與外力大小相等時(shí)，加速度為零，此時(shí)物體就達(dá)到最大速度(2)從動(dòng)量角度著手，運(yùn)用動(dòng)量定理或動(dòng)量守恒定律應(yīng)用動(dòng)量定理可以由動(dòng)量變化來(lái)求解變力的沖量，如在導(dǎo)體棒做非勻變速運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題中，應(yīng)用動(dòng)量定理可以解決牛頓運(yùn)動(dòng)定律不易解答的問(wèn)題在相互平行的水平軌道間的雙棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于這兩根導(dǎo)體棒所受的安培力等大反向，合外力為零，若不受其他外力，兩導(dǎo)體棒的總動(dòng)量守恒解決此類(lèi)問(wèn)題往往要應(yīng)用動(dòng)量守恒定律(3)從能量轉(zhuǎn)化和守恒著手，運(yùn)用動(dòng)能定律或能量守恒定律基本思路：受力分析弄清

15、哪些力做功，正功還是負(fù)功明確有哪些形式的能量參與轉(zhuǎn)化，哪增哪減由動(dòng)能定理或能量守恒定律列方程求解能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn)：其它能（如：機(jī)械能）電能內(nèi)能（焦耳熱）6.電磁感應(yīng)與電路綜合方法：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路相當(dāng)于電源解決電磁感應(yīng)與電路綜合問(wèn)題的基本思路是：（1）明確哪部分相當(dāng)于電源，由法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向（2）畫(huà)出等效電路圖（3）運(yùn)用閉合電路歐姆定律串并聯(lián)電路的性質(zhì)求解未知物理量功能關(guān)系：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是不同形式能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程。因此從功和能的觀點(diǎn)入手，分析清楚電磁感應(yīng)過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，往往是解決電磁感應(yīng)問(wèn)題的關(guān)健，也是處理此類(lèi)題

16、目的捷徑之一。棒平動(dòng)切割B時(shí)達(dá)到的最大速度問(wèn)題；及電路中產(chǎn)生的熱量Q；通過(guò)導(dǎo)體棒的電量問(wèn)題 （為導(dǎo)體棒在勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的合外力）。求最大速度問(wèn)題，盡管達(dá)最大速度前運(yùn)動(dòng)為變速運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)電流(電動(dòng)勢(shì))都在變化，但達(dá)最大速度之后，感應(yīng)電流及安培力均恒定，計(jì)算熱量運(yùn)用能量觀點(diǎn)處理，運(yùn)算過(guò)程得以簡(jiǎn)捷。Q=WF -Wf- （WF 為外力所做的功； Wf-為克服外界阻力做的功）；流過(guò)電路的感應(yīng)電量. 【例】長(zhǎng)L1寬L2的矩形線圈電阻為R，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊緣，線圈與磁感線垂直。將線圈以向右的速度v勻速拉出磁場(chǎng)，求：FL1L2Bv 拉力F大??； 拉力的功率P； 拉力做的功W； 線圈中產(chǎn)生的電熱Q

17、；通過(guò)線圈某一截面的電荷量q。解析：特別要注意電熱Q和電荷q的區(qū)別，其中 q與速度無(wú)關(guān)！交變電流電磁場(chǎng)交變電流(1)中性面線圈平面與磁感線垂直的位置，或瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零的位置。中性面的特點(diǎn)：a線圈處于中性面位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，但0；產(chǎn)生：矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與磁場(chǎng)垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。變化規(guī)律eNBSsint=Emsint；iImsint；(中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí))，最大值EmNBS四值：瞬時(shí)值最大值有效值電流的熱效應(yīng)規(guī)定的；對(duì)于正弦式交流U0.707Um 平均值不對(duì)稱(chēng)方波： 不對(duì)稱(chēng)的正弦波 求某段時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量QIt=t/R/R我國(guó)用的交變電流，周期是0.02s，頻率是5

18、0Hz，電流方向每秒改變100次。瞬時(shí)表達(dá)式：ee=220sin100t=311sin100t=311sin314t線圈作用是“通直流，阻交流；通低頻，阻高頻”電容的作用是“通交流、隔直流；通高頻、阻低頻”變壓器兩個(gè)基本公式： P入=P出，輸入功率由輸出功率決定，遠(yuǎn)距離輸電：一定要畫(huà)出遠(yuǎn)距離輸電的示意圖來(lái)，包括發(fā)電機(jī)、兩臺(tái)變壓器、輸電線等效電阻和負(fù)載電阻。并按照規(guī)范在圖中標(biāo)出相應(yīng)的物理量符號(hào)。一般設(shè)兩個(gè)變壓器的初、次級(jí)線圈的匝數(shù)分別為、n1、n1/ n2、n2/，相應(yīng)的電壓、電流、功率也應(yīng)該采用相應(yīng)的符號(hào)來(lái)表示。功率之間的關(guān)系是：P1=P1/，P2=P2/，P1/=Pr=P2。電壓之間的關(guān)系是：。電流之間的關(guān)系是：.求輸電線上的電流往往是這類(lèi)問(wèn)題的突破口。輸電線上的功率損失和電壓損失也