高二物理選修1第三章單元知識點總結(jié):電磁感應(yīng)現(xiàn)象
電磁感應(yīng)現(xiàn)象不僅揭示了電與磁之間的內(nèi)在聯(lián)系,而且為電與磁之間的相互轉(zhuǎn)化奠定了實驗基礎(chǔ),為人類獲取巨大而廉價的電能開辟了道路,在實用上有重大意義。育路小編準(zhǔn)備了高二物理選修1第三章單元知識點總結(jié),具體請看以下內(nèi)容。
一、電磁感應(yīng)
1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象
只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,閉合回路中就有電流產(chǎn)生,這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)。
產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流.
2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:閉合回路中磁通量發(fā)生變化
3. 磁通量變化的常見情況 (Φ改變的方式):
①線圈所圍面積發(fā)生變化,閉合電路中的部分導(dǎo)線做切割磁感線運動導(dǎo)致Φ變化;其實質(zhì)也是B不變而S增大或減小
②線圈在磁場中轉(zhuǎn)動導(dǎo)致Φ變化。線圈面積與磁感應(yīng)強度二者之間夾角發(fā)生變化。如勻強磁場中轉(zhuǎn)動的矩形線圈就是典型。
、鄞鸥袘(yīng)強度隨時間(或位置)變化,磁感應(yīng)強度是時間的函數(shù);或閉合回路變化導(dǎo)致Φ變化
(Φ改變的結(jié)果):磁通量改變的最直接的結(jié)果是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,若線圈或線框是閉合的.則在線圈或線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流,因此產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件就是:穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化.
4.產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件:
無論回路是否閉合,只要穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,線圈中就有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.
電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,如果回路閉合,則有感應(yīng)電流,如果回路不閉合,則只能出現(xiàn)感應(yīng)電動勢,
而不會形成持續(xù)的電流.我們看變化是看回路中的磁通量變化,而不是看回路外面的磁通量變化
二、感應(yīng)電流方向的判定
1.右手定則:伸開右手,使拇指跟其余的四指垂直且與手掌都在同一平面內(nèi),讓磁感線垂直穿過手心,手掌所在平面跟磁感線和導(dǎo)線所在平面垂直,大拇指指向?qū)Ь運動的方向, 四指所指的方向即為感應(yīng)電流方向(電源).
用右手定則時應(yīng)注意:
、僦饕糜陂]合回路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動時,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與感應(yīng)電流的方向判定,
②右手定則僅在導(dǎo)體切割磁感線時使用,應(yīng)用時要注意磁場方向、運動方向、感應(yīng)電流方向三者互相垂直.
、郛(dāng)導(dǎo)體的運動方向與磁場方向不垂直時,拇指應(yīng)指向切割磁感線的分速度方向.
、苋粜纬砷]合回路,四指指向感應(yīng)電流方向;若未形成閉合回路,四指指向高電勢.
⑤“因電而動”用左手定則.“因動而電”用右手定則.
、迲(yīng)用時要特別注意:四指指向是電源內(nèi)部電流的方向(負→正).因而也是電勢升高的方向;即:四指指向正極。
導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流是磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電流的特例,所以判定電流方向的右手定則也是楞次定律的一個特例.用右手定則能判定的,一定也能用楞次定律判定,只是對導(dǎo)體在磁場中切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電流方向的判定用右手定則更為簡便.
2.楞次定律
(1)楞次定律(判斷感應(yīng)電流方向):感應(yīng)電流具有這樣的方向,感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.
(感應(yīng)電流的) 磁場 (總是) 阻礙 (引起感應(yīng)電流的磁通量的) 變化 原因產(chǎn)生結(jié)果;結(jié)果阻礙原因。
(定語) 主語 (狀語) 謂語 (補語) 賓語
(2)對“阻礙”的理解 注意“阻礙”不是阻止,這里是阻而未止。阻礙磁通量變化指:
磁通量增加時,阻礙增加(感應(yīng)電流的磁場和原磁場方向相反,起抵消作用);
磁通量減少時,阻礙減少(感應(yīng)電流的磁場和原磁場方向一致,起補償作用),簡稱“增反減同”.
(3)楞次定律另一種表達:感應(yīng)電流的效果總是要阻礙(或反抗)產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因. (F安方向就起到阻礙的效果作用)
即由電磁感應(yīng)現(xiàn)象而引起的一些受力、相對運動、磁場變化等都有阻礙原磁通量變化的趨勢。
①阻礙原磁通量的變化或原磁場的變化;
、谧璧K相對運動,可理解為“來拒去留”;
、凼咕圈面積有擴大或縮小的趨勢; 有時應(yīng)用這些推論解題 比用楞次定律本身更方便
、茏璧K原電流的變化.
楞次定律 磁通量的變化表述:感應(yīng)電流具有這樣的方向,就是感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
能量守恒表述: I感的磁場效果總要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因
、購拇磐孔兓慕嵌龋 感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
、趶膶(dǎo)體和磁場的相對運動: 導(dǎo)體和磁體發(fā)生相對運動時,感應(yīng)電流的磁場總是阻礙相對運動。
、蹚母袘(yīng)電流的磁場和原磁場: 感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁場的變化。(增反、減同)
、芾愦味傻奶乩ぉび沂侄▌t
楞次定律的多種表述、應(yīng)用中常見的兩種情況:一磁場不變,導(dǎo)體回路相對磁場運動;二導(dǎo)體回路不動,磁場發(fā)生變化。
磁通量的變化與相對運動具有等效性:Φ↑相當(dāng)于導(dǎo)體回路與磁場接近,Φ↓相當(dāng)于導(dǎo)體回路與磁場遠離。
(4)楞次定律判定感應(yīng)電流方向的一般步驟 基本思路可歸結(jié)為:“一原、二感、三電流”,
、倜鞔_閉合回路中引起感應(yīng)電流的原磁場方向如何;
②確定原磁場穿過閉合回路中的磁通量如何變化(是增還是減)
、鄹鶕(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流磁場的方向.
、茉倮冒才喽▌t,根據(jù)感應(yīng)電流磁場的方向來確定感應(yīng)電流方向.
判斷閉合電路(或電路中可動部分導(dǎo)體)相對運動類問題的分析策略
在電磁感應(yīng)問題中,有一類綜合性較強的分析判斷類問題,主要講的是磁場中的閉合電路在一定條件下產(chǎn)生了感應(yīng)電流,而此電流又處于磁場中,受到安培力作用,從而使閉合電路或電路中可動部分的導(dǎo)體發(fā)生了運動.
對其運動趨勢的分析判斷可有兩種思路方法:
、俪R(guī)法:據(jù)原磁場(B原方向及ΔΦ情況)確定感應(yīng)磁場(B感方向)判斷感應(yīng)電流(I感方向)
導(dǎo)體受力及運動趨勢.
、谛Чǎ河衫愦味煽芍,感應(yīng)電流的“效果”總是阻礙引起感應(yīng)電流的“原因”,深刻理解“阻礙”的含義.
據(jù)"阻礙"原則,可直接對運動趨勢作出判斷,更簡捷、迅速. (如F安方向阻礙相對運動或阻礙相對運動的趨勢)
B感和I感的方向判定:楞次定律(右手) 深刻理解“阻礙”兩字的含義(I感的B是阻礙產(chǎn)生I感的原因)
B原方向?;B原?變化(原方向是增還是減);I感方向?才能阻礙變化;再由I感方向確定B感方向。
楞次定律的理解與應(yīng)用 理解楞次定律要注意四個層次:
①誰阻礙誰?是感應(yīng)電流的磁通量阻礙原磁通量;
、谧璧K什么?阻礙的是磁通量的變化而不是磁通量本身;
、廴绾巫璧K?當(dāng)磁通量增加時,感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反,當(dāng)磁通量減小時,感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同,即”增反減同”;
、芙Y(jié)果如何?阻礙不是阻止,只是延緩了磁通量變化的快慢,結(jié)果是增加的還是增加,減少的還是減少.
另外 ①“阻礙”表示了能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系,正因為存在阻礙作用,才能將其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電能;
② 感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的相對運動.
電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動態(tài)分析:就是分析導(dǎo)體的受力和運動情況之間的動態(tài)關(guān)系。
一般可歸納為:導(dǎo)體組成的閉合電路中磁通量發(fā)生變化導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流導(dǎo)體受安培力作用
導(dǎo)體所受合力隨之變化導(dǎo)體的加速度變化其速度隨之變化感應(yīng)電流也隨之變化
周而復(fù)始地循環(huán),最后加速度小致零(速度將達到最大)導(dǎo)體將以此最大速度做勻速直線運動
“阻礙”和“變化”的含義 原因產(chǎn)生結(jié)果;結(jié)果阻礙原因。
感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,而不是阻礙引起感應(yīng)電流的磁場。
因此,不能認為感應(yīng)電流的磁場的方向和引起感應(yīng)電流的磁場方向相反。
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(責(zé)任編輯:彭海芝)
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