大学物理竞赛辅导之电磁感应汇总
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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 。
物理中的电磁感应知识点解析及解题技巧在物理学中,电磁感应是指磁场的变化引起电场的变化,从而产生感应电流的现象。
电磁感应是一种常见的现象,在电动机、发电机等各个领域中都有广泛的应用。
本文将详细解析物理中的电磁感应知识点,并介绍一些解题技巧。
一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的基本定律。
根据法拉第电磁感应定律,当磁通量变化时,感应电动势在导线中会产生感应电流。
具体而言,法拉第电磁感应定律可以用以下公式表示:ε = -dΦ/dt式中,ε代表感应电动势,Φ代表磁通量,t代表时间。
负号表示感应电动势的方向与磁通量变化的方向相反。
二、电磁感应中的重要概念1. 磁通量(Φ):磁感线通过某一面积的总数,通常用磁通量来描述磁场的强弱。
2. 磁感应强度(B):磁场对电流元产生的力的大小,也称为磁感应强度。
3. 磁场面积(A):垂直于磁感线的平面的面积,取决于磁场的形状。
三、电磁感应的应用电磁感应在现实生活中有着广泛的应用,以下是一些常见的应用:1. 电磁感应发电机:电磁感应通过旋转磁场产生感应电流,从而驱动电机工作。
2. 电磁感应电磁炉:电磁感应可以使电磁炉快速加热食物。
3. 电磁感应制动器:电磁感应可以通过感应电流产生制动力,用于制动装置。
四、解题技巧1. 确定磁场方向:在解决电磁感应问题时,首先要确定磁场的方向。
可以通过箭头图、右手定则等方法判断磁场方向。
2. 计算磁通量:根据问题中给出的条件,计算磁场中的磁通量。
可以使用以下公式计算磁通量:Φ = B * A * cosθ式中,B代表磁感应强度,A代表磁场面积,θ代表磁场方向与磁感应强度方向之间的夹角。
3. 计算感应电动势:根据法拉第电磁感应定律,计算感应电动势,即ε = -dΦ/dt。
感应电动势的方向与磁通量变化的方向相反。
4. 计算感应电流:根据欧姆定律和电路中的电阻、电动势等参数,计算感应电流。
5. 分析物理意义:在解题过程中,要结合具体的物理意义进行分析,理解电磁感应现象的本质。
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。