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电磁感应现象的综合应用

更新时间:2016/9/2 17:19:00  手机版

  电磁感应现象的综合应用:

  电磁感应现象中的问题通常分为两类:一类是切割类问题,一类是磁变类问题。

  1、电磁感应中的电路问题

  在电磁感应中,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,电磁感应问题往往与电路问题联系在一起。解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是:

  ①用法拉第电磁感应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运用全电路欧姆定律,串并联电路性质,电功率等公式联立求解。

  2、电磁感应现象中的力学问题

  (1)通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用,电磁感应问题往往和力学问题联系在一起,基本方法是:

  ①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向;

  ②求回路中电流强度;

  ③分析研究导体受力情况(包含安培力,用左手定则确定其方向);

  ④列动力学方程或平衡方程求解。

  (2)电磁感应力学问题中,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,循环结束时,加速度等于零,导体达稳定运动状态,抓住a=0时,速度v达最大值的特点。

  3、电磁感应中能量转化问题

  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,电磁感应过程总是伴随着能量转化,用能量转化观点研究电磁感应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用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向;

  ②画出等效电路,求出回路中电阻消耗电功率表达式;

  ③分析导体机械能的变化,用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程。

  4、电磁感应中图像问题

  电磁感应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。用楞次定律判断出感应电动势(或电流)的方向,从而确定其正负,以及在坐标中的范围。

  另外,要正确解决图像问题,必须能根据图像的意义把图像反映的规律对应到实际过程中去,又能根据实际过程的抽象规律对应到图像中去,最终根据实际过程的物理规律进行判断。

  轨道滑杆类问题的解法:

  1.轨道滑杆模型中的五类方程

  (1)动力学方程

  (2)电学方程

  (3)电荷量方程

  (4)动量方程

  (5)能量方程

  其中(1)(2)类方程常用来联立分析滑杆的速度、临界状态及条件。

  (3)(4)(5)类方程能将位移、时间相联系,可用来求解电荷量、能量、时间、位移等问题。

  2.常见的两种类型

  (1)一根导体棒在导轨上滑动

  (2)两根导体棒在导轨上滑动

  ①初速度不为零,不受其他水平外力的作用

  ②初速度为零,一杆受到恒定水平外力的作用

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