高考物理電磁感應(yīng)公式有以下幾個(gè):
1. 法拉第電磁感應(yīng)定律:E = nΔΦ/Δt,其中n是線圈匝數(shù),ΔΦ/Δt是磁通量變化量與時(shí)間的比值。
2. 楞次定律:感應(yīng)電流的方向總是阻止原磁場(chǎng)的變化。
3. 歐姆定律:當(dāng)導(dǎo)體中的磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí),導(dǎo)體中的自由電子會(huì)受到磁場(chǎng)力的作用而加速運(yùn)動(dòng),從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小取決于磁通量變化的速度和導(dǎo)體材料的電阻率。
4. 左手定則:用于判斷感應(yīng)電流方向,使用時(shí)將磁力線穿過(guò)手掌,伸直拇指的方向?yàn)閷?dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向,四指方向?yàn)楦袘?yīng)電流的方向。
此外,還有韋伯恒量、磁通量、磁通密度、磁感應(yīng)強(qiáng)度等概念在電磁感應(yīng)中非常重要。同時(shí),要注意這些公式與實(shí)際情況的結(jié)合使用。
題目:一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e = E_{m}\sin\omega t。
(1)寫(xiě)出線圈中產(chǎn)生的交流電的電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式;
(2)寫(xiě)出線圈中產(chǎn)生的交流電的電動(dòng)勢(shì)的最大值和有效值;
(3)求出線圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)過(guò)多少時(shí)間,線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為零?
【分析】
(1)根據(jù)交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式可知,線圈中產(chǎn)生的交流電的電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e = E_{m}\sin\omega t;
(2)根據(jù)交流電的最大值公式$E_{m} = \sqrt{2}E$可知,線圈中產(chǎn)生的交流電的最大值為$E_{m} = \sqrt{2}E_{m}$;根據(jù)有效值定義可知,線圈中產(chǎn)生的交流電的有效值為$\frac{E}{2}$;
(3)根據(jù)交流電的表達(dá)式可知,當(dāng)$\omega t = \frac{\pi}{2}$時(shí),線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為零。因此,線圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)過(guò)$\frac{\pi}{2} \times \frac{1}{2\pi} = \frac{1}{4}$秒后,線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為零。
【解答】
解:($1$)線圈中產(chǎn)生的交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式為e = E_{m}\sin\omega t;
($2$)線圈中產(chǎn)生的交流電的最大值為$E_{m} = \sqrt{2}E_{m}$;有效值為$\frac{E}{2}$;
($3$)線圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)過(guò)$\frac{\pi}{2} \times \frac{1}{2\pi} = \frac{1}{4}$秒后,線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為零。
答:($1$)線圈中產(chǎn)生的交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式為e = E_{m}\sin\omega t;
($2$)線圈中產(chǎn)生的交流電的最大值為$\sqrt{2}E_{m}$;有效值為$\frac{E}{2}$;
($3$)線圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)過(guò)$\frac{1}{4}$秒后,線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為零。