物理選修32知識(shí)點(diǎn)歸納魯科版

物理選修3-2知識(shí)點(diǎn)歸納(魯科版)物理選修3-2知識(shí)點(diǎn)歸納(魯科版)9/10物理選修3-2知識(shí)點(diǎn)歸納(魯科版)物理選修3-2知識(shí)點(diǎn)歸納(魯科版)第一章電磁感應(yīng)第1節(jié)磁生電的探究1.電磁感應(yīng)：只要閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生電流。國(guó)磁通量變化而產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，所產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)的電流。第2節(jié)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及電磁感應(yīng)定律1.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小及電路中磁通量變化的快慢有關(guān)。2.法拉第電磁感應(yīng)定律：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小及穿過這一電路的磁通量變化率成正比。，為比例常數(shù)。在國(guó)際單位制中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的單位是，的單位是，的單位是，，上式可以化簡(jiǎn)為。匝線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為：。磁通量的變化量?jī)H由導(dǎo)線切割磁感線引起時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的公式還可以寫成：。第3節(jié)電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用1.渦流：將整塊金屬放在變化的磁場(chǎng)中，穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化，金屬塊內(nèi)部就產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種電流在金屬塊內(nèi)部形成閉合回路，就像旋渦一樣，我們把這種感應(yīng)電流叫做渦電流(eddycurrent)，簡(jiǎn)稱渦流。如圖所示，把絕緣導(dǎo)線繞在塊狀鐵芯上，當(dāng)交變電流通過導(dǎo)線時(shí)，鐵芯中會(huì)產(chǎn)生圖中虛線所示的渦流。在以上試驗(yàn)中，小鐵鍋的電阻很小，穿過鐵鍋的磁通量變比時(shí)產(chǎn)生的渦流較大，足以使水溫上升；而玻璃杯是絕緣體，電阻很大，不產(chǎn)生渦流。2.電磁爐：電磁爐的工作原理及渦流有關(guān)。如圖所示，當(dāng)50Hz的溝通電流入電磁爐時(shí)，經(jīng)過整流變?yōu)橹绷麟?，再使其變?yōu)楦哳l電流(20～50kHz)進(jìn)入爐內(nèi)的線圈。由于電流的變化頻率較高，通過鐵質(zhì)鍋底的磁通量變化率較大，依據(jù)電磁感應(yīng)定律可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也較大；鐵質(zhì)鍋底是整塊導(dǎo)體，電阻很小，所以在鍋底能產(chǎn)生很強(qiáng)的渦電流，使鍋底快速發(fā)熱，進(jìn)而加熱鍋內(nèi)的食物。（1）及煤氣灶,電飯鍋等炊具相比，電磁爐具有許多優(yōu)點(diǎn)：電磁爐利用渦流使鍋直接發(fā)熱，削減了能量傳遞的中間環(huán)節(jié)，能大大提高熱效率；電磁爐運(yùn)用時(shí)無煙火，無毒氣,廢氣；電磁爐只對(duì)鐵質(zhì)鍋具加熱，爐體本身不發(fā)熱……由于以上種種優(yōu)點(diǎn)，電磁爐深受消費(fèi)者的寵愛，被稱為“綠色爐具”。（2）渦流既有利，也有害。例如，變壓器,電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的鐵芯常會(huì)因渦流損失大量的電能并導(dǎo)致設(shè)備發(fā)熱。3.感應(yīng)電量的計(jì)算：（1）依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。設(shè)在時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線截面的電量為q，則依據(jù)電流定義式及法拉第電磁感應(yīng)定律，得：假如閉合電路是一個(gè)單匝線圈（n=1），則。上式中n為線圈的匝數(shù)，為磁通量的變化量，R為閉合電路的總電阻?？梢?，在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，在時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線截面的電量q僅由線圈的匝數(shù)n,磁通量的變化量和閉合電路的電阻R確定，及發(fā)生磁通量的變化量的時(shí)間無關(guān)。因此，要快速求得通過導(dǎo)體橫截面積的電量q，關(guān)鍵是正確求得磁通量的變化量。磁通量的變化量是指穿過某一面積末時(shí)刻的磁通量及穿過這一面積初時(shí)刻的磁通量之差，即。在計(jì)算時(shí)，通常只取其肯定值，假如及反向，則及的符號(hào)相反。線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電流，在一個(gè)周期內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化量故通過線圈的電量q=0。穿過閉合電路磁通量變化的形式一般有下列幾種狀況：a.閉合電路的面積在垂直于磁場(chǎng)方向上的重量S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化時(shí)，；b.磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，閉合電路的面積在垂直于磁場(chǎng)方向上的重量S發(fā)生變化時(shí)，；c.磁感應(yīng)強(qiáng)度B及閉合電路的面積在垂直于磁場(chǎng)方向的重量S均發(fā)生變化時(shí)。第二章楞次定律和自感現(xiàn)象第1節(jié)感應(yīng)電流的方向1.楞次定律：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)，總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，稱為楞次定律。2.右手定則：伸開右手，讓拇指及其余四指在同一平面內(nèi)，使拇指及并攏的四指垂直；讓磁感線垂直穿入手心，使拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，其余四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。第2節(jié)自感1.自感現(xiàn)象：由導(dǎo)體自身的電流變化所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫做自感現(xiàn)象。（1）產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。①以上表述是充分必要條件。不論什么狀況，只要滿意電路閉合和磁通量發(fā)生變化這兩個(gè)條件，就必定產(chǎn)生感應(yīng)電流；反之，只要產(chǎn)生了感應(yīng)電流，則電路肯定是閉合的，穿過該電路的磁通量也肯定發(fā)生了變化。②磁通量的變化”可能是：a.導(dǎo)體所圍面積的變化；b.磁場(chǎng)及導(dǎo)體相對(duì)位置的變化；c.磁場(chǎng)本身強(qiáng)弱的變化;d.當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生。這個(gè)表述是充分條件，不是必要的。在導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)用它判定比較便利。（2）感應(yīng)電流的方向：右手定則①大拇指的方向是導(dǎo)體相對(duì)磁場(chǎng)的切割磁感線的運(yùn)動(dòng)方向，即有可能是導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而磁場(chǎng)未動(dòng)，也可能是導(dǎo)體未動(dòng)而磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)。②四指表示電流方向，對(duì)切割磁感線的導(dǎo)體而言也就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，切割磁感線的導(dǎo)體相當(dāng)于電源，在電源內(nèi)部電流從電勢(shì)低的負(fù)極流向電勢(shì)高的正極。③右手定則反映了磁場(chǎng)方向,導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向和電流方向三者的相互垂直關(guān)系．2.自感電動(dòng)勢(shì)：由導(dǎo)體自身電流變化所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為自感電動(dòng)勢(shì)。（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的條件：穿過電路的磁通量發(fā)生變化。這里不要求閉合。無論電路閉合及否，只要磁通量變化了，就肯定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生。這好比一個(gè)電源：不論外電路是否閉合，電動(dòng)勢(shì)總是存在的。但只有當(dāng)外電路閉合時(shí)，電路中才會(huì)有電流。3.法拉第電磁感應(yīng)定律：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比，即，在國(guó)際單位制中可以證明其中的k=1，所以有。對(duì)于n匝線圈有。在導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的狀況下，由法拉第電磁感應(yīng)定律可推出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小是：（α是B及v之間的夾角）。4.自感：自感系數(shù)簡(jiǎn)稱自感。第3節(jié)自感現(xiàn)象的應(yīng)用1.左手定則及右手定則的應(yīng)用：（1）明確左手定則和右手定則的實(shí)質(zhì)。左手定則適用于通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)狀況，也就是說適用于電動(dòng)機(jī)，而右手定則適用于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，也就是說適用于發(fā)電機(jī)。（2）聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，依據(jù)習(xí)慣人們干活都是先用右手后動(dòng)左手，記憶應(yīng)當(dāng)是“右發(fā)左動(dòng)”，這樣對(duì)定則的運(yùn)用會(huì)起到很好的扶植作用。第三章交變電流第1節(jié)交變電流的特點(diǎn)1.交變流電：電流大小和方向隨時(shí)間做周期性變化，這種電流稱為交變電流，簡(jiǎn)稱溝通電。2.周期：交變電流完成一次周期性變化所須要的時(shí)間，叫做交變電流的周期，用符號(hào)T表示，在國(guó)際單位制中它的單位是。周期越大，表示交變電流完成1次周期性變化所須要的時(shí)間越長(zhǎng)，也就是變化得越慢。3.頻率：交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化次數(shù)，用符號(hào)表示。國(guó)際單位中它的單位是。頻繁越大，交變電流在單位時(shí)間內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)越多，變化得越快。周期及常見的關(guān)系：。4.正弦式交變電流：電流的大小和方向隨之時(shí)間按正弦規(guī)律變化，這種電流叫做正弦式交變電流。正弦式交變電流電壓及交變電流的有效值和峰值之間的關(guān)系是：，（1）交變電流渡過電阻時(shí)在時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量，可以直接用焦耳定律公式：其中電流是有效值。（2）電器元件或設(shè)備對(duì)電壓或電流有肯定的耐受極限，一旦超過這一極限，就會(huì)損壞元件設(shè)備。在這種狀況下就要老虎溝通的最大值而不是有效值。交變電流的變化規(guī)律：（角度為線圈及中性面的夾角算起），其中，又為感應(yīng)電流的最大值用表示，則感應(yīng)電流的瞬時(shí)值為：。第四章遠(yuǎn)距離輸電第1節(jié)三相交變電流到我家1.變壓器：在溝通電的傳輸過程中，必需有能上升電壓或降低電壓的設(shè)備來滿意各種不同的須要，這種設(shè)備稱為變壓器。2.原線圈：及電原相連的線圈叫原線圈，或初級(jí)線圈，及負(fù)載相連的線圈叫副線圈或次級(jí)線圈。原,副線圈的匝數(shù)分別用符號(hào)和表示。原線圈兩端的電壓又叫輸入電壓，用符號(hào)表示，副線圈兩端的電壓又叫輸出電壓，用符號(hào)表示。3.自耦變壓器：只有一個(gè)繞線組的變壓器。自耦變壓器的工作原理和一般的雙繞組變壓器一樣，原,副邊的電壓比等于匝數(shù)比。4.電功率損失：電流渡過輸電導(dǎo)線時(shí)，電流的熱效應(yīng)會(huì)引起電功率的損失。損失的電功率，即在輸電線路上因發(fā)熱而損耗的電功率及電阻成正比，及電流的二次方成正比。5.電壓損失：導(dǎo)線有電阻，輸電線上有電壓損失（損失的電壓），使得用電設(shè)備兩端的電壓比供電電壓低。對(duì)于溝通輸電線路，感抗和容抗也會(huì)造成電壓損失。高壓輸電：由知，在保證輸送電功率不變的狀況下，必需提高輸送電壓才能減小電流。也就是說，遠(yuǎn)距離輸電必需采納高壓輸電。6.采納高壓輸電的緣由：（1）任何導(dǎo)線都有肯定的電阻，當(dāng)電流通過輸電線時(shí)，會(huì)有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能而損失。線路越長(zhǎng)，電阻越大，這部分能量損失就越多。當(dāng)發(fā)電站輸出的功率P肯定時(shí)，依據(jù)公式P＝UI可知，假如提高輸電電壓U，則可減小輸電電流I。依據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt，當(dāng)電流I減小時(shí)，輸電線上損失的內(nèi)能將會(huì)大大削減。遠(yuǎn)距離輸電就是通過上升電壓來減小輸電電流，從而削減線路上電能損耗的。（2）由于制造高電壓大功率的直流發(fā)電機(jī)在技術(shù)上難度很大，又無法直接上升直流電電壓，因此遠(yuǎn)距離送電損耗仍很大。同時(shí)，采納高電壓輸電，給用戶帶來了極大的平安隱患，而且對(duì)用電器的耐壓要求有所提高，相應(yīng)的技術(shù)要求和制造成本都會(huì)上升。為解決這些問題，人們想起了被冷落多年的溝通電。溝通電是大小和方向做周期性變化的電流，它很簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)變壓。7.變壓器如何改變電壓：在遠(yuǎn)距離高壓溝通輸電系統(tǒng)中，須要一種能按實(shí)際要求將電壓上升或降低的設(shè)備——變壓器（1）變壓器是由一個(gè)閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩組線圈組成的，接電源的線圈叫原線圈(也叫初級(jí)線圈)，接負(fù)載的線圈叫副線圈(也叫次級(jí)線圈)。（2）發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓一般只有幾千伏至十幾千伏，遠(yuǎn)距離送電時(shí)，需經(jīng)過升壓變壓器上升電壓，再用高壓線向外輸送。（3）高壓電到了用電區(qū)，先要進(jìn)入變電站用降壓變壓器將電壓降低，當(dāng)電壓降至l0kV時(shí)，可把其中一部分電能配送給須要10kV電壓的工廠，其余的則送到低壓變電站，將電壓降到220/380V后，便可配送給一般用戶。（4）遠(yuǎn)距離輸電問題解決以后，一大批大容量的中心發(fā)電站建立了起來，一張張電力網(wǎng)也快速擴(kuò)綻開來。電力開始成為工業(yè)的主要?jiǎng)恿Α＃?）在實(shí)際應(yīng)用中，人們常將一個(gè)地區(qū)的各種不同電壓的輸配電線路和變電站并網(wǎng)聯(lián)合，組成一個(gè)個(gè)四通八達(dá)的大電網(wǎng)系統(tǒng)。這樣，更有利于電力的合理調(diào)度和充分利用，使供電穩(wěn)定，而且便于電力運(yùn)用高峰及低谷間的調(diào)整。8.志向變壓器：（1）志向變壓器的構(gòu)造,作用,原理及特征：①構(gòu)造：兩組線圈（原,副線圈）繞在同一個(gè)閉合鐵芯上構(gòu)成變壓器．②作用：在輸送電能的過程中改變電壓．③原理：其工作原理是利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象．④特征：正因?yàn)槭抢秒姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象來工作的，所以變壓器只能在輸送交變電流的電能過程中改變交變電壓．（2）志向變壓器的志向化條件及其規(guī)律．①在志向變壓器的原線圈兩端加交變電壓后，由于電磁感應(yīng)的緣由，原,副線圈中都將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：，忽視原,副線圈內(nèi)阻，有，。②另外，考慮到鐵心的導(dǎo)磁作用而且忽視漏磁，即認(rèn)為在隨意時(shí)刻穿過原,副線圈的磁感線條數(shù)都相等，于是又有。③由此便可得志向變壓器的電壓變化規(guī)律為在此基礎(chǔ)上再忽視變壓器自身的能量損失（一般包括線圈內(nèi)能量損失和鐵芯內(nèi)能量損失這兩部分，分別俗稱為“銅損”和“鐵損”），有而，于是又得志向變壓器的電流變化規(guī)律為，（3）由此可見：①志向變壓器的志向化條件一般指的是：忽視原,副線圈內(nèi)阻上的分壓，忽視原,副線圈磁通量的差別，忽視變壓器自身的能量損耗（事實(shí)上還忽視了變壓器原,副線圈電路的功率因數(shù)的差別．）②志向變壓器的規(guī)律實(shí)質(zhì)上就是法拉第電磁感應(yīng)定律和能的轉(zhuǎn)化及守恒定律在上述志向條件下的新的表現(xiàn)形式。③這里要求熟記志向變壓器的兩個(gè)基本公式是：a.，即對(duì)同一變壓器的隨意兩個(gè)線圈，都有電壓和匝數(shù)成正比。b.，即無論有幾個(gè)副線圈在工作，變壓器的輸入功率總等于全部輸出功率之和。c.須要特殊引起留意的是：⑴只有當(dāng)變壓器只有一個(gè)副線圈工作時(shí)，才有：，⑵變壓器的輸入功率由輸出功率確定，往往用到：，即在輸入電壓確定以后，輸入功率和原線圈電壓及副線圈匝數(shù)的平方成正比，及原線圈匝數(shù)的平方成反比，及副線圈電路的電阻值成反比。式中的R表示負(fù)載電阻的阻值，而不是“負(fù)載”?！柏?fù)載”表示副線圈所接的用電器的實(shí)際功率。事實(shí)上，R越大，負(fù)載越??；R越小，負(fù)載越大。這一點(diǎn)在審題時(shí)要特殊留意。第五章傳感器及其應(yīng)用第1節(jié)揭開傳感器的“面紗”1.傳感器：能夠感受外界信息，并將其依據(jù)肯定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件或裝置，叫做傳感器。2.作用：傳感器通常應(yīng)用在自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)限制系統(tǒng)中，擔(dān)負(fù)著信息采集和轉(zhuǎn)化任務(wù)。由于電壓,電流,電阻,電容和電感等電學(xué)量及壓力,位移,速率,加速度,流量,溫度,濃度等非電學(xué)量相比，更加便于儀表顯示和用于自動(dòng)限制，傳感器通常須要把非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量。3.分類：按傳感器工作原理的不同把傳感器分為物理傳感器,化學(xué)傳感器和生物傳感器。（1）物理傳感器是利用物質(zhì)的物理性質(zhì)和物理效應(yīng)感知并檢測(cè)出待測(cè)對(duì)象信息的傳感器，如電容傳感器,電感傳感器,光電傳感器,壓電傳感器等。物理傳感器開發(fā)早,發(fā)展快,品種多,應(yīng)用廣，目前正向集成化,系列化,智能化方向發(fā)展。（2）化學(xué)傳感器是利用化學(xué)反應(yīng)識(shí)別和檢測(cè)信息的傳感器，如氣敏傳感器,濕敏傳感器等。這類傳感器很有發(fā)展前途，在環(huán)境愛護(hù),火災(zāi)報(bào)警,醫(yī)療衛(wèi)生和家用電器方面有極其廣泛的應(yīng)用。（3）生物傳感器是指利用生物化學(xué)反應(yīng)識(shí)別和檢測(cè)信息的傳感器，它是由固定生物體材料和適當(dāng)轉(zhuǎn)換器件組合成的系統(tǒng)，如組織傳感器,細(xì)胞傳感器,酶?jìng)鞲衅鞯?。生物傳感器及物理傳感器和化學(xué)傳感器的最大區(qū)分在于生物傳感器的感受器中含有生命物質(zhì)。將生物分子，如蛋白質(zhì),核酸等作為感受器，更成為當(dāng)代生物傳感器發(fā)展的主流。這類傳感器專一性好，易操作，設(shè)備簡(jiǎn)單，測(cè)量快速精確，適用范圍廣。4.組成部分以及