高考必考点:法拉第电磁感应定律
(文/王尚)从高考物理试题分值分布来看,法拉第电磁感应定律是必考点也是个难点。
几乎每年的高考题都有相关的解答题出现,从分值比例来看,电磁感应这部分占比很大。命题上,电磁感应部分比较综合,可以与力学能量、动量、牛顿定律联系起来,也可以与电路串并联、电容、焦耳热等考点结合命题。从历年高考物理解答题来看,这部分内容经常以压轴题的形式出现,有很大的区分度,同学们要下功夫攻克这个知识点。
这篇文章我们详细介绍下电磁感应的基本概念与对应的物理公式。我们先来说电磁感应现象。
电磁感应现象内容
因磁通量变化,而产生感应电动势的现象我们诚挚为电磁感应现象。具体来说,闭合电路的一部分导体,在磁场里做切割磁感线的运动时,就会产生电流,这种现象叫电磁感应,产生的电流称为感应电流。
电磁感应现象和规律,其实就是发电机的最基本理论支撑。
法拉第电磁感应定律内容
有了电磁感应现象,大家开始研究感应电动势到底怎么计算?法拉第对此进行了总结并得到了结论。感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定,电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通变化率成正比。公式:E= -n(dΦ)/(dt)。对动生的情况也可用E=BLV来求。
电动势的方向由楞次定律提供。楞次定律指出:感应电流的磁场要阻碍原磁通的变化。对于动生电动势也可用右手定则判断感应电流的方向,再来推导出感应电动势的方向。楞次定律的核心在"阻碍"二字上。
感应电动势的大小计算公式
(1)E=n*ΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ,Δt磁通量的变化率}
(2)E=BLVsinA(切割磁感线运动) E=BLV中的v和L不可以和磁感线平行,但可以不和磁感线垂直,其中sinA为v或L与磁感线的夹角。原文王尚微信teacherws;{L:有效长度(m)}
(3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势){Em:感应电动势峰值}
(4)E=B(L^2)ω/2(导体一端固定以ω旋转切割)其中ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)
磁通量的定义
磁通量的定义:Φ=BS;
公式总的符号Φ:磁通量(Wb),符号B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:线圈相对B的正对面积(m2) wuli.in;
感应电动势方向的判定方法
感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定:电源内部的电流方向:由负极流向正极。
电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一,它显示了电、磁现象之间的相互联系和转化,对其本质的深入研究所揭示的电、磁场之间的联系,对麦克斯韦电磁场理论的建立具有重大意义。电磁感应现象在电工技术、电技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用。(文/王尚)
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