6.电磁感应与电路综合

方法:在电磁感应现象中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路相当于电源.解决电磁感应与电路综合问题的基本思路是:

(1)明确哪部分相当于电源,由法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向.

(2)画出等效电路图.

(3)运用闭合电路欧姆定律.串并联电路的性质求解未知物理量.

功能关系:电磁感应现象的实质是不同形式能量的转化过程。因此从功和能的观点入手,

分析清楚电磁感应过程中能量转化关系,往往是解决电磁感应问题的关健,也是处理此类题目的捷径之一。

电磁波

LC振荡电路:产生高频率的交变电流. T=2π    

电场能↑→电场线密度↑→电场强度E↑→ 电容器极板间电压u↑→ 电容器带电量q↑

磁场能↑→磁感线密度↑→磁感强度B↑→线圈中电流i↑

(2)电磁振荡的产生过程

放电过程:在放电过程中,q↓、u↓、E电场能↓→i↑、B↑、E磁场能↑,电容器的电场能逐渐转变成线圈的磁场能。放电结束时,q=0, E电场能=0,i最大,E磁场能最大,电场能完全转化成磁场能。

充电过程:在充电过程中,q↑、u↑、E电场能↑→I↓、B↓、E磁场能↓,线圈的磁场能向电容器的电场能转化。充电结束时,q、E电场能增为最大,i、E磁场能均减小到零,磁场能向电场能转化结束。

反向放电过程: q↓、u↓、E电场能↓→i↑、B↑、E磁场能↑,电容器的电场能转化为线圈的磁场能。放电结束时,q=0, E电场能=0,i最大,E磁场能最大,电场能向磁场能转化结束。

反向充电过程: q↑、u↑、E电场能↑→i↓、B↓、E磁场能↓,线圈的磁场能向电容器的电场能转化。充电结束时,q、E电场能增为最大,i、E磁场能均减小到零,磁场能向电场能转化结束。

麦克斯韦的电磁场理论:

①变化的磁场产生电场:均匀变化的磁场将产生恒定的电场,周期性变化的磁场将产生同频率周期性变化的电场。

②变化的电场产生磁场:均匀变化的电场将产生恒定的磁场,周期性变化的电场将产生同频率周期性变化的磁场。

发射电磁波的条件①频率要有足够高。②振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,采用开放电路.

特点:(1)电磁波是横波。(2)三个特征量的关系v=λ/T=λf

(3)电磁波可以在真空中传播,向周围空间传播电磁能,能发生反射,折射,干涉和衍射。

无线电波的发射:LC振荡器电路产生的高频振荡电流通过L2与L1互感作用,使L1也产生同频率的振荡电流,振荡电流在开放电路中激发出无线电波,向四周发射。

  

调制要传递的信号附加到高频等幅振荡电流上的过程叫调制。两种方式:调幅和调频

a.调幅使高频振荡的振幅随信号而改变叫做调幅。(AM) 中波和短波的波段

b.调频使高频振荡的频率随信号而改变叫做调频。(FM)和电视广播,微波中的甚高频(VHF)和超高频(UHF)波段。

电波的接收(1)电谐振选台。当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时,接收电路中产生的振荡电流最强.这种现象叫做电谐振,相当于机械振动中的共振。

(2)检波由调谐电路接收到的感应电流,是经过调制的高频振荡电流,还不是所需要的信号。还必须从高频振荡电流中“检”出声音或图象信号,从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号,叫做检波。也叫解调。

下图中L2、D、C2和耳机共同组成检波电路。检波之后的信号再经过放大重现我们就可以听到或看到了。

(如上图)

3.楞次定律: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变化,这就是楞次定律。

内容:感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

B和I的方向判定:楞次定律(右手) 深刻理解“阻碍”两字的含义(I的B是阻碍产生I的原因)

B方向?;B?变化(原方向是增还是减);I方向?才能阻碍变化;再由I方向确定B方向。

楞次定律的多种表述

①从磁通量变化的角度:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

②从导体和磁场的相对运动:导体和磁体发生相对运动时,感应电流的磁场总是阻碍相对运动。

③从感应电流的磁场和原磁场:感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化。(增反、减同)

④楞次定律的特例──右手定则

在应用中常见两种情况:一是磁场不变,导体回路相对磁场运动;二是导体回路不动,磁场发生变化。

磁通量的变化与相对运动具有等效性:磁通量增加相当于导体回路与磁场接近,磁通量减少相当于导体回路与磁场远离。因此,

从导体回路和磁场相对运动的角度来看,感应电流的磁场总要阻碍相对运动;

从穿过导体回路的磁通量变化的角度来看,感应电流的磁场总要阻碍磁通量的变化。

能量守恒表述:I效果总要反抗产生感应电流的原因

电磁感应现象中的动态分析,就是分析导体的受力和运动情况之间的动态关系。

一般可归纳为:

导体组成的闭合电路中磁通量发生变化导体中产生感应电流导体受安培力作用

导体所受合力随之变化导体的加速度变化其速度随之变化感应电流也随之变化

周而复始地循环,最后加速度小致零(速度将达到最大)导体将以此最大速度做匀速直线运动

“阻碍”和“变化”的含义

感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,而不是阻碍引起感应电流的磁场。因此,不能认为感应电流的磁场的方向和引起感应电流的磁场方向相反。

磁通量变化           感应电流

感应电流的磁场

发生电磁感应现象的这部分电路就相当于电源,在电源的内部,电流的方向是从低电势流向高电势。

 0  319563  319571  319577  319581  319587  319589  319593  319599  319601  319607  319613  319617  319619  319623  319629  319631  319637  319641  319643  319647  319649  319653  319655  319657  319658  319659  319661  319662  319663  319665  319667  319671  319673  319677  319679  319683  319689  319691  319697  319701  319703  319707  319713  319719  319721  319727  319731  319733  319739  319743  319749  319757  447090 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网