法拉第电磁感应总知识点与习题.docx
- 文档编号:395085
- 上传时间:2022-10-09
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:106.27KB
法拉第电磁感应总知识点与习题.docx
《法拉第电磁感应总知识点与习题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《法拉第电磁感应总知识点与习题.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
法拉第电磁感应总知识点与习题
第一章电磁感应
1.两个人物:
a.法拉第:
磁生电
b.奥期特:
电生磁
2.产生条件:
a.闭合电路
b.磁通量发生变化
注意:
①产生感应电动势的条件是只具备b
②产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
③电源内部的电流从负极流向正极。
3.感应电流方向的叛定:
(1).方法一:
右手定则
(2).方法二:
楞次定律:
(理解四种阻碍)
①阻碍原磁通量的变化(增反减同)
②阻碍导体间的相对运动(来拒去留)
③阻碍原电流的变化(增反减同)
④面积有扩大与缩小的趋势(增缩减扩)
4.感应电动势大小的计算:
(1).法拉第电磁感应定律:
a.内容:
b.表达式:
(2).计算感应电动势的公式
①求平均值:
②求瞬时值:
E=BLV(导线切割类)
③法拉第电机:
④闭合电路殴姆定律:
5.感应电流的计算:
平均电流:
瞬时电流:
6.安培力计算:
(1)平均值:
(2).瞬时值:
7.通过的电荷量:
注意:
求电荷量只能用平均值,而不能用瞬时值。
8.互感:
由于线圈A中电流的变化,它产生的磁通量发生变化,磁通量的变化在线圈B中激发了感应电动势。
这种现象叫互感。
9.自感现象:
(1)定义:
是指由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。
(2)决定因素:
线圈越长,单位长度上的匝数越多,截面积越大,它的自感系数就越大。
另外,有铁心的线圈的自感系数比没有铁心时要大得多。
(3)类型:
通电自感和断电自感
(4)单位:
亨利(H)、毫亨(mH),微亨(
H)。
10.涡流及其应用
(1)定义:
变压器在工作时,除了在原、副线圈产生感应电动势外,变化的磁通量也会在铁芯中产生感应电流。
一般来说,只要空间有变化的磁通量,其中的导体就会产生感应电流,我们把这种感应电流叫做涡流
(2)应用:
a.新型炉灶——电磁炉。
b.金属探测器:
飞机场、火车站安全检查、扫雷、探矿。
第二章交变电流
一.正弦交变电流
1.两个特殊的位置
a.中性面位置:
磁通量ф最大,磁通量的变化率为零,即感应电动势零。
b.垂直中性面位置
磁通量ф为零,磁通量的变化率最大,即感应电动势最大。
2.正弦交变电流的表达式:
a.从中性面位置记时:
瞬时电动势:
e=Emsinωt
瞬时电流:
b.从垂直中性面位置记时
瞬时电动势:
e=Emcosωt
瞬时电流:
3.正弦交变电流的四值:
a..最大值:
Em=nBSω=nΦmω
b.瞬时值:
①中性面位置记时:
e=Emsinωt
②垂直中性面位置记时:
e=Emcosωt
c.平均值:
d.有效值:
根据电流的热效应规定。
注意:
⑴只有正弦交变电流的有效值才一定是最大值的
倍。
a.动势有效值:
b,电压有效值:
c.电流有效值:
。
(2)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。
(电容器的耐压值是交流的最大值。
)
(3)生活中用的市电电压为220V,其最大值为Um=220
V=311V,频率为50HZ,所以其电压瞬时值的表达式为u=311sin314tV。
4、表征交流电的物理量:
(1)瞬时值、最大值和有效值:
(2)周期、频率
a.周期:
交流电完成一次周期性变化所需的时间叫周期。
以T表示,单位是秒。
b.频率:
交流电在1秒内完成周期性变化的次数叫频率。
以f表示,单位是Hz。
c.二者关系:
周期和频率互为倒数,即
。
d.我国市电频率为50Hz,周期为0.02s
5.交流电的图象:
图象如图5—3所示。
图象如图5—4所示。
二.变压器
1.理想变压器:
2.原理:
互感
3.类型:
⑴升压变器:
副线圈用细线绕
⑵降压变器:
副线圈用粗线绕
⑶1:
1隔离变压器:
两边一样
4.基本公式:
⑴电压:
(原决定副)
正比
(2)电流:
(副决定原)
一个副线圈:
反比
多个副线圈:
U1I1=U2I2+U3I3
(3)功率:
(输出决定输入)P出=P入
5.互感器
⑴电压互感器:
降压变压器、并联
⑵电流互感器:
升压变压器、火线串联
三.远距离输电
1.高压输电的原因:
在输送的电功率和送电导线电阻一定的条件下,提高送电电压,减小送电电流强度可以达到减少线路上电能损失的目的。
2.远距离输电的结构图:
(1)功率之间的关系是:
a.P1=P1´
b.P2=P2´
c.P1´=Pr+P2;
(2)电压之间的关系是:
a.
b.
c.
(3)电流之间的关系是:
a.
b.
c.
3.输电电流I的计算式:
4.损失功率、损失电压的计算:
(1)Pr=Ir2r,
(2)Ur=Irr,
四.感抗和容抗(统称电抗)
1.感抗:
(1)意义:
表示电感对交变电流的阻碍作用
(2)特点:
“通直流,阻交流”、“通低频,阻高频”。
2.容抗:
(1)意义:
表示电容对交变电流的阻碍作用
(2)特点:
“通交流,隔直流”、“通高频,阻低频”。
五.传感器的及其工作原理Ⅰ
1.定义:
有一些元件它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,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。
我们把这种元件叫做传感器。
2。
优点是:
把非电学量转换为电学量以后,就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。
3.应用:
(1).几种特殊的电阻
a.光敏电阻:
光照越强,光敏电阻阻值越小。
b热敏电阻:
阻值随温度的升高而减小,且阻值随温度变化非常明显。
c.金属导体的电阻:
随温度的升高而增大
d.霍尔元件:
是将电磁感应这个磁学量转化为电压这个电学量的元件。
(2.传感器应用:
a.力传感器的应用——电子秤
b.声传感器的应用——话筒
c.温度传感器的应用——电熨斗、电饭锅、测温仪
d.光传感器的应用——鼠标器、火灾报警器
(3).传感器的应用实例:
a.光控开关
b.温度报警器
如图所示,AB是两个同心圆,半径之比RA∶RB=2∶1,A、B是由相同材料,粗细一样的导体做成的,小圆B外无磁场,B内磁场的变化如图所示,求A、B中电流大小之比(不计两圆中电流形成磁场的相互作用).
如图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直.线圈匝数n=40,电阻r=0.1Ω,长l1=0.05m,宽l2=0.04m,角速度ω=100rad/s,磁场的磁感应强度B=0.2T.线圈两端外接电阻R=9.9Ω的用电器和一个交流电流表.求:
(1)线圈中产生的最大感应电动势;
(2)电流表的读数;
(3)用电器上消耗的电功率.
如图所示,在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中,让长为0.9m、电阻为1Ω的导体棒ab在金属框上以10m/s的速度向右匀速滑动,电阻R1=6Ω,R2=3Ω,其他导线上的电阻可忽略不计.求:
(1)ab棒中的电流大小与方向;
(2)为使ab棒匀速运动,所加外力应为多大?
(3)R2消耗的电功率多大?
水平面上两根足够长的光滑金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值R的电阻连接,导轨上放一质量为m的金属杆(见图甲),导轨的电阻忽略不计,匀强磁场方向竖直向下,用与平轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,金属杆从静止开始运动,电压表的读数发生变化,但最终将会保持某一数值U恒定不变;当作用在金属杆上的拉力变为另一个恒定值时,电压表的读数最终相应地会保持另一个恒定值不变,U与F的关系如图乙。
若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω,金属杆的电阻r=0.5Ω。
(重力加速度g=10m/s2)求:
(1)磁感应强度B;
(2)当F=2.5N时,金属杆最终匀速运动的速度;
(3)在上述
(2)情况中,当金属杆匀速运动时,撤去拉力F,此后电阻R上总共产生的热量。
解析:
在ε=ΔB/Δt·S中,S是磁场变化的面积.所以IA=
·
.IB=
·
所以IA∶IB=1∶2
【答案】
(1)1.6V
(2)0.11A (3)0.12W
【解析】
(1)Em=nBωS=nBωl1l2=1.6V.
(2)Im=
=0.16A,电流表读数为有效值
I=
=0.11A.
(3)P=I2R=0.12W.
解析:
(1)由右手定则可以判定,电流方向b→a
E=Blv=3.6V
R总=
+r=3Ω
I=
=1.2A
(2)F=BIl=0.432N
(3)I2=0.8AP=I22R2=1.92W
【答案】
(1)1T
(2)10m/s (3)1.25J
【解析】
(1)由部分电路欧姆定律
①
金属杆所受安培力F安=BIL②
由于金属杆匀速运动F安=F③
从U—F图象中取一点F=8NU=8V④
由①②③④式解得B=1T
(2)当F=2.5N时,由图象可得U=2.5V⑤
据闭合电路欧姆定律得
⑥
金属杆产生的感应电动势
E=BLv⑦
由⑤⑥⑦式解得:
(3)撤去拉力后,金属杆做减速运动,最终静止。
由能量转化守恒定律知电路中产生总的热量
⑧
电阻R产生的总热量
⑨
由⑧⑨式解得QR=12.5J
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 法拉第 电磁感应 知识点 习题