1. 电磁感应基本规律
感应电流与电动势:法拉第电磁感应定律(\(E = n\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}\))的应用,磁通量变化(磁场变化、面积变化)产生感应电动势的计算。楞次定律:判断感应电流方向(阻碍磁通量变化、阻碍相对运动),结合右手定则分析导体切割磁感线时的电流方向。感应电流大小:结合欧姆定律,计算闭合回路中的感应电流,涉及线圈电阻、外接电阻的串并联分析。
2. 自感现象
自感电动势与自感系数:通电、断电瞬间的自感效应(阻碍电流变化),线圈对电路电流的影响(逐渐增大 / 减小)。自感实验现象:灯泡的亮暗变化(闪亮、逐渐熄灭),开关通断时的电流变化规律,自感线圈与电阻、灯泡的串联 / 并联电路分析。
3. 导体切割磁感线
动生电动势:公式 \(E = BLv\) 的应用,导体棒平动、转动切割磁感线的电动势计算。安培力与运动分析:导体棒在磁场中运动时的安培力(\(F = BIL\)),结合牛顿第二定律分析加速度变化(变加速、匀速运动),\(v-t\) 图像定性绘制。电路综合:导体棒作为电源的路端电压计算,内外电路的能量分配。
4. 电磁感应的能量与功率
能量转化:机械能(动能)转化为电能,再通过电阻转化为内能,结合能量守恒定律计算焦耳热、电阻消耗的电能。功率计算:回路总热功率(\(P = I^2(R+r)\))、外力功率(平衡状态下等于热功率),单个电阻的功率分配。
5. 涡流与电磁应用
涡流现象:交变磁场产生涡流的热效应(感应电炉)、阻尼效应(电磁阻尼、安检门)。实际应用:电磁俘能器、发电机简化模型、电磁驱动与电磁阻尼的实例分析(铝框转动、铜盘减速)。
6. 综合计算与拓展
结合电路:电容器、电阻与线圈的组合电路,充电过程的电荷量、电流变化分析。力学综合:导体棒在磁场中的匀减速、变加速运动,结合动量定理、运动学公式求解位移、速度。图像分析:\(I-t\)、\(v-t\)、\(B-t\) 图像的解读,提取磁通量变化率、感应电流峰值等关键信息。
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