高中物理知識(shí)點(diǎn):電磁感應(yīng)現(xiàn)象的綜合應(yīng)用

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電磁感應(yīng)現(xiàn)象的綜合應(yīng)用:

電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的問題通常分為兩類:一類是切割類問題,一類是磁變類問題。
1、電磁感應(yīng)中的電路問題
在電磁感應(yīng)中,切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源,將它們接上電容器,便可使電容器充電;將它們接上電阻等用電器,便可對(duì)用電器供電,在回路中形成電流。因此,電磁感應(yīng)問題往往與電路問題聯(lián)系在一起。解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題的基本方法是:
①用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向;
②畫等效電路;
③運(yùn)用全電路歐姆定律,串并聯(lián)電路性質(zhì),電功率等公式聯(lián)立求解。
2、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力學(xué)問題
(1)通過導(dǎo)體的感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力作用,電磁感應(yīng)問題往往和力學(xué)問題聯(lián)系在一起,基本方法是:
①用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向;
②求回路中電流強(qiáng)度;
③分析研究導(dǎo)體受力情況(包含安培力,用左手定則確定其方向);
④列動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解。
(2)電磁感應(yīng)力學(xué)問題中,要抓好受力情況,運(yùn)動(dòng)情況的動(dòng)態(tài)分析,導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)→感應(yīng)電流→通電導(dǎo)體受安培力→合外力變化→加速度變化→速度變化→周而復(fù)始地循環(huán),循環(huán)結(jié)束時(shí),加速度等于零,導(dǎo)體達(dá)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài),抓住a=0時(shí),速度v達(dá)最大值的特點(diǎn)。
3、電磁感應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化問題
導(dǎo)體切割磁感線或閉合回路中磁通量發(fā)生變化,在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,機(jī)械能或其他形式能量便轉(zhuǎn)化為電能,具有感應(yīng)電流的導(dǎo)體在磁場中受安培力作用或通過電阻發(fā)熱,又可使電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或電阻的內(nèi)能,因此,電磁感應(yīng)過程總是伴隨著能量轉(zhuǎn)化,用能量轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)研究電磁感應(yīng)問題常是導(dǎo)體的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)(勻速直線運(yùn)動(dòng)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)),對(duì)應(yīng)的受力特點(diǎn)是合外力為零,能量轉(zhuǎn)化過程常常是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,解決這類問題的基本方法是:
①用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向;
②畫出等效電路,求出回路中電阻消耗電功率表達(dá)式;
③分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化,用能量守恒關(guān)系得到機(jī)械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程。
4、電磁感應(yīng)中圖像問題
電磁感應(yīng)現(xiàn)象中圖像問題的分析,要抓住磁通量的變化是否均勻,從而推知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(電流)大小是否恒定。用楞次定律判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(或電流)的方向,從而確定其正負(fù),以及在坐標(biāo)中的范圍。
另外,要正確解決圖像問題,必須能根據(jù)圖像的意義把圖像反映的規(guī)律對(duì)應(yīng)到實(shí)際過程中去,又能根據(jù)實(shí)際過程的抽象規(guī)律對(duì)應(yīng)到圖像中去,最終根據(jù)實(shí)際過程的物理規(guī)律進(jìn)行判斷。

軌道滑桿類問題的解法:


1.軌道滑桿模型中的五類方程
(1)動(dòng)力學(xué)方程
(2)電學(xué)方程
(3)電荷量方程
(4)動(dòng)量方程
(5)能量方程
其中(1)(2)類方程常用來聯(lián)立分析滑桿的速度、臨界狀態(tài)及條件。
(3)(4)(5)類方程能將位移、時(shí)間相聯(lián)系,可用來求解電荷量、能量、時(shí)間、位移等問題。
2.常見的兩種類型
(1)一根導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上滑動(dòng)

(2)兩根導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上滑動(dòng)
①初速度不為零,不受其他水平外力的作用

②初速度為零,一桿受到恒定水平外力的作用



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