解决电磁感应问题的基本思路与方法

正确理解电磁感应规律是研究电磁感应问题的关键,以下从两个方面来谈谈解决电磁感应问题的基本思路与方法．１正确理解电磁感应规律的概念 （１）△φ／△ｔ表示的是磁通量的变化率,当磁通量随时间均匀变化时,感应电动势与时间无关;当磁通量随时间非均匀变化时,由＝Ｎ△φ／△ｔ算出的是平均感应电动势．当导体在匀强磁场中匀速切割感线时,导体上的感应电动势不随时间变化;当导体在匀强磁场中变速切割磁感线时,导体上的感应电动势随时间变化,在这种情况下,只要以平均速度代替速度,就可以得到导体上的平均感应电动势． 如图１所示…     

“伪双杆”问题分类剖析

在电磁感应“双杆”问题中,一杆作切割磁感线运动,而另一杆静止；或者另一杆运动但不切割磁感线；还有双杆不同时切割类“伪双杆”等问题的分类例析.     

导体棒在磁场中运动问题归类例析

电磁感应中的力学问题,常以导体棒在磁场中运动的形式出现.导体棒在导电滑轨上运动,切割磁感线,产生感应电动势,使闭合回路中产生感应电流,导体棒受到安培力作用而使运动状态发生变化.因此感应电流与导体棒的加速度是一种相互制约的动态变化关系,最终导体棒达到某种稳定状态.下面结合具体实例对这种问题归类解析.     

产生感应电流的条件未被误解

产生感应电流的条件及感应电流方向的判断分为两种：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，感应电流的方向用右手定则判断(初中教材)；穿过闭合电路的磁通量发生变化，感应电流方向由楞次定律判断(高中教材)．以上两种又概括为穿过闭合电路的磁通量发生变化．这样，感应电流的方向可统一来用楞次定律判断．     

几种电动势的分析

电动势是一个既重要又抽象的物理量，教材中有四处论述到它，即电池的电动势，导体切割磁感线运动产生的动生电动势和磁通量变化所产生的感生电动势，以及自感电动势，本文就上述四种电动势进行具体分析。     

电磁感应中的“佯谬”与电磁感应定律的表述

一、电磁感应定律的两种 表述形式 当一固定导体回路内磁通量发生变化时,回路中将产生感生电动势 固定感是变化磁场激发的感应电场产生的。 另一方面,当导体切割磁通时,运动导体中的电子将受洛仑力 F=(v× B),而在导体中产生动生电动势 稳定 因此当B随时间而变,而导体回路整体或部分又因运动而切割磁通时,回路中的总电动势为 感+6动= (1)式应是电磁感应定律的普遍表述,概念很清晰,但是许多书却宁愿把牛曼(1845年)导出的公式作为电磁感应定律的普遍表述,大概是这一表述形式简洁,符合物理学家把电磁感应现象作统一表述的要求,一些书还从(2)…     

电磁感应定律两种表述的等价性

在《大学物理》上读到两个有关电磁感应佯谬的例子(见《大学物理》)1982, 2, p21图1及图2),涉及到电磁感应定律两种表述的适用条件和所受的限制是否相同、两种表述是否等价问题。我们知道,电磁感应有两大类型──切割磁力线型和磁场变化型。切割型的感应电流是磁场中随导体运动的电荷在洛仑兹力的作用下形成的。导体中的动生电动势为场变型的感应电流是在变化的磁场激发的电场作用下形成的。回路中的感生电动势为 任一种类型的电磁感应都可使回路的磁通量发生变化。切割型和场变型的电磁感应定律可分别写作若两种类型的电磁感应同时存在,电…     

动生电动势电流与感应电流比较分析

当导体切割磁感线时产生干一个电动势大小为E=BLV,无论导体是否闭合,只要速度v发生变化导体两端就有电荷的定向移动叫做动生电动势电流.产生感应电流的条件是闭合电路磁通量变化,二者相比较为什么一般情况可以忽略这个动生电动势电流?本文将进行讨论分析.     

高中物理电磁感应命题失误分析

电磁感应是高考复习的重点,而导体框切割磁感线运动更是高考常见题型.由于其综合性强,常常涉及力与运动、功能关系、电路等相关知识,物理量较多,关系复杂.正是这个原因,导致一些教辅资料和模拟试卷中常常出现命题失误.下面通过两道例题分析其失误产生的原因.     

电磁场中导体的动量问题

对于电磁感应中的闭合回路问题:电磁感应过程中产生感应电流,从而使产生感应电动势的导体受到磁场力作用,继而影响其切割磁感线的速度和加速度,而速度的变化又影响导体中产生的感应电动势和感应电流,于是就形成了一个复杂的动态循环过程;且在这一复杂的动态循环过程中,要涉及闭合电路中各用电器的消耗功率的变化,存在多种形式能量的转化.     

培养学生分析与综合的科学思维方法——以导体棒切割磁感线为例

文章以导体棒切割磁感线的电磁感应现象为例,从牛顿运动定律、做功与能量转化、等效电路和动量4个不同角度进行分析,并在分析基础上综合得出更深层次结论,展示了如何培养学生分析与综合的科学思维方法.     

用发光二级管演示电磁感应实验

从音乐贺卡上取下红、绿二只发光二极管,将两只二极管反向并联.先用一节干电池给反向并联的两只二极管通电,发现其中一只二极管发光,调换干电池两极(即改变电流方向),另一只二极管发光,说明二极管有单向导电性.再将反向并联的两只二极管与一个约200匝的漆包线圈组成闭合回路,保证磁场方向不变,让线圈做切割磁感线运动时,发现二极管A发光,说明电路中产生了感应电流;反向切割磁感线时,二极管B发光,说明此时感应电流方向发生变化,即感应电流方向与导体切割磁感线运动方向有关.     

电源中非静电力的洛伦兹力

一般教材认为导体在磁场中做切割磁感线运动时，金属导体内自由电子在磁场中受到洛伦兹力ｆｍ＝－ｅｖ×Ｂ的作用．于是在导体的一端积累负电荷，另一端积累正电荷，导体中便生产生了感应电动势Ｅ，洛伦兹力是电源的非静力力，正是这个非静电力克服静电力作功将其它形式能...     

强磁场对飞行炮弹影响的研究

 按照法拉第电磁感应定律和楞次定律,当某一回路中的磁通量发生变化时,回路中将出现感应电动势。如果回路是导体回路,则回路中将出现感应电流。感应电流的出现又将产生阻碍回路中磁通量的变化。A为圆柱形磁铁,B为金属圆管。     

对导体棒在匀强磁场中极限速度的讨论

在中学物理教材中有这么一类变加速的问题, 定性判断的结果是物体最终要做匀速运动, 但是在通过 对导体棒在磁场中运动情况进行严密的数学推导后得出了一个和常规理解不同的结论: 匀强磁场中切割磁感线的 导体棒有可能无法达到匀速的状态,对这一熟知的结论进行了修正, 并且将该结论推广到高中其他类似的问题模 型中去, 比如在机车启动中的极限速度问题     

谈动生电动势的非静电力问题

如图,放在匀强磁场B中的导体棒ab无摩擦地向右做匀速切割磁感线运动(金属框架及ab棒的电阻均忽略不计),在ab棒中产生了稳定的动生电动势,此电动势的非静电力就是导体内部自由电子受到的洛伦兹力,洛伦兹力做功将机械能转化为电能,而动生电动势就等于洛伦兹力推动单位电荷(在这里     

电磁感应中不闭合回路电势高低的判断和计算

讨论了导体棒在匀强磁场中切割磁感线,导体棒处在变化的磁场中,不闭合线圈处在变化的磁场中三种情况线产生的感应电动势的计算和两点电势高低的判断.     

陀螺仪特斯拉计的相关讨论

当一个由非铁磁性导体制成的陀螺仪,被放置在磁场中时,其由于旋转切割磁感线会受到制动力矩的作用,从而会发生减速。本文首先将此模型简化为非铁磁性导体圆盘在磁场中的运动,通过求解体系所满足的麦克斯韦方程组,结合实验现象进行了解释;再总结出导体圆盘的角速度变化与外界磁场大小的关系,并将其用于制作一个陀螺仪特斯拉计,对其测量结果进行了讨论与分析。     

匀强磁场中任意刚性导线的动生电动势

匀强磁场中导体做切割磁感线运动而产生的动生电动势公式E =B L v只适用于特定情形. 如何将其 推广是一个热点话题. 本文以导线微元动生电动势的一般公式和刚体运动特征为起点, 将动生电动势公式推广到 直导线的任意运动以及任意形状的刚性导线的任意运动情形, 得到了3条结论, 并对它们进行了证明     

曲折导体的动生电动势计算

通过大学物理教学中关于曲折导体的动生电动势计算的教学实例,运用两种方法进行计算,结果发现曲线段垂直切割磁感线的动生电动势即为封闭直线段垂直切割磁感线的动生电动势,利用右手定则得到动生电动势方向.其物理思想是化曲为直,物理原理是叠加原理,结合高考物理与物理竞赛,此方法表现出方便快捷.