高中物理 電磁感應(yīng) 知識(shí)點(diǎn)
1. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象一
只要通過(guò)閉合回路的磁通發(fā)生變化，在閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，如果電路不閉合，則只會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱(chēng)為電磁感應(yīng)，由法拉第于1831年發(fā)現(xiàn)。
2. 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件Ⅱ
1、線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的條件是線圈所包圍的面積內(nèi)磁通量的變化。因此，研究磁通量的變化是關(guān)鍵。
（這是 B 和 S 之間的角度）你看，
2、當(dāng)閉合回路中導(dǎo)體的一部分在磁場(chǎng)中移動(dòng)切割磁力線時(shí)，就能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。這就是我們初中學(xué)過(guò)的。它的本質(zhì)也是閉合回路中磁通量的變化。
3、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的條件：當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁通線時(shí)，在導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)，在線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如果導(dǎo)體是閉合電路的一部分，或者線圈是閉合的，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。從本質(zhì)上講，以上兩種說(shuō)法是一致的，因此產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件可以歸結(jié)為：穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化。
3.法拉第電磁感應(yīng)定律楞次定律二
①電磁感應(yīng)定律：感生電動(dòng)勢(shì)的大小由法拉第電磁感應(yīng)定律決定。
如圖所示。
楞次定律是一條確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向的定律，但它是用感應(yīng)電流的方向來(lái)表達(dá)的。按照這個(gè)定律，感應(yīng)電流只能取這樣一個(gè)方向，而感應(yīng)電流在這個(gè)方向上產(chǎn)生的磁場(chǎng)必然會(huì)阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。我們把“引起感應(yīng)電流變化的磁通量”稱(chēng)為“原磁軌”。因此高中物理知識(shí)點(diǎn)：電磁感應(yīng)，楞次定律可以簡(jiǎn)單地表達(dá)為：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通量的變化。所謂阻礙原磁通量的變化，就是當(dāng)原磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)（或磁通量）與原磁通量的方向相反，阻礙其增加；當(dāng)原磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁通量的方向相同，阻礙其減少。 由此可見(jiàn)，正確認(rèn)識(shí)感應(yīng)電流磁場(chǎng)與原磁通量的關(guān)系，是理解楞次定律的關(guān)鍵。注意對(duì)“阻礙”和“改變”四個(gè)字的理解。“阻礙”不能理解為“阻止”，如果原磁通量增加，感應(yīng)電流磁場(chǎng)只能阻礙其增加，而不能阻止其增加，原磁通量仍然會(huì)增加。感應(yīng)電流的“磁場(chǎng)”不能阻礙“原磁通量”，尤其是阻礙不能理解為感應(yīng)電流磁場(chǎng)與原磁道相反。正確的理解應(yīng)該是：通過(guò)使感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向與原磁通量方向相同或相反，可以“阻礙”原磁通量的“改變”，即減少或增加。楞次定律體現(xiàn)了這樣的物理過(guò)程：
楞次定律也可以這樣理解：感應(yīng)電流的作用總是反對(duì)（或阻礙）引起感應(yīng)電流的原因，也就是說(shuō)，只要有某種可能的阻礙磁通變化的過(guò)程，閉合電路就會(huì)試圖實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程：
（1）阻礙原有磁通量的改變（原始表達(dá)）；
（2）阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可以理解為“拒來(lái)留去”。具體來(lái)說(shuō)，如果產(chǎn)生感應(yīng)電流的電路或者它的某部分可以自由運(yùn)動(dòng)，那么它就會(huì)以運(yùn)動(dòng)來(lái)阻礙通過(guò)電路的磁通量的變化；如果原來(lái)磁通量的變化是由磁鐵與產(chǎn)生感應(yīng)電流的可動(dòng)電路之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的，而電路的面積是不變的，那么電路就會(huì)以運(yùn)動(dòng)來(lái)阻礙磁鐵與電路之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，電路就會(huì)和磁鐵同向運(yùn)動(dòng)；
（3）線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)；
（4）阻礙原有電流的改變（自感現(xiàn)象）。
使用上述規(guī)則來(lái)分析問(wèn)題可以成為一種獨(dú)特的方法，以獲得快速而準(zhǔn)確的結(jié)果。如圖1所示，
在O點(diǎn)處懸掛一輕金屬環(huán)，沿金屬環(huán)軸線突然插入一條形磁鐵，判斷插入過(guò)程中環(huán)如何運(yùn)動(dòng)。若按常規(guī)方法，應(yīng)先由楞次定律確定環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的方向，再由安培定律確定環(huán)電流對(duì)應(yīng)的磁極，由磁極間的相互作用確定金屬環(huán)的運(yùn)動(dòng)方向。若直接根據(jù)感應(yīng)電流的作用來(lái)分析：在條形磁鐵插入環(huán)的過(guò)程中，環(huán)內(nèi)磁通增加，環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的作用會(huì)阻礙磁通的增加，而向磁通減小的方向運(yùn)動(dòng)，因此，環(huán)會(huì)向右擺動(dòng)。顯然，用第二種方法判斷更簡(jiǎn)單。
利用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的具體步驟：
（1）求出原始磁場(chǎng)的方向，以及磁通量的變化；
（2）根據(jù)楞次定律中的“阻礙”現(xiàn)象，確定感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向；
（3）用電流表測(cè)定感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向。
3、當(dāng)閉合電路中導(dǎo)體的一部分移動(dòng)，切割磁力線時(shí)，可利用右手定則確定感應(yīng)電流的方向。
運(yùn)動(dòng)切削產(chǎn)生的感應(yīng)電流是磁通變化引起的感應(yīng)電流的一種特殊情況，因此確定電流方向的右手定則也是楞次定律的一種特殊情況。用右手定則能確定的，楞次定律肯定也能確定，但??很多時(shí)候不如用右手定則那么方便、簡(jiǎn)單。反之，用楞次定律能確定的，右手定則卻不能確定。如圖2所示，
閉合圖形導(dǎo)體中的磁場(chǎng)逐漸增大。由于看不到切口，所以用右手定則很難判斷感應(yīng)電流的方向，但用楞次定律很容易判斷。
注意左手定則和右手定則應(yīng)用上的不同，兩個(gè)定則的應(yīng)用可以簡(jiǎn)單概括為：“因電而動(dòng)”用左手，“因動(dòng)而生電”用右手，因果關(guān)系不能混淆。
4. 互感渦流和自感渦流Ⅰ
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)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象叫互感。
自感是指導(dǎo)體本身中電流變化引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為自感電動(dòng)勢(shì)。自感系數(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)自感或電感英語(yǔ)作文，是反映線圈特性的物理量。線圈越長(zhǎng)，單位長(zhǎng)度匝數(shù)越多，截面積越大，其自感系數(shù)就越大。另外，有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比無(wú)鐵芯的線圈的自感系數(shù)要大得多。
自感現(xiàn)象分為通電自感和斷電自感兩種，斷電自感問(wèn)題就是“小燈泡在滅之前要不要閃一下”，如圖2所示。
2、線圈（導(dǎo)體）本身中電流的變化引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感應(yīng)現(xiàn)象，自感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)叫自感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
從上面的例子我們可以看出，自感電動(dòng)勢(shì)的總量，對(duì)線圈（導(dǎo)體）中原有電流的變化有阻礙作用。
3、自感電動(dòng)勢(shì)的大小與電流的變化率成正比。
L為線圈自感，是線圈本身的性質(zhì)。線圈越長(zhǎng)，單位長(zhǎng)度的匝數(shù)越多，截面積越大，有鐵心的線圈自感L就越大。單位為亨利（H）。
若線圈中的電流每秒鐘變化1A，則線圈中就能產(chǎn)生1V的自感電動(dòng)勢(shì)，線圈的自感系數(shù)為1H。也有毫亨（mH）和微亨（H）的。
渦流及其應(yīng)用
1、變壓器工作時(shí)，除了在初、次級(jí)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)外，變化的磁通量也會(huì)在鐵芯中產(chǎn)生感應(yīng)電流。一般來(lái)說(shuō)，只要空間中存在變化的磁通量，其中的導(dǎo)體就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。我們把這種感應(yīng)電流稱(chēng)為渦流。
2.應(yīng)用：
（1）新型爐具——電磁爐。
（2）金屬探測(cè)器：機(jī)場(chǎng)、火車(chē)站的安全檢查、掃雷、礦產(chǎn)勘探。
5. 交流電 描述交流電的物理量和圖形 Ⅰ
1、交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)則：
（1）產(chǎn)生：強(qiáng)度和方向隨時(shí)間周期性變化的電流叫做交流電。
當(dāng)矩形線圈在均勻磁場(chǎng)中繞垂直于均勻磁場(chǎng)的線圈對(duì)稱(chēng)軸作勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，如圖5-1所示，便會(huì)產(chǎn)生正弦（或余弦）交變電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)外電路閉合時(shí)，便會(huì)形成正弦（或余弦）交變電流。
（2）變更規(guī)則：
（1）中性面：垂直于磁力線的平面叫中性面。
當(dāng)線圈平面位于中性面時(shí)，如圖5-2（A）所示，穿過(guò)線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零，因此，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零。
當(dāng)線圈平面以恒定速度旋轉(zhuǎn)到垂直于中性面（即線圈平面與磁場(chǎng)線平行）的位置時(shí)，如圖5-2（C）所示，穿過(guò)線圈的磁通量為零，但線圈平面內(nèi)磁通量的變化率最大。因此，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)值最大。
（2）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式：
若從中性面出發(fā)，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表示為：
如圖5-2（B）所示。
感應(yīng)電流瞬時(shí)值的表達(dá)式為：
若從線圈平面與磁力線平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表示為：
2.表征交流電的物理量：
（1）瞬時(shí)值、最大值、有效值：
交流電在任一時(shí)刻的值稱(chēng)為瞬時(shí)值。
瞬時(shí)值中最大的值稱(chēng)為最大值或峰值。
交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)確定的：讓交流電與恒定的直流電通過(guò)相同阻值的電阻器，若二者的熱效應(yīng)相等（即在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生相等的熱量），則等效的直流電壓和電流值就稱(chēng)為該交流電的電壓有效值和電流有效值。
注：通常交流電表測(cè)量的數(shù)值為交流電的有效值，電器上標(biāo)示的額定值是指有效值，電器上標(biāo)示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變化所需的時(shí)間稱(chēng)為一個(gè)周期，用T表示，單位為秒。
交流電在1秒鐘內(nèi)完成一個(gè)周期變化的次數(shù)稱(chēng)為頻率，用f表示，單位為赫茲。
VI. 正弦交流電的函數(shù)表達(dá)式 Ⅰ
u = U m sin ωt
i = Imsinωt
VII. 電感和電容對(duì)交流電I的影響
①電感對(duì)交流電有阻礙作用，其阻礙大小用感抗表示。
低頻扼流圈的自感系數(shù)L較大，其作用是“通直流、阻交流”；
對(duì)于高頻扼流圈來(lái)說(shuō)，線圈的自感系數(shù)L很小，其作用是“通低頻，阻高頻”。
②電容器對(duì)交流電有阻礙作用，其阻礙大小用容抗來(lái)表示。
耦合電容器，容量大，阻直流通交流
高頻旁路電容容量很小高中物理知識(shí)點(diǎn)：電磁感應(yīng)，阻斷直流，阻斷低頻，通通高頻。
8. 變壓器Ⅰ
以上公式中的I、U、P均為有效值，不能使用瞬時(shí)值。
（3）電壓互感器和電流互感器
電壓互感器是將高電壓變換成低電壓，因此它的初級(jí)線圈并聯(lián)在被測(cè)高壓電路中；電流互感器是將大電流變換成小電流，因此它的初級(jí)線圈串聯(lián)在被測(cè)大電流電路中。
（二）解決變壓器問(wèn)題的常用方法
思路一：電壓思路。變壓器原、副邊線圈電壓比為U1/U2=n1/n2；當(dāng)變壓器有多個(gè)副邊繞組時(shí)，U1/n1=U2/n2=U3/n3=……
思路二：功率思路。理想變壓器的輸入輸出功率為Pin=Pout，即P1=P2；當(dāng)變壓器有多個(gè)次級(jí)繞組時(shí)，P1=P2+P3+…
思路三：當(dāng)前思路，由I=P/U可知，對(duì)于只有一個(gè)次級(jí)繞組的變壓器，I1/I2=n2/n1；當(dāng)變壓器有多個(gè)次級(jí)繞組時(shí)，n1I1=n2I2+n3I3+……
思路4（變壓器動(dòng)態(tài)問(wèn)題）約束思路。
（1）電壓控制：當(dāng)變壓器初、次級(jí)線圈匝數(shù)比一定（n1/n2）時(shí)，輸出電壓U2由輸入電壓決定，即U2=n2U1/n1，可簡(jiǎn)單表述為“初、次級(jí)控制”。
（2）電流控制：當(dāng)變壓器初、次級(jí)線圈匝數(shù)比一定（n1/n2），輸入電壓U1確定時(shí)，初級(jí)線圈中的電流I1由次級(jí)線圈中的輸出電流I2決定，即I1=n2I2/n1，可簡(jiǎn)單表述為“次級(jí)線圈控制初級(jí)線圈”。
（3）負(fù)載約束：①變壓器次級(jí)線圈中的功率P2由用戶(hù)負(fù)載決定，P2=P-1+P-2+……；②變壓器次級(jí)線圈中的電流I2由用戶(hù)負(fù)載和電壓U2決定，I2=P2/U2；③總功率=Pline+P2。
動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題的思路可以表述為：
思路5 原理思路。變壓器初級(jí)線圈中的磁通量發(fā)生變化，鐵芯中的ΔΦ/Δt相等；當(dāng)遇到
類(lèi)型變壓器，
ΔΦ1/Δt=ΔΦ2/Δt+ΔΦ3/Δt，
此公式適用于電壓（電流）變化的交流電或直流電，不適用于恒定電壓或恒定電流。
IX. 電能傳輸 I
由于傳輸電的導(dǎo)線存在電阻，長(zhǎng)距離傳輸電時(shí)，大量的電能在線路中損失。
在輸送電能功率和輸電導(dǎo)線電阻一定的條件下，提高輸送電壓，降低輸送電流強(qiáng)度，可以達(dá)到減少線路損耗的目的。
線路中電流強(qiáng)度I及電功率損耗的計(jì)算公式為：
注意：輸電線上損失的電能不能被利用
因?yàn)椴⒉皇撬械臇|西都會(huì)落在電線上。
10.傳感器及其工作原理Ⅰ
有一些元件能夠感受力、溫度、光、聲音、化學(xué)成分等非電量，并能按照一定的規(guī)律把它們轉(zhuǎn)換成電壓、電流等電量，或轉(zhuǎn)換成電路的通斷狀態(tài)。我們把這種元件叫做傳感器。它的優(yōu)點(diǎn)是把非電量轉(zhuǎn)換成電量后，可以方便地進(jìn)行測(cè)量、傳輸、處理和控制。
光敏電阻在光照下阻值變化的原因：有些物質(zhì)，如硫化鎘，是半導(dǎo)體材料，沒(méi)有光照時(shí)，載流子很少，導(dǎo)電性較差，光照增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性提高，光照越強(qiáng)，光敏電阻的阻值越小。
金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大，而熱敏電阻的電阻則隨溫度的升高而減小，且阻值隨溫度的變化而變化較大。
金屬熱電阻和熱敏電阻都可以將溫度的熱量轉(zhuǎn)換成電阻的電量，金屬熱電阻化學(xué)穩(wěn)定性好，測(cè)溫范圍大，但靈敏度較差。
11. 傳感器的應(yīng)用 Ⅰ
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：把力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)的元件。
5.霍爾元件
霍爾元件是把電磁感應(yīng)磁量轉(zhuǎn)換成電壓電量的元件。
外加磁場(chǎng)使運(yùn)動(dòng)的載流子受到洛倫茲力的作用，聚集在導(dǎo)體板的一側(cè)。導(dǎo)體板的另一側(cè)會(huì)出現(xiàn)另一種過(guò)剩電荷，這樣就形成了橫向電場(chǎng)。橫向電場(chǎng)對(duì)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)，在導(dǎo)體板的左右兩側(cè)就會(huì)形成一個(gè)穩(wěn)定的電壓，這個(gè)電壓稱(chēng)為霍爾電勢(shì)差或霍爾電壓。
1. 傳感器應(yīng)用的一般模式
2.傳感器應(yīng)用：
力傳感器的應(yīng)用-電子秤
聲學(xué)傳感器的應(yīng)用-麥克風(fēng)
溫度傳感器的應(yīng)用——電熨斗、電飯鍋、溫度計(jì)
光學(xué)傳感器的應(yīng)用-鼠標(biāo)、火災(zāi)報(bào)警
傳感器應(yīng)用示例：1、光控開(kāi)關(guān) 2、溫度報(bào)警
過(guò)去的亮點(diǎn)
高中知識(shí)點(diǎn)：
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初中知識(shí)點(diǎn)
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