电磁感应解题技巧及练习

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物理电磁感应大题解题技巧

物理电磁感应大题解题技巧

物理电磁感应大题解题技巧一、电磁感应大题的特点电磁感应大题啊,那可是物理试卷里的“大怪兽”。

它往往会把电磁感应的基本原理,像什么法拉第电磁感应定律啦,楞次定律啦,和电路知识、力学知识甚至能量知识都搅和在一起。

就好像是把各种食材扔进一个大锅里煮成一锅大杂烩,让你去挑出里面的各种成分。

比如说,它可能会给你一个复杂的线圈在磁场里运动的场景,这个线圈可能还连着电阻啊电容之类的电路元件。

这时候你就得搞清楚,这个线圈运动的时候产生的感应电动势是多少,根据楞次定律判断感应电流的方向,然后再考虑这个电流在电路里会产生什么样的效果,比如产生热量啦,对其他元件有什么作用力啦,整个过程就像在解一个超级复杂的谜题一样。

二、解题的基础步骤1. 搞清楚题目中的物理场景你得仔细看题,看看是哪种类型的电磁感应现象。

是导体棒在磁场里切割磁感线呢,还是线圈在磁场里转动或者是磁场在变化。

比如说,如果是导体棒在磁场里切割磁感线,那你就要确定导体棒的长度、运动速度、磁场的大小和方向这些基本要素。

就像你要去一个地方,得先知道目的地在哪,怎么去一样。

对于线圈在磁场里的情况,要确定线圈的匝数、面积,磁场是匀强磁场还是变化的磁场等。

这些信息就像是你破案的线索,少一个都不行。

2. 运用基本定律法拉第电磁感应定律是必须要用的。

这个定律告诉我们感应电动势的大小和磁通量的变化率有关。

如果是导体棒切割磁感线,那感应电动势E = BLv(B是磁场强度,L是导体棒长度,v是速度),这个公式就像是你的魔法棒,能帮你算出感应电动势这个关键数值。

楞次定律也不能忘。

它就像是一个交通警察,告诉你感应电流的方向。

它的核心就是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。

比如说,如果磁通量在增加,那感应电流产生的磁场方向就要和原来的磁场方向相反;如果磁通量在减少,感应电流产生的磁场方向就要和原来的磁场方向相同。

三、复杂情况的应对1. 结合电路知识当电磁感应和电路结合的时候,你要把感应电动势当成电源的电动势。

物理解析电磁感应和电磁波问题的解题技巧

物理解析电磁感应和电磁波问题的解题技巧

物理解析电磁感应和电磁波问题的解题技巧电磁感应和电磁波是物理学中重要的概念和理论,涵盖了广泛的应用领域。

在解题过程中,掌握一些解题技巧能够提高效率和准确性。

本文将介绍一些物理解析电磁感应和电磁波问题的解题技巧。

一、电磁感应问题的解题技巧1. 理解法拉第电磁感应定律当一个导体在磁场中运动或磁场变化时,会在导体中产生感应电动势。

根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与磁场变化率成正比。

在解题过程中,理解并运用法拉第电磁感应定律是至关重要的。

可以通过列方程、应用电磁感应定律来解决各类电磁感应问题。

2. 使用楞次定律楞次定律指出,感应电流的方向总是使得电流产生的磁场阻碍磁通量的变化。

在解决感应电流的方向问题时,可以运用楞次定律。

例如,当一个导体在磁场中运动时,感应电流产生的磁场会阻碍磁通量的变化。

根据楞次定律,我们可以推断出感应电流的方向。

3. 利用法拉第电磁感应定律解决感应电动势问题在解决感应电动势的问题时,可以运用法拉第电磁感应定律。

根据定律,感应电动势的大小与磁场变化率成正比。

例如,当一个线圈置于磁场中,并以一定速度旋转时,可以应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小。

二、电磁波问题的解题技巧1. 理解电磁波的性质和传播规律电磁波以电场和磁场的相互作用而传播,它们之间呈垂直方向,并以光速传播。

电磁波包括可见光、无线电波、微波等。

在解决电磁波问题时,首先要理解电磁波的性质和传播规律,包括电磁波的频率、波长、传播速度等。

2. 利用电磁波的波长和频率计算其速度电磁波的速度等于其波长乘以频率。

在解决电磁波速度相关的问题时,可以利用这一公式计算。

例如,当给定电磁波的波长和频率时,可以通过将波长和频率相乘来计算电磁波的速度。

3. 运用电磁波的反射和折射规律解决相关问题电磁波在反射和折射时,会遵循反射和折射规律。

运用这些规律可以解决与电磁波的反射和折射相关的问题。

例如,当一个光束从一种介质传播到另一种介质时,可以根据折射定律确定光线的折射角。

高中物理电磁感应问题解析

高中物理电磁感应问题解析

高中物理电磁感应问题解析电磁感应是高中物理中的一个重要内容,也是考试中的热点考点之一。

在解决电磁感应问题时,我们需要掌握一些基本原理和解题技巧。

本文将通过具体题目的举例,来说明电磁感应问题的解析方法和考点,并给出一些解题技巧,以帮助高中学生顺利解决这类问题。

1. 线圈中的感应电动势问题:一个半径为R的圆形线圈,匀速通过一个磁感应强度为B的磁场,线圈的面积为S。

求线圈中感应电动势的大小。

解析:根据电磁感应的基本原理,当一个线圈通过磁场时,线圈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感应强度的变化率成正比。

在这个问题中,磁感应强度不变,所以感应电动势的大小只与线圈的面积有关。

解题技巧:对于线圈中的感应电动势问题,我们只需要关注线圈的面积和磁感应强度的关系。

在计算时,可以将线圈的面积和磁感应强度代入感应电动势的公式中,直接计算出结果。

2. 导体中的感应电流问题:一个导体棒以速度v与一个磁感应强度为B的磁场垂直运动,求导体中感应电流的大小。

解析:当一个导体棒在磁场中运动时,磁场会对导体中的自由电子产生作用力,从而导致电子在导体内部产生漂移,形成感应电流。

根据洛伦兹力的方向,可以确定感应电流的方向。

解题技巧:对于导体中的感应电流问题,需要注意洛伦兹力的方向和感应电流的方向。

当导体棒以速度v与磁场垂直运动时,洛伦兹力的方向与速度和磁场的方向都有关。

可以通过右手定则来确定洛伦兹力的方向,从而确定感应电流的方向。

3. 电磁感应中的能量转化问题:一个半径为r的圆形线圈以角速度ω绕垂直于平面的轴旋转,磁感应强度为B,求线圈中感应电动势的大小。

解析:当一个线圈以角速度ω旋转时,线圈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感应强度的变化率成正比。

在这个问题中,磁感应强度不变,所以感应电动势的大小只与线圈的角速度有关。

解题技巧:对于线圈中的感应电动势问题,我们只需要关注线圈的角速度和磁感应强度的关系。

通用版高中物理电磁学电磁感应题型总结及解题方法

通用版高中物理电磁学电磁感应题型总结及解题方法

(每日一练)通用版高中物理电磁学电磁感应题型总结及解题方法单选题1、如图,两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B,导轨间距最窄处为一狭缝,取狭缝所在处O点为坐标原点,狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为θ,一电容为C的电容器与导轨左端相连,导轨上的金属棒与x轴垂直,在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动,忽略所有电阻,下列说法正确的是()A.通过金属棒的电流为2BCv2tanθB.金属棒到达x0时,电容器极板上的电荷量为BCvx0tanθC.金属棒运动过程中,电容器的上极板带负电D.金属棒运动过程中,外力F做功的功率恒定答案:A解析:C.根据楞次定律可知电容器的上极板应带正电,C错误;A.由题知导体棒匀速切割磁感线,根据几何关系切割长度为L = 2x tanθ,x = vt则产生的感应电动势为E = 2Bv2t tanθ由题图可知电容器直接与电源相连,则电容器的电荷量为Q = CE = 2BCv2t tanθ则流过导体棒的电流= 2BCv2tanθI = ΔQΔtA正确;B.当金属棒到达x0处时,导体棒产生的感应电动势为E′ = 2Bvx0tanθ则电容器的电荷量为Q = CE′ = 2BCvx0tanθB错误;D.由于导体棒做匀速运动则F = F安 = BIL由选项A可知流过导体棒的电流I恒定,但L与t成正比,则F为变力,再根据力做功的功率公式P = Fv可看出F为变力,v不变则功率P随力F变化而变化;D错误;故选A。

小提示:2、如图所示为新一代炊具——电磁炉,无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、高效节能等是电磁炉的优势所在.电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场,当磁场通过含铁质锅底部时,即会产生无数小涡流,使锅体本身自行高速发热,然后再加热锅内食物.下列相关说法中正确的是( )A.锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的B.恒定磁场越强,电磁炉的加热效果越好C.锅体中的涡流是由变化的磁场产生的D.降低磁场变化的频率,可提高电磁炉的加热效果答案:C解析:ABC.电磁炉是利用涡流现象,即交变磁场在金属中产生感应电流,短时间内产生大量的热的原理工作的,所以C正确,AB错错误;D.提高磁场变化的频率,将使得感应电动势变大,从而感应电流变大,产生更好的加热效果,故D错误。

高考物理电磁感应现象压轴题知识点及练习题及答案解析

高考物理电磁感应现象压轴题知识点及练习题及答案解析

高考物理电磁感应现象压轴题知识点及练习题及答案解析一、高中物理解题方法:电磁感应现象的两类情况1.如图所示,在倾角30o θ=的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小相等、方向分别垂直斜面向上和垂直斜面向下的匀强磁场,两磁场宽度均为L 。

一质量为m 、边长为L 的正方形线框距磁场上边界L 处由静止沿斜面下滑,ab 边刚进入上侧磁场时,线框恰好做匀速直线运动。

ab 边进入下侧磁场运动一段时间后也做匀速度直线运动。

重力加速度为g 。

求:(1)线框ab 边刚越过两磁场的分界线ff ′时受到的安培力; (2)线框穿过上侧磁场的过程中产生的热量Q 和所用的时间t 。

【答案】(1)安培力大小2mg ,方向沿斜面向上(2)4732mgL Q = 72Lt g= 【解析】 【详解】(1)线框开始时沿斜面做匀加速运动,根据机械能守恒有21sin 302mgL mv ︒=, 则线框进入磁场时的速度2sin30v g L gL =︒=线框ab 边进入磁场时产生的电动势E =BLv 线框中电流E I R=ab 边受到的安培力22B L vF BIL R== 线框匀速进入磁场,则有22sin 30B L vmg R︒= ab 边刚越过ff '时,cd 也同时越过了ee ',则线框上产生的电动势E '=2BLv线框所受的安培力变为22422B L vF BI L mg R==''=方向沿斜面向上(2)设线框再次做匀速运动时速度为v ',则224sin 30B L v mg R︒='解得4v v ='=根据能量守恒定律有2211sin 30222mg L mv mv Q ︒'⨯+=+解得4732mgLQ =线框ab 边在上侧磁扬中运动的过程所用的时间1L t v=设线框ab 通过ff '后开始做匀速时到gg '的距离为0x ,由动量定理可知:22sin 302mg t BLIt mv mv ︒-='-其中()022BL L x I t R-=联立以上两式解得()02432L x v t vg-=-线框ab 在下侧磁场匀速运动的过程中,有0034x x t v v='=所以线框穿过上侧磁场所用的总时间为123t t t t =++=2.如图所示,CDE 和MNP 为两根足够长且弯折的平行金属导轨,CD 、MN 部分与水平面平行,DE 和NP 与水平面成30°,间距L =1m ,CDNM 面上有垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小B 1=1T ,DEPN 面上有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小B 2=2T 。

电磁感应中的电路、电荷量及图像问题(10大题型)(教师版)24-25学年高二物理同步(人教版选修二)

电磁感应中的电路、电荷量及图像问题(10大题型)(教师版)24-25学年高二物理同步(人教版选修二)

专项训练:电磁感应中的电路、电荷量及图像问题知识点1 电磁感应中的电路问题1、解题思路(1)确定电源:对于动生电动势,切割磁感线的部分导体相当于电源;对于感生电动势,放在磁场中的部分相当于电源,利用sin E Blv θ=、E nt∆Φ=∆求感应电动势的大小。

利用右手定则或楞次定律结合安培定则判断感应电流的方向。

(2)分析电路结构:分析内、外电路及外电路的串、并联关系,画出等效电路图。

(3)应用欧姆定律及串、并联电路的基本规律等列式求解。

【注】对于含电容器电路,知道电容器在电路中充、放电的原理,在稳定电路中相当于断路,可以通过对电路的分析,计算电容器两极板间的电压和充、放电的电荷量。

2、常用公式知识点2 感应电荷量的三种求解方法(1)穿过闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中就会产生感应电流,设在时间t ∆内通过导体横截面的电荷量为q ,则根据电流的定义式q I t =∆及法拉第电磁感应定律E n t ∆Φ=∆,得E n q I t t t n RR t R ∆Φ∆Φ=⋅∆=⋅∆=⋅∆=∆。

其中,n 为线圈的匝数,∆Φ为磁通量的变化量,R 为闭合回路的总电阻。

(2)导体棒做切割磁感线运动而产生感应电流时,通过导体的电荷量q 满足关系式:安培力的冲量I Bil t Blq =∆=安,根据动量定理得I I m v +=∆安其他,即0Blq I mv mv +=-其他。

【注】I Blq =安只适用于B 和l 的乘积保持不变的情况。

(3)用数学方法求感应电荷量,()q q i t =∆=∆∑∑。

即在i-t 图像中图线与横轴所围图形的面积在数值上等于感应电荷量。

知识点3 电磁感应中的图像问题1、考查类型电磁感应中的图像问题是高考的热点。

一般有①随时间变化的B-t 、E-t 、Φ-t 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,还常涉及随导体位移变化的E-x 、I-x 图像。

题型:①一般是由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像,比如线框穿过有界磁场时的图像问题;②或由给定的图像分析电磁感应过程,求解相应的物理量,比如由线框内磁场的 B-t 图像选择E-t 、i-t 、F-t 图像。

高中物理电磁感应现象题如何应对

高中物理电磁感应现象题如何应对

高中物理电磁感应现象题如何应对电磁感应是高中物理中的一个重要概念,也是考试中常见的考点。

掌握电磁感应现象的规律和解题技巧,对于学生来说至关重要。

本文将从电磁感应现象的基本原理、解题思路和常见题型三个方面,为高中学生和家长们提供一些应对电磁感应题的方法和技巧。

一、电磁感应的基本原理电磁感应是指导体中的磁通量发生变化时,产生感应电动势和感应电流的现象。

根据法拉第电磁感应定律,当导体中的磁通量发生变化时,导体两端会产生感应电动势,从而驱动电子在导体内部运动形成感应电流。

二、解题思路在解决电磁感应题目时,我们可以采用以下思路:1. 理解题目要求:仔细阅读题目,明确题目要求和给定条件。

例如,题目可能要求求解感应电动势、感应电流的大小,或者要求判断导体的运动方向等。

2. 应用电磁感应规律:根据电磁感应的基本原理,应用法拉第电磁感应定律和楞次定律,分析题目中的磁场变化、导体运动等情况,确定感应电动势和感应电流的产生原因和方向。

3. 利用电磁感应公式:根据题目给出的条件和已知量,结合电磁感应公式,进行计算和推导。

常见的电磁感应公式有:- 感应电动势公式:ε = -NΔφ/Δt,其中ε为感应电动势,N为线圈匝数,Δφ为磁通量的变化量,Δt为时间的变化量。

- 感应电流公式:I = ε/R,其中I为感应电流,ε为感应电动势,R为电阻。

4. 考虑磁场和导体的运动关系:在一些题目中,导体可能以不同的速度或者不同的方向运动,这时需要结合导体的运动情况,考虑磁场和导体的相对运动关系,进一步分析感应电动势和感应电流的变化。

三、常见题型及解题技巧1. 求解感应电动势和感应电流的大小这类题目要求根据给定的条件,求解感应电动势和感应电流的大小。

解题时,可以按照以下步骤进行:(1)明确题目要求和给定条件。

(2)根据电磁感应的基本原理,应用电磁感应公式进行计算。

注意单位的转换和计算的精度。

(3)考虑导体的运动情况,如导体的移动速度、方向等,进一步分析感应电动势和感应电流的变化。

高中物理电磁感应电动势问题的解题技巧

高中物理电磁感应电动势问题的解题技巧

高中物理电磁感应电动势问题的解题技巧在高中物理学习中,电磁感应是一个重要的概念,也是考试中常见的题型之一。

本文将介绍一些解决电磁感应电动势问题的技巧,帮助学生更好地理解和应用这一知识点。

一、电磁感应基础知识回顾在解决电磁感应问题之前,我们先来回顾一下电磁感应的基础知识。

电磁感应的核心概念是法拉第电磁感应定律,即磁场变化会在闭合线圈中产生感应电动势。

其数学表达式为:ε = -ΔΦ/Δt其中,ε表示感应电动势,ΔΦ表示磁通量的变化量,Δt表示时间的变化量。

二、电磁感应电动势问题解题技巧1. 确定题目类型在解决电磁感应电动势问题之前,首先要明确题目的类型。

常见的题型有:导体在磁场中运动时的感应电动势问题、线圈中的感应电动势问题、变压器的问题等。

根据题目的具体要求,选择合适的解题方法。

2. 确定参考系和方向在解决电磁感应问题时,确定参考系和方向非常重要。

通常情况下,我们选择磁场方向作为参考系,并遵循右手定则确定感应电动势的方向。

例如,当导体以一定速度进入磁场时,感应电动势的方向与导体运动方向垂直,并遵循右手定则确定。

3. 利用数学工具解题在解决电磁感应问题时,可以运用一些数学工具来简化计算。

例如,对于一些简单的几何形状,可以利用几何关系求解磁通量的变化量。

对于复杂的线圈结构,可以利用安培环路定理和法拉第电磁感应定律进行推导和计算。

4. 考虑电路中的电阻和电感在一些复杂的电磁感应问题中,电路中可能存在电阻和电感等元件。

在解决这类问题时,需要考虑电路中的电阻和电感对感应电动势的影响。

可以利用欧姆定律和电感的基本关系式来计算电流和电感的变化。

5. 举一反三,应用到其他问题中通过解决电磁感应电动势问题,我们可以培养学生的举一反三的能力,将解题技巧应用到其他问题中。

例如,在解决线圈中的感应电动势问题时,可以进一步考虑磁通量的变化速率和线圈的匝数等因素,拓展问题的解决思路。

三、总结电磁感应是高中物理学习中的一个重要概念,也是考试中常见的题型之一。

电磁感应计算问题的解题技巧

电磁感应计算问题的解题技巧

电磁感应计算问题的解题技巧电磁感应是物理学中一个重要的概念,涉及到许多与电磁场相互作用的现象和计算问题。

解决这些问题需要掌握一些解题技巧,本文将介绍一些常用的方法和策略。

首先,我们来讨论电磁感应现象的基本原理。

电磁感应的基本原理是根据法拉第电磁感应定律,即当导体中的磁通量发生变化时,导体内就会产生感应电动势。

磁通量是指磁场穿过一定面积的量度,单位是韦伯(Wb)。

根据这个定律,我们可以通过计算磁通量的变化来求解电磁感应计算问题。

在解决电磁感应计算问题时,我们需要注意以下几个方面:1. 磁通量的计算:磁通量的计算可以通过磁场的大小和磁场线与某个面积垂直的部分的关系得到。

根据不同情况,可以使用不同的公式来计算。

2. 导体中的感应电动势:当导体中的磁通量发生变化时,会在导体中产生感应电动势。

根据电磁感应定律,感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。

因此,可以通过求解感应电动势的大小来解决相关问题。

3. 应用电磁感应定律:电磁感应定律可以应用于一系列问题,如求解线圈中的感应电动势、电能转换效率等。

在解决这些问题时,我们需要注意利用正确的公式和适当的物理量。

4. 自感现象的计算:自感是指通过自身变化的磁场对自身产生的电动势。

计算自感电动势时,可以根据线圈的形状和特性来运用恰当的公式。

5. 确定方向:在解决问题时,需要确定感应电动势的方向,以及可能由此产生的电流的方向。

这可以通过应用右手法则或Lenz定律来确定。

确保方向的准确性对于正确解决问题至关重要。

通过掌握以上解题技巧,我们可以更加顺利地解决各种电磁感应计算问题。

以下几个经典的例子将帮助我们进一步理解这些技巧的应用。

例子一:一个导线长度为L,导线以速度v进入磁感应强度为B的磁场中。

求感应电动势的大小。

解:根据电磁感应定律,感应电动势的大小可由下式给出:ε = B * v * L例子二:一根导线以角速度ω在均匀磁场B中旋转,如果导线的长度为L,求在导线两个端点之间的感应电动势。

高考物理如何解答常见的电磁感应题目

高考物理如何解答常见的电磁感应题目

高考物理如何解答常见的电磁感应题目电磁感应是物理学中的重要概念,也是高考物理考试中常常出现的考点。

在解答电磁感应题目时,我们需要掌握相关的理论知识,并且灵活运用这些知识来分析和解决问题。

本文将从电磁感应的基本原理、常见题型及解题思路几个方面来介绍高考物理中常见的电磁感应题目的解答方法。

一、电磁感应的基本原理电磁感应是指导体中的磁通量发生变化时,会在导体中产生感应电动势,从而引起电流的现象。

此现象基于法拉第电磁感应定律和楞次定律两个基本定律。

法拉第电磁感应定律描述了导体中的感应电动势与磁通量变化率之间的关系。

根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小等于磁通量的变化率。

(ε = -dΦ/dt)楞次定律是另一个关键原理,它规定了感应电流的方向。

根据楞次定律,感应电流的方向总是尽可能地阻碍变化磁场的产生。

基于以上两个原理,我们可以通过解答电磁感应题目来进一步理解和应用这些原理。

二、常见电磁感应题型及解题思路1. 导线在磁场中运动题型这类题目要求我们分析导线在磁场中运动时产生的感应电动势和感应电流的变化。

通常可以采用三个步骤来解答这类题目:步骤一:确定符号及参考方向在解答这类题目时,首先要确定所给导线上的正、负方向,并选择一个参考方向,通常选取导线正方向和磁场垂直时的感应电动势方向为正方向。

步骤二:计算磁通量的变化率根据题目给出的导线运动方式,计算磁通量的变化率,即dΦ/dt。

步骤三:计算感应电动势和感应电流利用法拉第电磁感应定律,计算感应电动势的大小,并利用楞次定律确定感应电流的方向。

对于这类题目,我们要注意导线是否存在支架、连接导线的电阻大小等因素对感应电流的影响。

2. 磁通量变化题型这类题目要求我们分析磁通量的变化引起的感应电动势和感应电流变化。

一般可采用以下方法解答:方法一: 利用法拉第电磁感应定律根据题目给出的磁通量变化率,利用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小。

方法二: 利用楞次定律根据楞次定律,磁通量的增大会导致感应电流的方向,而磁通量的减少会产生与之相反的感应电流方向。

通用版高中物理电磁学电磁感应解题技巧总结

通用版高中物理电磁学电磁感应解题技巧总结

(每日一练)通用版高中物理电磁学电磁感应解题技巧总结单选题1、如图,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管b 与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。

若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列表述正确的是()A.线圈a中将产生沿顺时针方向(俯视)的感应电流B.线圈a对水平桌面的压力F不变C.穿过线圈a的磁通量减小D.线圈a有收缩的趋势答案:D解析:AC.当滑动触头P向下移动时电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流增大,则b产生的磁场增大,根据安培定则可知磁场的方向向下,从而判断出穿过线圈a的磁通量向下增加,根据楞次定律可以判断出线圈a中感应电流方向俯视应为逆时针,故AC错误;B.开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力,当滑动触头向下滑动时,穿过线圈a的磁通量增加,故只有线圈面积减少或远离线圈b时才能阻碍磁通量的增加,故线圈a有远离b的趋势,故线圈a对水平桌面的压力将增大,B错误;D.当滑动触头P向下移动时电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流增大,则b产生的磁场增大,根据安培定则可知磁场的方向向下,从而判断出穿过线圈a的磁通量向下增加,根据楞次定律的推广:“感应电流产生的效果总是阻碍引起感应电流的原因”,因为滑动触头向下滑动导致穿过线圈a的磁通量增加,故只有线圈面积减少或远离线圈b时才能阻碍磁通量的增加,故线圈a应有收缩的趋势,D正确。

故选D。

2、图甲为100匝面积为100cm2的圆形金属线圈处于匀强磁场中,磁场方向垂直线框平面,t= 0时刻磁场方向如图甲所示,磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示,线框电阻为5Ω。

下列说法正确的是()A.0 ~ 2s内,线圈中感应电动势为0.04VB.第3s内,线框中感应电流为0.8AC.第5s内,线框中感应电流方向沿逆时针方向D.0 ~ 2s内和3s ~ 5s内,通过线框某横截面的电荷量之比为1:2答案:D解析:A.0 ~ 2s内,根据法拉第电磁感应定律有E=nΔΦΔt =nSΔBΔt,n= 100代入数据有E= 4VA错误;B.第3s内指的是2 ~ 3s,由题图可看出在该段时间内,线圈的磁通量不变,则在此段时间内线圈的感应电流为0,B错误;C.第5s内指的是4 ~ 5s,由题图可看出在该段时间内,磁场的方向垂直纸面向外且在增大,根据楞次定律可知,线框中感应电流方向沿顺时针方向,C错误;D.3 ~ 5s内,根据法拉第电磁感应定律有E′=nΔΦΔt =nSΔBΔt,n= 100代入数据有E′ = 8V由于电荷量q=It则有q=ER t=85C,q′ =E′Rt′ =165C则q:q′ = 1:2D正确。

高考物理中电磁感应的考点和解题技巧有哪些

高考物理中电磁感应的考点和解题技巧有哪些

高考物理中电磁感应的考点和解题技巧有哪些在高考物理中,电磁感应是一个重要且具有一定难度的考点。

理解和掌握电磁感应的相关知识,以及熟练运用解题技巧,对于在高考中取得优异成绩至关重要。

一、电磁感应的考点1、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是电磁感应的核心内容之一。

其表达式为:$E = n\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}$,其中$E$ 表示感应电动势,$n$ 为线圈匝数,$\Delta \Phi$ 表示磁通量的变化量,$\Delta t$ 表示变化所用的时间。

这个考点通常会要求我们计算感应电动势的大小,或者根据给定的条件判断感应电动势的变化情况。

2、楞次定律楞次定律用于判断感应电流的方向。

其核心思想是:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

这一定律在解决电磁感应中的电流方向问题时经常用到,需要我们能够准确理解并运用“阻碍”这一概念。

3、电磁感应中的电路问题当导体在磁场中做切割磁感线运动或者磁通量发生变化时,会产生感应电动势,从而形成闭合回路中的电流。

在这类问题中,我们需要根据电路的基本规律,如欧姆定律、串并联电路的特点等,来计算电路中的电流、电压、电阻等物理量。

4、电磁感应中的能量转化问题电磁感应现象中,机械能与电能相互转化。

例如,导体棒在磁场中运动时,克服安培力做功,将机械能转化为电能;而电流通过电阻时,电能又转化为内能。

在解题时,需要运用能量守恒定律来分析能量的转化和守恒关系。

5、电磁感应与力学的综合问题这类问题通常将电磁感应现象与力学中的牛顿运动定律、功和能等知识结合起来。

例如,导体棒在磁场中受到安培力的作用,其运动情况会受到影响,我们需要综合运用电磁学和力学的知识来求解。

6、电磁感应中的图像问题包括磁感应强度$B$、磁通量$\Phi$、感应电动势$E$、感应电流$I$ 等随时间或位移变化的图像。

要求我们能够根据给定的物理过程,准确地画出相应的图像,或者从给定的图像中获取有用的信息,分析物理过程。

电磁感应与能量问题解题技巧与策略

电磁感应与能量问题解题技巧与策略

电磁感应与能量问题解题技巧与策略
1电磁感应过程往往涉及多种能量的转化
电磁感应过程总是伴随着能量的转化。

回路中产生感应电流的过程要克服安培力做功,这是机械能及其他形式的能量转化为电能的过程;感应电流通过电阻或用电器,再将电能转化为内能或其他形式的能量。

2求解思路
(1)若回路中电流恒定,可以利用电路结构
及W=UIt或Q=I2Rt直接进行计算。

(2)若电流变化,则:①利用安培力做的功求解:电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功;②利用能量守恒求解:若只有电能与机械能的转化,则机械能的减少量等于产生的电能。

3电磁感应中能量转化问题的分析技巧
(1)电磁感应过程往往涉及多种能量的转化。

①如图中金属棒ab沿导轨由静止下滑时,重力势能减少,一部分用来克服安培力做功,转化为感应电流的电能,最终在R上转化为焦耳热,另一部分转化为金属棒的动能。

②若导轨足够长,棒最终达到稳定状态做匀速运动,之后重力势能的减小则完全用来克服安培力做功,转化为感应电流的电能。

(2)安培力做功和电能变化的特定对应关系。

①“外力”克服安培力做多少功,就有多少其他形式的能转化为电能。

②安培力做功的过程,是电能转化为其他形式的能的过程,安培力做多少功就有多少电能转化为其他形式的能。

(3)解决此类问题的步骤。

①用法拉第电磁感应定律和楞次定律(包括右手定则)确定感应电动势的大小和方向。

②画出等效电路图,写出回路中电阻消耗的电功率的表达式。

③分析导体机械能的变化,用能量守恒关系得到机械功率的改变
与回路中电功率的改变所满足的方程,联立求解。

高中物理电磁感应现象压轴难题知识点及练习题及答案

高中物理电磁感应现象压轴难题知识点及练习题及答案

高中物理电磁感应现象压轴难题知识点及练习题及答案一、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()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.如图所示,足够长且电阻忽略不计的两平行金属导轨固定在倾角为α=30°绝缘斜面上,导轨间距为l =0.5m 。

电磁感应解题技巧及练习

电磁感应解题技巧及练习

电磁感应专题复习(重要)基础回顾(一)法拉弟电磁感应定律1、内容: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E=nΔΦ/Δt(普适公式)当导体切割磁感线运动时,其感应电动势计算公式为E=BLVsinα2、E=nΔΦ/Δt与E=BLVsinα的选用①E=nΔΦ/Δt计算的是Δt时间内的平均电动势,一般有两种特殊求法ΔΦ/Δt=BΔS/Δt即B不变ΔΦ/Δt=SΔB/Δt即S不变② E=BLVsinα可计算平均动势,也可计算瞬时电动势。

③直导线在磁场中转动时,导体上各点速度不一样,可用V平=ω(R1+R2)/2代入也可用E=nΔΦ/Δt 间接求得出 E=BL2ω/2(L为导体长度,ω为角速度。

)(二)电磁感应的综合问题一般思路:先电后力即:先作“源”的分析--------找出电路中由电磁感应所产生的电源,求出电源参数E和r。

再进行“路”的分析-------分析电路结构,弄清串、并联关系,求出相应部分的电流大小,以便安培力的求解。

然后进行“力”的分析--------要分析力学研究对象(如金属杆、导体线圈等)的受力情况尤其注意其所受的安培力。

按着进行“运动”状态的分析---------根据力和运动的关系,判断出正确的运动模型。

最后是“能量”的分析-------寻找电磁感应过程和力学研究对象的运动过程中能量转化和守恒的关系。

【常见题型分析】题型一楞次定律、右手定则的简单应用例题(2006、广东)如图所示,用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为L0 、下弧长为d0的金属线框的中点连接并悬挂于o点,悬点正下方存在一个弧长为2 L0、下弧长为2 d0、方向垂直纸面向里的匀强磁场,且d0 远小于L先将线框拉开到图示位置,松手后让线框进入磁场,忽略空气阻力和摩擦,下列说法中正确的是A、金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→B、金属线框离开磁场时感应电流的方向a→d→c→b→C、金属线框d c边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等D、金属线框最终将在磁场内做简谐运动。

物理高中物理电磁感应解题技巧一次性掌握

物理高中物理电磁感应解题技巧一次性掌握

物理高中物理电磁感应解题技巧一次性掌握物理电磁感应解题技巧一次性掌握电磁感应是高中物理中的一个重要内容,涉及到许多题型和解题技巧。

在本文中,我们将介绍一些高中物理电磁感应解题的技巧,帮助你一次性掌握这一难题。

一、理解电磁感应的基本概念在开始解题之前,我们首先要理解电磁感应的基本概念。

电磁感应是指导体在磁场中或磁场变化时产生感应电流的现象。

根据法拉第电磁感应定律,当导体与磁场垂直时,通过导体的感应电流大小与磁场强度变化率成正比;当导体与磁场平行时,感应电流大小与导体移动速度成正比。

二、掌握电磁感应的常见题型在解题过程中,我们需要掌握一些常见的电磁感应题型。

其中包括:1. 线圈在磁场中感应电动势的计算:根据法拉第电磁感应定律,我们可以通过计算线圈中的感应电动势来解决这类问题。

根据线圈的形状和磁场的特点,可以选择使用不同的计算公式。

2. 电磁感应中的楞次定律:楞次定律是电磁感应中的一个基本定律,它说明了感应电流的方向。

在应用楞次定律解决问题时,我们需要根据导体的运动方向、磁场的变化情况来确定感应电流的方向。

3. 电磁感应中的能量转化:电磁感应不仅可以产生感应电流,还可以将其他形式的能量转化为电能。

在这类问题中,我们需要根据能量守恒定律和电磁感应的原理来进行计算。

三、运用戴维南-洛伦兹定律解决问题戴维南-洛伦兹定律是在电磁感应问题中常用的定律之一,它描述了导体中感应电流与磁场和力的关系。

在解决一些复杂的电磁感应问题时,我们可以使用戴维南-洛伦兹定律来得到更精确的解答。

四、注意电磁感应问题中的常见误区在解决电磁感应问题时,我们需要注意一些常见的误区。

其中包括:1. 忽略导体的形状和尺寸:导体的形状和尺寸对于电磁感应的结果有很大的影响。

在解答问题时,我们不能忽视导体的几何特征,需要根据导体的实际情况进行计算。

2. 忽略磁场的变化:磁场的变化是产生电磁感应的关键因素之一。

在解答问题时,我们不能忽略磁场的变化情况,需要根据磁场的特点进行分析。

高中物理电磁感应现象习题知识归纳总结及答案解析

高中物理电磁感应现象习题知识归纳总结及答案解析

高中物理电磁感应现象习题知识归纳总结及答案解析一、高中物理解题方法:电磁感应现象的两类情况1.如图所示,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。

垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为B ,磁场上下边缘的高度为L ,上边界距离滑轮足够远,线圈ab 边距离磁场下边界的距离也为L 。

现将物块由静止释放,已知线圈cd 边出磁场前线圈已经做匀速直线运动,不计空气阻力,重力加速度为g ,求:(1)线圈刚进入磁场时ab 两点的电势差大小 (2)线圈通过磁场的过程中产生的热量【答案】(1)3245ab U BL gL =;(2)32244532m g R Q mgL B L =-【解析】 【详解】(1)从开始运动到ab 边刚进入磁场,根据机械能守恒定律可得214sin 30(4)2mgL mgL m m v =++,25v gL =应电动势E BLv =,此时ab 边相当于是电源,感应电流的方向为badcb ,a 为正极,b 为负极,所以ab 的电势差等于电路的路端电压,可得332445ab U E gL == (2)线圈cd 边出磁场前线圈已经做匀速直线运动,所以线圈和物块均合外力为0,可得绳子的拉力为2mg ,线圈受的安培力为mg ,所以线圈匀速的速度满足22mB L v mg R=,从ab 边刚进入磁场到cd 边刚离开磁场,根据能量守恒定律可知2143sin 3(4)2m mg L mgL m m v Q θ=+++,32244532m g R Q mgL B L =-2.如图,POQ 是折成60°角的固定于竖直平面内的光滑金属导轨,导轨关于竖直轴线对称,OP =OQ =L .整个装置处在垂直导轨平面向里的足够大的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律为B =B 0-kt (其中k 为大于0的常数).一质量为m 、长为L 、电阻为R 、粗细均匀的导体棒锁定于OP 、OQ 的中点a 、b 位置.当磁感应强度变为12B 0后保持不变,同时将导体棒解除锁定,导体棒向下运动,离开导轨时的速度为v .导体棒与导轨始终保持良好接触,导轨电阻不计,重力加速度为g .求导体棒: (1)解除锁定前回路中电流的大小及方向; (2)滑到导轨末端时的加速度大小; (3)运动过程中产生的焦耳热.【答案】⑴23kL ,顺时针方向或b→a ;⑵g -2204B L v mR ;⑶【解析】 【分析】 【详解】⑴导体棒被锁定前,闭合回路的面积不变,B t∆∆=k 由法拉第电磁感应定律知:E =t Φ∆∆=B S t ∆∆=23kL 由闭合电路欧姆定律知:I =E R 总=23kL由楞次定律知,感应电流的方向:顺时针方向或b→a ⑵导体棒刚离开导轨时受力如图所示根据法拉第电磁感应定律有:E =012B Lv 根据闭合电路欧姆定律知:I =E R根据安培力公式有:F =012ILB 解得:F =012ILB 由牛顿第二定律知:mg -F =ma解得:a =g -2204B L vR⑶由能量守恒知:mgh =212mv +Q 由几何关系有:h =3L 解得:Q =34mgL -212mv3.如图所示,MN 、PQ 为足够长的平行金属导轨.间距L=0.50m ,导轨平面与水平面间夹角θ=37°,N 、Q 间连接一个电阻R=5.0Ω,匀强磁场垂直于导轨平面向上,磁感应强度B=1.0T .将一根质量m=0.05kg 的金属棒放在导轨的ab 位置,金属棒及导轨的电阻不计.现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直,且与导轨接触良好.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数0.50μ=,当金属棒滑至cd 处时,其速度大小开始保持不变,位置cd 与ab 之间的距离 2.0m s =.已知210m/s g =, sin370.60︒=,cos370.80︒=.求:(1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小; (2)金属棒达到cd 处的速度大小;(3)金属棒由位置ab 运动到cd 的过程中,电阻R 产生的热量. 【答案】(1)22.0/a m s = (2) 2.0/v m s = (3)0.10Q J = 【解析】 【分析】根据牛顿第二定律求加速度,根据平衡条件求金属棒速度大小,由能量守恒求电阻R 上产生的热量; 【详解】(1)设金属杆的加速度大小a ,则sin cos mg mg ma θμθ-= 解得22.0m/s a =(2)设金属棒达到cd 位置时速度大小为V ,电流为I ,金属棒受力平衡,有sin cos mg BIL mg θμθ=+BLvI R=解得: 2.0m/s V =.(3)设金属棒从ab 运动到cd 的过程中,电阻R 上产生的热量为Q ,由能量守恒,有21sin cos 2mgs mv mgs Q θμθ⋅=+⋅+ 解得:0.10J Q =4.如图(a)所示,平行长直金属导轨水平放置,间距L =0.4 m .导轨右端接有阻值R =1 Ω的电阻,导体棒垂直放置在导轨上,且接触良好.导体棒及导轨的电阻均不计,导轨间正方形区域abcd 内有方向竖直向下的匀强磁场,bd 连线与导轨垂直,长度也为L .从0时刻开始,磁感应强度B 的大小随时间t 变化,规律如图(b)所示;同一时刻,棒从导轨左端开始向右匀速运动,1 s 后刚好进入磁场.若使棒在导轨上始终以速度v =1 m/s 做直线运动,求:(1)棒进入磁场前,回路中的电动势E 大小;(2)棒在运动过程中受到的最大安培力F ,以及棒通过三角形abd 区域时电流I 与时间t 的关系式.【答案】(1)0.04 V ; (2)0.04 N , I =22Bv tR;【解析】 【分析】 【详解】⑴在棒进入磁场前,由于正方形区域abcd 内磁场磁感应强度B 的变化,使回路中产生感应电动势和感应电流,根据法拉第电磁感应定律可知,在棒进入磁场前回路中的电动势为E ==0.04V⑵当棒进入磁场时,磁场磁感应强度B =0.5T 恒定不变,此时由于导体棒做切割磁感线运动,使回路中产生感应电动势和感应电流,根据法拉第电磁感应定律可知,回路中的电动势为:e =Blv ,当棒与bd 重合时,切割有效长度l =L ,达到最大,即感应电动势也达到最大e m =BLv =0.2V >E =0.04V根据闭合电路欧姆定律可知,回路中的感应电流最大为:i m ==0.2A根据安培力大小计算公式可知,棒在运动过程中受到的最大安培力为:F m =i m LB =0.04N 在棒通过三角形abd 区域时,切割有效长度l =2v (t -1)(其中,1s≤t≤+1s ) 综合上述分析可知,回路中的感应电流为:i ==(其中,1s≤t≤+1s )即:i =t -1(其中,1s≤t≤1.2s ) 【点睛】注意区分感生电动势与动生电动势的不同计算方法,充分理解B-t 图象的含义.5.如图所示,“<”型光滑长轨道固定在水平面内,电阻不计.轨道中间存在垂直水平面向下的匀强磁场,磁感应强度B .一根质量m 、单位长度电阻R 0的金属杆,与轨道成45°位置放置在轨道上,从静止起在水平拉力作用下从轨道的左端O 点出发,向右做加速度大小为a 的匀加速直线运动,经过位移L .求: (1)金属杆前进L 过程中的平均感应电动势.(2)已知金属杆前进L 过程中水平拉力做功W .若改变水平拉力的大小,以4a 大小的加速度重复上述前进L 的过程,水平拉力做功多少?(3)若改用水平恒力F 由静止起从轨道的左端O 点拉动金属杆,到金属杆速度达到最大值v m 时产生热量.(F 与v m 为已知量)(4)试分析(3)问中,当金属杆速度达到最大后,是维持最大速度匀速直线运动还是做减速运动?【答案】(1)22aBL LW +2maL (3)2202122-m m F R mv B v (4)当金属杆速度达到最大后,将做减速运动 【解析】 【详解】(1)由位移﹣速度公式得2aL =v 2﹣0所以前进L 时的速度为v 2aL前进L 过程需时t =2=vaLa 由法拉第电磁感应定律有:tE ∆Φ=∆ =212222B L LB S a BL t L aL ⨯⨯⨯∆==∆(2)以加速度a 前进L 过程,合外力做功W +W 安=maL所以W 安=maL ﹣W以加速度4a 前进L 时速度为'=v =2v合外力做功W F ′+W 安′=4maL由22A B L vF BIL R==可知,位移相同时:F A ′=2F A则前进L 过程W 安′=2W 安所以W F ′=4maL ﹣2W 安=2W +2maL(3)设金属杆在水平恒力作用下前进d 时F A =F ,达到最大速度,由几何关系可知,接入电路的杆的有效长度为2d ,则220(2)2⨯===⨯mA B d v F BIl F R d所以d=22mFR B v 由动能定理有212-=m Fd Q mv 所以:Q =Fd ﹣222021122=2-m m m F R mv mv B v (4)根据安培力表达式,假设维持匀速,速度不变而位移增大,安培力增大,则加速度一定会为负值,与匀速运动的假设矛盾,所以做减速运动。

高中物理之电磁感应解题技巧及相应例题

高中物理之电磁感应解题技巧及相应例题

逐渐增加时,则cd中电流的方向( )
A.无电流产生
B.由d向C C.由C向d D.B、C两情况都有可能
· ·×·×·×·· · · · × ×·×··
解析:
①判断线框所在位置的磁场(原磁场)方向:垂直纸面向外
②判断原磁场磁通量的变化:变大
③判断线框内部感应电流磁场的方向:垂直纸面外里
④由安培定则判断感应电流的方向:由d向C
电磁感应现象
产生感应电流的条件
感应电动 磁通量 感应电流(电
势的大小
动势)的方向
E n
t
BS cos 楞次定律
E Blv sin
应用
右手定则
1
1.磁通量:
1)定义:磁感应强度B与垂直磁场的回路 面积S的乘积.公式为Φ=BS
注意:如果面积S与B不垂直, 如图所示,则应以B乘以在垂 直磁场方向上的投影面积S', 即Φ=BS'=BSsinα
36
楞次定律练习
I
37
例与练
9、如图所示,导线框abcd与导线AB在同一
平面内,直导线中通有恒定电流I,当线框由左向右匀速通
过直导线过程中,线框中感应电流的方向是 A.先abcda,再dcbad,后abcda
D
B.先abcda,再dcbad
C.始终是dcbad D.先dcbad,再abcda,后dcbad
22
一、电磁感应与电路规律的综合
• 问题的处理思路 • 1、确定电源:产生感应电动势的那部分导体
或电路就相当于电源,它的感应电动势就 是此电源的电动势,它的电阻就是此电源 的内电阻。根据法拉第电磁感应定律求出 感应电动势,利用楞次定律确定其正负极. • 2、分析电路结构,画等效电路图. • 3、利用电路规律求解,主要有欧姆定律,串 并联规律等.

物理中电磁感应题解题技巧与重要知识点

物理中电磁感应题解题技巧与重要知识点

物理中电磁感应题解题技巧与重要知识点在物理学中,电磁感应是一个非常重要的概念,也是学生们在学习物理过程中常常遇到的难题之一。

本文将为大家介绍一些解题技巧和重要知识点,帮助大家更好地应对电磁感应的题目。

一、电磁感应的基本原理电磁感应是指磁场变化导致电场的产生,或者电场变化导致磁场的产生。

根据法拉第电磁感应定律,当磁通量发生变化时,通过电路的感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。

这一定律在解决电磁感应问题时起着重要作用。

二、电磁感应的解题技巧1. 理清思路:在解决电磁感应问题时,首先要理清思路,明确问题的关键点,对于给定的场景,可以画出示意图,并标注所给的数据和未知量。

2. 使用麦克斯韦—安培定律:根据麦克斯韦—安培定律,电流的变化引起的磁场变化,进而产生感应电动势。

在解题过程中,可以根据该定律来判断电场和磁场的方向。

3. 应用法拉第电磁感应定律:根据法拉第电磁感应定律,可以计算感应电动势的大小。

在解题过程中,可以根据题目给出的条件计算磁通量的变化率,并将其带入公式进行计算。

4. 利用楞次定律:楞次定律是用来判断感应电动势的方向,根据该定律,感应电动势的方向总是使得电流的方向抵抗磁通量的变化。

因此,在解决电磁感应问题时,可以利用楞次定律来判断电流的方向或者感应电动势的方向。

三、电磁感应的重要知识点1. 磁感应强度:磁感应强度是一个重要的物理量,通常用符号B表示。

磁感应强度的单位是特斯拉(T)。

2. 磁通量:磁通量是指磁场通过某一平面的总磁力线数目,通常用符号Φ表示。

磁通量的单位是韦伯(Wb),1韦伯等于1特斯拉乘以1平方米。

3. 磁通量的变化率:磁通量的变化率对电磁感应现象产生影响。

磁通量的变化率越大,感应电动势也就越大。

4. 楞次定律:楞次定律是描述感应电动势方向的定律。

根据楞次定律,感应电动势的方向总是使得电流的方向抵抗磁通量的变化。

5. 自感和互感:自感是指一个线圈的自身产生感应电动势的现象,互感是指两个或多个线圈相对产生感应电动势的现象。

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基础回顾(一)法拉弟电磁感应定律1、内容: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 E =n ΔΦ/Δt (普适公式)当导体切割磁感线运动时,其感应电动势计算公式为E =BLVsin α 2、E =n ΔΦ/Δt 与E =BLVsin α的选用①E =n ΔΦ/Δt 计算的是Δt 时间内的平均电动势,一般有两种特殊求法 ΔΦ/Δt=B ΔS/Δt 即B 不变 ΔΦ/Δt=S ΔB/Δt 即S 不变 ② E =BLVsin α可计算平均动势,也可计算瞬时电动势。

③直导线在磁场中转动时,导体上各点速度不一样,可用V 平=ω(R 1+R 2)/2代入也可用E =n ΔΦ/Δt 间接求得出 E =BL 2ω/2(L 为导体长度, ω为角速度。

)(二)电磁感应的综合问题一般思路:先电后力即:先作“源”的分析--------找出电路中由电磁感应所产生的电源,求出电源参数E 和r 。

再进行“路”的分析-------分析电路结构,弄清串、并联关系,求出相应部分的电流大小,以便安培力的求解。

然后进行“力”的分析--------要分析力学研究对象( 如金属杆、导体线圈等)的受力情况尤其注意其所受的安培力。

按着进行“运动”状态的分析---------根据力和运动的关系,判断出正确的运动模型。

最后是“能量”的分析-------寻找电磁感应过程和力学研究对象的运动过程中能量转化和守恒的关系。

【常见题型分析】题型一 楞次定律、右手定则的简单应用例题(2006、广东)如图所示,用一根长为L 、质量不计的细杆与一个上弧长为L 0 、下弧长为d 0 的金属线框的中点连接并悬挂于o 点,悬点正下方存在一个弧长为2 L 0、下弧长为2 d 0、方向垂直纸面向里的匀强磁场,且d 0 远小于L 先将线框拉开到图示位置,松手后让线框进入磁场,忽略空气阻力和摩擦,下列说法中正确的是A 、金属线框进入磁场时感应电流的方向为a →b →c →d →B 、金属线框离开磁场时感应电流的方向a →d →c →b →C 、金属线框d c 边进入磁场与ab 边离开磁场的速度大小总是相等D 、金属线框最终将在磁场内做简谐运动。

题型二 法拉第电磁感应定律的简单应用例题(2000、上海卷)如图所示,固定于水平桌面上的金属框架cdef ,处在坚直向下的匀强磁场中,金属棒ab 搁在框架上,可无摩擦滑动,此时abcd 构成一个边长为L的正方形,棒的电阻力为r ,其余部分电阻不计,开始时磁感强度为B 。

(1)若从t=0时刻起,磁感强度均匀增加,每秒增量为K ,同时保持棒静止,求棒中的感应电流,在图上标出感应电流的方向。

(2)在(1)情况中,始终保持棒静止,当t=t 1 秒未时需加的垂直于棒的水平拉力为多大? (3)若从t=0时刻起,磁感强度逐渐减小,当棒以速度v 向右做匀速运动时,若使棒中不产生感应电流,则磁感强度怎样随时间变化(写出B 与t 的关系式)?d a cB 0e b f题型三 电磁感应中的电路问题题型特点:闭合电路中磁通量发生变化或有部分导体在做切割磁感线运动,在回路中将产生感应电动势,回路中将有感应电流。

从而讨论相关电流、电压、电功等问题。

其中包含电磁感应与力学问题、电磁感应与能量问题。

解题基本思路: 1.产生感应电动势的导体相当于一个电源,感应电动势等效于电源电动势,产生感应电动势的导体的电阻等效于电源的内阻.2.电源内部电流的方向是从负极流向正极,即从低电势流向高电势.3.产生感应电动势的导体跟用电器连接,可以对用电器供电,由闭合电路欧姆定律求解各种问题.4.解决电磁感应中的电路问题,必须按题意画出等效电路,其余问题为电路分析和闭合电路欧姆定律的应用.例1.如图所示,两个电阻的阻值分别为R 和2R ,其余电阻不计,电容器的电容量为C ,匀强磁场的磁感应强度为B ,方向垂直纸面向里,金属棒a b 、cd 的长度均为l ,当棒a b 以速度v 向左切割磁感应线运动时,当棒cd 以速度2v 向右切割磁感应线运动时,电容 C 的电量为多大? 哪一个极板带正电?例2. 如右图所示,金属圆环的半径为R ,电阻的值为2R .金属杆oa 一端可绕环的圆心O 旋转,另一端a 搁在环上,电阻值为R .另一金属杆ob 一端固定在O 点,另一端B 固定在环上,电阻值也是R .加一个垂直圆环的磁感强度为B 的匀强磁场,并使oa 杆以角速度ω匀速旋转.如果所有触点接触良好,ob 不影响oa 的转动,求流过oa 的电流的范围.题型四 电磁感应中的动力学问题解决此类问题首先要建立一个“动→电→动”的思维顺序,此类问题中力现象、电磁现象相互联系、相互制约和影响,分析方法和步骤可概括为:bvbb R乙甲1、弄清电磁感应类型,用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解电动势大小和方向。

2、根据等效电路图,求解回路电流大小及方向。

3、分析导体棒的受力情况及导体棒运动后对电路中电学参量的“反作用”。

4、从宏观上推断终极状态。

5、列出动力学方程或平衡方程进行求解。

例题1:如右图所示,两根平行金属导端点P、Q用电阻可忽略的导线相连,两导轨间的距离l=0.20 m.有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面,已知磁感应强度B与时间t的关系为B=kt,比例系数k=0.020 T/s.一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动,在滑动过=0.10Ω程中保持与导轨垂直.在t=0时刻,轨固定在水平桌面上,每根导轨每m的电阻为r/m,导轨的金属杆紧靠在P、Q端,在外力作用下,杆恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动,求在t=6.0 s时金属杆所受的安培力.例题2:如右图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直,质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8W,求该速度的大小;(3)在上问中,若R=2Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向.(g=10m/s2,sin37°=0.6,c0s37°=0.8),方向垂直例题3:t=0时,磁场在xOy平面内的分布如图所示.其磁感应强度的大小均为B于xOy平面,相邻磁场区域的磁场方向相反.每个同向磁场区域的宽度均为l.整个磁场以速度v沿x轴正方向匀速运动.(1)若在磁场所在区间,xOy平面内放置一由a匝线圈串联而成的矩形导线框abcd,线框的、ab=L,总电阻为R,线框始终保持静止.求bc边平行于x轴.bc=lB①线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小;②线框所受安培力的大小和方向.(2)该运动的磁场可视为沿x轴传播的波,设垂直于纸面向外的磁场方向为正,画出L=0时磁感应强度的波形图,并求波长 和频率f.例题4:如上页中图所示,两根足够长的直金属导轨MN 、PQ 平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L 0、M 、P 两点间接有阻值为R 的电阻。

一根质量为m 的均匀直金属杆ab 放在两导轨上,并与导轨垂直。

整套装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下,导轨和金属杆的电阻可忽略。

让ab 杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。

(1)由b 向a 方向看到的装置如上页右图所示,请在此图中画出ab 杆下滑过程中某时刻的受力示意图;(2)在加速下滑过程中,当ab 杆的速度大小为v 时,求此时ab 杆中的电流及其加速度的大小;(3)求在下滑过程中,ab 杆可以达到的速度最大值。

例题5如图所示,竖直平面内有一半径为r 、内阻为R 1、粗细均匀的光滑半圆形金属球,在M 、N 处与相距为2r 、电阻不计的平行光滑金属轨道ME 、NF 相接,EF 之间接有电阻R 2,已知R 1=12R ,R 2=4R 。

在MN 上方及CD 下方有水平方向的匀强磁场I 和II ,磁感应强度大小均为B 。

现有质量为m 、电阻不计的导体棒ab ,从半圆环的最高点A 处由静止下落,在下落过程中导体棒始终保持水平,与半圆形金属环及轨道接触良好,高平行轨道中够长。

已知导体棒ab 下落r/2时的速度大小为v 1,下落到MN 处的速度大小为v 2。

(1)求导体棒ab 从A 下落r/2时的加速度大小。

(2)若导体棒ab 进入磁场II 后棒中电流大小始终不变,求磁场I 和II 之间的距离h 和R 2上的电功率P 2。

(3)若将磁场II 的CD 边界略微下移,导体棒ab 刚进入磁场II 时速度大小为v 3,要使其在外力F 作用下做匀加速直线运动,加速度大小为a ,求所加外力F 随时间变化的关系式。

例题4例题6用密度为d电阻率为ρ、横截面积为A的薄金属条制成为长为L的闭合正方形框abb`a`,如图所示,金属方框水平放在磁极的狭缝间,方框平面与磁场方向平行。

设匀强磁场仅存在于相对磁极之间,其他地方的磁场忽略不计,可认为方框的aa`边和bb`边都处在磁极间,极间磁感应强度大小为B,方框从静止开始释放,其平面在下落过程中保持水平(不计空气阻力)(1)求方框下落的最大速度υm(设磁场区域在竖直方向足够长);(2)当方框下落的加速度为g/2时,求方框的发热功率P;(3)已知方框下落时间为t时,下落高度为h,其速度为υt (υt<υm),若在同一时间tL a L bS S S S 金属方框磁极金属方框激发磁场的通电线圈题型五电磁感应中的功能问题电磁感应过程的实质是不同形式的能量转化的过程,电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用。

因此要维持安培力的存在,必须有“外力”克服安培力做功,此过程中,其他形式的能转化为电能,当感应电流通过用电器时,电能又转化为其他形式的能。

“外力”克服安培力做多少功,就有多少其他形式的能转化为电能。

同理,安培力做功的过程,是电能转化为其他形式的能的过程,安培力做多少功就有多少电能转化为其他形式的能。

求解安培力做功的主要方法有:1. 运用功的定义求解[例1]空间存在以、为边界的匀强磁场区域,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外,区域宽为。

现有一矩形线框处在图1中纸面内,它的短边与重合,长度为,长边的长度为,如图1所示,某时刻线框以初速度沿着与垂直的方向进入磁场区域,同时某人对线框施一作用力,使它的速度大小和方向保持不变。

设该线框的电阻为R,从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中,人对线框作用力所做的功等于多少?图1求解2. 用动能定理[例2] 位于竖直平面内的矩形导线框,长长,线框的质量,,电阻R=,其下方有一匀强磁场区域,该区域的上、下边界和均与平行,两边界间的距离为,且,磁场的磁感应强度,方向与线框平面垂直。

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