《物理选修32期末总复习（上课用）ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理选修32期末总复习（上课用）ppt课件.ppt（78页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、划时代的发现,1.电流的磁效应(电生磁)：电流的周围能够产生磁场。2.电磁感应(磁生电)：利用磁场产生电的现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。3.“电”与“磁”的联系：(1)奥斯特实验证实电流的周围存在磁场，即“电生磁”的现象，这一实验揭示了电与磁之间的联系。(2)法拉第实验证实磁也可以生电，即“磁生电”的现象，这一实验进一步揭示了电与磁之间的联系。,例1：在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是()A奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象B麦克斯韦预言了电磁感应现象，奥斯特发现了电磁感应现象C库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值
2、D安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律,AC,解析：麦克斯韦预言了电磁波并没有预言电磁感应现象，发现电磁感应现象的是法拉第，选项B错误；洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，安培发现了磁场对电流的作用规律，选项D错误。答案：AC,例2：下列现象中，属于电磁感应现象的是()A小磁针在通电导线附近发生偏转B通电线圈在磁场中转动C因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流D磁铁吸引小磁针,C,解析：电磁感应是指“磁生电”的现象，而小磁针和通电线圈在磁场中转动，反映了磁场力的性质，所以A、B、D不是电磁感应现象，C是电磁感应现象。答案：C,感应电流的产生条件,1.磁通量：(1)
3、定义：垂直穿过回路平面的磁感线的条数叫做磁通量，用表示。(2)大小：在匀强磁场中，当磁场与某回路(平面)垂直时，穿过该回路(平面)的磁通量为=BS；当磁场与某回路(平面)斜交时，穿过该回路(平面)的磁通量为BSsin，(角为磁场方向与平面之间的角度)。,2.磁通量的变化：(1)穿过同一个平面的磁通量在某两个时刻的差值(注意磁通量的正负)，可以利用磁感线的条数变化进行判断。(2)磁通量是双向标量，没有方向，但穿过某回路的磁感线如果存在穿出和穿入的情况，即有方向相反的磁感线同时穿过这个回路，则磁通量可以互相抵消(3)磁通量与面积有关，但不一定是面积越大，磁通量越大。,3.产生感应电流的条件：(1)
4、一定是在闭合电路中；(2)磁通量一定发生变化。4.回路磁通量变化条件：,磁通量变化包括：S、不变，B变化B、不变，S变化B、S不变，变化B、S、都变化,例1：如图所示，将一个矩形小线圈放在一个匀强磁场中，若线圈平面平行于磁感线，则下列运动中能使线圈产生感应电流的是()A矩形线圈平行于磁感线平移B矩形线圈垂直于磁感线平移C矩形线圈绕ab边转动D矩形线圈绕bc边转动,C,解析：线圈中产生感应电流的条件是必须有磁通量的变化，在图示位置，穿过线圈中的磁通量为零，如果矩形线圈平行于磁感线平移，则穿过线圈中的磁通量仍然为零，磁通量没有变化，因此，不能产生感应电流；如果矩形线圈垂直于磁感线平移，也没有磁通量
5、的变化，因此，不能产生感应电流；如果矩形线圈绕ab边转动，则线圈中的磁通量将发生变化，因此，能产生感应电流；如果矩形线圈绕bc边转动，同样不能产生感应电流。,例2：如图所示，矩形线圈与直线电流共面，在线圈从位置移到位置的过程中，关于线框中的磁通量的变化情况正确的说法是()A一直增加B.先增加再减少再增加再减少 C先增加再减少再增加 D先增加再减少,B,解析：电流的周围存在磁场，由安培定则可知，在位置磁场方向垂直纸面向外，且远离直线电流的位置，磁场越弱，靠近直线电流的位置，磁场越强；在位置磁场方向垂直纸面向里，且靠近直线电流的位置，磁场越强，远离直线电流的位置，磁场越弱当线圈从位置到右边与直线电
6、流重合时(位置1到位置2)，穿过线圈的磁通量变大；当线圈从右边与直线电流重合到对称中心位置时(位置2到位置3)，穿过线圈的磁通量变小；当线圈从对称中心位置到左边与直线电流重合时(位置3到位置4)，穿过线圈的磁通量变大；当线圈从左边与直线电流 重合到位置时(位置4到位置5)，穿过线圈的磁通量变小。答案：B,楞次定律,1.内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量变化。2.右手定则：(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。(2)试用范围：试用与闭合电路一部分导线切割磁感线
7、产生感应电流的情况。3.感应电流的方向：即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。,4.理解：(1)阻碍既不是阻止也不等于反向，增反减同，“阻碍”又称作“反抗”。(2)注意两个磁场：原磁场和感应电流磁场。5.强调：楞次定律可以从两种不同的角度来理解：(1)从磁通量变化的角度看：感应电流总要阻碍磁通量的变化。(2)从导体和磁体的相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍相对运动。(3)感应电流的方向即感应电动势的方向。,6.应用楞次定律步骤：(1)明确原磁场的方向；(2)明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少；(3)根据楞次定律(增反减同)，判定感应电流的磁场方向；(4)利用安培定则判定感应
8、电流的方向。,例1：如图所示的长方形区域内为匀强磁场，在矩形线圈abcd从左到右穿过整个磁场的过程中，则（）A.整个过程中都不会产生感应电流B.线圈从磁场外进入磁场的过程中，会产生逆时针方向的感应电流C.线圈整体在磁场中平移的过程中，会产生逆时针方向的感应电流D.线圈从磁场中穿出的过程中，会产生顺时针方向的感应电流,BD,例2：直导线ab放在如图所示的水平导体框架上，构成一个闭合回路。长直导线cd和框架处在同一个平面内，且cd和ab平行，当cd中通有电流时，发现ab向左滑动。关于cd中的电流下列说法正确的是（）A电流肯定在增大，不论电流是什么方向B电流肯定在减小，不论电流是什么方向C电流大小恒
9、定，方向由c到dD电流大小恒定，方向由d到c,B,B解析:ab棒向左滑动，说明通过回路的磁通量在减小，通过回路的磁感应强度在减弱，通过cd的电流大小在减小，与电流方向无关。,法拉第电磁感应定律,1.感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势。2.电磁感应定律(1)内容：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。(2)表达式E=n/t：求平均电动势E=BLV：V为瞬时值时求瞬时电动势，V为平均值求平均电动势。,例1：固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd，各边长l，其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝，其余三边均为电阻可忽略的铜线.磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，现有一与
10、ab段所用材料、粗细、长度都相同的电阻丝PQ架在导线框上，如图所示，以恒定速度v从ad滑向bc，当PQ滑过三分之一的距离时，通过aP段电阻丝的 电流是多大?方向如何?,电磁感应现象的两类情况,1.感应电场：感应电场是产生感应电流或感应电动势的原因，感应电场的方向也可以由楞次定律来判断；感应电流的方向与感应电场的方向相同2、感生电动势(1)产生：磁场变化时会在空间激发电场，闭合导体中的自由电子在电场力的作用下定向运动，产生感应电流，即产生了感应电动势；感应电动势在电路中的作用就是充当电源。,(2)定义：由感生电场产生的感应电动势成为感生电动势。(3)感生电场方向判断：右手螺旋定则。3.动生电动势
11、：(1)产生：导体切割磁感线运动产生动生电动势(2)大小：E=BLv(B的方向与v的方向垂直),例1：在空间出现如图所示的闭合电场，电场线为一簇闭合曲线，这可能是()A沿AB方向磁场在迅速减弱B.沿AB方向磁场在迅速增强C.沿BA方向磁场在迅速增强D.沿BA方向磁场在迅速减弱,AC,例2：如图所示，光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个灯泡，匀强磁场垂直于 导轨所在平面，当ab棒下滑到稳定状态时，小灯泡获得的功率为P0，除灯泡外，其他电阻不计，要使稳定状态灯泡的功率变为2P0，下列措施正确的是()A换一个电阻为原来一半的灯泡B把磁感应强度B增为原来的2倍C换一根质量为原来的 倍的金属棒D把导轨间的距
12、离增大为原来的 倍,C,互感和自感,1.当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。2.由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。3.自感现象中产生的电动势叫自感电动势。(1)自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。(2)自感电动势大小：E=L/。(式中L与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯等因素无关，叫自感系数，简称自感或电感),例1：如图所示，两个电阻的阻值都是R，多匝线圈的电阻和电源内阻均可忽略不计。电键S原来断开，此时电路中的电流为I0=E/2R。现将S闭合，于是线圈产生自感电动势，此自感电动势的
13、作用是()A、使电路的电流减小，最后由I0将小到0B、有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0；C、有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变；D、有阻碍电流增大的作用，但电流还是增大，最后等于I0。,D,解析：要深刻理解“阻碍”的意思。阻碍并不等于“阻止”。当原电流增大时，自感电动势要阻碍电流的增大，但电流最后还是要增大的，只不过增大得慢些(如通电自感实验中所见)；当原电流减小时，自感电动势要阻碍电流的减小，但电流最后还是要减小的，只不过减小得慢些(如断电自感实验中所见)。自感电动势的作用只不过是起一个“延时”作用。答案：D,例2：在如右图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁
14、芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流为I.然后，断开S.若t时刻再闭合S，则在t前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t的变化的图象是(),B,解析：闭合开关S后，调整R，使两个灯泡L1、L2发光的亮度一样，电流为I，说明RLR.若t时刻再闭合S，流过电感线圈L和灯泡L1的电流迅速增大，使电感线圈L产生自感电动势，阻碍了流过L1的电流i1增大，直至到达电流为I，故A错误，B正确；而对于t时刻再闭合S，流过灯泡L2的电流i2立即达到电流I，故C、D错误答案：B,涡流、电磁阻尼和电磁振动,1、涡
15、流：块状金属放在变化磁场中，或者让它在磁场中运动时，金属块内产生的感应电流 2、涡流的防止：(1)增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢。(2)用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。,3.热效应：金属块中的涡流要产生热量。如果磁通量变化率大，金属的电阻率小，则涡流很强，产生的热量很多。利用涡流的热效应可以制成高频感应炉、高频焊接、电磁炉等感应加热设备。变压器、电机铁芯中的涡流热效应不仅损耗能量，严重时还会使设备烧毁为减少涡流，变压器、电机中的铁芯都是用很薄的硅钢片叠压而成。,4.磁效应：块状导体在磁场中运动时，产生的涡流使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电
16、磁阻尼。电磁仪表中的电磁阻尼器就是根据涡流磁效应制成的,例1：如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁。将磁铁托起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈，使磁铁上下振动时穿过它，磁铁就会很快地停下来，解释这个现象，并说明此现象中能量转化的情况。,解析：当磁铁穿过固定的闭合线圈时,在闭合线圈中会产生感应电流,感应电流的磁场会阻碍磁铁和线圈靠近或离开,也就使磁铁振动时除了受空气阻力外,还有线圈的磁场力作为阻力,克服阻力需要做的功较多,弹簧振子的机械能损失较快,因而会很快停下来。,例2：如图所示，质量m=100g的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面高度h
17、=0.8m，有一质量为M=200g的小磁铁(长度可忽略)，以10m/s的水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原来位置的水平距离为3.6m，则磁铁与铝环发生相互作用时(小磁铁穿过铝环后的速度看做平抛运动)。(1)铝环向哪边偏斜?(2)若铝环在磁铁穿过后速度为2m/s,在磁铁穿过铝环的整个过程中,环中产生了多少电能?(g=10m/s2),向右偏,1.7J,交变电流,1.定义：大小和方向都随时间作周期性变化而且在一周期内的平均值等于零的电流叫做交变电流，简称交流(发电机)；大小和方向不随时间变化的电流称为直流(电池)。2.产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。3.变化规律：e=sin
18、。(1)是常数，表示电动势可能达到的最大值，叫做电动势的峰值；(2)是发电机线圈转动的角速度。,4.中性面特点：(1)线圈平面与中性面垂直时，SB，最大，/=0，感应电动势为0。(2)线圈每经过中性面时，线圈中的电流改变方向，线圈转动一周两次经过中性面，所以一个周期内电流方向改变两次。5.正弦式交变电流：按正弦规律变化的交变电流，简称正弦式电流。6.正弦交流电的图像信息：(1)交变电流的最大值；(2)周期T(频率f=1/)；(3)任意时刻线圈中产生的电流的大小和方向。,例1：一台发电机产生的按正弦规律变化的电动势的峰值为400V，线圈匀速转动的角速度为314rads，试写出电动势瞬时值的表达式
19、如果该发电机与只含电阻的负载组成的闭合电路的总电阻为2000，则电路中电流的峰值为多少？电流的瞬时值表达式怎样？,0.2A,描述交变电流的物理量,1交变电流的周期和频率。交变电流跟别的周期性过程一样，是用周期或频率来表示变化快慢的。(1)周期：我们把交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做交变电流的周期。周期用T表示，单位是s。(2)频率：交变电流在1s内完成周期性变化的次数，叫做交变电流的频率。频率用f表示，单位是Hz。(3)周期和频率的关系是：T=1/f,2.(1)交变电流峰值(Im、Em、Um):指交变电流各个参量一个周期内所能达到的最大值。表示交变电流的强弱或电压的高低。(2)有效值
20、：(抓三个相同)让交流与恒定电流通过相同的电阻，如果它们在一个周期内内产生的热量相等，把恒定电流的值叫做这个交变电流的有效值。(3)正弦交流电有效值与最大值之间的关系,例1：将阻值为5的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示下列说法正确的是()A电路中交变电流的频率为0.25HzB通过电阻的电流为 AC电阻消耗的电功率为2.5WD用交流电压表测得电阻两端的电压为5V,C,例2：如图所示的交变电流，周期为T，计算其有效值,电感和电容对交变电流的影响,1.电感器对交变电流的阻碍作用：(1)感抗：电感器对交流的阻碍作用的大小(2)作用：线圈的自感系数越大、交流的频率越高，电
21、感对交流的阻碍作用就越大，线圈的感抗就越大。(3)大小：=2L。(4)扼流圈：低频扼流圈和高频扼流圈。(5)直流不能通过电容器，交变电流能够通过电容器。,2.电容器对交变电流的阻碍作用：(1)容抗：电容器对交流阻碍作用的大小，通交流、阻直流。(2)作用：电容器的电容越大，交流的频率越高，电容器对交流的阻碍作用就越小，电容器的容抗就越小。(3)大小：,例1：对于扼流圈的以下说法，正确的是()A扼流圈是利用电感阻碍交变电流的作用制成的B低频扼流圈用来“通低频、阻高频”C高频扼流圈用来“通直流、阻交流”D高频扼流圈对低频交变电流阻碍作用较小，对高频交变电流的阻碍作用很大,AD,解析：低频扼流圈用来“
22、通直流、阻交流”，对低频电流阻碍作用也很大，而高频扼流圈是对高频阻碍作用很大，对低频阻碍作用较小，用来“通低频，通直流，阻高频”高频扼流圈的自感系数较小，低频扼流圈的自感系数较大。答案：AD,例2：对交流电通过电容器的理解正确的是A交变电流能够使电容器极板间的绝缘介质变成导体B交变电流定向移动的电荷通过电容器两板间的绝缘介质C交变电流能够使电容器交替进行充电、放电，电路中就有了电流，表现为交变电流通过了电容器D交变电流通过了电容器，实际上自由电荷并没有通过电容器极板间的绝缘介质(击穿除外),CD,解析：电流能“通过”电容器，并非电荷真的通过电容器两板间的电介质，而是交变电流交替对电容器充放电，
23、电容器中并未有电荷通过，但电路中有了电流，表现为交变电流通过了电容器。答案：CD,例3：如图所示，从ab端输入的交流含有高频和低频成分，为了使R上尽可能少地含有高频成分，采用图示电路，其L的作用是_，C的作用是_ _。,通低频、阻高频,通高频、阻低频,解析：因L有“通低频、阻高频”的特点，因此L的作用是阻挡高频成分；而通过L后还有少量的高频成分，利用C“通高频、阻低频”的特点，使绝大部分高频成分从C流过。,变压器,1.变压器(1)定义：用来改变交流电压的设备，称为变压器。说明：变压器不仅能改变交变电流的电压，也能改变交变电流的电流，但是不能改变恒定电流。(2)构造：变压器由一个闭合铁芯和两个线
24、圈组成的。原线圈：和交流电源相连接的线圈(匝数为n1)。副线圈：和负载相连接的线圈(匝数为n2)许多情况副线圈不只一个。,2.理想变压器的特点：(1)铁芯封闭性好，无漏磁现象，即穿过原、副线圈两绕组每匝的磁通量都一样每匝线圈中所产生感应电动势相等。(2)线圈绕组的电阻不计，无能损现象。(3)铁芯中的电流不计，铁芯不发热，无能损现象。,3理想变压器的基本关系(1)输出功率等于输入功率P出P入(2)原副线圈两端的电压跟匝数成正比(3)原副线圈中的电流跟匝数成反比(仅限一个副线圈)(4)原副线圈的交变电流的周期T和频率f相同。,4理想变压器的三个决定关系(1)理想变压器输出功率决定输入功率。当副线圈
25、空载时，变压器的输出功率为零，输入功率也为零。(2)理想变压器副线圈两端电压由原线圈两端电压和匝数比所决定。(3)理想变压器副线圈中的电流决定原线圈中的电流。5能量转换：变压器是把电能转化为磁场能又把磁场能转化为电能的装置,例1：一理想变压器，原线圈匝数n11100，接在电压为220V的交流电源上，当它对11只并联的“36V，60W”灯泡供电时，灯泡正常发光，由此可知该变压器副线圈的匝数n2_，通过原线圈的电流I1_A,180匝,3A,例2：如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比为12，电源电压为220V，A是额定电流为I01A的保险丝，R为可调电阻，为不使原线圈中电流超过I0，R的阻值最低不小
26、于多少欧?,880,例3：如图所示的甲、乙两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110V若分别在c、d两端及g、h两端加上110V的交流电压，则a、b间及e、f间的电压分别为A220V、220VB220V、110VC110V、110VD220V、0V,B,解析：当a、b间接220V电压时，c、d间电压为110V，说明c、d间线圈的匝数为原线圈匝数的一半；反过来当c、d间接110V电压时，a、b间电压应为220V。当e、f间接220V电压时，g、h间电压为110V，说明g、h间电阻为e、f间电阻的一半；当g、h间接110V电压时，e、g间
27、没有电流，e、g间电压为零，所以e、f间电压与g、h间电压相等，均为110V。点评：变压器既可升压，也可降压，但滑动变阻器变压时，只能降压，不能升压。注意搞清楚变压器变压与变阻器分压的区别所致。,电能的输送,1.电能输送图2.输送电能的过程：发电站升压变压器高压输电线降压变压器用电单位3.基本要求：可靠、保质、经济。,4.高压输电可以保证在输送功率不变，减小输电电流来减小输送电的电能损失。变压器能把交流电的电压升高5.电网供电：(1)电网：通过网状连接将电场和用户连接起来，形成的全国性或地区性的输电网络。(2)优点：减小断电风险，调剂不同地区电力供需的平衡，保证供电质量。,例1：一小型水力发电
28、站水坝落差h=5m，流量q=1m3/s，发电机组总效率=50，机端输出电压350V。为了向离电站较远处的用户供电，采用先升压、再降压的办法设输电线总电阻R线=4，允许输电线电热损失功率为电站输出功率的5，用户需要电压220V。试计算升压变压器、降压变压器的匝数比。g=10m/s2。,1:4 6.1,解析：水电站是依靠从高处落下的水冲击水轮机，由水轮机带动发电机向外供电的。能的转化方式是高处水的重力势能转化为电能已知落差、流量和发电机组效率，即可算出发电机的输出功率这些功率通过升压变压器输电线降压变压器送给用户时，仅在输电线上有能量损失根据输电线损失功率的百分比和输电线电阻，可算出通过输电线上的
29、电流，于是匝数比也就可算出,传感器及其工作原理,1.传感器：能够感受诸如力、温度等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断的元件。2.传感器的优点：把非电学量转换为电学量 3.认识一些制作传感器的元器件(1)光敏电阻：光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小。作用：光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。,(2)热敏电阻：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。作用：半导体热敏电阻也可以用作温度传感器。4.霍尔元件(1)定义：应用霍尔效应的半导体。(2)作用：把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。(3)霍尔
30、电压：d为薄片的厚度，k为霍尔系数，它的大小与薄片的材料有关。,传感器的应用,1.力传感器电子秤(1)定义：利用胡克定律或杠杆平衡原理测定物理质量的工具。(2)结构：承重系统、传力转换系统和示值系统。(3)分类：按结构原理分机械秤、电子秤、机电结合秤三大类,2.温度传感器电熨斗(1)结构：底板、电热元件、压板、罩壳、手柄等组成。(2)分类：普通型、调温型、蒸汽喷雾型等。(3)工作原理：由电能转化为热能的工具温度高低由其自身的功率和通电时间的长短来决定。,3.温度传感器电饭锅(1)结构：锅体、电热元件、控温和定时装置3部分组成。(2)温度控制元件有双金属片温度控制系统和磁性材料温度控制系统。4.光传感器火灾报警器(1)原理：利用烟雾对光的散射来工作的。(2)分类：感烟型、感温型、感光型、符合型、电缆型。,
