Características básicas y fuente del campo magnético,
Dirección (la dirección del polo cuando la pequeña aguja magnética está en reposo, la dirección tangente de las líneas del campo magnético, el exterior (NS) y el interior (S N) forman una curva cerrada
p>
Debes estar familiarizado con la distribución espacial de las líneas de campo magnético de cinco campos magnéticos típicos (la clave para el análisis correcto y la respuesta preguntas)
Debes tener en tu mente la distribución espacial tridimensional de las líneas de campo magnético generadas por varias fuentes magnéticas. Ser capaz de ver, dibujar y reconocer varios diagramas de distribución de líneas de campo magnético desde diferentes ángulos;
Ser capaz de transformar los diagramas tridimensionales y espaciales de distribución de líneas de campo magnético en diagramas planos en diferentes direcciones (vista frontal, vista vertical, vista lateral, vista transversal)
Regla de la mano derecha de Ampère: la electricidad produce magnetismo Hipótesis de la corriente molecular de Ampère, la esencia del magnetismo (naturaleza eléctrica de los fenómenos magnéticos) Experimentos de Oersted y Roland
Regla de la mano izquierda de Ampère Entonces (relacionada con la fuerza) el concepto de flujo magnético debe especificar "qué área y dirección" y es un escalar bidireccional
F A = B I L f = q B v Establecer una imagen microscópica de la corriente (modelo físico)
Inferir f=qvBsinθ a partir de la fuerza en amperios F=ILBsinθ e I=neSv
Definición de relación típica
(E= E=k ) (B. = B=k ) (u= ) ( R= R= ) (C= C= )
Intensidad de inducción magnética B: Escribe la unidad B y la fórmula de la unidad a partir de estas fórmulas
B=; ; E=BLv B=; B=k (conductor recto); B= NI (solenoide)
qBv = m R = B =
Tres fuerzas en la electricidad: F electricidad = q E = q F an = B I L f Luo = q B v
Nota: ① Cuando B⊥L, f Luo es el más grande, f Luo = q B v
( Las direcciones de f, B y v son dos perpendiculares y la dirección de la fuerza f es perpendicular a la velocidad v en todo momento), lo que hace que la partícula se mueva con un movimiento circular uniforme.
Cuando B | | v. , f = 0 para movimiento lineal uniforme
③ Cuando B y v forman un ángulo (las partículas cargadas se inyectan en el campo magnético en la dirección general),
v se puede descomponer en (componente B perpendicular v⊥, movimiento circular uniforme en esta dirección; componente B paralelo v||, movimiento lineal uniforme en esta dirección).
El movimiento resultante es un movimiento espiral equidistante
Las partículas cargadas se mueven circularmente en un campo magnético (la clave es dibujar un diagrama de trayectoria de movimiento, y el dibujo debe estar estandarizado)
Regla: (no se puede usar directamente)
1. Encuentre el centro del círculo: ① (Determinación del centro del círculo) Debido a que f Luo debe apuntar al centro del círculo, el punto de intersección de dos direcciones f Luo cualesquiera de f Luo ⊥v es el centro. del círculo;
②La perpendicular de cualquier cuerda debe pasar por el centro del círculo; ③Dos direcciones de velocidad La bisectriz del ángulo incluido debe pasar por el centro del círculo;
2. Encuentra el radio (dos aspectos): ①Leyes físicas
②La ecuación de relación geométrica se obtiene del diagrama de trayectoria (estas dos ecuaciones deben resaltarse al resolver el problema)
Relación geométrica: ángulo de deflexión de la velocidad = ángulo central (ángulo de giro) correspondiente al arco de deflexión = 2 veces el ángulo tangente de la cuerda
Los ángulos tangentes de la cuerda opuestos son iguales, y la cuerda adyacente los ángulos tangentes son iguales La complementariedad se enumera mediante el dibujo de la trayectoria y la relación geométrica: encuentre la relación geométrica con respecto al radio.
3. Encuentra el tiempo de movimiento de la partícula: ángulo de deflexión (ángulo central, ángulo de giro) = 2 veces el ángulo tangente de la cuerda, es decir, = 2
×T
4. Leyes de simetría relacionadas con el movimiento circular: preste especial atención a las condiciones críticas implícitas en el texto
a. La velocidad y los ángulos límite son iguales.
b. En el área del campo magnético circular, las partículas inyectadas en dirección radial deben ser expulsadas en dirección radial.
Nota: Campo magnético uniforme radiante uniforme, campo magnético circular y campo magnético que cambia periódicamente.
Inducción electromagnética:.
1. Ley de inducción electromagnética de Faraday: La magnitud de la fuerza electromotriz inducida en un circuito es proporcional a la velocidad de cambio del flujo magnético que pasa a través del mismo. circuito. Esta es la ley de inducción electromagnética de Faraday.
Contenido: La magnitud de la fuerza electromotriz inducida en un circuito es proporcional a la tasa de cambio del flujo magnético que pasa a través del circuito.
2. [Fórmula de cálculo de la fuerza electromotriz inducida]
1) E＝BLV (corte por traslación vertical)
2) …=? ε∝ (Ley de inducción electromagnética de Faraday)
3) E= nBSωsin (ωt Φ); Em=nBSω (rotación de corte de la bobina)
4)E=BL2ω/2 ( A El conductor recto se corta girando alrededor de un extremo)
5)*Autoinductancia E = nΔΦ/Δt==L (autoinductancia)
Ley de Lenz: La inducida. La corriente tiene tal La dirección, es decir, el campo magnético de la corriente inducida siempre obstaculiza el cambio del flujo magnético que provoca la corriente inducida. Esta es la ley de Lenz.
Contenido: La corriente inducida tiene una dirección tal que el campo magnético de la corriente inducida siempre dificulta el cambio del flujo magnético que provoca la corriente inducida.
Determinar la dirección del sentido B y el sentido I: Ley de Lenz (mano derecha) Comprender profundamente el significado de la palabra "obstrucción" (B en el sentido I es la razón que dificulta la producción del sentido I)
¿Dirección original de B?; ¿Dirección original de B? Cambiar (si la dirección original aumenta o disminuye) Solo la dirección de I sentido puede obstaculizar el cambio; dirección de lo que siento.
Múltiples expresiones de la ley de Lenz
① Desde la perspectiva del cambio de flujo magnético: el campo magnético de la corriente inducida siempre obstaculiza el cambio de flujo magnético que provoca la corriente inducida.
② Del movimiento relativo del conductor y el campo magnético: Cuando el conductor y el imán se mueven entre sí, el campo magnético de la corriente inducida siempre obstaculiza el movimiento relativo.
③Del campo magnético de la corriente inducida y el campo magnético original: El campo magnético de la corriente inducida siempre dificulta el cambio del campo magnético original. (Igual que aumentar, invertir y disminuir)
④Caso especial de la ley de Lenz──Regla de la mano derecha
Hay dos situaciones comunes en la aplicación: una es que el campo magnético no cambia, y el bucle conductor tiene un campo magnético relativo. En segundo lugar, el bucle conductor no se mueve y el campo magnético cambia.
El cambio de flujo magnético es equivalente al movimiento relativo: un aumento del flujo magnético es equivalente a la proximidad de la espira conductora al campo magnético, y una disminución del flujo magnético es equivalente a la distancia entre los bucle conductor y el campo magnético. Por lo tanto,
Desde la perspectiva del movimiento relativo del bucle conductor y el campo magnético, el campo magnético de la corriente inducida siempre obstaculiza el movimiento relativo;
Desde la perspectiva del cambio de flujo magnético que pasa a través del bucle conductor, el campo magnético que induce la corriente siempre dificulta el cambio de flujo magnético.
Declaración de conservación de energía: El efecto de la inducción I siempre resiste a la causa de la corriente inducida
El análisis dinámico en el fenómeno de inducción electromagnética consiste en analizar la dinámica entre la fuerza y el movimiento de la relación conductora.
Generalmente se puede resumir como:
En un circuito cerrado compuesto por conductores, el flujo magnético cambia y se genera una corriente inducida en el conductor. la fuerza en amperios
La fuerza resultante sobre el conductor cambia con A medida que cambia la aceleración del conductor, su velocidad cambia en consecuencia y la corriente inducida también cambia
El ciclo continúa una y otra vez nuevamente, y finalmente la aceleración es tan pequeña como cero (la velocidad alcanzará el máximo) y el conductor se moverá en línea recta uniforme a esta velocidad máxima.
El significado de "obstrucción" y "cambio"
El campo magnético que induce la corriente siempre dificulta el cambio del flujo magnético que provoca la corriente inducida, en lugar de bloquear el campo magnético que provoca la corriente inducida. Por tanto, no se puede considerar que la dirección del campo magnético que induce la corriente sea opuesta a la dirección del campo magnético que provocó la corriente inducida.
Los cambios de flujo magnético inducen corriente
Campo magnético que induce corriente
Esta parte del circuito donde se produce la inducción electromagnética es equivalente a la fuente de alimentación dentro de la fuente de alimentación. suministro, la dirección de la corriente fluye de bajo potencial a alto potencial.
4. Síntesis de la inducción electromagnética y la mecánica
Método: Partiendo de la relación entre movimiento y fuerza, utilizando la segunda ley de Newton
(1) Idea básica: Sujeto a análisis de fuerza → análisis de movimiento → cambio de tendencia → determinar el proceso de movimiento y el estado estable final → resolver mediante la segunda serie de ecuaciones de Newton.
(2) Preste atención a las características de la fuerza de Ampere:
(3) En problemas puramente mecánicos, solo existen la gravedad, la fuerza elástica y la fricción. En la inducción electromagnética, existen. es una fuerza de amperio más. La fuerza de amperio varía con los cambios, parte de la fuerza elástica y la fuerza de fricción correspondiente también cambian, lo que resulta en cambios en el estado de movimiento del objeto. Al analizar el problema, debemos prestar atención a la conexión anterior. .
5. Síntesis de inducción electromagnética, momento y energía
Método: (1) Partir de la perspectiva del momento y utilizar el teorema del momento o la ley de conservación del momento
①Aplicación El teorema del impulso se puede utilizar para resolver el impulso de una fuerza variable en función del cambio de impulso. Por ejemplo, en el problema del movimiento no uniforme de velocidad variable de una varilla conductora, se puede aplicar el teorema del impulso. Resolver problemas que son difíciles de responder con la ley del movimiento de Newton.
② Cuando las dos varillas entre rieles horizontales mutuamente paralelos se mueven para cortar las líneas del campo magnético, dado que las fuerzas en amperios sobre las dos varillas conductoras están en direcciones iguales y opuestas, la fuerza externa total es cero. fuerzas externas, se conserva el momento total de las dos varillas conductoras. Para resolver tales problemas, a menudo es necesario aplicar la ley de conservación del impulso.
(2) Comience con la conversión y conservación de energía y use la ley de la energía cinética o la ley de conservación de la energía.
①Idea básica: análisis de fuerzas → descubra qué fuerzas funcionan, trabajo positivo o negativo →Dejar claro qué formas de energía intervienen en la transformación, cuáles aumentan y cuáles disminuyen →Resolver mediante el teorema de la energía cinética o la ley de las ecuaciones de conservación de energía.
②Características de conversión de energía: otra energía (como energía mecánica), energía eléctrica (calor Joule)
6. Inducción electromagnética y síntesis de circuitos
Método: En En el fenómeno de la inducción electromagnética, el conductor que corta las líneas del campo magnético o el bucle en el que cambia el flujo magnético es equivalente a la fuente de alimentación. La idea básica para resolver el problema integral de la inducción y el circuito electromagnético es:
(1) Aclarar qué parte es equivalente a la fuente de alimentación y determinar la magnitud y dirección de la fuerza electromotriz inducida de acuerdo con la ley de Faraday. de la inducción electromagnética y la ley de Lenz.
(2) Dibujar el diagrama del circuito equivalente.
(3) Utilice la ley de circuitos cerrados de Ohm. Resolver las propiedades de circuitos en serie y paralelo para resolver cantidades físicas desconocidas.
Relación funcional: La esencia del fenómeno de inducción electromagnética es el proceso de conversión de diferentes formas de energía. Por tanto, partiendo de la perspectiva del trabajo y la energía, analizar claramente la relación de conversión de energía en el proceso de inducción electromagnética es a menudo la clave para resolver los problemas de inducción electromagnética, y también es uno de los atajos para resolver dichos problemas.
Campo electromagnético de corriente alterna
Corriente alterna (1) La posición donde el plano de la bobina del plano neutro es perpendicular a las líneas del campo magnético, o la posición donde la fuerza electromotriz inducida instantánea es cero.
Características de la superficie neutra: a. Cuando la bobina está en la posición del plano neutro, el flujo magnético Φ que pasa a través de la bobina es máximo, pero =0;
Producción: la bobina rectangular gira a una velocidad uniforme en un campo magnético uniforme alrededor de un eje perpendicular al campo magnético.
Regla de cambio e=NBSωsinωt=Emsinωt; i=Imsinωt; (iniciar cronometraje en la posición del plano neutro), valor máximo Em=NBSω
Cuatro valores: ① Valor instantáneo ② Valor máximo ③ Se especifica el efecto térmico de la corriente de valor efectivo; para CA sinusoidal U= =0.707Um ④Valor promedio
Onda cuadrada asimétrica: onda sinusoidal asimétrica
Encuentre el rendimiento dentro de un cierto período de tiempo La cantidad de carga en la sección transversal del cable Q=IΔt=εΔt/R=ΔΦ/R
La corriente alterna utilizada en nuestro país tiene un período de 0,02 s, una frecuencia de 50 Hz, y la dirección de la corriente cambia 100 veces por segundo.
Expresión: e＝e=220 sin100πt=311sin100πt=311sin314t
La función de la bobina es "pasar CC y bloquear CA; pasar baja frecuencia y bloquear alta frecuencia".
La función del condensador es "pasar CA y bloquear CC; pasar alta frecuencia y bloquear baja frecuencia".
Dos fórmulas básicas para transformadores: ① ②P entrada = P salida, la potencia de entrada está determinada por la potencia de salida,
Transmisión de energía a larga distancia: asegúrese de dibujar un diagrama esquemático de largo -Transmisión de energía a distancia,
Incluye el generador, dos transformadores, la resistencia equivalente de la línea de transmisión y la resistencia de carga. Y marque los símbolos de cantidades físicas correspondientes en el diagrama según las especificaciones. Generalmente, el número de vueltas de las bobinas primaria y secundaria de los dos transformadores es n1, n1/n2, n2/ respectivamente, y el voltaje, la corriente y la potencia correspondientes también deben representarse mediante los símbolos correspondientes.
La relación entre potencia es: P1=P1/, P2=P2/, P1/=Pr=P2.
La relación entre voltajes es: .
La relación entre corrientes es: Encontrar la corriente en una línea de transmisión suele ser un gran avance para este tipo de problemas.
Las pérdidas de potencia y tensión en las líneas de transmisión también requieren una atención especial.
Debe usarse durante el análisis y cálculo, pero no puede usarse.
Es especialmente importante poder analizar la pérdida de energía en la línea de transmisión.
Métodos comunes para resolver problemas de transformadores (ideas para resolver problemas)
①Idea de voltaje. La relación de voltaje de los devanados primario y secundario del transformador es U1/U2=n1/n2; cuando el transformador tiene múltiples devanados secundarios, U1/n1=U2/n2=U3/n3=……
② Idea de potencia. La potencia de entrada y salida de un transformador ideal es P in = P out, es decir, P1 = P2 cuando el transformador tiene múltiples devanados secundarios, P1 = P2 P3...
<; p>③Idea actual De I=P/ Sabemos que para un transformador con un solo devanado secundario, I1/I2=n2/n1 cuando el transformador tiene múltiples devanados secundarios, n1I1=n2I2 n3I3...④ (Problema dinámico del transformador) ideas de restricción.
(1) Control de voltaje: cuando la relación de espiras (n1/n2) de las bobinas primaria y secundaria del transformador es constante, el voltaje de salida U2 es determinado por el voltaje de entrada, es decir, U2=n2U1/n1, que puede describirse brevemente como ""Adjunto de control original".
(2) Control de corriente: cuando la relación de vueltas (n1/n2) de las bobinas primaria y secundaria del transformador es constante y se determina el voltaje de entrada U1, la corriente I1 en la bobina primaria es controlada por la bobina secundaria. Se determina la corriente de salida I2 en la bobina, es decir, I1 = n2I2/. n1, que puede describirse brevemente como la "restricción secundaria".
(3) Control de carga: ①La potencia P2 en la bobina secundaria del transformador está determinada por la carga del usuario, P2 = P negativo 1 P negativo 2...;
②La corriente I2 en la bobina secundaria del transformador está determinada por la carga del usuario y el voltaje U2, I2=P2/U2;
③Potencia total P total = P línea P2.
El programa idea del problema de análisis dinámico se puede expresar como:
U1 P1
⑤Idea principal La generación de flujo magnético en el primario. los cambios de la bobina del transformador, ΔΦ/Δt en el núcleo de hierro son iguales cuando se encuentra con un transformador tipo " ", ΔΦ1/Δt=ΔΦ2/Δt ΔΦ3/Δt es aplicable a corriente alterna o corriente continua con cambios en voltaje (corriente), pero no apto para corriente constante