粤教版物理选修3-2《第一章电磁感应》知识点总结
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选修3-2第一章电磁感应知识点总结
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。
(3)“阻碍”的含义.
①“阻碍”可能是“反抗”,也可能是“补偿”.
·
当引起感应电流的磁通量(原磁通量)增加时,感应电流的磁场就与原磁场的方向相反,感应电流的磁场“反抗”原磁通量的增加;当原磁通量减少时,感应电流的磁场就与原磁场的方向相同,感应电流的磁场“补偿”原磁通量的减少。
(“增反减同”)
②“阻碍”不等于“阻止”,而是“延缓”.
感应电流的磁场不能阻止原磁通量的变化,只是延缓了原磁通量的变化。
当由于原磁通量的增加引起感应电流时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,其作用仅仅使原磁通量的增加变慢了,但磁通量仍在增加,不影响磁通量最终的增加量;当由于原磁通量的减少而引起感应电流时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,其作用仅仅使原磁通量的减少变慢了,但磁通量仍在减少,不影响磁通量最终的减少量。
即感应电流的磁场延缓了原磁通量的变化,而不能使原磁通量停止变化,该变化多少磁通量最后还是变化多少磁通量。
③“阻碍”不意味着“相反”.
在理解楞次定律时,不能把“阻碍”作用认为感应电流产生磁场的方向与原磁场的方向相反。
事实上,它们可能同向,也可能反向。
(“增反减同”)(4)“阻碍”的作用.
楞次定律中的“阻碍”作用,正是能的转化和守恒定律的反映,在克服这种阻碍的过程中,其他形式的能转化成电能。
(5)“阻碍”的形式.
}
(6)适用范围:一切电磁感应现象.
(7)研究对象:整个回路.
(8)使用楞次定律的步骤:
①明确(引起感应电流的)原磁场的方向.(B o的方向)
②明确穿过闭合电路的磁通量(是指合磁通量)是增加还是减少.
③根据楞次定律(增反减同)确定感应电流的磁场方向.(B’的方向)
④利用安培定则确定感应电流的方向.。
2、右手定则.
(1)内容:伸开右手,让拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,让磁感线垂直(或倾斜)从手心进入,拇指指向导体运动的方向,其余四指所指的方向就
是感应电流的方向。
(2)作用:判断感应电流的方向与磁感线方向、导体运动方向间的关系。
(3)适用范围:导体切割磁感线。
(4)研究对象:回路中的一部分导体。
(5)右手定则与楞次定律的联系和区别.
①联系:右手定则可以看作是楞次定律在导体运动情况下的特殊运用,用右手定则和楞次
定律判断感应电流的方向,结果是一致的。
②区别:右手定则只适用于导体切割磁感线的情况(产生的是“动生电流”),不适合导
体不运动,磁场或者面积变化的情况,即当产生“感生电流时,不能用右手定则
进行判断感应电流的方向。
也就是说,楞次定律的适用范围更广,但是在导体切
割磁感线的情况下用右手定则更容易判断。
<
【小技巧】:左手定则和右手定则很容易混淆,为了便于区分,把两个定则简单地总结为“通电受力用左手,运动生电用右手”。
“力”的最后一笔“丿”方向向左,用左手;“电”的最后一笔
“乚”方向向右,用右手。
四、法拉第电磁感应定律 .
1、法拉第电磁感应定律 .
(1)内容:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比。
>
(2)公式:t E ∆∆Φ=
(单匝线圈) 或 t
n E ∆∆Φ
=(n 匝线圈).
对表达式的理解:
①t
E ∆∆Φ
=。
若线圈有n 匝,且穿过每匝线圈的磁通量变化率相同,则相当于n 个相同的电动势t ∆∆Φ串联,所以整个线圈中电动势为t
n E ∆∆Φ
= (本式是确定感应电动势的
普遍规律,适用于所有电路,此时电路不一定闭合).
② 在t
n
E ∆∆Φ
=中(这里的ΔΦ取绝对值,所以此公式只计算感应电动势E 的大小,E 的方向根据楞次定律或右手定则判断),E 的大小是由匝数及磁通量的变化率(即磁通量变化的快慢)决定的,与Φ或ΔΦ之间无大小上的必然联系(类比学习:关系类似于a 、v 和Δ v 的关系)。
③ 当Δ t 较长时,t n
E ∆∆Φ=求出的是平均感应电动势;当Δ t 趋于零时,t
n E ∆∆Φ
=求出的是瞬时感应电动势。
2、E =BLv 的推导过程 .
如图所示闭合线圈一部分导体ab 处于匀强磁场中,磁感应强度是B ,ab 以速度v 匀速切割磁感线,求产生的感应电动势 推导:回路在时间t 内增大的面积为:ΔS =L (v Δt ) . %
穿过回路的磁通量的变化为:ΔΦ = B ·ΔS= BLv ·Δt . 产生的感应电动势为:BLv t
t
BLv t E =∆∆⋅=∆∆Φ=
(v 是相对于磁场的速度).
若导体斜切磁感线(即导线运动方向与导线本身垂直,但跟磁感强度方向有夹角),如图所示,则感应电动势为E =BLvsin θ
(斜切情况也可理解成将B 分解成平行于v 和垂直于v 两个分量) 3、E =BLv 的四个特性 . (1)相互垂直性 .
公式E =BLv 是在一定得条件下得出的,除了磁场是匀强磁场外,还需要B 、L 、v 三者相互垂直,实际问题中当它们不相互垂直时,应取垂直的分量进行计算。
—
若B 、L 、v 三个物理量中有其中的两个物理量方向相互平行,感应电动势为零。
(2)L 的有效性 (有效长度: 直导线(或弯曲导线)在垂直速度方向上的投影长度。
)
公式E =BLv 是磁感应强度B 的方向与直导线L 及运动方向v 两两垂直的情形下,导体棒中产生的感应电动势。
L 是直导线的有效长度,即导线两端点在v 、B 所决定平面的垂线方向上的长度。
实际上这个性质是“相互垂直线”的一个延伸,在此是分解L ,事实上,我们也可以分解v 或者B ,让B 、L 、v 三者相互垂直,只有这样才能直接应用公式E =BLv 。
E =BL (v sin θ)
或E =Bv (L sin θ) E = B ·2R ·v
(3)瞬时对应性 .
;
对于E =BLv ,若v 为瞬时速度,则E 为瞬时感应电动势;
若v 是平均速度,则E 为平均感应电动势。
(4)v 的相对性 .
公式E =BLv 中的v 指导体相对磁场的速度,并不是对地的速度。
只有在磁场静止,导
体棒运动的情况下,导体相对磁场的速度才跟导体相对地的速度相等。
4、公式t
n
E ∆∆Φ
=和E =BLvsin θ的区别和联系 . (1)两公式比较 .
t
n
E ∆∆Φ
= …
E =BLvsin θ
区 别
研究对象 整个闭合电路 回路中做切割磁感线运动的那部
分导体 适用范围
各种电磁感应现象
只适用于导体切割磁感线运动的
情况 计算结果 一般情况下,求得的是Δ t 内的平均感应电动势
一般情况下,求得的是某一时刻的瞬时感应电动势
适用情形 常用于磁感应强度B 变化所产生的电磁感应现象(磁场变化型) 常用于导体切割磁感线所产生的电磁感应现象(切割型) 联系
E =Blv sin θ是由t
n
E ∆∆Φ
=在一定条件下推导出来的,该公式可看作法拉第电磁感应定律的一个推论或者特殊应用。
(2)两个公式的选用 .
① 求解导体做切割磁感线运动产生感应电动势的问题时,两个公式都可以用。
'
② 求解某一过程(或某一段时间)内的感应电动势、平均电流、通过导体横截面的电荷
量(q = I Δ t )等问题,应选用t
n
E ∆∆Φ
= . ③ 求解某一位置(或某一时刻)的感应电动势,计算瞬时电流、电功率及某段时间内的电
功、电热等问题,应选用E =BLv sin θ 。
5、感应电动势的两种求解方法 . (1)用公式t n
E ∆∆Φ=求解: t
n E ∆∆Φ
=是普遍适用的公式,当ΔΦ仅由磁场的变化引起时,该式可表示为S t
B
n E ∆∆=;若磁感应强度B 不变,ΔΦ仅由回路在垂直于磁场方向
上得面积S 的变化引起时,则可表示为公式B t
S
n E ∆∆=,注意此时S 并非线圈的面积,
而是线圈内部磁场的面积。
(2)用公式E =BLv sin θ求解:
① 若导体平动垂直切割磁感线,则E =BLv ,此时只适用于B 、L 、v 三者相互垂直的情况。
② 若导体平动但不垂直切割磁感线,E =BLv sin θ(此点参考P 4“ E =BLv 的推导过程”)。
?
6、反电动势.
电源通电后,电流从导体棒的a 端流向b 端,用左手定则可判断ab 棒受到的安培力水平向右,则ab 棒由静止向右加速运动。
而ab 棒向右运动后,会切割磁感线,从而产生感应电动势(判得感应电流由a 到b ,所以感应电动势b 端为负极a 端为正极,如图示),此感应电动势阻碍电路中原来的电流,即感应电动势的方向跟外加电压(原来电源电压)的方向相反,这个感应电动势称为“反电动势”。
五、电磁感应规律的应用 .
1、法拉第电机 . (1)电机模型 .
,
(2)原理:应用导体棒在磁场中切割磁感线而产生感应电动势。
.
① 铜盘可看作由无数根长度等于铜盘半径的导体棒组成,导体棒在转动过程中要切割磁感线。
② 大小:ω2
2
1BL E =
(其中L 为棒的长度,ω为角速度) |
对此公式的推导有两种理解方式:
E =BLv
t
n
E ∆∆Φ
= 棒上各点速度不同,其平均速度为棒上中点的速度:ωω⋅=⋅=L r v 2
1
中。
利用E =BLv
知,棒上的感应电动势大小为:
ωω22
1
21BL L BL v BL E =⋅
== 如果经过时间Δt ,则磁通量的变化量为:
t BL L t B S B ∆⋅=⋅∆⋅⋅
=∆⋅=∆Φωππω222
1
2棒上得感应电动势大小为
ωω222
121
BL t t
BL t E =∆∆⋅=∆∆Φ=
~
建议选用E =BLv 配合平均速度ωω⋅=
⋅=L r v 2
1
中来推导,此种推导方式方便于理解和记忆。
③ 方向:在内电路中,感应电动势的方向是由电源的负极指向电源的正极,跟内电路的电流
方向一致。
产生感应电动势的那部分电路就是电源.................,用右手定则或楞次定律所判断出的感应电动势的方向,就是电源内部的电流方向,所以此电流方向就是感应电动势的方向。
判断出感应电动势方向后,进而可判断电路中各点电势的高低。
2、电磁感应中的电路问题 .
(1)解决与电路相联系的电磁感应问题的基本步骤和方法:
① 明确哪部分导体(或电路)产生感应电动势,该导体(或电路)就是电源,其他部分是外电路。
② 用法拉第电磁感应定律确定感应电动势的大小,用楞次定律确定感应电动势的方向。
③ 画出等效电路图。
分清内外电路,画出等效电路图是解决此类问题的关键。
④ 运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率、电热等公式联立求解。
~
【例1】 用电阻为18Ω的均匀导线弯成图中直径D=的封闭金属圆环,环上AB 弧所对圆心角为60°。
将圆环垂直于磁感线方向固定在磁感应强度B =的匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面向里。
一根每米电阻为Ω的直导线P Q ,沿圆环平面向左以s 的速度匀速滑行(速度方向与P Q 垂直),滑行中直导线与圆环紧密接触(忽略接触处电阻),当它通过环上AB 位置时,求: (1)直导线AB 段产生的感应电动势,并指明该段直导线中电流的方向. (2)此时圆环上发热损耗的电功率.。
解:(1)设直导线AB 段的长度为l ,直导线AB 段产生的感应电动势为E ,
根据几何关系知 m D
l 40.02
==
则直导线AB 段产生的感应电动势为 V V Blv E 6.034.05.0=⨯⨯==
运用右手定则可判定,直导线AB 段中感应电流的方向由A 向B ,B 端电势高于A 端。
&
(2)此时圆环上劣弧AB 的电阻为 Ω=Ω⨯︒
︒
=31836060AB R
优弧ACB 的电阻为 Ω=Ω⨯︒
︒-︒=151836060360ACB
R
则AB R 与ACB R 并联后的总电阻为Ω=Ω+⨯=+⨯=
5.215
315
3ACB AB ACB AB R R R R R 并
AB 段直导线电阻为电源,内电阻为r =×Ω=Ω .
则此时圆环上发热损耗的电功率为
W W R r R E R I P 10.05.2)5
.05.26
.0()(
222=⨯+=⋅+==并并并热
3、电磁感应中的能量转换 ——【电磁感应现象符合能量守恒定律】 #
① 在电磁感应现象中,磁场能可以转化为电能。
若电路是纯电阻电路,转化过来的电能将
全部转化为电阻的内能(产生的热量)。
② 在电磁感应现象中,通过克服安培力做功,把机械能或其他形式的能转化为电能。
克服
安培力做多少功,就产生多少电能。
若电路是纯电阻电路,转化过来的电能也将全部转化为电阻的内能(产生的热量)。
☆☆☆电能的三种求解思路☆☆☆ (1)利用电路特征求解.
在电磁感应现象中,若由于磁场变化或导体做切割磁感线运动产生的感应电动势和
感应电流是恒定的,则可通过电路知识求解。
(2)利用克服安培力做功求解:电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功。
(3)利用能量守恒定律求解.
① 电磁感应的过程是能量的转化和守恒的过程,其他形式能的减少量等于产生的电能。
:
② 在较复杂的电磁感应现象中,经常涉及求解耳热的问题。
尤其是变化的安培力,不能直
接由Q=I 2Rt 解,用能量守恒的方法就可以不必追究变力、变电流做功的具体细节,只需弄清能量的转化途径,注意分清有多少种形式的能在相互转化,用能量的转化与守恒定律就可求解,而用能量的转化与守恒观点,只需从全过程考虑,不涉及电流的产生过程,计算简便。
这样用守恒定律求解的方法最大特点是省去许多细节,解题简捷、方便。
六、自感现象及其应用 .
1、自感现象 .
(1)自感现象与自感电动势的定义:
当导体中的电流发生变化时,导体本身就产生感应电动势,这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化。
这种由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象,叫做自感现象。
这种现象中产生的感应电动势,叫做自感电动势。
(2)自感现象的原理:
当导体线圈中的电流发生变化时,电流产生的磁场也随之发生变化。
由法拉第电磁
感应定律可知,线圈自身会产生阻碍自身电流变化的自感电动势。
(3)自感电动势的两个特点:
! ① 特点一:自感电动势的作用.
自感电动势阻碍自身电流的变化,但是不能阻止,且自感电动势阻碍自身电流变化的结果,会对其他电路元件的电流产生影响。
② 特点二:自感电动势的大小.
跟穿过线圈的磁通量变化的快慢有关,还跟线圈本身的特性有关,可用公式
t
I
L
E ∆∆=表示,其中L 为自感系数。
(4)自感现象的三个状态 ——理想线圈(电阻为零的线圈):
① 线圈通电瞬间状态 —— 通过线圈的电流由无变有。
② 线圈通电稳定状态 —— 通过线圈的电流无变化。
③ 线圈断电瞬间状态 —— 通过线圈的电流由有变无。
@
(5)自感现象的三个要点:
① 要点一:自感线圈产生感应电动势的原因。
是通过线圈本身的电流变化引起穿过自身的磁通量变化。
② 要点二:自感电流的方向。
自感电流总是阻碍线圈中原电流的变化,当自感电流是由原电流的增强引起时(如通电瞬间),自感电流的方向与原电流方向相反;当自感电流时由原电流的减少引起时(如断电瞬间),自感电流的方向与原电流方向相同。
③ 要点三:对自感系数的理解。
自感系数L 的单位是亨特(H ),常用的较小单位还有毫亨(m H )和微亨(μH )。
自感系数L 的大小是由线圈本身的特性决定的:线圈越粗、越长、匝数越密,它的自感系数就越大。
此外,有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯的大得多。
通电自感
接通电源的瞬间,灯泡L 2马上变亮,而灯泡L 1是逐渐变亮。
阻碍电流的增加
;
断
电自感
断开开关的瞬间,灯泡L 1逐渐变暗,有时灯泡会闪亮一下,然后逐渐变暗。
阻碍电流的减小
关于“断电自感中小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下”这
个问题,许多同学容易混淆不清,下面就此问题讨论分析。
① 如图所示,电路闭合处于稳定状态时,线圈L 和灯L
并联,其电流分别为I 1和I 2,方向都是从右到左。
② 在断开开关K 瞬间,灯L 中原来的从右到左的电流I 1
立即消失,而由于线圈电流I 2由于自感不能突变,故在开关K 断开的瞬间通过线圈L 的电流应与断开前那瞬间的数值相同,都是为I 2,方向还是从右到左,由于线圈的自感只是“阻碍” I 2的变小,不是阻止I 2变小,所以I 2维持了一瞬间后开始逐渐
减小,由于线圈和灯构成闭合回路,所以在这段时间内灯L 中有自左向右的电流通过。
③ 如果原来I 2>I 1 ,则在灯L 熄灭之前要闪亮一下;如果原来I 2≤I 1 ,则在灯L 熄灭之前不
会闪亮一下。
# ④ 原来的I 1和I 2哪一个大,要由线圈L 的直流电阻R ′ 和灯L 的电阻R 的大小来决定(分流
原理)。
如果R ′ ≥R ,则I 2≤I 1 ;如果R ′ <R ,则I 2>I 1 .
结论:在断电自感现象中,灯泡L 要闪亮一下再熄灭必须满足线圈L 的直流电阻R ′ 小于灯L 的电阻R 。
2、把握三个知识点速解自感问题 .
(1)自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化。
当原来电流增大时,自感电动势与原来电流方向相反;当原来电流减小时,自感电
动势的方向与原来电流方向相同。
(2)“阻碍”不是“阻止”。
“阻碍”电流变化实质是使电流不发生“突变”,使其变化过程有所延慢。
L L K ! I 2
R
R ′
(3)当电流接通瞬间,自感线圈相当于断路;当电路稳定,自感线圈相当于定值电阻,如果线圈没有电阻,则自感线圈相当于导线(短路);当电路断开瞬间,自感线圈相当于电源。
~
3、日光灯工作原理.
(1)日光灯的构造
日光灯的构造如图所示,主要由灯光、镇流器、启动器(也称“起辉器”)等组成。
(2)日光灯的启动——启动器起到一个开关作用.
当开关闭合时,电源把电压加在启动器的两极之间,
使氖气放点而发生辉光,辉光产生的热量使U形动触片
膨胀伸长(热胀冷缩),从而接通电路,于是镇流器的线
圈和灯管的灯丝中就有电流通过;电路接通后启动器中
的氖气停止放电(原因是氖气放电是由于氖管两端加有
高电压,而电路接通之后整个启动器的电阻非常小,根
据分压原理可知,接在氖管两端的电压很小,不足够激
发氖管放电),U形动触片冷却收缩,两个触片分离,电
路自动断开,流过镇流器的电流迅速减少,会产生很高
的自感电动势,方向与原来电压方向相同,形成瞬时高
压加在灯管两端,使灯管中的气体(氩和微量水银蒸气)
开始发出紫外线,灯管管壁上的荧光粉受到紫外线的照
射发出可见光。
(3)镇流器的作用:
①启动时提供瞬时高压:日光灯启动电压在500V(与功率有关)以上。
`
②正常工作时降压限流
限流:由于日光灯使用的是交流电源,电流的大小和方向做周期性变化。
当交流电增大时,镇流器上的自感电动势阻碍原电流增大,自感电动势与原电压反向;当交流
电减小时,镇流器上的自感电动势阻碍原电流的减小,自感电动势与原电压同向。
可见镇流器的自感电动势总是阻碍电流的变化,所以镇流器就起到了限流的作用。
降压:由于电感镇流器本身是一个线圈,有电阻。
日光灯正常工作后,镇流器与灯管串联,起到分压的作用,所以实际上日光灯正常工作时加在灯管两端的电压会受到
镇流器的降压作用而降到120V(与功率有关)以下。
七、涡流现象及其应用.
定义在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象.
特点】
电流在金属块内自成闭合回路,整块金属的电阻很小,涡流往往很强.
应用(1)涡流热效应的应用:如电磁灶(即电磁炉)、高频感应炉等.(2)涡流磁效应的应用:如涡流制动、涡流金属探测器、安检门等.
启动器
\
涡流现象的规律:导体的外周长越长,交变磁场的频率越高,涡流就越大。
▲▲▲▲▲电磁感应中的力学问题▲▲▲▲▲
电磁感应中通过导体的感应电流,在磁场中将受到安培力的作用,从而影响其运动状态,故电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起,这类问题需要综合运用电磁感应规律和力学的相关规律解决。
一、处理电磁感应中的力学问题的思路 ——先电后力。
1、先作“源”的分析 ——分离出电路中由电磁感应所产生的电源,求出电源参数E 和r ;
2、再进行“路”的分析 ——画出必要的电路图(等效电路图),分析电路结构,弄清串并联关系,求出相关部分的电流大小,以便安培力的求解。
3、然后是“力”的分析 ——画出必要的受力分析图,分析力学所研究对象(常见的是金属
杆、导体线圈等)的受力情况,尤其注意其所受的安培力。
4、接着进行“运动”状态分析 ——根据力和运动的关系,判断出正确的运动模型。
5、最后运用物理规律列方程并求解 ——注意加速度a = 0时,速度v 达到最大值的特点。
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,导体达到稳定运动状态,抓住a = 0 ,速度v 达最大值这一特点。
二、分析和运算过程中常用的几个公式:
1、关键是明确两大类对象(电学对象,力学对象)及其互相制约的关系.
电学对象:内电路:(电源 E = n ΔΦΔt 或E = nB ΔS Δt ,E =S t
B n ⋅∆∆) E = Blυ 、 E = 12Bl 2ω 全电路:E =I (R +r )
力学对象:受力分析:是否要考虑BIL F =安
运动分析:研究对象做什么运动
2、可推出电量计算式 R
n t R E t I q ∆Φ=∆=∆= 【例1】如图所示,两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为l =0.2m ,在导轨的一端接有阻值为R =Ω的电阻,在x ≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场,磁感强度B =。
一质量为m =0.1k g 的金属直杆垂直放置在导轨上,并以v 0=2m /s 的初速度进人磁场,在安培力和一垂直于杆的水平外力F 的共同作用下作匀变速直线运动,加速度大小为a =2m /s 2,方向与初速度方向相反。
设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且接触良好,求: (1)电流为零时金属杆所处的位置;
(2)保持其他条件不变,而初速度v 0取不同值,求开始时F 的方向与初速度v 0取值的关系。
【解析】:(1)感应电动势E =Blv ,则感应电流 R
E I =
.。