1.題型特點(diǎn)
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,閉合電路中磁通量發(fā)生變化(或部分導(dǎo)體切割磁感線),在回路中將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流。在題目中常涉及電流、電壓、電功等的計(jì)算,還可能涉及電磁感應(yīng)與力學(xué)、能量等知識的綜合分析。
2.解題思路
(1)明確哪部分導(dǎo)體或電路產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,該導(dǎo)體或電路就是電源,其他部分是外電路。
(2)用法拉第電磁感應(yīng)定律或切割公式確定感應(yīng)電動勢的大小,用楞次定律或右手定則確定感應(yīng)電動勢的方向。
(3)畫出等效電路圖。注意分清內(nèi)外電路。
(4)運(yùn)用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點(diǎn)、電功率、電熱等公式聯(lián)立求解。
[例1] 如圖1所示,用相同的均勻?qū)Ь制成的兩個圓環(huán)a和b,已知b的半徑是a的兩倍。若在a內(nèi)存在著隨時間均勻變化的磁場,b在磁場外,M、N兩點(diǎn)間的電勢差為U;若該磁場存在于b內(nèi),a在磁場外,M、N兩點(diǎn)間的電勢差為多大?(M、N在連接兩環(huán)的導(dǎo)線的中點(diǎn),該連接導(dǎo)線的長度不計(jì))
圖1
[思路點(diǎn)撥] 解答本題時可按以下思路分析:
―→―→―→
[解析] 磁場的變化引起磁通量的變化,從而使閉合電路產(chǎn)生感應(yīng)電流。
由題意,磁場隨時間均勻變化,設(shè)磁場的變化率為,a的半徑為r,則b的半徑為2r,線圈導(dǎo)線單位長度電阻為R0。
線圈a的電阻為Ra=2πrR0。線圈b的電阻為Rb=4πrR0。因此有Rb=2Ra。
磁場在線圈a中時,a相當(dāng)于電源,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,電動勢為Ea=πr2,
當(dāng)磁場在線圈b中時,b相當(dāng)于電源,所以
Eb=π(2r)2=4Ea,
U是a為電源時的路端電壓,由閉合電路歐姆定律,
U=Rb,
設(shè)Ub是b為電源時的路端電壓,同理有:Ub=Ra,
將上面各式聯(lián)立解得:Ub=2U。
[答案] 2U
1.圖像問題
|
圖像類型
|
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量Φ、感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖像,即Bt圖像、Φt圖像、Et圖像和It圖像。
(2)對于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的情況,還常涉及感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I隨導(dǎo)體位移x變化的圖像,即Ex圖像和Ix圖像。
|
|
問題類型
|
(1)由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖像。
(2)由給定的圖像分析電磁感應(yīng)過程,求解相應(yīng)的物理量。
|
|
應(yīng)用知識
|
安培定則、左手定則、楞次定律、右手定則、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動定律及數(shù)學(xué)知識。
|
|
注意事項(xiàng)
|
(1)電磁感應(yīng)中的圖像能夠定性或定量地表示出所研究問題的函數(shù)關(guān)系。
(2)在圖像中E、I、B等物理量的方向通過物理量的正負(fù)來反映。
(3)畫圖像時要注意橫、縱坐標(biāo)的單位長度定義或表達(dá)。
|