高中物理电磁感应部分学生易错点有哪些
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。
高考物理电磁感应现象易错题知识归纳总结含答案
高考物理电磁感应现象易错题知识归纳总结含答案一、高中物理解题方法:电磁感应现象的两类情况1.某科研机构在研究磁悬浮列车的原理时,把它的驱动系统简化为如下模型;固定在列车下端的线圈可视为一个单匝矩形纯电阻金属框,如图甲所示,MN 边长为L ,平行于y 轴,MP 边宽度为b ,边平行于x 轴,金属框位于xoy 平面内,其电阻为1R ;列车轨道沿Ox 方向,轨道区域内固定有匝数为n 、电阻为2R 的“”字型(如图乙)通电后使其产生图甲所示的磁场,磁感应强度大小均为B ,相邻区域磁场方向相反(使金属框的MN 和PQ 两边总处于方向相反的磁场中).已知列车在以速度v 运动时所受的空气阻力f F 满足2f F kv =(k 为已知常数).驱动列车时,使固定的“”字型线圈依次通电,等效于金属框所在区域的磁场匀速向x 轴正方向移动,这样就能驱动列车前进.(1)当磁场以速度0v 沿x 轴正方向匀速移动,列车同方向运动的速度为v (0v <)时,金属框MNQP 产生的磁感应电流多大?(提示:当线框与磁场存在相对速度v 相时,动生电动势E BLv =相)(2)求列车能达到的最大速度m v ;(3)列车以最大速度运行一段时间后,断开接在“” 字型线圈上的电源,使线圈与连有整流器(其作用是确保电流总能从整流器同一端流出,从而不断地给电容器充电)的电容器相接,并接通列车上的电磁铁电源,使电磁铁产生面积为L b ⨯、磁感应强度为B '、方向竖直向下的匀强磁场,使列车制动,求列车通过任意一个“”字型线圈时,电容器中贮存的电量Q .【答案】(1) 012() BL v v R -222210122BL B L kR v B L +-24nB Lb R ' 【解析】 【详解】解:(1)金属框相对于磁场的速度为:0v v - 每边产生的电动势:0()E BL v v =-由欧姆定律得:12E I R = 解得:01(2 )BL v v I R -=(2)当加速度为零时,列车的速度最大,此时列车的两条长边各自受到的安培力:B F BIL =由平衡条件得:20B f F F -= ,已知:2f F kv =解得:222210122m BL B L kR v B L v kR +-=(3)电磁铁通过字型线圈左边界时,电路情况如图1所示:感应电动势:n E tφ∆=∆,而B Lb φ∆=' 电流:12E I R =电荷量:11Q I t =∆ 解得:12nB LbQ R '= 电磁铁通过字型线圈中间时,电路情况如图2所示:B Lb φ∆=',2222E nI R tφ∆==∆ 22Q I t =∆解得:222nB LbQ R '= 电磁铁通过字型线圈右边界时,电路情况如图3所示:n E tφ∆=∆, B Lb φ∆=',32E I R =33Q I t =∆解得:32nB LbQ R '=, 总的电荷量:123Q Q Q Q =++ 解得:24nB LbQ R '=2.如图()a ,平行长直导轨MN 、PQ 水平放置,两导轨间距0.5L m =,导轨左端MP 间接有一阻值为0.2R =Ω的定值电阻,导体棒ab 质量0.1m kg =,与导轨间的动摩擦因数0.1μ=,导体棒垂直于导轨放在距离左端 1.0d m =处,导轨和导体棒电阻均忽略不计.整个装置处在范围足够大的匀强磁场中,0t =时刻,磁场方向竖直向下,此后,磁感应强度B 随时间t 的变化如图()b 所示,不计感应电流磁场的影响.当3t s =时,突然使ab 棒获得向右的速度08/v m s =,同时在棒上施加一方向水平、大小可变化的外力F ,保持ab 棒具有大小为恒为24/a m s =、方向向左的加速度,取210/g m s =.()1求0t =时棒所受到的安培力0F ;()2分析前3s 时间内导体棒的运动情况并求前3s 内棒所受的摩擦力f 随时间t 变化的关系式;()3从0t =时刻开始,当通过电阻R 的电量 2.25q C =时,ab 棒正在向右运动,此时撤去外力F ,此后ab 棒又运动了2 6.05s m =后静止.求撤去外力F 后电阻R 上产生的热量Q .【答案】(1)00.025F N =,方向水平向右(2) ()0.01252?f t N =-(3) 0.195J 【解析】 【详解】 解:()1由图b 知:0.20.1T /s 2B t == 0t =时棒的速度为零,故回路中只有感生感应势为: 0.05V BE Ld t tΦ=== 感应电流为:0.25A EI R== 可得0t =时棒所受到的安培力:000.025N F B IL ==,方向水平向右;()2ab 棒与轨道间的最大摩擦力为:00.10.025N m f mg N F μ==>=故前3s 内导体棒静止不动,由平衡条件得: f BIL = 由图知在03s -内,磁感应强度为:00.20.1B B kt t =-=- 联立解得: ()0.01252(3s)f t N t =-<;()3前3s 内通过电阻R 的电量为:10.253C 0.75C q I t =⨯=⨯=设3s 后到撤去外力F 时又运动了1s ,则有:11BLs q q I t R RΦ-=== 解得:16m s =此时ab 棒的速度设为1v ,则有:221012v v as -= 解得:14m /s v =此后到停止,由能量守恒定律得: 可得:21210.195J 2Q mv mgs μ=-=3.如图甲所示,在一对平行光滑的金属导轨的上端连接一阻值为R =4Ω的定值电阻,两导轨在同一平面内。
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。
(10)电磁感应——高考物理一轮复习 易混易错
(10)电磁感应——2025高考物理一轮复习易混易错专项复习一、易错点分析1. 公式E n t∆Φ=∆的理解及应用误区警示 (1)研究对象为整个回路而非某段导体,整个回路的电动势为零,某段导体对应的感应电动势不一定为零。
(2)所求的感应电动势为Δt 时间内的平均值,若Δt →0,则得到瞬时值。
(3)感应电动势E 的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率t ∆Φ∆,而与Φ的大小,ΔΦ的大小没有必然的关系,与电路的电阻R 无关。
(4)磁通量的变化率t∆Φ∆,是Φ-t 图像上某点切线的斜率。
2. 电动势求解误区警示(1)若磁场本身在变化的同时,电路中还有一部分导体做切割磁感线运动,则上述两种情况都同时存在,应分别对感生电动势和动生电动势进行分析。
(2)哪段导体做切割磁感线运动产生动生电动势则哪段导体相当于电源,其余部分相当于用电器。
二、易错训练1.如图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图,铁芯上有两个线圈A 和B ,线圈A 跟电源连接,线圈B 的两端接在一起,构成一个闭合回路。
下列说法正确的是( )A.闭合开关S 时,线圈B 中产生图示方向的感应电流B.断开开关S 的瞬间,线圈B 中产生图示方向的感应电流C.断开开关S 时,主要是线圈A 具有延时作用D.断开开关S 的瞬间,弹簧K 立即将衔铁D 拉起2.如图甲所示,一轻质弹簧上端固定,下端悬挂一个体积很小的磁铁,在小磁铁正下方桌面上放置一个闭合铜制线圈。
将小磁铁从初始静止的位置向下拉到某一位置后放开,小磁铁将做阻尼振动,位移x随时间t变化的示意图如图乙所示(初始静止位置为原点,向上为正方向,经0t时间,可认为振幅A衰减到0)。
不计空气阻力,下列说法正确的是( )x>的那些时刻线圈对桌面的压力小于线圈的重力A.0x=的那些时刻线圈中没有感应电流B.0C.更换电阻率更大的线圈,振幅A会更快地衰减到零D.增加线圈的匝数,0t会减小,线圈产生的内能不变3.如图所示,在直角坐标系xOy的第一象限中有一等腰直角三角形OAC区域,其内部存在垂直纸面向里的匀强磁场,它的OC边在x轴上且长为L。
新高考物理考试易错题易错点24电磁感应中的电路和图像问题附答案
易错点24 电磁感应中的电路和图像问题易错总结以及解题方法一、电磁感应中的电路问题处理电磁感应中的电路问题的一般方法1.明确哪部分电路或导体产生感应电动势,该部分电路或导体就相当于电源,其他部分是外电路.2.画等效电路图,分清内、外电路.3.用法拉第电磁感应定律E =n ΔΦΔt 或E =Blv sin θ确定感应电动势的大小,用楞次定律或右手定则确定感应电流的方向.注意在等效电源内部,电流方向从负极流向正极. 4.运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率等公式联立求解. 二、电磁感应中的电荷量问题闭合回路中磁通量发生变化时,电荷发生定向移动而形成感应电流,在Δt 内通过某一截面的电荷量(感应电荷量)q =I ·Δt =E R 总·Δt =n ΔΦΔt ·1R 总·Δt =n ΔΦR 总.(1)由上式可知,线圈匝数一定时,通过某一截面的感应电荷量仅由回路电阻和磁通量的变化量决定,与时间无关.(2)求解电路中通过的电荷量时,I 、E 均为平均值. 三、电磁感应中的图像问题 1.问题类型(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像. (2)由给定的图像分析电磁感应过程,求解相应的物理量. 2.图像类型(1)各物理量随时间t 变化的图像,即B -t 图像、Φ-t 图像、E -t 图像和I -t 图像. (2)导体做切割磁感线运动时,还涉及感应电动势E 和感应电流I 随导体位移变化的图像,即E -x 图像和I -x 图像.3.解决此类问题需要熟练掌握的规律:安培定则、左手定则、楞次定律、右手定则、法拉第电磁感应定律、欧姆定律等.判断物理量增大、减小、正负等,必要时写出函数关系式,进行分析.【易错跟踪训练】易错类型1:挖掘隐含条件、临界条件不够1.(2021·湖北孝感高中高三月考)如图所示,在天花板下用细线悬挂一个闭合金属圆环,圆环处于静止状态。
上半圆环处在垂直于环面的水平匀强磁场中,规定垂直于纸面向外的方向为磁场的正方向,磁感应强度B 随时间t 变化的关系如图乙所示。
物理选修三错题总结归纳
物理选修三错题总结归纳在物理选修三的学习过程中,我们经常会遇到许多难题和错题。
这些错题不仅指引着我们前进的方向,更是我们学习物理的一个重要组成部分。
在这篇文章中,我们将总结和归纳物理选修三中的常见错题,以帮助大家更好地理解和掌握物理知识。
一、电磁感应和电磁波1. 错题:在电磁感应中,为什么磁场的变化可以引起感应电流?答案:磁场的变化可以产生变化的磁通量,根据法拉第电磁感应定律,变化的磁通量会激发感应电动势,进而产生感应电流。
2. 错题:为什么电磁波可以传播?答案:电磁波是由电场和磁场相互作用而产生的。
电场和磁场的变化可以相互激发对方,形成连续的振荡和传播,所以电磁波可以在真空中传播。
二、原子物理1. 错题:什么是能级跃迁?答案:能级跃迁指的是原子内部电子跃迁到不同能级的过程。
当电子从一个能级跃迁到另一个能级时,会吸收或发射与能级差值相对应的能量的光子。
2. 错题:什么是波粒二象性?答案:波粒二象性是指微观粒子既具有粒子性又具有波动性的特性。
根据量子力学原理,微观粒子的运动既可以用粒子的概念描述,也可以用波动方程描述。
三、核物理1. 错题:什么是核反应?答案:核反应是指原子核之间发生的变化和转化过程。
核反应可以分为裂变和聚变两种类型,裂变是指重核分裂为两个中等大小的核片段,而聚变是指两个轻核融合为一个较重的核。
2. 错题:什么是放射性衰变?答案:放射性衰变是指放射性核素自发地改变自身核结构的过程。
放射性核素在衰变过程中会放出射线,包括α粒子、β粒子和γ射线。
四、电路1. 错题:什么是电阻?答案:电阻是指材料对电流通过的阻力。
电阻的大小决定了电流通过的难易程度,单位为欧姆(Ω)。
2. 错题:并联电路中,电流的分布是怎样的?答案:在并联电路中,电流的分布是分流的。
根据基尔霍夫定律,总电流等于分支电流之和,所以在并联电路中,电流会按照电阻的大小分配到各个分支上。
通过对物理选修三中的常见错题的总结和归纳,我们可以更全面地理解和掌握这门学科,进一步提升我们的学习成绩。
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:$I =\dfrac{U}{R}$。
2022届高中物理电磁感应易错知识点总结
(每日一练)2022届高中物理电磁感应易错知识点总结单选题1、如图所示,光滑导电圆环轨道竖直固定在匀强磁场中,磁场方向与轨道所在平面垂直,导体棒ab的两端可始终不离开轨道无摩擦地滑动,在ab由图示位置释放,直到滑到右侧虚线位置的过程中,关于ab棒中的感应电流情况,正确的是()A.先有从a到b的电流,后有从b到a的电流B.先有从b到a的电流,后有从a到b的电流C.始终有从b到a的电流D.始终没有电流产生答案:D解析:以ab棒与大圆弧或小圆弧组成的回路为研究对象,当ab由图示位置释放,直到滑到右侧虚线位置的过程中,穿过这两个回路的磁通量始终不变,故始终没有感应电流产生.故ABC错误,D正确.2、如图,两条间距为L的平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内,其左端接一阻值为R的电阻;一金属棒垂直放置在两导轨上;在MN左侧面积为S的圆形区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场,磁感应强度大小B 随时间t的变化关系为B=kt,式中k为常量,且k>0;在MN右侧区域存在一与导轨垂直、磁感应强度大小为B0、方向垂直纸面向里的匀强磁场。
t=0时刻,金属棒从MN处开始,在水平拉力F作用下以速度v0向右匀速运动。
金属棒与导轨的电阻及摩擦均可忽略。
则()A.在t时刻穿过回路的总磁通量为B0Lv0tB.电阻R上的电流随时间均匀增大C.在时间Δt内流过电阻的电荷量为kS+B0Lv0RΔtD.金属棒所受的水平拉力F随时间均匀增大答案:C解析:A.根据题图可知,MN左边的磁场方向与右边的磁场方向相同,则穿过回路的总磁通量即为两边磁通量之和,在t(t>0)时刻穿过回路的总磁通量为Φ=Φ1+Φ2=ktS+B0Lv0t故A错误;B.根据法拉第电磁感应定律得,回路中产生总的感应电动势为E=E1+E2=ΔBΔtS+B0Lv0=kS+B0Lv0由闭合电路欧姆定律有I=ER=kS+B0Lv0R则电阻R上的电流为恒定电流,故B错误;C.在时间Δt内流过电阻的电荷量为q=IΔt=kS+B0Lv0RΔt故C正确;D.金属棒受到的安培力大小为F A=B0IL保持不变,金属棒匀速运动,水平拉力大小等于安培力大小,所以水平拉力F保持不变,故D错误。
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。
高二物理学科常见问题汇总电磁学考试易错点分析
高二物理学科常见问题汇总电磁学考试易错点分析高二物理学科常见问题汇总:电磁学考试易错点分析电磁学是高中物理中的一门重要学科,也是考试中常见的内容。
然而,由于电磁学的知识点众多,很容易出现一些易错点。
本文将对高二物理学科常见问题进行汇总,并对电磁学考试易错点进行分析,希望能帮助同学们更好地备考和应对考试。
一、静电学易错点分析静电学是电磁学的基础,也是考试中的重点内容。
易错点主要包括电场强度的计算、电势差的理解和平衡位置的判断。
1. 电场强度的计算在计算电场强度时,常常会忽略确定的参考点或受力方向,导致计算结果错误。
在解题过程中,不能忽略这些关键因素,要准确地确定参考点,并注意电场叠加法则的运用。
2. 电势差的理解学生常常将电势差视为电势能差,而忽略了与电势差相关的电场力的作用。
在解题过程中,应注意电势差与电势能的区别,理解电势差是指单位正电荷从一点移动到另一点所做的功。
3. 平衡位置的判断电导体在电场力作用下会发生平衡,学生常常忽略电导体表面处电场强度为零的特点,导致平衡位置判断错误。
在解题过程中,应结合电场力的性质,仔细判断各个部位的电场强度大小,准确判断平衡位置。
二、电磁感应易错点分析电磁感应是电磁学的重要内容,易错点主要包括法拉第电磁感应定律的运用、电磁感应中感应电动势的计算和右手定则的应用。
1. 法拉第电磁感应定律的运用法拉第电磁感应定律描述了磁场与导体之间产生感应电动势的关系。
易错点主要在对定律的具体应用上。
在解题过程中,要准确理解磁场和导体的相对运动情况,并注意导体中电荷的运动方式。
2. 电磁感应中感应电动势的计算感应电动势的计算可以通过改变磁场、改变导体面积或改变导体位置等方式。
学生常常忽略这些影响因素,导致感应电动势计算错误。
在解题过程中,应注意分析导体所受到的影响因素,并正确运用计算公式。
3. 右手定则的应用在电磁感应问题中,经常需要使用右手定则来判断电流方向。
学生容易忽略右手定则的运用,产生错误的结果。
高中物理电磁学电磁感应易错知识点总结
(每日一练)高中物理电磁学电磁感应易错知识点总结单选题1、在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n=1000匝,横截面积S=20cm2。
螺线管导线电阻r=1.0Ω,R1=4.0Ω,R2=5.0Ω,C=30μF。
在一段时间内,垂直穿过螺线管的磁场的磁感应强度B的方向如图甲所示,大小按如图乙所示的规律变化,则下列说法中正确的是()A.螺线管中产生的感应电动势为1.2VB.闭合K,电路中的电流稳定后,电容器的下极板带负电C.闭合K,电路中的电流稳定后,电阻R1的电功率为2.56×10-2WD.闭合K,电路中的电流稳定后,断开K,则K断开后,流经R2的电荷量为1.8×10-2C答案:C解析:A.根据法拉第电磁感应定律可得螺线管中产生的感应电动势为E=n ΔΦΔt=nSΔBΔt=0.8V故A错误;B.根据楞次定律可以判断回路中感应电流的方向应为逆时针方向,所以电容器的下极板带正电,故B错误;C.闭合K,电路中的电流稳定后,电阻R1的电功率为P=(ER1+R2+r)2R1=2.56×10−2W故C正确;D.闭合K,电路中的电流稳定后电容器两端的电压为U=R2R1+R2+rE=0.4VK断开后,流经R2的电荷量即为K闭合时电容器一个极板上所带的电荷量,即Q=CU=1.2×10-5C故D错误。
故选C。
2、如图,水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈,右边套有一金属圆环。
圆环初始时静止。
将图中开关S由断开状态拨至连接状态,电路接通的瞬间,可观察到()A.拨至M端或N端,圆环都向左运动B.拨至M端或N端,圆环都向右运动C.拨至M端时圆环向左运动,拨至N端时向右运动D.拨至M端时圆环向右运动,拨至N端时向左运动答案:B解析:无论开关S拨至哪一端,当把电路接通一瞬间,左边线圈中的电流从无到有,电流在线圈轴线上的磁场从无到有,从而引起穿过圆环的磁通量突然增大,根据楞次定律(增反减同),右边圆环中产生了与左边线圈中方向相反的电流,异向电流相互排斥,所以无论哪种情况,圆环均向右运动。
新高考物理考试易错题易错点23法拉第电磁感应定律自感和涡流附答案
易错点23 法拉第电磁感应定律 自感和涡流 易错总结一、法拉第电磁感应定律1.法拉第电磁感应定律(更多免费资源关注公众号拾穗者的杂货铺)(1)内容:闭合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.(2)公式:E =n ΔΦΔt,其中n 为线圈的匝数. 2.磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ及磁通量的变化率ΔΦΔt 的比较: 3.公式E =n ΔΦΔt 的理解 感应电动势的大小E 由磁通量变化的快慢,即磁通量变化率ΔΦΔt决定,与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ无关.4.导线切割磁感线时感应电动势表达式的推导如图所示,闭合电路一部分导线ab 处于匀强磁场中,磁感应强度为B ,ab 的长度为l ,ab 以速度v 匀速垂直切割磁感线.则在Δt 内穿过闭合电路磁通量的变化量为ΔΦ=B ΔS =Blv Δt根据法拉第电磁感应定律得E =ΔΦΔt =Blv . 5.对公式的理解(1)当B 、l 、v 三个量的方向互相垂直时,E =Blv ;当有任意两个量的方向互相平行时,导线将不切割磁感线,E =0.(2)当l 垂直B 且l 垂直v ,而v 与B 成θ角时,导线切割磁感线产生的感应电动势大小为E =Blv sin θ.(3)若导线是弯折的,或l 与v 不垂直时,E =Blv 中的l 应为导线在与v 垂直的方向上的投影长度,即有效切割长度.图甲中的有效切割长度为:L =cd sin θ;图乙中的有效切割长度为:L =MN ;图丙中的有效切割长度为:沿v 1的方向运动时,L =2R ;沿v 2的方向运动时,L =R .6.导体转动切割磁感线产生的电动势如图所示,导体棒在磁场中绕A 点在纸面内以角速度ω匀速转动,磁感应强度为B ,则AC在切割磁感线时产生的感应电动势为E =Bl v =Bl ·ωl 2=12Bl 2ω.二、自感和互感1.当一个线圈中的电流变化时,它产生的磁场就发生变化,变化的磁场在周围空间产生感生电场,在感生电场的作用下,另一个线圈中的自由电荷定向运动,于是产生感应电动势.2.一个线圈中电流变化越快(电流的变化率越大),另一个线圈中产生的感应电动势越大.3.应用与危害(1)应用:变压器、收音机的磁性天线都是利用互感现象制成的.(2)危害:在电力工程和电子电路中,互感现象有时会影响电路的正常工作,这时要设法减小电路间的互感.例如在电路板的刻制时就要设法减小电路间的互感现象.三、涡流1.产生涡流的两种情况(1)块状金属放在变化的磁场中.(2)块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动.2.产生涡流时的能量转化(1)金属块在变化的磁场中,磁场能转化为电能,最终转化为内能.(2)金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动,由于克服安培力做功,金属块的机械能转化为电能,最终转化为内能.3.涡流的应用与防止(1)应用:真空冶炼炉、探雷器、安检门等.(2)防止:为了减小电动机、变压器铁芯上的涡流,常用电阻率较大的硅钢做材料,而且用相互绝缘的硅钢片叠成铁芯来代替整块硅钢铁芯.【易错跟踪训练】易错类型1:对物理概念理解不透彻1.(2021·全国高三专题练习)如图甲所示,圆形线圈处于垂直于线圈平面的匀强磁场中,磁感应强度的变化如图乙所示。
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。
高考物理纠错笔记电磁感应含解析
电磁感应易错点一、对Φ、ΔΦ、ΔΔt Φ的意义理解不清对Φ、ΔΦ、ΔΔt Φ的理解和应用易出现以下错误: (1)不能通过公式正确计算Φ、ΔΦ和ΔΔt Φ的大小,错误地认为它们都与线圈的匝数n 成正比;(2)认为公式中的面积S 就是线圈的面积,而忽视了无效的部分;不能通过Φ–t (或B –t )图象正确求解ΔΔtΦ;(3)认为Φ=0(或B =0)时,ΔΔt Φ一定等于零; (4)不能正确地分析初、末状态穿过线圈的磁通量的方向关系,从而不能正确利用公式ΔΦ=Φ2–Φ1求解ΔΦ.如图所示,一正方形线圈的匝数为n ,边长为a ,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中,在Δt 时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B 均匀地增大到2B ,在此过程中,线圈中产生的感应电动势为A .t Ba Δ22 B .t nBa Δ22 C .t nBa Δ2D .t nBa Δ22【错因分析】有效面积的计算错误,或者用法拉第电磁感应定律求电动势的时候忘记乘以匝数n 而导致错解。
【正确解析】磁感应强度的变化率Δ2ΔΔΔB B B B t t t -==,法拉第电磁感应定律可以写成 ΔΔΔΔB E n n S t t Φ==,其中磁场中的有效面积212S a =,代入得22ΔBa E n t =,选项B 正确.【正确答案】B.1.(多选)如图所示,磁场中S 1处竖直放置一闭合圆形线圈.现将该圆形线圈从图示S 1位置处水平移动到S 2位置处,下列说法正确的是A .穿过线圈的磁通量在减少B .穿过线圈的磁通量在增加C .逆着磁场方向看,线圈中产生的感应电流方向是逆时针D .逆着磁场方向看,线圈中产生的感应电流方向是顺时针2.(2019·广东广州联考)如图所示,闭合线圈abcd 水平放置,其面积为S ,匝数为n ,线圈与匀强磁场B 夹角为θ=45°。
现将线圈以ab 边为轴顺时针转动90°,则线圈在初、末位置磁通量的改变量的大小为A.0B.错误!BS C.2nBS D.无法计算易错点二、“三定则"的比较及其联系比较项目左手定则右手定则安培定则应用磁场对运动电荷、电流作用力方向的判断对导体切割磁感线而产生的感应电流方向的判断电流产生磁场涉及方向的物理量磁场方向、电流(电荷运动)方向、安培力(洛伦兹力)方向磁场方向、导体切割磁感线的运动方向、感应电动势的方向电流方向、磁场方向各物理量方向间的关系图例因果关系电流→运动运动→电流电流→磁场应用实例电动机发电机电磁流量计(多选)如图所示,水平放置的光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,MN的左边有一闭合电路,当PQ在外力的作用下运动时,MN向右运动,则PQ所做的运动可能是A.向右加速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向左减速运动【错因分析】不能正确区分使用“三定则"的使用环境导致本题错解。
人教版2022年高中物理电磁感应易错知识点总结
(每日一练)人教版2022年高中物理电磁感应易错知识点总结单选题1、在沿水平方向的匀强磁场中,有一圆形金属圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动,开始时线圈静止,线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直,所成的锐角为α。
在磁场开始增强后的一个极短时间内,线圈平面()A.维持不动B.将向使α减小的方向转动C.将向使α增大的方向转动D.将转动,因不知磁场方向,不能确定α会增大还是会减小答案:B解析:如图所示,线圈平面与磁场方向所成的锐角为α:由于磁场增强,穿过线圈的磁通量增加,根据楞次定律可知线圈的转动将阻碍这种增加,故线圈平面向使α减小的方向转动。
故选B。
2、如图所示,直导线固定于纸面内,一矩形线框,在纸面内从abcd位置平移到a′b′c′d′位置的过程中,关于线框内产生的感应电流方向,下列叙述正确的是()A.一直逆时针B.顺时针→逆时针C.逆时针→顺时针→逆时针D.顺时针→逆时针→顺时针答案:D解析:由安培定则得,恒定电流的直导线产生的磁场在导线左边的方向为垂直纸面向外,右边的磁场方向垂直纸面向里。
当线圈向导线靠近时,磁场方向是垂直纸面向外,穿过线圈的磁通量变大,根据楞次定律可知,感应电流方向为顺时针方向。
当线圈越过导线时到线圈中心轴与导线重合,磁场方向是垂直纸面向外,穿过线圈的磁通量的变小,则感应电流方向为逆时针方向。
当继续向右运动时,磁场方向是垂直纸面向里,穿过磁通量变大,由楞次定律可知,感应电流方向为逆时针方向。
当远离导线时,磁场方向是垂直纸面向里,穿过线圈的磁通量变小,由楞次定律可知,感应电流方向为顺时针方向。
故选D。
3、如图,一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场;一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直;虚线框对角线ab与导线框的一条边垂直,ba的延长线平分导线框.在t=0时,使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动,直到整个导线框离开磁场区域.以i表示导线框中感应电流的强度,取逆时针方向为正.下列表示i-t关系的图示中,可能正确的是A.B.C.D.答案:C解析:从正方形线框下边开始进入到下边完全进入过程中,线框切割磁感线的有效长度逐渐增大,感应电流也逐渐增大,如图的位置Ⅰ;从正方形线框下边完全进入至下边刚穿出磁场边界,切割磁感线的有效长度不变,感应电流不变,如图的位置Ⅰ→Ⅱ;当正方形线框下边部分离开磁场,上边尚未进入磁场过程中,线框切割磁感线的有效长度逐渐减小,感应电流也逐渐减小,如图的位置Ⅱ→Ⅲ;当正方形线框下边部分继续离开磁场,上边也进入磁场过程中,上下两边线框切割磁感线产生的感应电动势方向相反,感应电流减小得更快,当上下两边在磁场中长度相等,感应电动势为零,如图的位置Ⅲ→Ⅳ;以后的过程与上述过程相反,故正确的选项为C.4、如图所示,两根电阻不计的光滑金属导轨竖直放置,导轨上端接电阻R,宽度相同的水平条形区域I和II内有方向垂直导轨平面向里的匀强磁场B,I和II之间无磁场.一导体棒两端套在导轨上,并与两导轨始终保持良好接触,导体棒从距区域I上边界H处由静止释放,在穿过两段磁场区域的过程中,流过电阻R上的电流及其变化情况相同.下面四个图象能定性描述导体棒速度大小与时间关系的是A.B.C.D.答案:C解析:据题导体棒从距区域Ⅰ上边界H处由静止释放,做自由落体运动,做匀加速运动,由于导体棒在穿过两段磁场区域的过程中,流过电阻R上的电流及其变化情况相同,说明导体棒穿过磁场的过程必定做减速运动,导体棒所受的安培力大于重力,而速度减小,产生的感应电动势减小,感应电流减小,导体棒所受的安培力减小,合力减小,则导体棒的加速度减小,v-t图象的斜率逐渐减小,而且根据两个过程的相似性可知进磁场和出磁场的速度相同,故C正确,ABD错误.故选C5、老师做了一个物理小实验让学生观察:一轻质横杆两侧各固定一金属环,横杆克绕中心点自由转动,老师拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,同学们看到的现象是()A.磁铁插向左环,横杆发生转动B.磁铁插向右环,横杆发生转动C.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都不发生转动D.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都发生转动答案:B解析:左环没有闭合,在磁铁插入过程中,不产生感应电流,故横杆不发生转动.右环闭合,在磁铁插入过程中,产生感应电流,横杆将发生转动,故B正确,ACD错误.多选题6、如图所示,顶角为θ的光滑金属导轨MON固定在水平面内,导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中。
易错点11 电磁感应 —备战2021年高考物理一轮复习易错题
易错点11 电磁感应易错题【01】对电磁感应现象理解不到位一、磁通量1.概念:在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向垂直的面积S与B的乘积叫做穿过这个面积的磁通量。
2.公式:Φ=BS,单位符号是Wb。
[注1]3.适用条件:(1)匀强磁场。
(2)S为垂直于磁场的有效面积。
4.物理意义:相当于穿过某一面积的磁感线的条数。
二、电磁感应现象1.定义:当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应。
2.感应电流的产生条件(1)表述一:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。
(2)表述二:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
3.实质产生感应电动势,如果电路闭合,则有感应电流。
如果电路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流。
三、感应电流方向的判定1.楞次定律(1)内容:感应电流的磁场总要阻碍[注2]引起感应电流的磁通量的变化。
(2)适用范围:一切电磁感应现象。
2.右手定则[注3](1)内容:如图,伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
(2)适用情况:导线切割磁感线产生感应电流。
易错题【02】对法拉第电磁感应定律理解有误一、法拉第电磁感应定律 1.感应电动势(1)概念:在电磁感应现象中产生的电动势。
(2)产生条件:穿过回路的磁通量发生改变,与电路是否闭合无关。
(3)方向判断:感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。
[注1] 2.法拉第电磁感应定律(1)内容:闭合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。
[注2] (2)公式:E =n ΔΦΔt ,其中n 为线圈匝数。
[注3]3.导体切割磁感线的情形 (1)垂直切割:E =Blv 。
(2)倾斜切割:E =Blv sin_θ,其中θ为v 与B 的夹角。
(3)旋转切割(以一端为轴):E =12Bl 2ω。
电磁感应教学学生常见错误及教学策略
“电磁感应”教学学生常见错误及教学策略电磁感应主要研究感应电流感应电流产生条件、方向判断、导体切割磁感线产生的感应电动势的计算,即楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用。
常与电学、力学内容相结合,是高考的重点也是难点内容。
在教学过程中发现学生,有以下几种常见错误:一、概念、定律理解不到位。
对楞次定律中,感应电流的方向总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
在教学过程中发现好多学生对“阻碍”二字理解不到位,针对这一点我觉得应从四步理解楞次定律:a.明白谁阻碍谁──感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量的变化。
b.弄清阻碍什么──阻碍的是穿过回路的磁通量的变化,而不是磁通量本身。
c.熟悉如何阻碍──原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即“增反减同”。
d.知道阻碍的结果──阻碍并不是阻止,结果是增加的还增加,减少的还减少。
另外还应理解楞次定律的另一种表述:(1)表述内容:感应电流总是反抗产生它的那个原因。
(2)表现形式有四种:a.阻碍原磁通量的变化;增反减同。
b.阻碍物体间的相对运动,有的人把它称为“来拒去留”c.增缩减扩,磁通量增大,面积有收缩的趋势,磁通量减小,面积有扩大的趋势。
d.阻碍原电流的变化(自感)。
二、电路问题在电磁感应与电路综合时不能正确的把相关知识有机综合解决电磁感应电路问题的关键就把电磁感应的问题等效转换成稳恒直流电路,把产生感应电动势的那部分导体等效为内电路。
感应电动势的大小相当于电源电动势,其余部分相当于外电路,并画出等效电路图。
此时,处理问题的方法与闭合电路求解基本一致,惟一要注意的是电磁感应现象中,有时导体两端有电压,但没有电流流过,这类似电源两端有电势差但没有接入电路时,电流为零。
解决这类方法有:首先判断产生电磁感应现象的那一部分导体(电源),其次利用或求感应电动势的大小,利用右手定则或楞次定律判断电流方向;分析电路结构,画等效电路图;利用电路规律求解,主要有欧姆定律,串并联规律等等。
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高中物理“电磁感应”部分,学生易错点有哪些?高中物理“电磁感应”部分现在是教科版选修3-2第一章的教学内容;第一节“电磁感应的发现”,第二节“感应电流产生的条件”,第三节“法拉第电磁感应定律”,第四节“楞次定律”,第五节“电磁感应中的能量转化与守恒”,第六节“自感”,第七节“涡流”(选学)。
高考对“电磁感应”部分的知识内容及要求和说明:电磁感应现象Ⅰ;磁通量Ⅰ;法拉第电磁感应定律Ⅱ;楞次定律Ⅱ;自感、涡流Ⅰ,说明:1.导体切割磁感线时,感应电动势的计算,只限于L垂直于B、V的情况;2.在电磁感应现象里,不要求判断内电路各电势的高低;3.不要求用自感系数计算自感电动势。
高考对电磁感应部分的考查频率很高,主要集中在感应电流的产生、感应电动势方向的判断、感应电动势大小的计算;特别重视E=BLV的应用:平动切割、转动切割、单杆切割和双杆切割问题,处理好与力、电综合的问题;本部分命题热点仍是滑轨类问题、线框穿过有界匀强磁场的问题、电磁感应的图像问题、电磁感应的能量问题。
综上所述,高中物理电磁感应部分中高考热点也是学生易错点有:1.磁通量的变化、磁通量的变化量比如:如图所示,a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内,当a线圈中有电流I通过时,它们的磁通量分别为Φa、Φb、Φc,下列判断正确的是()A.Φa<Φb<Φc B.Φa>Φb>ΦcC.Φa<Φc<Φb D.Φa>Φc>Φb2.产生感应电动势和感应电流的条件3.感应电流方向的判断比如:2.(2011·高考上海卷)如图所示,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布.一铜制圆环用丝线悬挂于O点,将圆环拉至位置a后无初速释放,在圆环从a摆向b的过程中()A.感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B.感应电流方向一直是逆时针C.安培力方向始终与速度方向相反D.安培力方向始终沿水平方向4.楞次定律(1)因果关系磁通量发生变化是原因,产生感应电流是结果,产生出的感应电流又阻碍引起感应电流的磁通量的变化,即原因产生结果,结果反过来影响原因。
(2)“阻碍”的含义谁阻碍谁阻碍什么如何阻碍阻碍效果。
(3)楞次定律的推广感应电流的效果总是反抗(阻碍)引起感应电流的原因,常见的方式有四种:(1)阻碍原磁通量的变化—“增反减同”。
(2)阻碍(导体的)相对运动——“来拒去留”(3)磁通量增加,线圈面积“缩小”;磁通量减小,线圈面积“扩张”。
(4)阻碍线圈自身电流的变化(自感现象).比如:(2011·高考上海卷)如图所示,均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置,当a绕O点在其所在平面内旋转时,b中产生顺时针方向的感应电流,且具有收缩趋势,由此可知,圆环a( )A.顺时针加速旋转 B.顺时针减速旋转C.逆时针加速旋转 D.逆时针减速旋转5.安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律的综合应用比如:如图所示,空间存在两个磁场,磁感应强度大小均为B,方向相反且垂直纸面,MN、PQ为其边界,OO′为其对称轴.一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd,回路在纸面内以恒定速度v0向右运动,当运动到关于OO′对称的位置时( )A .穿过回路的磁通量为零B .回路中感应电流方向为逆时针C .回路中感应电流的方向为顺时针方向D .回路中ab 边与cd 边所受安培力方向相同6.二次感应的问题比如:如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ 、MN ,当PQ 在外力作用下运动时,MN 在磁场力作用下向右运动,则PQ 所做的运动可能是( )A .向右加速运动B .向左加速运动C .向右减速运动D .向左减速运动7.法拉第电磁感应定律:t n E ∆∆=φ 比如:.(2011·高考广东卷)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,关于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是( )A .感应电动势的大小与线圈的匝数无关B .穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大C .穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大D .感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同8.导体切割磁感线的情形:(1)若B 、l 、v 相互垂直,则E =BLV 。
(2)E =Blv sin θ,θ为运动方向与磁感线方向的夹角。
(3)导体棒在磁场中转动导体棒以端点为轴,在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势ω221BL V BL E == 比如:如图所示,一导线弯成半径为a 的半圆形闭合回路.虚线MN 右侧有磁感应强度为B 的匀强磁场,方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v 向右匀速进入磁场,直径CD 始终与MN 垂直.从D 点到达边界开始到C 点进入磁场为止,下列结论正确的是( )A .感应电动势的大小为E=BaVB .CD 段直导线产生电动势大小为E=2BaVC .感应电动势最大值Em=BaVD.感应电动势平均值BaV E π21= 如图所示,平行金属导轨间距为d ,一端跨接电阻R ,匀强磁场磁感应强度为B ,方向垂直平行导轨平面,一根长金属棒与导轨成θ角放置,棒与导轨的电阻不计,当棒沿如图所示的方向以恒定速度v 在导轨上滑行时,通过电阻的电流是( )A .Bd v /(R sin θ)B .Bd v /RC .Bd v sin θ/RD .Bd v cos θ/R如图所示,竖直平面内有一金属环,半径为a ,总电阻为R (指拉直时两端的电阻),磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面,与环的最高点A 铰链连接的长度为2a 、电阻为R 2的导体棒AB 由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时,B 点的线速度为v ,则这时AB 两端的电压大小为( )A.Ba v 3B.Ba v 6C.2Ba v 3D .Ba v9.通电自感和断电自感比如:(2011·高考北京卷)某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁心的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E,用导线将它们连接成如图所示的电路.检查电路后,闭合开关S,小灯泡发光;再断开开关S,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象.虽经多次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不出原因.你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是( ) A.电源的内阻较大 B.小灯泡电阻偏大C.线圈电阻偏大 D.线圈的自感系数较大10.通过某个横截面的电荷量问题比如:如图所示,用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合线框a和b,以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外,则下列说法正确的是()A.产生的焦耳热之比为1∶4B.产生的焦耳热之比为1∶1C.通过铜丝某截面的电量之比为1∶2D.通过铜丝某截面的电量之比为1∶411.电磁感应的电路问题 (1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源.(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻,其余部分是外阻。
比如:如图甲所示,光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角,M、P两端接一阻值为R的定值电阻,阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置,其他部分电阻不计.整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上.t=0时对金属棒施一平行于导轨的外力F,金属棒由静止开始沿导轨向上运动,通过R的感应电流随时间t变化的关系如图乙所示.下列关于穿过回路abPMa的磁通量Φ和磁通量的瞬时变化率ΔΦΔt以及a、b两端的电势差U ab和通过金属棒的电荷量q随时间t变化的图像中,正确的是()甲乙12.电磁感应图象问题1.图像类型(1)磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随时间变化的图像,即B-t图像、Φ-t图像、E-t图像和I-t图像.(2)对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况,还常涉及感应电动势E和感应电流I随位移X变化的图像,即E-x 图像和I-x图像.2.问题类型(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图像.(2)由给定的有关图像分析电磁感应过程,求解相应的物理量.(3)利用给出的图像判断或画出新的图像.3.应用知识左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律、函数图像等知识比如:(2010·高考上海卷)如图,一有界区域内,存在着磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场,磁场宽度均为L,边长为L的正方形线框abcd 的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上,此线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域,若以逆时针方向为电流的正方向,能反映线框中感应电流变化规律的是图中的( )13.电磁感应中的动力学问题安培力的大小:由感应电动势E=BLV ,感应电流R E I =和安培力公式F=BIL 得RV L B F 22=,安培力的方向判断(1)右手定则和左手定则相结合,先用右手定则确定感应电流方向,再用左手定则判断感应电流所受安培力方向.(2)用楞次定律判断,感应电流所受安培力的方向一定和导体切割磁感线运动的方向相反.分析导体受力情况(包含安培力在内的全面受力分析)。
根据平衡条件或牛顿第二定律列方程。
比如:如图所示,两根平行光滑导轨竖直放置,相距L =0.1 m ,处于垂直轨道平面的匀强磁场中,磁感应强度B =10 T ,质量m =0.1 kg 、电阻为R =2 Ω的金属杆ab 接在两导轨间,在开关S 断开时让ab 自由下落,ab 下落过程中、始终保持与导轨垂直并与之接触良好,设导轨足够长且电阻不计,取g =10 m/s 2,当下落h =0.8 m 时,开关S 闭合.若从开关S 闭合时开始计时,则ab 下滑的速度v 随时间t 变化的图像是下图中的( )14. 电磁感应中的能量转化(1)电磁感应现象的实质是其他形式的能转化为电能.(2)感应电流在磁场中受安培力,外力克服安培力做功,将其他形式的能转化为电能,(3)安培力做正功,即电流做功再将电能转化为内能.(4)电流做功产生的热量用焦耳定律计算,公式为Rt I Q 2=比如:(2011·高考四川卷)如图所示,间距l =0.3 m 的平行金属导轨a 1b 1c 1和a 2b 2c 2分别固定在两个竖直面内.在水平面a 1b 1b 2a 2区域内和倾角θ=37°的斜面c 1b 1b 2c 2区域内分别有磁感应强度B 1=0.4T 、方向竖直向上和B 2=1 T 、方向垂直于斜面向上的匀强磁场.电阻R =0.3 Ω、质量m 1=0.1 kg 、长为l 的相同导体杆K 、S 、Q 分别放置在导轨上,S 杆的两端固定在b 1、b 2点,K 、Q 杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好.一端系于K 杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂,绳上穿有质量m 2=0.05 kg 的小环.已知小环以a =6 m/s 2的加速度沿绳下滑,K 杆保持静止,Q 杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F 作用下匀速运动.不计导轨电阻和滑轮摩擦,绳不可伸长.取g =10 m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求(1)小环所受摩擦力的大小;(2)Q杆所受拉力的瞬时功率.15.单、双杆模开型比如:2011年深圳大运会上,100 m赛跑跑道两侧设有跟踪仪,其原理如图甲所示,水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L=0.5 m,一端通过导线与阻值为R=0.5Ω的电阻连接;导轨上放一质量为m=0.5 kg的金属杆,金属杆与导轨的电阻忽略不计;均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上,使杆运动.当改变拉力的大小时,相对应的速度v也会变化,从而使跟踪仪始终与运动员保持一致.已知v和F的关系如图乙.(取重力加速度g=10 m/s2)则()A.金属杆受到的拉力与速度成正比B.该磁场磁感应强度为1 TC.图线在横轴的截距表示金属杆与导轨间的阻力大小D.导轨与金属棒之间的动摩擦因数为μ=0.4如图所示,电动机牵引一根原来静止的、长L为1 m、质量m为0.1 kg的导体棒MN上升,导体棒的电阻R为1 Ω,架在竖直放置的框架上,它们处于磁感应强度B为1 T的匀强磁场中,磁场方向与框架平面垂直.当导体棒上升h=3.8 m时,获得稳定的速度,导体棒上产生的热量为2 J,电动机牵引棒时,电压表、电流表的读数分别为7 V、1 A,电动机内阻r为1 Ω,不计框架电阻及一切摩擦,则以下判断正确的是()A.导体棒向上做匀减速运动B.电动机的输出功率为7 WC.导体棒达到稳定时的速度为v=2 m/sD.导体棒从静止至达到稳定速度所需要的时间为1 s如图所示,平行光滑U形导轨倾斜放置,倾角为θ=37°,导轨间的距离L=1.0 m,电阻R=0.8 Ω,导轨电阻不计.匀强磁场的方向垂直于导轨平面向上,磁感应强度B=1.0 T,质量m=0.5 kg、电阻r=0.2 Ω的金属棒ab垂直置于导轨上.现用沿轨道平面且垂直于金属棒、大小为F=5.0 N的恒力,使金属棒ab从静止起沿导轨向上滑行.当ab棒滑行0.8 m后速度不再变化.求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2)(1)金属棒匀速运动时的速度大小;(2)金属棒匀速运动时电阻R上的功率;(3)金属棒从静止起到刚开始匀速运动的过程中,电阻R上产生的热量.这只是本人的愚见,请各位同仁多多指导。