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。

交变电流  电磁场

交变电流(1)中性面线圈平面与磁感线垂直的位置,或瞬时感应电动势为零的位置。

中性面的特点:a.线圈处于中性面位置时,穿过线圈的磁通量Φ最大,但=0;

产生:矩形线圈在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动。

变化规律e=NBSωsinωt=Emsinωt;i=Imsinωt;(中性面位置开始计时),最大值Em=NBSω

四值:①瞬时值②最大值③有效值电流的热效应规定的;对于正弦式交流U==0.707Um ④平均值

不对称方波:   不对称的正弦波

求某段时间内通过导线横截面的电荷量Q=IΔt=εΔt/R=ΔΦ/R

我国用的交变电流,周期是0.02s,频率是50Hz,电流方向每秒改变100次。

表达式:e=e=220sin100πt=311sin100πt=311sin314t

线圈作用是“通直流,阻交流;通低频,阻高频”.

电容的作用是“通交流、隔直流;通高频、阻低频”.

变压器两个基本公式:①   ②P=P输入功率由输出功率决定

远距离输电:一定要画出远距离输电的示意图来,

包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻。并按照规范在图中标出相应的物理量符号。一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为、n1n1/ n2n2/,相应的电压、电流、功率也应该采用相应的符号来表示。

功率之间的关系是:P1=P1/P2=P2/P1/=Pr=P2

电压之间的关系是:

电流之间的关系是:.求输电线上的电流往往是这类问题的突破口

输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。

分析和计算时都必须用,而不能用

特别重要的是要会分析输电线上的功率损失

解决变压器问题的常用方法(解题思路)

①电压思路.变压器原、副线圈的电压之比为U1/U2=n1/n2;当变压器有多个副绕组时U1/n1=U2/n2=U3/n3=……

②功率思路.理想变压器的输入、输出功率为P=P,即P1=P2;当变压器有多个副绕组时P1=P2+P3+……

③电流思路.由I=P/U知,对只有一个副绕组的变压器有I1/I2=n2/n1;当变压器有多个副绕组时n1I1=n2I2+n3I3+……

④(变压器动态问题)制约思路.

(1)电压制约:当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时,输出电压U2由输入电压决定,即U2=n2U1/n1,可简述为“原制约副”.

(2)电流制约:当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定,且输入电压U1确定时,原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定,即I1=n2I2/n1,可简述为“副制约原”.

(3)负载制约:①变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定,P2=P1+P2+…;

②变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2确定,I2=P2/U2

③总功率P=P线+P2.

动态分析问题的思路程序可表示为:

U1P1

⑤原理思路.变压器原线圈中磁通量发生变化,铁芯中ΔΦt相等;当遇到“”型变压器时有

ΔΦ1tΦ2tΦ3t,适用于交流电或电压(电流)变化的直流电,但不适用于恒定电流

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  380529  380537  380543  380547  380553  380555  380559  380565  380567  380573  380579  380583  380585  380589  380595  380597  380603  380607  380609  380613  380615  380619  380621  380623  380624  380625  380627  380628  380629  380631  380633  380637  380639  380643  380645  380649  380655  380657  380663  380667  380669  380673  380679  380685  380687  380693  380697  380699  380705  380709  380715  380723  447090 

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