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知識點總結(jié)1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象與感應(yīng)電流 .(1)利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象,叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象。(2)由電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的電流,叫做感應(yīng)電流。上下移動導線 AB,不產(chǎn)生感應(yīng)電流左右移動導線 AB,產(chǎn)生感應(yīng)電流原因 :閉合回路磁感線通過面積發(fā)生變化不管是N級還是S級向下插入,都會產(chǎn)生感應(yīng)電流,抽出也會產(chǎn)生,唯獨磁鐵停止在線圈力不會產(chǎn)生原因閉合電路磁場 B發(fā)生變化B就有感應(yīng)電流二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件TOC\o"1-5"\h\z1、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 :閉合電路....中磁通量發(fā)生變化....... 。2、產(chǎn)生感應(yīng)電流的常見情況 .(1)線圈在磁場中轉(zhuǎn)動。 (法拉第電動機)(2)閉合電路一部分導線運動 (切割磁感線 )。(3)磁場強度 B變化或有效面積 S變化。(比如有電流產(chǎn)生的磁場,電流大小變化或者開關(guān)斷開 )3、對“磁通量變化”需注意的兩點 .( 1)磁通量有正負之分,求磁通量時要按代數(shù)和(標量計算法則)的方法求總的磁通量(穿過平面的磁感線的凈條數(shù)) 。( 2)“運動不一定切割,切割不一定生電” 。導體切割磁感線,不是在導體中產(chǎn)生感應(yīng)電流的充要條件,歸根結(jié)底還要看穿過閉合電路的磁通量是否發(fā)生變化。三、感應(yīng)電流的方向1、楞次定律 .( 1)內(nèi)容:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化?!白璧K”的含義.從阻礙磁通量的變化理解為 :當磁通量增大時, 會阻礙磁通量增大, 當磁通量減小時, 會阻礙磁通量減小。從阻礙相對運動理解為 :阻礙相對運動是 “阻礙”的又一種體現(xiàn),表現(xiàn)在“近斥遠吸,來拒去留” ?!白璧K”的作用.楞次定律中的“阻礙”作用,正是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的反映,在克服這種阻礙的過程中,其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能?!白璧K”的形式.TOC\o"1-5"\h\z.阻礙原磁通量的變化,即 “增反減同 ”。2.阻礙相對運動,即 “來拒去留 ”。使線圈面積有擴大或縮小的趨勢,即 “增縮減擴 ”。阻礙原電流的變化 (自感現(xiàn)象 ),即 “增反減同 ”。適用范圍: 一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象 .使用楞次定律的步驟:明確(引起感應(yīng)電流的)原磁場的方向 .明確穿過閉合電路的磁通量的變化情況, 是增加還是減少根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向 .利用安培定則 (右手 )確定感應(yīng)電流的方向2、右手定則 .(1)內(nèi)容:伸開右手,讓拇指跟其余四個手指垂直,并且都跟手掌在一個平面內(nèi),讓磁感線垂直(或傾斜)從手心進入,拇指指向?qū)w運動的方向,其余四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。(2)作用:判斷感應(yīng)電流的方向與磁感線方向、導體運動方向間的關(guān)系。適用范圍: 導體切割磁感線。研究對象: 回路中的一部分導體。右手定則與楞次定律的區(qū)別 .右手定則只適用于導體切割磁感線的情況,不適合導體不運動,磁場或者面積變化的情況;若導體不動,回路中磁通量變化,應(yīng)該用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向;若是回路中一部分導體做切割磁感線運動產(chǎn)生感應(yīng)電流,用右手定則判斷較為簡單,用楞次定律進行判定也可以,但較為麻煩。
3、“三定則”比較項目右手定則左手定則安培定則基本現(xiàn)象部分導體切割磁感線磁場對運動電荷、 電流的作用力運動電荷、電流產(chǎn)生磁場作用判斷磁場 B、速度 v、感應(yīng)電流 I方向關(guān)系判斷磁場 B、電流 I、磁場力 F方向電流與其產(chǎn)生的磁場間的方向關(guān)系v(因)(因) ○× B· ×(果)·· ××圖例(果) ○×BF(果)·×(因)因果關(guān)系因動而電因電而動電流→磁場應(yīng)用實例發(fā)電機電動機電磁鐵推論:兩平行的同向電流間有相互吸引的磁場力;兩平行的反向電流間有相互排斥的磁場力。安培定則判斷磁場方向,然后左手定則判斷導線受力。TOC\o"1-5"\h\z1、法拉第電磁感應(yīng)定律 .(1)內(nèi)容:電路中 感應(yīng)電動勢 的大小,跟穿過這一電路的 磁通量變化率 成正比。發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的這部分電路就相當于電源,在電源的內(nèi)部電流的方向是從低電勢流向高電勢。(即:由負到正 )(2)公式: E(單匝線圈) 或En(n匝線圈) .tt對表達式的理解:En本式是確定感應(yīng)電動勢的普遍規(guī)律,適用于所有電路,此時電路不一定閉合。t在En中(ΔΦ取絕對值,此公式只計算感應(yīng)電動勢 E的大小, E的方向根據(jù)楞次定律或t右手定則判斷) ,E的大小是由匝數(shù)及磁通量的變化率 (即磁通量變化的快慢) 決定的,與Φ或ΔΦ之間無大小上的必然聯(lián)系(類比學習:關(guān)系類似于 a、v和Δv的關(guān)系)。當Δt較長時, En求出的是平均感應(yīng)電動勢;當 Δt趨于零時, En求出的是瞬時tt感應(yīng)電動勢。E=BLv的推導過程如圖所示閉合線圈一部分導體ab處于勻強磁場中,磁感應(yīng)強度是 B,ab以速度v勻速切割磁感如圖所示閉合線圈一部分導體線,求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 ?推導:回路在時間 t內(nèi)增大的面積為: ΔS=L(vΔt)Φ=B·ΔS=Φ=B·ΔS=BLv·Δtv是相對于磁場的速度)BLvtE BLv此時磁感線方向和運動方向垂直。TOC\o"1-5"\h\zE=BLv的四個特性 .)相互垂直性 .公式E=BLv是在一定得條件下得出的, 除了磁場是勻強磁場外, 還需要 B、L、v三者相互垂直,實際問題中當它們不相互垂直時,應(yīng)取垂直的分量進行計算。若B、L、v三個物理量中有其中的兩個物理量方向相互平行,感應(yīng)電動勢為零。)L的有效性 .公式E=BLv是磁感應(yīng)強度 B的方向與直導線 L及運動方向 v兩兩垂直的情形下,導體棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。 L是直導線的有效長度,即導線兩端點在 v、B所決定平面的垂線方向上的長度。實際上這個性質(zhì)是“相互垂直線” 的一個延伸, 在此是分解 L,事實上,我們也可以分解 v或者 B,讓B、L、v三者相互垂直,只有這樣才能直接應(yīng)用公式 E=BLv。E=BL(vsinθ)或E=Bv(Lsinθ) E=B·2R·v有效長度——直導線(或彎曲導線)在垂直速度方向上的投影長度3)瞬時對應(yīng)性 .對于 E=BLv,若 v為瞬時速度,則 E為瞬時感應(yīng)電動勢;若 v是平均速度,則 E為平均感應(yīng)電動勢。4)v的相對性 .公式E=BLv中的v指導體相對磁場的速度,并不是對地的速度。只有在磁場靜止,導體棒運動的情況下,導體相對磁場的速度才跟導體相對地的速度相等。4、公式 En和E=BLvsinθ的區(qū)別和聯(lián)系t(1)兩公式比較 .EntE=BLvsinθ研究對象整個閉合電路回路中做切割磁感線運動的那部分導體區(qū)適用范圍各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象只適用于導體切割磁感線運動的情況別計算結(jié)果一般情況下, 求得的是 Δt內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢一般情況下,求得的是某一時刻的瞬時感應(yīng)電動勢適用情形常用于磁感應(yīng)強度 B變化所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象 (磁場變化型)常用于導體切割磁感線所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象(切割型)聯(lián)系E=Blvsinθ是由 En 在一定條件下推導出來的,該公式可看作法拉第電磁感應(yīng)定t律的一個推論或者特殊應(yīng)用。TOC\o"1-5"\h\z2)兩個公式的選用 .①求解導體做切割磁感線運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的問題時,兩個公式都可以用。
求解某一過程(或某一段時間)內(nèi)的感應(yīng)電動勢、平均電流、通過導體橫截面的電荷量( q=IΔt)等問題,應(yīng)選用 En.t求解某一位置(或某一時刻)的感應(yīng)電動勢,計算瞬時電流、電功率及某段時間內(nèi)的電功、電熱等問題,應(yīng)選用 E=BLvsinθ。小結(jié):感應(yīng)電動勢的大小計算公式E=BLVBsEnnttBsnt(小結(jié):感應(yīng)電動勢的大小計算公式E=BLVBsEnnttBsnt(普適公式 )E=nBSωsin(ωt+Φ);Em=nBSωE=BL2ω/2感應(yīng)電量的計算E感應(yīng)電量 qIttntnRRt R(垂直平動切割,動生電動勢 )∝ (法拉第電磁感應(yīng)定律 )t(線圈轉(zhuǎn)動切割 )(直導體繞一端轉(zhuǎn)動切割 )五、電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用11、法拉第電機 .(1)電機模型 .2)原理:應(yīng)用導體棒在磁場中切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。 .①銅盤可以看作由無數(shù)根長度等于銅盤半徑的導體棒組成,導體棒在轉(zhuǎn)動過程中要切割磁感線。12大?。篍BL2(其中L為棒的長度, ω為角速度)2方向:在內(nèi)電路中,感應(yīng)電動勢的方向是由電源的負極指向電源的正極,跟內(nèi)電路的電流方向一致。產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分電路就是電源 ,用右手定則或楞次定律所判斷出的感應(yīng)電動勢的方向,就是電源 內(nèi)部的電流方向。2、電磁感應(yīng)中的電路問題 .(1)解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題的基本步驟和方法:明確哪部分導體或電路產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,該導體或電路就是電源,其他部分是外電路。用法拉第電磁感應(yīng)定律確定感應(yīng)電動勢的大小,用楞次定律確定感應(yīng)電動勢的方向。畫出等效電路圖。分清內(nèi)外電路,畫出等效電路圖是解決此類問題的關(guān)鍵。運用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點、電功率、電熱等公式聯(lián)立求解。在電磁感應(yīng)中對電源的理解電源的正、負極可用右手定則或楞次定律判定 ,電源中電流從負極流向正極。電源電動勢的大小可由 E=BLv或 En求得。t對電磁感應(yīng)電路的理解在電磁感應(yīng)電路中 ,相當于電源的部分把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。電源兩端的電壓為路端電壓 ,而不是感應(yīng)電動勢。 (考慮電源內(nèi)阻)3、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)換 .電磁感應(yīng)過程實質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程。電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中必定受到安培力作用,因此要維持感應(yīng)電流的存在,必須有“外力”克服安培力做功。此過程中,其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能?!巴饬Α笨朔才嗔ψ龆嗌俟?,就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。當感應(yīng)電流通過用電器時,電能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能。同理,安培力做功的過程是電能 轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程。安培力做多少功,就有多少電能 轉(zhuǎn)化為其他形式的能。4、電磁感應(yīng)中的電容問題 .在電路中含有電容器的情況下,導體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,使電容器充電或放電。因此,搞清電容器兩極板間的電壓及極板上電荷量的多少、正負和如何變化是解題的關(guān)鍵。六、自感現(xiàn)象及其應(yīng)用1、自感現(xiàn)象 .(1)自感現(xiàn)象與自感電動勢的 定義:當導體中的電流發(fā)生變化時, 導體本身就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢, 這個電動勢總是阻礙導體中原來電流的變化。這種由于導體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,叫做自感現(xiàn)象。這種現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢,叫做自感電動勢。( 2)自感現(xiàn)象的 原理:當導體線圈中的電流發(fā)生變化時,電流產(chǎn)生的磁場也隨之發(fā)生變化。由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,線圈自身會產(chǎn)生阻礙自身電流變化的自感電動勢。( 3)自感電動勢的 作用.自感電動勢阻礙自身電流的變化,“阻礙”不是“阻止” ?!白璧K”電流變化實質(zhì)是使電流不TOC\o"1-5"\h\z發(fā)生“突變” ,使其變化過程有所延慢。但它不能使過程停止,更不能使過程反向 .( 5)自感現(xiàn)象的 三個要點 :要點一:自感線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的原因。是通過線圈本身的電流變化引起穿過自身的磁通量變化。要點二:自感電流的方向。自感電流總是阻礙線圈中原電流的變化, 當自感電流是由原電流的增強引起時 (如通電瞬間) ,自感電流的方向與原電流方向相反;當自感電流時由原電流的減少引起時(如斷電瞬間) ,自感電流的方向與原電流方向相同。要點三:對自感系數(shù)的理解。自感系數(shù) L的單位是亨特( H),常用的較小單位還有毫亨( mH)和微亨( μH)。自感系數(shù) L的大小是由線圈本身的特性決定的:線圈越粗、越長、匝數(shù)越密,它的自感系數(shù)就越大。此外,有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯的大得多。6)通電自感和斷電自感的比較
通電瞬間線圈產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流的增加且與電流方向相反, 此時含線圈 L通電瞬間線圈產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流的增加且與電流方向相反, 此時含線圈 L的支路相當于斷路;當電路穩(wěn)定,自感線圈相當于定值電阻,如果線圈沒有電阻,則自感線圈相當于導線(短路) ;斷開瞬間線圈產(chǎn)生的自感電動勢與原電流方向相同,在與線圈串聯(lián)的回路中,線圈相當于電源,它提供的電流從原來的IL逐漸變小 .但流過燈 A的電流方向與原來相反。(多選 )在如圖所示的電路中, A1和 A2是兩個相同的燈泡,線圈 L的自感系數(shù)足夠大, 電阻可以忽略不計.下列說法中正確的是 ( ).A.合上開關(guān) S時, A2先亮, A1后亮,最后一樣亮B.斷開開關(guān) S時, A1和 A2都要過一會兒才熄滅C.斷開開關(guān) S時, A2閃亮一下再熄滅D.斷開開關(guān) S時,流過 A2的電流方向向右TOC\o"1-5"\h\z(單選 )某同學為了驗證斷電自感現(xiàn)象,自己找來帶鐵心的線圈 L、小燈泡 A、開關(guān) S和電池組 E,用導線將它們連接成如圖 9-2- 8所示的電路.檢查電路后,閉合開關(guān) S,小燈泡發(fā)光;再斷開開關(guān) S,小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現(xiàn)象.雖經(jīng)多次重復,仍未見老師演示時出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象,他冥思苦想找不出原因.你認為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是 ( ).A.電源的內(nèi)阻較大B.小燈泡電阻偏大C.線圈電阻偏大D.線圈的自感系數(shù)較大如圖所示的電路, D1和 D2是兩個相同的小電珠, L是一個自感系數(shù)很大的線圈,其電阻與 R相同。S接通和斷開時,小電珠 D1和D2先后亮暗的次序是(A、接通時 D1先達最亮,斷開時 D1先暗B、接通時 D2先達最亮,斷開時 D2先暗C、接通時 D1先達最亮,斷開時 D1后暗D、接通時 D2先達最亮,斷開時 D2后暗
專題一:楞次定律應(yīng)用1“阻礙”的形式.TOC\o"1-5"\h\z1.阻礙原磁通量的變化,即 “增反減同 ”。2.阻礙相對運動,即 “來拒去留 ”。使線圈面積有擴大或縮小的趨勢,即 “增縮減擴 ”。阻礙原電流的變化 (自感現(xiàn)象 ),即 “增反減同 ”。2.兩平行的同向電流間有相互吸引的磁場力;兩平行的反向電流間有相互排斥的磁場力。安培定則判斷磁場方向,然后左手定則判斷導線受力。.如圖所示 ,當磁鐵突然向銅環(huán)運動時 ,銅環(huán)的運動情況是 ( )A.向右擺動C.A.向右擺動C.靜止D.不能判定答案: A解析: 磁鐵向右運動時 ,由楞次定律 的另一種表述得知銅環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流總是阻礙導體間的相對運動鐵和銅環(huán)間有排斥作用 ,故A項正確..如圖所示 ,閉合金屬圓環(huán)沿垂直于磁場方向放置在勻強磁場中 ,將它從勻強磁場中勻速拉出 ,以下各種說法中正確的是 ( )A.向左拉出和向右拉出時 ,環(huán)中感應(yīng)電流方向相反B.向左或向右拉出時 ,環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿順時針方向向左或向右拉出時 ,環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿逆時針方向答案:
解析:將圓環(huán)拉出磁場過程中 ,環(huán)全部處在磁場中運動時 ,也有感應(yīng)電流產(chǎn)生答案:
解析:B圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向取決于圓環(huán)中磁通量變化的情況 ,不論向左或向右將圓環(huán)拉出磁場 ,圓環(huán)中垂直紙面向里的磁感線都要減少 ,根據(jù)楞次定律可知 ,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與原來磁場方向相同 ,即都垂直紙面向里,應(yīng)用安培定則可以判斷出感應(yīng)電流方向沿順時針方向 .圓環(huán)全部處在磁場中運動時 ,雖然導線做切割磁感線運動 ,但環(huán)中磁通量不變 ,只有圓環(huán)離開磁場 ,環(huán)的一部分在磁場中 ,另一部分在磁場外時 ,環(huán)中磁通量才發(fā)生變化 ,環(huán)中才有感應(yīng)電流 .故 B選項正確 .3.(3.(多選)如圖所示 ,一電子以初速度 v沿與金屬板平行方向飛入考慮磁場對電子運動方向的影響 ,則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是MN極板間,突然發(fā)現(xiàn)電子向 M板偏轉(zhuǎn) ,若不()A.開關(guān) S閉合瞬間B.開關(guān) S由閉合后斷開瞬間開關(guān) SA.開關(guān) S閉合瞬間B.開關(guān) S由閉合后斷開瞬間開關(guān) S是閉合的 ,變阻器滑片開關(guān) S是閉合的 ,變阻器滑片答案: ADP向右迅速滑動時P向左迅速滑動時如圖所示 ,兩個相同的輕質(zhì)鋁環(huán)套在一根水平光滑絕緣桿上動情況是 ( )A.同時向左運動 ,間距變大 B.同時向左運動 ,間距變小C.同時向右運動 ,間距變小 來源學科網(wǎng)D.同時向右運動 ,間距變大答案:B解析:當條形磁鐵向左運動靠近兩環(huán)時 ,兩環(huán)中的磁通量都增加,根據(jù)楞次定律 ,兩環(huán)的運動都要阻礙磁場相,兩環(huán)的運對環(huán)的運動 ,即阻礙“靠近 ”,那么兩環(huán)都向左運動 ;又由于兩環(huán)中的感應(yīng)電流方向相同 ,兩平行的同向電流間有相互吸引的磁場力 ,因而兩環(huán)間的距離要減小.如圖所示 ,當矩形線框中條形磁鐵繞 OO'軸沿 N極朝外、 S極向內(nèi)的方向轉(zhuǎn)動時()A.線框產(chǎn)生沿B.線框產(chǎn)生沿C.線框產(chǎn)生沿D.線框產(chǎn)生沿答案:Aabcda方向流動的感應(yīng)電流abcda方向流動的感應(yīng)電流有相互吸引的磁場力 ,因而兩環(huán)間的距離要減小.如圖所示 ,當矩形線框中條形磁鐵繞 OO'軸沿 N極朝外、 S極向內(nèi)的方向轉(zhuǎn)動時()A.線框產(chǎn)生沿B.線框產(chǎn)生沿C.線框產(chǎn)生沿D.線框產(chǎn)生沿答案:Aabcda方向流動的感應(yīng)電流abcda方向流動的感應(yīng)電流adcba方向流動的感應(yīng)電流adcba方向流動的感應(yīng)電流,同時線框隨磁鐵同方向轉(zhuǎn)動,同時線框沿磁鐵反方向轉(zhuǎn)動,同時線框隨磁鐵同方向轉(zhuǎn)動,同時線框沿磁鐵反方向轉(zhuǎn)動解析:隨著條形磁鐵的轉(zhuǎn)動 ,穿過矩形框的垂直紙面向外方 向的磁通量增加,由楞次定律 ,感應(yīng)電流的磁場阻礙其增加 ,產(chǎn)生沿abcda方向的感應(yīng)電流 ,同時線框隨磁鐵同方向轉(zhuǎn)動 .隨著 S極向紙里、 N極向紙外的轉(zhuǎn)動 ,穿過矩形框的垂直紙面向外方向的磁通量要增加應(yīng)電流的磁場阻礙其增加 ,因而矩形框 “跟著動 ”.由于條形磁鐵外部磁場方向從 N極到S極 ,當其如題所述轉(zhuǎn)動時 ,有人誤認為垂直紙面向里方向的磁通量增加 ,這是忽視了條形磁鐵內(nèi)部磁場的緣故 ..(多選)如圖所示 ,通電螺線管 N置于閉合金屬環(huán) M的軸線上 ,當N中的電流突然減小時 ,則 (A.環(huán)M有縮小的趨勢C.螺線管 N有縮短的趨勢答案:ADB.環(huán)M有擴張的趨勢D.螺線管 N有伸長的趨勢解析:對通電螺線管 ,當通入的電流突然減小時 ,螺線管每匝間的相互吸引力也減小 ,所以匝間距增大 ;對金屬環(huán) ,穿過的磁通量也隨之減少 ,由于它包圍通電螺線管的內(nèi)外磁場 ,只有減小面積才能阻礙磁通量的減少 ,金屬環(huán)有縮小的趨勢 .選項 A、D正確..如圖所示 ,螺線管 CD的導線繞法不同 ,當磁鐵AB插入螺線管時 ,電路中產(chǎn)生圖示方向的感應(yīng)電流 .下列關(guān)于螺線管極性的判斷正確的是 ( )A.C端一定是 N極.C端一定是 S極C.C端的極性一定與磁鐵 B端的極性相同D.無法判斷極性的關(guān)系 ,因螺線管的繞法不同8.(多選)繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上 ,鐵芯上套著一個鋁環(huán) ,線圈與電源、開關(guān)相連 ,如圖所示 .線圈上端與電源正極相連,閉合開關(guān)的瞬間,鋁環(huán)向上跳起 .下列說法中正確的是 ( ),則鋁環(huán)不斷升高,則鋁環(huán)停留在某一高度,,則鋁環(huán)不斷升高,則鋁環(huán)停留在某一高度,則鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落CD若保持開關(guān)閉合 ,磁通量不變 ,感應(yīng)電流消失 ,所以已跳起 到某一高度后的鋁環(huán)將回落 ;正、負極對調(diào) ,,由楞次定律的拓展意義可知 ,鋁環(huán)同樣向上跳起 .
專題二:電磁感應(yīng)圖像問題電磁感應(yīng)中經(jīng)常涉及磁感應(yīng)強度、磁通量、感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流等隨時間(或位移)變化的圖像,解答的基本方法 是:根據(jù)題述的電磁感應(yīng)物理過程或磁通量(磁感應(yīng)強度)的變化情況,運用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律(或右手定則)判斷出感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流隨時間或位移的函數(shù)關(guān)系,得出圖像?!局R要點】電磁感應(yīng)中常涉及磁感應(yīng)強度 B、磁通量Φ、感應(yīng)電動勢 E和感應(yīng)電流 I等隨時間變化的圖線, 即B-t圖線、Φ-t圖線、E-t圖線和I-t圖線?!痉椒记伞侩姶鸥袘?yīng)中的圖像問題的分析,要抓住磁通量的變化是否均勻,從而推知感應(yīng)電動勢(電流)是否大小恒定,用楞次定律或右手定則判斷出感應(yīng)電動勢(感應(yīng)電流)的方向,從而確定其正負,以及在坐標中范圍。分析回路中的感應(yīng)電動勢或感應(yīng)電流的大小,要利用法拉第電磁感應(yīng)定律來分析,有些圖像還需要畫出等效電路圖來輔助分析。不管是哪種類型的圖像,都要注意圖像與解析式(物理規(guī)律)和物理過程的對應(yīng)關(guān)系,都要用圖線的斜率、截距的物理意義去分析問題?!纠?1】如圖所示,在 PQ、QR區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反的勻強磁場,磁場方向均垂直于紙面。一導線框 abcdef位于紙面內(nèi),各鄰邊都相互垂直, bc邊與磁場的邊界 P重合。導線框與磁場區(qū)域的尺寸如圖所示。從t=0時刻開始,線框勻速橫穿兩個磁場區(qū)域。以 a→b→c→d→e→f為線框中的電動勢 E的正方向, 以下四個 E-t關(guān)系示意圖中正確的是 ( )【例2】如圖所示, EOF和E′O′F′為空間一勻強磁場的邊界,其中 EO∥E′O′,F(xiàn)O∥F′O′,且 EO⊥OF;OO′為∠ EOF的角平分線, OO′間的距離為 l;磁場方向垂直于紙面向里。一邊長為 l的正方形導線框沿OO′方向勻速通過磁場, t=0時刻恰好位于圖示位置。 規(guī)定導線框中感應(yīng)電流沿逆時針方向時為正, 則感應(yīng)電流i與時間t的關(guān)系圖線可能正確的是( )3】abcd固定在勻強磁場中, 磁感線的方向與導線框所在平面垂直, 規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里,I的正方向,下列選項中正確的磁感應(yīng)強度 B隨時間變化的規(guī)律如圖所示。若規(guī)定順時針方向為感應(yīng)電流是(4】矩形導線框 abcd放在勻強磁場中,在外力控制下處于靜止狀態(tài),如圖甲所示,磁感線方向與導線框所在平面垂直,磁感應(yīng)強度平面向里,在 0~4s時間內(nèi),導線框I的正方向,下列選項中正確的磁感應(yīng)強度 B隨時間變化的規(guī)律如圖所示。若規(guī)定順時針方向為感應(yīng)電流是(4】矩形導線框 abcd放在勻強磁場中,在外力控制下處于靜止狀態(tài),如圖甲所示,磁感線方向與導線框所在平面垂直,磁感應(yīng)強度平面向里,在 0~4s時間內(nèi),導線框B隨時間變化的圖象如圖乙所示。 t=0時刻,磁感應(yīng)強度的方向垂直導線框ad邊所受安培力隨時間變化的圖象(規(guī)定向左為安培力的正方向)可能是(前 2s:EtBStSI恒定,又因為 B均勻減小rF安BIL也均勻減?。篋后 2s:同理可分析。只有 D:D專題三:電磁感應(yīng)中的力學問題問題往往跟力學問題聯(lián)系在一起,這類問題需要綜合運用電磁感應(yīng)規(guī)律和力學的相關(guān)規(guī)律解決。一、處理電磁感應(yīng)中的力學問題的 思路——先電后力。1、先作“源”的分析——分離出電路中由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源,求出電源參數(shù) E和r;2、再進行“路”的分析 ——畫出必要的電路圖(等效電路圖) ,分析電路結(jié)構(gòu),弄清串并聯(lián)關(guān)系,求出相關(guān)部分的電流大小,以便安培力的求解。3、然后是“力”的分析 ——畫出必要的受力分析圖,分析力學所研究對象(常見的是金屬桿、導體線圈等)的受力情況,尤其注意其所受的安培力。4、接著進行“運動”狀態(tài)分析 ——根據(jù)力和運動的關(guān)系,判斷出正確的運動模型。5、最后運用物理規(guī)律列方程并求解 ——注意加速度a=0時,速度 v達到最大值的特點 。導線受力做切割磁力線運動,從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,繼而產(chǎn)生感應(yīng)電流,這樣就出現(xiàn)與外力方向相反的安培力作用,于是導線做加速度越來越小的變加速直線運動,運動過程中速度 v變,電動勢 BLv也變,安培力 BIL亦變,當安培力與外力大小相等時,加速度為零,此時物體就達到最大速度。TOC\o"1-5"\h\z1、關(guān)鍵是明確兩大類對象(電學對象,力學對象)及其互相制約的關(guān)系 .電學對象:內(nèi)電路 (電源E=nΔΦ或 E=nBΔS,E=nBS)E=Blυ、E=1Bl2ωΔtΔt t 2全電路 E=I(R+r)力學對象:受力分析:是否要考慮 F安 BIL.運動分析:研究對象做什么運動 .E2、可推出電量計算式 qIttntnRRt REI
Rr FBIL確定電源( E,r) 感應(yīng)電流 F=BIL運動導體所受的安培力臨界狀態(tài) 運動狀態(tài)的分析 v與a方向關(guān)系a變化情況 F=ma合外力用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動勢的大小和方向TOC\o"1-5"\h\z求回路中電流強度 .分析研究導體受力情況(包含安培力,用左手定則確定其方向)列動力學方程或平衡方程求解 .ab沿導軌下滑過程中受四個力作用,即重力 mg,支持力 FN、摩擦力 Ff和安培力 F安,如圖所示,ab由靜止開始下滑后,將是 vEIF安a(為增大符號) ,所以這是個變加速過程,當加速度減到 a=0時,其速度即增到最大 v=vm,此時必將處于平衡狀態(tài), 以mgsincosR后將以 vm勻速下滑 vm 22B2L211】磁懸浮列車是利用超導體的抗磁化作用使列車車體向上浮起,同時通過周期性地變換磁極方向而獲得推進動力的新型交通工具。如圖所示為磁懸浮列車的原理圖,在水平面上,兩根平行直導軌間有豎直方向且等距離的勻強磁場 B1和 B2,導軌上有
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