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高考物理知識(shí)歸納（六）

----------------------磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)和交流電

磁場(chǎng) 基本特性,來(lái)源,

方向(小磁針靜止時(shí)極的指向,磁感線的切線方向,外部(NS)內(nèi)部(SN)組成閉合曲線

要熟悉五種典型磁場(chǎng)的磁感線空間分布（正確分析解答問題的關(guān)�。�

腦中要有各種磁源產(chǎn)生的磁感線的立體空間分布觀念；會(huì)從不同的角度看、畫、識(shí) 各種磁感線分布圖

能夠?qū)⒋鸥芯€分布的立體、空間圖轉(zhuǎn)化成不同方向的平面圖（正視、符視、側(cè)視、剖視圖）

安培右手定則：電產(chǎn)生磁安培分子電流假說，磁產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)(磁現(xiàn)象電本質(zhì))奧斯特和羅蘭實(shí)驗(yàn)

安培左手定則(與力有關(guān)) 磁通量概念一定要指明“是哪一個(gè)面積的、方向如何”且是雙向標(biāo)量

F_安=B I L f_洛=q B v 建立電流的微觀圖景(物理模型)

從安培力F=ILBsinθ和I=neSv推出f=qvBsinθ。

典型的比值定義

(E= E=k) (B= B=k ) (u=) ( R= R=) (C= C=)

磁感強(qiáng)度B：由這些公式寫出B單位，單位公式

B= ; B= ; E=BLv B= ； B=k（直導(dǎo)體）；B=NI（螺線管）

qBv = m R = B = ;

電學(xué)中的三個(gè)力：F_電=q E =q F_安=B I L f_洛= q B v

注意：①、B⊥L時(shí)，f_洛最大，f_洛= q B v

（f 、B 、v三者方向兩兩垂直且力f方向時(shí)刻與速度v垂直）導(dǎo)致粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

②、B || v時(shí)，f_洛=0 做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

③、B與v成夾角時(shí)，（帶電粒子沿一般方向射入磁場(chǎng)），

可把v分解為（垂直B分量v_⊥，此方向勻速圓周運(yùn)動(dòng)；平行B分量v_||，此方向勻速直線運(yùn)動(dòng)。）

合運(yùn)動(dòng)為等距螺旋線運(yùn)動(dòng)。

帶電粒子在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)（關(guān)健是畫出運(yùn)動(dòng)軌跡圖,畫圖應(yīng)規(guī)范）。

規(guī)律： (不能直接用)

1、找圓心：①(圓心的確定)因f_洛一定指向圓心，f_洛⊥v任意兩個(gè)f_洛方向的指向交點(diǎn)為圓心；

②任意一弦的中垂線一定過圓心； ③兩速度方向夾角的角平分線一定過圓心。

2、求半徑(兩個(gè)方面)：①物理規(guī)律

②由軌跡圖得出幾何關(guān)系方程 ( 解題時(shí)應(yīng)突出這兩條方程 )

幾何關(guān)系：速度的偏向角=偏轉(zhuǎn)圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角(回旋角)=2倍的弦切角

相對(duì)的弦切角相等，相鄰弦切角互補(bǔ) 由軌跡畫及幾何關(guān)系式列出：關(guān)于半徑的幾何關(guān)系式去求。

3、求粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：偏向角（圓心角、回旋角）=2倍的弦切角，即=2

×T

4、圓周運(yùn)動(dòng)有關(guān)的對(duì)稱規(guī)律：特別注意在文字中隱含著的臨界條件

a、從同一邊界射入的粒子，又從同一邊界射出時(shí)，速度與邊界的夾角相等。

b、在圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，一定沿徑向射出。

注意：均勻輻射狀的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓形磁場(chǎng)，及周期性變化的磁場(chǎng)。

電磁感應(yīng)：.

1.法拉第電磁感應(yīng)定律：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過這一電路的磁通量變化率成正比，這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。

內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。

2.[感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小計(jì)算公式]
1) E＝BLV (垂直平動(dòng)切割)

2) …=?(普適公式) ε∝(法拉第電磁感應(yīng)定律)
3) E= nBSωsin（ωt+Φ）；E_m＝nBSω                (線圈轉(zhuǎn)動(dòng)切割)
4)E＝BL²ω/2                                        (直導(dǎo)體繞一端轉(zhuǎn)動(dòng)切割)
5)*自感E_自＝nΔΦ/Δt＝＝L                    ( 自感 )

3.楞次定律：感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量變化,這就是楞次定律。

內(nèi)容：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。

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。

楞次定律的多種表述

①?gòu)拇磐孔兓慕嵌龋焊袘?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

在應(yīng)用中常見兩種情況：一是磁場(chǎng)不變，導(dǎo)體回路相對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)；二是導(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：磁通量增加相當(dāng)于導(dǎo)體回路與磁場(chǎng)接近，磁通量減少相當(dāng)于導(dǎo)體回路與磁場(chǎng)遠(yuǎn)離。因此，

從導(dǎo)體回路和磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度來(lái)看，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)；

從穿過導(dǎo)體回路的磁通量變化的角度來(lái)看，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙磁通量的變化。

能量守恒表述：I_感效果總要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因

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

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。

磁通量變化感應(yīng)電流

感應(yīng)電流的磁場(chǎng)

發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的這部分電路就相當(dāng)于電源，在電源的內(nèi)部，電流的方向是從低電勢(shì)流向高電勢(shì)。

4.電磁感應(yīng)與力學(xué)綜合

方法：從運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系著手，運(yùn)用牛頓第二定律

文本框: 阻礙文本框: 閉合電路文本框: 歐姆定律 (1)基本思路:受力分析→運(yùn)動(dòng)分析→變化趨向→確定運(yùn)動(dòng)過程和最終的穩(wěn)定狀態(tài)→由牛頓第二列方程求解．

(2)注意安培力的特點(diǎn)：

(3)純力學(xué)問題中只有重力、彈力、摩擦力，電磁感應(yīng)中多一個(gè)安培力，安培力隨速度變化，部分彈力及相應(yīng)的摩擦力也隨之而變，導(dǎo)致物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，在分析問題時(shí)要注意上述聯(lián)系．

5.電磁感應(yīng)與動(dòng)量、能量的綜合

方法：(1)從動(dòng)量角度著手，運(yùn)用動(dòng)量定理或動(dòng)量守恒定律

①應(yīng)用動(dòng)量定理可以由動(dòng)量變化來(lái)求解變力的沖量，如在導(dǎo)體棒做非勻變速運(yùn)動(dòng)的問題中，應(yīng)用動(dòng)量定理可以解決牛頓運(yùn)動(dòng)定律不易解答的問題．

②在相互平行的水平軌道間的雙棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于這兩根導(dǎo)體棒所受的安培力等大反向，合外力為零，若不受其他外力，兩導(dǎo)體棒的總動(dòng)量守恒．解決此類問題往往要應(yīng)用動(dòng)量守恒定律．

(2)從能量轉(zhuǎn)化和守恒著手，運(yùn)用動(dòng)能定律或能量守恒定律

①基本思路：受力分析→弄清哪些力做功，正功還是負(fù)功→明確有哪些形式的能量參與轉(zhuǎn)化，哪增哪減→由動(dòng)能定理或能量守恒定律列方程求解．

②能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn)：其它能（如：機(jī)械能）電能內(nèi)能（焦耳熱）

6.電磁感應(yīng)與電路綜合

方法：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路相當(dāng)于電源．解決電磁感應(yīng)與電路綜合問題的基本思路是：

（1）明確哪部分相當(dāng)于電源，由法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向．

（2）畫出等效電路圖．

（3）運(yùn)用閉合電路歐姆定律．串并聯(lián)電路的性質(zhì)求解未知物理量．

功能關(guān)系：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是不同形式能量的轉(zhuǎn)化過程。因此從功和能的觀點(diǎn)入手，

分析清楚電磁感應(yīng)過程中能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，往往是解決電磁感應(yīng)問題的關(guān)健，也是處理此類題目的捷徑之一。

交變電流電磁場(chǎng)

交變電流(1)中性面線圈平面與磁感線垂直的位置，或瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零的位置。

中性面的特點(diǎn)：a．線圈處于中性面位置時(shí)，穿過線圈的磁通量Φ最大，但＝0；

產(chǎn)生：矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與磁場(chǎng)垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。

變化規(guī)律e＝NBSωsinωt=E_msinωt；i＝I_msinωt；(中性面位置開始計(jì)時(shí))，最大值E_m＝NBSω

四值：①瞬時(shí)值②最大值③有效值電流的熱效應(yīng)規(guī)定的；對(duì)于正弦式交流U＝＝0.707U_m ④平均值

不對(duì)稱方波：不對(duì)稱的正弦波

求某段時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量Q＝IΔt=εΔt/R＝ΔΦ/R

我國(guó)用的交變電流，周期是0.02s，頻率是50Hz，電流方向每秒改變100次。

表達(dá)式：e＝e=220sin100πt=311sin100πt=311sin314t

線圈作用是“通直流，阻交流；通低頻，阻高頻”．

電容的作用是“通交流、隔直流；通高頻、阻低頻”．

變壓器兩個(gè)基本公式：① ②P_入=P_出，輸入功率由輸出功率決定，

遠(yuǎn)距離輸電：一定要畫出遠(yuǎn)距離輸電的示意圖來(lái)，

包括發(fā)電機(jī)、兩臺(tái)變壓器、輸電線等效電阻和負(fù)載電阻。并按照規(guī)范在圖中標(biāo)出相應(yīng)的物理量符號(hào)。一般設(shè)兩個(gè)變壓器的初、次級(jí)線圈的匝數(shù)分別為、n₁、n₁^/ n₂、n₂^/，相應(yīng)的電壓、電流、功率也應(yīng)該采用相應(yīng)的符號(hào)來(lái)表示。