发布时间 : 星期一 文章（word完整版）高中物理选修3-2知识点详细汇总(2),推荐文档更新完毕开始阅读8f01c092f11dc281e53a580216fc700aba6852ca
④列动力学方程或平衡方程求解.
ab沿导轨下滑过程中受四个力作用，即重力mg，支持力FN 、摩擦力Ff和安培力F安
，如图所示，ab由静止开始下滑后，将是v??E??I??F安??a?（?为
增大符号），所以这是个变加速过程，当加速度减到a=0时，其速度即增到最大v=vm，此时必将处于平衡状态，以后将以vm匀速下滑vm?mg?sin???cos??R 22BL
(1)电磁感应定律与能量转化
在物理学研究的问题中，能量是一个非常重要的课题，能量守恒是自然界的一个普遍的、重要的规律．
在电磁感应现象时，由磁生电并不是创造了电能，而只是机械能转化为电能而已， 在力学中：功是能量转化的量度．那么在机械能转化为电能的电磁感应现象时，是什么力在做功呢？是安培力在做功。
在电学中，安培力做正功(电势差U)将电能?机械能(如电动机)，安培力做负功(电动势E)将机械能?电能，
必须明确在发生电磁感应现象时，是安培力做功导致能量的转化．
功能关系：电磁感应现象的实质是不同形式能量的转化过程。因此从功和能的观点入手，
分析清楚电磁感应过程中能量转化关系，往往是解决电磁感应问题的关健，也是处理此类
题目的捷径之一。
导体切割磁感线或闭合回路中磁通量发生变化，在回路中产生感应电流，机械能或其他形式能量便转化为电能，具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，又可使电能转化为机械能或电阻的内能，因此，电磁感应过程总是伴随着能量转化，用能量转化观点研究电磁感应问题常是导体的稳定运动（匀速直线运动或匀速转动），对应的受力特点是合外力为零，能量转化过程常常是机械能转化为内能，
解决电磁感应能量转化问题的基本方法是:
①用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向. ②画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率表达式.
③分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程. (2)电磁感应与动量、能量的综合 方法：
(1)从受力角度着手，运用牛顿运动定律及运动学公式
变化过程是：导体受力做切割B运动?产生E感?I感(出现与外力方向相反的安培力体现阻碍效果)?导线做a↓的变加速直线运动(运动过程中v变，E感=BLv也变，F安=BlL亦变) ?当F安=F外时，a=0，此时物体就达到最大速度．
导线受力做切割磁力线运动,从而产生感应电动势,继而产生感应电流,这样就出现与外力方向相反的安培力作用,于是导线做加速度越来越小的变加速直线运动,运动过程中速度v变,电动势BLv也变,安培力BIL亦变,当安培力与外力大小相等时,加速度为零,此时物体就达到最大速度．
(2)从动量角度着手，运用动量定理或动量守恒定律
①应用动量定理可以由动量变化来求解变力的冲量，如在非匀变速运动问题应用动量定理可以解决牛顿运动定律不易解答的问题．
②在相互平行的水平轨道间的双棒做切割磁感线运动时，由于这两根导体棒所受的安培力等大反向，合外力为零，若不受其他外力，两导体棒的总动量守恒．解决此类问题往往要应用动量守恒定律．
(3)从能量转化和守恒着手，运用动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，正功还是负功→明确有哪些形式的能量参与转化，哪增哪减→由动能定理或能量守恒定律列方程求解．
安培力做负功电流做功?电能??????内能（焦耳热） ②能量转化特点：其它能（如：机械能）??????
(3)电磁感应与电路 综合分析 要将电磁感应、电路的知识，甚至和力学知识综合起来应用。
在电磁感应中切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，
将它们接上电容器，便可使电容器充电；将它们接上电阻等用电器，便可对用电器供电，在回路中形成电流，
因此电磁感应问题又往往跟电路问题联系起来，解决这类问题，
一方面要考虑电磁学中的有关规律：如右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等； 另一方面又要考虑电路中的有关规律：如欧姆定律，串并联电路的性质等。 解决电磁感应与电路综合问题的基本思路是：
(1)确定电源．明确哪部分相当于电源(产生感应电流或感应电动势的那部分电路)就相当于电源，
切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路
利用法拉第电磁感应定律? E大小，利用楞次定律? E的正负极 (及I感方向)
需要强调的是：在电源内部电流是由负极流向正极的，在外部从正极流向外电路，并由负极
流入电源．如无感应电流，则可以假设电流如果存在时的流向． (2)分析电路结构，画出等效电路图．
(3)利用电路规律求解．主要闭合电路欧姆定律、串并联电路性质特点、电功、电热的公式．求解未知物理量．
(4)图象问题 电磁感应中常涉及磁感应强度B、 磁通量Φ、 感应电动势E或e 和 感应电流I随时间t变化的图线，即B—t图线、 Φ一t图线、 e一t图线 和I一t图线。
对于切割产生应电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流I随位移X变化的图线，即e—X图线和I—X图线。
这些图象问题大体上可分为两类：
①由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象，
②或由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量，
不管是何种类型，电磁感应中的图象常需利用右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解决感应电流的方向和感应电流的大小。
电磁感应现象中图像问题的分析，要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势（电流）大小是否恒定.用楞次定律判断出感应电动势（或电流）的方向，从而确定其正负，以及在坐标中的范围. 另外，要正确解决图像问题，必须能根据图像的意义把图像反映的规律对应到实际过程中去，又能根据实际过程的抽象规律对应到图像中去，最终根据实际过程的物理规律进行判断. 棒平动切割B时达到的最大速度问题；及电路中产生的热量Q；通过导体棒的电量问题 ①vm?F合外RBL22 （F合外为导体棒在匀速运动时所受到的合外力）。 求最大速度问题，尽管达最大速度前运动为变速运动，感应电流(电动势)都在变化，但达最大速度之后，感应电流及安培力均恒定，计算热量运用能量观点处理，运算过程得以简捷。 12mvm （WF 为外力所做的功； Wf-为克服外界阻力做的功）； 2E??????t?n感应电量q?I?t???t?n RR?tR②Q=WF -Wf-
（一）电磁感应中的“双杆问题”
电磁感应中“双杆问题”是学科内部综合的问题，涉及到电磁感应、安培力、牛顿运动定律和动量定理、
动量守恒定律及能量守恒定律等。要求学生综合上述知识，认识题目所给的物理情景，找出物理量之间的关系，因此是较难的一类问题，也是近几年高考考察的热点。 下面对“双杆”类问题进行分类例析 1、“双杆”向相反方向做匀速运动：当两杆分别向相反方向运动时，相当于两个电池正向串联。 2.“双杆”同向运动，但一杆加速另一杆减速 e b a B b 当两杆分别沿相同方向运动时，相当于两个电池反向串联。d d c g L v v c/ h v d/ a/
/ ba c f
3. “双杆”中两杆都做同方向上的加速运动。
“双杆”中的一杆在外力作用下做加速运动，另一杆在安培力作用下做加速运动，最终两杆以同样加速度做匀加速直线运动。如【例3】（2003年全国理综卷） 4．“双杆”在不等宽导轨上同向运动。
“双杆”在不等宽导轨上同向运动时，两杆所受的安培力不等大反向，所以不能利用动量守恒定律解题。如【例4】（2004年全国理综卷） （二）电磁感应中的一个重要推论——安培力的冲量公式 F?t?BLI?t?BLq?BL?? R感应电流通过直导线时，直导线在磁场中要受到安培力的作用，当导线与磁场垂直时，安培力的大小为
F=BLI。在时间△t内安培力的冲量F?t?BLI?t?BLq?BL该公式解答问题十分简便，
??，式中q是通过导体截面的电量。利用R交流电的产生及变化规律
一．交流电
大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流。 其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流，正弦式电流产生于在匀强电场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里，线圈每转动一周，感应电流的方向改变两次。
二．正弦交流电的变化规律 线框在匀强磁场中匀速转动． 1．当从图12—2即中性面位置开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函．．．数是正弦函数：
即e=εmsinωt， i＝Imsinωt (ωt是从该位置经t时间线框转过的角度；ωt也是线速度V与磁感应强度B的夹角；ωt是线框面与中性面的夹角)
2．当从图12—1位置开始计时： 则：e=εmcosωt， i＝Imcosωt．
3．对于单匝矩形线圈来说Em=2Blv=BSω；对于n匝面积为S的线圈来说Em=nBSω,对于总电阻为R的闭合电路来说Im?EmR 三．几个物理量
1．中性面：如图12—2所示的位置为中性面，对它进行以下说(1) 此位置过线框的磁通量最多．
(2) 此位置磁通量的变化率为零．所以 e=εmsinωt=0， i＝Imsinωt=0
(3) 此位置是电流方向发生变化的位置，具体对应图12－3中的t2，t4时刻，因而交流电完成一次全变化中线框两次过中性面，电流的方向改变两次，频率为50Hz的交流电每秒方向改变100次．
2．交流电的最大值： εm＝BωS 当为N匝时εm＝NBωS
(1)ω是匀速转动的角速度，其单位一定为弧度／秒，nad/s
明：
(2)最大值对应的位置与中性面垂直,即线框面与磁感应强度B在同一直线上． (3)最大值对应图12－3中的t1、t2时刻，每周中出现两次． 3．瞬时值e=εmsinωt， i＝Imsinωt代入时间即可求出．
不过写瞬时值时，不要忘记写单位，如εm=2202V,ω=100π,则e=2202sin100πtV,不可忘记写伏,电流同样如此．
4．有效值：为了度量交流电做功情况人们引入有效值，它是根据电流的热效应而定的．就是分别用交流电，直流电通过相同阻值的电阻，在相同时间内产生的热量相同，则直流电的值为交流电的有效值．
(1)有效值跟最大值的关系εm=2U
有效
，Im=2I
有效
(2)伏特表与安培表读数为有效值．(3)用电器铭
牌上标明的电压、电流值是指有效值．
5．周期与频率：交流电完成一次全变化的时间为周期；每秒钟完成全变化的次数叫交流电的频率．单位1/秒为赫兹（Hz）．
四、最大值、平均值和有效值的应用
1、正弦交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、瞬时值和平均值的区别。
以电动势为例：最大值用Em表示，有效值用E表示，瞬时值用e表示，平均值用E表示。它们的关系为
E=Em/2，e=Emsinωt。
平均值不常用，必要时要用法拉第电磁感应定律直接求：E?n??。切记E?E?t1?E22。
特别要注意：有效值和平均值是不同的两个物理量，有效值是对能的平均结果，平均值是对时间的平均．．．．．．．．．．．．．．．．值。
在一个周期内的前半个周期内感应电动势的平均值为最大值的2/π倍，而一个周期内的平均感应电动势为零。
2、我们求交流电做功时用有效值，求通过某一电阻电量时一定要用电流的平均值交流电，在不同时间内平均感应电动势，平均电流不同．考虑电容器的耐压值时则要用最大值。 3、交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。 ⑴只有正弦交变电流的有效值才一定是最大值的2/2倍。 ．．．．．．
⑵通常所说的交变电流的电流、电压;交流电表的读数;交流电器的额定电压、额定电流;保险丝的熔断电流等都指有效值。
(3)生活中用的市电电压为，其最大值为（有时写为），频率为，所以其电Z．．．．．．．．．．．220V．．．．．．．．．．220．．．2V=311V．．．．．．．．．．．310V．．．．．．．．．50H．．．．．．．．压即时值的表达式为=311sin314tV。 ．．．．．．．．．u．．．．．．．．．．．．．
2、理想变压器的基本关系
理想变压器：磁通量全部集中在铁芯中（没有漏磁）变压器本身不损耗能量。 对于理想变压器，物理量之间的依存关系： （1）理想变压器的输入功率等于输出功率
，且输入功率受输出功率控制。
（2）当原、副线圈、一定时，输出电压由决定，与负载无关。且有。
（3）当原、副线圈负载的大小有关。
、一定时，输入电流由输出电流决定，且有关系，而与所接
（4）当有若干个副线圈时，其总的约束关系为
各线圈的电压关系与初级线圈电压的关系跟线圈匝数关系不变。 各线圈中电流的关系为
（5）变压器的负载越大，是指并接在副线圈上用电器越多，即负载电阻越小。 3、远距离输电应注意的问题
（1）远距离输电要解决的关键问题是减少输电线上的电能损耗，根据
，具体方法有：其
一是减少输电线的电阻，用电阻率小的材料或加大导线的横截面积。实际分析表明其作用十分有限。其二是提高输电电压，减小输电电流，这是一种有效的方法。
（2）要能画出远距离输电电路，能帮助自己进行分析问题，电路如图。
（3）善于以变压器为界划分好各个回路，对各个回路独立运用欧姆定律、焦耳定律和电功、电功率进行分析计算。
（4）抓住各回路之间的物理量的联系，如变压器两侧的功率关系，电流、电压与匝数的关系；导线
上的电能损耗，导线上的电压损失为。（P为输送的总功率）
于远距离输电电路来说，属于非纯电阻电路（有电感），电功和电热是不相等的，计算时要引起注意；此外，输电电线有两条，计算时要计算两条电线的电阻为整个输电线的总电阻。 4、三相交流电
（1）三相交流电的产生：三相交流电是由三个互成1200角的线圈，同时绕垂直磁场中轴共同转动，
线圈中产生三个交变电动势，输出的电流是三相电流；这三个电动势大小相相等，周期相同，依次相差个周期达到最大值。
（2）三相交流电的连接方法：发电机三个线圈可发采用Y接法，也可以采用Δ接法，具体接法要根据电路要求；同样用电负载的接法也有用Y接法和Δ接法，具体根据用电器的接法要求而定。但要注意Y接法和Δ接法不是以往的串、并联。
（3）相电压、线电压均为交流电的有效值，目前我国民用电采用三相四线制供电，可提供有效值为220V（一相与地间之间的电压），380V（两根相线之间的电压）两种电压。他们的最大值分别是
V。但要注意：
与
的关系是不同的。
V，