高中物理选修3-2知识点总结
第四章 电磁感应
1.两个人物:a.法拉第:磁生电
b.奥斯特:电生磁
2.感应电流的产生条件:a.闭合电路
b.磁通量发生变化
注意:①产生感应电动势的条件是只具备b
②产生感应电动势的那部分导体相当于电源
③电源内部的电流从负极流向正极
3.感应电流方向的判定:
(1)方法一:右手定则
(2)方法二:楞次定律:(理解四种阻碍)
①阻碍原磁通量的变化(增反减同)
②阻碍导体间的相对运动(来拒去留)
③阻碍原电流的变化(增反减同)
④面积有扩大与缩小的趋势(增缩减扩)
4.感应电动势大小的计算:
(1)法拉第电磁感应定律:
A、内容:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
B、表达式:
(2)磁通量发生变化情况
①B不变,S变,
②S不变,B变,
③B和S同时变,
(3)计算感应电动势的公式
①求平均值:
②求瞬时值:(导线切割类)
③导体棒绕某端点旋转:
5.感应电流的计算:
瞬时电流:(瞬时切割)
6.安培力的计算:
瞬时值:
7.通过截面的电荷量:
注意:求电荷量只能用平均值,而不能用瞬时值
8.自感:
(1)定义:是指由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。
(2)决定因素:线圈越长,单位长度上的匝数越多,截面积越大,它的自感系数就越大。另外,有铁芯的线圈自感系数比没有铁芯时大得多。
(3)类型:通电自感和断电自感
(4)单位:亨利(H)、毫亨(mH)、微亨()
(5)涡流及其应用
①定义:变压器在工作时,除了在原副线圈中产生感应电动势外,变化的磁通量也会在哎铁芯中产生感应电流。一般来说,只要空间里有变化的磁通量,其中的导体中就会产生感应电流,我们把这种感应电流叫做涡流
②应用:a.电磁炉b.金属探测器,飞机场火车站安全检查、扫雷、探矿
第五章 交变电流
一、交变电流的产生
1、原理:电磁感应
2、两个特殊位置的比较:
中性面:线圈平面与磁感线垂直的平面。
①线圈平面与中性面重合时(S⊥B):磁通量最大,,e=0,i=0,感应电流方向改变。
②线圈平面平行与磁感线时(S∥B):=0,最大,e最大,i最大,电流方向不变。
3、穿过线圈的磁通量与产生的感应电动势、感应电流随时间变化的函数关系总是互余的:
取中性面为计时平面:
磁通量: 电动势表达式:
路端电压: 电流:
角速度、周期、频率、转速关系:
二、表征交变电流的物理量
1、瞬时值、峰值(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 |
|
计算线圈某时刻的受力情况 |
最大值 |
最大的瞬时值 |
|
讨论电容器的击穿电压(耐压值) |
有效值 |
跟交变电流的热效应等效的恒定电流值 |
对正(余)弦交流电有:, |
(1)计算与电流的热效应有关的量(如功、功率、热量)等 |
平均值 |
交变电流图像中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值 |
|
计算通过电路截面的电荷量 |
三、电感和电容对交变电流的作用
|
电感 |
电容 |
对电流的作用 |
只对交变电流有阻碍作用 |
直流电不能通过电容器,交流电能通过但有阻碍作用 |
影响因素 |
自感系数越大,交流电频率越大,阻碍作用越大,即感抗越大 |
电容越大,交流电频率越大,阻碍作用越小,即容抗越小 |
应用 |
低频扼流圈:通直流、阻交流 |
隔直电容:通交流、隔直流 |
四.变压器:
1、原、副线圈中的磁通量的变化率相等。
,,,即
2、变压器只变换交流,不变换直流,更不变频。
原、副线圈中交流电的频率一样:f1=f2
五、电能输送的中途损失:
(1)功率关系:P1=P2,P3=P4,P2=P损+P3
(2)输电导线损失的电压:U损=U2-U3=I线R线
(3)输电导线损耗的电功率:
六、变压器工作时的制约关系
(1)电压制约:当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时,输出电压U2由输入电压决定,即U2=n2U1/n1,可简述为“原制约副”.
(2)电流制约:当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定,且输入电压U1确定时,原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定,即I1=n2I2/n1,可简述为“副制约原”.
(3)负载制约:①变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定,P2=P负1+P负2+…;②变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2确定,I2=P2/U2;③总功率P总=P线+P2.
动态分析问题的思路程序可表示为:
传感器
光敏电阻在光照射下电阻变化的原因:有些物质,例如硫化镉,是一种半导体材料,无光照时,载流子极少,导电性能不好;随着光照的增强,载流子增多,导电性变好。光照越强,光敏电阻阻值越小。
金属导体的电阻随温度的升高而增大,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,且阻值随温度变化非常明显。
1.光敏电阻
2.热敏电阻和金属热电阻
3.电容式位移传感器
4.力传感器————将力信号转化为电流信号的元件。
5.霍尔元件
霍尔元件是将电磁感应这个磁学量转化为电压这个电学量的元件。
外部磁场使运动的载流子受到洛伦兹力,在导体板的一侧聚集,在导体板的另一侧会出现多余的另一种电荷,从而形成横向电场;横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力,当静电力与洛伦兹力达到平衡时,导体板左右两例会形成稳定的电压,被称为霍尔电势差或霍尔电压.(d为薄片的厚度,k为霍尔系数)
1.传感器应用的一般模式
2.传感器应用:
力传感器的应用——电子秤
温度传感器的应用——电熨斗、电饭锅、测温仪
光传感器的应用——鼠标器、火灾报警器
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