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第三章單元知識(shí)點(diǎn)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(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),為人類獲取巨大而廉價(jià)的電能開辟了道路,在實(shí)用上有重大意義。小編準(zhǔn)備了高二物理選修1第三章單元知識(shí)點(diǎn)總結(jié),具體請(qǐng)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(chǎng)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 (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(yùn)動(dòng)導(dǎo)致其實(shí)質(zhì)也是B不變而S增大或減小
②線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致變化。線圈面積與磁感應(yīng)強(qiáng)度二者之間夾角發(fā)生變化。如勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形線圈就是典型。
③磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間(或位置)變化,磁感應(yīng)強(qiáng)度是時(shí)間的函數(shù);或閉合回路變化導(dǎo)致變化
(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(dòng)勢(shì),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(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)產(chǎn)生,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.
電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),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(dòng)勢(shì),
而不會(huì)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(yùn)動(dòng)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(shí)應(yīng)注意:
①主要用于閉合回路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(shí)使用,應(yīng)用時(shí)要注意磁場(chǎng)方向、運(yùn)動(dòng)方向、感應(yīng)電流方向三者互相垂直.
③當(dāng)導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí),拇指應(yīng)指向切割磁感線的分速度方向.
④若形成閉合回路,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(shì).
⑤因電而動(dòng)用左手定則.因動(dòng)而電用右手定則.
⑥應(yīng)用時(shí)要特別注意:四指指向是電源內(nèi)部電流的方向(負(fù)正).因而也是電勢(shì)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(gè)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(duì)導(dǎo)體在磁場(chǎng)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(jiǎn)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(chǎng)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(chǎng) (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(bǔ)語) 賓語
(2)對(duì)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(shí),阻礙增加(感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)方向相反,起抵消作用);
磁通量減少時(shí),阻礙減少(感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)方向一致,起補(bǔ)償作用),簡(jiǎn)稱增反減同.
(3)楞次定律另一種表達(dá):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(duì)運(yùn)動(dòng)、磁場(chǎng)變化等都有阻礙原磁通量變化的趨勢(shì)。
①阻礙原磁通量的變化或原磁場(chǎng)的變化;
②阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng),可理解為來拒去留
③使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì); 有時(shí)應(yīng)用這些推論解題 比用楞次定律本身更方便
④阻礙原電流的變化.
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(chǎng)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(chǎng)效果總要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因
①從磁通量變化的角度: 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
②從導(dǎo)體和磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng): 導(dǎo)體和磁體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
③從感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁場(chǎng): 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的變化。(增反、減同)
④楞次定律的特例──右手定則
楞次定律的多種表述、應(yīng)用中常見的兩種情況:一磁場(chǎng)不變,導(dǎo)體回路相對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng);二導(dǎo)體回路不動(dòng),磁場(chǎng)發(fā)生變化。
磁通量的變化與相對(duì)運(yùn)動(dòng)具有等效性:相當(dāng)于導(dǎo)體回路與磁場(chǎng)接近,相當(dāng)于導(dǎo)體回路與磁場(chǎng)遠(yuǎn)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,
①明確閉合回路中引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)方向如何;
②確定原磁場(chǎng)穿過閉合回路中的磁通量如何變化(是增還是減)
③根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流磁場(chǎng)的方向.
④再利用安培定則,根據(jù)感應(yīng)電流磁場(chǎng)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(dòng)部分導(dǎo)體)相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(qiáng)的分析判斷類問題,主要講的是磁場(chǎng)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(chǎng)中,受到安培力作用,從而使閉合電路或電路中可動(dòng)部分的導(dǎo)體發(fā)生了運(yùn)動(dòng).
對(duì)其運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的分析判斷可有兩種思路方法:
①常規(guī)法:據(jù)原磁場(chǎng)(B原方向及情況)確定感應(yīng)磁場(chǎng)(B感方向)判斷感應(yīng)電流(I感方向)
導(dǎo)體受力及運(yùn)動(dòng)趨勢(shì).
②效果法:由楞次定律可知,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(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)作出判斷,更簡(jiǎn)捷、迅速. (如F安方向阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì))
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(gè)層次:
①誰阻礙誰?是感應(yīng)電流的磁通量阻礙原磁通量;
②阻礙什么?阻礙的是磁通量的變化而不是磁通量本身;
③如何阻礙?當(dāng)磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反,當(dāng)磁通量減小時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同,即增反減同
④結(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?yàn)榇嬖谧璧K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(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的相對(duì)運(yùn)動(dòng).
電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)態(tài)分析:就是分析導(dǎo)體的受力和運(yùn)動(dòng)情況之間的動(dòng)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(dá)到最大)導(dǎo)體將以此最大速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)
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(chǎng)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(chǎng)。
因此,不能認(rèn)為感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向和引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反。
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