高二物理知識要點與總結(jié)(共63頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電場庫侖定律、電場強度、電勢能、電勢、電勢差、電場中的導(dǎo)體、導(dǎo)體知識要點：1、電荷及電荷守恒定律 自然界中只存在正、負兩中電荷，電荷在它的同圍空間形成電場，電荷間的相互作用力就是通過電場發(fā)生的。電荷的多少叫電量?；倦姾伞Ｊ刮矬w帶電也叫起電。使物體帶電的方法有三種：摩擦起電 接觸帶電 感應(yīng)起電。電荷既不能創(chuàng)造，也不能被消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或從的體的這一部分轉(zhuǎn)移到另一個部分，這叫做電荷守恒定律。2、庫侖定律在真空中兩個點電荷間的作用力跟它們的電量的乘積成正比，跟它們間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上，數(shù)學(xué)表達式為，其中比例常數(shù)叫靜電力常

2、量，。庫侖定律的適用條件是(a)真空，(b)點電荷。點電荷是物理中的理想模型。當(dāng)帶電體間的距離遠遠大于帶電體的線度時，可以使用庫侖定律，否則不能使用。例如半徑均為的金屬球如圖91所示放置，使兩球邊緣相距為，今使兩球帶上等量的異種電荷，設(shè)兩電荷間的庫侖力大小為，比較與的大小關(guān)系，顯然，如果電荷能全部集中在球心處，則兩者相等。依題設(shè)條件，球心間距離不是遠大于，故不能把兩帶電體當(dāng)作點電荷處理。實際上，由于異種電荷的相互吸引，使電荷分布在兩球較靠近的球面處，這樣電荷間距離小于，故。同理，若兩球帶同種電荷，則。3、電場強度電場的最基本的性質(zhì)之一，是對放入其中的電荷有電場力的作用。電場的這種性質(zhì)用電場強度

3、來描述。在電場中放入一個檢驗電荷，它所受到的電場力跟它所帶電量的比值叫做這個位置上的電場強度，定義式是，場強是矢量，規(guī)定正電荷受電場力的方向為該點的場強方向，負電荷受電場力的方向與該點的場強方向相反。由場強度的大小，方向是由電場本身決定的，是客觀存在的，與放不放檢驗電荷，以及放入檢驗電荷的正、負電量的多少均無關(guān)，既不能認為與成正比，也不能認為與成反比。要區(qū)別場強的定義式與點電荷場強的計算式，前者適用于任何電場，后者只適用于真空（或空氣）中點電荷形成的電場。4、電場線為了直觀形象地描述電場中各點的強弱及方向，在電場中畫出一系列曲線，曲線上各點的切線方向表示該點的場強方向，曲線的疏密表示電場的弱度

4、。電場線的特點：(a)始于正電荷 （或無窮遠），終止負電荷（或無窮遠）；(b)任意兩條電場線都不相交。電場線只能描述電場的方向及定性地描述電場的強弱，并不是帶電粒子在電場中的運動軌跡。帶電粒子的運動軌跡是由帶電粒子受到的合外力情況和初速度共同決定。5、勻強電場場強方向處處相同，場強大小處處相等的區(qū)域稱為勻強電場，勻強電場中的電場線是等距的平行線，平行正對的兩金屬板帶等量異種電荷后，在兩極之間除邊緣外就是勻強電場。6、電勢能由電荷在電場中的相對位置決定的能量叫電勢能。電勢能具有相對性，通常取無窮遠處或大地為電勢能和零點。由于電勢能具有相對性，所以實際的應(yīng)用意義并不大。而經(jīng)常應(yīng)用的是電勢能的變化。

5、電場力對電荷做功，電荷的電勢能減速少，電荷克服電場力做功，電荷的電勢能增加，電勢能變化的數(shù)值等于電場力對電荷做功的數(shù)值，這常是判斷電荷電勢能如何變化的依據(jù)。7、電勢、電勢差電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量在電場中某位置放一個檢驗電荷，若它具有的電勢能為，則比值叫做該位置的電勢。電勢也具有相對性，通常取離電場無窮遠處或大地的電勢為零電勢（對同一電場，電勢能及電勢的零點選取是一致的）這樣選取零電勢點之后，可以得出正電荷形成的電場中各點的電勢均為正值，負電荷形成的電場中各點的電勢均為負值。電場中兩點的電勢之差叫電勢差，依教材要求，電勢差都取絕對值，知道了電勢差的絕對值，要比較哪個點的電勢高，需根據(jù)電

6、場力對電荷做功的正負判斷，或者是由這兩點在電場線上的位置判斷。電勢相等的點組成的面叫等勢面。等勢面的特點：(a)等勢面上各點的電勢相等，在等勢面上移動電荷電場力不做功。(b)等勢面一定跟電場線垂直，而且電場線總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面。(c)規(guī)定：畫等勢面（或線）時，相鄰的兩等勢面（或線）間的電勢差相等。這樣，在等勢面（線）密處場強較大，等勢面（線）疏處場強小。電場力對電荷做功的計算公式：，此公式適用于任何電場。電場力做功與路徑無關(guān)，由起始和終了位置的電勢差決定。在勻強電場中電勢差與場強之間的關(guān)系是，公式中的是沿場強方向上的距離。8、電場中的導(dǎo)體靜電感應(yīng)：把金屬導(dǎo)體放在外電場中

7、，由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場力作用而定向移動，使導(dǎo)體的兩個端面出現(xiàn)等量的異種電荷，這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。靜電平衡：發(fā)生靜電感應(yīng)的導(dǎo)體兩端面感應(yīng)的等量異種電荷形成一附加電場，當(dāng)附加電場與外電場完全抵消時，自由電子的定向移動停止，這時的導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)。處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點：(a)導(dǎo)體內(nèi)部的電場強處處為零，電場線在導(dǎo)體的內(nèi)部中斷。(b)導(dǎo)體是一個等勢體，表面是一個等勢面。(c)導(dǎo)體表面上任意一點的場強方向跟該點的表面垂直。(d)導(dǎo)體斷帶的凈電荷全部分布在導(dǎo)體的外表面上。第九章電場 電容 帶電粒子在電場中的運動知識要點：一、基礎(chǔ)知識1、電容（1）兩個彼此絕緣，而又互相靠近的導(dǎo)體，就組成了一個

8、電容器。（2）電容：表示電容器容納電荷的本領(lǐng)。a 定義式：，即電容C等于Q與U的比值，不能理解為電容C與Q成正比，與U成反比。一個電容器電容的大小是由電容器本身的因素決定的，與電容器是否帶電及帶電多少無關(guān)。b 決定因素式：如平行板電容器（不要求應(yīng)用此式計算）（3）對于平行板電容器有關(guān)的Q、E、U、C的討論時要注意兩種情況：a 保持兩板與電源相連，則電容器兩極板間的電壓U不變b 充電后斷開電源，則帶電量Q不變（4）電容的定義式： （定義式）（5）C由電容器本身決定。對平行板電容器來說C取決于：（決定式）（6）電容器所帶電量和兩極板上電壓的變化常見的有兩種基本情況：第一種情況：若電容器充電后再將電

9、源斷開，則表示電容器的電量Q為一定，此時電容器兩極的電勢差將隨電容的變化而變化。第二種情況：若電容器始終和電源接通，則表示電容器兩極板的電壓V為一定，此時電容器的電量將隨電容的變化而變化。2、帶電粒子在電場中的運動（1）帶電粒子在電場中的運動，綜合了靜電場和力學(xué)的知識，分析方法和力學(xué)的分析方法基本相同：先分析受力情況，再分析運動狀態(tài)和運動過程（平衡、加速或減速，是直線還是曲線），然后選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律解題。（2）在對帶電粒子進行受力分析時，要注意兩點：a 要掌握電場力的特點。如電場力的大小和方向不僅跟場強的大小和方向有關(guān)，還與帶電粒子的電量和電性有關(guān)；在勻強電場中，帶電粒子所受電場力處處是恒力；在

10、非勻強電場中，同一帶電粒子在不同位置所受電場力的大小和方向都可能不同。b 是否考慮重力要依據(jù)具體情況而定：基本粒子：如電子、質(zhì)子、粒子、離子等除有要說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力（但并不忽略質(zhì)量）。帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。3、帶電粒子的加速（含偏轉(zhuǎn)過程中速度大小的變化）過程是其他形式的能和功能之間的轉(zhuǎn)化過程。解決這類問題，可以用動能定理，也可以用能量守恒定律。如選用動能定理，則要分清哪些力做功？做正功還是負功？是恒力功還是變力功？若電場力是變力，則電場力的功必須表達成，還要確定初態(tài)動能和末態(tài)動能（或初、末態(tài)間的動能增量）如選用

11、能量守恒定律，則要分清有哪些形式的能在變化？怎樣變化（是增加還是減少）？能量守恒的表達形式有：a 初態(tài)和末態(tài)的總能量（代數(shù)和）相等，即； b 某種形式的能量減少一定等于其它形式能量的增加，即c 各種形式的能量的增量的代數(shù)和；4、帶電粒子在勻強電場中類平拋的偏轉(zhuǎn)問題。如果帶電粒子以初速度v0垂直于場強方向射入勻強電場，不計重力，電場力使帶電粒子產(chǎn)生加速度，作類平拋運動，分析時，仍采用力學(xué)中分析平拋運動的方法：把運動分解為垂直于電場方向上的一個分運動勻速直線運動：，；另一個是平行于場強方向上的分運動勻加速運動，粒子的偏轉(zhuǎn)角為。經(jīng)一定加速電壓（U1）加速后的帶電粒子，垂直于場強方向射入確定的平行板偏

12、轉(zhuǎn)電場中，粒子對入射方向的偏移，它只跟加在偏轉(zhuǎn)電極上的電壓U2有關(guān)。當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓的大小極性發(fā)生變化時，粒子的偏移也隨之變化。如果偏轉(zhuǎn)電壓的變化周期遠遠大于粒子穿越電場的時間（T ），則在粒子穿越電場的過程中，仍可當(dāng)作勻強電場處理。應(yīng)注意的問題：1、電場強度E和電勢U僅僅由場本身決定，與是否在場中放入電荷 ，以及放入什么樣的檢驗電荷無關(guān)。而電場力F和電勢能兩個量，不僅與電場有關(guān)，還與放入場中的檢驗電荷有關(guān)。所以E和U屬于電場，而和屬于場和場中的電荷。2、一般情況下，帶電粒子在電場中的運動軌跡和電場線并不重合，運動軌跡上的一點的切線方向表示速度方向，電場線上一點的切線方向反映正電荷的受力方向。物體的

13、受力方向和運動方向是有區(qū)別的。如圖所示：只有在電場線為直線的電場中，且電荷由靜止開始或初速度方向和電場方向一致并只受電場力作用下運動，在這種特殊情況下粒子的運動軌跡才是沿電力線的。3、點電荷的電場強度和電勢（1）點電荷在真空中形成的電場的電場強度，當(dāng)源電荷時，場強方向背離源電荷，當(dāng)源電荷為負時，場強方向指向源電荷。但不論源電荷正負，距源電荷越近場強越大。（2）當(dāng)取時，正的源電荷電場中各點電勢均為正，距場源電荷越近，電勢越高。負的源電荷電場中各點電勢均為負，距場源電荷越近，電勢越低。（3）若有n個點電荷同時存在，它們的電場就互相迭加，形成合電場，這時某點的電場強度就等于各個點電荷在該點產(chǎn)生的場強

14、的矢量和，而某點的電勢就等于各個點電荷在該點的電勢的代數(shù)和。 第十章 恒定電流電路基本規(guī)律 串聯(lián)電路和并聯(lián)電路知識要點： 1部分電路基本規(guī)律（1）形成電流的條件：一是要有自由電荷，二是導(dǎo)體內(nèi)部存在電場，即導(dǎo)體兩端存在電壓。（2）電流強度：通過導(dǎo)體橫截面的電量q跟通過這些電量所用時間t的比值，叫電流強度：。（3）電阻及電阻定律：導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì)，定義式；在溫度不變時，導(dǎo)體的電阻與其長度成正比，與導(dǎo)體的長度成正比，與導(dǎo)體的橫截面S成反比，跟導(dǎo)體的材料有關(guān)，即由導(dǎo)體本身的因素決定，決定式；公式中L、S是導(dǎo)體的幾何特征量，r叫材料的電阻率，反映了材料的導(dǎo)電性能。按電阻率的大小將材料分

15、成導(dǎo)體和絕緣體。對于金屬導(dǎo)體，它們的電阻率一般都與溫度有關(guān)，溫度升高對電阻率增大，導(dǎo)體的電阻也隨之增大，電阻定律是在溫度不變的條件下總結(jié)出的物理規(guī)律，因此也只有在溫度不變的條件下才能使用。將公式錯誤地認為R與U成正比或R與I成反比。對這一錯誤推論，可以從兩個方面來分析：第一，電阻是導(dǎo)體的自身結(jié)構(gòu)特性決定的，與導(dǎo)體兩端是否加電壓，加多大的電壓，導(dǎo)體中是否有電流通過，有多大電流通過沒有直接關(guān)系；加在導(dǎo)體上的電壓大，通過的電流也大，導(dǎo)體的溫度會升高，導(dǎo)體的電阻會有所變化，但這只是間接影響，而沒有直接關(guān)系。第二，伏安法測電阻是根據(jù)電阻的定義式，用伏特表測出電阻兩端的電壓，用安培表測出通過電阻的電流，從

16、而計算出電阻值，這是測量電阻的一種方法。（4）歐姆定律通過導(dǎo)體的電流強度，跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比，即，要注意：a：公式中的I、U、R三個量必須是屬于同一段電路的具有瞬時對應(yīng)關(guān)系。b：適用范圍：適用于金屬導(dǎo)體和電解質(zhì)的溶液，不適用于氣體。在電動機中，導(dǎo)電的物質(zhì)雖然也是金屬，但由于電動機轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這時通過電動機的電流，也不能簡單地由加在電動機兩端的電壓和電動機電樞的電阻來決定。（5）電功和電功率：電流做功的實質(zhì)是電場力對電荷做功，電場力對電荷做功電荷的電勢能減少，電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，因此電功W = qU = UIt，這是計算電功普遍適用的公式。單位時間內(nèi)電

17、流做的功叫電功率，這是計算電功率普遍適用的公式。（6）電熱和焦耳定律：電流通過電阻時產(chǎn)生的熱叫電熱。Q = I2 R t這是普遍適用的電熱的計算公式。電熱和電功的區(qū)別：a：純電阻用電器：電流通過用電器以發(fā)熱為目的，例如電爐、電熨斗、白熾燈等。b：非純電阻用電器：電流通過用電器以轉(zhuǎn)化為熱能以外的形式的能為目的，發(fā)熱是不可避免的熱能損失，例如電動機、電解槽、給蓄電池充電等。在純電阻電路中，電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，電功等于電熱，即W = UIt = I2Rt =是通用的，沒有區(qū)別。同理也無區(qū)別。在非純電阻電路中，電路消耗的電能，即W = UIt分為兩部分：一大部分轉(zhuǎn)化為熱能以外的其他形式的能（例如電流通

18、過電動機，電動機轉(zhuǎn)動將電能轉(zhuǎn)化為機械能）；另一小部分不可避免地轉(zhuǎn)化為電熱Q = I2R t。這里W = UIt不再等于Q = I2Rt，而是W Q，應(yīng)該是W = E其他 + Q，電功只能用W = UIt，電熱只能用Q = I2Rt計算。2串聯(lián)電路和并聯(lián)電路（1）串聯(lián)電路及分壓作用a：串聯(lián)電路的基本特點：電路中各處的電流都相等；電路兩端的總電壓等于電路各部分電壓之和。b：串聯(lián)電路重要性質(zhì)：總電阻等于各串聯(lián)電阻之和，即R總 = R1 + R2 + + Rn；串聯(lián)電路中電壓與電功率的分配規(guī)律：串聯(lián)電路中各個電阻兩端的電壓與各個電阻消耗的電功率跟各個電阻的阻值成正比，即：；c：給電流表串聯(lián)一個分壓電阻

19、，就可以擴大它的電壓量程，從而將電流表改裝成一個伏特表。如果電流表的內(nèi)阻為Rg，允許通過的最大電流為Ig，用這樣的電流表測量的最大電壓只能是IgRg；如果給這個電流表串聯(lián)一個分壓電阻，該電阻可由或 計算，其中為電壓量程擴大的倍數(shù)。（2）并聯(lián)電路及分流作用a：并聯(lián)電路的基本特點：各并聯(lián)支路的電壓相等，且等于并聯(lián)支路的總電壓；并聯(lián)電路的總電流等于各支路的電流之和。b：并聯(lián)電路的重要性質(zhì)：并聯(lián)總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和，即；并聯(lián)電路各支路的電流與電功率的分配規(guī)律：并聯(lián)電路中通過各個支路電阻的電流、各個支路電阻上消耗的電功率跟各支路電阻的阻值成反比，即，；c：給電流表并聯(lián)一個分流電阻，就可以

20、擴大它的電流量程，從而將電流表改裝成一個安培表。如果電流表的內(nèi)阻是Rg，允許通過的最大電流是Ig。用這樣的電流表可以測量的最大電流顯然只能是Ig。將電流表改裝成安培表，需要給電流表并聯(lián)一個分流電阻，該電阻可由計算，其中 為電流量程擴大的倍數(shù)。閉合電路的基本規(guī)律、電學(xué)實驗知識要點：1、電動勢：電動勢是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量。定義式為：。要注意理解：（1）是由電源本身所決定的，跟外電路的情況無關(guān)。（2）的物理意義：電動勢在數(shù)值上等于電路中通過1庫侖電量時電源所提供的電能或理解為在把1 庫侖正電荷從負極（經(jīng)電源內(nèi)部）搬送到正極的過程中，非靜電力所做的功。（3）注意區(qū)別電動勢和電

21、壓的概念。電動勢是描述其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的物理量，是反映非靜電力做功的特性。電壓是描述電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的物理量，是反映電場力做功的特性。2、閉合電路的歐姆定律：（1）意義：描述了包括電源在內(nèi)的全電路中，電流強度與電動勢及電路總電阻之間的關(guān)系。（2）公式：；常用表達式還有：。3、路端電壓U，內(nèi)電壓U隨外電阻R變化的討論：外電阻R總電流內(nèi)電壓路端電壓增大減小減小增大（斷路）OO等于減小增大增大減?。ǘ搪罚ǘ搪冯娏鳎╅]合電路中的總電流是由電源和電路電阻決定，對一定的電源，r視為不變，因此，的變化總是由外電路的電阻變化引起的。根據(jù)，畫出UR圖像，能清楚看出路端電壓隨外電阻變化的情形。還可將

22、路端電壓表達為，以，r為參量，畫出UI圖像。這是一條直線，縱坐標上的截距對應(yīng)于電源電動勢，橫坐標上的截距為電源短路時的短路電流，直線的斜率大小等于電源的內(nèi)電阻，即。4、在電源負載為純電阻時，電源的輸出功率與外電路電阻的關(guān)系是：。由此式可以看出：當(dāng)外電阻等于內(nèi)電阻，即R = r時，電源的輸出功率最大，最大輸出功率為，電源輸出功率與外電阻的關(guān)系可用PR圖像表示。電源輸出功率與電路總電流的關(guān)系是：。顯然，當(dāng)時，電源輸出功率最大，且最大輸出功率為：。PI圖像如圖所示。選擇路端電壓為自變量，電源輸出功率與路端電壓的關(guān)系是：顯然，當(dāng)時，。PU圖像如圖所示。綜上所述，恒定電源輸出最大功率的三個等效條件是：（

23、1）外電阻等于內(nèi)電阻，即。（2）路端電壓等于電源電動勢的一半，即。（3）輸出電流等于短路電流的一半，即。除去最大輸出功率外，同一個輸出功率值對應(yīng)著兩種負載的情況。一種情況是負載電阻大于內(nèi)電阻，另一種情況是負載電阻小于內(nèi)電阻。顯然，負載電阻小于內(nèi)電阻時，電路中的能量主要消耗在內(nèi)電阻上，輸出的能量小于內(nèi)電阻上消耗的能量，電源的電能利用效率低，電源因發(fā)熱容易燒壞，實際應(yīng)用中應(yīng)該避免。5、同種電池的串聯(lián)：n個相同的電池同向串聯(lián)時，設(shè)每個電池的電動勢為，內(nèi)電阻為r，則串聯(lián)電池組的總電動勢，總內(nèi)電阻，這樣閉合電路歐姆定律可表示為，串聯(lián)電池組可以提高輸出的電壓，但應(yīng)注意電流不要超過每個電池能承受的最大電流。

24、6、電阻的測量：（1）伏安法：伏安法測電阻的原理是部分電路的歐姆定律，測量電路有安培表內(nèi)接或外接兩種接法，如圖甲、乙：兩種接法都有系統(tǒng)誤差，測量值與真實值的關(guān)系為：當(dāng)采用安培表內(nèi)接電路（甲）時，由于安培表內(nèi)阻的分壓作用，電阻的測量值；當(dāng)采用安培表外接電路（乙）時，由于伏特表的內(nèi)阻有分流作用，電阻的測量值，可以看出：當(dāng)和時，電阻的測量值認為是真實值，即系統(tǒng)誤差可以忽略不計。所以為了確定實驗電路，一般有兩種方法：一是比值法，若時，通常認為待測電阻的阻值較大，安培表的分壓作用可忽略，應(yīng)采用安培表內(nèi)接電路；若時，通常認為待測電阻的阻值較小，伏特表的分流作用可忽略，應(yīng)采用安培表外接電路。若時，兩種電路可

25、任意選擇，這種情況下的電阻叫臨界電阻，待測電阻和比較：若時，則待測電阻阻值較大；若 F時, 離子繼續(xù)偏轉(zhuǎn), 兩極電勢差隨之增大; 當(dāng)f = F時, 離子勻速穿過磁場, 兩極電勢差達到最大值, 即為電源電動勢。電動勢的計算: 設(shè)兩極板間距為d, 根據(jù)兩極電勢差達到最大值的條件f = F, 即, 則磁流體發(fā)電機的電動勢。電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律知識要點：一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象：1、只要穿過閉合回路中的磁通量發(fā)生變化，閉合回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，如果電路不閉合只會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)，是1831年法拉第發(fā)現(xiàn)的?；芈分挟a(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的條件是回路所圍面積中的磁通量變化，

26、因此研究磁通量的變化是關(guān)鍵，由磁通量的廣義公式中（是B與S的夾角）看，磁通量的變化可由面積的變化引起；可由磁感應(yīng)強度B的變化引起；可由B與S的夾角的變化引起；也可由B、S、中的兩個量的變化，或三個量的同時變化引起。下列各圖中，回路中的磁通量是怎么的變化，我們把回路中磁場方向定為磁通量方向（只是為了敘述方便），則各圖中磁通量在原方向是增強還是減弱。（1）圖：由彈簧或?qū)Ь€組成回路，在勻強磁場B中，先把它撐開，而后放手，到恢復(fù)原狀的過程中。（2）圖：裸銅線在裸金屬導(dǎo)軌上向右勻速運動過程中。（3）圖：條形磁鐵插入線圈的過程中。（4）圖：閉合線框遠離與它在同一平面內(nèi)通電直導(dǎo)線的過程中。（5）圖：同一平面

27、內(nèi)的兩個金屬環(huán)A、B，B中通入電流，電流強度I在逐漸減小的過程中。（6）圖：同一平面內(nèi)的A、B回路，在接通K的瞬時。（7）圖：同一鐵芯上兩個線圈，在滑動變阻器的滑鍵P向右滑動過程中。（8）圖：水平放置的條形磁鐵旁有一閉合的水平放置線框從上向下落的過程中。2、閉合回路中的一部分導(dǎo)體在磁場中作切割磁感線運動時，可以產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電流，這是初中學(xué)過的，其本質(zhì)也是閉合回路中磁通量發(fā)生變化。3、產(chǎn)生感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流的條件：導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線運動時，導(dǎo)體內(nèi)就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；穿過線圈的磁量發(fā)生變化時，線圈里就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如果導(dǎo)體是閉合電路的一部分，或者線圈是閉合的，就產(chǎn)生感應(yīng)電流。從本質(zhì)

28、上講，上述兩種說法是一致的，所以產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件可歸結(jié)為：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。二、楞次定律：1、1834年德國物理學(xué)家楞次通過實驗總結(jié)出：感應(yīng)電流的方向總是要使感應(yīng)電流的磁場阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。即磁通量變化感應(yīng)電流感應(yīng)電流磁場磁通量變化。2、當(dāng)閉合電路中的磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電流時，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)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流為磁通量變化。楞次定律是判斷感應(yīng)電動勢方向的定律，但它是通過感應(yīng)電流方向來表述的。按照這個定律，感應(yīng)電流只能采取這樣一個方向，在這個方向下的感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場一定是阻礙引起這個感應(yīng)電流的那個變化的磁通量的變化

29、。我們把“引起感應(yīng)電流的那個變化的磁通量”叫做“原磁道”。因此楞次定律可以簡單表達為：感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁通的變化。所謂阻礙原磁通的變化是指：當(dāng)原磁通增加時，感應(yīng)電流的磁場（或磁通）與原磁通方向相反，阻礙它的增加；當(dāng)原磁通減少時，感應(yīng)電流的磁場與原磁通方向相同，阻礙它的減少。從這里可以看出，正確理解感應(yīng)電流的磁場和原磁通的關(guān)系是理解楞次定律的關(guān)鍵。要注意理解“阻礙”和“變化”這四個字，不能把“阻礙”理解為“阻止”，原磁通如果增加，感應(yīng)電流的磁場只能阻礙它的增加，而不能阻止它的增加，而原磁通還是要增加的。更不能感應(yīng)電流的“磁場”阻礙“原磁通”，尤其不能把阻礙理解為感應(yīng)電流的磁場和原磁道方向

30、相反。正確的理解應(yīng)該是：通過感應(yīng)電流的磁場方向和原磁通的方向的相同或相反，來達到“阻礙”原磁通的“變化”即減或增。楞次定律所反映提這樣一個物理過程：原磁通變化時（原變），產(chǎn)生感應(yīng)電流（I感），這是屬于電磁感應(yīng)的條件問題；感應(yīng)電流一經(jīng)產(chǎn)生就在其周圍空間激發(fā)磁場（感），這就是電流的磁效應(yīng)問題；而且I感的方向就決定了感的方向（用安培右手螺旋定則判定）；感阻礙原的變化這正是楞次定律所解決的問題。這樣一個復(fù)雜的過程，可以用圖表理順如下：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）產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，即只要有某種可能的過程使磁通量的變化受到阻礙，閉合電路就會努力實現(xiàn)這種過程：（1）阻礙原磁通的

31、變化（原始表速）；（2）阻礙相對運動，可理解為“來拒去留”，具體表現(xiàn)為：若產(chǎn)生感應(yīng)電流的回路或其某些部分可以自由運動，則它會以它的運動來阻礙穿過路的磁通的變化；若引起原磁通變化為磁體與產(chǎn)生感應(yīng)電流的可動回路發(fā)生相對運動，而回路的面積又不可變，則回路得以它的運動來阻礙磁體與回路的相對運動，而回路將發(fā)生與磁體同方向的運動；（3）使線圈面積有擴大或縮小的趨勢；（4）阻礙原電流的變化（自感現(xiàn)象）。利用上述規(guī)律分析問題可獨辟蹊徑，達到快速準確的效果。如圖1所示，在O點懸掛一輕質(zhì)導(dǎo)線環(huán)，拿一條形磁鐵沿導(dǎo)線環(huán)的軸線方向突然向環(huán)內(nèi)插入，判斷在插入過程中導(dǎo)環(huán)如何運動。若按常規(guī)方法，應(yīng)先由楞次定律 判斷出環(huán)內(nèi)感應(yīng)

32、電流的方向，再由安培定則確定環(huán)形電流對應(yīng)的磁極，由磁極的相互作用確定導(dǎo)線環(huán)的運動方向。若直接從感應(yīng)電流的效果來分析：條形磁鐵向環(huán)內(nèi)插入過程中，環(huán)內(nèi)磁通量增加，環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的效果將阻礙磁通量的增加，由磁通量減小的方向運動。因此環(huán)將向右擺動。顯然，用第二種方法判斷更簡捷。應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的具體步驟：（1）查明原磁場的方向及磁通量的變化情況；（2）根據(jù)楞次定律中的“阻礙”確定感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向；（3）由感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向用安培表判斷出感應(yīng)電流的方向。3、當(dāng)閉合電路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動時，用右手定則可判定感應(yīng)電流的方向。運動切割產(chǎn)生感應(yīng)電流是磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電流的特

33、例，所以判定電流方向的右手定則也是楞次定律的特例。用右手定則能判定的，一定也能用楞次定律判定，只是不少情況下，不如用右手定則判定的方便簡單。反過來，用楞次定律能判定的，并不是用右手定則都能判定出來。如圖2所示，閉合圖形導(dǎo)線中的磁場逐漸增強，因為看不到切割，用右手定則就難以判定感應(yīng)電流的方向，而用楞次定律就很容易判定。 要注意左手定則與右手定則應(yīng)用的區(qū)別，兩個定則的應(yīng)用可簡單總結(jié)為：“因電而動”用右手，“因動而電”用右手，因果關(guān)系不可混淆。 法拉第電磁感應(yīng)定律、自感 知識要點：一、基礎(chǔ)知識1、電磁感應(yīng)、感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流I電磁感應(yīng)是指利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。所產(chǎn)生的電動勢叫做感應(yīng)電動勢。所產(chǎn)生

34、的電流叫做感應(yīng)電流。要注意理解: 1)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。2)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢與電路是否閉合無關(guān), 而產(chǎn)生感應(yīng)電流必須閉合電路。3)產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩種敘述是等效的, 即閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動與穿過閉合電路中的磁通量發(fā)生變化等效。2、電磁感應(yīng)規(guī)律感應(yīng)電動勢的大小: 由法拉第電磁感應(yīng)定律確定。當(dāng)長L的導(dǎo)線，以速度，在勻強磁場B中，垂直切割磁感線，其兩端間感應(yīng)電動勢的大小為。如圖所示。設(shè)產(chǎn)生的感應(yīng)電流強度為I，MN間電動勢為，則MN受向左的安培力，要保持MN以勻速向右運動，所施外力，當(dāng)行進位移為S時，外力功。為所用時間。而在時間內(nèi)，電流做功，據(jù)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，則。，M點電

35、勢高，N點電勢低。此公式使用條件是方向相互垂直，如不垂直，則向垂直方向作投影。，電路中感應(yīng)電動勢的大小跟穿過這個電路的磁通變化率成正比法拉第電磁感應(yīng)定律。如上圖中分析所用電路圖，在回路中面積變化，而回路跌磁通變化量，又知。如果回路是匝串聯(lián)，則。公式一: 。注意: 1)該式普遍適用于求平均感應(yīng)電動勢。2)只與穿過電路的磁通量的變化率有關(guān), 而與磁通的產(chǎn)生、磁通的大小及變化方式、電路是否閉合、電路的結(jié)構(gòu)與材料等因素?zé)o關(guān)。公式二: 。要注意: 1)該式通常用于導(dǎo)體切割磁感線時, 且導(dǎo)線與磁感線互相垂直(lB )。2)為v與B的夾角。l為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度(即l為導(dǎo)體實際長度在垂直于B方向上的投

36、影)。公式三: 。注意: 1)該公式由法拉第電磁感應(yīng)定律推出。適用于自感現(xiàn)象。2)與電流的變化率成正比。公式中涉及到磁通量的變化量的計算, 對的計算, 一般遇到有兩種情況: 1)回路與磁場垂直的面積S不變, 磁感應(yīng)強度發(fā)生變化, 由, 此時, 此式中的叫磁感應(yīng)強度的變化率, 若是恒定的, 即磁場變化是均勻的, 那么產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是恒定電動勢。2)磁感應(yīng)強度B 不變, 回路與磁場垂直的面積發(fā)生變化, 則, 線圈繞垂直于勻強磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交變電動勢就屬這種情況。嚴格區(qū)別磁通量, 磁通量的變化量磁通量的變化率, 磁通量, 表示穿過研究平面的磁感線的條數(shù), 磁通量的變化量, 表示磁通量變化的多

37、少, 磁通量的變化率表示磁通量變化的快慢, , 大, 不一定大; 大, 也不一定大, 它們的區(qū)別類似于力學(xué)中的v, 的區(qū)別, 另外I、也有類似的區(qū)別。公式一般用于導(dǎo)體各部分切割磁感線的速度相同, 對有些導(dǎo)體各部分切割磁感線的速度不相同的情況, 如何求感應(yīng)電動勢？如圖1所示, 一長為l的導(dǎo)體桿AC繞A點在紙面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動, 轉(zhuǎn)動的區(qū)域的有垂直紙面向里的勻強磁場, 磁感應(yīng)強度為B, 求AC產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢, 顯然, AC各部分切割磁感線的速度不相等, , 且AC上各點的線速度大小與半徑成正比, 所以AC切割的速度可用其平均切割速度, 即, 故。當(dāng)長為L的導(dǎo)線，以其一端為軸，在垂直勻強磁場B的

38、平面內(nèi)，以角速度勻速轉(zhuǎn)動時，其兩端感應(yīng)電動勢為。如圖所示，AO導(dǎo)線長L，以O(shè)端為軸，以角速度勻速轉(zhuǎn)動一周，所用時間，描過面積，（認為面積變化由0增到）則磁通變化。在AO間產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢且用右手定則制定A端電勢高，O端電勢低。面積為S的紙圈，共匝，在勻強磁場B中，以角速度勻速轉(zhuǎn)坳，其轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直，則當(dāng)線圈平面與磁場方向平行時，線圈兩端有最大有感應(yīng)電動勢。如圖所示，設(shè)線框長為L，寬為d，以轉(zhuǎn)到圖示位置時，邊垂直磁場方向向紙外運動，切割磁感線，速度為（圓運動半徑為寬邊d的一半）產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，端電勢高于端電勢。邊垂直磁場方向切割磁感線向紙里運動，同理產(chǎn)生感應(yīng)電動熱勢。端電勢高于端電勢。邊，邊不切割，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢