与电磁感应相关的两易混淆问题研究
初中物理电磁感应实验中存在的误区及实验改进探究
初中物理电磁感应实验中存在的误区及实验改进探究作者：何娟来源：《新课程·中学》2019年第02期摘要：物理实验是物理教学的重要组成部分，实验教学质量的高低不仅体现了教师的教学水平、专业素养，还和学生的创新意识、创造能力和物理核心素养培养息息相关。
《义务教育物理课程标准》也倡导在物理教学中重视学生的合作学习、自主学习、探究学习，这说明物理实验在物理教学中的地位没有被削弱，反而得到了加强。
如何使物理实验充分发挥其在激发学生学习兴趣、培养其创新创造能力等方面的优势成为现阶段摆在初中物理教师面前的重要课题。
以初中物理电磁感应实验中存在的误区作为研究起点，重点探究了走出误区的实验改进策略，希望为初中物理教学发展贡献一份力量。
关键词：初中物理；电磁感应；实验误区随着新课程改革的深入，初中物理实验教学取得了显著的进步，但与此同时也存在着诸多的问题，如物理实验中存在着这样那样的误区，导致实验教学效果不尽如人意。
因此，找到走出误区的实验改进策略成为提高物理实验教学的关键所在，也是本文研究的重要内容。
一、初中物理实验电磁感应中存在的误区1.磁场产生电场的条件奥斯特发现通电直导线周围存在磁场，所以得出结论：电场能够产生磁场。
那么磁场是否也能产生电场呢？在这个实验中，将线圈放入磁场中，发现灵敏电流计并没有什么变化，进而得出结论：磁场不能产生电场，这是实验中存在的一个很大的误区，忽略了磁场产生电场需要一定的条件：线圈只有在做切割磁感线运动时才能产生电流。
2.单根导线或磁铁磁性不强引起的误区既然静止的线圈在磁场中无法产生电流，继续实验，我们猜想是否线圈只有运动起来才能产生电流呢？此时沿着磁场方向转动线圈，发现电流计指针并没有变化，此时得出运动的线圈也不能产生电场，这是实验中经常犯的一个误区，通过实验我们发现，单个线圈切割磁感线时产生的电流特别微弱，看不到电流计指针的变化。
此外，如果磁铁的磁性不强，切割磁感线时也无法产生电流，这些误区都是我们应该注意的。
高二物理学科常见问题解答电磁学知识点的易错点解析
高二物理学科常见问题解答电磁学知识点的易错点解析高二物理学科常见问题解答——电磁学知识点的易错点解析在高二物理学科的学习中，电磁学是一个重要的知识点。
然而，由于其理论涉及较多且抽象，很多同学在学习过程中会出现易错点。
本文将针对电磁学的常见问题进行解答，并对易错点逐一进行解析。
一、电磁学基础知识1. 什么是电磁感应？电磁感应是指磁场与导体相互作用，导致导体中产生感应电流的现象。
根据法拉第电磁感应定律，当磁通量发生变化时，导体中将产生感应电动势。
2. 什么是洛伦兹力？洛伦兹力是指电荷在磁场中受到的力。
当电荷运动且与磁场垂直时，洛伦兹力的大小与电荷的速度、磁场强度和两者之间夹角有关。
3. 什么是电动势？电动势是指单位正电荷在电路中绕一圈所做的功。
根据电动势的定义可知，电动势与电荷的速度以及磁场强度有关，而与磁场方向无关。
二、易错点解析1. 电磁感应中的楞次定律易错点解析楞次定律是指导体中感应电流产生的方向。
根据楞次定律，感应电流的方向使得其磁场的变化趋势与引起感应电流的磁场变化趋势相反。
易错点解析：很多同学在理解楞次定律时，容易将感应电流的方向与感应电动势的方向混淆。
感应电流的方向是使其磁场变化趋势与引起感应电流的磁场变化趋势相反，而感应电动势的方向是由电场力驱使电荷产生运动的方向。
2. 磁场中的洛伦兹力易错点解析洛伦兹力公式为F=qvBsinθ。
易错点主要包括理解洛伦兹力的方向、影响洛伦兹力大小的因素以及理解洛伦兹力的性质。
易错点解析：在理解洛伦兹力的方向时，需要明确电荷的运动方向、磁场的方向以及两者之间的夹角。
影响洛伦兹力大小的因素包括电荷的速度、磁场强度以及两者之间夹角的大小。
此外，洛伦兹力具有与电磁场相互作用，无论电荷的运动方向如何，总是垂直于其运动方向以及磁场方向。
3. 电动势和电位移的易错点解析电动势和电位移是电路中重要的概念，易错点主要包括理解电动势与电压的区别、电动势的表达式以及电势差的计算和电位移的性质。
电磁感应易错问题归类剖析
电磁感应易错问题归类剖析电磁感应是目前广泛应用于工业、实验室、医学等各个领域的重要技术，也是许多故障是由于电磁感应造成的。
随着人们对电磁感应的认识越来越深入，电磁感应的概念也发生了变化，出现了许多新的和有趣的问题。
不妨从以下几个方面归类剖析电磁感应易错问题：一、理论知识1、物理量与电磁感应量之间的关系：有时在解决电磁感应问题时，容易忽视将物理量与电磁感应量联系起来。
因此，解决此类问题时，应特别注意物理量与电磁感应量之间存在的联系。
2、电磁感应量的变化：在复杂的电磁场环境中，电磁感应量会发生变化。
如果在设计电磁感应系统时，忽视了这一点，就会导致电磁感应系统的运行效果不理想。
3、电磁感应量的衰减率：当电磁感应量从发射源传播到接收器时，其衰减率会发生变化。
如果在设计电磁感应系统时，忽视了这一点，也会导致电磁感应系统的运行效果不理想。
二、实践操作1、电磁感应实验中的操作失误：在实验中，应该定期检查和诊断设备，但有时因熟练度不足或疏忽大意，经常会造成操作失误，从而导致实验数据不准确或电磁感应系统设备不能正常使用。
2、硬件设备不同步：在使用电磁感应系统时，应特别注意硬件设备的同步情况，如果硬件设备不能同步，会出现电磁感应系统的不准确或故障。
三、材料选择1、材料的导电性：当使用电磁感应系统时，选择材料时也应特别注意材料的导电性，因为材料的导电性对电磁感应系统的运行效果有决定性影响。
2、材料的热稳定性：高温环境中，热稳定性是材料的重要性能指标，当使用电磁感应系统时，也应根据材料的热稳定性选择材料。
3、材料的电磁超导性：在高超导环境中，电磁超导性是材料的重要性能指标，当使用电磁感应系统时，也应根据材料的电磁超导性选择材料，以保证电磁感应系统的正常运行。
四、系统设计1、设计依据：在设计电磁感应系统时，应根据实际情况，以系统设计的方法确定合理的设计依据。
2、硬件设备结构：在设计电磁感应系统时，应按照实际需求，确定合理的硬件设备结构，以最大限度地提高系统的安全性和可靠性。
高中物理中的电磁学中的常见错误
高中物理中的电磁学中的常见错误在学习高中物理的过程中，电磁学是一个重要的知识点。
然而，由于概念的复杂性和难度的提升，学生们常常会犯一些常见的错误。
本文将详细探讨高中物理中电磁学的常见错误，并提供正确的解释和理解。
一、混淆磁场和电场的概念在学习电磁学时，许多学生会混淆磁场和电场的概念。
电场是指电荷周围所产生的一种物理场，在有电荷存在的地方就会有电场。
而磁场则是由电流或磁体产生的一种物理场。
两者都是力的载体，但作用的对象不同。
学生常常误认为磁场和电场是一回事，从而导致对两者的理解上出现偏差。
正确的理解应该是：电场是由电荷引起的力场，而磁场则是由电流或磁体引起的力场。
需要注意的是，两者之间有一定的联系，但并非等同。
二、忽略电磁感应中的楞次定律在学习电磁感应时，学生常常忽略楞次定律的应用。
楞次定律是指当磁通量发生变化时，会在闭合回路中产生感应电动势，从而产生感应电流，其方向使得感应电流所产生的磁场阻碍磁通量变化。
许多学生常常在应用楞次定律时出现错误，忽略了感应电流的方向和大小，导致计算结果出现偏差。
应正确理解楞次定律的原理，并在应用中考虑到感应电动势的方向和大小。
三、缺乏对安培定律的理解安培定律是电磁学中的重要定律之一，描述了磁场强度和电流之间的关系。
然而，许多学生在学习中缺乏对安培定律的正确理解。
安培定律表明，电流所产生的磁场强度与电流大小成正比，与距离成反比。
学生常常在应用安培定律时，忽略了这两个关键因素，导致计算结果出现误差。
正确的理解应该是：电流越大，所产生的磁场强度相应增大；电流与距离成反比，即与距离的平方成反比。
在计算和应用中，学生应该充分考虑这两个因素，以获得准确的结果。
四、对电磁波的传播方式理解不清电磁波是高中物理电磁学中的另一个重要概念。
它是由变化的电场和磁场相互作用而产生的波动现象。
然而，学生在学习电磁波时，常常对其传播方式理解不清。
正确的理解应该是：电磁波是一种横波，也就是波的振动方向与波的传播方向垂直。
电磁感应的难点
电磁感应的难点一、难点1、关于表达式tn E ∆∆=φ 此公式在应用时容易漏掉匝数n ，实际上n 匝线圈产生的感应电动势是串联在一起的，其次φ∆是合磁通量的变化，尤其变化过程中磁场方向改变的情况特别容易出错，并且感应电动势E 与φ、φ∆、t∆∆φ的关系容易混淆不清。
2、应用法拉第电磁感应定律的三种特殊情况E=Blv 、ω221Bl E =、E=nBs ωsin θ（或E=nBs ωcos θ）解决问题时，不注意各公式应用的条件，造成公式应用混乱从而形成难点。
3、公式E=nBs ωsin θ（或E=nBs ωcos θ）的记忆和推导是难点，造成推导困难的原因主要是此情况下，线圈在三维空间运动，不少同学缺乏立体思维。
二、难点突破1、φ、φ∆、t∆∆φ同v 、△v 、t v ∆∆一样都是容易混淆的物理量，如果理不清它们之间的关系，求解感应电动势就会受到影响，要真正掌握它们的区别应从以下几个方面深入理解。
磁通量φ 磁通量变化量φ∆ 磁通量变化率t ∆∆φ 物理意义 磁通量越大，某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数越多某段时间穿过某个面的末、初磁通量的差值 表述磁场中穿过某个面的磁通量变化快慢的物理量 大小计算⊥=BS φ，⊥S 为与B 垂直的面积12φφφ-=∆，S B ∆=∆φ或B S ∆=∆φ t S B t ∆∆=∆∆φ 或t B S t ∆∆=∆∆φ注意 若穿过某个面有方向相反的磁场，则不能直接用⊥=BS φ，应考虑相反方向的磁通量相互抵消以后所剩余的磁通量开始和转过1800时平面都与磁场垂直，穿过平面的磁通量是不同的，一正一负，△φ=2 BS ，而不是零 既不表示磁通量的大小，也不表示变化的多少，在φ—t 图象中用图线的斜率表示2、明确感应电动势的三种特殊情况中各公式的具体用法及应用时须注意的问题 ⑴导体切割磁感线产生的感应电动势E=Blv ，应用此公式时B 、l 、v 三个量必须是两两相互垂直，若不垂直应转化成相互垂直的有效分量进行计算，生硬地套用公式会导致错误。
电磁感应中的易错点剖析
电磁感应中的易错点剖析作者：石有山来源：《中学生数理化·高二版》2017年第02期易错点一：导体棒切割磁感线作为电源时，导体棒两端的电压问题。
如图1所示，导线框abcdef由粗细均匀的电阻丝围成，其中ab=bc=2cd=2de=2ef=2fa=2L，正方形有界匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于线框平面。
现使线框以同样大小的速度u 匀速沿四个不同方向平动进入磁场，并且速度方向始终与线框先进入磁场的那条边垂直。
则在线圈通过如图所示四个位置时，下列说法中正确的是（）。
A.比较四幅图中a、b两点间的电势差，图甲中的最大。
B.比较四幅图中a、b两点间的电势差，图丙中的最大。
C、比较四幅图中回路中的电流，图乙中的最大D.比较四幅图中回路中的电流，图丁中的最小易错点拨：图甲、丙中动生电动势的大小相等，但图甲中ab部分棚当于电源，图丙中ab 部分不是电源，切忌忽略区别导致得到两图中ab两点间的电势差相等的错误结论。
正确答案：A易错点二：断电自感中的电流方向问题。
例2在如图2所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，线圈L的电阻不计。
则以下判断中正确的是（）。
A.闭合开关s，稳定时，电容器的“极板带正电B.闭合开关s，稳定时，电容器两端的电压小于EC.断开开关S的瞬间，流过电阻R1的电流方向向右D.断开开关S的瞬间，流过电阻R2的电流方向向右易错点拨：断电自感时，线圈L中的电流方向保持不变，而非流过电阻R1的电流疗向保持不变。
正确答案：BC解析：闭合开关S，稳定时，电容器两端的电压和电阻R2两端的电压相等。
小于电源的电动势E，且电容器的a极板带负电。
断开开关S的瞬间，线圈L和电阻R1构成回路，线圈L 由于自感现象，电流逐渐减小，故电阻R1中的电流方向向右。
断开开关S的瞬间，因为电容器通过电阻R2放电，故电阻R2中的电流方向向左。
许多同学关于电与磁的纠结，今日破解其易错、易混点
许多同学关于电与磁的纠结，今日破解其易错、易混点
1.许多同学对磁体、磁感线等概念认识有误
磁体周围存在磁场，磁体间的相互作用以磁场作为媒介，磁场是真实存在的，但是磁感线是为了研究问题方便而假想出来的，它是一种物理模型。
磁感线是用来描述磁场分布的带箭头的曲线。
磁场的方向是人为规定的，它规定：放在磁场中静止的小磁针北极所指的方向为磁感线的方向。
磁感线是闭合的曲线，磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S 极，在磁体内部磁感线从S极到N极。
如果搞懂了上面的知识点，那就看看下面这两个题吧。
答案：B
答案：C
2.电与磁的三个原理及其图示、应用，许多同学容易混淆
下面这些知识点一定要记住，不要偷懒，否则这类题就没办法做。
电流的磁效应：由奥斯特发现，原理图特点——有电源，通电导体周围有小磁针偏转，应用是电磁铁、电磁继电器；
奥斯特实验
电磁感应：由法拉第发现，原理图特点——无电源，有磁体，有灵敏电流计，应用是发电机、动圈式话筒；
电磁感应现象的两种情况
通电导体在磁场中受力的作用：原理图特点——有电源、有磁体，应用是电动机、扬声器。
通路后，ab金属棒会移动
答案：A
答案：B
3.许多同学不能灵活运用安培定则
安培定则(右手螺旋定则)是判断电磁铁的极性的最有效的方法，必须要掌握。
示意图如下：
答案：B
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电磁感应中一些容易引发疑惑问题的分析
物理 通报
专
论
电磁 感 应 中一 些 容 易 引发 疑 惑 问题 的分 析
专 论
赵 坚
（ 昆 明市 五 华 区教 育 科 学 研 究 中心 、 五华 区教 师进 修 学 校 云 南 昆 明 ６ ５ ０ ０ ３ １ ） （ 收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ —１ １ —１ ３ ）
ａ ｂ ｃ ｄ某 时刻在 水平 匀强磁 场 中以速度 竖 直下 落 ， 磁场 的磁 感应 强度 大小 为 Ｂ， 方 向与线框 平 面垂直 ．
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×
×
×
× 日 ６
×
×
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×
×
卜
于 边． 并 且 自由电荷 （ 电子 ） 有 了水 平 向左 的速度 后， 又将受 到 向上 的洛伦兹 力 ， 这是否 就是 所谓 宏观 的磁 场力 （ 安培 力） ？
那 一部 分 导体 中 的 电荷 （ 电子 ）在 磁 场 中要 受 到 洛 伦 兹 力作 用 ， 而 此 洛伦 兹 力 也 正 是 动 生 电 动 势 出 现
的原 因．
值 得注 意 的是 ， 对 这 个安 培 力 的理 解 我们 不能 认 为
是 所有 受 到力 ， 作用 的 自由电子 的合力 ． 虽 然力 － 厂
作者简介 ： 赵坚 （ １ ９ ６ ９ 一 ） ， 男， 云南省特级教师 ， 昆 明市 五 华 区教 育 科 学 研 究 中心 主 任 、 五华 区教 师 进 修 学 校 校 长 ， 中 国 物 理学会物理教学委员会委员 ， 中学 分 委 会 执 行 委 员 ． 先 后 被 评 为 全 国优 秀 教 师 、 云南 省 有 突 出贡 献 优 秀专 业 技 术 人 才 ．
电磁感应现象易错题知识归纳总结含答案解析
电磁感应现象易错题知识归纳总结含答案解析一、高中物理解题方法：电磁感应现象的两类情况1．如图所示，两根光滑、平行且足够长的金属导轨倾斜固定在水平地面上，导轨平面与水平地面的夹角37θ=︒，间距为d =0.2m ，且电阻不计。
导轨的上端接有阻值为R =7Ω的定值电阻和理想电压表。
空间中有垂直于导轨平面斜向上的、大小为B =3T 的匀强磁场。
质量为m =0.1kg 、接入电路有效电阻r =5Ω的导体棒垂直导轨放置，无初速释放，导体棒沿导轨下滑一段距离后做匀速运动，取g =10m/s 2，sin37°=0.6，求：（1）导体棒匀速下滑的速度大小和导体棒匀速运动时电压表的示数； （2）导体棒下滑l =0.4m 过程中通过电阻R 的电荷量。
【答案】（1）20m/s 7V （2）0.02C 【解析】 【详解】（1）设导体棒匀速运动时速度为v ，通过导体棒电流为I 。
由平衡条件sin mg BId θ=①导体棒切割磁感线产生的电动势为E =Bdv ②由闭合电路欧姆定律得EI R r=+③ 联立①②③得v =20m/s ④由欧姆定律得U =IR ⑤联立①⑤得U =7V ⑥（2）由电流定义式得Q It =⑦由法拉第电磁感应定律得E t∆Φ=∆⑧B ld ∆Φ=⋅⑨由欧姆定律得EI R r=+⑩ 由⑦⑧⑨⑩得Q =0.02C ⑪2．如图所示，光滑的长平行金属导轨宽度d=50cm ，导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，导轨上端电阻R=0.8Ω，其他电阻不计．导轨放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T ．金属棒ab 从上端由静止开始下滑，金属棒ab 的质量m=0.1kg ．（sin37°=0.6，g=10m/s 2）（1）求导体棒下滑的最大速度；（2）求当速度达到5m/s 时导体棒的加速度；（3）若经过时间t ，导体棒下滑的垂直距离为s ，速度为v ．若在同一时间内，电阻产生的热与一恒定电流I 0在该电阻上产生的热相同，求恒定电流I 0的表达式（各物理量全部用字母表示）．【答案】（1）18.75m/s （2）a=4.4m/s 2（3222mgs mv Rt【解析】【分析】根据感应电动势大小与安培力大小表达式，结合闭合电路欧姆定律与受力平衡方程，即可求解；根据牛顿第二定律，由受力分析，列出方程，即可求解；根据能量守恒求解；解：（1）当物体达到平衡时，导体棒有最大速度，有：sin cos mg F θθ= ， 根据安培力公式有： F BIL =， 根据欧姆定律有： cos E BLv I R Rθ==， 解得： 222sin 18.75cos mgR v B L θθ==； （2）由牛顿第二定律有：sin cos mg F ma θθ-= ，cos 1BLv I A Rθ==， 0.2F BIL N ==， 24.4/a m s =；（3）根据能量守恒有：22012mgs mv I Rt =+ ， 解得： 202mgs mvI Rt-=3．如图，在地面上方空间存在着两个水平方向的匀强磁场，磁场的理想边界ef 、gh 、pq 水平，磁感应强度大小均为B ，区域I 的磁场方向垂直纸面向里，区域Ⅱ的磁场方向向外，两个磁场的高度均为L ；将一个质量为m ，电阻为R ，对角线长为2L 的正方形金属线圈从图示位置由静止释放(线圈的d 点与磁场上边界f 等高，线圈平面与磁场垂直)，下落过程中对角线ac 始终保持水平，当对角线ac 刚到达cf 时，线圈恰好受力平衡；当对角线ac 到达h 时，线圈又恰好受力平衡(重力加速度为g ).求：(1)当线圈的对角线ac 刚到达gf 时的速度大小；(2)从线圈释放开始到对角线ac 到达gh 边界时，感应电流在线圈中产生的热量为多少?【答案】(1)1224mgR v B L = (2)322442512m g R Q mgL B L=- 【解析】 【详解】(1)设当线圈的对角线ac 刚到达ef 时线圈的速度为1v ，则此时感应电动势为：112E B Lv =⨯感应电流：11E I R=由力的平衡得：12BI L mg ⨯= 解以上各式得：1224mgRv B L =(2)设当线圈的对角线ac 刚到达ef 时线圈的速度为2v ，则此时感应电动势2222E B Lv =⨯感应电流：22E I R=由力的平衡得：222BI L mg ⨯= 解以上各式得：22216mgRv B L =设感应电流在线圈中产生的热量为Q ,由能量守恒定律得：22122mg L Q mv ⨯-=解以上各式得：322442512m g R Q mgL B L =-4．如图，光滑金属轨道POQ 、´´´P O Q 互相平行，间距为L ，其中´´O Q 和OQ 位于同一水平面内，PO 和´´P O 构成的平面与水平面成30°。
电磁感应问题
电磁感应问题电磁感应是电磁学的重要概念之一，在我们生活和科学研究的各个领域都有着广泛的应用和重要性。
本文将从电磁感应的概念、易错点和实际应用等方面进行探讨。
一、电磁感应的概念电磁感应是指当磁通量发生变化时，在闭合导体回路中会产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
这一概念在物理学中有着重要的地位，不仅帮助我们理解电磁现象，还为发电机、电动机等重要设备的设计提供了理论基础。
二、电磁感应易错点在学习电磁感应时，存在一些容易混淆的概念和易错点，下面将介绍两个常见的问题。
1. 磁场和电流的关系有些学生往往会错误地认为电流产生磁场，而忽略了磁场也能引发电流的产生。
实际上，磁场和电流是相互关联的，它们之间存在着紧密的联系。
当磁场发生变化时，会在导体中产生感应电流；而通过导体的电流也会产生磁场。
这种相互作用是电磁感应现象的基本表现之一。
2. 右手法则的运用右手法则是解决一些与电磁感应相关问题时经常使用的方法。
但是，学生在运用右手法则时，往往会出现迷惑或错误的情况。
例如，在判断感应电流方向时，有些学生只是按照右手法则的规定握住导线，而没有结合器件的实际情况进行分析。
因此，在学习和应用右手法则时，要结合具体的物理场景，并且理解其原理，才能正确使用。
三、电磁感应的实际应用电磁感应作为一种重要的物理现象，其实际应用也非常广泛。
以下将介绍几个典型的电磁感应应用实例。
1. 发电机发电机是电磁感应的经典应用之一。
它通过转动的磁场与导线的相互作用，产生感应电动势。
这种电动势在闭合的电路中产生电流，从而实现了电能的转换和传输。
发电机的原理被广泛应用于发电站和各种发电设备中。
2. 变压器变压器是电力系统中常见的设备之一，也是电磁感应的重要应用之一。
变压器通过磁通量的变化产生感应电动势，将电能从一个电路传输到另一个电路中，并通过变换线圈的匝数比例实现电压的升降。
变压器在电力传输和配电中起到了至关重要的作用。
高考物理电磁感应与电路基础考点及易错解析
高考物理电磁感应与电路基础考点及易错解析在高考物理中，电磁感应与电路基础是非常重要的知识点，也是同学们容易出错的部分。
下面我们就来详细探讨一下这部分内容的考点以及常见的易错点。
一、电磁感应考点1、电磁感应现象电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流。
这个考点要求同学们理解电磁感应现象产生的条件，即闭合回路、部分导体切割磁感线、有感应电动势。
2、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律指出，感应电动势的大小与穿过闭合电路的磁通量的变化率成正比。
公式为：＄E ＝ n\dfrac{＼Delta\Phi}｛＼Delta t}＄，其中＄E$ 表示感应电动势，＄n$ 为线圈匝数，＄＼Delta\Phi$ 为磁通量的变化量，＄＼Delta t$ 为时间变化量。
同学们需要熟练掌握这个公式，并能灵活运用它来计算感应电动势的大小。
3、楞次定律楞次定律是判断感应电流方向的重要规律。
其内容为：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。
简单来说，就是“增反减同，来拒去留”。
同学们在应用楞次定律时，要注意正确判断磁通量的变化以及感应电流产生的磁场方向。
4、自感和互感自感是指由于导体本身电流的变化而产生的电磁感应现象。
自感现象中会产生自感电动势，阻碍电流的变化。
互感则是指两个互相靠近的线圈，当其中一个线圈中的电流发生变化时，在另一个线圈中产生感应电动势的现象。
这两个概念需要同学们理解其原理和特点，并能在实际问题中进行分析。
二、电路基础考点1、电路的基本组成电路由电源、导线、开关和用电器等组成。
同学们要了解电路中各个元件的作用，以及它们在电路中的连接方式。
2、电流、电压和电阻电流是指电荷的定向移动，其大小用单位时间内通过导体横截面的电荷量来表示，公式为＄I ＝＼dfrac{Q}｛t}＄。
电压是形成电流的原因，电阻则是导体对电流的阻碍作用，它们之间的关系由欧姆定律描述：＄I ＝＼dfrac{U}｛R}＄。
电磁感应易错问题归类剖析
电磁感应易错问题归类剖析电磁感应技术是一项新兴的技术，在现代社会中被广泛应用在飞机、车辆、设备及各种电子设备等方面，电磁感应技术至此更加得以普及。
然而，电磁感应技术也存在易错问题，比如：电磁感应装置的接口连接错误、信号的传输延迟、距离的弱点、接收信号的噪声等等。
为了更有效的开展电磁感应技术，本文将就电磁感应易错问题归类剖析。
一、连接错误连接错误是最常见的电磁感应错误之一，它是指电磁感应装置的接口连接错误。
电磁感应接口一般有数字、模拟、RS-232、485、网口等，因此，电磁感应装置需要以正确的接口方式连接，以确保装置之间的通信及正确传输信息。
此外，还需检测电磁感应装置的接口信号是否准确，是否存在短路、断路或超负荷等情况，以准确发送数据信号和控制信号。
二、信号传输延迟信号传输延迟是指电磁感应装置在传输信号的过程中出现的延迟，这可能会导致系统的信号传输不准确或受阻等情况。
电磁感应传输延迟可能会导致机械性能的异常，而且可能还会导致数据传输失败。
因此，需要检查电磁感应装置的数据传输线路状况，确保传输线路完整，以缩短信号传输延迟时间，从而保证电磁感应装置的正常运行。
三、距离弱点距离弱点是指电磁感应装置在一定距离内传输信号受阻的情况。
一般来说，随着传输信号的距离增加，信号的弱化也会加剧，甚至导致信号的消失。
对于电磁感应装置来说，如果它们处于距离不确定的环境中，那么就很容易出现距离弱点。
这时，我们需要通过距离测量，并根据不同距离选择合适的设备，这样可以有效地提高信号的传输质量，从而提高电磁感应装置的性能。
四、接收信号的噪声接收信号的噪声是指电磁感应装置接收时出现的噪音。
通常，这种噪音可能会影响到接收信号的正确性，从而影响到电磁感应装置的工作效率。
要解决这一问题，我们可以考虑采用屏蔽材料来消除噪声，以及采用滤波器来稳定噪声，降低噪声对电磁感应装置的影响。
总结电磁感应技术日趋普及，但它也存在着一些易错问题，为了准确发送数据信号和控制信号，应当仔细检查电磁感应装置的接口连接、信号传输延迟、距离弱点以及接收信号的噪声，以保证电磁感应装置的正确使用和高效运行。
高考物理电磁感应现象易错题知识归纳总结word
高考物理电磁感应现象易错题知识归纳总结word一、高中物理解题方法：电磁感应现象的两类情况1．如图甲所示，MN 、PQ 两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定，M 、P 之间接电阻箱R ，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B = 1T ．质量为m 的金属杆ab 水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r ，现从静止释放杆ab ，测得最大速度为v m ．改变电阻箱的阻值R ，得到v m 与R 的关系如图乙所示．已知轨距为L = 2m ，重力加速度g 取l0m/s 2，轨道足够长且电阻不计．求：(1)杆ab 下滑过程中流过R 的感应电流的方向及R =0时最大感应电动势E 的大小； (2)金属杆的质量m 和阻值r ；(3)当R =4Ω时，求回路瞬时电功率每增加2W 的过程中合外力对杆做的功W ． 【答案】(1)电流方向从M 流到P ，E =4V (2)m =0.8kg ，r =2Ω (3)W =1.2J 【解析】本题考查电磁感应中的单棒问题，涉及动生电动势、闭合电路欧姆定律、动能定理等知识．(1)由右手定则可得，流过R 的电流方向从M 流到P 据乙图可得，R=0时，最大速度为2m/s ，则E m = BLv = 4V (2)设最大速度为v ，杆切割磁感线产生的感应电动势 E = BLv 由闭合电路的欧姆定律EI R r=+ 杆达到最大速度时0mgsin BIL θ-= 得 2222sin sin B L mg mg v R r B Lθθ=+ 结合函数图像解得：m = 0.8kg 、r = 2Ω(3)由题意：由感应电动势E = BLv 和功率关系2E P R r =+得222B L V P R r=+则22222221B L V B L V P R r R r∆=-++ 再由动能定理22211122W mV mV =- 得22()1.22m R r W P J B L +=∆=2．如图所示，质量为4m 的物块与边长为L 、质量为m 、阻值为R 的正方形金属线圈abcd 由绕过轻质光滑定滑轮的绝缘细线相连，已知细线与斜面平行，物块放在光滑且足够长的固定斜面上，斜面倾角为300。
电磁感应中若干易混概念辨析
析， 旨在帮助 各位 同学 澄清概 念 ， 立知 识结 构． 建
一
、
磁 通量 变化 与磁通 量变 化率
ｃ＝Ｂ８表示 穿 过 某 面 的 磁 通 量 ， 是 属 于 乘 积 法 ￣ 它 定 义 的物 理量 ， 为研 究 电磁 感 应 现 象 而 引 入 的 物 理 量 ， 形 象地反 映 了穿过某 面磁 感线 的条 数 的多少．
例如 ， 当条形磁 铁从 闭合线 圈 中插 进与 拔 出 的过 程
１ －回路 的平均感 应 电动 势等 于磁 通 量 的变 化量 与 所 以楞 次定律 在 本 质上 是 能 量守 恒 定 律 在 电磁 感 应 现
所用 时 间的 比值 ， 即 ＝扎 ， 是普遍 适用 的． 它
￡ ￡
厶
力 推动 自由电荷 移 动形成 的． 特殊情 况 下 ， 有
的磁场 产生 ．
帮
梅 黪
运 动路径 无关 ， 电场 的 电场 线 由正 电荷 （ 静 或无 限远 ） 发 种情况 ， 右手 定则 只限于 解决一 段 导线在 磁 场 中做切 割 出 ， 止 于负 电荷 （ 无 限远 ） 电场线 上 各 点 的 电势 沿 磁 感线 运动 的情 况． 终 或 ， 因此 ， 右手 定 则 可 以 看做 楞 次 定 律 电场 线方 向不 断降 低． 应 电场 是 非 保 守场 ， 应 电场 的特殊情况． 感 感 用楞次定律能判定的， 用右手定则不一定 力 对 电 荷 做 功 与 电荷 运 动 路 径 有 关 ． 应 电场 是 涡 旋 能判断 ． 感 比如 ， 闭合 圆形导线 中的磁 场逐 渐增 强 ， 用右 手
间位 置等 因素决 定 ， 感应 电场 的电场 强度 由磁 场 的变 而 化率 决定 ．
电磁感应教中学生常见错误与问题
“电磁感应”教学中学生常见错误与问题分析及应对教学策略研究常德市三中张春华（高）有些同学在学习电磁感应时，由于没有掌握电磁感应现象的本质，分不清谁是原因谁是结果，在解题时就会出现各种各样的错误. 笔者结合教学的实践经验,提出了电磁感应教学策略,并通过教学案例,体现相应的教学策略。
电磁感应是高中物理教学的重要内容之一，其教学重点和难点在于对楞次定律和法拉第电磁感应定律的理解．前者用于判断感应电流的方向，后者用于求感应电动势的大小．为了帮助学生深刻地理解电磁感应现象的本质，正确掌握和应用电磁感应规律解决物理问题，教学中应注意如下几个易混淆的问题．1．磁通量的大小按磁通量的定义，穿过某一面积的磁通量大小只与穿过该面积的磁感线条数有关．公式Φ＝ＢＳ也可以用来计算磁通量，但它只适用于匀强磁场中，且该面积Ｓ指完全处在垂直于磁感强度的磁场中的有效面积．例1 如图1所示，磁感强度Ｂ垂直于平面ＳＡ和ＳＢ，那么，通过平面ＳＡ和ＳＢ的磁通量的大小关系如何?图1分析与解学生由公式Φ＝ＢＳ，得出ΦＡ＜ΦＢ．其实从图中不难看出穿过平面ＳＡ、ＳＢ的磁感条数是相同的，故ΦＡ＝ΦＢ．学生因未真正理解磁通量的物理意义，未注意公式Φ＝ＢＳ的使用条件而出错．2．磁通量有正负之分虽然磁通量是标量，但其与力矩一样，有正负之分．磁感线穿过某一平面，要注意是从哪一面穿入，哪一面穿出．例2 如图2（ａ）所示，在磁感强度为B的匀强磁场中，面积为Ｓ的闭合线圈ａｂｃｄ垂直磁场放置．现将线圈绕对称轴转过180°，求这个过程的磁通量的变化量．图2分析与解线圈转至图2（ｂ）位置时，磁场还是垂直穿过线圈平面，因此，学生容易由公式Φ＝ＢＳ得出ΔΦ＝0的错解．而正确的答案应是：若取图2（ｂ）位置的磁通量为正，则图2（ａ）位置的磁通量为负，所以ΔΦ＝Φ2－Φ１＝ＢＳ－（－ＢＳ）＝2ＢＳ．二、Φ、ΔΦ、ΔΦ／Δｔ的区别和联系Φ表示磁通量，即导线所围线圈中磁感线条数的多少；ΔΦ表示磁通量的变化，产生感应电动势（即产生电磁感应）的必要条件是ΔΦ≠0，否则线圈（或回路）中就不产生电磁感应现象，也不会产生感应电动势；ΔΦ／Δｔ表示磁通量的变化率，是描述磁通量变化快慢的物理量．根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与回路中的ΔΦ／Δｔ成正比，ΔΦ／Δｔ越大，回路中产生的感应电动势就越大．而ΔΦ／Δｔ越大，Φ及ΔΦ却不一定越大，反之亦然．例如，矩形线圈在匀强磁场中匀速旋转产生交流电的过程中，当线圈转至中性面时，Φ最大，而ΔΦ／Δｔ＝0；当线圈转到与中性面垂直的位置时，Φ＝0，而ΔΦ／Δｔ却最大．以上情况，学生一般不易理解，教学时应引导学生从Φ、ΔΦ、ΔΦ／Δｔ的物理意义，以及线圈的边在转动过程中对磁感线的切割情况去理解．三、公式＝ΔΦ／Δｔ与＝Ｂｌｖ的区别和联系我们知道前者是法拉第电磁感应定律的原始表达式，而后者是由前者在一定条件下推导出来的．在处理某些电磁感应问题时不能随意选用．它们的区别和联系是：（1）研究对象不同．＝ΔΦ／Δｔ的研究对象是一个回路，而＝Ｂｌｖ的研究对象是在磁场中运动的一段导体；（2）物理意义不同．用＝ΔΦ／Δｔ求得的是Δｔ时间内的平均感应电动势，而用＝Ｂｌｖ求得的是瞬时感应电动势；（3）如果Ｂ、ｌ、ｖ三者大小、方向均不变且相互垂直时，那么，在Δｔ时间内导体匀速切割磁感线时产生的平均感应电动势和它在任一时刻产生的瞬时感应电动势才相等．例3 如图3所示，“∠”形金属框架水平放置在与框架平面垂直、有理想边界的匀强磁场中，磁场方向如图所示，磁感强度为Ｂ．一金属棒始终与框架接触良好，并与框架一边垂直．当ｔ＝0时，金属棒从点Ｏ开始沿框架以速度ｖ匀速向右运动．试求ｔ时刻回路中的感应电动势．图3对于此题，学生常有两种解法：解法一由公式＝ΔΦ／Δｔ，得＝（Ｂ·ΔＳ）／Δｔ＝（Ｂ·（1／2）ｖｔ·ｖｔ·ｔｇθ）／ｔ＝（1／2）ｖ2Ｂｔ·ｔｇθ．解法二由公式＝Ｂｌｖ，得＝Ｂ（ｖｔ·ｔｇθ）ｖ＝ｖ2Ｂｔ·ｔｇθ．上述两种解法的结果显然不同，根据本题的题意可知，本题要求的是瞬时感应电动势，而且，随着时间ｔ的变化，金属棒的有效切割长度ｌ＝ｖｔ·ｔｇθ是变量，因此，只能用＝Ｂｌｖ来求解，故解法一是错误的．通过分析两公式的适用条件，指出两者的区别与联系，使学生掌握了什么情况下两公式可以任意选用，什么情况下又只能有针对性地选用，加深了学生对电磁感应定律的理解．教材从产生电磁感应现象的条件，到感应电流方向的判断和法拉第电磁感应定律的得出，都是建立在大量的实验基础之上的，要让学生理解和掌握本章的内容，就必须让学生从实验出发，通过演示、学生实验和多媒体辅助等手段，让学生充分感知与学习有关的材料，并从观察中通过分析、归纳、总结出具有普遍意义结论。
与电磁感应相关的两易混淆问题研究
物 理通报
物 理 问 题 讨 论
与 电磁 感 应 相 关 的 明
（ 北 京 师 范 大 学 附属 中学 北 京 １ ０ ０ ０ ５ ２ ）
（ 收稿 日期 ： ２ ０ １ ６ —０ ９ —１ ９ ）
摘
要： 电 磁感 应 现 象 是 一 种 重 要 的 物 理 现 象 ， 法 拉 第 电磁 感 应 定律 是用 来 解 决 电磁 感 应 现 象 的重 要 规 律 ． 在
Ｒ 一 （ ） Ｒ
在 输入 电压值 不 变 的条 件下 ， 只改变频 率 ， 输 入 电流 保 持不 变 ， 进 而输 出 电流 不 变．
对 变压 器 问题 能 不能 像 处 理 问题 ２一样 ， 通 过 法拉 第 电磁感 应定 律去 算一算 感应 电动 势 ？答 案是 肯定 的 ， 通过 这个 计算 可 以帮 助 我们 找 到 问题 的 本 质． 对变 压器 的感应 电动势 的计算 ， 可 以考虑 空载 和 负载 两种 情况 ， 而且 这 两 种 情 况 的感 应 电动 势是 一 样的， 因为都 等于 电源 的 电压 ． 两种 情况 下原线 圈 中
Ｉ Ｚ ２
／
、 、
一
／ ｉ 、 、 、 ， ， ／
Ａ
０
、 、 、
Ｂ
ｌ
Ｚ ２
０
］
Ｌ
Ｃ
１ ］
ｌ
１ ｉ ｌ ｌ Ｉ ｉ Ｉ Ｌ
－ 一
—
传感 器连 接 ， 并可 通 过 计算 机 处 理 数 据 后绘 制 出小 线 圈 Ⅱ 中感 应 电流 ｉ 随时 间 ｔ 变化 的 图像 ．
问题 ２ （ ２ ０ １ ２年 ５月北 京 市 海 淀 区二模 试 题 ） ：
电磁感应中易错问题例析
电磁感应中易错问题例析作者：***来源：《中学教学参考·理科版》2020年第07期[摘要]电磁感应是高中物理中的重要内容之一，学生在学习过程中容易出错。
文章通过对两个常见案例的分析，寻找错误的根源，并给出在实际教与学的过程中避免错误的方法。
[关键词]电磁学;易错;电磁感应[中图分类号] G633.7 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（2020）20-0053-02在电磁感应教学中，会遇到一些模棱两可、似是而非的基本问题，对这样的问题，学生容易判断错误，主要原因是对电磁场理论没有真正理解，对问题的实质理解不透，对问题的细节分析不到位。
在教学过程中，教师需要引导学生细致分析，方能避免差错。
一、典型错误1. 匀强磁场中的导体摆[例1]圆面在纸面内的圆形导体环用一根轻质绝缘细杆悬挂在O点，O点位于垂直纸面的水平转动轴上，导体环可以在竖直平面内来回摆动，空气阻力和摩擦力均可不计。
在图1所示的正方形区域里，有匀强磁场，磁场方向垂直于圆环的振动面且指向纸内。
将环拉到图中实线所示位置由静止释放，关于此后摆的运动，下列说法中正确的有（）。
A.此摆振动的开始阶段机械能不守恒B.导体环进入磁场和离开磁场时，环中电流的方向肯定相反C.导体环通过最低点时，环中感应电流最大D.最后此摆在匀强磁场中振动时，机械能守恒本题给出的参考答案是ABD。
解析：对A选项，由于环在进出磁场过程中会产生感应电流，部分机械能转化为电能，故机械能不守恒;对B选项，可以用右手定则判断，题中两种情况下感应电流方向一定相反;对C选项，环在磁场中运动，有感应电动势却无感应电流，更谈不上电流最大;对D选项，金属环全部进入磁场后，磁通量不变，无感应电流，机械能不再转化为电能，因而机械能守恒。
错误：错选D。
2.导体框内部分区域有变化的磁场时的电动势[例2]如图2所示，有理想边界MN的垂直纸面向内的匀强磁场，磁感应强度为B。
用均匀金属电阻丝焊成的长为宽两倍的导体框abcd，将其置于纸面内，它的一半处于磁场中，框的边bc和ad与磁场边界MN垂直，ef分别是bc和ad的中点。
电磁感应中的佯谬及回路法则
电磁感应中的佯谬及回路法则
电磁感应是一种十分有用的物理现象，它可以帮助我们从电流或者磁场中收集能量以及信息，所以它是工业，家用和技术应用中的重要元素。
但是，电磁感应也有一些不幸的谬论，对于电磁感应原理的理解有许多误导和混淆，需要人们去更加深入地探索它才能更好地利用它。
首先，是关于电磁感应的佯谬。
一般情况下，电磁感应被认为是由一个固定的源产生的，即电流或者磁场，而且，通过接近源点就可以获得较大的感应电流或者磁场。
然而，实际上，电磁感应是由源产生的某种电磁场，而这种场是不断变化的，只有当它的方向和大小刚好满足相应的回路条件时，才能够激励感应回路产生感应电流或磁场。
因此，当接近源点时，不一定就能够获得较大的感应电流或者磁场，而是要看当前的源磁场的方向和大小以及感应回路的结构情况。
此外，电磁感应中的回路法则也有一定的模糊性。
也就是说，不同的回路结构可以产生不同的电磁感应电流或者磁场，而且，这种电流或者磁场的大小也可能不同。
在这里，回路法则指的是当某一回路产生感应电流时，它由不同的回路结构共同控制，而且，这些回路结构对感应电流和磁场的影响也不同。
因此，我们需要弄清楚某一回路的结构，以及那些回路所产生的各种电磁感应效果，然后再考虑如何才能更好地利用它们来获得所需要的信息和能量。
要实现这一点，我们必须深入研究电磁感应的佯谬和回路法则，以便更加精准地把握它们的原理。
总之，电磁感应是一个十分重要的物理现象，它在工业、技术和家用应用中扮演着重要的角色，但是，它也有一些谬论和回路法则，它们影响着电磁感应的发挥，因此，我们需要更深入的研究去了解它们，以便更好地利用它们。
电磁感应中的佯谬及回路法则
电磁感应中的佯谬及回路法则电磁感应是物体与磁场相互作用的重要方式，是一种庞杂的现象，产生了复杂的现象和行为。
在其中，许多显而易见的现象与定量物理学描述规律之间存在着谬误，并且这些谬误仍然存在着，学者们可以从中学习到令人惊奇的事实。
本文将重点介绍电磁感应中的谬论及相关的回路法则，从一定的角度来讨论电磁感应对物理知识的贡献，力争使读者对电磁感应有更深入、更完整的理解。
首先，本文将介绍电磁感应中的佯谬。
电磁感应中存在着一些谬误，比如“电力线自身不会发射出电磁波”，在这种谬误下，人们相信电力线只能接收并转换电磁波，但不能发射。
不仅如此，更重要的是，实际上，电力线只有在有外部磁场作用时，才有可能发射电磁波。
此外，本文也将介绍电磁感应中的回路法则。
电磁感应中的回路法则是一种自然现象，其中一种回路法则被称为“电磁感应的反立体定律”。
这条定律规定：“电磁感应的值沿着任意闭合曲线的结果，对于给定的磁场，都是相等的”。
这条定律规定了电磁感应在任何形状的回路内都会保持相同。
此外，还有一条回路法则叫做“共线定律”，它规定，在相同的磁场中，“磁感应值一定是沿着线磁感应值的方向垂直方向沿着共线回路的和”。
最后，本文还将介绍电磁感应对物理知识的贡献。
通过实验，人们发现电磁感应的行为可以用传统物理学的观点来解释，这也使传统的物理学模型得到了升华。
另外，电磁感应也为物理学提供了新的发现和角度，它为研究物质性质和物质结构提供了更多的可能性，为进一步完善物理学提供了新的机会。
综上所述，通过本文的讨论，人们可以更好地理解电磁感应的谬误及回路法则，同时也能够意识到电磁感应对物理学的贡献，进而更加深入地理解电磁感应及其内在的规律。
电磁感应》教学中几个问题的探讨
电磁感应》教学中几个问题的探讨《电磁感应》知识跟其他部分知识牵连的比较多，因此，学生对有些问题容易混淆不清。
从知识的内在联系和学生认识规律出发，解决好以下几个问题，可以使学生对这部分知识达到本质的认识，掌握其规律。
1．将直观图转换成俯视图、主视图，克服乱套公式的弊病学生在应用ε=BLvsinθ公式分析解决问题时，往往乱套公式。
如果将直观图转换成俯视图、主视图，就可以清楚地揭示各个物理量之间的方向关系，提高分折、计算问题的准确度。
图1(a)、(b)是一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的直观图。
计算：线圈平面分别从跟磁感线平行、垂直位置开始转过θ角时的电动势、电磁力矩。
图12．感应电动势不是与磁通量成正比，而是与磁通量变化率成正比计算：图1(a)、(b) 所示的矩形线圈匀速转至线圈平面跟磁感线平行、垂直位置时的电动势。
平行时：ε=2BLvsin90°。
垂直时：ε=2BLvsin0°=0有的学生应用法拉第电磁感应定律求解；认为：平行时φ=0，则ε=0。
垂直时φ最大，则ε最大。
这种求解错在什么地方？原来，从图2来看，磁通量E是按余弦规律变化的，即φ=BScosωt从图线可以看出，在相等的时间内，在φ最大时，△φ最小，E最小。
当φ=0时，△φ最大，E最大。
3．电动势的平均值和即时值的区别和联系当△t→0时，极限值是即时值。
ε=BLvsinθ式中，若vsinθ取速度分量的平均值，则ε是平均值。
vsinθ取即时值，则ε是即时值。
计算：图1所示的线圈从线圈平面跟磁感线平行位置转过θ角过程中感应电动势的平均值。
有的学生这样计算：错在什么地方？从算式可以看出，该生认为电动势是按计算：如图3所示，一段金属导体在匀强磁场中以ω角速度绕O点为轴转动，求导体中电动势。
导体上任一小段导体的速度v＝ωr，是按线性规律变化的，4．感应电动势的方向不是电势降低的方向图4中所示的AB，是在裸金属框架上的可滑动金属导体。
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物理通报
物理问题讨论
与电磁感应相关的两易混淆问题研究
张红明
( 北京师范大学附属中学 北京 ( ) 收稿日期 : 2 0 1 6 0 9 1 9 ) 1 0 0 0 5 2
摘
运用法拉第电磁感应规律时 , 有时会产生一些令人困惑的问题 . 结合自己多年教学 的 实 际 , 以及和其他物理教师的 透过现象看本质 , 从物理本质上对这两个问题作了很好的解释 . 通过本文的研究 , 相信对同学们的学习和教师们的 探讨会有很好的帮助 . 关键词 : 电磁感应 变压器 问题
I 0 ≪
㊃
N2㊃ I 2 N1
中变压器的前提是输入电压值保持不变只改变电压 变化的频率 , 根据以上计算可知 , 此时变压器原线圈 的空载电流或励磁电 流 其 实 已 经 改 变 . 在变压器负 载时 , 原线圈中的电 流 在 空 载 电 流 的 基 础 上 又 多 出 了一个反射电流 , 即
㊃
故
1 2 梁灿彬 , 秦 光 戎, 梁 竹 健. 普通物理教程㊃电磁学( 第三 版) 北京 : 高等教育出版社 , . 2 0 1 2. 3 5 9~3 6 4 1 9 8 5. 7 4 1~7 5 1 赵凯华 , 陈煕谋 . 电磁学 ( 下册) 北 京: 高 等 教 育 出 版 社, .
N2㊃ I 2 N1
造成的 . 一个是输入电压值保持不变 , 一个是输入电
φ=
其复有效值为
N1 i i 1 + N2 2 Rm
㊃ ㊃
输入电压不变 , 所以主磁通应保持不变 , 所以有
无论是 空 载 还 是 负 载 , 由于感应电动势总等于
N1 I I 1 + N2 2 φ= Rm
㊃
I I 1= 01 1 2
㊃
㊃
由于空载电流很小 , 通常情况下
图2 i 1 随t 的变化规律
某学生设 计 了 一 个 验 证 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 的 实 验, 实验装置如图 1 所 示 . 在大线圈 Ⅰ 中放置一个 小线圈 Ⅱ , 大线圈 Ⅰ 与多功能 电 源 连 接 . 多功能电 所示的规律变化 , 电流i 1 将在大线圈 Ⅰ 的内部产生 的 关系为B = 其中k 为常数 ) 小线圈 Ⅱ 与电流 k i . 1( 传感器连接 , 并可通 过 计 算 机 处 理 数 据 后 绘 制 出 小 线圈 Ⅱ 中感应电流i 2 随时间t 变化的图像 . 若仅将多功能电源输出电流变化的频率适当增
要: 电磁感应现象是一种重要的物理现象 , 法拉第电磁感应定律是用来解 决 电 磁 感 应 现 象 的 重 要 规 律 . 在
交流 , 对电磁感应现象中的关于只改变频率的两个具体问题作了一定的分析与探 讨 , 深入分析了问题产生的原因,
1
问题的提出 电磁感 应 现 象 是 一 种 重 要 的 物 理 现 象 , 法拉第
t α + jω -U me =-u 1
( )
U2 = ε 2
2 0 1 7 年第 5 期
物理通报
物理问题讨论
两例看力学中两个定ຫໍສະໝຸດ 的使用问题许文龙( 浙江省瑞安中学 浙江 温州 ( ) 收稿日期 : 2 0 1 6 1 1 1 1 ) 3 2 5 2 0 0
摘
对此类问题中使用动量定理和动能定理的认识 . 关键词 : 动量定理 动能定理 变质量
根据法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 , 均匀变化的磁场产
或者通过等效负载 I 2 不变 .
掉负号 . 在 负 载 为 纯 电 阻 的 情 况 下, 显然输出电流
2 æN1 ö ÷ R ᶄ= ç R èN2 ø
其中负 号 为 相 位 关 系 , 在分析电压比时经常去
U1 N1 =U2 N2
进而输出电流I I 1 保持不变 , 2 不变 .
压器通常输入的是正 弦 交 流 电 , 问题2中给出的线 性变化的电流 . 问题 1 中感应电动势涉及到互感 , 问 题 2 中不涉及互感问 题 . 试设想将变压器中的正弦 交流电换成线性变化 的 交 流 电 , 根据变压器的工作 原理知 , 变压器的变压比还应当是成立的 . 对于这一 点, 可能有不少人不同意 . 有人会说变压器的工作原 理是互感 , 输入正弦交流电才有互感 . 这种说法很显 然站不住脚 , 因为变 压 器 在 空 载 的 时 候 同 样 没 有 互 只要通过原副线圈的 磁 通 量 的 变 化 情 况 相 同 , 变压 比就应该是成立 . 再说根据傅立叶变化 , 任何一个周 根据叠加性原理 , 变压器的电压比自然对各种形式 的交流电都应该是成立的 . 基于以上分析 , 可以排除 输入信号类型不同这一影响 . 2 问题的深入研究 仔细分析问题一 , 仅改变输入电压的频率 , 言外 感, 变压比不还是成立吗 ? 根据变压器的工作原理 ,
证明如下 :
N2㊃ I I I 1= 02 N1
㊃
由磁路定律知空载时的主磁通 φ = 磁动势 / 磁阻 =
㊃ N i I 0 0 , , 或φ =N 负 载 时, 磁 动 势 是 原㊁ 副线圈中电 Rm Rm ㊃
空载时 , 原 线 圈 电 流 为i 副 线 圈 中 电 流 为 零. 0,
流贡献的代数和 . 负载时的主磁通
N2㊃ I 2 N1
分析 : 由于线圈 Ⅰ 中的磁场与其中的电流成正
2 0 1 7 年第 5 期 的磁通量随时间变化图像 .
物理通报
物理问题讨论
, 生恒定的感应电动势 ( 感应电流 ) 且 由 于i 1 的频率 变大 , 将使得线圈 Ⅱ 中感应电流的数值变大而周期 减小 . 故 D 为正确选项 . 当然本题中线圈 Ⅱ 中应当 连接了一个不变的纯 电 阻 负 载 , 否则电路中只有电 动势和电流传感器连 接 , 而电流传感器可视为电阻 为零的元件 . 或者是将题意改成线圈 Ⅱ 和电压传感 器相连 , 判断电压信号如何变 . 通过对 上 面 两 个 问 题 的 具 体 分 析 , 令人困惑的
所以总有
Δ φ ε 2 =-N2 Δ t
Δ φ ε 1 =-N1 Δ t
通过公式清楚地发现 频 率 虽 然 改 变 , 但感应电动势 大小不变总等于输入电压 . 通过这个计算还发现 , 输 入频率改变 , 原线圈 中 的 励 磁 电 流 大 小 其 实 发 生 了 1 1 1 改变 , 但电流的变化率却保持不变 , 保证了感应电动
( 图3中分别以实线和虚线表示调整前 ㊁ 后的i 2 t图 ( 像) )
电磁感应 定 律 是 用 来 解 决 电 磁 感 应 现 象 的 重 要 规 律. 在运用法拉第电磁感应规律时 , 有时会产生一些 令人困惑的问题 . 问题 1: 有关理想变压器的 问 题 , 在负载为纯电
阻的工作状态下 , 如果仅改变理想变压器输入电压 的频率 , 问输出端的电压 ㊁ 电流的值如何变化 ? 分析 : 由于只改变输入电压的频率 , 输入电压的
在教学中 指 导 学 生 运 用 这 两 个 定 理 求 解 连 续 体 变质量力学问题时 , 发现学生不能正确选择这两个 定 理, 并对运用两这个定理求解同一问题所 得 到 的
췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍 至此 , 这两个问题的本质差异已经找到 . 问题一
势的计算问题 , 设原 线 圈 中 的 输 入 电 压 复 有 效 值 为
㊃
U1 = ω L I 0 j
设
㊃ Um j α U1 = e 2 ㊃
㊃
则
㊃
期性的函数总可以 分 解 为 若 干 个 正 弦 函 数 的 叠 加 .
所以输入电流的复瞬时值为
π U1 U m j(α-2 ) I e = 0= ω L j 2 ω L
在输入电压值不变的条件下 , 只改变频率 , 输入电流 对变压器 问 题 能 不 能 像 处 理 问 题 2 一 样 , 通过
地方出现了 , 同样是改变原线圈的频率 , 为什么对副 线圈的输出产生的影响不一样 ? 是这两 个 问 题 的 装 置 不 同 造 成 的 吗 ? 仔 细 分
法拉第电磁感应定律去算一算感应电动势 ? 答案是 肯定的 , 通过这个计 算 可 以 帮 助 我 们 找 到 问 题 的 本 负载两种情况 , 而且 这 两 种 情 况 的 感 应 电 动 势 是 一 的电流是不一样的 , 空载时叫励磁电流 , 即为 I 负 0. 载时输入电流为I 但 由 于 有I 导致 1, 2 的 互 感 磁 通, 原线圈在空载和负载 时 的 感 应 电 动 势 是 一 样 的 . 为 了便于计算 , 我们就 考 虑 空 载 时 原 线 圈 中 感 应 电 动 把原线圈视 为 纯 电 感 , 原线圈中电流复有效值 U1 , 记为I 由欧姆定律有 0,
的感应电动势就是自感电动势 , 有
根据法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 , 变压器中原线圈中
π U m j(ω α -2 ) i e t+ 0= ω L
之意 , 输入电压的值保持不变 . 因为
e L 1 =-
π d i U m j(ω 0 α -2 ) ω L e t+ == j d t ω L
U1 =ε 1
I 1 =-
㊃
这时我们可以说 , 在仅改变输入频率的情况下原 ㊁ 副 线圈中的电流值是保持不变的 . 问题二中涉及到输入电流值保持不变而仅改变 电流变化的频率 , 根据法拉第电磁感应定律 , 必然会 造成感应电动势和感应电流大小发生变化 . 3 结论 这两个问题涉及到的电磁感应的本质是一样 的, 造成问题的差异 是 由 于 题 目 中 的 前 提 条 件 不 同 流值保持不变 , 但这一点往往容易被忽视 . 变压器在 理想情况下 , 从闭合 电 路 欧 姆 定 律 来 看 感 应 电 动 势 总等于输入电压 , 同时感应电动势是由线圈中电流 磁场的变化产生的 , 可以通过法拉第电磁感应定律 直接计算来证明感应电动势总等于输入电压 . 参 考 文 献