高二物理電磁感應公式有以下幾個:
1. 楞次定律:感應電流的方向,總是使它所產生的磁場,阻礙原來磁通量的變化。
2. 法拉第電磁感應定律:感應電動勢的大小跟從原磁場到感生磁場磁通量的變化率成正比。
3. 安培環路定理:當穿過一個面積為S且垂直于磁場方向的磁通量發生變化時,導致在環路內產生感生電動勢。
4. 紐曼安公式:在勻強磁場中,當線圈平面與磁感線垂直時,線圈的面積每轉一度,所產生的正弦交流電動勢的大小等于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問題時可能會有所幫助。
題目:一個邊長為 a 的正方形線框在 t = 0 時進入一個勻強磁場,磁場方向垂直于線框平面。已知線框每邊電阻為 R,磁感應強度為 B,線框的邊在磁場中以相同的角速度轉動。求:
(1)當線框轉動的角速度為多少時,線框中產生最大感應電流?
(2)線框中產生的最大感應電動勢是多少?
(3)當線框轉動的角速度為最大值時,求線框中產生的熱量。
【解答】
(1)當線框轉動的角速度為ω時,線圈中產生的感應電動勢最大,感應電流也最大。根據法拉第電磁感應定律,有:
E = nΔΦ/Δt = B(SΔt/Δt) = BAs
其中,A為線圈的面積,S為線圈在磁場中轉動的弧長。
又因為電動勢等于電流乘以電阻,所以有:
I = E/R = BAs/R
當線圈以角速度ω轉動時,有:
S = a^2θ = a^22πt
代入上式可得:
I = Ba^2ω/R
當線圈中電流達到最大值時,有:
I = (Bωa^2/2π)√(1+2π^2t^2)
所以當線圈以ω = π/t = π/√(1+2π^2t^2)轉動時,線圈中產生的感應電流最大。
(2)當線圈以最大角速度轉動時,產生的最大感應電動勢為:
E = nBSωmax = 4BAsωmax
其中n為線圈匝數。
所以最大感應電動勢為:E = 4BAsπ^2/√(1+2π^2t^2)
(3)當線圈以最大角速度轉動時,線圈中產生的熱量為: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。
所以當線圈轉動的角速度為最大值時,線框中產生的熱量為:Q = (B^4a^8/4π^4)t^3
希望這個例題對你有所幫助!