《红对勾 讲与练》2016版高考物理总复习的9.2章节主要探讨了法拉第电磁感应定律以及自感和涡流的相关概念和应用。这一部分的知识点涵盖了电磁学的重要原理,对于理解电磁感应现象及其实际应用至关重要。
1. 法拉第电磁感应定律:该定律指出,当一个闭合电路中的磁通量发生变化时,会在电路中产生电动势。电动势的大小等于磁通量的变化率,即E=ΔΦ/Δt。这一定律解释了为什么在改变磁场强度或改变导线切割磁感线的速度时,可以产生电流。
2. 自感:自感是指当电流通过一个线圈时,线圈自身的磁场变化会产生一个反对原电流变化的电动势,即自感电动势。自感系数L是衡量线圈自感能力的物理量,它与线圈的形状、尺寸、材料及有无铁芯等因素有关。在题目中提到,如果线圈电阻过大或自感系数过大,可能会导致断电时小灯泡不闪亮,因为电流不能迅速减小形成明显的自感效应。
3. 涡流:涡流是由于导体内部磁场的变化产生的电流,通常发生在导体内部形成的闭合小环路中。当磁场变化时,涡流产生的热量可能会影响设备性能,例如在电磁炉和变压器中。
4. 楞次定律:这是判断感应电流方向的法则,它指出感应电流产生的效果总是要阻碍引起感应电流的原因。在题目中,磁感应强度B减小时,导线框会产生逆向的感应电流以保持磁通量不变。
5. 安培力:根据安培定律,电流I在磁场B中会受到力F=BIL的作用。在磁场变化时,导线边受到的安培力也会随之变化,影响电路中的电流和设备的运行状态。
6. 电容器和灯泡在电磁感应中的作用:电容器在电路中可以储存电能,当感应电动势变化时,电容器的电压和电荷量也会变化。而灯泡的亮度取决于通过它的电流大小,当磁通量变化快时,电流变化大,灯泡会更亮。
7. 感应电动势与速度的关系:感应电动势E与导体切割磁感线的速度v以及磁感应强度B和导线长度l成正比,即E=Bvl。题目中通过改变风速影响永磁铁的转速,从而改变感应电流的峰值和周期。
8. 右手定则:这是一个判断感应电流方向的直观规则,当右手四指顺着磁感线方向弯曲,大拇指指向导体运动方向时,食指所指的方向就是感应电流的方向。
这些知识点是高中物理电磁学部分的核心内容,对于理解和解决涉及电磁感应的实际问题具有指导意义。通过课时作业的练习,学生可以深入理解并掌握这些概念,提升解题能力和科学素养。