高二物理電磁感應(yīng)公式有以下幾個(gè):
1. 楞次定律:感應(yīng)電流的方向,總是使它所產(chǎn)生的磁場(chǎng),阻礙原來(lái)磁通量的變化。
2. 法拉第電磁感應(yīng)定律:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟從原磁場(chǎng)到感生磁場(chǎng)磁通量的變化率成正比。
3. 安培環(huán)路定理:當(dāng)穿過(guò)一個(gè)面積為S且垂直于磁場(chǎng)方向的磁通量發(fā)生變化時(shí),導(dǎo)致在環(huán)路內(nèi)產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)。
4. 紐曼安公式:在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)線圈平面與磁感線垂直時(shí),線圈的面積每轉(zhuǎn)一度,所產(chǎn)生的正弦交流電動(dòng)勢(shì)的大小等于BS。
此外,還有韋伯斯特公式等。這些公式在解決高二物理電磁感應(yīng)問(wèn)題時(shí)可能會(huì)有所幫助。
題目:一個(gè)邊長(zhǎng)為 a 的正方形線框在 t = 0 時(shí)進(jìn)入一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于線框平面。已知線框每邊電阻為 R,磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B,線框的邊在磁場(chǎng)中以相同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。求:
(1)當(dāng)線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為多少時(shí),線框中產(chǎn)生最大感應(yīng)電流?
(2)線框中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多少?
(3)當(dāng)線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為最大值時(shí),求線框中產(chǎn)生的熱量。
【解答】
(1)當(dāng)線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,感應(yīng)電流也最大。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,有:
E = nΔΦ/Δt = B(SΔt/Δt) = BAs
其中,A為線圈的面積,S為線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的弧長(zhǎng)。
又因?yàn)殡妱?dòng)勢(shì)等于電流乘以電阻,所以有:
I = E/R = BAs/R
當(dāng)線圈以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),有:
S = a^2θ = a^22πt
代入上式可得:
I = Ba^2ω/R
當(dāng)線圈中電流達(dá)到最大值時(shí),有:
I = (Bωa^2/2π)√(1+2π^2t^2)
所以當(dāng)線圈以ω = π/t = π/√(1+2π^2t^2)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大。
(2)當(dāng)線圈以最大角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:
E = nBSωmax = 4BAsωmax
其中n為線圈匝數(shù)。
所以最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E = 4BAsπ^2/√(1+2π^2t^2)
(3)當(dāng)線圈以最大角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈中產(chǎn)生的熱量為:Q = I^2Rt = (B^2a^4ωmax^2/4π^2R)t^2R = B^4a^8ωmax^3/4π^4R^3
其中R為線圈電阻。
所以當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為最大值時(shí),線框中產(chǎn)生的熱量為:Q = (B^4a^8/4π^4)t^3
希望這個(gè)例題對(duì)你有所幫助!