高考物理知識(shí)歸納6磁場電磁感應(yīng)和交流電

1、高考物理知識(shí)歸納（六）-磁場、電磁感應(yīng)和交流電磁場 基本特性,來源, 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的磁感線空間分布（正確分析解答問題的關(guān)健）腦中要有各種磁源產(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、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）安培右手定則：電產(chǎn)生磁 安培分子電流假說，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=q B v 建立電流的

2、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：、BL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）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

3、粒子沿一般方向射入磁場），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)。帶電粒子在磁場中圓周運(yùn)動(dòng)（關(guān)健是畫出運(yùn)動(dòng)軌跡圖,畫圖應(yīng)規(guī)范）。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圓心； 兩速度方向夾角的角平分線一定過圓心。2、 求半徑(兩個(gè)方面)：物理規(guī)律 由軌跡圖得出幾何關(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) 由軌跡畫及幾何關(guān)系式列出

4、：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 ×T4、圓周運(yùn)動(dòng)有關(guān)的對(duì)稱規(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，圓形磁場，及周期性變化的磁場。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)勢的大小跟穿過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)勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。2.感應(yīng)電動(dòng)勢的大小計(jì)算公式1) EBLV (垂直平動(dòng)切割

5、) 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感方向確定B感方向。楞次定律的多種表述從磁通量

6、變化的角度：感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(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)電流的磁場總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)。從感應(yīng)電流的磁場和原磁場：感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁場的變化。(增反、減同)楞次定律的特例右手定則在應(yīng)用中常見兩種情況：一是磁場不變，導(dǎo)體回路相對(duì)磁場運(yùn)動(dòng)；二是導(dǎo)體回路不動(dòng)，磁場發(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)體回路與磁場接近，磁通量減少相當(dāng)于導(dǎo)體回路與磁場遠(yuǎn)離。因此，從導(dǎo)體回路和磁場相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度來看，感應(yīng)電流的磁場總要阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)；從穿過導(dǎo)體回路的磁通量變化的角度來看，感應(yīng)電流的磁場總要阻礙磁通量的變化。能量守恒表述：

7、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。因此，不能認(rèn)為感應(yīng)電流的磁場的方向和引起感應(yīng)電流的磁場方向相反。產(chǎn)生產(chǎn)生阻礙磁通量變化 感應(yīng)電流感應(yīng)電流的磁場發(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

8、的內(nèi)部，電流的方向是從低電勢流向高電勢。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E感應(yīng)電流I安培力F磁場對(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：(1)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)量變化來求解變力的沖量，如在導(dǎo)體棒做非勻變速

9、運(yùn)動(dòng)的問題中，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)量守恒解決此類問題往往要應(yīng)用動(dòng)量守恒定律(2)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）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)與電路綜合問題的基本思路是：（1）明確哪部分相當(dāng)于電源，由法拉第

10、電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向（2）畫出等效電路圖（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)化過程。因此從功和能的觀點(diǎn)入手，分析清楚電磁感應(yīng)過程中能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，往往是解決電磁感應(yīng)問題的關(guān)健，也是處理此類題目的捷徑之一。交變電流 電磁場交變電流(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)，穿過線圈的磁通量最大，但0；產(chǎn)生：矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞與磁場垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。變化規(guī)律eNBSsint=Emsint；iImsint；(中性面位置開始計(jì)時(shí))，最大值EmNB

11、S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Um 平均值不對(duì)稱方波： 不對(duì)稱的正弦波 求某段時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量QIt=t/R/R我國用的交變電流，周期是0.02s，頻率是50Hz，電流方向每秒改變100次。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：一定要畫出遠(yuǎn)距離輸電的示意圖來，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)

12、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問題的突破口。輸電線上的功率損失和電壓損失也是需要特別注意的。分析和計(jì)算時(shí)都必須用，而不能用。特別重要的是要會(huì)分析輸電線上的功率損失，解決變壓器問題的常用方法(解題思路）電壓思路.變壓器原、副線圈的電壓之比為U1/U2=n1/n2;當(dāng)變壓器有多個(gè)副繞組時(shí)U1/n1=U2/n2=U3/n3=功率思路.理想變壓器的輸入、輸出功率為P入=P出，即P1=P2；當(dāng)變壓器有多個(gè)副繞組時(shí)P1=P2+P3+I=P/U知,對(duì)只有一個(gè)副繞組的變壓器有I1/I2=n2/n1;當(dāng)變壓器有多個(gè)副繞組時(shí)n1I1=n2I2+n3I3+（變壓器動(dòng)態(tài)問題）制約思路.(1)電壓制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比(n1/n2)一定時(shí)，輸出電壓U2由輸入電壓決定，即U2=n2U1/n1，可簡述為“原制約副”.（2）電流制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比（n1/n2）一定，且輸入電壓U1確定時(shí)，原線圈中的電流I1由副線圈中的輸出電流I2決定，即I1=n2I2