电磁感应的四种类型
电磁感应的原理

电磁感应的原理 The document was prepared on January 2, 2021电磁感应原理:一、什么是电磁感应电生磁、磁生电,这就是电磁感应。
1、电生磁:图所示就是一个电生磁的实例图图在一只铁钉上面用导线绕了一个线圈,当把线圈的两端分别连接在一个电池的正极和负极时,电流就会经由线圈流过,这时铁钉就具有了吸引铁屑的能力,铁钉就有了磁性,图所示。
此时把连接于电池的导线取消,流过线圈的电流被切断,铁屑有都离开铁钉,掉落下来,铁钉又失去了磁性,图所示。
因为线圈有电流流过而产生了磁性,因为线圈的电流被切断停止了电流的流过,又失去了磁性,这就是电生磁的现象。
图图既然导体流过电流就能产生磁,那么电流流动的方向和磁极(N极 S极)的方向有什么关系呢。
在电工原理的概念中,有一个着名的定则“右手螺旋定则”(也称“安培定则”),就是依据右手握拳,拇指伸直这种手的形态;来判断磁场的方向。
也就是根据导体或者线圈内部电流的方向来判断磁场的方向:图所示;这是一个闭合的回路,图中电流由电池的正极经过线圈流向负极,线圈上箭头方向是电流的方向,线圈内部产生磁力线的方向是左边是S极、右边是N极,这正好和图所示的右手握拳,拇指伸直这种手的形态相吻合,即;右手四指所指是电流的方向,伸直拇指所指是磁场N极的方向(也就是磁力线的指向)。
同样通电的直导线的周围也会产生以导线为圆心的同心圆磁场,图所示。
这个直导线流过电流的磁场和磁场的方向也可以采用右手握拳,拇指伸直这种手的形态来判断:如图所示;右手握通电的直导线,拇指是电流的方向,握拳的四指就是围绕直导线磁场的方向。
图图结论:导体通过电流就会产生磁场,并且磁场的方向和电流的方向有关。
2、磁生电图是自行车发电机的构造原理图;图图在图中,中间有标有N S极的是一个圆形永久磁铁,其磁力线的分布是从N(北极)极指向S(南极)极,图中有箭头的虚线是磁场磁力线的分布图。
在圆形永久磁铁的两边分别有两个串联在一起的线圈,由于线圈靠近永久磁铁,线圈也置身于磁场中;磁力线从线圈中穿过。
高考系列物理电磁感应的四种类型

高考系列物理电磁感应的四种类型备考攻略选择题中等难度题,计算题难度较大.电磁感应知识点较少,一般与电路知识、安培力进行简单的结合,或定性分析、或定量计算,通常涉及4~5个知识点.电磁感应中的计算题综合了力学,电学、安培力等知识,难度较大,尤其是导体棒模型和线框模型.,高考热点1.如图所示,平行金属导轨与水平面成α角,导轨与固定电阻R 1和R 2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面。
有一质量为m 的导体棒ab ,其电阻与R 1和R 2的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数均为μ,导体棒ab 沿导轨向上运动,当其速度为v 时,受到的安培力大小为F 。
此时A .电阻R 1消耗的热功率为Fv/6B .电阻R 2消耗的热功率为Fv/3C .整个装置因摩擦而消耗的热功率为(F+μmgcos αD .整个装置消耗机械能的功率为(F+μmgcos α)v 1.AD2.如图所示,一沿水平方向的匀强磁场分布在宽度为2L 的某矩形区域内(长度足够大),该区域的上下边界MN 、PS 是水平的。
有一边长为L 的正方形导线框abcd 从距离磁场上边界MN 的某高处由静止释放下落而穿过该磁场区域,已知当线框的ab 边到达MN 时线框刚好做匀速直线运动,(以此时开始计时)以MN 处为坐标原点,取如图坐标轴x ,并规定逆时针方向为感应电流的正方向,则关于线框中的感应电流与ab 边的位置坐标x 间的以下图线中,可能正确的是-I I I -I -II -I xI ab cd S2.D3.如图所示,质量为m 的U 型金属框N MN M '',静放在倾角为θ的粗糙绝缘斜面上,与斜面间的动摩擦因数为μ,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力;MM′、NN′边相互平行,相距L ,电阻不计且足够长;底边MN 垂直于MM′,电阻为r ;光滑导体棒ab 电阻为R ,横放在框架上;整个装置处于垂直斜面向上、磁感应强度为B 的匀强磁场中。
在沿斜面向上与ab 垂直的拉力作用下,ab 沿斜面向上运动。
什么是电磁感应电磁感应的现象有哪些

什么是电磁感应电磁感应的现象有哪些电磁感应是指当一个导体或线圈处于变化的磁场中时,会在导体中产生感应电流或感应电动势的现象。
这个现象主要由法拉第电磁感应定律描述。
本文将介绍电磁感应的基本原理和相关的现象。
一、电磁感应的基本原理电磁感应的基本原理是法拉第电磁感应定律,即磁通量的变化率与感应电动势成正比。
具体表达为:ε = - dΦ/dt式中,ε表示感应电动势,Φ表示磁通量,t表示时间,d/dt表示对时间的导数。
根据电磁感应的基本原理,我们可以进一步分析电磁感应的现象。
二、电磁感应的现象1. 电磁感应产生的感应电流当一个导体或线圈通过一个变化的磁场时,会在导体中产生感应电流。
这是因为磁场的变化导致磁通量的变化,进而产生感应电动势,从而驱动电子在导体中流动形成电流。
这种现象常见于变压器、感应电动机等电器设备中。
2. 电磁感应产生的感应电动势与感应电流类似,变化的磁场也会在导体中产生感应电动势。
感应电动势的存在导致电子在导体中发生偏移,从而产生电场效应。
这种现象常见于发电机、电磁铁等设备中。
3. 电磁感应的自感现象自感是指导体自身产生的感应电动势。
当导体中的电流发生变化时,会产生变化的磁场,进而导致导体中产生感应电动势。
这种现象常见于继电器、电感等设备中。
4. 电磁感应的互感现象互感是指不同的导体之间由于共享磁场而产生的互相感应的现象。
当一个导体中的电流发生变化时,会产生变化的磁场,进而影响到附近的另一个导体,使其中产生感应电动势。
这种现象常见于变压器、互感器等设备中。
需要注意的是,电磁感应的现象主要是在变化的磁场中产生的。
当磁场稳定时,不会产生感应电流或感应电动势。
结论电磁感应是指导体或线圈在变化的磁场中产生感应电流或感应电动势的现象。
通过法拉第电磁感应定律,我们可以了解到磁通量的变化率与感应电动势的关系。
电磁感应的现象包括感应电流、感应电动势、自感和互感等。
这些现象在电子设备、电动机等领域中有广泛的应用。
高中物理知识点总结电磁感应

高中物理知识点总结电磁感应
电磁感应: 1. 感应电动势:当静止的磁通线沿着一个电流通道移动时,会产生一个电动势; 2. 电感:电感是指在一个电路中,磁场变化引起的电动势; 3. 电感耦合:当两个电路相连时,它们之间的磁感耦合,使得磁场可以在两者之间传播; 4. 交流电的感应电流:当一个静止的磁通线沿着一个有电流的线路移动时,会产生一个和该电流周期性变化的电流; 5. 磁通闭环:将电流回路的一端,用一个磁通线或线圈绕制成一个闭环,就形成了一个磁通闭环; 6. 晶体管的感应原理:晶体管是由磁感耦合原理来实现信号放大的; 7. 电磁共振:当一个电流通过一个磁感耦合的电路时,会出现电磁共振的现象,即磁场的能量在电路的两端交替传递。
电磁感应知识点总结

电磁感应知识点总结电磁感应是指通过磁场或电场的作用产生电流或电动势的现象。
它是电磁学的重要内容,应用广泛。
下面将从电磁感应的基本原理、应用和影响等方面进行总结。
一、电磁感应的基本原理1. 法拉第电磁感应定律:当磁场的变化穿过闭合回路时,回路中会产生感应电流。
这个定律描述了磁场变化对电流的影响。
2. 楞次定律:感应电流的方向会使得其磁场的改变抵消原来磁场变化的效果。
此定律描述了感应电流对磁场的反作用。
3. 磁通量:磁力线通过单位面积的数量。
磁通量的变化是电磁感应的直接原因。
二、电磁感应的应用1. 发电机:利用电磁感应原理将机械能转化为电能,广泛应用于发电行业。
2. 变压器:利用电磁感应原理实现电压的升降。
3. 感应电炉:利用电磁感应原理将电能转化为热能,用于熔炼金属等工业领域。
4. 电磁感应传感器:利用电磁感应原理测量物理量,如温度、压力等。
5. 电磁制动器和离合器:利用电磁感应原理实现制动和离合的功能。
三、电磁感应的影响1. 电磁辐射:由于电磁感应产生的电流会产生电磁辐射,对人体健康和电子设备产生一定的影响。
2. 电磁波干扰:电磁感应产生的电磁场有可能干扰无线通信、雷达等设备的正常工作。
3. 电磁感应对电路的影响:电磁感应会在电路中引入干扰电压和电流,影响电路的稳定性和性能。
电磁感应作为电磁学的重要内容,其基本原理和应用在现实生活中有着广泛的应用。
了解电磁感应的原理和应用,有助于我们更好地理解和应用电磁学知识,推动科学技术的发展。
同时,我们也需要关注电磁辐射和电磁干扰等问题,合理利用电磁感应技术,保护环境和人类健康。
电磁感应与电磁场的知识点总结

电磁感应与电磁场的知识点总结电磁感应是电磁学中的一个重要概念,指的是导体中的电流会受到磁场的影响而产生感应电动势。
而电磁场则是由电荷和电流所产生的物理现象,可以用来描述电磁力的作用。
本文将对电磁感应与电磁场的相关知识点进行总结,帮助读者更好地理解这一领域。
一、电磁感应1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是电磁感应研究的基础,它表明当导体中的磁场发生变化时,会产生感应电动势。
具体表达式为:感应电动势等于磁通量变化率的负值乘以线圈的匝数。
这个定律解释了电磁感应现象的产生原理。
2. 楞次定律楞次定律是法拉第电磁感应定律的补充,它描述了感应电流的方向。
根据楞次定律,感应电流的产生会产生磁场,其磁场的方向使得感应电流所产生的磁场与引发感应电流变化的磁场方向相反。
换言之,楞次定律说明了感应电流的方向与磁场变化的关系。
3. 磁通量与磁感应强度磁通量描述的是磁场通过某一平面的程度,与磁场的面积和磁感应强度有关。
磁感应强度表示单位面积上的磁通量,它的方向垂直于磁场线。
通过改变磁通量和磁感应强度,可以实现对电磁感应的控制。
二、电磁场1. 静电场与静电力静电场是由电荷所产生的一种场,它可以通过电场线来表示。
静电力是静电场作用在电荷上的力,根据库仑定律,静电力与电荷之间的距离和大小成反比。
2. 磁场与磁力磁场是由电流所产生的一种场,它可以通过磁感线来表示。
磁力是磁场对电荷和电流所产生的力,它的方向垂直于磁场线和电荷或电流的方向。
3. 电磁场和电磁力电磁场是由电荷和电流共同产生的场,它是电场和磁场的综合体现。
电磁力是电场和磁场对电荷和电流所产生的综合力,它同时包含了静电力和磁力的作用。
4. 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场性质的基本方程,它由四个方程组成。
其中包括了法拉第电磁感应定律、库仑定律以及电磁场的高斯定律和安培环路定律。
麦克斯韦方程组的推导和理解有助于深入学习电磁场的原理和性质。
总结:电磁感应和电磁场是电磁学中的两个核心概念,通过磁场对导体产生感应电动势,我们可以利用电磁感应现象实现电磁能量的转换和传输。
初中物理的归纳与解析常见的电磁感应现象及其解析

初中物理的归纳与解析常见的电磁感应现象及其解析电磁感应是物理学中的一个重要概念,指的是磁场的变化会引起电场的变化,或者电场的变化会引起磁场的变化。
在初中物理学习中,我们经常接触到一些电磁感应现象,本文将对常见的电磁感应现象进行归纳和解析。
一、发电机的工作原理及电磁感应现象发电机是一种将机械能转化为电能的装置,它的工作原理依赖于电磁感应现象。
当发电机的励磁线圈通电时,产生磁场。
当转子以一定速度旋转时,导线会切割磁力线,由此产生感应电动势。
这种基于电磁感应的发电原理是现代电力工业的基础。
二、变压器的工作原理及电磁感应现象变压器是将交流电能传输或者变换电压的装置,它的工作原理也基于电磁感应现象。
变压器由两个相互绝缘的线圈组成,它们分别称为初级线圈和次级线圈。
当初级线圈通交流电时,产生交变磁场,次级线圈就会感应出电动势,由此实现电压的传输或者变换。
三、感应电流的产生与磁感应强度变化当导体在磁场中运动或者磁场的强度发生变化时,会在导体中产生感应电流。
这是因为导体中的自由电子受到磁场力的作用,产生运动。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与磁感应强度的变化速率成正比。
通过安培环路定理和欧姆定律等原理,我们可以计算出感应电流的大小。
四、电磁感应现象在实际生活中的应用电磁感应现象在实际生活中有许多重要的应用。
例如,电话、收音机和电视机等电子设备利用了电磁感应的原理,实现了声音和图像的传输。
许多家用电器(如电饭煲、电风扇等)的电机也是基于电磁感应工作的。
此外,交通工具中的发电机和变压器等设备也是利用电磁感应完成能量传输和转换。
五、电磁感应现象的意义与展望电磁感应是现代科学和技术的重要基础,它对于发展电力工业、通信技术以及交通运输等领域起着重要的推动作用。
随着科学技术的不断发展,人们对电磁感应现象的理解和应用会越来越深入,相信未来会有更多的创新和发现。
总结:通过对初中物理中常见的电磁感应现象进行归纳和解析,我们了解到电磁感应的原理及其应用。
初中物理电磁感应知识点总结

初中物理电磁感应知识点总结
电磁感应是指由电场、磁场的变化所产生的感应电动势和感应电流的现象。
电磁感应定律有三种:
1.法拉第电磁感应定律:当导体中有变化的磁通量时,导体两端会产生感应电动势,并且大小与变化的磁通量有关。
2.楞次定律:自感电动势的方向要阻碍所产生它的磁通量的变化,电磁感应电动势的方向要阻碍产生它的原因,即磁场的变化。
3.法拉第电磁感应定律的推论:导体在磁场中运动时,会产生感应电势,且大小与导体速度和磁场强度有关。
电磁感应的应用有许多,例如:
1.发电机原理:利用旋转的磁场和导体的运动产生感应电动势,从而实现能量转化。
2.变压器原理:利用交变磁场产生感应电动势,从而实现电压的升降。
3.感应加热:利用感应电流在导体内部产生的焦耳热效应,实现对金属的加热。
电磁感应在现代生活中具有重要的作用,理解它的原理和应用对于我们的科学研究和工程应用具有很大的帮助。
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电磁感应的四种类型
选择题中等难度题,计算题难度较大.电磁感应知识点较少,一般与电路知识、安培力进行简单的结合,或定性分析、或定量计算,通常涉及4~5个知识点.
电磁感应中的计算题综合了力学,电学、安培力等知识,难度较大,尤其是导体棒模型和线框模型.,
高考热点
1.如图所示,平行金属导轨与水平面成α角,导轨与固定电阻R 1和R 2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面。
有一质量为m 的导体棒ab ,其电阻与R 1和R 2的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数均为μ,导体棒ab 沿导轨向上运动,当其速度为v 时,受到的安培力大小为F 。
此时
A .电阻R 1消耗的热功率为Fv/6
B .电阻R 2消耗的热功率为Fv/3
C .整个装置因摩擦而消耗的热功率为(F+μmgcos α
D .整个装置消耗机械能的功率为(F+μmgcos α)v 1.
AD
2.如图所示,一沿水平方向的匀强磁场分布在宽度为2L 的某矩形区域内(长度足够大),该区域的上下边界MN 、PS 是水平的。
有一边长为L 的正方形导线框abcd 从距离磁场上边界MN 的某高处由静止释放下落而穿过该磁场区域,已知当线框的ab 边到达
MN 时线框刚好做匀速直线运动,(以此时开始计时)以MN 处为坐标原点,取如图坐标轴x ,并规定逆时针方向为感应电流的正方向,则关于线框中的感应电流与ab 边的位置坐标x 间的以下图线中,可能正确的是
-I I I -I -I
I -I x
I a
b c
d S
2.D
3.如图所示,质量为m 的U 型金属框N MN M ''
,静放在倾角为θ的粗糙绝缘斜面上,与斜面间的动摩擦因数为μ,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力;MM′、NN′边相互平行,相距L ,电阻不计且足够长;底边MN 垂直于MM′,电阻为r ;光滑导体棒ab 电阻为R ,横放在框架上;整个装置处于垂直斜面向上、磁感应强度为B 的匀强磁场中。
在沿斜面向上与ab 垂直的拉力作用下,ab 沿斜面向上运动。
若导体棒ab 与MM′、NN′始终保持良好接触,且重力不计。
则:
(1)当导体棒ab 速度为v 0时,框架保持静止,求此时底边MN 中所通过的电流I 0,以及MN
边所受安培力的大小和方向。
(2)当框架恰好将要沿斜面向上运动时,通过底边MN 的电流I 多大?此时导体棒ab 的速
度v 是多少?
3.(1)(共9分)
ab 中的感应电动势00BLv E = ①(2分)
回路中电流r
R E I +=0
0 ②(2分) 联立得r
R BLv I +=
0 ③(1分) 此时底边MN 所受的安培力
BIL F =安 ④(2分)
r
R v L B L BI F +==0
220安 ⑤(1分)
安培力方向沿斜面向上 ⑥(1分) (2)(共9分)
当框架恰好将要沿斜面向上运动时,MN 受到的安培力
θμθcos sin mg mg F +=安 ⑦(2分)
BIL F =安 ⑧(1分)
故()BL mg I θμθcos sin += ⑨(2分) 又r
R E
I +=
⑩(1分) BLv E = ○
11(1分) 解得2
2)
cos )(sin (L B r R mg v θμθ++=
○
12(2分) 4.如图所示,一个矩形线圈的ab 、cd 边长为L 1,ad 、bc
边长为L 2,线圈的匝数为N ,线圈处于磁感应强度为B 的
匀强磁场中, 并以OO /为轴做匀速圆周运动,(OO /
与磁场方向垂直,线圈电阻不计),线圈转动的角速度为ω,若线圈从中性面开始计时,请回答下列问题: (1)请用法拉第电磁感应定律证明该线圈产生的是正弦交流电。
(2)用该线圈产生的交流电通入电阻为R 的电动机时,形成的电流有效值为I ,请计算该
电动机的输出的机械功率(其它损耗不计)。
(3)用此电动机将竖直固定的光滑U 型金属框架上的水平导体棒EF 从静止向上拉,已知导体棒的质量为m ,U 型金属框架宽为L 且足够长,内有垂直向里的匀强磁场,磁感应强度为B 0,导体棒上升高度为h 时,经历的时间为t ,且此时导体棒刚开始匀速上升,棒的有效总电阻为R 0,金属框架电阻不计,棒与金属框架接触良好,请计算:
① 导体棒匀速上升时的速度和已知量的关系。
② 若t 时刻导体棒的速度为v 0,求t 时间内导体棒与金属框架产生焦耳热。
4.(1)(5分)证明:如图所示,边长L 1切割磁感线
产生电动势e 1=BL 1V ⊥=BL 1Vsin ωt 而线速度V=L 2ω
2
∴ e 1=BL 1L 2ω
2
sin ωt 因有两个边切割,
且有N 匝∴ e=2N e 1=NBL 1L 2ωsin ωt 即:e=E m sin ωt (2)(4分)此电流通过电动机时,输入的功率
P 入=UI=NBL 1L 2ω
2
由能量守恒知: P 入=P Q +P (P 为机械功率)
∴P=NBL 1L 2ω2
I -I 2
R
(3)①(4分)电机带导体棒匀速上升。
受力如图 F=B 0IL +mg I= B 0Lv R 0,F=P v ∴P v =mg +B 02L 2
v
R 0
即:NBL 1L 2ω2
I -I 2
R= mgv +B 02L 2
v R 0v
②(4分)对上升h 应用动能定理:Pt -W -mgh=12mv 02
-0
Q=W= Pt -mgh -12mv 02 Q=(NBL 1L 2ω2
I -I 2
R)t -mgh -12mv 02
5.固定的矩形导线框abcd 放在匀强磁场中,磁场方向与导线框垂直,磁感应强度B 随时间
变化的规律如图甲所示。
t=0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里。
规定向左为安培力的正方向。
在0~4s内,导线框的ab边所受安培力随时间变化的图像可能是图乙中的
5.D
6.如图甲所示,一矩形金属线圈abcd垂直匀强磁场并固定于磁场中,磁场是变化的,磁感应强度B随时间t的变化关系图象如图乙所示,则线圈的ab边所受安培力F随时间t变化的图象是图中的(规定向右为安培力F的正方向) ()
6.A
7. 如图所示,一个半径为R的圆形区域内,有垂直于纸面
向里的匀强磁场,其左侧有一个用金属丝制成的半径也为R
的圆形线框,线框以水平速度v匀速通过整个匀强磁场区域,
设电流逆时针方向为正。
则线框从进入磁场开始计时,到完
全通过磁场的过程中,线框中感应电流i随时间t变化的规律可能正确的是()
7. B
8. 如图所示电路中,R 1、R 2是两个阻值相等的定值电阻,L 是一个自感系数很大,直流电阻为零的理想线圈,设A 、B 两点电势分别为A ϕ、B ϕ,下列分析正确的是 A .开关S 闭合瞬间A ϕ>B ϕ
B .开关S 闭合后,电路达到稳定时A ϕ<B ϕ
C .当开关S 从闭合状态断开瞬间A ϕ>B ϕ
D .只要线圈中有电流通过,A ϕ就不可能等于B ϕ
8. C
9.如图所示,粗糙的平行金属导轨与水平面的夹角为θ,宽为L ,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B ,导轨上、下两边分别连接电阻R 1和R 2,质量为m 的导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g 。
则导体棒ab 沿着导轨下滑的过程中
A .R 1和R 2发热功率之比P 1:P 2=R 2:R 1
B .导体棒匀速运动时的速度)
(sin 212
221R R L B R mgR v +=
θ C .安培力对导体棒做的功等于导体棒机械能的减少量 D .重力和安培力对导体梓做功之和大于导体棒动能的增量 9.AD
10. 如下图1所示,水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布,方向垂直于水平面向下,磁感应强度沿y 轴方向没有变化,与横坐标x 的关系如下图2所示,图线是双曲线(坐标轴是渐进线);顶角θ=45°的光滑金属长导轨 MON 固定在水平面内,ON 与x 轴重合,一根与ON 垂直的长导体棒在水平向右的外力作用下沿导轨MON 向右滑动,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。
已知t=0时,导体棒位于顶角O 处;导体棒的质量为m=2kg ;OM 、ON 接触处O 点的接触电阻为R=0.5Ω,其余电阻不计;回路电动势E 与时间t 的关系如图3所示,图线是过原点的直线。
求:
(1)t=2s 时流过导体棒的电流强度I2的大小; (2)1~2s 时间内回路中流过的电量q 的大小;
(3)导体棒滑动过程中水平外力F (单位:N )与横坐标x (单位:m )的关系式。
图1 图2 图3。