本试题 “在图虚线所围区域内有一个匀强磁场,方向垂直纸面向里,闭合矩形线圈abcd在磁场中做匀速运动,线圈平面始终与磁感线垂直,在图示位置时ab边所受磁场力的方向...” 主要考查您对楞次定律
右手定则
导体切割磁感线时的感应电动势
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楞次定律与右手定则的关系:
“三定则一定律”的比较:
(1)电磁感应过程的实质是不同形式的能量转化的过程,电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力作用。因此要维持安培力存在,必须有 “外力”克服安培力做功。此过程中,其他形式的能转化为电能。“外力”克服安培力做多少功,就有多少其他形式的能转化为电能。当感应电流通过电器时,电能又转化为其他形式的能。
同理,安培力做功的过程,是电能转化为其他形式的能的过程,安培力做多少功就有多少电能转化为其他形式的能。
(2)电能求解思路主要有三种:
①利用克服安培力做功求解:电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功。
②利用能量守恒求解:其他形式能的减少量等于产生的电能。
③利用电路特征来求解:通过电源提供总能量IE或纯电阻电路中产生的焦耳热Q=I2RT来计算。
(3)基本解题思路
①明确研究对象(哪一部分闭合回路或哪一部分导体)和研究过程。
②对研究对象(运动的导体)受力分析,明确各个力的做功情况。
③分析研究对象的运动过程,明确各种能量的转化情况。
④选择恰当的规律列式求解。
(4)几种常用的功能关系
①导体所受的重力做功导致重力势能的变化:
②导体所受的合外力做功导致其动能的变化:
③导体所受的重力以外的力做功导致其机械能变化:
④滑动摩擦力做功导致系统内能增加: (指相对位移的大小)。
⑤安培力做功导致电能变化:克服安培力做的功等于电路中增加的电能,即。
说明此结论在电路中只有动生电动势时才成立,涉及感生电动势时此结论就不成立了。
广义的楞次定律:
内容 | 伸开右手,大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线垂直穿入掌心,大拇指指向导体运动的方向,其余四指所指的方向,就是感应电流的方向 |
适用范围 | 导体切割磁感线 |
相对性 | 在右手定则中,导体运动的方向是指导体切割磁感线的方向,即导体相对磁场的运动方向,如图中,磁场以速度v1向右运动,导体棒以速度v2也向右运动,若导体棒相对磁场静止,不切割磁感线,若导体棒向右切割磁感线,大拇指需指向右方,但若,导体棒向左切割磁感线,大拇指需指向左方 |
备注 | 当导体切割磁感线但回路中磁通量不变时,回路中没有电流,但切割磁感线的那部分导体仍是要产生电动势的,右手定则所判定的方向就是所产生的电动势的方向(在电源内部由负极指向正极的方向,也是该电源使电流流动的方向) |
右手定则与左手定则的区别:
导体切割磁感线产生的电动势:
电磁感应中电路问题的解法:
电磁感应规律与闭合电路欧姆定律相结合的问题,主要涉及电路的分析与计算。解此类问题的基本思路是:
(1)找电源:哪部分电路产生了电磁感应现象,则这部分电路就是电源。
(2)由法拉第电磁感应定律求出感应电动势的大小,根据楞次定律或右手定则确定出电源的正负极。
①在外电路,电流从正极流向负极;在内电路,电流从负极流向正极。
②存在双感应电动势的问题中,要求出总的电动势。
(3)正确分析电路的结构,画出等效电路图。
①内电路:“切割”磁感线的导体和磁通量发生变化的线圈都相当于“电源”,该部分导体的电阻相当于内电阻。
②外电路:除“电源”以外的电路即外电路。
(4)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率等列方程求解。
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