电磁感应与电路知识的综合
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专题四 电磁感应与电路一、考点回顾“电磁感应”是电磁学的核心内容之一,同时又是与电学、力学知识紧密联系的知识点,是高考试题考查综合运用知识能力的很好落脚点,所以它向来高考关注的一个重点和热点,本专题涉及三个方面的知识:一、电磁感应,电磁感应研究是其它形式有能量转化为电能的特点和规律,其核心内容是法拉第电磁感应定律和楞次定律;二、与电路知识的综合,主要讨论电能在电路中传输、分配,并通过用电器转化为其它形式的能量的特点及规律;三、与力学知识的综合,主要讨论产生电磁感应的导体受力、运动特点规律以及电磁感应过程中的能量关系。
由于本专题所涉及的知识较为综合,能力要求较高,所以往往会在高考中现身。
从近三年的高考试题来看,无论哪一套试卷,都有这一部分内容的考题,题量稳定在1~2道,题型可能为选择、实验和计算题三种,并且以计算题形式出现的较多。
考查的知识:以本部分内容为主线与力和运动、动量、能量、电场、磁场、电路等知识的综合,感应电流(电动势)图象问题也经常出现。
二、典例题剖析根据本专题所涉及内容的特点及高考试题中出的特点,本专题的复习我们分这样几个小专题来进行:1.感应电流的产生及方向判断。
2.电磁感应与电路知识的综合。
3.电磁感应中的动力学问题。
4.电磁感应中动量定理、动能定理的应用。
5.电磁感应中的单金属棒的运动及能量分析。
6.电磁感应中的双金属棒运动及能量分析。
7.多种原因引起的电磁感应现象。
(一)感应电流的产生及方向判断1.(2007理综II 卷)如图所示,在PQ 、QR 区域是在在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面,bc 边与磁场的边界P 重合。
导线框与磁场区域的尺寸如图所示。
从t =0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域。
以a →b →c →d →e →f 为线框中有电动势的正方向。
以下四个ε-t 关系示意图中正确的是【 】解析:楞次定律或左手定则可判定线框刚开始进入磁场时,电流方向,即感应电动势的方向为顺时针方向,故D 选项错误;1-2s 内,磁通量不变化,感应电动势为0,A 选项错误;2-3s 内,产生感应电动势E =2Blv +Blv =3Blv ,感应电动势的方向为逆时针方向(正方向),故C 选项正确。
电磁感应与电路结合问题一、等效法处理电磁感应与电路结合问题解决电磁感应电路问题的关键就是借鉴或利用相似原型来启发理解和变换物理模型,即把电磁感应的问题等效转换成稳恒直流电路,把产生感应电动势的那部分导体等效为内电路.感应电动势的大小相当于电源电动势.其余部分相当于外电路,并画出等效电路图.此时,处理问题的方法与闭合电路求解基本一致,惟一要注意的是电磁感应现象中,有时导体两端有电压,但没有电流流过,这类似电源两端有电势差但没有接入电路时,电流为零. 二、电磁感应中的动力学问题这类问题覆盖面广,题型也多种多样;但解决这类问题的关键在于通过运动状态的分析来寻找过程中的临界状态,如速度、加速度取最大值或最小值的条件等,基本思路是:三、电磁感应中的能量、动量问题无论是使闭合回路的磁通量发生变化,还是使闭合回路的部分导体切割磁感线,都要消耗其它形式的能量,转化为回路中的电能。
这个过程不仅体现了能量的转化,而且保持守恒,使我们进一步认识包含电和磁在内的能量的转化和守恒定律的普遍性。
分析问题时,应当牢牢抓住能量守恒这一基本规律,分析清楚有哪些力做功,就可知道有哪些形式的能量参与了相互转化,如有摩擦力做功,必然有内能出现;重力做功,就可能有机械能参与转化;安培力做负功就将其它形式能转化为电能,做正功将电能转化为其它形式的能;然后利用能量守恒列出方程求解。
(一)电磁感应中的“双杆问题”电磁感应中“双杆问题”是学科内部综合的问题,涉及到电磁感应、安培力、牛顿运动定律和动量定理、动量守恒定律及能量守恒定律等。
要求学生综合上述知识,认识题目所给的物理情景,找出物理量之间的关系,因此是较难的一类问题,也是近几年高考考察的热点。
1、“双杆”向相反方向做匀速运动当两杆分别向相反方向运动时,相当于两个电池正向串联。
2.“双杆”同向运动,但一杆加速另一杆减速当两杆分别沿相同方向运动时,相当于两个电池反向串联。
F=BIL临界状态v 与a 方向关系运动状态的分析a 变化情况 F=ma 合外力 运动导体所受的安培力感应电流确定电源(E ,r ) rR E I +=3. “双杆”中两杆都做同方向上的加速运动。
初中物理电磁感应知识点总结一、电磁感应现象1、定义:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。
2、产生条件:(1)闭合电路;(2)一部分导体;(3)做切割磁感线运动。
需要注意的是,这三个条件缺一不可。
如果电路不闭合,只会产生感应电压,而不会有感应电流。
3、能的转化:在电磁感应现象中,机械能转化为电能。
例如,当我们手摇发电机时,通过转动把手,使导体在磁场中做切割磁感线运动,从而产生电能,此时就是将机械能转化为电能。
二、感应电流的方向1、影响因素:感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。
2、右手定则:伸开右手,使大拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在同一个平面内,让磁感线垂直穿过手心,大拇指指向导体运动的方向,那么其余四指所指的方向就是感应电流的方向。
这个定则可以帮助我们快速判断感应电流的方向。
例如,当导体向右运动,磁场方向向上时,根据右手定则,我们可以判断出感应电流的方向是向前的。
三、发电机1、原理:发电机是根据电磁感应原理制成的。
2、构造:主要由定子(固定不动的部分)和转子(能够转动的部分)组成。
定子一般是磁极,转子一般是线圈。
当转子在磁场中转动时,就会产生感应电流。
3、能量转化:发电机工作时,将机械能转化为电能。
大型的发电机通常采用线圈不动、磁极旋转的方式来发电,这样可以产生更强、更稳定的电流。
四、电动机1、原理:电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用而运动的原理制成的。
2、构造:主要由定子、转子和换向器组成。
定子一般是磁极,转子一般是线圈。
换向器的作用是当线圈转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向,使线圈能够持续转动。
3、能量转化:电动机工作时,将电能转化为机械能。
在日常生活中,我们使用的电风扇、洗衣机等电器,其内部都有电动机。
五、电磁感应的应用1、动圈式话筒:它是把声音的振动转化为电流的变化。
当声音使膜片振动时,与膜片相连的线圈在磁场中做切割磁感线运动,从而产生随声音变化的电流。
电磁感应定律及其应用知识点总结电磁感应现象是物理学中非常重要的一个概念,它不仅为我们理解自然界中的许多现象提供了理论基础,还在实际生活和科技领域有着广泛的应用。
下面我们就来详细总结一下电磁感应定律及其应用的相关知识点。
一、电磁感应定律1、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律指出:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
如果用 E 表示感应电动势,ΔΦ 表示磁通量的变化量,Δt 表示时间的变化量,那么法拉第电磁感应定律可以表示为:E =nΔΦ/Δt,其中 n 是线圈的匝数。
这个定律告诉我们,只要磁通量发生变化,就会产生感应电动势。
而磁通量的变化可以由多种方式引起,比如磁场的变化、线圈面积的变化、线圈与磁场的夹角变化等。
2、楞次定律楞次定律是用来确定感应电流方向的定律。
它指出: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。
简单来说,如果磁通量增加,感应电流产生的磁场方向就与原磁场方向相反,以阻碍磁通量的增加;如果磁通量减少,感应电流产生的磁场方向就与原磁场方向相同,以阻碍磁通量的减少。
楞次定律的本质是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现。
因为如果感应电流的方向不是这样,就会导致能量的无端产生或消失,这与能量守恒定律相违背。
二、电磁感应现象的产生条件要产生电磁感应现象,必须满足以下两个条件之一:1、穿过闭合电路的磁通量发生变化。
这可以是由于磁场的强弱变化、磁场方向的变化、闭合电路的面积变化或者闭合电路在磁场中的位置变化等原因引起的。
2、导体在磁场中做切割磁感线运动。
需要注意的是,如果导体整体都在匀强磁场中运动,而磁通量没有发生变化,是不会产生感应电流的。
三、电磁感应的应用1、发电机发电机是利用电磁感应原理将机械能转化为电能的装置。
在发电机中,通过转动线圈或者磁场,使线圈中的磁通量发生变化,从而产生感应电动势,向外输出电能。
常见的有交流发电机和直流发电机。
交流发电机产生的是交流电,其输出的电流方向和大小会周期性地变化;直流发电机则通过换向器等装置将交流电转化为直流电。
初中物理电与磁知识点总结
初中物理电与磁知识点总结如下:
1. 电流和电路:电流是电荷流动的现象,电路是导体和电源连接成闭合路径的装置。
电流的单位是安培(A),符号是I。
2. 电阻和电阻率:电阻是导体阻碍电流通过的程度,电阻的单位是欧姆(Ω),符号是R。
电阻率是物质本身的电阻程度,是一个材料的特性。
3. 电压和电动势:电压是电流在电路中的推动力,单位是伏特(V),符号是U。
电动势是电源提供给电路的电能,单位也是伏特(V),符号是E。
4. 串联和并联:串联是将电器依次连接在一起,电流相等,电压相加;并联是将电器同时连接在一起,电压相等,电流相加。
5. 电功和功率:电功是电流通过电路产生的功,单位是焦耳(J),符号是W。
功率是单位时间内产生的电功,单位是瓦特(W),符号是P。
6. 磁场和磁力线:磁场是磁体周围的力场,磁力线是表示磁场的线条。
磁力线从南极指向北极,不会相交。
7. 磁力和电流:安培定则说明电流会产生磁场,电流越大磁场越强;洛伦兹力定律说明磁场会对电流产生力,力的方向由左手定则确定。
8. 电磁感应和发电机:电磁感应是通过磁场的变化产生电压和电流的现象,法拉第定律说明感应电压和磁场变化率成正比;发电机是利用电磁感应原理将机械能转化为电能的装置。
9. 电磁铁和电动机:电磁铁是利用电流在导线中产生磁场的原理,使铁芯具有磁性;电动机是利用电磁感应原理将电能转化为机械能的装置。
10. 右手定则:右手螺旋定则用于确定磁场、电流和力的方向;右手法则用于确定电流在磁场中受力的方向。
引言概述:电与磁是物理学的基本知识,广泛应用于科学、工程和日常生活中。
本文将对电与磁的知识点进行总结,包括电荷、电场、电流、磁场和电磁感应等主要内容。
通过深入理解这些知识点,我们能够更好地理解电子设备的工作原理,以及电和磁在各种应用中的作用。
正文内容:1.电荷:1.1原子结构中的电子与质子1.2电子的带电性质和电荷的量子化1.3电荷守恒定律和库仑定律1.4电磁力和静电场2.电场:2.1电场的概念和性质2.2电场强度和电场线2.3电势和电势差2.4高斯定律和电场能2.5电容和电场中的电介质3.电流:3.1电流的概念和电流密度3.2电阻和欧姆定律3.3环路定律和基尔霍夫定律3.4电源和电动势3.5电功和功率4.磁场:4.1磁场的概念和性质4.2磁感应强度和磁场线4.3洛伦兹力和磁场能4.4磁场中的电流和安培定律4.5磁介质和磁感应强度的量子化5.电磁感应:5.1法拉第电磁感应定律和互感器5.2感生电动势和感应电流5.3洛伦兹力和电磁铁5.4电磁感应中的自感和互感5.5麦克斯韦方程组和电磁波总结:电与磁是物理学中非常重要的知识点,本文总结了电荷、电场、电流、磁场和电磁感应等方面的内容。
通过深入了解这些知识,我们能够更好地理解电子设备的工作原理,如电路中的电流流动和元器件中的电荷分布;同时,我们还能够理解电和磁在医学成像、通信技术和能源转换等领域中的应用。
电与磁的研究也为我们提供了深刻的物理现象和规律,推动了科学技术的发展。
因此,对于电与磁的研究和理解是非常有价值的。
希望通过本文的总结,读者能够加深对电与磁的认识,提高对这一领域的兴趣,并将这些知识应用于实际生活和工作中。
高考物理中电磁感应的考点和解题技巧有哪些在高考物理中,电磁感应是一个重要且具有一定难度的考点。
理解和掌握电磁感应的相关知识,以及熟练运用解题技巧,对于在高考中取得优异成绩至关重要。
一、电磁感应的考点1、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是电磁感应的核心内容之一。
其表达式为:$E = n\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}$,其中$E$ 表示感应电动势,$n$ 为线圈匝数,$\Delta \Phi$ 表示磁通量的变化量,$\Delta t$ 表示变化所用的时间。
这个考点通常会要求我们计算感应电动势的大小,或者根据给定的条件判断感应电动势的变化情况。
2、楞次定律楞次定律用于判断感应电流的方向。
其核心思想是:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
这一定律在解决电磁感应中的电流方向问题时经常用到,需要我们能够准确理解并运用“阻碍”这一概念。
3、电磁感应中的电路问题当导体在磁场中做切割磁感线运动或者磁通量发生变化时,会产生感应电动势,从而形成闭合回路中的电流。
在这类问题中,我们需要根据电路的基本规律,如欧姆定律、串并联电路的特点等,来计算电路中的电流、电压、电阻等物理量。
4、电磁感应中的能量转化问题电磁感应现象中,机械能与电能相互转化。
例如,导体棒在磁场中运动时,克服安培力做功,将机械能转化为电能;而电流通过电阻时,电能又转化为内能。
在解题时,需要运用能量守恒定律来分析能量的转化和守恒关系。
5、电磁感应与力学的综合问题这类问题通常将电磁感应现象与力学中的牛顿运动定律、功和能等知识结合起来。
例如,导体棒在磁场中受到安培力的作用,其运动情况会受到影响,我们需要综合运用电磁学和力学的知识来求解。
6、电磁感应中的图像问题包括磁感应强度$B$、磁通量$\Phi$、感应电动势$E$、感应电流$I$ 等随时间或位移变化的图像。
要求我们能够根据给定的物理过程,准确地画出相应的图像,或者从给定的图像中获取有用的信息,分析物理过程。
电磁感应知识点总结电磁感应是指通过磁场或电场的作用产生电流或电动势的现象。
它是电磁学的重要内容,应用广泛。
下面将从电磁感应的基本原理、应用和影响等方面进行总结。
一、电磁感应的基本原理1. 法拉第电磁感应定律:当磁场的变化穿过闭合回路时,回路中会产生感应电流。
这个定律描述了磁场变化对电流的影响。
2. 楞次定律:感应电流的方向会使得其磁场的改变抵消原来磁场变化的效果。
此定律描述了感应电流对磁场的反作用。
3. 磁通量:磁力线通过单位面积的数量。
磁通量的变化是电磁感应的直接原因。
二、电磁感应的应用1. 发电机:利用电磁感应原理将机械能转化为电能,广泛应用于发电行业。
2. 变压器:利用电磁感应原理实现电压的升降。
3. 感应电炉:利用电磁感应原理将电能转化为热能,用于熔炼金属等工业领域。
4. 电磁感应传感器:利用电磁感应原理测量物理量,如温度、压力等。
5. 电磁制动器和离合器:利用电磁感应原理实现制动和离合的功能。
三、电磁感应的影响1. 电磁辐射:由于电磁感应产生的电流会产生电磁辐射,对人体健康和电子设备产生一定的影响。
2. 电磁波干扰:电磁感应产生的电磁场有可能干扰无线通信、雷达等设备的正常工作。
3. 电磁感应对电路的影响:电磁感应会在电路中引入干扰电压和电流,影响电路的稳定性和性能。
电磁感应作为电磁学的重要内容,其基本原理和应用在现实生活中有着广泛的应用。
了解电磁感应的原理和应用,有助于我们更好地理解和应用电磁学知识,推动科学技术的发展。
同时,我们也需要关注电磁辐射和电磁干扰等问题,合理利用电磁感应技术,保护环境和人类健康。
专题:电磁感应现象中有关电容器类问题1、电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原理可用来研制新武器和航天运载器。
电磁轨道炮示意如图,图中直流电源电动势为E,电容器的电容为C。
两根固定于水平面的光滑平行金属导轨间距为L,电阻不计。
炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触。
首先开关S接1,使电容器完全充电。
然后将S接至2,导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中未画出),MN开始向右加速运动。
当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时,回路中电流为零,MN达到最大速度,之后离开导轨。
问:(1)磁场的方向;(2)MN刚开始运动时加速度a的大小;(3)MN离开导轨后的最大速度v m的大小。
试题分析:(1)根据通过MN电流的方向,结合左手定则得出磁场的方向.(2)根据欧姆定律得出MN刚开始运动时的电流,结合安培力公式,根据牛顿第二定律得出MN刚开始运动时加速度a的大小.(3)开关S接2后,MN开始向右加速运动,速度达到最大值时,根据电动势和电荷量的关系,以及动量定理求出MN离开导轨后最大速度.解:(1)电容器上端带正电,通过MN的电流方向向下,由于MN向右运动,根据左手定则知,磁场方向垂直于导轨平面向下.2、一对无限长平行导轨位于竖直平面,轨道上串联一电容器C(开始未充电).另一根质量为m 的金属棒ab 可沿导轨下滑,导轨宽度为L ,在讨论的空间围有磁感应强度为B 、方向垂直整个导轨平面的匀强磁场,整个系统的电阻可以忽略,ab 棒由静止开始下滑,求它下滑h 高度时的速度v.解:设ab 棒下滑过程中某一瞬时加速度为a i ,则经过一微小的时间间隔Δt ,其速度的增加量为Δv=a i ·Δt.棒中产生的感应电动势的增加量为:ΔE=BL Δv=BLa i ·Δt电容器的极板间电势差的增加量为:ΔU i =ΔE=BLa i ·Δt电容器电荷量的增加量为:ΔQ=C ·ΔU=CBLa i ·Δt电路中的充电电流为:I=tQ ∆∆=CBLa i ab 棒所受的安培力为:F=BLI=CB 2L 2a i由牛顿第二定律得:mg-F=ma i ,即mg-CB 2L 2a i =ma i ,所以,a i =22L CB m mg +,可见,棒的加速度与时间无关,是一个常量,即棒ab 向下做匀加速直线运动.所以要求的速度为v=2222LCB m mgh ah +=.3、如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长且电阻不计的平行金属导轨相距L ,导轨平面与水平面重合,左端用导线连接电容为C 的电容器(能承受的电压足够大).已知匀强磁场的磁感应强度大小为B 、方向竖直向上.一质量为m 、电阻不计的直金属棒垂直放在两导轨上,一根绝缘的、足够长的轻绳一端与棒的中点连接,另一端跨过定滑轮挂一质量为m 的重物.现从静止释放重物并通过轻绳水平拖动金属棒运动(金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触,不计滑轮质量和所有摩擦).求:(1)若某时刻金属棒速度为v ,则电容器两端的电压多大?(2)求证:金属棒的运动是匀加速直线运动;(3)当重物从静止开始下落一定高度时,电容器带电量为Q ,则这个高度h 多大?解:(1)电容器两端的电压U 等于导体棒上的电动势E ,有:U=E=BLv(2)金属棒速度从v 增大到v+△v 的过程中,用时△t (△t →0),加速度为a ,有:电容器两端的电压为:U=BLv电容器所带电量为:式中各量都是恒量,加速度保持不变,故金属棒的运动是匀加速直线运动.(3)由于金属棒做匀加速直线运动,且电路中电流恒定4、如图所示,有一间距为L且与水平方向成θ角的光滑平行轨道,轨道上端接有电容器和定值电阻,S为单刀双掷开关,空间存在垂直轨道平面向上的匀强0磁场,磁感应强度为B。
电磁感应知识点总结图
电磁感应现象:当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,闭合电路中会产生感应电流。
产生电磁感应现象的条件:
闭合电路。
穿过闭合电路的磁通量发生变化。
磁通量:在匀强磁场中,磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S 的乘积,称为穿过该面的磁通量。
感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势,其方向由低电势指向高电势。
产生感应电动势的条件是导体在磁场中做切割磁感线运动,或者磁场在导体内运动导致磁通量变化。
感应电流:在电磁感应现象中产生的电流。
其方向遵循楞次定律,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
右手定则:用于判断导体切割磁感线时产生的感应电流的方向。
将右手手掌伸平,使大拇指与其余并拢的四指垂直,并与手掌在同一平面内,让磁感线从手心穿入,大拇指指向导体运动方向,这时四指的指向就是感应电流的方向。
以上知识点是电磁感应的基本内容,通过理解和应用这些知识点,可以更好地理解和分析电磁感应现象。
如果您需要更详细的图表或示例来解释这些知识点,建议参考相关教科书或在线资源。
高考物理电磁感应知识点及难点解析在高考物理中,电磁感应是一个重要且具有一定难度的知识点。
理解和掌握电磁感应相关内容,对于应对高考物理试题至关重要。
一、电磁感应的基本概念电磁感应是指因磁通量变化产生感应电动势的现象。
简单来说,当通过闭合回路的磁通量发生改变时,回路中就会产生感应电流。
磁通量的定义是磁感应强度 B 与垂直通过某一面积 S 的乘积,即Φ = B·S。
楞次定律是判断感应电流方向的重要定律。
其内容为:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
通俗地讲,就是“来拒去留,增反减同”。
法拉第电磁感应定律则给出了感应电动势的大小。
感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,即 E =nΔΦ/Δt ,其中 n 为线圈匝数。
二、电磁感应中的常见现象1、动生电动势当导体在磁场中运动时,导体中的自由电子受到洛伦兹力的作用,从而在导体两端产生电势差,这就是动生电动势。
其大小可以通过 E= BLv 来计算,其中 B 为磁感应强度,L 为导体在磁场中的有效长度,v 为导体运动的速度。
2、感生电动势由于磁场变化而产生的电动势称为感生电动势。
变化的磁场会在空间激发感生电场,自由电荷在感生电场的作用下定向移动形成电流。
三、电磁感应中的难点1、电磁感应与电路的综合在这类问题中,需要将电磁感应现象产生的感应电动势与电路中的电阻、电容、电感等元件结合起来分析。
确定感应电动势的大小和方向后,画出等效电路图,再运用电路的相关规律,如欧姆定律、焦耳定律等进行求解。
例如,一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的交变电动势接入一个电阻为 R 的外电路。
此时需要根据线圈转动的角速度、匝数、磁场强度等参数计算出感应电动势的瞬时值表达式,然后结合外电路的电阻求出电流、电压等物理量。
2、电磁感应中的能量转化电磁感应过程往往伴随着能量的转化。
在导体切割磁感线运动或磁场变化导致磁通量改变的过程中,外力克服安培力做功,将其他形式的能转化为电能;而电路中的电流通过电阻做功,又将电能转化为内能。
初中物理电学知识点磁生电
初中物理电学知识点磁生电
在我们上学期间,是不是经常追着老师要知识点?知识点是指某个模块知识的重点、核心内容、关键部分。
掌握知识点有助于大家更好的学习。
以下是店铺整理的'初中物理电学知识点磁生电,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
1.电磁感应:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流,这种现象叫电磁感应,产生的电流叫感应电流。
应用:发电机
2.产生感应电流的条件:①电路必须闭合;②只是电路的一部分导体在磁场中;③这部分导体做切割磁感线运动。
3.感应电流的方向:跟导体运动方向和磁感线方向有关。
4.发电机的原理:电磁感应现象。
结构:定子和转子(线圈、磁极、电刷)。
它将机械能转化为电能。
5.分类:交流发电机和直流发电机
6.交流电:周期性改变电流方向的电流。
我国交流电的周期:0.02S 频率:50HZ, 1S钟内改变电流方向100次
7.直流电:电流方向不改变的电流。
上面对物理学磁生电知识点的讲解内容,希望同学们都能很好的掌握,相信同学们一定会考出好成绩的,加油。
【初中物理电学知识点磁生电】。
高三物理电磁感应与电路试题答案及解析1.如图所示,足够长的光滑U型导轨宽度为L,其所在平面与水平面的夹角为,上端连接一个阻值为R的电阻,置于磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,今有一质量为、有效电阻的金属杆沿框架由静止下滑,设磁场区域无限大,当金属杆下滑达到最大速度时,运动的位移为,则A.金属杆下滑的最大速度B.在此过程中电阻R产生的焦耳热为C.在此过程中电阻R产生的焦耳热为D.在此过程中流过电阻R的电量为【答案】 B【解析】感应电动势为①感应电流为②安培力为③根据平恒条件得解得:由能量守恒定律得:又因所以由法拉第电磁感应定律得通过R的电量为所以选项B正确2.如图所示,间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置,导轨左端用一阻值为R的电阻连接,导轨上横跨一根质量为m、电阻也为R的金属棒,金属棒与导轨接触良好。
整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。
现使金属棒以初速度沿导轨向右运动,若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为。
下列说法正确的是A.金属棒在导轨上做匀减速运动B.整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为C.整个过程中金属棒克服安培力做功为D.整个过程中电阻R上产生的焦耳热为【答案】C【解析】A、金属棒切割产生感应电动势,产生感应电流,从而受到向左的安培力,做减速运动,由于速度减小,电动势减小,则电流减小,安培力减小,根据牛顿第二定律知,加速度减小,做加速度逐渐减小的减速运动.故A错误.B、根据,则金属棒在导轨上发生的位移.故B错误.=0−mv2,则金属棒克服安培力做功为mv2.故C正确.C、根据动能定律得,−WAD、根据能量守恒得,动能的减小全部转化为整个回路产生的热量,则电阻R产生的热量=mv2.故D错误.QR故选C.【考点】导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律;电磁感应中的能量转化.3.如图所示,固定在水平面上的光滑平行金属导轨,间距为L,右端接有阻值为R的电阻,空间存在在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场。
高考物理——电磁感应与正弦式交流电综合的新题归纳与解题策略在新高考的背景下,将电磁感应与正弦式交变电流这两部分知识进行综合考查的新题型越来越多,此类试题不仅可以考查对感应电动势、感应电流、安培力和正弦式交变电流的产生以及“四值”的应用等重要知识点,还可以考查学生的空间思维能力以及应用数学知识处理物理问题的能力。
由于电磁感应和交变电流都是高考必考的章节,因此有必要对这两部分知识进行综合考查的新题型进行深入研究。
笔者现对这些试题进行归纳总结,并探索解题策略。
题型1 线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动该题型是涉及正弦式交变电流产生的常规题型,核心要点有:1.若计时起点在中性面,则感应电动势瞬时值的表达式为e=Emsinωt,其中Em =NBSω;若计时起点在垂直中性面的位置,则感应电动势的瞬时值表达式为e=Emcosωt。
2.每经过中性面一次,电流方向改变一次,则线圈转动一圈,电流的方向改变两次。
3.在中性面时,穿过线圈的磁通量最大,但此刻磁通量的变化率为零,感应电动势为零;在经过与中性面垂直的位置时,穿过线圈的磁通量为零,但此刻磁通量的变化率最大,感应电动势最大。
除了这些基本的知识点以外,还有以下几点需要强调说明。
①线圈不管是圆形、矩形或其他形状,以上结论均相同。
②只要转轴与磁场垂直,即使轴的位置发生改变,以上结论均相同。
③当磁场或永磁体旋转、线圈静止不动时,以上结论均相同。
④当只有部分线框处于磁场中时,公式中的面积S是线框位于磁场中的有效面积。
【例1】(2022·江苏南通考前模拟·12)如图1所示,矩形线圈abcd匝数为N,总电阻为R,ab边和ad边长分别为L和3L,O、O′为线圈上两点,OO′与cd边平行且与cd边的距离为L,OO′左侧空间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。
现使线圈绕OO′以角速度ω匀速转动,求:(1)从图1 位置开始转过60°过程中通过导线截面电荷量q;图1(2)线圈在转动一周过程中产生的焦耳热Q。
构建知识网络:考情分析:楞次定律、法拉第电磁感应定律是电磁学部分的重点,也是高考的重要考点。
高考常以选择题的形式考查电磁感应中的图像问题和能量转化问题,以计算题形式考查导体棒、导线框在磁场中的运动、电路知识的相关应用、牛顿运动定律和能量守恒定律在导体运动过程中的应用等。
备考时我们需要重点关注,特别是导体棒的运动过程分析和能量转化分析。
重点知识梳理:一、感应电流1.产生条件闭合电路的部分导体在磁场内做切割磁感线运动穿过闭合电路的磁通量发生变化2.方向判断右手定则:常用于切割类楞次定律:常用于闭合电路磁通量变化类3.“阻碍”的表现阻碍磁通量的变化增反减同阻碍物体间的相对运动来拒去留阻碍原电流的变化自感现象二、电动势大小的计算适用过程表达公式备注n匝线圈内的磁通量发生变化E=nΔΦΔt(1)当S不变时,E=nSΔBΔt;(2)当B不变时,E=nBΔSΔt导体做切割磁感线的运E=Blv (1)E=Blv的适用条件:动v⊥l,v⊥B;(2)当v与B平行时:E=0导体棒在磁场中以其中一端为圆心转动垂直切割磁感线三、电磁感应问题中安培力、电荷量、热量的计算1.导体切割磁感线运动,导体棒中有感应电流,受安培力作用,根据E=Blv,I=ER,F=BIl,可得F=B2l2v/R.2.闭合电路中磁通量发生变化产生感应电动势,电荷量的计算方法是根据E=ΔΦΔt,I=ER,q=IΔt则q=ΔΦ/R,若线圈匝数为n,则q=nΔΦ/R.3.电磁感应电路中产生的焦耳热,当电路中电流恒定时,可以用焦耳定律计算,当电路中电流发生变化时,则应用功能关系或能量守恒定律计算.四、自感现象与涡流自感电动势与导体中的电流变化率成正比,比例系数称为导体的自感系数L。
线圈的自感系数L 与线圈的形状、长短、匝数等因数有关系。
线圈的横截面积越大,匝数越多,它的自感系数就越大。
带有铁芯的线圈其自感系数比没有铁芯的大得多。
【名师提醒】典型例题剖析:考点一:楞次定律和法拉第电磁感应定律【典型例题1】(2016·浙江高考)如图所示,a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,边长l a=3l b,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则()A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流B.a、b线圈中感应电动势之比为9∶1C.a、b线圈中感应电流之比为3∶4D .a 、b 线圈中电功率之比为3∶1【答案】B【变式训练1】(2015·江苏高考)做磁共振(MRI)检查时,对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流.某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响,将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈,线圈的半径r =5.0 cm ,线圈导线的截面积A =0.80 cm 2,电阻率ρ=1.5 Ω·m.如图所示,匀强磁场方向与线圈平面垂直,若磁感应强度B 在0.3 s 内从 1.5 T 均匀地减为零,求:(计算结果保留一位有效数字)(1)该圈肌肉组织的电阻R ;(2)该圈肌肉组织中的感应电动势E ;(3)0.3 s 内该圈肌肉组织中产生的热量Q. 【答案】:(1)6×103Ω(2)4×10-2V(3)8×10-8J【解析】:(1)由电阻定律R =ρ2πrA ,代入数据解得R =6×103Ω(2)感应电动势E =ΔB Δt πr 2,代入数据解得E =4×10-2V(3)由焦耳定律得Q =E2RΔt ,代入数据解得Q =8×10-8J【名师提醒】1.灵活应用楞次定律中“阻碍”的推广含义:(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”;(2)阻碍相对运动——“来拒去留”;(3)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”;(4)使线圈平面有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”。
大学物理电磁感应知识点归纳总结电磁感应是物理学中的重要概念,涵盖了许多关键的知识点。
本文将对大学物理电磁感应相关的知识进行归纳总结,旨在帮助读者更好地理解和掌握这一内容。
一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述磁场变化时感应电动势产生的定律。
它可以用数学公式表示为:ε = -dφ/dt其中,ε表示感应电动势,dφ/dt表示磁通量的变化率。
该定律说明,当磁通量的变化率发生变化时,会在电路中产生感应电动势。
二、楞次定律楞次定律是指感应电动势的方向总是使得引起它的磁通量的变化量减小。
这一定律可以用以下方式描述:当一个导体中有感应电流产生时,由于感应电流产生的磁场所引起的磁通量的变化方向与原磁场的方向相反。
三、感应电流的方向根据法拉第电磁感应定律和楞次定律,可以推导出感应电流的方向。
当外磁场与电路中的导线垂直相交时,可以用右手定则来确定感应电流的方向:将右手的拇指指向导线运动方向(或磁场方向),四指指向磁场(或导线)垂直入纸方向,伸出的大拇指方向即为感应电流的方向。
四、磁场中的感应电动势当一个导体以速度v进入或离开磁场中时,会在导体两端产生感应电动势。
这一现象被称为磁场中的感应电动势。
根据该现象,可以得出以下结论:1. 当导体相对于磁场以一定速度直线运动时,感应电动势的大小由运动速度和磁感应强度共同决定。
2. 当导体相对于磁场以一定速度旋转时,感应电动势的大小由旋转速度、导体长度和磁感应强度共同决定。
五、电磁感应中的涡旋电场电磁感应的另一个重要概念是涡旋电场。
当磁场发生变化时,会在空间中产生涡旋电场,该电场可以产生感应电动势。
涡旋电场具有以下特点:1. 影响感应电动势的大小和方向。
2. 对于闭合回路,涡旋电场的环路积分为零,即没有感应电动势产生。
六、法拉第电磁感应定律的应用法拉第电磁感应定律具有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景:1. 变压器:利用电磁感应原理,将交流电压进行变换。
2. 电磁感应发电机:将机械能转化为电能的装置。
高中物理电磁学题型大解析在高中物理的学习中,电磁学无疑是一个重点和难点板块。
它不仅在高考中占据着重要的地位,而且对于我们理解现代科技的原理也有着至关重要的作用。
接下来,咱们就一起来深入解析一下高中物理电磁学常见的题型。
一、电场相关题型1、电场强度的计算这是电场部分常见的基础题型。
要计算电场强度,需要明确电场的分布情况,比如是点电荷的电场、匀强电场还是其他特殊电场。
对于点电荷的电场,我们可以使用公式 E = kQ/r²来计算,其中 k 是静电力常量,Q 是点电荷的电荷量,r 是到点电荷的距离。
而匀强电场的电场强度可以通过 E = U/d 来计算,U 是两点间的电势差,d 是沿电场方向的距离。
2、电场力做功与电势能变化此类题型常常与动能定理结合起来考查。
电场力做功的公式为 W = qU,其中 q 是电荷量,U 是两点间的电势差。
电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加。
3、带电粒子在电场中的运动这是一个综合性较强的题型。
当带电粒子在电场中只受电场力作用时,其运动可以分解为沿电场方向的匀加速直线运动和垂直电场方向的匀速直线运动。
通过受力分析,结合牛顿第二定律和运动学公式,可以求解粒子的速度、位移等物理量。
二、磁场相关题型1、磁感应强度的计算磁感应强度的计算需要根据磁场的分布情况选择合适的公式。
对于通电直导线产生的磁场,可以使用 B = kI/r 来计算,其中 k 是比例系数,I 是电流强度,r 是到导线的距离。
对于通电圆环轴线上的磁场,可以使用特定的公式进行计算。
2、安培力的分析与计算当通电导线在磁场中时,会受到安培力的作用。
安培力的大小为 F=BILsinθ,其中 B 是磁感应强度,I 是电流强度,L 是导线在磁场中的有效长度,θ 是 B 与 I 的夹角。
通过对安培力的分析,可以求解导线的运动情况、平衡状态等问题。
3、带电粒子在磁场中的运动这是磁场部分的重点和难点题型。
当带电粒子垂直进入匀强磁场时,会做匀速圆周运动。