高中物理选修3-2复习

电磁感应现象自感现象产生电磁感应现象的条件感应电动势的大小E=nΔΦ/ΔtE=BLv感应电流的方向楞次定律右手定则应用牛顿第二定律，解决导体切割磁感应线运动问题应用闭合电路欧姆定律解决电磁感应中的电流和功率问题应用能的转化和守恒定律解决电磁感应问题一.产生电磁感应的条件对整个回路来说，产生感应电动势，必须有回路磁通量的变化；可以通过以下三种方法（1）磁感强度的变化（2）线圈有效面积的变化（3）线圈平面的法线方向与磁场方向夹角的变化对单根导体棒来说，只要切割磁感线，棒上就会产生感应电动势2、法拉第电磁感应定律（1）决定感应电动势大小因素：穿过这个闭合电路中的磁通量的变化快慢（即磁通量的变化率）平均变化率决定该段时间内的平均电动势；瞬时变化率（即φ-t图的切线斜率）决定该时刻的瞬时电动势。（2）注意区分磁通量，磁通量的变化量，磁通量的变化率的不同φ—磁通量，Δφ—磁通量的变化量，Δφ/Δt=（φ2-φ1）/Δt----磁通量的变化率（3）感应电动势大小的计算式：tnE（4）几种题型①线圈面积S不变，磁感应强度均匀变化：tBnStBSnE②磁感强度B不变，线圈面积均匀变化：nBLvtSnBtSBnE③B、S均不变，线圈绕过线圈平面内的某一轴转动时tnBStBSBSnE1212coscoscoscos3.导体切割磁感线时产生感应电动势大小的计算：1.公式：BlvE2.若导体在磁场中绕着导体上的某一点转动时，221BlE3.矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动时产生交流电从中性面计时e=Emsinωt最大值Em=nBωS条件：B、L、v三个量两两垂直4.楞次定律1.阻碍原磁通的变化，即“增反减同”2.阻碍（导体间的）相对运动，即“来时拒，去时留”3.阻碍原电流的变化，（线圈中的电流不能突变）应用在解释自感现象的有关问题。5.综合应用题型2.电磁感应现象中的动态过程分析3.用功能观点分析电磁感应现象中的有关问题——导体棒克服安培力做多少功，就有多少其他能转化成电路中的电能1.电磁感应现象中电路问题电磁感应现象电感电容对交变电流的影响现象正弦式交变电流的产生瞬时电动势的大小e=nBSωsin（ωt+θ0）最大电动势Em=nBSω有效值—利用热效应定义正弦式:有效值=最大值/变压器的结构与工作原理变压比一原一副线圈的变流比功率关系远距离输电，升压可降低输电线上的电流，从而减小线路损耗2正弦式电流的变化规律及对中性面的理解1．正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置时开始计时)规律物理量函数图象磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt电动势e＝Emsinωt＝nBSωsinωt电压u＝Umsinωt＝REmR＋rsinωt电流i＝Imsinωt＝EmR＋rsinωt2.对中性面的理解(1)中性面是与磁场方向垂直的平面，是假想的一个参考面．(2)线圈平面位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但其变化率为零，感应电动势为零．(3)线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电动势最大．(4)线圈转动一周，两次经过中性面，内部电流的方向改变两次．考点二对描述交变电流的“四值”的比较和理解1．交变电流的瞬时值、最大值、有效值、平均值的比较物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值e＝Emsinωti＝Imsinωt计算线圈某时刻的受力情况(或力矩的瞬时值)最大值最大的瞬时值Em＝nBSωEm＝nΦmωIm＝EmR＋r讨论电容器的击穿电压物理量物理含义重要关系适用情况及说明有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流值对正(余)弦交流电：Em＝2EUm＝2UIm＝2I(1)计算与电流的热效应有关的量(如功、功率、热量等)(2)电器设备“铭牌”上所标的一般是有效值(3)保险丝的熔断电流为有效值平均值交变电流图象中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值E＝BLvE＝nΔΦΔtI＝ER＋r计算通过电路截面的电荷量理想变压器原、副线圈基本量的关系理想变压器原、副线圈基本量的关系如下表：理想变压器①没有能量损失(铜损、铁损)②没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)基本关系功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率：P入＝P出电压关系原副线圈的电压比等于匝数比，公式：U1/U2＝n1/n2，与负载、副线圈的多少无关电流关系①只有一个副线圈时：I1/I2＝n2/n1②有多个副线圈时：由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn频率关系f1＝f2(变压器不改变交流电的频率)考点二理想变压器的动态分析如果理想变压器的原、副线圈的匝数不变时，当变压器的负载发生变化，如图所示，各量相互关系如下：(1)输入电压U1决定输出电压U2.这是因为输出电压U2＝n2n1U1，当U1不变时，不论负载电阻R变化与否，U2都不会改变．(2)输出电流I2决定输入电流I1.在输入电压U1一定的情况下，输出电压U2也被完全确定．当负载电阻R增大时，I2减小，则I1相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，则I1相应增大．在使用变压器时，不能使变压器次级短路.(3)输出功率P2决定输入功率P1.理想变压器的输入功率与输出功率相等，即P1＝P2，在输入电压U1一定的情况下，当负载电阻R增大时，I2减小，则变压器的输出功率P2＝I2U2减小，输入功率P1也将相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，变压器的输出功率P2＝I2U2增大，则输入功率P1也将增大．考点三关于高压输电问题的分析对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”这样的顺序，或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析．高压输电既能减少功率损失，也能减少电压损失，但在实际高压输电时，也并非输电电压越高越好，还需综合考虑各种因素，依照不同的情况选择合适的输电电压．远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例)：(1)功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P损＋P3.(2)电压、电流关系：U1U2＝n1n2＝I2I1，U3U4＝n3n4＝I4I3.U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I线．(3)输电电流：I线＝P2U2＝P3U3＝U2－U3R线.(4)输电线上损耗的功率：P损＝I线ΔU＝I2线R线＝(P2U2)2R线．当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减少到原来的1n2.