电磁感应规律的综合应用 电磁感应现象的应用

与本章知识有关的综合题主要表现在以下几方面:

1. 电磁感应问题与电路问题的综合。电磁感应提供电路中的电源,解决这类电磁感应中的电路问题,一方面要考虑电磁学中的有关规律如右手定则、法拉第电磁感应定律等;另一方面还要考虑电路中的有关规律,如欧姆定律、串并联电路的性质等,有时可能还会用到力学的知识。

2. 电磁感应中切割磁感线的导体要运动,感应电流又要受到安培力的作用,因此,电磁感应问题又往往和力学问题联系在一起,解决电磁感应中的力学问题,一方面要考虑电磁学中的有关规律;另一方面还要考虑力学中的有关规律,要将电磁学和力学的知识综合起来应用。

二. 热点透析

1. 关于电磁感应的判断

(发电机——电动机模型、涡流的影响,磁悬浮列车,磁单极,超导体等)



4. 变压器和电能输送问题

三. 方法解析

1. 电磁感应中的电路分析。在电磁感应中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,则该导体或回路就相当于电源。将它们接上电容器可以使电容器充电;将它们接上电阻或用电器可以对用电器供电。

2. 电磁感应中的动力学分析和能量分析

切割磁感线的导体作为一个电磁学研究对象有感应电动势、感应电流、两端电压、电流做功、电阻发热等问题;作为一个力学对象有受力、加速度、动能、能量及其变化等问题;所以电磁感应和力学知识发生联系是必然的。由于这类问题中物理过程比较复杂,状态变化过程中变量比较多,关键是能抓住状态变化过程中变量“变”的特点和规律,从而确定状态变化过程中的临界点,求解时注意从动量、能量的观点出发,运用相应的规律进行分析和解答。

【典型例题】

1、电磁感应中的电路问题

例1. 如图所示,光滑导轨倾斜放置,其下端连接一个灯泡,匀强磁场垂直于导轨所在平面,当ab棒下滑到稳定状态时,小灯泡获得的功率为P0,除灯泡外,其他电阻不计,要使稳定状态灯泡的功率变为2P0,下列措施正确的是


电磁感应规律的综合应用 电磁感应现象的应用

A. 换一个电阻为原来一半的灯泡

B. 把磁感应强度B增为原来的2倍

C. 换一根质量为原来的  倍的金属棒

D. 把导轨间的距离增大为原来的  倍

解析: 解答这类问题的基本思路是:先求出灯泡功率P与其他量的关系式,然后再讨论各选项是否正确。金属棒在导轨上下滑的过程中,受重力mg、支持力FN和安培力F=IlB三个力的作用。其中安培力F是磁场对棒ab切割磁感线所产生的感应电流的作用力,它的大小与棒的速度有关。当导体棒下滑到稳定状态时(匀速运动)所受合外力为零,则有mgsinθ=IlB。此过程小灯泡获得稳定的功率P=I2R。由上两式可得P=m2g2Rsin2θ/B2l2。要使灯泡的功率由P0变为2P0,根据上式讨论可得,题目所给的四个选项只有C是正确的。  

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