高中物理選修3-2知識點(diǎn)匯總

高中物理第四冊四維教育

第一章電磁感應(yīng)

1．磁通量

穿過某一面積的磁感線條數(shù)；標(biāo)量，但有正負(fù)；

=BSsin；單位Wb，1Wb=1Tm

2。

2．電磁感應(yīng)現(xiàn)象

利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象；產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流，產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電動勢；產(chǎn)生的條件是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化。3．感生電場

變化的磁場在周圍激發(fā)的電場。4．感應(yīng)電動勢

分為感生電動勢和動生電動勢；由感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為感生電動勢，由于導(dǎo)體運(yùn)動而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為動生電動勢；產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體相當(dāng)于電源。5．楞次定律

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；判定感應(yīng)電流和感應(yīng)電動勢方向的一般方法；適用于各種情況的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。6．右手定則

讓磁感線垂直穿過手心，大拇指指向?qū)�體做切割磁感線運(yùn)動的方向，四指的指向就是導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的感應(yīng)電流或感應(yīng)電動勢的方向；僅適用導(dǎo)體切割磁感線的情況。7．法拉第電磁感應(yīng)定律

電路中感應(yīng)電動勢的大小跟穿過這一電路的

磁通量的變化率成正比；E=n

t。

8．動生電動勢的計(jì)算

法拉第電磁感應(yīng)定律特殊情況；E=Blvsin。9．互感

兩個(gè)相互靠近的線圈中，有一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，它所產(chǎn)生的變化的磁場會在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感生電動勢，這種現(xiàn)象叫做互感，這種電動勢叫做互感電動勢；變壓器的原理。10．自感

由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。11．自感電動勢

由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；自感電動勢阻礙導(dǎo)體自身電流的變化；大小正比于電流的變化率；E=L

It；日光燈的應(yīng)用。

12．自感系數(shù)

上式中的比例系數(shù)L叫做自感系數(shù)；簡稱自感或電感；正比于線圈的長度、橫截面積、匝數(shù)；有鐵芯比沒有時(shí)要大得多。

13．渦流

線圈中的電流變化時(shí)，在附近導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，這種電流在導(dǎo)體內(nèi)自成閉合回路，很像水的漩渦，因此稱作渦電流，簡稱渦流。

第二章直流電路

1．電流

電荷的定向移動；單位是安，符號A；規(guī)定正電荷定向移動的方向?yàn)檎�方向；宏觀定義I=

qt；

微觀解釋I=neSv，n為單位體積的電荷數(shù)，e是每個(gè)自由電荷的電量，S為橫截面積，v是定向移動的速率。2．電阻

導(dǎo)體兩端電壓與電流的比值；R=UI。

3．電阻率

導(dǎo)體材料自身的性質(zhì)。電阻率與溫度有關(guān)，一般金屬的電阻率隨溫度升高而增大，絕緣體和半導(dǎo)體隨溫度升高而減小，電阻率為零是稱做超導(dǎo)。4．電阻定律

R=lS為導(dǎo)體橫截面積，l為電阻絲長度，

S，為電阻率。

5．電阻的連接

串聯(lián)和并聯(lián)。6．電功

導(dǎo)體內(nèi)靜電力對自由電荷做的功；W=UIt；單位是焦。7．電功率

單位時(shí)間內(nèi)電流做的功；P=Wt=UI；單位是

瓦。8．電熱

電流流過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量；由焦耳定律計(jì)算，Q=I2Rt。

9．電功與電熱的關(guān)系

在純電阻電路中，W=Q；在非純電阻電路中，W>Q。高中物理第四冊四維教育

10．電動勢

電源提供的電能與通過電源的電量之比；描述電源把其它能量轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量；標(biāo)量，規(guī)定負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部指向正極的方向?yàn)檎��?1．內(nèi)阻

電源內(nèi)部的電阻；電池用久了內(nèi)阻增大。12．閉合電路歐姆定律

閉合電路中的電流跟電源電動勢成正比，跟內(nèi)外電路電阻之和成反比；E=I(R+r)=U

外+U內(nèi)；

I=

ERr。

13．路端電壓

外電路兩端電壓；電源的輸出電壓。

第三章交流電路

1．交變電流

大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流；簡稱交流。

2．正弦交流電的產(chǎn)生

閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，線圈中產(chǎn)生的就是正弦交流電。3．中性面

線圈與磁感線垂直的面。4．正弦交流電的規(guī)律

N匝面積為S的線圈以角速度在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中勻速轉(zhuǎn)動，從中性面開始計(jì)時(shí)，電動勢的函數(shù)形式為E=NBSsint；線圈位于中性面時(shí)，穿過線圈的磁通量最大，變化率為零，感應(yīng)電動勢為零；線圈與中性面垂直時(shí)，磁通量為零，變化率最大，感應(yīng)電動勢最大；線圈轉(zhuǎn)一周經(jīng)過中性面兩次，電流方向變化兩次。5．正弦交流電的一些物理量

交變電流某一時(shí)刻的值叫瞬時(shí)值；最大的瞬時(shí)值叫最大值；跟交變電流熱效應(yīng)等效的恒定電流的值叫做有效值，為最大值的

12，即E=

Em2；完

成一次周期性變化所用的時(shí)間叫周期；1s內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù)叫頻率；=2T=2f。

6．感抗

電感對交流電阻礙作用的大小；與線圈的自感系數(shù)和交流電的頻率成正比；電感通直流、阻交流、

通低頻、阻高頻。7．容抗

電容對交流電阻礙作用的大��；與電容器的電容、交流電的頻率成反比；隔直流、通交流、阻低頻、通高頻。8．變壓器

由原線圈、副線圈和閉合鐵芯組成；通過電磁感應(yīng)原理改變交流電壓。9．理想變壓器

不計(jì)熱量損失，輸入功率和輸出功率相等的變壓器；高中階段主要研究理想變壓器；

U1n=U2。1n210．常用變壓器

自耦變壓器；電壓互感器；電流互感器。11．高壓輸電

減少電能損失；損失功率P=I

2P2r=U2r。

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物理選修3-2知識點(diǎn)總結(jié)

第一章、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象Ⅰ

只要穿過閉合回路中的磁通量發(fā)生變化，閉合回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，如果電路不閉合只會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。

這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)，是1831年法拉第發(fā)現(xiàn)的。

2感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件Ⅱ

1、回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的條件是回路所圍面積中的磁通量變化，因此研究磁通量的變化是關(guān)鍵，由磁通量的廣義公式中（是B與S的夾角）看，磁通量的變化可由面積的變化引起；可由磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化引起；可由B與S的夾角的變化引起；也可由B、S、中的兩個(gè)量的變化，或三個(gè)量的同時(shí)變化引起。

2、閉合回路中的一部分導(dǎo)體在磁場中作切割磁感線運(yùn)動時(shí)，可以產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電流，這是初中學(xué)過的，其本質(zhì)也是閉合回路中磁通量發(fā)生變化。

3、產(chǎn)生感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流的條件：導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線運(yùn)動時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；穿過線圈的磁量發(fā)生變化時(shí)，線圈里就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如果導(dǎo)體是閉合電路的一部分，或者線圈是閉合的，就產(chǎn)生感應(yīng)電流。從本質(zhì)上講，上述兩種說法是一致的，所以產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件可歸結(jié)為：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。

3法拉第電磁感應(yīng)定律

1、電磁感應(yīng)規(guī)律：感應(yīng)電動勢的大小由法拉第電磁感應(yīng)定律確定。

當(dāng)長L的導(dǎo)線，以速度，在勻強(qiáng)磁場B中，垂直切割磁感線，其兩端間感應(yīng)電動勢的大小為。如圖所示。設(shè)產(chǎn)生的感應(yīng)電流強(qiáng)度為I，MN間電動勢為，則MN受向左的安培力，要保持MN以勻速向右運(yùn)動，所施外力，當(dāng)行進(jìn)位移為S時(shí)，外力功。為所用時(shí)間。而在時(shí)間內(nèi)，電流做功，據(jù)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，，則。∴，M點(diǎn)電勢高，N點(diǎn)電勢低。

此公式使用條件是方向相互垂直，如不垂直，則向垂直方向作投影。電路中感應(yīng)電動勢的大小跟穿過這個(gè)電路的磁通變化率成正比法拉第電磁感應(yīng)定律。

如上圖中分析所用電路圖，在回路中面積變化，而回路跌磁通變化量，又知。如果回路是匝串聯(lián)，則。

公式。注意:1)該式普遍適用于求平均感應(yīng)電動勢。2)只與穿過電路的磁通量的變化率有關(guān),而與磁通的產(chǎn)生、磁通的大小及變化方式、電路是否閉合、電路的結(jié)構(gòu)與材料等因素?zé)o關(guān)。公式二:。要注意:1)該式通常用于導(dǎo)體切割磁感線時(shí),且導(dǎo)線與磁感線互相垂直(l^B)。2)為v與B的夾角。l為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度(即l為導(dǎo)體實(shí)際長度在垂直于B方向上的投影)。公式三:。注意:1)該公式由法拉第電磁感應(yīng)定律推出。適用于自感現(xiàn)象。2)與電流的變化率成正比。

公式中涉及到磁通量的變化量的計(jì)算,對的計(jì)算,一般遇到有兩種情況:1)回路與磁場垂直的面積S不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化,由,此時(shí),此式中的叫磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率,若是恒定的,即磁場變化是均勻的,那么產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是恒定電動勢。2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變,回路與磁場垂直的面積發(fā)生變化,則,線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交變電動勢就屬這種情況。

嚴(yán)格區(qū)別磁通量,磁通量的變化量磁通量的變化率,磁通量,表示穿過研究平面的磁感線的條數(shù),磁通量的變化量,表示磁通量變化的多少,磁通量的變化率表示磁通量變化的快慢,,大,不一定大;大,也不一定大,它們的區(qū)別類似于力學(xué)中的v,的區(qū)別,另外I、也有類似的區(qū)別。

公式一般用于導(dǎo)體各部分切割磁感線的速度相同,對有些導(dǎo)體各部分切割磁感線的速度不相同的情況,如何求感應(yīng)電動勢？如圖1所示,一長為l的導(dǎo)體桿AC繞A點(diǎn)在紙面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動的區(qū)域的有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,求AC產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢,顯然,AC各部分切割磁感線的速度不相等,,且AC上各點(diǎn)的線速度大小與半徑成正比,所以AC切割的速度可用其平均切割速度,故當(dāng)長為L的導(dǎo)線，以其一端為軸，在垂直勻強(qiáng)磁場B的平面內(nèi)，以角速度勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，其兩端感應(yīng)電動勢為。

如圖所示，AO導(dǎo)線長L，以O(shè)端為軸，以角速度勻速轉(zhuǎn)動一周，所用時(shí)間，描過面積，（認(rèn)為面積變化由0增到）則磁通變化。

在AO間產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢且用右手定則制定A端電勢高，O端電勢低。

面積為S的紙圈，共匝，在勻強(qiáng)磁場B中，以角速度勻速轉(zhuǎn)坳，其轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直，則當(dāng)線圈平面與磁場方向平行時(shí)，線圈兩端有最大有感應(yīng)電動勢。

如圖所示，設(shè)線框長為L，寬為d，以轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，邊垂直磁場方向向紙外運(yùn)動，切割磁感線，速度為（圓運(yùn)動半徑為寬邊d的一半）產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，端電勢高于端電勢。

邊垂直磁場方向切割磁感線向紙里運(yùn)動，同理產(chǎn)生感應(yīng)電動熱勢。端電勢高于端電勢。

邊，邊不切割，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，．兩端等電勢，則輸出端M．N電動勢為。如果線圈匝，則，M端電勢高，N端電勢低。

參照俯示圖，這位置由于線圈長邊是垂直切割磁感線，所以有感應(yīng)電動勢最大值，如從圖示位置轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，則圓運(yùn)動線速度，在垂直磁場方向的分量應(yīng)為，則此時(shí)線圈的產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值即作最大值.即作最大值方向的投影，（是線圈平面與磁場方向的夾角）。

當(dāng)線圈平面垂直磁場方向時(shí)，線速度方向與磁場方向平行，不切割磁感線，感應(yīng)電動勢為零�？偨Y(jié)：計(jì)算感應(yīng)電動勢公式：（是線圈平面與磁場方向的夾角）。

注意：公式中字母的含義，公式的適用條件及使用圖景。

區(qū)分感應(yīng)電量與感應(yīng)電流,回路中發(fā)生磁通變化時(shí),由于感應(yīng)電場的作用使電荷發(fā)生定向移動而形成感應(yīng)電流,在內(nèi)遷移的電量(感應(yīng)電量)為

,僅由回路電阻和磁通量的變化量決定,與發(fā)生磁通量變化的時(shí)間無關(guān)。因此,當(dāng)用一磁棒先后兩次從同一處用不同速度插至線圈中同一位置時(shí),線圈里聚積的感應(yīng)電量相等,但快插與慢插時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流不同,外力做功也不同。

4、楞次定律：

1、1834年德國物理學(xué)家楞次通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出：感應(yīng)電流的方向總是要使感應(yīng)電流的磁場阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。

即磁通量變化感應(yīng)電流感應(yīng)電流磁場磁通量變化。

2、當(dāng)閉合電路中的磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電流時(shí)，用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向。楞次定律的內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流為磁通量變化。

楞次定律是判斷感應(yīng)電動勢方向的定律，但它是通過感應(yīng)電流方向來表述的。按照這個(gè)定律，感應(yīng)電流只能采取這樣一個(gè)方向，在這個(gè)方向下的感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場一定是阻礙引起這個(gè)感應(yīng)電流的那個(gè)變化的磁通量的變化。我們把“引起感應(yīng)電流的那個(gè)變化的磁通量”叫做“原磁道”。因此楞次定律可以簡單表達(dá)為：感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁通的變化。所謂阻礙原磁通的變化是指：當(dāng)原磁通增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場（或磁通）與原磁通方向相反，阻礙它的增加；當(dāng)原磁通減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場與原磁通方向相同，阻礙它的減少。從這里可以看出，正確理解感應(yīng)電流的磁場和原磁通的關(guān)系是理解楞次定律的關(guān)鍵。要注意理解“阻礙”和“變化”這四個(gè)字，不能把“阻礙”理解為“阻止”，原磁通如果增加，感應(yīng)電流的磁場只能阻礙它的增加，而不能阻止它的增加，而原磁通還是要增加的。更不能感應(yīng)電流的“磁場”阻礙“原磁通”，尤其不能把阻礙理解為感應(yīng)電流的磁場和原磁道方向相反。正確的理解應(yīng)該是：通過感應(yīng)電流的磁場方向和原磁通的方向的相同或相反，來達(dá)到“阻礙”原磁通的“變化”即減或增。楞次定律所反映提這樣一個(gè)物理過程：原磁通變化時(shí)（原變），產(chǎn)生感應(yīng)電流（I感），這是屬于電磁感應(yīng)的條件問題；感應(yīng)電流一經(jīng)產(chǎn)生就在其周圍空間激發(fā)磁場（感），這就是電流的磁效應(yīng)問題；而且I感的方向就決定了感的方向（用安培右手螺旋定則判定）；感阻礙原的變化這正是楞次定律所解決的問題。這樣一個(gè)復(fù)雜的過程，可以用圖表理順如下：

楞次定律也可以理解為：感應(yīng)電流的效果總是要反抗（或阻礙）產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，即只要有某種可能的過程使磁通量的變化受到阻礙，閉合電路就會努力實(shí)現(xiàn)這種過程：（1）阻礙原磁通的變化（原始表述）；

（2）阻礙相對運(yùn)動，可理解為“來拒去留”，具體表現(xiàn)為：若產(chǎn)生感應(yīng)電流的回路或其某些部分可以自由運(yùn)動，則它會以它的運(yùn)動來阻礙穿過路的磁通的變化；若引起原磁通變化為磁體與產(chǎn)生感應(yīng)電流的可動回路發(fā)生相對運(yùn)動，而回路的面積又不可變，則回路得以它的運(yùn)動來阻礙磁體與回路的相對運(yùn)動，而回路將發(fā)生與磁體同方向的運(yùn)動；

（3）使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢；（4）阻礙原電流的變化（自感現(xiàn)象）。

利用上述規(guī)律分析問題可獨(dú)辟蹊徑，達(dá)到快速準(zhǔn)確的效果。如圖1所示，在O點(diǎn)懸掛一輕質(zhì)導(dǎo)線環(huán)，拿一條形磁鐵沿導(dǎo)線環(huán)的軸線方向突然向環(huán)內(nèi)插入，判斷在插入過程中導(dǎo)環(huán)如何運(yùn)動。若按常規(guī)方法，應(yīng)先由楞次定律判斷出環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的方向，再由安培定則確定環(huán)形電流對應(yīng)的磁極，由磁極的相互作用確定導(dǎo)線環(huán)的運(yùn)動方向。若直接從感應(yīng)電流的效果來分析：條形磁鐵向環(huán)內(nèi)插入過程中，環(huán)內(nèi)磁通量增加，環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的效果將阻礙磁通量的增加，由磁通量減小的方向運(yùn)動。因此環(huán)將向右擺動。顯然，用第二種方法判斷更簡捷。

（5）應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的具體步驟：

①查明原磁場的方向及磁通量的變化情況；

②根據(jù)楞次定律中的“阻礙”確定感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向；③由感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向用安培表判斷出感應(yīng)電流的方向。

3、當(dāng)閉合電路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動時(shí)，用右手定則可判定感應(yīng)電流的方向。

運(yùn)動切割產(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特例。用右手定則能判定的，一定也能用楞次定律判定，只是不少情況下，不如用右手定則判定的方便簡單。反過來，用楞次定律能判定的，并不是用右手定則都能判定出來。如圖2所示，閉合圖形導(dǎo)線中的磁場逐漸增強(qiáng)，因?yàn)榭床坏角懈�，用右手定則就難以判定感應(yīng)電流的方向，而用楞次定律就很容易判定。

要注意左手定則與右手定則應(yīng)用的區(qū)別，兩個(gè)定則的應(yīng)用可簡單總結(jié)為：“因電而動”用左手，“因動而電”用右手，因果關(guān)系不可混淆。

5、互感、自感

互感：由于線圈A中電流的變化，它產(chǎn)生的磁通量發(fā)生變化，磁通量的變化在線圈B中激發(fā)了感應(yīng)電動勢。這種現(xiàn)象叫互感。

自感現(xiàn)象是指由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做自感電動勢。自感系數(shù)簡稱自感或電感,它是反映線圈特性的物理量。線圈越長,單位長度上的匝數(shù)越多,截面積越大,它的自感系數(shù)就越大。另外,有鐵心的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵心時(shí)要大得多。

1、自感現(xiàn)象分通電自感和斷電自感兩種,其中斷電自感中“小燈泡在熄滅之前是否要閃亮一下”的問題,如圖2所示,原來電路閉合處于穩(wěn)定狀態(tài),L與并聯(lián),其電流分別為,方向都是從左到右。在斷開S的瞬間,燈A中原來的從左向右的電流立即消失,但是燈A與線圈L構(gòu)成一閉合回路,由于L的自感作用,其中的電流

不會立即消失,而是在回路中逐斷減弱維持暫短的時(shí)間,在這個(gè)時(shí)間內(nèi)燈A中有從右向左的電流通過,此時(shí)通過燈A的電流是從開始減弱的,如果原來,則在燈A熄滅之前要閃亮一下;如果原來,則燈A是逐斷熄滅不再閃亮一下。原來哪一個(gè)大,要由L的直流電阻和A的電阻的大小來決定,如果,如果。2、由于線圈（導(dǎo)體）本身電流的變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢叫自感電動勢。

由上例分析可知：自感電動勢總量阻礙線圈（導(dǎo)體）中原電流的變化。3、自感電動勢的大小跟電流變化率成正比。

L是線圈的自感系數(shù)，是線圈自身性質(zhì)，線圈越長，單位長度上的匝數(shù)越多，截面積越大，有鐵芯則線圈的自感系數(shù)L越大。單位是亨利（H）。

如是線圈的電流每秒鐘變化1A，在線圈可以產(chǎn)生1V的自感電動勢，則線圈的自感系數(shù)為1H。還有毫亨（mH），微亨（H）。

6、渦流及其應(yīng)用

1．變壓器在工作時(shí)，除了在原、副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢外，變化的磁通量也會在鐵芯中產(chǎn)生感應(yīng)電流。一般來說，只要空間有變化的磁通量，其中的導(dǎo)體就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，我們把這種感應(yīng)電流叫做渦流2．應(yīng)用：

（1）新型爐灶電磁爐。

（2）金屬探測器：飛機(jī)場、火車站安全檢查、掃雷、探礦。

第二章、交變電流

1、交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律：

（1）產(chǎn)生：強(qiáng)度和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流叫交流電。

矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于勻強(qiáng)磁場的線圈的對稱軸作勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，如圖51所示，產(chǎn)生正弦（或余弦）交流電動勢。當(dāng)外電路閉合時(shí)形成正弦（或余弦）交流電流。

圖51

（2）變化規(guī)律：

（1）中性面：與磁力線垂直的平面叫中性面。

線圈平面位于中性面位置時(shí)，如圖52（甲）所示，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量變化率為零。因此，感應(yīng)電動勢為零

圖52

當(dāng)線圈平面勻速轉(zhuǎn)到垂直于中性面的位置時(shí)（即線圈平面與磁力線平行時(shí)）如圖52（丙）所示，穿過線圈的磁通量雖然為零，但線圈平面內(nèi)磁通量變化率最大。因此，感應(yīng)電動勢值最大。V（伏）n（N為匝數(shù)）（2）感應(yīng)電動勢瞬時(shí)值表達(dá)式：

若從中性面開始，感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式：如圖52（乙）所示。感應(yīng)電流瞬時(shí)值表達(dá)式：

若從線圈平面與磁力線平行開始計(jì)時(shí)，則感應(yīng)電動勢瞬時(shí)值表達(dá)式為：如圖52（�。┧�示。感應(yīng)電流瞬時(shí)值表達(dá)式：

2、表征交流電的物理量：

（1）瞬時(shí)值、最大值和有效值：交流電在任一時(shí)刻的值叫瞬時(shí)值。瞬時(shí)值中最大的值叫最大值又稱峰值。

交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的：讓交流電和恒定直流分別通過同樣阻值的電阻，如果二者熱效應(yīng)相等（即在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生相等的熱量）則此等效的直流電壓，電流值叫做該交流電的電壓，電流有效值。

正弦（或余弦）交流電電動勢的有效值和最大值的關(guān)系為：交流電壓有效值：交流電流有效值：

注意：通常交流電表測出的值就是交流電的有效值。用電器上標(biāo)明的額定值等都是指有效值。用電器上說明的耐壓值是指最大值。（2）周期、頻率和角頻率

交流電完成一次周期性變化所需的時(shí)間叫周期。以T表示，單位是秒。交流電在1秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)叫頻率。以f表示，單位是赫茲。周期和頻率互為倒數(shù)，即。

我國市電頻率為50赫茲，周期為0.02秒。角頻率：單位：弧度/秒

3、交流電的圖象：

4、正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式Ⅰ

u=Umsinωti=Imsinωt

5、電感和電容對交變電流的影響Ⅰ

①電感對交變電流有阻礙作用，阻礙作用大小用感抗表示。低頻扼流圈，線圈的自感系數(shù)Ｌ很大，作用是“通直流，阻交流”；高頻扼流圈，線圈的自感系數(shù)Ｌ很小，作用是“通低頻，阻高頻”．②電容對交變電流有阻礙作用，阻礙作用大小用容抗表示耦合電容，容量較大，隔直流、通交流

高頻旁路電容，容量很小，隔直流、阻低頻、通高頻

6、變壓器

（1）、變壓器是可以用來改變交流電壓和電流的大小的設(shè)備。

理想變壓器的效率為1，即輸入功率等于輸出功率。對于原、副線圈各一組的變壓器來說（如圖56），原、副線圈上的電壓與它們的匝數(shù)成正。即

因?yàn)橛校�因而通過原、副線圈的電流強(qiáng)度與它們的匝數(shù)成反比。注意：①．理想變壓器各物理量的決定因素

輸入電壓U1決定輸出電壓U2，輸出電流I2決定輸入電流I1，輸入功率隨輸出功率的變化而變化直到達(dá)到變壓器的最大功率（負(fù)載電阻減小，輸入功率增大；負(fù)載電阻增大，輸入功率減小）。

②．一個(gè)原線圈多個(gè)副線圈的理想變壓器的電壓、電流的關(guān)系

U1:U2:U3:…=n1:n2:n3:…I1n1=I2n2+I3n3+…

因?yàn)�，即，所以變壓器中高壓線圈電流小，繞制的導(dǎo)線較細(xì)，低電壓的線圈電流大，繞制的導(dǎo)線較粗。上述各公式中的I、U、P均指有效值，不能用瞬時(shí)值。（2）電壓互感器和電流互感器

電壓互感器是將高電壓變?yōu)榈碗妷海�故其原線圈并聯(lián)在待測高壓電路中；電流互感器是將大電流變?yōu)樾‰娏�，故其原線圈串聯(lián)在待測的高電流電路中。（3）、解決變壓器問題的常用方法

思路1電壓思路。變壓器原、副線圈的電壓之比為U1/U2=n1/n2；當(dāng)變壓器有多個(gè)副繞組時(shí)U1/n1=U2/n2=U3/n3=……

思路2功率思路。理想變壓器的輸入、輸出功率為P入=P出，即P1=P2；當(dāng)變壓器有多個(gè)副繞組時(shí)P1=P2+P3+……

思路3電流思路。由I=P/U知，對只有一個(gè)副繞組的變壓器有I1/I2=n2/n1；當(dāng)變壓器有多個(gè)副繞組時(shí)n1I1=n2I2+n3I3+……

思路4（變壓器動態(tài)問題）制約思路。

（1）電壓制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比（n1/n2）一定時(shí)，輸出電壓U2由輸入電壓決定，即U2=n2U1/n1，可簡述為“原制約副”.

（2）電流制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比（n1/n2）一定，且輸入電壓U1確定時(shí)，原線圈中的電流I1由副線圈中的輸出電流I2決定，即I1=n2I2/n1，可簡述為“副制約原”.

（3）負(fù)載制約：①變壓器副線圈中的功率P2由用戶負(fù)載決定，P2=P負(fù)1+P負(fù)2+…；②變壓器副線圈中的電流I2由用戶負(fù)載及電壓U2確定，I2=P2/U2；③總功率P總=P線+P2.動態(tài)分析問題的思路程序可表示為：U1P1

思路5原理思路。變壓器原線圈中磁通量發(fā)生變化，鐵芯中ΔΦ/Δt相等；當(dāng)遇到“”型變壓器時(shí)有ΔΦ1/Δt=ΔΦ2/Δt+ΔΦ3/Δt，

此式適用于交流電或電壓（電流）變化的直流電，但不適用于穩(wěn)壓或恒定電流的情況.

7、電能的輸送

由于送電的導(dǎo)線有電阻，遠(yuǎn)距離送電時(shí)，線路上損失電能較多。在輸送的電功率和送電導(dǎo)線電阻一定的條件下，提高送電電壓，減小送電電流強(qiáng)度可以達(dá)到減少線路上電能損失的目的。線路中電流強(qiáng)度I和損失電功率計(jì)算式如下：

注意：送電導(dǎo)線上損失的電功率，不能用求，因?yàn)椴皇侨�部降落在�?dǎo)線上。

第三章．傳感器的及其工作原理1、傳感器的及其工作原理

有一些元件它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。我們把這種元件叫做傳感器。它的優(yōu)點(diǎn)是：把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量以后，就可以很方便地進(jìn)行測量、傳輸、處理和控制了。

光敏電阻在光照射下電阻變化的原因：有些物質(zhì)，例如硫化鎘，是一種半導(dǎo)體材料，無光照時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好；隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性變好。光照越強(qiáng)，光敏電阻阻值越小。金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，且阻值隨溫度變化非常明顯。金屬熱電阻與熱敏電阻都能夠把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量，金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，測溫范圍大，但靈敏度較差。

2、傳感器的應(yīng)用

1．光敏電阻

2．熱敏電阻和金屬熱電阻3．電容式位移傳感器

4．力傳感器將力信號轉(zhuǎn)化為電流信號的元件。5．霍爾元件

霍爾元件是將電磁感應(yīng)這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)化為電壓這個(gè)電學(xué)量的元件。

外部磁場使運(yùn)動的載流子受到洛倫茲力，在導(dǎo)體板的一側(cè)聚集，在導(dǎo)體板的另一側(cè)會出現(xiàn)多余的另一種電荷，從而形成橫向電場；橫向電場對電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力，當(dāng)靜電力與洛倫茲力達(dá)到平衡時(shí)，導(dǎo)體板左右兩例會形成穩(wěn)定的電壓，被稱為霍爾電勢差或霍爾電壓．

3、傳感器應(yīng)用的一般模式

火警報(bào)警器工作原理電飯鍋的工作原理

電熨斗的工作原理力傳感器工作原理

霍爾元件工作原理

4傳感器應(yīng)用：

力傳感器的應(yīng)用電子秤聲傳感器的應(yīng)用話筒

溫度傳感器的應(yīng)用電熨斗、電飯鍋、測溫儀光傳感器的應(yīng)用鼠標(biāo)器、火災(zāi)報(bào)警器傳感器的應(yīng)用實(shí)例：1．光控開關(guān)2．溫度報(bào)警器

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