高中物理選修3-2復習

1、電磁感應現(xiàn)象電磁感應現(xiàn)象自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象的條件產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象的條件感應電動勢的大小感應電動勢的大小E=n/tE=BLv感應電流的方向感應電流的方向楞次定律楞次定律右手定則右手定則應用牛頓第二定律，解決導體切割磁感應線運動問題應用牛頓第二定律，解決導體切割磁感應線運動問題應用閉合電路歐姆定律解決電磁感應中的電流和功率問題應用閉合電路歐姆定律解決電磁感應中的電流和功率問題應用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律解決電磁感應問題應用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律解決電磁感應問題1產(chǎn)生電磁感應的條件產(chǎn)生電磁感應的條件對整個回路來說，產(chǎn)生感應電動勢，必須有回路對整個回路來說，產(chǎn)生感應電動勢，必須有回路磁通量的變化；

2、可以通過以下三種方法磁通量的變化；可以通過以下三種方法 （1）磁感強度的變化）磁感強度的變化 （2）線圈有效面積的變化）線圈有效面積的變化 （3）線圈平面的法線方向與磁場方向夾角的變）線圈平面的法線方向與磁場方向夾角的變化化對單根導體棒來說，只要切割磁感線，棒上就會對單根導體棒來說，只要切割磁感線，棒上就會產(chǎn)生感應電動勢產(chǎn)生感應電動勢2、法拉第電磁感應定律、法拉第電磁感應定律（1）決定感應電動勢大小因素：穿過這個閉合電路中）決定感應電動勢大小因素：穿過這個閉合電路中的磁通量的變化快慢（即磁通量的變化率）的磁通量的變化快慢（即磁通量的變化率）平均變化率決定該段時間內(nèi)的平均電動勢；瞬時變化平均變化

3、率決定該段時間內(nèi)的平均電動勢；瞬時變化率（即率（即-t圖的切線斜率）圖的切線斜率）決定該時刻的瞬時電動勢。決定該時刻的瞬時電動勢。（2）注意區(qū)分磁通量，磁通量的變化量，磁通量的變）注意區(qū)分磁通量，磁通量的變化量，磁通量的變化率的不同化率的不同 磁通量，磁通量， 磁通量的變化量，磁通量的變化量， /t=（ 2 - 1）/ t -磁通量的變化率磁通量的變化率（3）感應電動勢大小的計算式：）感應電動勢大小的計算式： tnE（4）幾種題型）幾種題型 線圈面積線圈面積S不變，磁感應強度均勻變化：不變，磁感應強度均勻變化：tBnStBSnE磁感強度磁感強度B不變，線圈面積均勻變化：不變，線圈面積均勻變化：

4、nBLvtSnBtSBnEB、S均不變，線圈繞過線圈平面內(nèi)的某一軸轉(zhuǎn)動時均不變，線圈繞過線圈平面內(nèi)的某一軸轉(zhuǎn)動時 tnBStBSBSnE1212coscoscoscos3.導體切割磁感線時產(chǎn)生感應電動勢大小的計算：導體切割磁感線時產(chǎn)生感應電動勢大小的計算：1. 公式：公式：BlvE 2. 若導體在磁場中繞著導體上的某一點轉(zhuǎn)動時，若導體在磁場中繞著導體上的某一點轉(zhuǎn)動時，221BlE 3. 矩形線圈在勻強磁場中繞軸勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生交流電矩形線圈在勻強磁場中繞軸勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生交流電從中性面計時從中性面計時 e = Em sin t最大值最大值 Em =nBS條件：條件：B、L、v三個量兩兩垂直三個量兩

5、兩垂直4. 楞次定律楞次定律1. 阻礙原磁通的變化，阻礙原磁通的變化， 即即“增反減同增反減同”2. 阻礙（導體間的）相對運動，阻礙（導體間的）相對運動， 即即“來時拒，去時留來時拒，去時留”3. 阻礙原電流的變化，（阻礙原電流的變化，（線圈中的電流不能突變線圈中的電流不能突變） 應用在解釋自感現(xiàn)象的有關問題。應用在解釋自感現(xiàn)象的有關問題。5. 綜合應用題型綜合應用題型2. 電磁感應現(xiàn)象中的動態(tài)過程分析電磁感應現(xiàn)象中的動態(tài)過程分析3. 用功能觀點分析電磁感應現(xiàn)象中的有關問題用功能觀點分析電磁感應現(xiàn)象中的有關問題導體棒克服安培力做多少功，就有多少其他導體棒克服安培力做多少功，就有多少其他能轉(zhuǎn)化成

6、電路中的電能能轉(zhuǎn)化成電路中的電能1. 電磁感應現(xiàn)象中電路問題電磁感應現(xiàn)象中電路問題2009山東理綜卷如圖所示，一導線彎成半徑為如圖所示，一導線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。的半圓形閉合回路。虛線虛線MN右側有磁感應強度為右側有磁感應強度為B的勻強磁場。方向垂的勻強磁場。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度直于回路所在的平面?；芈芬运俣葀向右勻速進入向右勻速進入磁場，直徑磁場，直徑CD始絡與始絡與MN垂直。從垂直。從D點到達邊界開點到達邊界開始到始到C點進入磁場為止，下列結論正確的是點進入磁場為止，下列結論正確的是 A.感應電流方向為順時針感應電流方向為順時針 B.CD段直線始終不受安培力段直線

7、始終不受安培力 C.感應電動勢最大值感應電動勢最大值EBav D.感應電動勢平均值感應電動勢平均值14EBavCD下圖下圖a中中A、B為兩個相同的環(huán)形線圈，共軸并靠近放置，為兩個相同的環(huán)形線圈，共軸并靠近放置，A線圈中通有如圖（線圈中通有如圖（b）所示的交流電）所示的交流電i ，則（，則（ ） A. 在在t1到到t2時間內(nèi)時間內(nèi)A、B兩線圈相吸兩線圈相吸 B. 在在t2到到t3時間內(nèi)時間內(nèi)A、B兩線圈相斥兩線圈相斥 C. t1時刻兩線圈間作用力為零時刻兩線圈間作用力為零 D. t2時刻兩線圈間吸力最大時刻兩線圈間吸力最大 t1t2t3t4it0bBAiaA B C如圖所示，半徑為如圖所示，半徑

8、為R、單位長度電阻為、單位長度電阻為的均勻?qū)щ妶A環(huán)固定的均勻?qū)щ妶A環(huán)固定在水平面上，圓環(huán)中心為在水平面上，圓環(huán)中心為O。勻強磁場垂直水平方向向下，磁。勻強磁場垂直水平方向向下，磁感強度為感強度為B。平行于直徑。平行于直徑MON的導體桿，沿垂直于桿的方向的導體桿，沿垂直于桿的方向向右運動。桿的電阻可以忽略不計，桿與圓環(huán)接觸良好向右運動。桿的電阻可以忽略不計，桿與圓環(huán)接觸良好,某時某時刻，桿的位置如圖，刻，桿的位置如圖，aOb=2 ，速度為，速度為v。求此時刻作用在。求此時刻作用在桿上的安培力的大小。桿上的安培力的大小。NMObaRdc cabd2002年河南卷年河南卷粗細均勻的電阻絲圍成的正方形

9、線框置于有界勻強磁場中，磁粗細均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強磁場中，磁場方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行?，F(xiàn)使場方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行。現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個不同方向平移出磁場，如圖所示線框以同樣大小的速度沿四個不同方向平移出磁場，如圖所示，則在移出過程中線框一邊，則在移出過程中線框一邊a、b兩點間的電勢差絕對值最大的兩點間的電勢差絕對值最大的是是 （ ）A. B. C. D.a bva bva bva bvB水平放置于勻強磁場水平放置于勻強磁場B中的光滑導軌上，有一根長為中的光滑導軌上，有一根長為L的導體棒的導體棒ab，用恒力，用恒力F

10、作用在作用在ab上，由靜止開始運動，回路總電阻為上，由靜止開始運動，回路總電阻為R，分析，分析ab 的運動情況，并求的運動情況，并求ab的最大速度。的最大速度。abBR F f1 F f2 Ff如圖，正方形線圈邊長為如圖，正方形線圈邊長為a，總電阻為，總電阻為R，以速度，以速度v從左向右勻速穿過兩個寬為從左向右勻速穿過兩個寬為L（L a），磁感應強度），磁感應強度為為B，但方向相反的兩個勻強磁場區(qū)域，運動方向與，但方向相反的兩個勻強磁場區(qū)域，運動方向與線圈一邊、磁場邊界及磁場方向均垂直，則這一過線圈一邊、磁場邊界及磁場方向均垂直，則這一過程中線圈中感應電流的最大值為程中線圈中感應電流的最大值為

11、 ，全過，全過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為程中產(chǎn)生的內(nèi)能為 。aLL2Bav/R6B2a3v/R 例例2、如圖示，正方形線圈邊長為、如圖示，正方形線圈邊長為a，總電阻為，總電阻為R，以速度以速度v從左向右勻速穿過兩個寬為從左向右勻速穿過兩個寬為L（L a），磁），磁感應強度為感應強度為B，但方向相反的兩個勻強磁場區(qū)域，運，但方向相反的兩個勻強磁場區(qū)域，運動方向與線圈一邊、磁場邊界及磁場方向均垂直，動方向與線圈一邊、磁場邊界及磁場方向均垂直，則這一過程中線圈中感應電流的最大值為則這一過程中線圈中感應電流的最大值為 ，全過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為全過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為 。aLL解：在磁場分界線兩側時感應電流最大解：在磁

12、場分界線兩側時感應電流最大 I2=2Bav/R此時產(chǎn)生的電能為此時產(chǎn)生的電能為W2=I22 Rt=4B2a2v2/Ra/v= 4B2a3v/R進入和出來的感應電流為進入和出來的感應電流為 I1=Bav/R產(chǎn)生的電能分別為產(chǎn)生的電能分別為W1= W3= I12 Rt=B2a2v2/Ra/v = B2a3v/R2Bav/R6B2a3v/R電磁感應現(xiàn)象電磁感應現(xiàn)象電感電容對交電感電容對交變電流的影響變電流的影響現(xiàn)象現(xiàn)象正弦式交變電流的產(chǎn)生正弦式交變電流的產(chǎn)生瞬時電動勢的大小瞬時電動勢的大小e=nBSsin（t+0）最大電動勢最大電動勢Em=nBS有效值有效值利用熱效應定義利用熱效應定義正弦式正弦式:

13、有效值有效值=最大值最大值/變壓器的結構與工作原理變壓器的結構與工作原理變壓比變壓比一原一副線圈的變流比一原一副線圈的變流比功率關系功率關系遠距離輸電，升壓可降低輸電線上的電流，從而減小線路損耗遠距離輸電，升壓可降低輸電線上的電流，從而減小線路損耗2n正弦式電流的變化規(guī)律及對中性面的理解n1正弦式電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置時開始計時)n2.對中性面的理解對中性面的理解n(1)中性面是與磁場方向垂直的平面，是假想的一個參中性面是與磁場方向垂直的平面，是假想的一個參考面考面n(2)線圈平面位于中性面時，穿過線圈的磁通量最大，線圈平面位于中性面時，穿過線圈的磁通量最大，但其變化率為零，感應電動

14、勢為零但其變化率為零，感應電動勢為零n(3)線圈平面與中性面垂直時，穿過線圈的磁通量為零，線圈平面與中性面垂直時，穿過線圈的磁通量為零，但磁通量的變化率最大，感應電動勢最大但磁通量的變化率最大，感應電動勢最大n(4)線圈轉(zhuǎn)動一周，兩次經(jīng)過中性面，內(nèi)部電流的方向線圈轉(zhuǎn)動一周，兩次經(jīng)過中性面，內(nèi)部電流的方向改變兩次改變兩次n【案例1】(2008寧夏理綜)如圖甲所示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中，并繞過ab、cd中點的軸OO以角速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動若以線圈平面與磁場夾角45時(如圖乙)為計時起點，并規(guī)定當電流自a流向b時電流方向為正則丙圖中正確的是()n 甲乙n【即時鞏固1】有一個小型發(fā)電機，機

15、內(nèi)的矩形線圈匝數(shù)為100匝，電阻為0.5 .線圈在勻強磁場中，以恒定的角速度繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動穿過每匝線圈的磁通量隨時間的變化規(guī)律如圖所示由此可知發(fā)電機電動勢瞬時值表達式為()nAe3.14sint(V)nBe3.14cost(V)nCe314sin100t(V) nDe314cos100t(V)n【答案】Dn考點二對描述交變電流的考點二對描述交變電流的“四值四值”的比較和理解的比較和理解n1交變電流的瞬時值、最大值、有效值、平均值的交變電流的瞬時值、最大值、有效值、平均值的比較比較n【案例2】(2009福建理綜)一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示已知發(fā)電機

16、線圈內(nèi)阻為5.0 ，現(xiàn)外接一只電阻為95.0 的燈泡，如圖乙所示，則()A電壓表的示數(shù)為電壓表的示數(shù)為220 VB電路中的電流方向每秒鐘改變電路中的電流方向每秒鐘改變50次次C燈泡實際消耗的功率為燈泡實際消耗的功率為484 WD發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2 Jn【案例3】如圖所示，勻強磁場B0.1 T，所用矩形線圈的匝數(shù)N100，邊長ab0.2 m，bc0.5 m，以角速度100 rad/s繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動當線圈平面通過中性面時開始計時，試求：n(1)線圈產(chǎn)生的感應電動勢的峰值；n(2)線圈中感應電動勢的瞬時值表達式；(1)因線圈在勻強磁場中繞因

17、線圈在勻強磁場中繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動，軸勻速轉(zhuǎn)動，所以所以EmNBS.又又Sabbc.所以所以EmNBabbc1000.10.20.5100 V314 V.【答案答案】(1)314 V(2)314sin100t V(3)200 Vn理想變壓器原、副線圈基本量的關系n理想變壓器原、副線圈基本量的關系如下表：理想變理想變壓器壓器沒有能量損失沒有能量損失(銅損、鐵損銅損、鐵損)沒有磁通量損失沒有磁通量損失(磁通量全部集中在鐵芯中磁通量全部集中在鐵芯中)基基本本關關系系功率功率關系關系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率：原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率：P入入P出出電壓電壓關系關系原副線圈的電壓比等

18、于匝數(shù)比，公式：原副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，公式：U1/U2n1/n2，與負載、副線圈的多少無關與負載、副線圈的多少無關電流電流關系關系只有一個副線圈時：只有一個副線圈時：I1/I2n2/n1有多個副線圈時：由有多個副線圈時：由P入入P出出得得I1U1I2U2I3U3InUn或或I1n1I2n2I3n3Innn頻率頻率關系關系f1f2(變壓器不改變交流電的頻率變壓器不改變交流電的頻率)n【案例案例1】(2010山東理綜山東理綜)一理想變壓器原、副線一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為圈的匝數(shù)比為10 1，原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如，原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示，副線圈所接電路如圖乙所示，圖甲

19、所示，副線圈所接電路如圖乙所示，P為滑動變?yōu)榛瑒幼冏杵鞯挠|頭，下列說法正確的是阻器的觸頭，下列說法正確的是()nA副線圈輸出電壓的頻率為副線圈輸出電壓的頻率為50 HznB副線圈輸出電壓的有效值為副線圈輸出電壓的有效值為31 VnCP向右移動時，原、副線圈的電流比減小向右移動時，原、副線圈的電流比減小nDP向右移動時，變壓器的輸出功率增加向右移動時，變壓器的輸出功率增加 【即時鞏固即時鞏固1】(2009江蘇高考江蘇高考)如圖所示，理想變壓器的如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為原、副線圈匝數(shù)比為1 5，原線圈兩端的交變電壓為，原線圈兩端的交變電壓為u20 sin100t V，氖泡在兩端電壓

20、達到，氖泡在兩端電壓達到100 V時開始發(fā)光，時開始發(fā)光，下列說法中正確的有下列說法中正確的有()A開關接通后，氖泡的發(fā)開關接通后，氖泡的發(fā)光頻率為光頻率為100 HzB開關接通后，電壓表的開關接通后，電壓表的示數(shù)為示數(shù)為100 VC開關斷開后，電壓表的示數(shù)變大開關斷開后，電壓表的示數(shù)變大D開關斷開后，變壓器的輸出功率不變開關斷開后，變壓器的輸出功率不變n考點二理想變壓器的動態(tài)分析n如果理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)不變時，當變壓器的負載發(fā)生變化，如圖所示，各量相互關系如下：n(2)輸出電流輸出電流I2決定輸入電流決定輸入電流I1.在輸入電壓在輸入電壓U1一定的情一定的情況下，輸出電壓況下，輸出

21、電壓U2也被完全確定當負載電阻也被完全確定當負載電阻R增大增大時，時，I2減小，則減小，則I1相應減??；當負載電阻相應減??；當負載電阻R減小時，減小時，I2增大，則增大，則I1相應增大在使用變壓器時，不能使變壓相應增大在使用變壓器時，不能使變壓器次級短路器次級短路.n(3)輸出功率輸出功率P2決定輸入功率決定輸入功率P1.理想變壓器的輸入功理想變壓器的輸入功率與輸出功率相等，即率與輸出功率相等，即P1P2，在輸入電壓，在輸入電壓U1一定的一定的情況下，當負載電阻情況下，當負載電阻R增大時，增大時，I2減小，則變壓器的減小，則變壓器的輸出功率輸出功率P2I2U2減小，輸入功率減小，輸入功率P1也

22、將相應減小；也將相應減小；當負載電阻當負載電阻R減小時，減小時， I2增大，變壓器的輸出功率增大，變壓器的輸出功率P2I2U2增大，則輸入功率增大，則輸入功率P1也將增大也將增大n【案例2】(2010天津理綜)為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接相同的燈泡L1、L2，電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1、A2，導線電阻不計，如圖所示當開關S閉合后()AA1示數(shù)變大，示數(shù)變大，A1與與A2示數(shù)的比值不變示數(shù)的比值不變BA1示數(shù)變大，示數(shù)變大，A1與與A2示數(shù)的比值變大示數(shù)的比值變大CV2示數(shù)變小，示數(shù)變小，V1與

23、與V2示數(shù)的比值變大示數(shù)的比值變大DV2示數(shù)不變，示數(shù)不變，V1與與V2示數(shù)的比值不變示數(shù)的比值不變AD【即時鞏固2】(2011屆中山檢測)街頭通過降壓變壓器給用戶供電的示意圖如圖所示變壓器輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，可忽略其波動輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，輸電線的電阻用R0表示，輸電線消耗的電功率用P0表示，變阻器R表示用戶的總電阻，P表示用戶的總功率，當用電器增加時，相當于R的阻值減小，滑動片向下移(R始終大于R0)當用戶的用電器增加時，圖中電流表示數(shù)I1、I2及P0、P變化為()AI1變大，變大，I2變小變小BI1變小，變小，I2變小變小CP0變大，變大，P變大變大 DP0變大，變大，P變小變小Cn考點三關于高壓輸電問題的分析考點三關于高壓輸電問題的分析n對高壓輸電問題，應按對高壓輸電問題，應按“發(fā)電機發(fā)電機升壓變壓器升壓變壓器遠距離輸電線遠距離輸電線降壓變壓器降壓變壓器用電器用電器”這樣的順序，或從這樣的順序，或從“用電器用電器”倒推到倒推到“發(fā)發(fā)電機電機”一步一步進行分析一步一步進行分