高中人教版物理選修32知識(shí)點(diǎn)公式(非常齊全)講解文檔

1、物理選修3-2知識(shí)點(diǎn)總結(jié)一、電磁感覺現(xiàn)象只需穿過閉合回路中的磁通量發(fā)生變化，閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感覺電流，假如電路不閉合只會(huì)產(chǎn)生感覺電動(dòng)勢(shì)。這類利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感覺，是1831年法拉第發(fā)現(xiàn)的。二、感覺電流的產(chǎn)生條件1、回路中產(chǎn)生感覺電動(dòng)勢(shì)和感覺電流的條件是回路所圍面積中的磁通量變化，所以研究磁通量的變化是重點(diǎn)，由磁通量的廣義公式中BSsin（是B與S的夾角）看，磁通量的變化可由面積的變化S惹起；可由磁感覺強(qiáng)度B的變化B惹起；可由B與S的夾角的變化惹起；也可由B、S、中的兩個(gè)量的變化，或三個(gè)量的同時(shí)變化惹起。2、閉合回路中的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，能夠產(chǎn)生感覺電動(dòng)勢(shì)，感覺

2、電流，這是初中學(xué)過的，其實(shí)質(zhì)也是閉合回路中磁通量發(fā)生變化。3、產(chǎn)生感覺電動(dòng)勢(shì)、感覺電流的條件：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。三、法拉第電磁感覺定律公式一：n/t。注意:1)該式廣泛合用于求均勻感覺電動(dòng)勢(shì)。2)只與穿過電路的磁通量的變化率/t相關(guān),而與磁通的產(chǎn)生、磁通的大小及變化方式、電路能否閉合、電路的構(gòu)造與資料等要素沒關(guān)。公式n中波及到磁通量的變化量的計(jì)算,對(duì)的計(jì)算,一般碰到有兩種狀況:1)回t路與磁場(chǎng)垂直的面積S不變,磁感覺強(qiáng)度發(fā)生變化,由BS,此時(shí)nBS,此式中的t叫磁感覺強(qiáng)度的變化率,若Btt是恒定的,即磁場(chǎng)變化是均勻的,那么產(chǎn)生的感覺電動(dòng)勢(shì)是恒定電動(dòng)勢(shì)。2)磁感覺強(qiáng)度B不變,回路與磁

3、場(chǎng)垂直的面積發(fā)生變化,則BS,線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)就屬這類狀況。嚴(yán)格差別磁通量,磁通量的變化量B磁通量的變化率,磁通量BS,表示穿t過研究平面的磁感線的條數(shù),磁通量的變化量21,表示磁通量變化的多少,磁通量的變化率表示磁通量變化的快慢,t公式二:Blvsin。要注意:1)該式往常用于導(dǎo)體切割磁感線時(shí),且導(dǎo)線與磁感線相互垂1(lB)。2)為v與B的夾角。l為導(dǎo)體切割磁感線的有效長(zhǎng)度(即l為導(dǎo)體實(shí)質(zhì)長(zhǎng)度在垂直于B方向上的投影)。公式Blv一般用于導(dǎo)體各部分切割磁感線的速度相同,對(duì)有些導(dǎo)體各部分切割磁感線的速度不相同的狀況,怎樣求感覺電動(dòng)勢(shì)？如圖1所示,一長(zhǎng)為l的導(dǎo)體桿AC

4、繞A點(diǎn)在紙面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)的地區(qū)的有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感覺強(qiáng)度為B求AC產(chǎn)生,的感覺電動(dòng)勢(shì),明顯,AC各部分切割磁感線的速度不相等,vA0,vCl,且AC上各點(diǎn)的線速度大小與半徑成正比,所以AC切割的速度可用其均勻切割速vvAvCvCl,故1Bl2。22221BL2當(dāng)長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)線，以其一端為軸，在垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的平面內(nèi)，以角速2度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其兩頭感覺電動(dòng)勢(shì)為。公式三：mnBS面積為S的紙圈，共n匝，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，以角速度勻速轉(zhuǎn)坳，其轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向垂直，則當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，線圈兩頭有最大有感覺電動(dòng)勢(shì)m。以下圖，設(shè)線框長(zhǎng)為L(zhǎng)，寬為d，以轉(zhuǎn)到圖示地點(diǎn)時(shí)，ab邊垂直磁場(chǎng)

5、方向向紙外運(yùn)動(dòng)，切割磁感線，速度為vd（圓運(yùn)動(dòng)半徑為寬邊d的一半）產(chǎn)生感覺電動(dòng)勢(shì)2BLvBLd1BS，a端電勢(shì)高于b端電勢(shì)。22cd邊垂直磁場(chǎng)方向切割磁感線向紙里運(yùn)動(dòng)，同理產(chǎn)生感覺電動(dòng)熱勢(shì)1BS。c端電勢(shì)高于e端電勢(shì)。2MN電動(dòng)勢(shì)為bc邊，ae邊不切割，不產(chǎn)生感覺電動(dòng)勢(shì)，bc兩頭等電勢(shì)，則輸出端mBS。假如線圈n匝，則mnBS，M端電勢(shì)高，N端電勢(shì)低。參照俯示圖，這地點(diǎn)因?yàn)榫€圈長(zhǎng)邊是垂直切割磁感線，所以有感覺電動(dòng)勢(shì)最大值m，如從圖示地點(diǎn)轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，則圓運(yùn)動(dòng)線速度v，在垂直磁場(chǎng)方向的重量應(yīng)為vcos，則此時(shí)線圈的產(chǎn)生感覺電動(dòng)勢(shì)的剎時(shí)價(jià)即作最大值m.cos.即作最大值方向的投影，2nBScos（

6、是線圈平面與磁場(chǎng)方向的夾角）。當(dāng)線圈平面垂直磁場(chǎng)方向時(shí)，線速度方向與磁場(chǎng)方向平行，不切割磁感線，感覺電動(dòng)勢(shì)為零?？偨Y(jié)：計(jì)算感覺電動(dòng)勢(shì)公式：如v是即時(shí)速度，則為即時(shí)感覺電動(dòng)勢(shì)。BLv如v是均勻速度，則為均勻感覺電動(dòng)勢(shì)。t是一段時(shí)間，為這段時(shí)間內(nèi)的均勻感覺電動(dòng)勢(shì)。1BL2no，為即時(shí)感覺電動(dòng)勢(shì)。tt2nBScos（是線圈平面與磁場(chǎng)方向的夾角）。nBS線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)有感覺電動(dòng)勢(shì)最大值剎時(shí)價(jià)公式，是線圈平面與磁場(chǎng)方向夾角nBScos注意：劃分感覺電量與感覺電流,回路中發(fā)生磁通變化時(shí),因?yàn)楦杏X電場(chǎng)的作用使電荷發(fā)生定向挪動(dòng)而形成感覺電流,在t內(nèi)遷徙的電量(感覺電量)為qIttntn,與發(fā)生磁通量變化

7、的Rt,僅由回路電阻和磁通量的變化量決定RR時(shí)間沒關(guān)。四、楞次定律：1、1834年德國物理學(xué)家楞次經(jīng)過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出：感覺電流的方向老是要使感覺電流的磁場(chǎng)阻擋惹起感覺電流的磁通量的變化。即磁通量變化產(chǎn)生感覺電流成立感覺電流磁場(chǎng)阻擋磁通量變化。2、當(dāng)閉合電路中的磁通量發(fā)生變化惹起感覺電流時(shí)，用楞次定律判斷感覺電流的方向。楞次定律的內(nèi)容：感覺電流的磁場(chǎng)老是阻擋惹起感覺電流為磁通量變化。（口訣：增反減同，來拒去留，近躲離追）楞次定律也能夠理解為：感覺電流的成效老是要抗?fàn)帲ɑ蜃钃酰┊a(chǎn)生感覺電流的原由，即只需有某種可能的過程使磁通量的變化遇到阻擋，閉合電路就會(huì)努力實(shí)現(xiàn)這類過程：（1）阻擋原磁通的變化（原始表

8、述）；（2）阻擋相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可理解為“來拒去留”，詳細(xì)表現(xiàn)為：若產(chǎn)生感覺電流的回路或其某些部分能夠自由運(yùn)動(dòng)，則它會(huì)以它的運(yùn)動(dòng)來阻擋穿過路的磁通的變化；若惹起原磁通變化為磁體與產(chǎn)生感覺電流的可動(dòng)回路發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而回路的面積又不行變，則回路得以它的運(yùn)動(dòng)來阻擋磁體與回路的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而回路將發(fā)生與磁體同方向的運(yùn)動(dòng)；3（3）使線圈面積有擴(kuò)大或減小的趨向；（4）阻擋原電流的變化（自感現(xiàn)象）。如圖1所示，在O點(diǎn)懸掛一輕質(zhì)導(dǎo)線環(huán)，拿一條形磁鐵沿導(dǎo)線環(huán)的軸線方向忽然向環(huán)內(nèi)插入，判斷在插入過程中導(dǎo)環(huán)怎樣運(yùn)動(dòng)。若按慣例方法，應(yīng)先由楞次定律判斷出環(huán)內(nèi)感覺電流的方向，再由安培定章確立環(huán)形電流對(duì)應(yīng)的磁極，由磁極的相互作用

9、確立導(dǎo)線環(huán)的運(yùn)動(dòng)方向。若直接從感覺電流的成效來剖析：條形磁鐵向環(huán)內(nèi)插入過程中，環(huán)內(nèi)磁通量增添，環(huán)內(nèi)感覺電流的成效將阻擋磁通量的增添，由磁通量減小的方向運(yùn)動(dòng)。所以環(huán)將向右搖動(dòng)。明顯，用第二種方法判斷更簡(jiǎn)捷。3、當(dāng)閉合電路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，用右手定章可判斷感覺電流的方向。運(yùn)動(dòng)切割產(chǎn)生感覺電流是磁通量發(fā)生變化惹起感覺電流的特例，所以判斷電流方向的右手定章也是楞次定律的特例。用右手定章能判斷的，必定也能用楞次定律判斷，不過許多狀況下，不如用右手定章判斷的方便簡(jiǎn)單。反過來，用楞次定律能判斷的，其實(shí)不是用右手定章都能判斷出來。如圖2所示，閉合圖形導(dǎo)線中的磁場(chǎng)漸漸加強(qiáng)，因?yàn)榭床坏角懈?，用右?/p>

10、定章就難以判斷感覺電流的方向，而用楞次定律就很簡(jiǎn)單判斷。（“因電而動(dòng)”用左手，“因動(dòng)而電”用右手）五、互感自感渦流1、互感：因?yàn)榫€圈A中電流的變化，它產(chǎn)生的磁通量發(fā)生變化，磁通量的變化在線圈B中激發(fā)了感覺電動(dòng)勢(shì)。這類現(xiàn)象叫互感。2、自感：因?yàn)榫€圈（導(dǎo)體）自己電流的變化而產(chǎn)生的電磁感覺現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生感覺電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)。自感現(xiàn)象分通電自感和斷電自感兩種,此中止電自感中“小燈泡在熄滅以前能否要閃亮一下”的問題,如圖2所示,本來電路閉合處于穩(wěn)固狀態(tài),L與LA并聯(lián),其電流分別為IL和IA,方向都是從左到右。在斷開S的瞬時(shí),燈A中本來的從左向右的電流IA立刻消逝,但是燈A與線圈L組成

11、一閉合回路,因?yàn)長(zhǎng)的自感作用,此中的電流IL不會(huì)立刻消逝,而是在回路中逐斷減弱保持暫短的時(shí)間,在這個(gè)時(shí)間內(nèi)燈A中有從右向左的電流經(jīng)過,此時(shí)經(jīng)過燈A的電流是從IL開始減弱的,假如本來ILIA,則在燈A熄滅以前要閃亮一下;假如本來ILIA,則燈A是逐斷熄滅不再閃亮一下。本來IL和IA哪一個(gè)大,要由L的直流電阻RL和A的電阻RA的大小來決定,假如RLRA，則ILIA,假如RLRA，ILIA。由上例剖析可知：自感電動(dòng)勢(shì)總量阻擋線圈（導(dǎo)體）中原電流的變化。自感電動(dòng)勢(shì)的大小跟電流變化率成正比。4ILtL是線圈的自感系數(shù)，是線圈自己性質(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

12、大。單位是亨利（H）。3、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)生感覺電動(dòng)勢(shì)外，變化的磁通量也會(huì)在鐵芯中產(chǎn)生感覺電流。一般來說，只需空間有變化的磁通量，此中的導(dǎo)體就會(huì)產(chǎn)生感覺電流，我們把這類感覺電流叫做渦流2應(yīng)用：（1）新式爐灶電磁爐。（2）金屬探測(cè)器：飛機(jī)場(chǎng)、火車站安全檢查、掃雷、探礦。六、交變電流描繪交變電流的物理量和圖象一）溝通電的產(chǎn)生及變化規(guī)律：（1）產(chǎn)生：強(qiáng)度和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流叫溝通電。矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的線圈的對(duì)稱軸作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如圖51所示，產(chǎn)生正弦（或余弦）溝通電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)外電路閉合時(shí)形成正弦（或余弦）溝通電流。51（2）變化規(guī)律：（1

13、）中性面：與磁力線垂直的平面叫中性面。線圈平面位于中性面地點(diǎn)時(shí)，如圖52（A）所示，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量變化率為零。所以，感覺電動(dòng)勢(shì)為零。52當(dāng)線圈平面勻速轉(zhuǎn)到垂直于中性面的地點(diǎn)時(shí)（即線圈平面與磁力線平行時(shí)）如圖52（C）所示，穿過線圈的磁通量固然為零，但線圈平面內(nèi)磁通量變化率最大。所以，感覺電動(dòng)勢(shì)值最大。5m2NBlvNBS（伏）（N為匝數(shù)）（2）感覺電動(dòng)勢(shì)剎時(shí)價(jià)表達(dá)式：若從中性面開始，感覺電動(dòng)勢(shì)的剎時(shí)價(jià)表達(dá)式：emsint（伏）如圖52（B）所示。感覺電流剎時(shí)價(jià)表達(dá)式：iImsint（安）若從線圈平面與磁力線平行開始計(jì)時(shí)，則感覺電動(dòng)勢(shì)剎時(shí)價(jià)表達(dá)式為：emcost（伏）如圖52（D

14、）所示。感覺電流剎時(shí)價(jià)表達(dá)式：iImcost（安）二）表征溝通電的物理量：（1）剎時(shí)價(jià)、最大值和有效值：溝通電的有效值是依據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的：讓溝通電和恒定直流分別經(jīng)過相同阻值的電阻，假如兩者熱效應(yīng)相等（即在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生相等的熱量）則此等效的直流電壓，電流值叫做該溝通電的電壓，電流有效值。正弦（或余弦）溝通電電動(dòng)勢(shì)的有效值和最大值m的關(guān)系為：m0.707m2溝通電壓有效值U0.707Um；溝通電流有效值I0.707Im。注意：往常溝通電表測(cè)出的值就是溝通電的有效值。用電器上注明的額定值等都是指有效值。用電器上說明的耐壓值是指最大值。（2）周期、頻次和角頻次溝通電達(dá)成一次周期性變化所需的時(shí)間

15、叫周期。以T表示，單位是秒。溝通電在1秒內(nèi)達(dá)成周期性變化的次數(shù)叫頻次。以f表示，單位是赫茲。周期和頻次互為倒數(shù)，即T1。f我國市電頻次為50赫茲，周期為0.02秒。角頻次：2單位：弧度/秒2fT溝通電的圖象：emsint圖象如圖53所示。emcost圖象如圖54所示。6三）正弦溝通的函數(shù)表達(dá)式u=Umsinti=Imsint七、電感和電容對(duì)交變電流的影響感溝通有阻擋作用，阻擋作用大小用感抗表示。低扼流圈，圈的自感系數(shù)很大，作用是“通直流，阻溝通”；高扼流圈，圈的自感系數(shù)很小，作用是“通低，阻高”容溝通有阻擋作用，阻擋作用大小用容抗表示耦合容，容量大，隔直流、通溝通高旁路容，容量很小，隔直流、阻

16、低、通高八、變壓器一）理想器的效率1，即入功率等于出功率。于原、副圈各一的器來（如56），原、副圈上的與它的匝數(shù)成正。即U1n1U2n2因有U1I1U2I2，因此通原、副圈的流度與它的匝數(shù)成反比。即I1n2I2n1注意：1、理想器各物理量的決定要素入U(xiǎn)1決定出U2，出流I2決定入流I1，入功率隨出功率的化而化直抵達(dá)到器的最大功率（阻減小，入功率增大；阻增大，入功率減?。?。2、一個(gè)原圈多個(gè)副圈的理想器的、流的關(guān)系U1:U2U3:n1n2:n3I1n1I2n2I3n3:=:=+因P入P出，即U1I1U2I2，所以器中高圈流小，制的，低的圈流大，制的粗。上述各公式中的I、U、P均指有效，不可以用瞬。

17、3、解決器的常用方法剖析的思行程序可表示：U1n1I2U2U1U2n2R負(fù)載P1P2(I1U1I2U2)IP1I1U1P1U2I2決定決定決定1決定二）能的送7因?yàn)樗碗姷膶?dǎo)線有電阻，遠(yuǎn)距離送電時(shí)，線路上損失電能許多。在輸送的電功率和送電導(dǎo)線電阻必定的條件下，提升送電電壓，減小送電電流強(qiáng)度能夠達(dá)到減少線路上電能損失的目的。線路中電流強(qiáng)度I和損失電功率計(jì)算式以下：IP輸I2R線P損U出U出2注意：送電導(dǎo)線上損失的電功率，不可以用P損求，因?yàn)閁出不是所有下降在導(dǎo)線上。R線九、傳感器的及其工作原理有一些元件它能夠感覺諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并能把它們依據(jù)必定的規(guī)律變換為電壓、電流等電

18、學(xué)量，或變換為電路的通斷。我們把這類元件叫做傳感器。它的長(zhǎng)處是：把非電學(xué)量變換為電學(xué)量此后，就能夠很方便地進(jìn)行丈量、傳輸、辦理和控制了。光敏電阻在光照耀下電阻變化的原由：有些物質(zhì)，比如硫化鎘，是一種半導(dǎo)體資料，無光照時(shí)，載流子很少，導(dǎo)電性能不好；跟著光照的加強(qiáng)，載流子增加，導(dǎo)電性變好。光照越強(qiáng)，光敏電阻阻值越小。金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的高升而增大，熱敏電阻的阻值隨溫度的高升而減小，且阻值隨溫度變化特別明顯。金屬熱電阻與熱敏電阻都能夠把溫度這個(gè)熱學(xué)量變換為電阻這個(gè)電學(xué)量，金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)固性好，測(cè)溫范圍大，但敏捷度較差。十、傳感器的應(yīng)用1光敏電阻2熱敏電阻和金屬熱電阻3電容式位移傳感器4力傳感器將力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?hào)的元件。5霍爾元件