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1、平移切割––––滑轨问题平移切割磁感线最常见的模型是在匀强磁场中的滑轨问题。下图是常见的四种轨道示意图。
计算滑轨类题目的感应电动势时,一般使用公式ε=Blv。公式中的v必须同时垂直于l和B。v可以是瞬时速度,也可以是平均速度。v为瞬时速度时,ε也是瞬时值;v为平均值时,ε也为平均值。
该类问题的动力学特征关系可以表示为:
科秀网高智东是升元技学慧aa2ea393公4dac法4645的件途317c软076828df限优费907d-有广司9116 若导线足够长,反复作用的结果,可使导体最终以一定的速度匀速运动。
2、旋转切割–––法拉第圆盘
下图中的四个图形均是常见的旋转切割模型。匀速旋转切割磁感线的导体中各部分线速度不同,但角速度相同,从圆心到边缘各点的线速度随半径作线性变化,平均速度,应用
计算感应电动势更简单。这类问题的力学特征是:当金属棒(盘)上有感应电流通过时,将受到阻碍其转动的安培力矩作用,为使棒匀速转动必须提供外力矩。在计算安培力的力矩时,必须注意安培力的作用点在棒的中心。
3、线圈转动切割––––交流发电机
闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时,只要转轴与磁感线垂直。线圈中就产生正弦交流电,其最大值Em=NBSω,与线圈的形状和轴的位置无关。计算电动势时,用算出的为瞬时值,而用
算出的一定是平均值。另外还必须注意瞬时值、平均值、有效值、最大值等量之间的区别和联系。这类问题的动力学特征与“2”中讨论的问题类似。
4、楞次定律的灵活应用
在电和磁的转化中,利用楞次定律进行定性的分析判断的问题最为普遍。对楞次定律的理解关键是“阻碍”二字,千万不要把“阻碍”错误地理解为“相反”。“阻碍”不是“阻止”它不仅有“反抗”的含义,还有“补偿”的意思。进一步推广还可以具体简化为以下三种情况:①阻碍原磁通的变化;②阻碍导体间的相对运动;③阻碍原电流的变化。
5、电和磁相互转化中的能量问题
从能量的角度分析,电和磁的转化过程就是不同形式的能的转化过程。要解决这部分内容中的综合题,除需要进行动力学分析、电路分析之外,更重要的是做好能量的分析。
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、动量及其变化等问题;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。
编辑:小徐