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关于电磁感应论文范文资料 与看应用电磁感应规律解决三类问题有关论文参考文献

版权:原创标记原创 主题:电磁感应范文 科目:硕士论文 2024-01-21

《看应用电磁感应规律解决三类问题》:这篇电磁感应论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。

电磁感应规律,是高中物理选修3-2第四章中的重要规律.这部分的考题在历年高考中均会出现,此类问题不仅涉及法拉第电磁感应定律,还涉及力学、热学、静电场、直流电路、磁场等知识.一般有两种基本类型:一是电磁感应和电路、电场的综合.二是电磁感应和磁场、导体的受力和运动的综合,也有这两种基本类型的复合题,题中电磁现象和力现象相互联系、相互影响、相互制约,下面通过三类问题的解决,看看电磁感应规律的应用.

一、电磁感应现象中的图象问题

1.图象类型

电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量φ、感应电动势E和感应电流i随时间t变化的图象,即:B-t图象,φ-t图象,E-t图象和i-t图象.对于导体切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况,还常涉及感应电动势E和感应电流i随导体位移x变化的图象,即E-x图象,i-x图象.另一类由给定的有关图象,分析电磁感应过程,求解相应的物理量.

2.分析方法

对图象的分析,应做到“四明确一理解”

(1)明确图象所描述的物理意义、明确各种正、负号的含[JP3]义、明确斜率的含义、明确图象和电磁感应过程之间的对应关系.

(2)理解三个相似关系及其各自的物理意义.

v-Δv-ΔvΔt、B-ΔB-ΔBΔt、Φ-ΔΦ-ΔΦΔt

3.处理方法

电磁感应中图象问题常需利用右手定则,楞次定律和法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、串并联电路知识等规律来分析、求解.

典例1(2013年高考山东理综第14题)能正确反映F随时间t变化的图象是( ).

解析见2014年版5年高考物理真题.选择B.

点评本题考查法拉第电磁感应定律、楞次定律、左手定则等知识.综合了电磁感应中的图象问题,弄清B-t、i-t等图象中斜率的物理意义,是解此类问题的关键.

[BP(]拓展练习12011年全国高考物理海南卷第6题.

二、电磁感应中的动力学问题

1.关联性

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,因此电磁感应问题往往和力学、运动学等问题联系在一起.

2.解决此类问题的思维方法和步骤

(1)根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势、根据楞次定律确定感应电流的方向.(2)找准等效电源,画出等效电路图.(3)根据欧姆定律求感应电动势.(4)求安培力的大小和方向.(5)分析导体的受力情况和运动情况.(6)根据牛顿第二定律列动力学方程或根据力的平衡条件列力的平衡方程.

典例3U形金属导轨abcd原来静止放在光滑绝缘的水平桌面上,范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场穿过导轨平面,一根和bc等长的金属棒PQ平行bc放在导轨上,棒左边靠着绝缘的固定竖直立柱e、f.已知磁感应强度B等于0.8 T,导轨质量M等于2 kg,其中bc段长0.5 m、电阻r等于0.4 Ω,其余部分电阻不计,金属棒PQ质

量m等于0.6 kg、电阻R等于0.2 Ω、和导轨间的动摩擦因数μ等于0.2.若向导轨施加方向向左、大小为F等于2 N的水平拉力,如图1所示.求:导轨的最大加速度、最大电流和最大速度(设导轨足够长,g取10 m/s2).

答案amax[WB]等于F-μmgM等于2-0.2×0.6×102m/s2

[DW]等于0.4m/s2

Imax等于2-0.2×0.6×100.8×0.5A等于2A

等效电路

I等于ER+r,Imax等于BLvmaxR+r,

vmax等于Imax(R+r)BL等于2×(0.2+0.4)0.8×0.5m/s等于3 m/s.

点评导轨在恒力作用下,从静止起做切割磁感线运动,安培力阻碍导轨的运动,导轨刚开始运动时,v等于0,F安等于0导轨所受合力最大,导轨有最大加速度,由于安培力随导体速度增加而变大,导轨做变加速直线运动,当导体棒所受合力为0时,由牛顿第二定律可知,导体棒加速度也为0,而此时速度为最大值(物理学中叫收尾速度),由法拉第电磁感应定律可知,电路中感应电动势最大,感应电流最大,此后导轨做匀速直线运动.本题是电磁感应和力学综合题,联系两者的桥梁是磁场对感应电流的安培力,解决此类问题的关键,是对研究对象,如:导轨,正确的受力分析,弄清运动和力的关系.此题给我所带的高二学生做,发现学生求导轨最大加速度时,隔离体法分析导轨受力时容易出错,很多同学把光滑水平面误看成粗糙的,计算导轨受到的摩擦力时,把导体棒的重力带入计算而造成二种错解.此类题还要注意分清物体的状态是平衡[JP3]状态还是非平衡状态的,然后再结合相应规律列状态方程求解.

[BP(]拓展练习32011年全国高考物理海南卷第16题.

三、电磁感应中的能量问题

1.电磁感应中能量转化的特点:外力克服安培力做功,把机械能或其他形式能转化为电能,感应电流通过电路做功又把电能转化成其他形式的能.

2.解决此类问题的方法:(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定电动势的大小和方向.(2)画出等效电路图,求出回路中电阻消耗电功率的表达式.(3)分析导体机械能的变化,用能量守恒定律得到机械功率的改变和回路中电功率的改变所满足的方程.

典例4(2012年天津高考卷第11题)

解析见2014版5年高考物理真题.

答案(1)q等于4.5 C (2)Q2等于1.8J (3)WF等于Q1+Q2等于5.4 J

[BP(]拓展练习42011年全国高考天津卷第11题.

点评解答此类题目,首先要抓住各个物理过程的功能转化关系,特别是每个力做功对应着什么样的能量转化.如:拉力F做功对应机械能和电能的相互转化,克服安培力做功是将机械能转化为电能进而转化为焦耳热,安培力做正功过程,是电能转化为机械能的过程,明确以上的过程后,再结合能量守恒定律(或动能定理)列方程求解.

[BP(]总之,电磁感应类问题,涉及物理学的三大观点——运动和力的观点、能量的观点、动量的观点,同时也涉及相应的数学知识,如:图象法、微元法、极限法等等.电磁感应现象也是交变发电的原理,和我们的日常生活联系很紧密,这也是为什么每年高考都必涉及此部分考点的原因,对这部分的总结,可为高二对电磁感应的学习作为指导,同时也是为今后高三关于电磁感应部分的复习打下基础.

电磁感应论文参考资料:

结论:看应用电磁感应规律解决三类问题为关于本文可作为相关专业电磁感应论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文电磁感应流量计论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。

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