2025年高三物理课本回归讲义（选修3-2）

年高三物理课本回归讲义（选修3-2）一、电磁感应1.研究电磁感应现象：要查明电流表指针偏转方向和电流方向的关系。结论：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流。2、摇绳发电把一条大约10m长的电线的两端连在一个灵敏电流表上，形成闭合电路。俩个同学迅速摇动电线，可以发电吗？你认为两个同学沿哪个方向站立时，发电的可能性最大。答：可以。因为闭合回路的磁通量发生变化（导线切割地磁场的磁感线）。两个同学东西方向站立时发电的可能性最大。3.（P9第7题）如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在垂直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。T=0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导这种情况下B与t的关系式。解：为了使MN中不产生感应电流，必须要求DENM构成的闭合电路的磁通量不变，即：联立得4、(P14第6题)如图A、B都是很轻的铝环，环A是闭合的，环B是断开的，用磁铁的任一极去接近A环，会产生什么现象？把磁铁从A环移开，会产生什么现象？磁极移近或远离B环，又会发生什么现象？解释所发生的现象．答：用磁铁的任一极接近A环时，穿过A环的磁通量增加，根据楞次定律，A环中将产生感应电流，阻碍磁铁与A环接近，A环将远离磁铁；同理，当磁铁远离A环时，A环中产生的感应电流的方向将阻碍A环与磁铁远离，A环将靠近磁铁。（来拒去留）由于B环是断开的，无论磁极移近或远离B环，都不会在B环中形成感应电流，所以B环将不移动。5、用简洁的语言叙述法拉第电磁感应定律和楞次定律：法拉第电磁感应定律：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楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化根据法拉第电磁感应定律证明：导体切割磁感应线产生的感应电动势:E=BLv证明：如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，回路在时间t内增大的面积为：ΔS=LvΔt穿过回路的磁通量的变化为：ΔΦ=BΔS=BLvΔt产生的感应电动势为：6、（P14第7题）法拉第的圆盘发电机（1）说明圆盘发电机的原理答：圆盘中任意一根半径都在切割磁感线，这半径可以看成一个电源，根据右手定则可以判断，圆盘边缘上的电势比圆心电势高。（2）通过R的电流方向自上而下公式：金属圆盘或杆转动时的感应电动势的大小E=Br2ω7、（P17第4题）动圈式扬声器的结构如图所示。线圈圆筒安放在永磁体磁极间的空隙中，能够自由运动。随声音变化的电流通进线圈，安培力使线圈运动。纸盆与线圈连接，随着线圈振动而发声。这样的扬声器能不能当做话筒使用？也就是说，如果我们对着纸盒说话，扬声器能不能把声音变成相应的电流？为什么？答：可以。声音使纸盒振动，线圈将随纸盒振动，线圈切割磁感线，产生感应电流。8、（P18第7题）图是电磁流量计的示意图。圆管是由非磁性材料制成，空间有匀强磁场。当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上MN两点间电动势E，就可知道管中液体流量q--单位时间内流过管道横截面的液体的体积。已知管的直径是d，磁感应强度B，试推导q与E的关系式。假定管中各处液体流量相同。解：管中有导电液体流过时，相当于一段长为d的导体在切割磁感线，产生的感应电动势E=Bdv液体的流量Q=vπｄ２/4所以Q=πdE/4B9、.电子感应加速器（P19例题）――感应电场的问题电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备．电子在两极间的环形真空室中，受到其他约束始终沿逆时针方向做圆周运动．如图9-2所示，上图为感应加速器的侧视图，下图是真空室的俯视图．上、下为电磁铁的两个磁极，电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，所产生的感应电场使电子加速．若此时电磁铁中通有图示电流．则下述说法正确的是（）A．若电磁铁中电流减小，则电子被加速B．若电磁铁中电流增大，则电子被加速C．若电磁铁中电流反向，则电子一定被减速D．若电磁铁中电流反向，且电流减小，则电子仍被加速10、（P25页第2题）李辉用多用表的欧姆挡测量一个变压器线圈的电阻，以判断它是否断路。刘伟为了使李辉操作方便，用两手分别握住线圈的两端让李辉测量。测量时表针摆过了一定角度，李辉由此确认线圈没有断路。正当李辉把多用表的表笔与被测线圈脱离时，刘伟突然惊叫起来，觉得有强烈的电击感。李伟很奇怪，用手摸摸线圈两端，没有什么感觉，再摸摸多用表的两枝表笔，也没有什么感觉。这是什么原因？答：当李辉吧多用表的表笔与被测线圈断开是，线圈中的电流将减小，发生自感现象，会产生较大的自感电动势，两只表笔间有较高电压，电了刘伟一下。当李辉再摸多用表的表笔时，由于时间经历的较长，自感现象基本消失。11、变压器、电动机等设备中有匝数很多的线圈，当电路中的开关断开时会产生很大的自感电动势，使得开关中的金属片之间产生电火花，烧蚀接触点，甚至引起人身伤害。因此电动机等大功率用电器的开关尹装在金属壳中。最好使用油浸开关，即吧开关的接触点浸在绝缘油中，避免出现电火花。12、在制造精密电阻式，为了消除电流变化而引起的自感现象，往往采用双线绕法，由于两根平行导线中的电流方向相反，它们的磁场互相抵消，从而可以使自感现象的影响减弱到可以忽略的程度。13、（P27）电磁阻尼：导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍相对运动应用:(1)磁电式电表的线圈为什么用铝框做线圈骨架？答：当被测电流通过线圈时，由于磁场对通电线圈有安培力的作用，所以线圈带动指针和铝框一起转动。铝框在磁场中转动时产生感应电流，磁场对感应电流的作用力阻碍铝框转动，于是指针随着铝框很快就稳定地指在读数位置上，达到能够迅速读出数据的功能。(2)微安表的表头在运输时为何应该把两个接线柱连在一起？答：两个接线柱连在一起构成闭合回路，运输过程中指针晃动，表头线圈中有电流通过，线圈受到的安培力阻碍线圈转动，使指针很快停止运动。（3）线圈能使磁铁的振动很快停下来14、电磁驱动：磁场运动，导体跟着运动的现象应用：(1)转动磁铁，铝框会跟着磁铁同方向转动，但是转速比磁铁的转速小。（阻碍并不阻止）（2）交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。（3）条形磁铁水平方向移动时，金属圆环将受到水平方向运动的驱动力15、物理学史：1831年英国物理学家法拉第：发现了由磁场产生电流的条件和规律——电磁感应现象。(p15纽曼和韦伯)总结出法拉第电磁感应定律1834年，俄国物理学家楞次：确定感应电流方向的定律——楞次定律。二、交变电流1、（P33第一题）一个蹄形磁铁靠近白炽灯，观察灯丝，可以看到灯丝颤动，这是因为通有交变电流的灯丝受到安培力的作用，力的大小和方向都随时间周期性变化。2、电感：通直流、阻交流、通低频、阻高频电容：通交流、隔直流、通高频、阻低频3、说一说5.3-7图这个电路怎样起到了“隔直流、通交流”的作用说一说5.3-8图这个电路怎样起到高频旁路的作用。4、使用220V交流电源的电气设备和电子仪器，金属外壳与电源之间都有良好的绝缘。但是，有时候用手触摸外壳仍会感到麻手，用试电笔测试时氖管也会发光，这是为什么？答：与电源相连的机芯和金属外壳可以看做电容器的两个极板，电源中的交变电流能够通过这个电容器。当用手触摸金属外壳时，可能有一点点电流经过人体流入大地，为了确保安全，电气设备和电子仪器的金属外壳都应该接地。5、变压器线圈中的电流越大，所用的导线应当越粗。街头的降压变压器的副线圈的导线粗。6、互感器：（P42）（1）电压互感器：把高压电变成低压，原线圈并联在高压电路中，副线圈上接入交流电压表，根据电压表测得的电压和变压器的变压比算出高压电路中的电压。（2）电流互感器：把大电流变成小电流间接测大电流。7、钳式电流表（P43）用处：测导线中交流电电流原理：原线圈只有一匝的变压器。钳式电流表，按下手柄时，它的铁芯可以分开，把被测的导线放入后，松开手柄，铁芯闭合，被测导线——铁芯——线圈也构成一个互感器。8、直流输电（P46）：交流输电时，导线不但有电阻，还有线路的电感、电容产生的感抗和容抗。一组输电线的导线之间、导线与大地之间（海底电缆：导线与海水之间）具有电感和电容，在导线粗、线路长的情况下，感抗和容抗的作用会超过电阻，这时只能使用直流输电。导线对稳定的直流只有电阻，没有感抗和容抗。三、传感器1、霍尔元件：把磁学量转化为电压试证明：MN之间的电压U=k其中k=1/nq为霍尔系数(n为单位体积内自由电子数)，d为薄片厚度2、电容式传感如图是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其它量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是容器两板间的（A）（A）距离变化。（B）正对面积变化（C）介质变化（D）电压变化例题．某研究小组的同学利用铜芯电缆线