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1、課 題: 電磁感應(yīng) 類型:復(fù)習(xí)課第1課 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 愣次定律一、電磁感應(yīng)1電磁感應(yīng)現(xiàn)象只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,閉合回路中就有電流產(chǎn)生,這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)。產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流2產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:只要閉合回路中磁通量發(fā)生變化即0,閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生3. 磁通量變化的常見情況 (改變的方式):線圈所圍面積發(fā)生變化,閉合電路中的部分導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致變化;其實(shí)質(zhì)也是B不變而S增大或減小線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致變化。線圈面積與磁感應(yīng)強(qiáng)度二者之間夾角發(fā)生變化。如勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形線圈就是典型。B隨t(或位置)變化,磁感應(yīng)強(qiáng)度是時(shí)間的函數(shù);或閉合回路變化導(dǎo)致

2、變化(改變的結(jié)果):磁通量改變的最直接的結(jié)果是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),若線圈或線框是閉合的.則在線圈或線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流,因此產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件就是:穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化4.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件:無論回路是否閉合,只要穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,線圈中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),如果回路閉合,則有感應(yīng)電流,如果回路不閉合,則只能出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),而不會(huì)形成持續(xù)的電流我們看變化是看回路中的磁通量變化,而不是看回路外面的磁通量變化二、感應(yīng)電流方向的判定1.右手定則:伸開右手,使拇指跟其余的四指垂直且與手掌都在同一平面內(nèi),讓磁感線垂直穿過

3、手心,手掌所在平面跟磁感線和導(dǎo)線所在平面垂直,大拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向, 四指所指的方向即為感應(yīng)電流方向(電源).用右手定則時(shí)應(yīng)注意:主要用于閉合回路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流的方向判定,右手定則僅在導(dǎo)體切割磁感線時(shí)使用,應(yīng)用時(shí)要注意磁場(chǎng)方向、運(yùn)動(dòng)方向、感應(yīng)電流方向三者互相垂直當(dāng)導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí),拇指應(yīng)指向切割磁感線的分速度方向若形成閉合回路,四指指向感應(yīng)電流方向;若未形成閉合回路,四指指向高電勢(shì)“因電而動(dòng)”用左手定則“因動(dòng)而電”用右手定則應(yīng)用時(shí)要特別注意:四指指向是電源內(nèi)部電流的方向(負(fù)正)因而也是電勢(shì)升高的方向;即:四指指向正極。導(dǎo)體切割磁感

4、線產(chǎn)生感應(yīng)電流是磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電流的特例,所以判定電流方向的右手定則也是楞次定律的一個(gè)特例用右手定則能判定的,一定也能用楞次定律判定,只是對(duì)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電流方向的判定用右手定則更為簡(jiǎn)便2.楞次定律(1)楞次定律(判斷感應(yīng)電流方向):感應(yīng)電流具有這樣的方向,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化 (感應(yīng)電流的) 磁場(chǎng) (總是) 阻礙 (引起感應(yīng)電流的磁通量的) 變化 原因產(chǎn)生結(jié)果;結(jié)果阻礙原因。 (定語) 主語 (狀語) 謂語 (補(bǔ)語) 賓語(2)對(duì)“阻礙”的理解 注意“阻礙”不是阻止,這里是阻而未止。阻礙磁通量變化指:磁通量增加時(shí),阻礙增加(感應(yīng)電流的磁場(chǎng)

5、和原磁場(chǎng)方向相反,起抵消作用);磁通量減少時(shí),阻礙減少(感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)方向一致,起補(bǔ)償作用),簡(jiǎn)稱“增反減同”(3)楞次定律另一種表達(dá):感應(yīng)電流的效果總是要阻礙(或反抗)產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因. (F安方向就起到阻礙的效果作用)即由電磁感應(yīng)現(xiàn)象而引起的一些受力、相對(duì)運(yùn)動(dòng)、磁場(chǎng)變化等都有阻礙原磁通量變化的趨勢(shì)。阻礙原磁通量的變化或原磁場(chǎng)的變化;阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng),可理解為“來拒去留”;使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì); 有時(shí)應(yīng)用這些推論解題 比用楞次定律本身更方便阻礙原電流的變化楞次定律 磁通量的變化表述:感應(yīng)電流具有這樣的方向,就是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。能量守恒表述: I

6、感的磁場(chǎng)效果總要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因從磁通量變化的角度: 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。從導(dǎo)體和磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng): 導(dǎo)體和磁體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)。從感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁場(chǎng): 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的變化。(增反、減同)楞次定律的特例右手定則楞次定律的多種表述、應(yīng)用中常見的兩種情況:一磁場(chǎng)不變,導(dǎo)體回路相對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng);二導(dǎo)體回路不動(dòng),磁場(chǎng)發(fā)生變化。磁通量的變化與相對(duì)運(yùn)動(dòng)具有等效性:相當(dāng)于導(dǎo)體回路與磁場(chǎng)接近,相當(dāng)于導(dǎo)體回路與磁場(chǎng)遠(yuǎn)離。(4)楞次定律判定感應(yīng)電流方向的一般步驟 基本思路可歸結(jié)為:“一原、二感、三電流”,明確閉合回路中引起感應(yīng)電流的原

7、磁場(chǎng)方向如何; 確定原磁場(chǎng)穿過閉合回路中的磁通量如何變化(是增還是減)根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流磁場(chǎng)的方向再利用安培定則,根據(jù)感應(yīng)電流磁場(chǎng)的方向來確定感應(yīng)電流方向注意:楞次定律是普遍規(guī)律,適用于一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象“總要”指無一例外當(dāng)原磁場(chǎng)的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)反向;當(dāng)原磁場(chǎng)的磁通量減小時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同要分清產(chǎn)生感應(yīng)電流的“原磁場(chǎng)”與感應(yīng)電流的磁場(chǎng)楞次定律實(shí)質(zhì)是能的轉(zhuǎn)化與守恒定律的一種具體表現(xiàn)形式判斷閉合電路(或電路中可動(dòng)部分導(dǎo)體)相對(duì)運(yùn)動(dòng)類問題的分析策略在電磁感應(yīng)問題中,有一類綜合性較強(qiáng)的分析判斷類問題,主要講的是磁場(chǎng)中的閉合電路在一定條件下產(chǎn)生了感應(yīng)電流,而此電流

8、又處于磁場(chǎng)中,受到安培力作用,從而使閉合電路或電路中可動(dòng)部分的導(dǎo)體發(fā)生了運(yùn)動(dòng).對(duì)其運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的分析判斷可有兩種思路方法:常規(guī)法:據(jù)原磁場(chǎng)(B原方向及情況)確定感應(yīng)磁場(chǎng)(B感方向)判斷感應(yīng)電流(I感方向)導(dǎo)體受力及運(yùn)動(dòng)趨勢(shì). 效果法:由楞次定律可知,感應(yīng)電流的“效果”總是阻礙引起感應(yīng)電流的“原因”,深刻理解“阻礙”的含義.據(jù)"阻礙"原則,可直接對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)作出判斷,更簡(jiǎn)捷、迅速. (如F安方向阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì))B感和I感的方向判定:楞次定律(右手) 深刻理解“阻礙”兩字的含義(I感的B是阻礙產(chǎn)生I感的原因)B原方向?;B原?變化(原方向是增還是減);I感方向?才能

9、阻礙變化;再由I感方向確定B感方向。楞次定律的理解與應(yīng)用 理解楞次定律要注意四個(gè)層次:誰阻礙誰?是感應(yīng)電流的磁通量阻礙原磁通量;阻礙什么?阻礙的是磁通量的變化而不是磁通量本身;如何阻礙?當(dāng)磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反,當(dāng)磁通量減小時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同,即”增反減同”;結(jié)果如何?阻礙不是阻止,只是延緩了磁通量變化的快慢,結(jié)果是增加的還是增加,減少的還是減少.另外 “阻礙”表示了能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系,正因?yàn)榇嬖谧璧K作用,才能將其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電能; 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的相對(duì)運(yùn)動(dòng).電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)態(tài)分析:就是分析導(dǎo)體的受力和運(yùn)動(dòng)情況之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系

10、。一般可歸納為:導(dǎo)體組成的閉合電路中磁通量發(fā)生變化導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流導(dǎo)體受安培力作用導(dǎo)體所受合力隨之變化導(dǎo)體的加速度變化其速度隨之變化感應(yīng)電流也隨之變化周而復(fù)始地循環(huán),最后加速度小致零(速度將達(dá)到最大)導(dǎo)體將以此最大速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生E感I感通電導(dǎo)線受F安F合外力變化a變化v變化E感變化周而復(fù)始地循環(huán)。“阻礙”和“變化”的含義 原因產(chǎn)生結(jié)果;結(jié)果阻礙原因。感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,而不是阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)。因此,不能認(rèn)為感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向和引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反。產(chǎn)生產(chǎn)生阻礙磁通量變化 感應(yīng)電流感應(yīng)電流的磁場(chǎng)第2課散 法拉第電磁感應(yīng)定律、自感

11、一、法拉第電磁感應(yīng)定律(1)定律內(nèi)容:電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的這部分電路就相當(dāng)于電源,在電源的內(nèi)部電流的方向是從低電勢(shì)流向高電勢(shì)。(即:由負(fù)到正)表達(dá)式:=?(普適公式) (法拉第電磁感應(yīng)定律)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)取決于磁通量變化的快慢B/t (即磁通量變化率)和線圈匝數(shù)nB/t是磁場(chǎng)變化率(2)另一種特殊情況:回路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí), 且導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向跟磁場(chǎng)方向垂直。 E=BLv (垂直平動(dòng)切割) L是導(dǎo)線的有效切割長(zhǎng)度 (v為磁場(chǎng)與導(dǎo)體的相對(duì)切割速度) (B不動(dòng)而導(dǎo)體動(dòng);導(dǎo)體不動(dòng)而B運(yùn)動(dòng))E= nBSsin(t+); EmnBS (線

12、圈與B的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)切割) n是線圈匝數(shù) (直導(dǎo)體繞一端轉(zhuǎn)動(dòng)切割)*自感 (電流變化快慢) (自感)二、感應(yīng)電量的計(jì)算N 感應(yīng)電量 如圖所示,磁鐵快插與慢插兩情況通過電阻R的電量一樣,但兩情況下電流做功及做功功率不一樣 三.自感現(xiàn)象1.自感現(xiàn)象:由于導(dǎo)體本身電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象2.自感電動(dòng)勢(shì):自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)自感電動(dòng)勢(shì)大小: L為自感系數(shù),aL跟線圈的形狀、長(zhǎng)短、匝數(shù)等因素有關(guān)系線圈越粗,越長(zhǎng)、單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)越密,橫截面積越大,它的自感系數(shù)越大,另外有鐵芯的線圈自感系數(shù)大大增加 b自感系數(shù)的單位是亨利,國際符號(hào)是L,1亨=103毫亨=106 微亨3.關(guān)于自感現(xiàn)

13、象的說明如圖所示,當(dāng)合上開關(guān)后又?jǐn)嚅_開關(guān)瞬間,電燈L為什么會(huì)更亮,當(dāng)合上開關(guān)后,由于線圈的電阻比燈泡的電阻小,因而過線圈的電流I2較過燈泡的電流I1大,當(dāng)開關(guān)斷開后,過線圈的電流將由I2變小,從而線圈會(huì)產(chǎn)生一個(gè)自感電動(dòng)勢(shì),于是電流由cbad流動(dòng),此電流雖然比I2小但比I1還要大因而燈泡會(huì)更亮假若線圈的電阻比燈泡的電阻大,則I2I1,那么開關(guān)斷開后瞬間燈泡是不會(huì)更亮的開關(guān)斷開后線圈是電源,因而C點(diǎn)電勢(shì)最高,d點(diǎn)電勢(shì)最低過線圈電流方向與開關(guān)閉合時(shí)一樣,不過開關(guān)閉合時(shí),J點(diǎn)電勢(shì)高于C點(diǎn)電勢(shì),當(dāng)斷開開關(guān)后瞬 間則相反,C點(diǎn)電勢(shì)高于J點(diǎn)電勢(shì)過燈泡的電流方向與開關(guān)閉合時(shí)的電流方向相反,a、b兩點(diǎn)電勢(shì),開關(guān)

14、閉合時(shí)UaUb,開關(guān)斷開后瞬間UaUb4.鎮(zhèn)流器 是一個(gè)帶鐵芯的線圈,起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生瞬間高電壓點(diǎn)燃日光燈,目光燈發(fā)光以后,線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流變化,正常發(fā)光后起著降壓限流作用,保證日光燈正常工作線圈作用:起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生瞬間高電壓,正常發(fā)光后起著降壓限流作用。5.日光燈的工作原理當(dāng)日光燈接通電源后,電源把電壓加在啟動(dòng)器的兩極之間,氖氣放電發(fā)出輝光輝光產(chǎn)生的熱量使U形動(dòng)觸片膨脹伸長(zhǎng),跟靜觸片接觸而把電路接通電路接通后,氖氣停止放電,U形動(dòng)觸片冷卻收縮,兩個(gè)觸片分離,電路斷開在電路突然中斷的瞬間,由于鎮(zhèn)流器中電流急劇減小,會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì),方向與原來電壓的方向相同,這個(gè)自感電動(dòng)勢(shì)與電源電壓加在一

15、起,形成一個(gè)瞬間高壓,加在燈管兩端,使燈管中的氣體開始放電,于是日光燈管成為電流的通路開始發(fā)光第3課 專題:電磁感應(yīng)與力學(xué)綜合又分為兩種情況:一、與運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)結(jié)合的題目(電磁感應(yīng)力學(xué)問題中,要抓好受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的動(dòng)態(tài)分析),(1)動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)合的動(dòng)態(tài)分析,思考方法是:導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生E感I感通電導(dǎo)線受F安F合外力變化a變化v變化E感變化周而復(fù)始地循環(huán)。循環(huán)結(jié)束時(shí),a=0,導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)抓住a=0時(shí),速度v達(dá)最大值的特點(diǎn).例:如圖所示,足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌上有一質(zhì)量為m,長(zhǎng)為L(zhǎng),電阻為R的金屬棒ab,由靜止沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng),則ab的最大速度為多少(導(dǎo)軌電阻不計(jì),導(dǎo)軌與水平面間夾角為,磁感應(yīng)強(qiáng)

16、度B與斜面垂直)金屬棒ab的運(yùn)動(dòng)過程就是上述我們談到的變化過程,當(dāng)ab達(dá)到最大速度時(shí): BlLmgsin I= E /R E =BLv由得:v=mgRsin/B2L2。(2)電磁感應(yīng)與力學(xué)綜合方法:從運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系著手,運(yùn)用牛頓第二定律基本思路:受力分析運(yùn)動(dòng)分析變化趨向確定運(yùn)動(dòng)過程和最終的穩(wěn)定狀態(tài)由牛頓第二定律列方程求解導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)v感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E感應(yīng)電流I安培力F磁場(chǎng)對(duì)電流的作用電磁感應(yīng)阻礙閉合電路歐姆定律)注意安培力的特點(diǎn):F安起阻礙作用純力學(xué)問題中只有重力、彈力、摩擦力,電磁感應(yīng)中多一個(gè)安培力,安培力隨速度變化,部分彈力及相應(yīng)的摩擦力也隨之而變,導(dǎo)致物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化,在分析問題時(shí)要注意上

17、述聯(lián)系電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題 解題關(guān)鍵:在于通過運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析來尋找過程中的臨界狀態(tài),如速度、加速度取最大值或最小值的條件等,F(xiàn)=BIL臨界狀態(tài)v與a方向關(guān)系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析a變化情況F=ma合外力運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體所受的安培力感應(yīng)電流確定電源(E,r)基本思路方法是:用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向.求回路中電流強(qiáng)度. 分析研究導(dǎo)體受力情況(包含安培力,用左手定則確定其方向).列動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解. ab沿導(dǎo)軌下滑過程中受四個(gè)力作用,即重力mg,支持力FN 、摩擦力Ff和安培力F安,如圖所示,ab由靜止開始下滑后,將是(為增大符號(hào)),所以這是個(gè)變加速過程,當(dāng)加速度減到a=0時(shí)

18、,其速度即增到最大v=vm,此時(shí)必將處于平衡狀態(tài),以后將以vm勻速下滑(1)電磁感應(yīng)定律與能量轉(zhuǎn)化在物理學(xué)研究的問題中,能量是一個(gè)非常重要的課題,能量守恒是自然界的一個(gè)普遍的、重要的規(guī)律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí),由磁生電并不是創(chuàng)造了電能,而只是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能而已,在力學(xué)中:功是能量轉(zhuǎn)化的量度那么在機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí),是什么力在做功呢?是安培力在做功。在電學(xué)中,安培力做正功(電勢(shì)差U)將電能機(jī)械能(如電動(dòng)機(jī)),安培力做負(fù)功(電動(dòng)勢(shì)E)將機(jī)械能電能,必須明確在發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí),是安培力做功導(dǎo)致能量的轉(zhuǎn)化功能關(guān)系:電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是不同形式能量的轉(zhuǎn)化過程。因此從功和能的觀點(diǎn)入手,分析清楚

19、電磁感應(yīng)過程中能量轉(zhuǎn)化關(guān)系,往往是解決電磁感應(yīng)問題的關(guān)健,也是處理此類題目的捷徑之一。導(dǎo)體切割磁感線或閉合回路中磁通量發(fā)生變化,在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,機(jī)械能或其他形式能量便轉(zhuǎn)化為電能,具有感應(yīng)電流的導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受安培力作用或通過電阻發(fā)熱,又可使電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或電阻的內(nèi)能,因此,電磁感應(yīng)過程總是伴隨著能量轉(zhuǎn)化,用能量轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)研究電磁感應(yīng)問題常是導(dǎo)體的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)(勻速直線運(yùn)動(dòng)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)),對(duì)應(yīng)的受力特點(diǎn)是合外力為零,能量轉(zhuǎn)化過程常常是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,解決電磁感應(yīng)能量轉(zhuǎn)化問題的基本方法是: 用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向. 畫出等效電路,求出回路中電阻消耗電功率表達(dá)式.

20、分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化,用能量守恒關(guān)系得到機(jī)械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程. (2)電磁感應(yīng)與動(dòng)量、能量的綜合 方法: (1)從受力角度著手,運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式變化過程是:導(dǎo)體受力做切割B運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生E感I感(出現(xiàn)與外力方向相反的安培力體現(xiàn)阻礙效果)導(dǎo)線做a的變加速直線運(yùn)動(dòng)(運(yùn)動(dòng)過程中v變,E感=BLv也變,F(xiàn)安=BlL亦變) 當(dāng)F安=F外時(shí),a=0,此時(shí)物體就達(dá)到最大速度導(dǎo)線受力做切割磁力線運(yùn)動(dòng),從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),繼而產(chǎn)生感應(yīng)電流,這樣就出現(xiàn)與外力方向相反的安培力作用,于是導(dǎo)線做加速度越來越小的變加速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中速度v變,電動(dòng)勢(shì)BLv也變,安培力BIL亦變,當(dāng)安培

21、力與外力大小相等時(shí),加速度為零,此時(shí)物體就達(dá)到最大速度(2)從動(dòng)量角度著手,運(yùn)用動(dòng)量定理或動(dòng)量守恒定律應(yīng)用動(dòng)量定理可以由動(dòng)量變化來求解變力的沖量,如在非勻變速運(yùn)動(dòng)問題應(yīng)用動(dòng)量定理可以解決牛頓運(yùn)動(dòng)定律不易解答的問題在相互平行的水平軌道間的雙棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),由于這兩根導(dǎo)體棒所受的安培力等大反向,合外力為零,若不受其他外力,兩導(dǎo)體棒的總動(dòng)量守恒解決此類問題往往要應(yīng)用動(dòng)量守恒定律(3)從能量轉(zhuǎn)化和守恒著手,運(yùn)用動(dòng)能定律或能量守恒定律基本思路:受力分析弄清哪些力做功,正功還是負(fù)功明確有哪些形式的能量參與轉(zhuǎn)化,哪增哪減由動(dòng)能定理或能量守恒定律列方程求解能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn):其它能(如:機(jī)械能)電能內(nèi)能(焦耳

22、熱)(3)電磁感應(yīng)與電路 綜合分析 要將電磁感應(yīng)、電路的知識(shí),甚至和力學(xué)知識(shí)綜合起來應(yīng)用。在電磁感應(yīng)中切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源,將它們接上電容器,便可使電容器充電;將它們接上電阻等用電器,便可對(duì)用電器供電,在回路中形成電流,因此電磁感應(yīng)問題又往往跟電路問題聯(lián)系起來,解決這類問題,一方面要考慮電磁學(xué)中的有關(guān)規(guī)律:如右手定則、楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律等;另一方面又要考慮電路中的有關(guān)規(guī)律:如歐姆定律,串并聯(lián)電路的性質(zhì)等。解決電磁感應(yīng)與電路綜合問題的基本思路是: (1)確定電源明確哪部分相當(dāng)于電源(產(chǎn)生感應(yīng)電流或感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分電路)就相當(dāng)

23、于電源,切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路利用法拉第電磁感應(yīng)定律 E大小,利用楞次定律 E的正負(fù)極 (及I感方向)需要強(qiáng)調(diào)的是:在電源內(nèi)部電流是由負(fù)極流向正極的,在外部從正極流向外電路,并由負(fù)極流入電源如無感應(yīng)電流,則可以假設(shè)電流如果存在時(shí)的流向(2)分析電路結(jié)構(gòu),畫出等效電路圖(3)利用電路規(guī)律求解主要閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路性質(zhì)特點(diǎn)、電功、電熱的公式求解未知物理量(4)圖象問題 電磁感應(yīng)中常涉及磁感應(yīng)強(qiáng)度B、 磁通量、 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E或e 和 感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線,即Bt圖線、 一t圖線、 e一t圖線 和I一t圖線。對(duì)于切割產(chǎn)生應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的情況,還常涉及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I隨位移X變化的圖線,即eX圖線和IX圖線。這些圖象問題大體上可分為兩類:由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象,或由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程,求解相應(yīng)的物理量,不管是何種類型,電磁感應(yīng)中的圖象常需利用右手定則、楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律等規(guī)律分析解決感應(yīng)電流的方向和感應(yīng)電流的大小。電磁感應(yīng)現(xiàn)象中圖像問題的分析,要抓住磁通量的變化是否均勻,從而推知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(電流)大小是否恒定.用楞次定律判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(或電流)的方向,從而確定其正負(fù),以及在坐標(biāo)中的

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