重点高中物理选修32知识点总结
发布时间:2020-04-30 02:26:54
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重点高中物理选修32知识点总结
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第四章 电磁感应知识点总结
1.两个人物:a.________:磁生电
b.________: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:
2、表征交变电流的物理量
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 |
3、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、电能的输送
(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:
第6章 传感器
1、常见传感器
1.光敏电阻:光照越强,光敏电阻阻值越小。
2.金属热电阻和热敏电阻
(1)金属导体的电阻随温度的升高而增大;
(2)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。
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——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
二、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
选修3-2 综合检测
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对得5分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
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>q2
B.若v1>v2,拉力F1>F2
C.若v1=2v2,拉力作用的功率P1=2P2
D.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( )
A.
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/8 B.电压表示数为
C.线圈转一周产生热量为πB2L4ω/R D.线圈转一周产生热量为2πB2L4ω/R
6.某电站用11 kV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330 kV送电,下面哪个选项正确( )
A.因I=
B.因I=
C.因P=
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R1 R2 R3=1 2 3,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.3I C.6I D.7I
9.一理想变压器原、副线圈的匝数比为10 1,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50 Hz
B.副线圈输出电压的有效值为31 V
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
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4000 kW,输出电压为400 V,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10 Ω,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、计算题(本题共4小题,55分)
14.(8分)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=20 μF.线圈中磁场的磁感应强度按
15.(16分)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10 cm和20 cm,内阻为5 Ω,在磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴以50
(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.(18分)如图所示,边长L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形金属线框,放在磁感应强度B=0.80T的匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合。在水平力作用下由静止开始向左运动,在5.0s内从磁场中拉出。测得金属线框中的电流随时间变化的图象如下图所示。已知金属线框的总电阻R=4.0Ω。
⑴试判断金属线框被拉出的过程中,线框中的感应电流方向,并在图中标出。
⑵求t=2.0s时金属线框的速度大小和水平外力的大小。
⑶已知在5.0s内力F做功1.92J,那么金属线框从磁场拉出的过程中,线框中产生的焦耳热是多少?
17.(13分)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=0.2 m,电阻R=1.0 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=0.5 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.