必備知識
1.感應電動勢
(1)概念:在電磁感應現象中形成的電動勢。
(2)形成條件:穿過回路的磁路量發生改變,與電路是否閉合無關。
(3)方向判定:感應電動勢的方向用楞次定理或手指定則判定。
2.法拉第電磁感應定理
(1)內容:閉合電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一電路的磁路量的變化率成反比。
(3)對法拉第電磁感應定理的理解:
在磁路量均勻變化時,瞬時值才等于平均值。
2感應電動勢的大小由線圈的阻值和
而與磁路量Φ的大小、變化量ΔΦ的大小沒有必然聯系。
3.(1)導體切割磁感線形成感應電動勢公式
(2)E=Blv的三個特點
4.應用法拉第電磁感應定理的四種情況
二、自感和渦流
1.自感現象
(1)概念:因為導體本身的電壓變化而形成的電磁感應現象稱為自感,因為自感而形成的感應電動勢稱作自感電動勢。
(3)自感系數L的影響誘因:與線圈的大小、形狀、匝數以及是否有鐵芯有關。
(4)自感現象的四大特征
1自感電動勢總是制約導體中原電壓的變化。
2通過線圈中的電壓不能發生突變,只能平緩變化。
3電壓穩定時,自感線圈就相當于普通導體。
4線圈的自感系數越大,自感現象越顯著,自感電動勢只是減緩了過程的進行,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.渦流現象
(1)渦流:球狀金屬置于變化磁場中,或則讓它在磁場中運動時,金屬塊內形成的旋渦狀感應電壓。
(2)形成緣由:金屬塊內磁路量變化→感應電動勢→感應電壓。
3.電磁減振
導體在磁場中運動時,感應電壓會使導體遭到安培力、安培力的方向總是制約導體的相對運動.
4.電磁驅動
假如磁場相對于導體轉動,在導體中會形成感應電壓使導體遭到安培力而使導體運動上去.
三、電磁感應中的動力學問題
1.題型特征:感應電壓在磁場中遭到安培力的作用,因而電磁感應問題常常跟熱學問題聯系在一起.解決這類問題須要綜合應用電磁感應規律(法拉第電磁感應定理、楞次定理)及熱學中的有關規律(共點力的平衡條件、牛頓運動定理、動能定律等)
2.兩種狀態及處理方式
3.捉住熱學對象與熱學對象間的橋梁-------感應電壓與切割速率
4.用“四步法”分析電磁感應中的動力學問題:解決電磁感應中的動力學問題的通常思路是“先電后力”,具體思路如下:
四、電磁感應中的能量問題
1.題型闡述
電磁感應過程的實質是不同方式的能量轉化的過程,而能量的轉化是通過安培力做功來實現的.安培力做功的過程,是電能轉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化為電能的過程.
2.解題的通常步驟
(1)確定研究對象(導體棒或回路);
(2)弄清電磁感應過程中法拉第電磁感應定律,什么力做功,什么方式的能量互相轉化;
(3)依據能量守恒定理或功能關系列式求解.
3.求解電能應分清兩類情況
(1)若回路中電流恒定,可以借助電路結構及W=UIt或Q=I2Rt直接進行估算.
(2)若電壓變化,則
①利用安培力做功求解:電磁感應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:若只有電能與機械能的轉化,則降低的機械能等于形成的電能.
4.電磁感應現象中的能量轉化
5.求解焦耳熱Q的三種方式
關鍵能力
1.(2017·北京中考真題)圖甲和圖乙是演示自感現象的兩個電路圖,L1和L2為電感線圈,A1、A2、A3是三個完全相同的燈泡。實驗時,斷掉開關S1頓時,燈A1忽然耀眼,此后逐步變暗;閉合開關S2,燈A2逐步變亮,而另一個相同的燈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,電路穩定后法拉第電磁感應定律,A1中電流小于L1中電流
C.圖乙中,變阻器R與L2的內阻值相同
D.圖乙中,閉合S2頓時,L2中電流與變阻器R中電流相等
【答案】C
【解析】斷開開關S1頓時,燈A1忽然耀眼,因為線圈L1的自感,通過L1的電壓逐步減少,且通過A1,即自感電壓會小于原先通過A1的電壓,說明閉合S1,電路穩定時,通過A1的電壓大于通過L1的電壓,L1的阻值大于A1的內阻,AB錯誤;閉合S2,電路穩定時,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的內阻值相同,C正確;閉合開關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錯誤。
2.(2019·北京中考真題)如圖所示,垂直于紙面的勻強磁場磁感應硬度為B.紙面內有一正圓形均勻金屬線框abcd,其周長為L,總內阻為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勻速運動,求:
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