必備知識(shí)
1.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
(1)概念:在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中形成的電動(dòng)勢(shì)。
(2)形成條件:穿過回路的磁路量發(fā)生改變,與電路是否閉合無關(guān)。
(3)方向判定:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向用楞次定理或手指定則判定。
2.法拉第電磁感應(yīng)定理
(1)內(nèi)容:閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,跟穿過這一電路的磁路量的變化率成反比。
(3)對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定理的理解:
在磁路量均勻變化時(shí),瞬時(shí)值才等于平均值。
2感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小由線圈的阻值和
而與磁路量Φ的大小、變化量ΔΦ的大小沒有必然聯(lián)系。
3.(1)導(dǎo)體切割磁感線形成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式
(2)E=Blv的三個(gè)特點(diǎn)
4.應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定理的四種情況
二、自感和渦流
1.自感現(xiàn)象
(1)概念:因?yàn)閷?dǎo)體本身的電壓變化而形成的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感,因?yàn)樽愿卸纬傻母袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)稱作自感電動(dòng)勢(shì)。
(3)自感系數(shù)L的影響誘因:與線圈的大小、形狀、匝數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān)。
(4)自感現(xiàn)象的四大特征
1自感電動(dòng)勢(shì)總是制約導(dǎo)體中原電壓的變化。
2通過線圈中的電壓不能發(fā)生突變,只能平緩變化。
3電壓穩(wěn)定時(shí),自感線圈就相當(dāng)于普通導(dǎo)體。
4線圈的自感系數(shù)越大,自感現(xiàn)象越顯著,自感電動(dòng)勢(shì)只是減緩了過程的進(jìn)行,但它不能使過程停止,更不能使過程反向。
(5)自感中燈泡“閃亮”與“不耀眼”問題
2.渦流現(xiàn)象
(1)渦流:球狀金屬置于變化磁場中,或則讓它在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí),金屬塊內(nèi)形成的旋渦狀感應(yīng)電壓。
(2)形成緣由:金屬塊內(nèi)磁路量變化→感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)→感應(yīng)電壓。
3.電磁減振
導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電壓會(huì)使導(dǎo)體遭到安培力、安培力的方向總是制約導(dǎo)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng).
4.電磁驅(qū)動(dòng)
假如磁場相對(duì)于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng),在導(dǎo)體中會(huì)形成感應(yīng)電壓使導(dǎo)體遭到安培力而使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)上去.
三、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題
1.題型特征:感應(yīng)電壓在磁場中遭到安培力的作用,因而電磁感應(yīng)問題常常跟熱學(xué)問題聯(lián)系在一起.解決這類問題須要綜合應(yīng)用電磁感應(yīng)規(guī)律(法拉第電磁感應(yīng)定理、楞次定理)及熱學(xué)中的有關(guān)規(guī)律(共點(diǎn)力的平衡條件、牛頓運(yùn)動(dòng)定理、動(dòng)能定律等)
2.兩種狀態(tài)及處理方式
3.捉住熱學(xué)對(duì)象與熱學(xué)對(duì)象間的橋梁-------感應(yīng)電壓與切割速率
4.用“四步法”分析電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題:解決電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題的通常思路是“先電后力”,具體思路如下:
四、電磁感應(yīng)中的能量問題
1.題型闡述
電磁感應(yīng)過程的實(shí)質(zhì)是不同方式的能量轉(zhuǎn)化的過程,而能量的轉(zhuǎn)化是通過安培力做功來實(shí)現(xiàn)的.安培力做功的過程,是電能轉(zhuǎn)化為其他方式的能的過程;外力克服安培力做功的過程,則是其他方式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程.
2.解題的通常步驟
(1)確定研究對(duì)象(導(dǎo)體棒或回路);
(2)弄清電磁感應(yīng)過程中法拉第電磁感應(yīng)定律,什么力做功,什么方式的能量互相轉(zhuǎn)化;
(3)依據(jù)能量守恒定理或功能關(guān)系列式求解.
3.求解電能應(yīng)分清兩類情況
(1)若回路中電流恒定,可以借助電路結(jié)構(gòu)及W=UIt或Q=I2Rt直接進(jìn)行估算.
(2)若電壓變化,則
①利用安培力做功求解:電磁感應(yīng)中形成的電能等于克服安培力所做的功;
②利用能量守恒求解:若只有電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化,則降低的機(jī)械能等于形成的電能.
4.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化
5.求解焦耳熱Q的三種方式
關(guān)鍵能力
1.(2017·北京中考真題)圖甲和圖乙是演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖,L1和L2為電感線圈,A1、A2、A3是三個(gè)完全相同的燈泡。實(shí)驗(yàn)時(shí),斷掉開關(guān)S1頓時(shí),燈A1忽然耀眼,此后逐步變暗;閉合開關(guān)S2,燈A2逐步變亮,而另一個(gè)相同的燈A3立刻變亮,最終A2與A3的色溫相同,下述說法正確的是()
A.圖甲中,A1與L1的阻值值相同
B.圖甲中,閉合S1,電路穩(wěn)定后法拉第電磁感應(yīng)定律,A1中電流小于L1中電流
C.圖乙中,變阻器R與L2的內(nèi)阻值相同
D.圖乙中,閉合S2頓時(shí),L2中電流與變阻器R中電流相等
【答案】C
【解析】斷開開關(guān)S1頓時(shí),燈A1忽然耀眼,因?yàn)榫€圈L1的自感,通過L1的電壓逐步減少,且通過A1,即自感電壓會(huì)小于原先通過A1的電壓,說明閉合S1,電路穩(wěn)定時(shí),通過A1的電壓大于通過L1的電壓,L1的阻值大于A1的內(nèi)阻,AB錯(cuò)誤;閉合S2,電路穩(wěn)定時(shí),A2與A3的色溫相同,說明兩大道的電壓相同,因而變阻器R與L2的內(nèi)阻值相同,C正確;閉合開關(guān)S2,A2逐步變亮,而A3立刻變亮,說明L2中電流與變阻器R中電流不相等,D錯(cuò)誤。
2.(2019·北京中考真題)如圖所示,垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)硬度為B.紙面內(nèi)有一正圓形均勻金屬線框abcd,其周長為L,總內(nèi)阻為R,ad邊與磁場邊界平行.從ad邊剛步入磁場直到bc邊剛要步入的過程中,線框在向左的拉力作用下以速率v勻速運(yùn)動(dòng),求:
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