高中物理知識點整合:感應電動勢的三種特殊情況

2021-03-01 高中學習幫


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⑴導體切割磁感線產生的感應電動勢E=Blv,應用此公式時B、l、v三個量必須是兩兩相互垂直,若不垂直應轉化成相互垂直的有效分量進行計算,生硬地套用公式會導致錯誤。有的注意到三者之間的關係,發現不垂直後,在不明白θ角含義的情況下用E=Blvsinθ求解,這也是不可取的。處理這類問題,最好畫圖找B、l、v三個量的關係,如若不兩兩垂直則在圖上畫出它們兩兩垂直的有效分量,然後將有效分量代入公式E=Blv求解。此公式也可計算平均感應電動勢,只要將v代入平均速度即可。

⑵導體棒以端點為軸在垂直於磁感線的勻強磁場中勻速轉動,計算此時產生的感應電動勢須注意棒上各點的線速度不同,應用平均速度(即中點位置的線速度)來計算,所以

⑶矩形線圈在勻強磁場中,繞垂直於磁場的任意軸勻速轉動產生的感應電動勢何時用E=nBsωsinθ計算,何時用E=nBsωcosθ計算,最容易記混。其實這兩個公式的區別是計時起點不同,記住兩個特殊位置是關鍵。當線圈轉至中性面(即線圈平面與磁場垂直的位置)時E=0,當線圈轉至垂直中性面的位置(即線圈平面與磁場平行)時E=nBsω。這樣,線圈從中性面開始計時感應電動勢按E=nBsωsinθ規律變化,線圈從垂直中性面的位置開始計時感應電動勢按E=nBsωcosθ規律變化。並且用這兩個公式可以求某時刻線圈的磁通量變化率△φ/△t,不少同學沒有這種意識。推導這兩個公式時,如果能根據三維空間的立體圖準確畫出二維空間的平面圖,問題就會迎刃而解。另外,

求的是整個閉合迴路的平均感應電動勢,△t→0的極限值才等於瞬時感應電動勢。當△φ均勻變化時,平均感應電動勢等於瞬時感應電動勢。但三種特殊情況中的公式通常用來求感應電動勢的瞬時值。

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