物理选修3-2知识点归纳(鲁科版)

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物理选修3-2知识点归纳(鲁科版)

第一章 电磁感应 第1节 磁生电的探索

1.电磁感应:只要闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生电流。国磁通量变化而产生电流的现象叫做电磁感应,所产生的电流叫做感应的电流。

第2节 感应电动势与电磁感应定律

1.感应电动势:电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。电路中感应电动势的大小与电路中磁通量变化的快慢有关。

2.法拉第电磁感应定律:电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量变化率成正比。 t

k

E ∆∆Φ

=,k 为比例常数。在国际单位制中,感应电动势E 的单位是V ,Φ的单位是Wb ,t 的单位是s , 1=k , 上式可以化简为t E ∆∆Φ=

。n 匝线圈的感应电动势大小为:t

n E ∆∆Φ

=。磁通量的变化量仅由导线切割磁感线引起时,感应电动势的公式还可以写成:Blv E =。

第3节 电磁感应定律的应用

1.涡流:将整块金属放在变化的磁场中,穿过金属块的磁通量发生变化,金属块内部就产生感应电流。这种电流在金属块内部形成闭合回路,就像旋涡一样,我们把这种感应电流叫做涡电流(eddy current),简称涡流。如图所示,把绝缘导线绕在块状铁芯上,当交变电流通过导线时,铁芯中会产生图中虚线所示的涡流。在以上实验中,小铁锅的电阻很小,穿过铁锅的磁通量变比时产生的涡流较大,足以使水温升高;而玻璃杯是绝缘体,电阻很大,不产生涡流。

2.电磁炉:电磁炉的工作原理与涡流有关。如图所示,当50 Hz 的交流电流入电磁炉时,经过整流变为直流电,再使其变为高频电流(20~50 kHz)进入炉内的线圈。由于电流的变化频率较高,通过铁质锅底的磁通量变化率较大,根据电磁感应定律t E ∆∆Φ=/可知,产生的感应电动势也较大;铁质锅底是整块导体,电阻很小,所以在锅底能产生很强的涡电流,使锅底迅速发热,进而加热锅内的食物。

(1)与煤气灶、电饭锅等炊具相比,电磁炉具有很多优点:电磁炉利用涡流使锅直接发热,减少了能量传递的中间环节,能大大提高热效率;电磁炉使用时无烟火,无毒气、废气;电磁炉只对铁质锅具加热,炉体本身不发热……由于以上种种优点,电磁炉深受消费者的喜爱,被称为“绿色炉具”。

(2)涡流既有利,也有害。例如,变压器、电动机和发电机的铁芯常会因涡流损失大量的电能并导致设备发热。 3.感应电量的计算:

(1)根据法拉第电磁感应定律,在电磁感应现象中,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流。

设在时间t ∆内通过导线截面的电量为q ,则根据电流定义式t q I ∆=/及法拉第电磁感应定律

t n E ∆∆Φ=/,得:

R

n t R E t I q ∆Φ

=∆⋅=

∆⋅=如果闭合电路是一个单匝线圈(n=1),则R q /∆Φ=。 上式中n 为线圈的匝数,∆Φ为磁通量的变化量,R 为闭合电路的总电阻。

可见,在电磁感应现象中,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流,在时间t ∆内通过导线截面的电量q 仅由线圈的匝数n 、磁通量的变化量∆Φ和闭合电路的电阻R 决定,与发生磁通量的变化量的时间无关。

因此,要快速求得通过导体横截面积的电量q ,关键是正确求得磁通量的变化量∆Φ。磁通量的变化量∆Φ是指穿过某一面积末时刻的磁通量2Φ与穿过这一面积初时刻的磁通量2Φ之差,即12Φ-Φ=∆Φ。在计算∆Φ时,通常只取其绝对值,如果2Φ与1Φ反向,那么2Φ与1Φ的符号相

反。

线圈在匀强磁场中转动,产生交变电流,在一个周期内穿过线圈的磁通量的变化量0=∆Φ故通过线圈的电量q=0。

穿过闭合电路磁通量变化的形式一般有下列几种情况:

a. 闭合电路的面积在垂直于磁场方向上的分量S 不变,磁感应强度B 发生变化时, S B ⋅∆=∆Φ;

b. 磁感应强度B 不变,闭合电路的面积在垂直于磁场方向上的分量S 发生变化时,S B ∆⋅=∆Φ;

c. 磁感应强度B 与闭合电路的面积在垂直于磁场方向的分量S 均发生变化时12Φ-Φ=∆Φ。

第二章 楞次定律和自感现象 第1节 感应电流的方向

1.楞次定律:感应电流的磁场,总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,称为楞次定律。

2.右手定则:伸开右手,让拇指与其余四指在同一平面内,使拇指与并拢的四指垂直;让磁感线垂直穿入手心,使拇指指向导体运动方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向。

第2节 自感

1.自感现象:由导体自身的电流变化所产生的电磁感应现象叫做自感现象。 (1)产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化。

①以上表述是充分必要条件。不论什么情况,只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件,就必然产生感应电流;反之,只要产生了感应电流,那么电路一定是闭合的,穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。 ②磁通量的变化”可能是: a. 导体所围面积的变化; b. 磁场与导体相对位置的变化; c. 磁场本身强弱的变化;

d. 当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,电路中有感应电流产生。这个表

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