用功能观点分析电磁感应问题

电磁感应的过程同时也就是能量转化的过程。导体切割磁感线或磁通量发生变化而在回路产生感应电流,机械能或其它形式的能转化为电能,感应电流通过电阻发热,又可使电能转化为内能。对于许多电磁感应问题,可以从能量转化的观点出发,运用能量转化和守恒定律,运用功能关系予以解决。1用功能观点判定感应电流的方向不论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流,而感应电流又和磁场发生相互作用,对整个系统产生影响。感应电流的发生以及与磁场间的相互作用导致了能量的转化。这种能量转化关系,决定了感应电流的方…     

浅谈不闭合的电路里产生感生电流的问题

产生感生电流的条件是什么?现行高中物理教材中指出:“不论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有感生电流产生.”对这一个知识点,学生在应用它处理问题时一般都分解为两步:先判断电路是否闭合,再判断穿过该电路的磁通量是否变化.二者都满足,电路中就有感生电流产生,缺少任意一条,则不能产生感生电流.总之,电路闭合是产生感生电流的不可缺少的条件之一.     

关于楞次定律

1.楞次定律的表述中核心是“阻碍”围绕阻碍我们有几种认识:(1)“阻碍”表述了能量的转化关系,正因为存在阻碍作用,才能将其他形式能量转化为电能.(2)“阻碍”不仅可以描述施感磁场和感应磁场的方向关系,还可以描述产生施感磁场的磁体和产生感应现象的闭合导体内的物理量的变化关系.2.楞次定律标准表述应用要点(1)确定所研究的闭合电路中施感磁场方向.(2)确定闭合电路中的磁场是如何变化的.(3)根据阻碍关系,确定闭合电路中的感应磁场方向.(4)根据右手螺旋定则,确定闭合电路中的电流方向.3.楞次定律另一种表述应用要点另一种表述:感应电流的…     

1999年高考物理总复习指导与训练——“电磁感应,交流电,电磁振荡和电磁波”复习

一、产生电磁感应现象的条件:穿过闭合电路的磁通t发生变化。 [例题1](91年全国)恒定的匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈,线圈平面垂直于磁场方向。当线圈在此磁场中做下列哪种运动时,线圈中能产生感生电流? (A)线圈沿自身所在的平面做匀速运动 (B)线圈沿自身所在的平面做加速运动 (C)线圈绕任意一条直径做匀速转动 (D)线圈绕任意一条直径做变速转动 〔答〕C,D 本题只要求能够识别在哪种情况下穿过闭合线圈的磁通量发生了变化,就可以确定线圈中能否产生感生电流。 二、对楞次定律的复习,关键在于理解“感应电流的磁场总是阻碍原有磁场的…     

谈从“磁场变化”到“磁通变化”的逻辑过渡

现行教材在“电磁感应现象”一节中,以回顾法拉第实验思路的形式,给出了感生电流的产生条件.其中有这样一段话: “B(线圈)所在处的磁场变化,也就是穿过线圈的磁力线条数,即磁通量,发生了变化.”“所以,感生电流的产生条件可以归结为穿过线圈的磁通量发生变化.”(乙种本下册 122页) 换句话说,磁场变化就是磁通量变化.磁场变化产生的电流,也就可以说是磁通量变化引起的.这是否就是法拉第当年的思路,笔者尚未查到出处.即便是,照搬到中学课堂也未必合适.从逻辑上说,关于感生电流     

圆环切割磁感线做功的辨析

直径为Ｄ的闭合金属圆环 ,电阻为Ｒ .以恒定速度ｖ垂直进入匀强磁场区域 ,做切割磁感线运动 .若磁场的磁感应强度为Ｂ ,则圆环全部进入磁场的过程中 ,外力需要做功多少 ?图 1在高中物理教学中 ,鉴于学生数学基础所限 ,我们是无法严格求解的 ,教学中选例要十分审慎 .关于本题做如下分析 :如图 1所示 ,设ｔ=0时 ,圆环前沿刚进入磁场 ,ｔ时刻后圆环进入磁场切割边的有效长度为ｌ,ｌ=2 ( Ｄ2 ) 2 -( Ｄ2 -ｖｔ) 2 =2Ｄｖｔ-ｖ2 ｔ2 .此时切割边产生的感生电动势Ｅ =Ｂｌｖ =2ＢｖＤｖｔ-ｖ2 ｔ2 .根据闭合电路的欧姆定律 ,回路中的感生电流Ｉ=Ｅ…     

从能量守恒的角度理解电磁感应

当导体在磁场中做切割磁感线运动或磁场变化导致回路的磁通量发生变化时,在回路中产生了感应电流,这就是电磁感应现象．在电磁感应现象中,感应电流在闭合电路中流动时将电能转化为其他形式的能,根据能量守恒定律,这部分能量只能从其他形式的能量转化而采,所以电磁感应现象的实质是不同形式能量转化的过程．     

关于电磁感应中楞次定律的教学

在全国技工学校电工类通用教材《电工基础》第六章电磁感应的教学中,楞次定律是电磁感应教学中的重点内容,同时又是一个教学难点。其难就难在它涉及的物理量多,而且关系复杂。因为在发生电磁感应的过程中,原来磁场的变化引起“感生电流磁场”的产生,这两种磁场相互作用导致了“感生电流”与“原来电流”的相互制约,而对这种因果关系的相互依存与相互转化的分析,要求有较高水平的逻辑思维与抽象思维能力。所以,在授课时,如果还是按照过去的教法———按教材的顺序讲授,那么,学生在解题应用时就会对楞次定律的内容涵义模糊不清。为了使学生较…     

楞次定律在应用中的简化过程

楞次定律是电学中的基本定律,它贯穿于电磁感应之中,是电磁感应一章的重点内容.楞次定律是用来判定感生电流和感生电动势方向的,其定义是:“感生电流的方向,总是要使自己的磁场去阻碍原来磁通量的变化”.从定律的定义可知,判定感生电流的方向,必须先判定感生电流磁场的方向;而判定感生电流磁场的方向,又必须根据原磁通的变化来确定.由于不能“直接”得出感生电流的方向,学生往往感到难掌握,所以,它又是该章教学的难点.应用楞次定律,首先要分析原磁通量如何发生变化.原磁通量发生变化据式子?=BS     

LC振荡电路的物理模型及图象

LC振荡电路的物理模型满足下列条件:①整个电路的电阻R=0(包括线圈、导线),从能量角度看没有其它形式的能向内能转化,即热损耗为零。②电感线圈L集中了全部电路的电感,电容器C集中了全部电路的电容,无潜布电容存在。③LC振荡电路在发生电磁振荡时不向外界空间辐射电磁波,是严格意义上的闭合电路。LC电路内部只发生线圈磁场能与电容器电场能之间的相互转化,即便是电容器内产生的变化     

毛细现象的能量分析

在毛细现象中,管内液体会自发的上升到一定的高度.在这一过程中,系统的能量会发生转换和部分损耗,从而引起测量的系统误差增大.本文对此现象进行了分析认为,在阐述毛细现象时须注意由于内摩擦的存在而引起的能量损耗.     

巧割补,妙求非闭合电路的感应电动势

求解匀强磁场中运动的导体切割磁感应线产生感应电动势,以及变化的磁场产生感应电动势的问题时,均会遇到非闭合电路这个难题.若能将原有的非闭合电路凑合成闭合电路,则便于直接运用法拉第电磁感应定律,从而可以使问题大为简化.下面请看几例,相信对大家定会有所启迪.一、磁场恒定不变     

感生电流演示实验中电流计显示的改进

闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁力线运动时,导体中就会产生感生电流,要做好这个演示并非易事,即使用灵敏度很高的灵敏电流计,指针偏转也不明显。为此,我们将50年代的灵敏电流计进行适当的改装,取得了明显的效果。改装方法如下:先把仪表的底板拆下,拆除刻度板,在里面装上一只4.8伏的小电珠,再装好底板。另外,用硬纸板做一个稍大的无底暗盒,在暗盒的顶侧面开一个窗口。     

浅析楞次定律的因果关联与应用

楞次定律是重要的物理规律 ,它是判定感应电流方向的依据 .运用楞次定律解决电磁感应问题 ,应从定律所揭示的因果关系出发 ,考察现象 ,分析联系 ,把握好以下几个环节 .一、掌握因果链楞次定律表明 :感应电流具有这样的方向 ,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 .这是一个揭示现象之间引起和被引起的内在相互联系的因果规律 .电磁感应的理论告诉我们 ,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化 ,闭合电路中就有感应电流产生 .闭合电路中磁通量的变化是产生感应电流的原因 ,感应电流的方向又有什么规律呢 ?根据楞次定律 ,我们可以从原因 (磁通量的变化 )和结果 (感应电流的产生 )的关系中找到答案 :感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 .这就是说 ,假如将引起感应电流的磁通量变化ΔΦ的磁场称为原磁场B原 ,将感应电流 I感 产生的磁场称为感应磁场B感 ,那么 ,当穿过闭合电路的原磁场磁通量增大时 ,感应磁场总要阻碍磁通量的增大 ;当穿过闭合电路的原磁场磁通量减小时 ,感应磁场总要阻碍磁通量的减小 .总之 ,结果总要阻碍引起这个结果的原因 ,这就是楞次定律所揭示的这一因果关系的特征 .认识和掌握这一...     

楞次定律的理解和应用

正楞次定律内容:"感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化."楞次定律的表述简明扼要,高度概括.那么,如何理解呢?一、对楞次定律的理解(一)明确各个物理量之间的关系当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,闭合电路中会产生感应电流.感应电流与其他电流一样,也会产生磁场,即感应电流的磁场.这样,电路中存在两个磁场,即原磁场(产生感应电     

楞次定律及其推广

楞次定律揭示了判定感生电流的方向的规律,即“感生电流的磁场总是要阻碍引起感生电流的磁通量的变化”。楞次定律的核心思想是“阻碍”,只有深刻理解“阻碍”的含义,才能正确掌握定律的实质。 首先,阻碍不是阻止。因为磁通的变化是引起感应电流的必要条件,若这种变化被阻止,也就不可能继续产生感生电流了。其实原磁场的变化是由外界的各种因素决定的,如电流的变化、相对位置的变化,而与感生电流无关。例如一根磁棒从高处下落,竖直穿过一个     

安培力、洛仑兹力和感生电流方向的统一判断方法

在物理教学中，对磁场中通电导线所受安培力方向的判断，一般用左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁力线垂直进入手心，并使四指指向电流方向，这时手掌所在的平面跟磁力线和导线所在的平面垂直，拇指所指的方向就是通电导线在磁场中的受力方向。而对子闭合电路中一部分导体切割磁力线产生感生电流，其方向的判断则用右手定则：伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁力线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感生电流的方向。笔者在教学中发现…     

关于中学物理课中一点改革的探讨

在现行的甚至以前的中学物理课本里,判定通电导体在磁场中受力的方向时用到左手定则,判定闭合回路的部分导体在磁场中作切刈磁力线运动产生的感生电流的方向时用到右手定则.这样,一个用到左手,一个用右手,有时容易混淆.我们可以来一个“精兵简政”,只用右手.恩格斯指出:“由于人的活动,就建立了因果观念的基础,这个观念是:一个运动是另一个运动的原因.”通电导体在磁场中受力作用时,导体在磁场中通电是原因,受到磁场的作用力是结果;闭合回路的部分导体在磁场中作切刈磁力线运动时,导体在磁场中运动是原因,产生感生电流是结果.两过程中都“以磁为媒介”.这样我们就可以只用右手,拇指表示原因,其余四指表示结果.我们的定则为:伸开右手,让拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,使磁力线垂直穿过掌心.判定磁场对通电导体的作用力方向时,用拇指指向电流方向,则其余四指指向通电导体在导场中受力的方向;判定感生电流方向时,用拇指指向运动方向,则其余四指指向感生电流方向.如果我们把上述作为原因的量称为原因量,作为结果的量称为结     

磁通量变化是产生感应电流的必要条件吗?

1问题的提出 在全日制普通高级中学物理教科书(必修加选修)的第194页有这样的内容:"不论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有电流产生.这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流."这段文字内容告诉我们,磁通量变化是闭合电路中产生感应电流的必要条件,那么事实上果真如此吗?先看下面的两个实例.     

电磁感应现象中"导轨架双杆"问题

1问题提出图1在高中物理“电磁感应”这一章,有一种典型题型笔者称之为“导轨架双杆”,就是处于磁场中的导轨上架设两条杆,如图1所示.这类题基本框架一致,但已知条件千变万化,学生颇难应付.当穿过闭合电路(由导轨架双杆组成)的磁通量发生变化时闭合电路中要产生感应电流,此谓电