高中物理选修32知识点总结.docx

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高中物理选修32知识点总结

第四章电磁感应知识点总结

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

第五章交变电流知识点总结

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

（2）电气设备“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

高频扼流圈：

通低频、阻高频

隔直电容：

通交流、隔直流

旁路电容：

通高频、阻低频

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：

选修3－2综合检测

一、选择题

1.如图所示，当穿过闭合回路的磁通量均匀增加时，内外两金属环中感应电流的方向为（　　）

A．内环逆时针，外环顺时针B．内环顺时针，外环逆时针

C．内环逆时针，外环逆时针D．内环顺时针，外环顺时针

2．如图所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压．在测量完毕后，将电路解体时应（　　）

A．先断开S1　　　　　　B．先断开S2

C．先拆除电流表D．先拆除电阻R

3.如图所示，边长为L的正方形闭合导线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁感线的方向垂直．用力将线框分别以速度v1和v2匀速拉出磁场，比较这两个过程，以下判断正确的是（　　）

A．若v1>v2，通过线框导线的电荷量q1>q2B．若v1>v2，拉力F1>F2

C．若v1＝2v2，拉力作用的功率P1＝2P2D．若v1＝2v2，拉力所做的功W1＝2W2

4．一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直．先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1s时间内均匀地增大到原来的两倍．接着保持增大后的磁感应强度不变，在1s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半．先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为（　　）

B．1C.2D．4

5.如图所示边长为L的正方形闭合线框在磁感应强度为B的匀强磁场中，以一条边为轴以角速度ω匀速转动，转轴与B垂直，线圈总电阻为R，导线电阻不计，下列说法正确的是（　　）

A．电压表示数为BL2ω/8B．电压表示数为

BL2ω/8

C．线圈转一周产生热量为πB2L4ω/RD．线圈转一周产生热量为2πB2L4ω/R

6．某电站用11kV交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R，现若用变压器将电压升高到330kV送电，下面哪个选项正确（　　）

A．因I＝

，所以输电线上的电流增为原来的30倍B．因I＝

，所以输电线上的电流减为原来的1/30

C．因P＝

，所以输电线上损失的功率为原来的900倍

D．若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的半径减为原来的1/30

8．两金属棒和三根电阻丝如图连接，虚线框内存在均匀变化的匀强磁场，三根电阻丝的电阻大小之比R1R2R3＝123，金属棒电阻不计．当S1、S2闭合，S3断开时，闭合的回路中感应电流为I，当S2、S3闭合，S1断开时，闭合的回路中感应电流为5I；当S1、S3闭合，S2断开时，闭合的回路中感应电流是（　　）

A．0　　　　　　　　　B．3IC．6ID．7I

9．一理想变压器原、副线圈的匝数比为101，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头．下列说法正确的是（　　）

A．副线圈输出电压的频率为50Hz

B．副线圈输出电压的有效值为31V

C．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小

D．P向右移动时，变压器的输出功率增加

10．如图所示，ABCD为固定的水平光滑矩形金属导轨，处在方向竖直向下，磁感应强度为B的匀强磁场中，AB间距为L，左右两端均接有阻值为R的电阻，质量为m、长为L且不计电阻的导体棒MN放在导轨上，与导轨接触良好，并与轻质弹簧组成弹簧振动系统．开始时，弹簧处于自然长度，导体棒MN具有水平向左的初速度v0，经过一段时间，导体棒MN第一次运动到最右端，这一过程中AB间R上产生的焦耳热为Q，则（　　）

A．初始时刻棒所受的安培力大小为

B．从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生的焦耳热为

C．当棒第一次到达最右端时，弹簧具有的弹性势能为

mv02－2Q

D．当棒再一次回到初始位置时，AB间电阻的热功率为

二、填空题（每题5分，共15分）

11．如图所示，四根金属棒搭成一个井字，它们四个接触点正好组成一个边长为a的正方形．垂直于它们所在的平面，有磁感应强度为B的匀强磁场，假如四根金属棒同时以相同速率v沿垂直棒的方向向外运动，则在由它们围成的正方形回路中，感生电动势与速率之间的关系是__________．

12．金属线圈ABC构成一个等腰直角三角形，腰长为a，绕垂直于纸面通过A的轴在纸面内匀速转动，角速度ω，如图所示．如加上一个垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，则B、A间的电势差UBA＝____________，B、C间的电势差UBC＝__________.

13．某交流发电机，额定输出功率为4000kW，输出电压为400V，要用升压变压器将电压升高后向远处送电，所用输电线全部电阻为10Ω，规定输电过程中损失功率不得超过额定输出功率的10%，所选用的变压器的原、副线圈匝数比不得大于__________．

三、论述计算题

14.如图所示，线圈面积S＝1×10－5m2，匝数n＝100，两端点连接一电容器，其电容C＝20μF.线圈中磁场的磁感应强度按

＝T/s增加，磁场方向垂直线圈平面向里，那么电容器所带电荷量为多少电容器的极板a带什么种类的电荷

15.如图所示为交流发电机示意图，匝数为n＝100匝的矩形线圈，边长分别为10cm和20cm，内阻为5Ω，在磁感应强度B＝T的匀强磁场中绕OO′轴以50

rad/s的角速度匀速转动，线圈和外部20Ω的电阻R相接．求：

（1）S断开时，电压表示数；

（2）开关S合上时，电压表和电流表示数；

（3）为使R正常工作，R的额定电压是多少

（4）通过电阻R的电流最大值是多少电阻R上所消耗的电功率是多少

16．如图所示为检测某传感器的电路图．传感器上标有“3V　W”的字样（传感器可看做是一个纯电阻），滑动变阻器R0上标有“10Ω　1A”的字样，电流表的量程为A，电压表的量程为3V．求：

（1）传感器的电阻和额定电流．

（2）为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压的最大值是多少

17．如图甲所示，一对平行光滑的轨道放置在水平面上，两轨道间距l＝m，电阻R＝Ω；有一导体静止地放在轨道上，与轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B＝T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下．

现用一外力F沿轨道方向向右拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图乙所示，求杆的质量m和加速度a.

第6章传感器

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