物理選修3-2知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、WORD格式.第四章：電磁感應(yīng)【知識(shí)要點(diǎn)】一. 磁通量穿過某一面積的磁感線條數(shù)；=BS· sin；單位 Wb， 1Wb=1T· m2 ；標(biāo)量，但有正負(fù)。二電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)穿過閉合電路中的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中有感應(yīng)電流的現(xiàn)象。如果電路不閉合只會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象，是1831 年法拉第發(fā)現(xiàn)的。三產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件1、閉合電路的磁通量發(fā)生變化。2、閉合電路中的一局部導(dǎo)體在磁場中作切割磁感線運(yùn)動(dòng)。其本質(zhì)也是閉合回路中磁通量發(fā)生變化。四 . 感應(yīng)電動(dòng)勢1、概念：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢；2、產(chǎn)生條件：穿過回路的磁通量發(fā)生改變，與電路是否閉

2、合無關(guān)。3、方向判斷：感應(yīng)電動(dòng)勢的方向用楞次定律或右手定那么判斷。五法拉第電磁感應(yīng)定律1、內(nèi)容：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、公式：En，其中 n 為線圈匝數(shù)。t3、公式E n中涉及到磁通量的變化量的計(jì)算, 對(duì)的計(jì)算 ,一般遇到有兩種情況:tB S,此式中 1). 回路與磁場垂直的面積S不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化,由BS , 此時(shí)E nB叫磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率 , 假設(shè)B是恒定的 ,t的即磁場變化是均勻的, 產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢是恒定電動(dòng)勢。tt 2). 磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變 , 回路與磁場垂直的面積發(fā)生變化,那么B· S , 線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交變

3、電動(dòng)勢就屬這種情況。（ 3磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率的區(qū)別三個(gè)量專業(yè)資料整理WORD格式比磁通量較工程某時(shí)刻穿過物理意義某個(gè)面的磁感線的條數(shù)大小 B·Scos假設(shè)有相反方注意向磁場，磁通量可能抵消磁通量的變化量磁通量的變化率某段時(shí)間內(nèi)穿過某個(gè)面的磁通量變化穿過某個(gè)面的磁通量變化的快慢 2 1 ·SB B或 SBStttt ·SB開場時(shí)和轉(zhuǎn)過 180°時(shí)平面都與磁場垂既不表示磁通量的大小，也不表示變化的多少。實(shí)際上，它就是單匝線圈上產(chǎn)直，穿過平面的磁通量是一正一負(fù)， 2BS，而不是零生的電動(dòng)勢，即Et專業(yè)資料整理WORD格式注意 : 1 該式E

4、n中普遍適用于求平均感應(yīng)電動(dòng)勢。專業(yè)資料整理WORD格式t專業(yè)資料整理WORD格式.2 E只與穿過電路的磁通量的變化率/t 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、電路的構(gòu)造與材料等因素?zé)o關(guān)六導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢1、導(dǎo)體垂直切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢可用E Blv 求出，式中l(wèi) 為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度。(1) 有效性：公式中的l 為有效切割長度，即導(dǎo)體與v 垂直的方向上的投影長度。甲圖： l cdsin；乙圖：沿 v1方向運(yùn)動(dòng)時(shí)， l MN；沿 v2方向運(yùn)動(dòng)時(shí)， l 0。丙圖：沿 v1方向運(yùn)動(dòng)時(shí)， l 2R；沿v2方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，l 0；沿 v3方向運(yùn)動(dòng)時(shí)， l R(

5、2) 相對(duì)性： E Blv 中的速度 v 是相對(duì)于磁場的速度，假設(shè)磁場也運(yùn)動(dòng)，應(yīng)注意速度間的相對(duì)關(guān)系。2、導(dǎo)體不垂直切割磁感線時(shí)，即v 與 B 有一夾角，感應(yīng)電動(dòng)勢可用E Blv sin求出。3、公式E Blv一般用于導(dǎo)體各局部切割磁感線的速度一樣,對(duì)有些導(dǎo)體各局部切割磁感線的速度不一樣的情況 ,如何求感應(yīng)電動(dòng)勢？例：如下列圖 , 一長為l的導(dǎo)體桿繞A點(diǎn)在紙面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng) , 轉(zhuǎn)動(dòng)ACB,求 AC產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢,的區(qū)域的有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為解析：AC各局部切割磁感線的速度不相等,v A0, vCl,且 AC上各點(diǎn)的線速度大小與半徑成正比,所以 AC切割的速度可用其平均

6、切割速度vvAvCvCl,故 E12222B l。24、Emn·B·S·面積為S的紙圈， 共 n 匝，在勻強(qiáng)磁場B中，以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直，那么當(dāng)線圈平面與磁場方向平行時(shí)，線圈兩端有最大有感應(yīng)電動(dòng)勢m 。解析：設(shè)線框長為 L，寬為 d，以轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，ab 邊垂直磁場方向向紙外運(yùn)動(dòng)切割磁感線，速度為v· d圓運(yùn)動(dòng)半徑為寬邊 d 的一半產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢2EBL·vd1BS·， a 端電勢高于b端電勢。BL· ·221 BS同理 cd 邊產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢E。c 端電勢高于d端電勢。2那么輸出端 MN電動(dòng)

7、勢為EmBS。如果線圈 n 匝，那么 Emn·B·S·，M端電勢高，N端電勢低。參照俯示圖 : 這位置由于線圈邊長是垂直切割磁感線，所以有感應(yīng)電動(dòng)勢最大值Em，如從圖示位置轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，如果圓周運(yùn)動(dòng)線速度v ，在垂直磁場方向的分量應(yīng)為vcos，此時(shí)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值EEm .cos .即作最大值方向的投影EEm .cos= n·B·S·cos是線圈平面與磁場方向的夾角。當(dāng)線圈平面垂直磁場方向時(shí)，線速度方向與磁場方向平行，不切割磁感線，感應(yīng)電動(dòng)勢為零。七 . 總結(jié)：計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢公式：專業(yè)資料整理WORD格式如v是瞬時(shí)速度，那么

8、為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢。EBLv如v是平均速度，那么為平均感應(yīng)電動(dòng)勢。專業(yè)資料整理WORD格式.t是一段時(shí)間，為這段時(shí)間內(nèi)的平均感 應(yīng)電動(dòng)勢。Entto，為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢。E 1 BL2導(dǎo)體繞某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)2專業(yè)資料整理WORD格式EEmn·BS·線圈平面與磁場平行時(shí) 有感應(yīng)電動(dòng)勢最大值E n·B·S··cos 瞬時(shí)值公式， 是線圈平面與磁場方向 夾角專業(yè)資料整理WORD格式注意： 1. 公式中字母的含義，公式的適用條件及使用條件。2. 感應(yīng)電流與感應(yīng)電量 , 當(dāng)回路中發(fā)生磁通變化時(shí) , 由于感應(yīng)電場的作用使電荷發(fā)生定向移動(dòng)而形成感應(yīng)電流

9、, 在t內(nèi)遷移的電荷量為感應(yīng)電量。q IEtntn僅由回路電阻和磁通量的變化量決定,與磁通量變化的時(shí)間無關(guān)。tR t,因此 ,RR,線圈里聚積的感應(yīng)電量相等 ,當(dāng)用一磁棒先后兩次從同一處用不同速度插至線圈中同一位置時(shí)但快插與慢插時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢、感應(yīng)電流不同,外力做功也不同。八楞次定律 ：1、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)電流具有這樣的的方向，感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流磁通量的變化。即原磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流建立感應(yīng)電流磁場阻礙原磁通量變化。這個(gè)不太好理解、不過很好用口訣：增縮減擴(kuò)，來拒去留，增反減同2、楞次定律的理解：感應(yīng)電流的效果總是要對(duì)抗或阻礙引起感應(yīng)電

10、流的原因。 1阻礙原磁通的變化原始表述 ； 2阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可理解為“來拒去留。 3使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢； 4阻礙原電流的變化自感現(xiàn)象。3、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。4、當(dāng)閉合電路中的一局部導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，用右手定那么可判定感應(yīng)電流的方向。導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)切割產(chǎn)生感應(yīng)電流是磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電流的特例，所以判定電流方向的右手定那么也是楞次定律的特例。 “力用左手， “其它用右手 九互感自感渦流1、互感 ：由于線圈

11、 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)了感應(yīng)電動(dòng)勢。這種現(xiàn)象叫互感。2、自感 : 由于線圈導(dǎo)體本身電流的變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。1 在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢叫自感電動(dòng)勢。分析可知：自感電動(dòng)勢總是阻礙線圈導(dǎo)體中原電流的變化。IE自自感電動(dòng)勢的大小跟電流變化率成正比。LtL 是線圈的自感系數(shù)，是線圈自身性質(zhì)，線圈越長，匝數(shù)越多，橫截面積越大，自感系數(shù)L 越大。另外 ,有鐵心的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵心時(shí)要大得多。單位是亨利H。2 自感現(xiàn)象分通電自感和斷電自感兩種,其中斷電自感中“小燈泡在熄滅之前是否要閃亮一下的問題 ,例：如圖 2 所示 ,原來電路閉

12、合處于穩(wěn)定狀態(tài),L與LA并聯(lián),其電流分別為 I L和I A ,方向都是從左到右。在斷開 S的瞬間,燈 A中原來的從左向右的電流I A立即消失 ,但是燈 A與線圈 L 構(gòu)成一閉合回路,由于 L 的自感作用,其中的電流IL不會(huì)立即消失,而是在回路中逐斷減弱維持短暫的時(shí)間 , 在這個(gè)時(shí)間內(nèi)燈A中有從右向左的電流通過 , 此時(shí)通過燈A的電流是從 IL開場減弱的 ,如果原來 I L I A , 那么在燈A熄滅之前要閃亮一下;如果原來 IL I A , 那么燈A是逐斷熄滅不再閃亮一下。原來I L和I A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,如果 RL RA，那么I LI A ,

13、如果 RLRA，I L IA。專業(yè)資料整理WORD格式.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)生感應(yīng)電動(dòng)勢外，變化的磁通量也會(huì)在鐵芯中產(chǎn)生感應(yīng)電流。一般來說，只要空間有變化的磁通量，其中的導(dǎo)體就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，我們把這種感應(yīng)電流叫做渦流專業(yè)資料整理WORD格式 2應(yīng)用：1 新型爐灶電磁爐。2 金屬探測器：飛機(jī)場、火車站平安檢查、掃雷、探礦。專業(yè)資料整理WORD格式【導(dǎo)與練 】1將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流，以下表述正確的選項(xiàng)是 ( C )A. 感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)B. 穿過線圈的磁通量越大，感

14、應(yīng)電動(dòng)勢越大C. 穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢越大D. 感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終一樣2. 如下列圖，一個(gè)矩形線圈與通 有一樣大小的電流的平行直導(dǎo)線處于同一平面內(nèi)，而且處在兩導(dǎo)線的中央，那么 ( A )A 兩電流同向時(shí)，穿過線圈的磁通量為零 B 兩電流反向時(shí)，穿過線圈的磁通量為零C 兩電流同向或反向，穿過線圈的磁通量相等D 因兩電流產(chǎn)生的磁場是不均勻的，因此不能判定穿過線圈的磁通量是否為零3. 電阻R、電容C與一線圈連成閉合回路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方， N 極朝下，如下列圖?，F(xiàn)使磁鐵開場自由下落，在 N 極接近線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是

15、 ( D )專業(yè)資料整理WORD格式A從B從C從D從a 到 b，上極板帶正電a 到 b，下極板帶正電b 到 a，上極板帶正電b 到 a，下極板帶正電專業(yè)資料整理WORD格式4. 將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)專業(yè)資料整理WORD格式勢和感應(yīng)電流，以下表述正確的選項(xiàng)是(C)A感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)B穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢越大C穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢越大D 感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終一樣專業(yè)資料整理WORD格式5. 如下列圖，光滑固定的 金屬導(dǎo)軌 M、 N水平放置，兩根導(dǎo)體棒 P、 Q平行放置專

16、業(yè)資料整理WORD格式在導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路，一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)( AD)專業(yè)資料整理WORD格式AP、Q將相互靠攏BP、Q將相互遠(yuǎn)離專業(yè)資料整理WORD格式C磁鐵的加速度仍為g專業(yè)資料整理WORD格式D磁鐵的加速度小于g6. 如下列圖 , 有一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外，一個(gè)閉合的矩形導(dǎo)線框位置 1( 左) 勻速運(yùn)動(dòng)到位置2( 右 ) ，那么 (D)abcd，沿紙面由專業(yè)資料整理WORD格式A導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時(shí)，感應(yīng)電流的方向?yàn)閍 b c d a專業(yè)資料整理WORD格式B導(dǎo)線框離開磁場時(shí)，感應(yīng)電流的方向?yàn)閍 d c b aC導(dǎo)線框離開磁場時(shí)，受到的安培力水平向右D

17、導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時(shí)，受到的安培力水平向左7如圖所，電路中A、 B 是完全一樣的燈泡，L 是一帶鐵芯的線圈。開關(guān) S 原來閉合 , 那么開關(guān) S 斷開的瞬間(D)A L 中的電流方向改變，燈泡B立即熄滅B L 中的電流方向不變，燈泡B要過一會(huì)兒才熄滅C L 中的電流方向改變，燈泡A比B熄滅慢D L 中的電流方向不變，燈泡A比B熄滅慢8. 如下列圖的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。電阻為 R、半徑為 L、圓心角為45°的扇形閉合導(dǎo)線框繞垂直于紙面的O軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng) (軸位于磁場邊界 ) 。那么線框O內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為( D )專業(yè)資料整理WORD格式.BL22BL

18、2A 2RB.2RC.2BL2D.BL24R4R9. 如圖，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合 ; 磁場方向垂直于半圓面紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B0使該線框從靜止開場繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率Bt的大小應(yīng)為 ( C)A4 B0B 2B0B0DB0B C210. 如圖，均勻帶正電的絕緣圓環(huán) a與金屬圓環(huán) b同心共面放置，當(dāng) a繞O點(diǎn)在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)， b中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，且具有

19、收縮趨勢，由此可知，圓環(huán)a( B )A. 順時(shí)針加速旋轉(zhuǎn)B.順時(shí)針減速旋轉(zhuǎn)C. 逆時(shí)針加速旋轉(zhuǎn)D.逆時(shí)針減速旋轉(zhuǎn)11. 半徑為 a 右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為2a的導(dǎo)體桿，單位長度電阻均為R0. 圓環(huán)水平固定放置，整個(gè)內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)盛場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.桿在圓環(huán)0上以速度 v0平行于直徑 CD向右做勻速直線壇動(dòng) . 桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心 O開場，桿的位置由確定 , 如下列圖。那么ADA. =0 時(shí)，桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢為2BavB. =/3 時(shí)，桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢為3 Bav2avC. =0 時(shí)，桿受到的安培力大小為2B2 R0D. =/3 時(shí)，桿受到的安培力大小為3B2

20、 av53 R012. 金屬桿MN和PQ間距為l，MP間接有電阻R，磁場如下列圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。金屬棒 AB 長為2l ，由圖示位置以 A 為軸，以角速度 勻速轉(zhuǎn)過90°(順時(shí)針 ) 。求該過程中 ( 其他電阻不計(jì) ) ：(1) R上的最大電功率。(2) 通過 R的電量。解析： AB轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，且切割長度由l 增至2l 以后 AB離開 MN，電路斷開。(1) 當(dāng) B 端恰至 MN上時(shí)， E 最大。022422l4l2mB 2l ·2ER 2Bl ， P RRm(2) AB由初位置轉(zhuǎn)至 B 端恰在 MN上的過程中回路13322° ··

21、83; ·2Bl q I ·t RBlB2 l 2l sin602R13. 如圖，兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌ab、 cd 豎直放置，導(dǎo)軌間距離為L 電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌上端并接兩個(gè)額定1功率均為 P、電阻均為R 的小燈泡。整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)軌所在平面垂直?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開場釋放。金屬棒下落過程中保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好。某時(shí)刻后兩燈泡保持正常發(fā)光。重力加速度為g。求：(1) 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。簩I(yè)資料整理WORD格式.(2) 燈泡正常發(fā)光時(shí)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)速率。解析：每個(gè)燈上的額定電流為P額定電壓為： UP RIR 1最

22、后 MN勻速運(yùn)動(dòng)故：mg PRB2IL=mg 求出：B2PLPR2P 2 U=BLv得：vmgBL14. 如下列圖，半徑為R的圓形導(dǎo)軌處在垂直于圓平面的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向內(nèi)。一根長度略大于導(dǎo)軌直徑的導(dǎo)體棒MN以速率 v 在圓導(dǎo)軌上從左端滑到右端，電路中的定值電阻為 r ，其余電阻不計(jì)。導(dǎo)體棒與圓形導(dǎo)軌接觸良好。求：(1) 在滑動(dòng)過程中通過電阻 r 上的電流的平均值；(2)從左端到右端的整個(gè)過程中，通過r上的電荷量；MN(3)當(dāng) MN通過圓導(dǎo)軌中心時(shí)，通過r 上的電流是多少？解析： 導(dǎo)體棒從左向右滑動(dòng)的過程中，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，對(duì)電阻 r 供電。(1) 計(jì)

23、算平均電流，應(yīng)該用法拉第電磁感應(yīng)定律，先求出平均感應(yīng)電動(dòng)勢。整個(gè)過專業(yè)資料整理WORD格式程磁通量的變化為2BSBR，所用的時(shí)間t 2Rv ，代入公式EtBRv，2專業(yè)資料整理WORD格式EBRv平均電流為 I 。r2r2(2) 電荷量的運(yùn)算應(yīng)該用平均電流，tB R。q Ir(3) 當(dāng) MN通過圓形導(dǎo)軌中心時(shí)， 切割磁感線的有效長度最大， l 2R，根據(jù)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢公式，得 2 ，此時(shí)通過r的電流為IE2BRv 。E BlvE B Rvrr15. 如下列圖，兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌 MN、PQ間距為 l =0.5m，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成 30°角

24、。完全一樣的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知兩棒的質(zhì)量均為0.02kg ，電阻均為R=0.1，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B=0.2T，棒 ab 在平行于導(dǎo)軌向上的力 F 作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒 cd 恰好能保持靜止。取 g=10m/s2，問：（ 1通過cd棒的電流I是多少，方向如何？（ 2棒ab受到的力F多大？（ 3棒cd每產(chǎn)生Q=0.1J 的熱量，力F做的功W是多少？解析： 1棒cd受到的安培力FcdIlB棒 cd 在共點(diǎn)力作用下平衡，那么Fcdmg sin30由式代入數(shù)據(jù)解得I =1A，方向由右手定那么可知由

25、d 到 c。 2棒ab與棒cd受到的安培力大小相等ab= cdF F對(duì)棒ab由共點(diǎn)力平衡有Fmg sin30IlB 代入數(shù)據(jù)解得=0.2NF 3設(shè)在時(shí)間t內(nèi)棒cd產(chǎn)生Q=0.1J熱量，由焦耳定律可知QI 2 Rt設(shè) ab 棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為v，那么產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E=Blv由閉合電路歐姆定律知IE由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知，在時(shí)間t 內(nèi)，棒 ab 沿導(dǎo)軌的位移 x=vt2R力 F 做的功W=Fx 綜合上述各式，代入數(shù)據(jù)解得W=0.4J專業(yè)資料整理WORD格式.16. 如圖甲所示，在水平面上固定有長為L=2m、寬為 d=1m的金屬“U型軌導(dǎo)，在“U型導(dǎo)軌右側(cè)l =0.5mX圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場

26、，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示。在 t=0 時(shí)刻，質(zhì)量為 m=0.1kg的導(dǎo)體棒以v0=1m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開場向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.1 ，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為0.1/ m ，不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響取g 10 m / s2。（ 1通過計(jì)算分析 4s 內(nèi)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況；（ 2計(jì)算 4s 內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向；（ 3計(jì)算 4s 內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱。專業(yè)資料整理WORD格式解析： 1導(dǎo)體棒先在無磁場區(qū)域做勻減速運(yùn)動(dòng)，有mg mavt v0 atx v0t1 at 22專業(yè)資料整理WORD格式代入數(shù)據(jù)解得：t 1

27、s， x0.5m ，導(dǎo)體棒沒有進(jìn)入磁場區(qū)域。導(dǎo)體棒在1s 末已經(jīng)停頓運(yùn)動(dòng)，以后一直保持靜止，離左端位置仍為 x0.5m 2 前2s磁 通 量 不 變 ， 回 路 電 動(dòng) 勢 和 電 流 分 別 為E0 ， I0 后 2s 回 路 產(chǎn) 生 的 電 動(dòng) 勢 為EldBR50.5 電流為IE0.1V回路的總長度為 5m ，因此回路的總電阻為0.2 AttR根據(jù)楞次定律，在回路中的電流方向是順時(shí)針方向 3前2s電流為零，后2s 有恒定電流，焦耳熱為Q I2Rt0.04J17如圖，質(zhì)量為M的足夠長金屬導(dǎo)軌abcd 放在光滑的絕緣水平面上。一電阻不計(jì)，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ 放置在導(dǎo)軌上，始終與導(dǎo)軌接觸良好

28、，PQbc 構(gòu)成矩形。棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為，棒左側(cè)有兩個(gè)固定于水平面的立柱。導(dǎo)軌bc 段長為L，開場時(shí) PQ左側(cè)導(dǎo)軌的總電阻為R，右側(cè)導(dǎo)軌單位長度的電阻為R。以ef0為界，其左側(cè)勻強(qiáng)磁場方向豎直向上，右側(cè)勻強(qiáng)磁場水平向左，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為。在t 0 時(shí)，一水平B向左的拉力 F 垂直作用于導(dǎo)軌的bc邊上，使導(dǎo)軌由靜止開場做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為a。（ 1求回路中感應(yīng)電動(dòng)勢及感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的表達(dá)式；（ 2經(jīng)過多少時(shí)間拉力F到達(dá)最大值，拉力F的最大值為多少？（ 3某一過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q，導(dǎo)軌抑制摩擦力做功為 W，求導(dǎo)軌動(dòng)能的增加量。解析：B 1感應(yīng)電動(dòng)勢為E BLv，導(dǎo)軌做初速為零

29、的勻加速運(yùn)動(dòng)，vat ，at2beQ a/2 ，感應(yīng)電流的表達(dá)式為E BLatsI BLv/ R總 BLat/R2R0 at 2/2 BLat/ R R0at 2，F(xiàn)B 2導(dǎo)軌受安培力222FA BIL BL at / RR0 at ，專業(yè)資料整理WORD格式cfPd專業(yè)資料整理WORD格式.fN2 202摩擦力為 F F mg BIL mgB L at / RRat ，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律AfAf2 202FF FMa， F Ma F F Ma mg1 B L at/ RRat，上式中當(dāng) R/ t R0at 即 t a時(shí)外力 F 取最大值， F max Ma mg1 1 B2L2a，RR02RR

30、0 3設(shè)此過程中導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離為s，由動(dòng)能定理W合 Ek，摩擦力為 Ff mg FA，QMaAWk摩擦力做功為 W mgs W mgs Q， smg，E MasW Q，mg第五章：交變電流【知識(shí)要點(diǎn)】一交變電流1. 定義：大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流。2. 圖像：如圖 (a) 、 (b) 、 (c) 、 (d) 所示都屬于交變電流。其中按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦交流電，如圖 (a) 所示。二正弦交流電的產(chǎn)生和圖像1. 產(chǎn)生 : 矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于勻強(qiáng)磁場的線圈的對(duì)稱軸作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如圖產(chǎn)生正弦或余弦交流電動(dòng)勢。當(dāng)外電路閉合時(shí)形成正弦或余弦交流電流。2. 變化規(guī)律： 1中性

31、面：與磁感線垂直的平面叫中性面。線圈平面位于中性面位置時(shí)，如圖 A所示，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量變化率為零。因此，感應(yīng)電動(dòng)勢為零 。當(dāng)線圈平面勻速轉(zhuǎn)到垂直于中性面的位置時(shí)即線圈平面與磁感線平行時(shí)如圖C所示 , 穿過線圈的磁通量雖然為零，但線圈平面內(nèi)磁通量變化率最大。因此，感應(yīng)電動(dòng)勢值最大。Em2· ···· · ·伏N為匝數(shù)N B l vN B S專業(yè)資料整理WORD格式三 . 正弦交流電的函數(shù)表達(dá)式專業(yè)資料整理WORD格式.假設(shè) n 匝面積為 S 的線圈以角速度 繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從中性面開場計(jì)時(shí)，其函數(shù)

32、形式為e nBSsin t ，用 EmnBS表示電動(dòng)勢最大值，那么有e Emsin t 。其電流大小為me Emi RRsin t I sin t 。四 . 正弦式電流的變化規(guī)律 ( 線圈在中性面位置開場計(jì)時(shí) )規(guī)律函數(shù)圖像物理量磁通量 m·costBScost電動(dòng)勢eEm·sin t nBSsin tREm電壓uUm·sin t Rr sin t電流Emi Im·sin t Rr sin t五 . 兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn)1. 線圈平面與中性面重合時(shí)， 0， 0，電流方向?qū)l(fā)生改變。 ， 最大， 0，S Beit2. 線圈平面與中性面垂直時(shí)，S B，0，最大

33、， e 最大， i 最大，電流方向不改變。t專業(yè)資料整理WORD格式六 . 表征交流電的物理量：專業(yè)資料整理WORD格式.1. 周期、頻率和角速度(1) 周期 ( T) ：交變電流完成一次周期性變化( 線圈轉(zhuǎn)一周 ) 所需的時(shí)間，單位是秒2(s) ，公式T。(2) 頻率 ( f ) ：交變電流在 1 s 內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，單位是赫茲(Hz) 。(3) 角速度：22 f 單位：弧度/秒T1 1(4) 周期和頻率的關(guān)系： Tf或 f T。專業(yè)資料整理WORD格式2. 交變電流“四值的理解與應(yīng)用物理量物理含義交變電流某一時(shí)刻瞬時(shí)值的值最大值最大的瞬時(shí)值根據(jù)電流的熱效應(yīng)有效值( 電流通過電阻產(chǎn)生

34、的熱 ) 進(jìn)展定義交變電流圖像中圖平均值線與 t 軸所圍成的面積與時(shí)間的比值重要關(guān)系e Emsint ， u Umsint ， i I msintEm nBS， Em nm， I mEmR r對(duì)正弦、余弦交變電流EEmUmIm，U，I 222E BL v ， E n， I tERr應(yīng)用情況及說明計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況當(dāng)考慮某些電學(xué)元件 ( 電容器、晶體管等 ) 的擊穿電壓時(shí)，指的是交變電壓的最大值(1) 通常所說的交變電流的電壓、電流強(qiáng)度、交流電表的讀數(shù)、保險(xiǎn)絲的熔斷電流值、電器設(shè)備銘牌上所標(biāo)的電壓、電流值都是指交變電流的有效值(2) 求解交變電流的電熱問題時(shí)，必須用有效值來進(jìn)展計(jì)算計(jì)算有關(guān)

35、電量時(shí)只能用平均值專業(yè)資料整理WORD格式3. 幾種典型的交變電流的有效值電流名稱電流圖像有效值1正弦式交變電流UUm2專業(yè)資料整理WORD格式正弦半波電流1 mU2U專業(yè)資料整理WORD格式.正弦單向脈動(dòng)電流UUm2矩形脈動(dòng)電流t1UT Um非對(duì)稱性交變電流U1 (22 )U 1U 22七、電感和電容對(duì)交變電流的影響X L 2 fL1. 電感對(duì)交變電流有阻礙作用，阻礙作用大小用感抗表示。低頻扼流圈，線圈的自感系數(shù) 很大，作用是“通直流，阻交流 ；高頻扼流圈，線圈的自感系數(shù) 很小，作用是“通低頻，阻高頻 2. 電容對(duì)交變電流有阻礙作用，阻礙作用大小用容抗表示耦合電容，容量較大，隔直流、通交流X

36、1C高頻旁路電容，容量很小，隔直流、阻低頻、通高頻2 fC八、變壓器、電能的輸送1變壓器的構(gòu)造理想變壓器由原線圈、副線圈和閉合鐵芯組成。2變壓器的原理電流磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)(互感現(xiàn)象 )。3理想變壓器的根本關(guān)系U1n1(1) 電壓關(guān)系： U2 n2。(2) 功率關(guān)系： P 入P 出。(3)電流關(guān)系：只有一個(gè)副線圈時(shí)：I 1n2UI I 1 U2I 2 U3I 3 UnI n。 。 有多個(gè)副線圈時(shí)：I 2n1(4)f 、磁通量變化率U對(duì)于單個(gè)副線圈的變壓器，原、副線圈中的頻率一樣，并且滿足 nt。t注意 ：理想變壓器各物理量的決定因素I1. 輸入電壓U決定輸出電壓U，輸出電流I決定輸入電流1，輸入功率隨輸出功率的變化而變化直到到達(dá)122變壓器的最大功率負(fù)載電阻減小，輸入功率增大；負(fù)載電阻增大，輸入功率減小。2. 因?yàn)镻入P出，即 U1·I1U 2· I 2，所以變壓器中高壓線圈電流小，繞制的導(dǎo)線較細(xì)，低電壓的線圈電流大，繞制的導(dǎo)線較粗。 上述各公式中的I 、 U、 P均指有效值，不能用瞬時(shí)值。九、解決變壓器問題的常用方法1： 電壓思路 : 變壓器原、副線圈的電壓之比為1/2= 1/n2；當(dāng)變壓器有多個(gè)副繞組1/n1= 2/n2= 3/3=U U nUUU n2：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