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【江蘇成人高考】高起点物理--電磁感應

江蘇成人高考网www.jtgov.cn 發布時間: 2018年03月31日

電磁感應
1. ★電磁感應现象:利用磁场产生电流的现象叫做電磁感應,产生的电流叫做感应电流.
1)産生感應電流的條件:穿過閉合電路的磁通量發生變化,即ΔΦ≠0.(2)産生感應電動勢的條件:無論回路是否閉合,只要穿過線圈平面的磁通量發生變化,線路中就有感應電動勢.産生感應電動勢的那部分導體相當于電源.
2)電磁感應现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合,则有感应电流,回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流.
2.磁通量(1)定義:磁感應強度B與垂直磁場方向的面積S的乘積叫做穿過這個面的磁通量,定義式:Φ=BS.如果面積S與B不垂直,應以B乘以在垂直于磁場方向上的投影面積S′,即Φ=BS′,國際單位:Wb
求磁通量時應該是穿過某一面積的磁感線的淨條數.任何一個面都有正、反兩個面;磁感線從面的正方向穿入時,穿過該面的磁通量爲正.反之,磁通量爲負.所求磁通量爲正、反兩面穿入的磁感線的代數和.
3. ★楞次定律 
 (1)楞次定律:感應電流的磁場,總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化.楞次定律適用于一般情況的感應電流方向的判定,而右手定則只適用于導線切割磁感線運動的情況,此種情況用右手定則判定比用楞次定律判定簡便.
 (2)對楞次定律的理解
誰阻礙誰———感應電流的磁通量阻礙産生感應電流的磁通量.
阻礙什麽———阻礙的是穿過回路的磁通量的變化,而不是磁通量本身.如何阻礙———原磁通量增加時,感應電流的磁場方向與原磁場方向相反;當原磁通量減少時,感應電流的磁場方向與原磁場方向相同,即“增反減同”.阻礙的結果———阻礙並不是阻止,結果是增加的還增加,減少的還減少.
3)楞次定律的另一種表述:感應電流總是阻礙産生它的那個原因,表現形式有三種:
阻礙原磁通量的變化;阻礙物體間的相對運動;阻礙原電流的變化(自感).
 ★★★★ 4.法拉第電磁感應定律
電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比.表达式 E=nΔΦ/Δt
當導體做切割磁感線運動時,其感應電動勢的計算公式爲E=BLvsinθ.当B、L、v三者两两垂直时,感应电动势E=BLv.(1)两个公式的选用方法E=nΔΦ/Δt 计算的是在Δt时间内的平均电动势,只有当磁通量的变化率是恒定不变时,它算出的才是瞬时电动势.E=BLvsinθ中的v若为瞬时速度,则算出的就是瞬时电动势:若v为平均速度,算出的就是平均电动势.(2)公式的变形
當線圈垂直磁場方向放置,線圈的面積S保持不变,只是磁场的磁感强度均匀变化时,感应电动势:E=nSΔB/Δt .
如果磁感強度不變,而線圈面積均勻變化時,感應電動勢E=Nbδs/Δt .
5.自感現象
1)自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生的電磁感應现象.(2)自感电动势:在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势.自感电动势的大小取决于线圈自感系数和本身电流变化的快慢,自感电动势方向总是阻碍电流的变化.
6.日光燈工作原理
1)起動器的作用:利用動觸片和靜觸片的接通與斷開起一個自動開關的作用,起動的關鍵就在于斷開的瞬間.
2)鎮流器的作用:日光燈點燃時,利用自感現象産生瞬時高壓;日光燈正常發光時,利用自感現象,對燈管起到降壓限流作用.
7.電磁感應中的电路问题
在電磁感應中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路就相当于电源,将它们接上电容器,便可使电容器充电;将它们接上电阻等用电器,便可对用电器供电,在回路中形成电流.因此,電磁感應问题往往与电路问题联系在一起.解决与电路相联系的電磁感應问题的基本方法是:
1)用法拉第電磁感應定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向. (2)画等效电路.
3)運用全電路歐姆定律,串並聯電路性質,電功率等公式聯立求解.
8.電磁感應现象中的力学问题
1)通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用,電磁感應问题往往和力学问题联系在一起,基本方法是:用法拉第電磁感應定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向.求回路中電流強度.
分析研究導體受力情況(包含安培力,用左手定則確定其方向).列動力學方程或平衡方程求解.
2)電磁感應力学问题中,要抓好受力情况,运动情况的动态分析,导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→周而复始地循环,循環結束時,加速度等于零,導體達穩定運動狀態,抓住a=0時,速度v達最大值的特點.
9.電磁感應中能量转化问题
导体切割磁感线或闭合回路中磁通量发生变化,在回路中产生感应电流,机械能或其他形式能量便转化为电能,具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热,又可使电能转化为机械能或电阻的内能,因此,電磁感應过程总是伴随着能量转化,用能量转化观点研究電磁感應问题常是导体的稳定运动(匀速直线运动或匀速转动),对应的受力特点是合外力为零,能量转化过程常常是机械能转化为内能,解决这类问题的基本方法是:
1)用法拉第電磁感應定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向.
2)畫出等效電路,求出回路中電阻消耗電功率表達式.
3)分析導體機械能的變化,用能量守恒關系得到機械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程.
10.電磁感應中图像问题
電磁感應现象中图像问题的分析,要抓住磁通量的变化是否均匀,从而推知感应电动势(电流)大小是否恒定.用楞次定律判斷出感應電動勢(或電流)的方向,從而確定其正負,以及在坐標中的範圍.
另外,要正確解決圖像問題,必須能根據圖像的意義把圖像反映的規律對應到實際過程中去,又能根據實際過程的抽象規律對應到圖像中去,最終根據實際過程的物理規律進行判斷


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