1、江苏省栟茶高级中学校本化资料 考前一周自主复习物理(7)基础知识回顾8带电粒子在磁场中做匀速圆周运动问题的解题步骤:(1)画轨迹:由左手定则判断粒子的受力方向,从而判断粒子的旋转方向(特别注意负电荷)(2)定圆心:方法一:根据洛仑兹力始终与速度方向垂直这一特点,画出粒子运动轨迹上任两点(一般为粒子入射和出射时的两点)的洛仑兹力的方向(即垂直于这两点的速度方向),其延长线的交点即为圆心;方法二:以一点速度的垂线和弦的中垂线的交点即为圆心。(3)算半径:思路一:根据已知的物理量由公式R= 求得;思路二:根据已知的几何量作图,通过几何关系求得。(4)求时间:关键是找圆心角,再利用周期公式求出相应的时
2、间。十、电磁感应1. 电磁感应现象(1)电磁感应现象:利用磁场产生感应电流的现象叫做电磁感应现象。(2)产生感应电流的条件:穿过闭合回路的磁通量发生变化注意:如果电路不闭合,那么只产生感应电动势而不产生感应电流;如果电路闭合,则既产生感应电动势又产生感应电流 2楞次定律(1)楞次定律内容:感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化(2)楞次定律的理解:定律中的“阻碍”不是阻止。阻碍磁通量的变化是指:当磁通量增加时,阻碍增加(感应电流的磁场和原磁场方向相反,起抵消作用);当磁通量减少时,阻碍减少(感应电流的磁场和原磁场方向一致,起补偿作用)。简称“增反减同” (3)应用楞次定律的基本程序
3、:明确闭合回路中引起感应电流的原磁场方向;确定原磁场穿过闭合回路中的磁通量如何变化(是增大还是减小);根据楞次定律确定感应电流的磁场方向(“增反减同”)利用安培定则确定感应电流方向3楞次定律的推广含义(1)楞次定律的推广含义:感应电流的“效果”总是阻碍引起感应电流的“原因”这里所指的“原因”,既可以是磁通量的变化,也可以是引起磁通量变化的相对运动或回路的形变;这里所指的“效果”,既可以是感应电流所产生的磁场,也可以是因感应电流出现而引起的机械作用在许多情况下,用楞次定律的广义表述分析解题比用楞次定律本身直接解题更为简明(2)楞次定律中的“阻碍”含义可推广为下列三种表达方式:阻碍原磁通的变化(“
4、增反减同”)阻碍导体的相对运动(“来拒去留”)阻碍原电流的变化(自感现象)4法拉第电磁感应定律(1)公式:,用于计算平均感应电动势大小(2)理解:公式中的计算,当匀强磁场方向与S面垂直时,在高中阶段一般遇到两种情况:回路与磁场垂直的面积S不变,磁感应强度发生变化,则BS,此时磁感应强度B不变,回路与磁场垂直的面积发生变化,则BS,此时要注意区分磁通量、磁通量的变化量及磁通量的变化率磁通量表示穿过这一平面的磁感线的条数;磁通量的变化量21,表示磁通量变化的多少;磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢, 、与大小无必然联系。5. 导线切割磁感线产生的感应电动势(1)导体平动切割磁感线:E=BLvsin
5、,其中vL,LB,为B与v之间夹角。若v为瞬时速度则对应瞬时感应电动势;若v为平均速度则对应平均感应电动势;若B、 v、 L三者互相垂直,则EBLv(2)导体棒在垂直于磁感线的匀强磁场中匀速转动切割磁感线:,若导体棒以端点为轴,则(平均速度取中点位置线速度,大小为)6. 自感现象(1)自感现象:由于导体自身电流发生变化而产生的电磁感应现象。(2)自感电动势:自感现象中产生的电动势叫做自感电动势。自感电动势和电流的变化率(I/t)及自感系数L成正比。自感系数由导体本身的特性决定,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;线圈中加入铁芯,自感系数也会增大。自感电动势仅仅是减缓
6、了原电流的变化,不会阻止原电流的变化或逆转原电流的变化原电流最终还是要增加到稳定值或减小到零 (3)通电自感:通电时电流增大,阻碍电流增大,自感电动势和原来电流方向相反。(4)断电自感:断电时电流减小,阻碍电流减小,自感电动势与原来电流方向相同。自感现象只有在通过电路的电流发生变化时才会产生在判断电路性质时,一般分析方法是:当流过线圈L的电流突然增大瞬间,我们可以把L看成一个阻值很大的电阻;电路电流稳定时,看成导线;当流经L的电流突然减小的瞬间,我们可以把L看作一个电源,它提供一个跟原电流同向的电流十一、交变电流1交变电流的概念(1)交变电流:大小和方向都随时间做周期性的变化的电流叫做交变电流
7、,简称交流.(2)正弦式交变电流:随时间按正弦规律变化的电流叫做正弦式交变电流. 正弦式交变电流的图象是正弦曲线.2正弦式交变电流(1)瞬时值:e= Emsin(t+); u=Um sin(t+); i= Imsin(t+) 式中t+是t时刻线圈与中性面夹角; 为线圈初始位置与中性面夹角. 对外电路是纯电阻的情形,闭合电路欧姆定律照样成立,此时电流的瞬时值可表示为:i=sin(t+)(2)最大值: =Nm(3)有效值: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。 正弦式交变电流的有效值与最大值的关系是: 各种交流电器上所标的额定
8、电压、电流、交流电表的示数均指有效值 电器元件(如电容)的击穿电压(耐压值)指的是最大值,但保险丝熔断电流为有效值 求解交流电产生的热量问题时,必须用有效值,不能用平均值。 (4)平均值: 若计算通过电路某一截面的电量,需用电流的平均值。(5)周期和频率周期T:交变电流完成一次周期性变化所需的时间,在一个周期里,交变电流的方向变化2次。频率f:单位时间内完成周期性变化的次数。频率越大,交变电流变化越快。f=1/T3变压器(1)变压器的工作原理:电磁感应(互感)(2)变压器的作用:改变交流电的电压。注意:变压器不能工作在直流电路中(3)理想变压器的基本关系功率关系:(即输入功率总等于所有副线圈输
9、出功率之和,且输出功率决定输出功率)电压关系: 电流关系:当只有一个副线圈时,由得:,可推导出:(或)十二、传感器1传感器: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。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。2常见传感器元件:(1)光敏电阻:光敏电阻的材料是一种半导体,无光照时,载流子极少,导电性能不好;随着光照的增强,载流子增多,导电性能变好,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)金属热电阻和热敏电阻:金属热电阻的电阻率随温度的升高而增大,用金属丝可以制作温度传感
10、器,称为热电阻。它能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。而有些热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。与热敏电阻相比,金属热电阻的化学稳定性好,测温范围大,但灵敏度较差。(3)电容式位移传感器能够把物体的位移这个力学量转换为电容这个电学量。(4)霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。3力传感器的应用-电子秤(1)力传感器的组成:由金属梁和应变片组成。(2)力传感器的原理:在梁的自由端施力F,则梁发生弯曲,上表面拉伸,下表面压缩, 上表面应变片的电阻变大,下表面应变片的电阻变小.F越大, 弯曲形变越大, 应变片的阻值变化就越大.如果让应变片中通过的电流保持恒定,那么上面应变片两端的
11、电压变大, 下面应变片两端的电压变小. 传感器把这两个电压的差值输出.外力越大, 输出的电压差值也就越大。4声传感器的应用-话筒 (1)话筒是一种常用的声传感器,其作用是把声信号转换成电信号. 话筒分为电容式话筒、驻极体话筒、动圈式话筒等几种.(2)电容式话筒原理:薄金属膜和固定电极形成一个电容器,被直流电源充电.当声波使膜片振动时,电容发生变化,电路中形成变化的电流 ,于是电阻R两端就输出了与声音变化规律相同的电压.(3)动圈式话筒原理:膜片接收到声波后引起振动,连接在膜片上的线圈随着一起振动,线圈在永磁体的磁场里振动从而产生感应电流(电信号),感应电流的大小和方向都变化,振幅和频率的变化都
12、由声波决定,这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器,从扬声器中就发出放大的声音。5.温度传感器的应用(1)电熨斗在电熨斗中,装有双金属片温度传感器,当温度发生变化时, 双金属片的金属膨胀程度不同,从而能控制电路的通断。常温下,上、下触点是接触的,但温度过高时,由于双金属片受热膨胀系数不同,上部金属膨胀程度大,下部金属膨胀小,则双金属片向下弯曲,使触点分离,从而切断电源,停止加热.温度降低后, 双金属片恢复原状,重新接通电源,从而保持温度不变。(2)电饭锅电饭锅中的温度传感器主要元件是感温铁氧体,它的特点是:常温下具有铁磁性,能够被磁铁吸引,但是上升到约103时,就失去了磁性,不能被磁体吸引了。这
13、个温度在物理学中称为该材料的“居里温度”或“居里点”。工作原理:开始煮饭时,用手压下开关按钮,永磁体与感温磁体相吸,则触点接通,电热板通电加热,水沸腾后,由于锅内保持100不变,故感温磁体仍与永磁体相吸,继续加热,直到饭熟后,水分被大米吸收,锅底温度升高,当温度升至“居里点103”时,感温磁体失去铁磁性,在弹簧作用下,永磁体被弹开,触点分离,切断电源,从而停止加热(3)测温仪温度传感器可以把温度转换成电信号,由指针式仪表或数字式仪表显示出来。测温仪中的测温元件可以是热敏电阻、金属热电阻、热电偶等,还可以是红外线敏感元件等。6光传感器的应用(1)鼠标器:机械式鼠标器内的码盘两侧分别装有红外发射管和红外接受管,两个红外接受管就是两个光传感器。(2)火灾报警器:有的火灾报警器是利用烟雾对光的散射来工作的.版权所有:高考资源网()版权所有:高考资源网()