解析电磁感应中电势高低的判定方法
感应电动势大小解读

感应电动势大小1. 计算感应电动势的常用公式E tφ∆=∆,电路中感应电动势的大小跟穿过这个电路的磁通变化率成正比——法拉第电磁感应定律。
sin E BLv θ=,当长L 的导线,以速度v ,在匀强磁场B 中,切割磁感线,其两端间感应电动势的大小为E 。
212E BL ω=,当长为L 的导线,以其一端为轴,在垂直匀强磁场B 的平面内,以角速度ω匀速转动时,其两端感应电动势为E 。
对公式一:t E nt t o εφ∆⎛∆=∆∆→⎝是一段时间,为这段时间内的平均感应电动势。
,为即时感应电动势。
注意:① 该式普遍适用于求平均感应电动势。
② E 只与穿过电路的磁通量的变化率∆∆φ/t 有关,而与磁通的产生、磁通的大小及变化方式、电路是否闭合、电路的结构与材料等因素无关;③ 若线圈的匝数为n ,则公式变为E ntφ∆=∆。
对公式二:v E BLv v εε⎛=⎝如是即时速度,则为即时感应电动势。
如是平均速度,则为平均感应电动势。
要注意:① θ为v 与B 的夹角。
l 为导体切割磁感线的有效长度(即l 为导体实际长度在垂直于B 方向上的投影)。
② 当导体垂直切割磁感线时(l ⊥B ),E B l v =。
2. 磁通量的变化量∆φ的计算。
对φ∆的计算,一般遇到有两种情况:① 回路与磁场垂直的面积S 不变,磁感应强度发生变化,由∆∆φ=BS ,此时B E nS t∆=∆,此式中的∆∆B t 叫磁感应强度的变化率,若∆∆Bt 是恒定的,即磁场变化是均匀的,那么产生的感应电动势是恒定电动势。
② 磁感应强度B 不变,回路与磁场垂直的面积发生变化,则∆∆φ=B S ·,线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交变电动势就属这种情况。
3. 对磁通量φ,磁通量的变化量φ∆,磁通量的变化率∆∆φt的区分。
磁通量φ=B S ·,表示穿过研究平面的磁感线的条数,磁通量的变化量∆φφφ=-21,表示磁通量变化的多少,磁通量的变化率∆∆φt 表示磁通量变化的快慢,E tφ∆=∆,φ大,t∆∆∆φφ及不一定大;∆∆φt 大,φφ∆及也不一定大。
电磁感应中电势高低的判定方法

电磁感应中电势高低的判定方法
中国电磁感应中电势的高低判定,主要根据其电压和电流来进行判定。
电势又称电位,是指一个物体内能量和特性的度量,可以描述电路中导体之间的电动
势差。
电势一般有静电势(又称绝缘的或极化的电电位)和动电势(又称电流的或非极化
的电电位)两种。
电势也可以表示电路中开启和闭合的零件是否都会发生变化。
(1)电压来评价电势:即电压大,可将对象看作是高电势;反之,可将对象看作是
低电势。
如果从底部看,可以认为顶部是高电势,底部是低电势;如果从顶部看,可以认
为底部是高电势,顶部是低电势。
通过以上两种方法可以判断电磁感应中的电势高低,另外还可以采用比较的方法,来
确定一个物体是高电势还是低电势。
在比较的方法中可以采用电势和模拟电势的比较,也
可以采用电压和电流的比较。
如果以电势比较法,则可以比较两个或多个物体之间的电势,它们之间的电势高低是有差别的。
如果以电压和电流比较法,可以以一个物体的电势作为
参考,比较另一个物体的电压和电流,若另一个物体的电压和电流,均大于此物体,则可
认为这两个物体的电势是不同的。
电磁感应中电势高低的判定,可根据其电压、电流和比较来判断。
其中电压和电流可
以直接判断出物体的电势是高是低,而用比较的方法,需要参考一个物体之后,才可以判
断出另一个物体的电势是高是低。
电势的高低,决定着电路中对象的动态变化,是控制电
磁感应中物体的最主要的判断方法之一。
因此,正确的识别电磁感应中的电势,对控制电
磁感应中的物体有重要的意义,研究者和专业人士都需要重视这一点。
解析电磁感应的电动势公式及解题

解析电磁感应的电动势公式及解题电磁感应是电磁学中的一项重要概念,它是指当导体中的磁通量发生变化时,会在该导体中产生感应电动势。
电动势的大小与磁场变化的速率密切相关。
在解析电磁感应的电动势公式及解题问题之前,我们需要先了解电磁感应的基本概念。
电磁感应的基本现象可以通过法拉第电磁感应定律来描述。
法拉第电磁感应定律表明,当一个闭合线圈中的磁通量发生变化时,该线圈中会产生感应电动势。
感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,方向遵循楞次定律。
根据法拉第电磁感应定律,可以得出计算电动势的公式。
假设一个导体线圈的匝数为N,磁通量的变化率为Φ/Δt,那么产生的感应电动势E可以用以下公式计算:E = -N(ΔΦ/Δt)其中,E表示感应电动势,N表示导体线圈的匝数,ΔΦ表示磁通量的变化量,Δt表示时间的变化量。
负号表示感应电动势的方向遵循楞次定律。
为了更好地理解这个公式,我们可以通过一个实际的例子来说明。
假设一个导体线圈的匝数是100,磁通量的变化率是0.05Wb/s,那么根据电动势公式,可以计算出感应电动势的大小为E = -100(0.05/1) = -5V。
这表明线圈中会产生一个负电动势,其大小为5V。
在解题过程中,我们还可以运用另外一个重要的公式,即电磁感应定律。
电磁感应定律可以用来计算闭合线圈中的感应电流。
根据电磁感应定律,感应电流的大小与感应电动势的大小成正比,与线圈的电阻成反比。
感应电流的方向遵循楞次定律。
电磁感应定律的公式可以表示为:I = (E/R)其中,I表示感应电流,E表示感应电动势,R表示线圈的电阻。
根据这个公式,我们可以计算出闭合线圈中感应电流的大小。
综上所述,电磁感应的电动势公式和电磁感应定律是解析电磁感应问题时不可缺少的工具。
通过这两个公式,我们可以计算出感应电动势和感应电流的大小,从而解决各种与电磁感应有关的问题。
但需要注意的是,在实际的解题过程中,我们需要考虑一些实际情况,如导体线圈的几何形状、磁场的分布等因素,以及导体的特性。
第二节 法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小

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(2)把螺线管当作电源,其等效电路图如图所示. 由闭合电路欧姆定律得,闭合电路的电流 I=
-
E = 0.12 A, R1+ R2+ r
电阻 R1 的电功率 P= I2R1= 5.76× 10 2 W. (3)S 断开后,流经 R2 的电荷量即为 S 闭合时 C 板上所带的电荷量 Q, 电容器两端的电压 U= IR2= 0.6 V, - 流经 R2 的电荷量 Q= CU= 1.8× 10 5 C.
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解析: 选项 诊断 A 由于两次条形磁铁插入线圈的初末位置相同,因此 ΔΦ= Φ2- Φ1 相同 ΔΦ 由题意知,第一次用的时间短,磁通量的变化率大,由 E= n 知感应 Δt B 电动势大,而闭合电路的电阻没变,由欧姆定律知,感应电流大 ○ E nΔΦ nΔΦ 通过G 的电荷量 Q= IΔt= Δt= Δt= , 故两次通过的电荷量相 R ΔtR R C 同 D 若 S 断开,虽然没有感应电流,但仍然有感应电动势
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ΔΦ 4.公式 E=n 和 E=BLvsin θ 在应用上的区别和联系 Δt
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电磁感应电动势高低的判断(切割地磁场问题)
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【题目】如图是飞机在上海市由北向南飞行表演过程画面,当飞机从水平位置飞到竖直位置时,相对于飞行员来说,关于飞机的左右机翼电势高低的说法正确的是()A.不管水平飞行还是竖直向上飞行,都是飞机的左侧机翼电势高B.不管水平飞行还是竖直向上飞行,都是飞机的右侧机翼电势高C.水平飞行时,飞机的右侧机翼电势高;竖直向上飞行时,飞机的左侧机翼电势高D.水平飞行时,飞机的左侧机翼电势高;竖直向上飞行时,飞机的右侧机翼电势高【答案】D【题目分析】1、考查知识点:地磁场、电磁感应现象中感应电流方向的判断、右手定则2、分析:(1)地磁场分析:地磁场分布:如下图近似于把一个磁铁棒放到地球中心,地磁北(N)极处于地理南极附近,地磁南(S)极处于地理北极附近。
磁极与地理极不完全重合,存在磁偏角(在这个题分析中可以忽略)。
因此可以根据电磁铁磁感线特点画出地磁场的磁感线。
地磁场的分解:在不考虑磁偏角的情况下,除了赤道处磁场方向与地面平行外,其他地方地磁场的磁感线与地面并不平行,南半球的磁感线斜向上从南极出发,北半球的磁感线斜向下回到北极。
因此在南半球磁场可以分解为竖直向上的竖直分量和由南向北的水平分量,北半球则可以分解为竖直向下的竖直分量和由南向北的水平分量(如下图所示)。
(2)物理模型建立:对由北向南飞行的飞机来说,飞机的机翼可以等效为一根沿着东西方向水平放置的导体棒,题目的问题就可以简化为导体棒切割磁感线的物理模型。
沿水平方向以及沿着竖直向上方向切割磁场线。
(3)右手定则(动生电动势方向判断):伸开右手让拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,让磁感线垂直从手心进入,拇指指向导体运动的方向,其余四指指的就是感应电流的方向。
此时导体棒充当电源,电源内部电流从负流向正,所以b 端电势高。
(4)题目解答:飞机表演过程中由北向南拉升表演,水平飞行时只切割竖直向下的磁场分量,根据右手定则可知,大拇指指向南(运动方向),掌心向上(磁感线垂直穿过掌心),此时四个手指的方向指向飞机左侧机翼(相对飞行员),因此左侧机翼电势高。
如何判断电势的高低与计算电势差(精编)
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25 如何判断电势的高低与计算电势差在电磁学理论中,电势的高低的比较是定性分析的基础,而电势与电势差的计算则对于电场及电路问题的求解所起的作用至关重要。
25。
.1电场电路中电势高低的比较的实例分析 25.1.1地磁场中电势高低的比较例1:判断飞机在地面上方水平飞行时,机翼两端电势的高低。
分析:飞机水平飞行时机翼两端产生电势差的原因是由于飞机切割了地磁场的磁感应线。
由于在北半球地磁场磁感应强度的竖直分量向下,根据右手定则可以判断,无论飞机向着什么方向水平飞行,都是机翼左端的电势高;而在南半球由于地磁场磁感应强度竖直分量向上,因此飞机水平飞行时一定是机翼右端的电势高。
25.1.2自感现象中电势高低的比较例2:在图1所示的电路中,线圈L 的直流电阻忽略不计,开始时电键S 闭合,现突然断开电键,则在断开电键的瞬间,比较C 、D 两点电势的高低,结果是C ϕD ϕ。
分析:断开电键S 后,线圈L 中要产生自感电动势阻碍电流的减小,根据楞次定律可知,这一自感电动势的方向与原执电动势方向相同,由于此时L 在这里充当着电源,而在电源的内部电动势的方向是从负极指向正极,因此C 端电势高于D 端电势。
25.1.3电磁振荡中电势高低的比较例3:在图2所示的LC 振荡电路中,从开关S 拨到2开始计时,在0t =时刻,电容器下极板带正电,在34T T 时间内,比较电路中A 、B 两点电势的高低。
分析:由于0t =时刻电容器下极板带正电,而当电容器电荷量随时间变化的q t 图线按正弦规律变化时,在34T T 时间内,电容器极板电性与0t =时相同,因此这一时间内,必定是与电容器带正电下极板相连的B 点电势高。
25.3根据补偿原理计算电势例4:如图3所示,真空中有三个电荷量皆为q 的均匀带电薄球壳,其半径分别为R R24R 、、,三球壳彼此内切于P 点,(在P 点各球壳彼此绝缘),球心分别为123O O O 、、,图1A1图2求3O 与1O 两点间的电势差。
高中物理:电磁感应现象,法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小

一、电磁感应现象1、磁通量:在匀强磁场中,磁感应强度B与垂直磁场的面积S的乘积,叫做穿过这个面的磁通量,即;一般情况下,当平面S不跟磁场方向垂直时,,为平面S在垂直于磁感线方向上的投影。
当磁感线与线圈平面平行时,磁通量为零。
2、产生感应电流的条件可归结为两点:①电路闭合;②通过回路的磁通量发生变化。
3、磁通量是双向标量。
若穿过面S的磁通量随时间变化,以、分别表示计时开始和结束时穿过面S的磁通量的大小,则当、中磁感线以同一方向穿过面S时,磁通量的改变;当、中磁感线从相反方向穿过面S时,磁通量的改变。
4、由于磁感线是闭合曲线,所以穿过任意闭合曲面的磁通量一定为零,即=0。
如穿过地球的磁通量为零。
二、法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小1、法拉第电磁感应定律的数学表达式为,它指出感应电动势既不取决于磁通量φ的大小,也不取决于磁通量变化Δφ的大小,而是由磁通量变化的快慢等来决定的,由算出的是感应电动势的平均值,当线圈有相同的n匝时,相当于n个相同的电源串联,整个线圈的感应电动势由算出。
2、公式中涉及到的磁通量Δφ的变化情况在高中阶段一般有两种情况:①回路与磁场垂直的面积s不变,磁感应强度发生变化,则Δφ=ΔBS,此时,式中叫磁感应强度的变化率。
②磁感应强度B不变,回路与磁场垂直的面积发生变化,则Δφ=BΔS。
若遇到B和S都发生变化的情况,则。
3、回路中一部分导体做切割磁感线运动时感应电动势的表达式为,式中v取平均速度或瞬时速度,分别对应于平均电动势或瞬时电动势。
4、在切割磁感线情况中,遇到切割导线的长度改变,或导线的各部分切割速度不等的复杂情况,感应电动势的根本算法仍是,但式中的ΔΦ要理解时间内导线切割到的磁感线的条数。
三、疑难辨析:1、对于法拉第电磁感应定律E=应从以下几个方面进行理解:①它是定量描述电磁感应现象的普遍规律,不管是什么原因,用什么方式所产生的电磁感应现象,其感应电动势的大小均可由它进行计算。
电磁感应中电势高低的判定方法

在 穿 过 大 环 中的磁 场 发生 变 化 时, 在 大 电源 , 将 小 环 当做 外 电路 ; 则E =△ /
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
的 电势 差 为U :I R=6 Bl v / 5 。AC之 间的 电 势差就能表示为U c =UA D +U D c -Bl v +6 /5
B l v =l 】 /5 Bl v 。
则t , =a b /v =0. 0 1 s , 电 流 环 中也 会产 生 电动 势, 这 样 就 能 将大 环 当做 框 出 磁 场 的 时 间 ,
值I =BL V/R=0. 2 5 A, 其 电 流 的 方 向为 a bc da 。如 果 设 a dc ba 为正 方 向, 那 么 电流 与时 间 的关 系如 图5 N示 。
中图分类号 : O 4 4 1
文献标 识码 : A
文章编 号: 1 6 7 4 - 0 9 8 X ( 2 0 1 5 ) 0 6 ( c ) 一 0 2 5 0 - 0 1
/ 4 。若穿 过 小 环 中 属 框 边 长 上电阻 值均 为 0 . 2 Q, 在 一 定拉 力 1 当导 体做 切 割 磁 感线 运 动 时, 通 过 电 小 环半 径 为大 环 半 径 的 l
材 质 以 及 规 格 相 同 ,因 此 , 大 环 电 阻 为 小 环 的4 倍, 即 4R , 设 小 环 面 积 为 S, 大 环 的 过 程 中, 金 属 框 中 感 应 电 流 随 时 间 变 化 的 图
线。
解: 在 金 属 框 均 匀 的 穿 过 磁 场 的 过 程
中, 分为位置l : da 前 端 没 有 完 全 进 入 磁 场
电磁感应中电势高低的判定方法

电磁感应中电势高低的判定方法电磁感应中电势高低的判定方法电磁感应是一种重要的物理现象,经常应用于生产生活中的各个领域。
在电磁感应中,可以产生电势差,因此如何判定电势高低的问题就成为了一个必须解决的问题。
本文将围绕电磁感应中电势高低的判定方法进行详细阐述,以便于帮助读者更好地理解并掌握这一知识点。
一、什么是电磁感应电磁感应是指导体中的自由电子在外加磁场的作用下运动,产生电动势的现象。
电磁感应是一种物理规律,它经常应用于各种生产工艺和电子设备中。
通常,通过改变磁场的强度和方向,可以在导体中产生电势差。
二、电磁感应中电势的产生当一个导体在变化的磁场中运动或静止时,导体内部就会产生电势差,根据法拉第电磁感应定律,电势的产生方程可以表示为ε=-dф/dt,其中ε为感应电势,dф/dt表示磁通量的变化率。
磁通量大小决定了感应电势的大小和电势的极性。
通常,当磁通量增加时,感应电势的极性是相反的。
电流的方向总是与感应电势的方向相反。
例如,在一个闭合的线圈中,当磁场发生变化时,线圈内部就会产生感应电势,从而产生电流。
三、电势高低的判定方法在实际应用中,如何准确判定电势的高低至关重要。
以下是一些常见的电势高低判定方法:1. 运用法拉第电磁感应定律。
根据该定律,如果方向相反,则电势相反。
如果在自感线圈中电流方向逆时针方向改变,自感线圈内部的磁场和磁通将与原来相反,使外磁强度发生变化,导致电势变化。
2. 运用楞次定律。
楞次定律是指当一个封闭回路内的磁通量发生变化时,回路中将会产生感应电流。
通过检测磁场的变化,可以判断电势的高低。
3. 利用电压表或万用表。
可以借助电压表或万用表测试电路中的电势差。
4. 利用示波器。
利用示波器测试电路中的交流电压,可以很容易地判断电势高低。
四、电势的应用电势的应用非常广泛,其中一些重要的应用包括:1. 发电。
利用电磁感应原理,将机械能转换成电力,使电势差产生,从而得到电能。
2. 感应加热。
电磁场中的电势问题详解

电磁场中的电势问题详解电磁场是物理学中重要的研究领域之一,它涉及到电场和磁场的相互作用。
本文将详细解析电磁场中的电势问题,探讨电势的定义、计算方法以及与电场的关系。
通过深入理解电势问题,我们可以更好地理解电磁场的本质。
1. 电势的定义电势是描述电场中电荷的能量状态的物理量。
当电荷在电场中运动时,具有一定的电势能。
电势是指单位正电荷在该点所具有的电势能。
通常用字母V表示电势,单位为伏特(V)。
2. 电势的计算方法对于一个电场,我们可以通过计算两点之间的电势差来求解电势。
电势差表示电场中两个点之间的电势能差异。
根据电势差的定义,我们可以通过以下公式计算电势差:ΔV = V2 - V1其中,V2和V1分别代表两个空间位置的电势值。
3. 电场与电势的关系电场和电势是密切相关的物理量。
电势是由电场引起的,而电势决定了电荷在电场中的运动。
电场中的电势随着距离的变化而变化,我们可以通过电场强度和距离之间的关系来计算电势。
对于一个均匀的电场,电势与距离的关系可以用以下公式表示:V = Ed其中,V表示电势,E表示电场强度,d表示距离。
4. 电场中的电势问题解析在电场中,存在一些特殊情况,我们需要具体分析电势问题的解法。
以下是几个常见的电势问题的解析方法:4.1 电势的叠加原理当存在若干个电荷时,每个电荷产生的电势可叠加得到最终的电势。
根据电势的叠加原理,我们可以通过计算每个电荷产生的电势,然后将它们叠加得到总的电势值。
4.2 电势的连续分布当电荷在空间中连续分布时,我们可以使用积分的方法来求解电势。
通过将电荷分割成多个小部分,并对每个小部分的电势进行积分,我们可以计算出总的电势。
4.3 边界条件下的电势计算在一些特殊情况下,如导体表面或其他边界上,电势具有特殊的性质。
在计算这些边界条件下的电势时,我们需要考虑导体的性质以及电荷的分布情况。
通过以上分析,我们可以看到在电磁场中的电势问题具有一定的复杂性。
但是通过合适的计算方法和适当的物理分析,我们能够准确地求解电势问题,从而深入理解电磁场的性质。
如何判断电势高低 口诀是什么

如何判断电势高低口诀是什么
有很多的同学是非常想知道,如何判断电势高低,口诀是什幺,小编整
理了相关信息,希望会对大家有所帮助!
1 怎幺判断电势高低1、根据电场线的方向判断
沿着电场线的方向,电势越来越低,也可以说电场线总是由电势较高的等
势面指向电势较低的等势面。
2、根据电场力做功判断
正电荷在电场力作用下发生位移,若电场力做正功,则说明正电荷由高电
势处向低电势处运动;若电场力做负功时,正电荷由低电势处向高电势处运动。
负电荷在电场力作用下发生位移,若电场力做正功,则说明负电荷由低电
势处向高电势处运动;若电场力做负功,则说明负电荷由高电势处向低电势处移动。
3、根据点电荷电场中的场源电荷的电性判断
若以无穷远处为零电势位置,则在正点电荷形成的电场中,电势永远为正值,离点电荷越远的地方,电势越低;在负点电荷形成的电场中,电势永远为负值,离点电荷越近的地方,电势越低。
4、利用电势能判断
正电荷在电势越高的地方电势能越大,在电势越低的地方电势能越小;负电荷在电势越低的地方电势能越大,在电势越高的地方电势能越小。
5、利用电势的定义式判断
利用公式q=EP/q 计算时,将EP、q 的正负号--起代人,通过的正负,比较。
电磁感应中电势高低的判定方法

4 U, 因此选择答案 D正确. 3 . 利用不变 的磁 通量 , 求出 闭合 电路 中两 点之 间 的
电 压
、
如图 3所示 , 在均 匀 的磁场 中所 产 生 的磁感 应强 度 为 B= 0 . 2 T , 宽度为 L: 0 . 3 n l , 图示 中正方形的为金属框 边, a b = 0 . 1 n l , 每 一边 的电阻是 R= 0 . 2 1 2 , 而金属 框边在 拉力 的作 用下在 以每秒 l 0米的均匀速度 通过磁场 , 但 是 它 的平面一 直保持 在 和磁感 线方 向相 垂直 的位 置上. 请 用 图示表达 出金属 框边 穿过 磁场 的过 程 , 并且 画 出感应 电流 中 i 和a 、 b两侧 电压 同时间 r而 改变 的 图线 ( 以 a d c b a为规定 的方 向) .
的 电流则 用如 下用公 式表示 : , = : 因此 , 计
图3
忙
马 竺
6
位置1 位置2 位置3 图4
R + 和
算D C的电势差 = I R= 6 B L v / 5 . A C的 电势差 = A D+ D C=
B L v + 6 / 5 ( B L v ) =1 1 / 5 ( B L v )
电 压
0 . 8
: 0 . 2 5 A . 此 时的方 向是规定 中的正
方向, 为a d c b a . 而在所 有的都进 入磁场 之后 , 则运 动的时 间为 t = = = 0 . 0 2 s , , 2 = 0 个 相互 连接 . 八
右侧 的而小 环的 4倍 , 如果说 在通过 \ 大环之后 的磁 场不 会发生 变化 , 而小 图 金 属朴 环 的磁场发生 了变化 , 变化率 为 K, 外 电路 的电压 为 ; 反 之, 如果小环 中的磁场不发 生变化 , 而大环 的磁场发 生变
电磁感应中电势高低的判定方法
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电磁感应中电势高低的判定方法作者:敖敦胡来源:《科技创新导报》2015年第18期摘要:电磁感应是高中物理教学中重要的章节,在学习电磁感应过程中,对电势高低的判定是重要的内容之一。
该文就从电源角度进行分析,并通过相应的例题加以说明,希望能够给学生学习以及高中物理教学提供帮助。
电磁感应现象中,产生电动势的导体部分能够当做电源,基于电源观点对电路中电势高低的判定,会将复杂的问题简单化,能够提高电势高低判定的效率。
关键词:电磁感应电势高低判定中图分类号:O441 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)06(c)-0250-011 当导体做切割磁感线运动时,通过电源观点分析导体两端电势高低如图1所示,在水平轨道中存在电阻R,并且整个光滑轨道位于竖直方向的均匀磁场中。
其中轨道的间距为2l,导体棒AC的长度为3l,在导轨上垂直放置。
在水平向右的作用力下,导体棒向右匀速运动,设匀速运动速度是V,均匀磁场中磁感应强度为B,导体棒的电阻为R,那么,DC两点间电势差以及AC两点之间的电势差为多少?解:导体棒AC在匀速向右运用的过程中,垂直切割磁感线,会陈胜电动势。
在闭合回路中切割磁感线的长度为2l,因此,E=B·2lv。
闭合电路中的电流值I=2Blv/(R+2/3R)=6Blv/5R,如果将CD当做是电源,将电阻R当做是外电路,那DC两点之间的电势差为UDC=IR=6Blv/5。
AC之间的电势差就能表示为UAC=UAD+UDC=Blv+6/5Blv=11/5Blv。
2 当磁通量发生变化时,对闭合电路两点间电压进行求值例:如下图所示,两个相互连接的金属环是由相同材质与规格的金属线制成,其中小环半径为大环半径的1/4。
若穿过小环中磁场变化率为k,而穿过大环中的磁场没有变化,测得的路端电压为U;如果穿过大环中磁场变化率为k,而穿过小环中的磁场不变,那么路端电压值为?将图2中小环电阻设为R,由于两则材质以及规格相同,因此,大环电阻为小环的4倍,即4R,设小环面积为S,大环的面积即16S,同时磁场变化率可以表示为△B/△t。
感应电动势高低的判断方法
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感应电动势高低的判断方法感应电动势是在导体中产生的一种电动势,它是由磁场的变化引起的。
为了正确测量感应电动势的大小,我们需要找到一种有效的方法来判断其高低。
在科学研究中,正确判断感应电动势的大小是非常重要的,因为它直接影响到我们对电磁感应现象的理解和应用。
首先,我们可以通过法拉第电磁感应定律来判断感应电动势的高低。
法拉第电磁感应定律规定,当闭合电路中的磁通量发生变化时,闭合电路中就会产生感应电动势。
根据这个定律,我们可以通过测量闭合电路中的磁通量的变化来确定感应电动势的大小。
如果磁通量的变化越大,那么产生的感应电动势也会越大。
其次,我们可以通过洛伦兹力的方向来判断感应电动势的高低。
当导体中的自由电子受到磁场的作用时,就会产生洛伦兹力。
根据洛伦兹力的方向,我们可以确定感应电动势的方向。
如果洛伦兹力的方向与感应电动势的方向相同,那么感应电动势的大小就会更大。
此外,我们还可以通过导体中的电阻来判断感应电动势的高低。
通常情况下,导体中的电阻越大,感应电动势的大小也会越高。
这是因为在电磁感应过程中,电子受到电阻的阻碍会导致更多的能量转化为电动势。
因此,通过测量导体中的电阻大小,我们可以初步判断感应电动势的高低。
除了以上方法外,我们还可以通过测量感应电动势产生的电流来判断其高低。
根据欧姆定律,电动势与电流呈线性关系,所以通过测量感应电动势产生的电流大小,我们可以进一步确定感应电动势的大小。
如果感应电动势产生的电流越大,那么它的大小也会越高。
让我们让我们总结一下,通过法拉第电磁感应定律、洛伦兹力的方向、导体中的电阻以及感应电动势产生的电流等方法,我们可以有效地判断感应电动势的高低。
正确判断感应电动势的大小对于我们深入研究电磁感应现象具有重要意义,帮助我们更好地理解和应用电磁学知识。
感应电动势的判断方法虽然有很多,但只有在实践中不断尝试和总结,我们才能更准确地判断感应电动势的高低。
希望本文的内容能对相关领域的研究者和学习者有所启发,也希望读者能够深入思考,加深对感应电动势的理解。
电势高低的判断方法
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电势高低的判断方法
1、根据电场线的方向判断,沿着电场线的方向,电势越来越低,也可以说电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。
2、根据电场力做功判断,正电荷在电场力作用下发生位移,若电场力做正功,则说明正电荷由高电势处向低电势处运动;若电场力做负功时,正电荷由低电势处向高电势处运动。
负电荷在电场力作用下发生位移,若电场力做正功,则说明负电荷由低电势处向高电势处运动;若电场力做负功,则说明负电荷由高电势处向低电势处移动。
3、根据点电荷电场中的场源电荷的电性判断,若以无穷远处为零电势位置,则在正点电荷形成的电场中,电势永远为正值,离点电荷越远的地方,电势越低;在负点电荷形成的电场中,电势永远为负值,离点电荷越近的地方,电势越低。
4、利用电势能判断,正电荷在电势越高的地方电势能越大,在电势越低的地方电势能越小;负电荷在电势越低的地方电势能越大,在电势越高的地方电势能越小。
5、利用电势的定义式判断,利用公式q=EPq计算时,将EP、q 的正负号--起代人,通过的正负,比较该点和零电势位置间电势的相对高低。
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解析电磁感应中电势高低的判定方法
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解析电磁感应中电势高低的判定方法摘要:高中物理教学的过程中,电磁感应是重要的章节内容。
电磁感应知识内容学习的过程中,电势高低的判断是学习的重点和难点,对于学生的课堂知识学习和考试解题有着直接的影响。
因此,在高中物理教学的过程中,结合电磁感应现象,根据产生电势能的导体作为电源,对于电路中电势的高低进行判断,促使复杂的问题更加简单,提高电势高低判断的效率。
本文结合相关的例题探究电磁感应中电势高低的判断方法,有利于教学的开展,帮助学生学习。
关键词:高中物理电磁感应电势高低判定方法高中物理教学的过程中,电势是一个非常抽象的概念,在高中电学学习的过程中有着重要的作用。
电磁感应中电势的高低问题具有较大的难度,学生在学习的过程中不易掌握,难以做出正确的高低判断,导致学生学习效率较低,解题中出现错误,解题效率较低。
因此,为了提高课堂教学效率,提高学生解题能力,应当采取有效的课堂教学方式,传授学生电势高低的判断方式,提高课堂教学水平,培养学生解题能力和解题效率。
一、切割磁感线运动中,采取电源观点判定电势高低例题:如图1所示,固定在水平面上的金属框cdef,处于竖直向下的匀强磁场中,金属棒ab放置在框架上,可进行无摩擦滑动。
此时abed构成一个边长为L的正方形,棒的电阻为r,其余电阻忽略不计。
开始时的磁感应强度是B。
1.若t=0时起,磁感应强度均匀增加,每秒增加的量是k,同时保持棒的静止,求解,棒中的感应电流I。
2.在上述的情况中,棒始终保持静止。
t=t1时,需要加垂直于棒的水平外力F是多少?3.若t=0时起,磁感应强度逐渐减小,当棒以恒定速度v向右匀速运动,可以使棒中不产生感应电流,那么磁感应强度怎样随着时间变化?解析:1.根据法拉第电磁感应定律,回路中产生的感应电动势应当为E==KL2,所以回路中的感应电流是I==,方向是逆时针方向。
2.当t=t1时,B=B0+kt1,金属棒受到的外力是F=BIL=(B+kt)·L,其方向是向右。
电磁感应中电势高低的判定方法
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电磁感应中电势高低的判定方法作者:于兆海来源:《数理化学习·高三版》2012年第12期在电磁感应现象中,产生电动势的那一部分导体相当于电源,如果从电源角度来分析电路中电势的高低,会使问题变得简单.一、当导体切割磁感线时,用电源的观点分析导体两端电势的高低例1如图1所示,光滑的水平轨道与电阻R相连,置于方向竖直向下的匀强磁场中,轨道间距离为2L,长为3L的导体棒AC垂直导轨放置,在水平向右的外力作用下,AC棒向右运动,匀速运动时的速度为v,若磁场的磁感应强度为B,AC棒的电阻为R,其余电阻不计.求()(1)D、C两点的电势差UDC和AC两点电势差UAC;(2)此时作用在AC棒上的外力多大?解析:(1)AC棒匀速向右运动、垂直切割磁感线,产生感应电动势,在闭合回路中的有效切割长度CD=2L, E=B·2Lv.闭合电路中的电流 I=2BLv(CD相当于电源,电阻R为外电路)(2)AC棒作匀速运动,则作用在AC棒上的外力与DC中电流所受的安培力相等5R (注意AD段有感应电动势而无感应电流)二、当磁通量变化时,求闭合电路中两点间电压例2如图2两个互相连接的金属环用同样规格的导线制成,大环半径是小环半径的4倍,若穿过大环的磁场不变,小环中磁场变化率为k时,其路端电压为U;若小环中磁场不变,而大环中磁场变化率也为k时,其路端电压U′为()(A) U(B) U2(C) U4(D) 4U解析:设小环电阻为R,则大环电阻为4R;小环面积为S,大环面积为16S,且k=ΔB/Δt.当小环的磁场发生变化时,小环中产生感生电动势,它相当于电源,外电路是大环,当大环磁场发生变化时,大环中产生感生电动势,它相当于电源,外电路是小环,三、磁通量没有变化时,求闭合电路中两点间电压例3 如图3所示,匀强磁场磁感应强度 B=0.2 T,磁场宽度 L=0.3 m,一正方形金属框边长 ab=0.1 m,每边电阻R=0.2 Ω,金属框在拉力F作用下以v=10 m/s的速度匀速穿过磁场区,其平面始终保持与磁感线方向垂直.画出金属框穿过磁场区的过程中,金属框内感应电流i和a、b两端电压Uab随时间t的变化图线(规定以adcba 为正方向);解析:在金属框由左端进入磁场到从右端出磁场的过程中,金属框中切割磁感线的边和其他的边构成一个电路,等效电路原理如图4所示.金属框进入磁场的时间t1=全部进入在磁场中的运动时间金属框出磁场的时间金属框在位置1:河南省杞县高中(475200)。
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解析电磁感应中电势高低的判定方法
发表时间:2018-09-04T14:37:58.557Z 来源:《中小学教育》2018年第330期作者:冯一烜
[导读] 本文结合相关的例题探究电磁感应中电势高低的判断方法,有利于教学的开展,帮助学生学习。
广西来宾市金秀县民族高中545799
摘要:高中物理教学的过程中,电磁感应是重要的章节内容。
电磁感应知识内容学习的过程中,电势高低的判断是学习的重点和难点,对于学生的课堂知识学习和考试解题有着直接的影响。
因此,在高中物理教学的过程中,结合电磁感应现象,根据产生电势能的导体作为电源,对于电路中电势的高低进行判断,促使复杂的问题更加简单,提高电势高低判断的效率。
本文结合相关的例题探究电磁感应中电势高低的判断方法,有利于教学的开展,帮助学生学习。
关键词:高中物理电磁感应电势高低判定方法
高中物理教学的过程中,电势是一个非常抽象的概念,在高中电学学习的过程中有着重要的作用。
电磁感应中电势的高低问题具有较大的难度,学生在学习的过程中不易掌握,难以做出正确的高低判断,导致学生学习效率较低,解题中出现错误,解题效率较低。
因此,为了提高课堂教学效率,提高学生解题能力,应当采取有效的课堂教学方式,传授学生电势高低的判断方式,提高课堂教学水平,培养学生解题能力和解题效率。
一、切割磁感线运动中,采取电源观点判定电势高低
例题:如图1所示,固定在水平面上的金属框cdef,处于竖直向下的匀强磁场中,金属棒ab放置在框架上,可进行无摩擦滑动。
此时abed构成一个边长为L的正方形,棒的电阻为r,其余电阻忽略不计。
开始时的磁感应强度是B。
1.若t=0时起,磁感应强度均匀增加,每秒增加的量是k,同时保持棒的静止,求解,棒中的感应电流I。
2.在上述的情况中,棒始终保持静止。
t=t1时,需要加垂直于棒的水平外力F是多少?
3.若t=0时起,磁感应强度逐渐减小,当棒以恒定速度v向右匀速运动,可以使棒中不产生感应电流,那么磁感应强度怎样随着时间变化?
解析:1.根据法拉第电磁感应定律,回路中产生的感应电动势应当为E= =KL2,所以回路中的感应电流是I= = ,方向是逆时针方向。
2.当t=t1时,B=B0+kt1,金属棒受到的外力是F=BIL=(B+kt)·L,其方向是向右。
3.想要棒中不产生感应电流,则需要通过闭合回路的磁通量不变,故△φ=0,所以B0L2=BL(L+vt),经过相应的计算得出B=。
总结:在解题的过程中,注意切割感应线的情况以及长度,根据相应的公式求解出的一般是△t时间内的平均感应电势,当△t=0时,求解瞬时感应电势。
根据E=BLvsinθ的公式,使用平均量带入,可以求解平均感应电势,带入瞬时量,求解瞬时感应电势。
如果B、L、v三个当中任意两种量平行,都不会出现切割感应线,感应电势为0。
二、借助磁通量的变化,求解闭合电力两点电压
例题:如图2所示,R1=R2=R3=R4=10Ω,E=12V,内阻忽略不仅。
ab是一根裸导线,两端套在两根延伸在匀强磁场的裸导线上。
磁场的感应强度B=0.5T,ab的长度L=0.5m,电阻不计,可以自由滑动。
1.当S断开的情况下,求解电流表和电压表的示数。
2.当S闭合的瞬间,ab被卡住不动,求解电流表和电压表的示数,以及ab所受到的磁场力。
3.当ab自由滑动之后,它的运动方式是怎样的?电流表和电压表的示数发生怎样的变化?做出定性说明。
4.当电压表示数逐渐接近12v时,电流表的示数将会怎样?ab的速度最后趋向多大?
5.限制ab的速度在16m/s,求解电压表和电流表的示数。
解析:当S断开时,电路为断路,S闭合时,将会有电流从ab流过,如果ab被卡住,则不会产生感应电动势;若ab自由运动,会产生相应的感应电动势,并且和原电路电源的电动势方向相反。
由于ab的运动导致电路参数发生变化,反过来使得ab的运动受到影响,最终将会出现稳定的状态。
解答:1.电压表的示数是12v,电流表的示数为0。
2.电流表的示数是0.3A,电压表的示数是6v,受到的磁场力是0.075N。
3.ab受到享有的安培力作用,从静止开始加速运动,产生反电势能,逐渐地减小,电流减小,安培力减小,最后为0,ab将会匀速运动,电流表的示数减小,电压表的示数增加。
4.电压表的示数接近12v时,电流表的示数趋近于0,ab的感应电动势为12v,根据相应的公式计算得出ab的速度是48m/s。
5.ab以16m/s的速度匀速运动时,电压表的示数是12v,电流表的示数8v。
三、借助磁通量不变,求解闭合电路中两点电压
例题:如图3所示,一个宽40cm的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里。
一个边长为20cm的正方形导线框位于纸面内,以垂直于磁场边界的恒定速度v=20cm/s通过磁场区域。
在运动的过程中,线框有一边始终和磁场区域的边界平行,取它刚进入磁场的时刻t=0,下面图线(图4)中,正确反映感应电流随着时间变化规律的是。
解析:在对线框中产生的感应电流随着时间的变化规律进行分析的过程中,应当对其整个过程按照题目中的意思分成几个不同的过程,之后对其进行逐个的分析和研究,分析其过程中的情况,导线在匀强磁场中垂直切割磁感线时产生的感应电势可以使用公式直接计算。
通过分析,线框由左向右进行磁场的过程中,切割磁感线的便和其他的边形成一个电路,根据公式计算线框进入到磁场的时间,计算相应的电流,其方向是规定中的方向;当全部进入到磁场时,进行运动时间的计算,电流为0,当线框开始走出磁场时,根据公式计算时间,并且计算电流,此时的方向则是反方向。
根据计算的结果得出相应的图像,所以其正确的答案是C。
四、结束语
电磁感应作为高中物理教学中的重要内容,电势知识内容具有抽象性的特点,学生在学习和解题的过程中存在一定的困难,特别是电磁感应中电势高低的判断。
因此,在实际教学的过程中,教师应当注重学生判断方式的培养,调动学生的积极性和主动性,培养学生的解题能力,掌握正确的判定方式。
在实际判定的过程中,可以将产生电动势的导体作为电流,其余部分作为外电路,构成相应的等效电路,判断电势的高低。
此种方式是一种有效的判定方式,应当确保学生能够掌握和灵活使用。
参考文献
[1]张逸飞电磁感应中电势高低的判定方法[J].数理化解题研究,2016,(31),77。
[2]敖敦胡电磁感应中电势高低的判定方法[J].科技创新导报,2015,(18),250。