第五章。电磁感应 1 一无限长直导线载有50A直流电流,旁
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电磁感应部分基本要求:1、掌握法拉第电磁感应定律,会用法拉第电磁感应定律求电动势;2、掌握动生电动势计算公式并会用该公式求相关习题;3、掌握感生电动势计算公式,会求两种类型的感生电动势;4、掌握自感、互感的定义,会求自感、互感系数以及自感、互感电动势;5、掌握通电线圈的储能公式,磁场能量计算公式,会计算无限长载流圆柱面、体限定区域内的能量;6、了解真空中麦克斯韦方程组中每个方程的物理意义;7、掌握平面电磁波的性质、能量密度及能流密度公式。
相关习题:一、计算题1.如图所示,一根很长的直导线载有交变电流0i I sin t ω=,它旁边有一长方形线圈ABCD ,长为l ,宽为b a -,线圈和导线在同一平面内,求:(1)穿过回路ABCD 的磁通量m Φ;(2)互感系数;(3)回路ABCD 中的感应电动势。
2.一长直载充导线,电流强度I=10A ,有另一变长L=0.2m 金属棒AB ,在载流导线的平面内以2m ·5-1的速度平行于导线运动。
如图所示:棒的一端离导线a=0.1m ,求运动导线中的电动势εAB ,哪点电势高?ACDlbia3.如图,长度为R 的均匀导体棒OA 绕O 点以角速度ω转动,均匀磁场B 的方向与转动平面垂直。
试求棒中动生电动势的大小并说明方向。
⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯A O ωB4.长直导线与矩形单匝线圈共面放置,导线与线圈的长边平行,矩形线圈的边长分别为a 、b ,它到直导线的距离为c (如图所示),当矩形线圈中通有电流t I I ωsin 0=时,求直导线中的感应电动势。
5.一圆环形线圈a 由1N 匝细线绕成,截面积半径为r ,放在另一个匝数为2N ,半径为R 的圆环形线圈b的中心,其中R r >>,两线圈同轴,求(1)两线圈的互感系数M ;(2)当线圈a 中的电流以dI dt变化时,求线圈b 中的感生电动势(习题16.13)。
6.一无限长直导线,截面各处的电流密度相等,电流为I 。
高中物理电磁感应讲义一、电磁感应现象1、电磁感应现象与感应电流.(1)利用磁场产生电流的现象,叫做电磁感应现象。
(2)由电磁感应现象产生的电流,叫做感应电流。
二、产生感应电流的条件1、产生感应电流的条件:闭合电路.......。
....中磁通量发生变化2、产生感应电流的方法.(1)磁铁运动。
(2)闭合电路一部分运动。
(3)磁场强度B变化或有效面积S变化。
注:第(1)(2)种方法产生的电流叫“动生电流”,第(3)种方法产生的电流叫“感生电流”。
不管是动生电流还是感生电流,我们都统称为“感应电流”。
3、对“磁通量变化”需注意的两点.(1)磁通量有正负之分,求磁通量时要按代数和(标量计算法则)的方法求总的磁通量(穿过平面的磁感线的净条数)。
(2)“运动不一定切割,切割不一定生电”。
导体切割磁感线,不是在导体中产生感应电流的充要条件,归根结底还要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。
4、分析是否产生感应电流的思路方法.(1)判断是否产生感应电流,关键是抓住两个条件:①回路是闭合导体回路。
②穿过闭合回路的磁通量发生变化。
注意:第②点强调的是磁通量“变化”,如果穿过闭合导体回路的磁通量很大但不变化,那么不论低通量有多大,也不会产生感应电流。
(2)分析磁通量是否变化时,既要弄清楚磁场的磁感线分布,又要注意引起磁通量变化的三种情况:①穿过闭合回路的磁场的磁感应强度B发生变化。
②闭合回路的面积S发生变化。
③磁感应强度B和面积S的夹角发生变化。
三、感应电流的方向1、楞次定律.(1)内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
①凡是由磁通量的增加引起的感应电流,它所激发的磁场阻碍原来磁通量的增加。
②凡是由磁通量的减少引起的感应电流,它所激发的磁场阻碍原来磁通量的减少。
(2)楞次定律的因果关系:闭合导体电路中磁通量的变化是产生感应电流的原因,而感应电流的磁场的出现是感应电流存在的结果,简要地说,只有当闭合电路中的磁通量发生变化时,才会有感应电流的磁场出现。
高中物理电学电磁感应题举例在高中物理学习中,电学电磁感应是一个重要的知识点。
它涉及到电磁感应定律、电磁感应产生的电动势、电磁感应中的自感和互感等内容。
下面我将通过几个具体的题目来说明这些知识点的考点和解题技巧。
题目一:一根长度为l的导线以速度v与磁感应强度B垂直地运动,求导线两端的感应电动势大小。
这个题目考察的是电磁感应定律。
根据电磁感应定律,感应电动势的大小等于磁感应强度与导线长度、速度的乘积。
即E = Bvl。
在解题时,我们需要明确题目中给出的条件,将其代入公式中计算即可得到答案。
题目二:一根长度为l的导线以速度v与磁感应强度B夹角θ运动,求导线两端的感应电动势大小。
这个题目同样考察的是电磁感应定律。
不同的是,导线与磁感应强度的夹角不再是90度,而是θ度。
在这种情况下,我们需要将电磁感应定律的公式进行修正,变为E = Bvlcosθ。
通过代入已知条件进行计算,可以得到感应电动势的大小。
题目三:一个平行板电容器的电容为C,两板间距为d,板间有一匀强磁场B,当电容器的两板以速度v向磁场垂直方向运动,求电容器两板间的感应电动势大小。
这个题目考察的是电磁感应中的自感。
当电容器的两板以速度v运动时,会在电容器中产生感应电动势。
根据电磁感应定律,感应电动势的大小等于磁感应强度与电容器两板间的有效长度的乘积。
即E = Bvd。
在解题时,我们需要注意有效长度的计算,即电容器两板间的距离d。
题目四:一个线圈的自感系数为L,当通过线圈的电流变化时,线圈中产生的感应电动势大小为多少?这个题目考察的是电磁感应中的互感。
根据互感的定义,感应电动势的大小等于互感系数与电流变化率的乘积。
即E = -L(di/dt)。
在解题时,需要注意电流变化率的计算,即电流的变化量与时间的比值。
通过以上几个具体的题目,我们可以看出,电学电磁感应题的解题技巧主要包括明确已知条件、运用电磁感应定律、注意角度修正、计算有效长度和电流变化率等。
第七章 静电场和恒定磁场的性质(三)磁感应强度序号 学号 姓名 专业、班级一 选择题[ D ]1.一磁场的磁感应强度为k j i B c b a ++=(T ),则通过一半径为R ,开口向z 正方向的半球壳表面的磁通量的大小是: (A) Wb 2a R π (B) Wb 2b R π (C) Wb 2c R π(D) Wb 2abc R π[ B ]2. 若要使半径为4×103-m 的裸铜线表面的磁感应强度为7.0×105- T ,则铜线中需要通过的电流为(μ0=4π×107-T ·m ·A1-)(A) 0.14A (B) 1.4A(C) 14A (D) 28A[ B ]3. 一载有电流I 的细导线分别均匀密绕在半径为R 和r 的长直圆筒上形成两个螺线管(R=2r),两螺线管单位长度上的匝数相等,两螺线管中的磁感应强度大小R B 和r B 应满足: (A) R B =2r B (B) R B =rB(C) 2R B =r B(D) R B R=4r B[ C ]4.下列哪一幅曲线能确切描述载流圆线圈在其轴线上任意点所产生的B 随x 的变化关系? (x 坐标轴垂直于圆线圈平面,原点在圆线圈中心O )[ D ]5.载流的圆形线圈(半径1a )与正方形线圈(边长2a )通有相同电流I ,若两个线圈的中心O 1,O 2处的磁感应强度大小相同,则半径1a 与边长2a 之比21:a a 为: (A) 1:1 (B) 1:2π (C) 4:2π (D)8:2π[ B ]6.有一无限长通有电流的偏平铜片,宽度为a ,厚度不计,电流I 在铜片上均匀分布,在铜片外与铜片共面,离铜片右边缘b 处的P 点(如图)的磁感应强度B的大小为:(A))(20b a I+πμ (B) bb a a I +ln 20πμ(C) bb a b I +ln 20πμ(D))21(20b a I+πμ二 填空题1.一无限长载流直导线,通有电流I ,弯成如图形状,设各线段皆在纸面内,则P 点磁感应强度 B 的大小为aIπμ830。
电磁感应是物理学中的一个重要内容,是指磁场的变化引起电流产生或者电流的变化引起磁场产生的现象。
电磁感应现象广泛应用于电动机、变压器、发电机等电器设备中。
下面是初中九年级物理电磁感应的知识点:1.法拉第电磁感应定律:当导体中的磁通量发生变化时,所产生的感应电流的方向与磁通量的变化速率成正比。
2.磁场:磁场是电流产生的,它是一种能够对带电粒子、电流、磁铁等具有磁性物质的力进行作用的物理现象。
3.磁力线:磁力线是用来描述磁场的可视化方法,它是从磁北极流向磁南极的曲线。
4.磁感线:磁感线是垂直于磁力线的线,它们是磁场中最强磁感的区域。
5.磁通量:磁通量是反映磁场穿过一定面积的多少的物理量。
6.感应电流的产生:当导体中的磁通量发生变化时,导体内部就会产生感应电流。
7.感应电流的方向:根据左手规则,感应电流的方向与磁通量的变化方向相反。
8.预测感应电流大小的方法:预测感应电流大小可以使用法拉第电磁感应定律公式,即感应电流大小与磁通量变化率成正比。
9.感应电流的大小与磁场初始强度无关:感应电流的大小只取决于磁通量变化率,而与磁场初始强度无关。
10.电磁感应的应用:电磁感应广泛应用于电动机、发电机、电磁铁等设备中,它们都是基于电磁感应原理工作的。
11.感应电流的方向决定了导体所受的力的方向:根据楞次定律,感应电流会产生磁场,这个磁场与外磁场相互作用,使导体受到一个力的作用,这个力的方向可根据右手定则来确定。
12.双线圈变压器:双线圈变压器是一种利用电磁感应的原理将电压转换为不同大小的装置,它由两个线圈组成,通过电磁感应原理使得输入端和输出端的电压不同。
13.电感:电感是一个导体或线圈中的自感电动势与通过的电流呈比例关系的物理量,其大小与导体的环境有关。
14.互感:互感是指两个或多个线圈之间由于磁场的相互作用而产生的电动势。
这些都是初中九年级物理电磁感应的主要知识点,通过学习和理解这些知识点,可以更好地理解电磁感应的原理及应用。
物理初中必考电磁感应知识点解析及解题技巧一、电磁感应的概念与原理电磁感应是指导体中的电荷在磁场的作用下产生电动势的现象。
根据法拉第电磁感应定律,当磁通量在一个线圈中改变时,线圈中就会产生感应电动势。
根据楞次定律,感应电动势的方向与磁通量的变化速率成正比。
电磁感应的原理是基于电磁现象和电磁场的相互作用关系。
二、电磁感应的公式与单位1. 法拉第电磁感应定律的公式:ε = -NΔφ/Δt其中,ε表示感应电动势,N表示线圈的匝数,Δφ表示磁通量的变化量,Δt表示时间的变化量。
2. 磁场的单位:磁感应强度的单位是特斯拉(T),磁通量的单位是韦伯(Wb),感应电动势的单位是伏特(V)。
三、电磁感应的应用和实例1. 发电机原理发电机将机械能转化为电能的装置,其工作原理是利用电磁感应现象。
通过使导线在磁场中旋转,使得导线和磁场之间产生相对运动,从而产生感应电动势,最终将机械能转化为电能。
2. 电磁感应的运用电磁感应在电子设备、电动机、传感器等领域中有广泛的应用。
例如磁力计、变压器、感应加热器等。
四、电磁感应的解题技巧1. 判断磁通量变化的方向在解题过程中,需要根据情况判断磁通量是增加还是减少。
通常可以根据题目给出的线圈运动方向和磁场方向来判断变化的趋势。
2. 使用法拉第电磁感应定律计算感应电动势根据法拉第电磁感应定律的公式,可以计算出感应电动势的大小。
在计算时需要注意单位的转换。
3. 应用楞次定律确定感应电动势方向根据楞次定律,感应电动势的方向与磁通量的变化速率成正比。
根据题目给出的情况,可以确定感应电动势的方向。
4. 运用电磁感应定律解决问题根据题目给出的条件,结合电磁感应定律,可以推导出相关的公式,从而解决问题。
五、总结电磁感应是物理学中的重要概念,也是初中物理中必考的内容之一。
了解电磁感应的概念、原理、公式、单位以及应用实例,熟练掌握解题技巧,能够帮助同学们在考试中获得更好的成绩。
通过对电磁感应知识点的学习和理解,同学们可以更好地应用到日常生活中,并为将来深入学习物理打下坚实的基础。
第五章随时间变化的电磁场麦克斯韦方程教学要求:1、深刻理解并掌握法拉第电磁感应定律和楞次定律。
2、深刻理解感应电场的概念,熟练掌握动生电动势和感生电动势的计算方法。
3、了解自感、互感观象及其规律,掌握自感系数、互感系数计算方法。
4、了解暂态过程中的物理特征,掌握RL、RC串联电路暂态过程的计算方法。
对RLC 串联电路的暂过程能正确列出微分方程,并对其作定性分析。
5、理解磁能和磁能密度的概念,掌握自感磁能和互感能的计算方法.6、深入理解位移电流的概念及其物理实质,会运用它讨论和求解有关的简单问题.7、深刻领会麦克斯韦方程组及其物理意义8、理解和掌握电磁波的基本性质、能流密度矢量的概念和求能流密度矢量的方法。
9、知道偶极子辐射场的基本情况,了解似稳电磁场和似稳电路的基本概念.教学重点:1、法拉第电磁感应定律2、位移电流及其物理实质3、麦克斯韦方程组及其物理意义教学难点:1、位移电流2、电磁波的产生与辐射§5.1 电磁感应现象与磁感应定律1、电磁感应现象实验指出,当通过闭合导线回路所圈围面积的磁通量发生变化时,回路中将产生电流。
这种现象称为电磁感应现象,其电流称为感应电流,相应的电动势称为感应电动势。
2、楞次定律大量实验表明:闭合回路中感应电流的方向,总是企图使感应电流产生的磁场去阻止引起该感应电流的磁感通量的变化,这一结论成为楞次定律。
①楞次定律是判断感应电动势方向的定律,只有在纯电阻电路中,感应电流和感应电动势的方向才是完全一致的。
② 能量守恒定律要求感应电动势的方向服从楞次定律。
3、法拉第电磁感应定律导线回路中感应电动势ε与通过回路圈围面积的磁感通量的变化率md dt Φ成正比。
在国际单位制中,法拉第电磁感应定律的数学表达式为md dt εΦ=-若回路由N 匝导线组成,当磁场对每一匝导线回路所圈围的磁感通量都是m Φ时,则N 匝回路中感应电动势为:m m m d d N d Nd t d t d t ψεΦΦ=-=-=- 式中m ψ=m N Φ称为磁通匝链数。