初二電磁感應科學論文

　　電磁感應***Electromagnetic induction***現象是指放在變化磁通量中的導體，會產生電動勢.這是小編為大家整理的，僅供參考!

　　AAA篇一

　　拓展電磁感應定律

　　摘要：電磁感應現象是電磁學中最重大的發現之一，它揭示了電、磁現象之間的相互聯絡。法拉第電磁感應定律的重要意義在於，一方面，依據電磁感應的原理，人們製造出了發電機，電能的大規模生產和遠距離輸送成為可能;另一方面，電磁感應現象在電工技術、電子技術以及電磁測量等方面都有廣泛的應用。本文就幾種拓展式進行了理解應用。

　　關鍵詞：電磁感應定律拓展式理解應用

　　Abstract: the electromagnetic induction phenomenon in electromagnetics is one of the most important discoveries, it reveals the phenomenon of electric and magnetic between each other. Faraday law on electromagnetic induction of important significance is, on the one hand, based on the principle of electromagnetic induction, people made out of the generator, the power of mass production and long-distance transmission become possible; On the other hand, the electromagnetic induction phenomenon in electrical technology, electronic technology and electromagnetic measurement methods are widely used. This paper will expand the understanding of several applications.

　　Keywords: law on electromagnetic induction and expand application of understanding

　　中圖分類號： O441.3 文獻標識碼：A 文章編號：

　　法拉第電磁感應定律的內容：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比，要想回路中產生感應電動勢，迴路的磁通量一定要發生變化。迴路中原磁場的磁感應強度的變化、迴路面積的變化、原磁場和麵積同時發生變化都會引起磁通量的變化，產生感應電動勢，下面通過具體例項來談對法拉第電磁感應定律的幾種拓展式的理解和應用。

　　一、磁通量變化僅由原磁場隨時間的變化引起，產生的感應電動勢

　　例1.如圖所示，邊長為L的正方形金屬線框，質量為m、電阻為R，用細線把它懸掛於一個有界的勻強磁場邊緣，金屬框的上半部處於磁場內，下半部處於磁場外，磁場隨時間的變化規律為B = kt.已知細線所能承受的最大拉力為2mg，則從t=0開始，經多長時間細線會被拉斷?

　　解: 感應電動勢

　　線框中的感應電流為：

　　線斷時有解得：

　　二、磁通量變化僅由原磁場隨空間位置變化引起，產生的感應電動勢

　　例2.一個質量為m、直徑為d、電阻為R的金屬圓環，在範圍很大的磁場中沿豎直方向下落，磁場的分佈情況如圖所示，已知磁感應強度豎直方向的分量By的大小隻隨高度變化，其隨高度y變化關係為By = B0***1 + ky******此處k為比例常數，且k>0***，其中沿圓環軸線的磁場方向始終豎直向上，在下落過程中金屬圓環所在的平面始終保持水平，速度越來越大，最終穩定為某一數值，稱為收尾速度。求

　　圓環中的感應電流方向;

　　***2***圓環的收尾速度的大小。

　　解：***1***根據楞次定律可知，感應電流的方向為順時針***俯視觀察******2***圓環下落高度為y時的磁通量為

　　設收尾速度為vm，以此速度運動Δt時間內磁通量的變化為

　　根據法拉第電磁感應定律有

　　圓環中感應電流的電功率為

　　重力做功的功率為 根據能的轉化和和守恆定律有

　　解得

　　三、磁通量的變化僅由面積變化引起，產生的感應電動勢

　　例3.半徑為a的圓形區域內有均勻磁場，磁感強度為B=0.2T，磁場方向垂直紙面向裡，半徑為b的金屬圓環與磁場同心地放置，磁場與環面垂直，其中a=0.4m，b=0.6m，金屬環上分別接有燈L1、L2，兩燈的電阻均為R0=2Ω，不計導線電阻，

　　今以MN為軸將右面的半圓環OL2O’向上翻轉90º，若翻轉的角速度為，求L1的平均功率。

　　解：轉過90º角所用的時間

　　迴路產生的平均感應電動勢

　　L1的平均功率

　　四、磁通量變化僅由導體切割磁感應線引起。產生的感應電動勢

　　例4.兩根相距d=0.20m的平行金屬長導軌固定在同一水平面內，並處於豎直方向的勻強磁場中，磁場的磁感應強度B=0.2T，導軌上面橫放著兩條金屬細杆，構成矩形迴路，每條金屬細杆的電阻為r=0.25Ω，迴路中其餘部分的電阻可不計.已知兩金屬細杆在平行於導軌的拉力的作用下沿導軌朝相反方向勻速平移，速度大小都是v=5.0m/s，如圖所示.不計導軌上的摩擦，求作用於每條金屬細杆的拉力的大小.

　　解析：當兩金屬桿都以速度v勻速滑動時，每條金屬桿中產生的感應電動勢分別為：

　　由閉合電路的歐姆定律，迴路中的電流強度大小為：

　　因拉力與安培力平衡，作用於每根金屬桿的拉力的大小為

　　由以上各式並代入資料得N

　　五、磁通量變化由原磁場和麵積共同引起，產生的感應電動勢

　　例5.如圖所示，兩根平行金屬導軌固定在水平桌面上，每根導軌每米的電阻為r0=0.10Ω/m，導軌的端點P、Q用電阻可以忽略的導線相連，兩導軌間的距離l=0.20m。有隨時間變化的勻強磁場垂直於桌面，已知磁感應強度B與時間t的關係為B=kt，比例係數k=0.020T/s。一電阻不計的金屬桿可在導軌上無摩擦低滑動，在滑動過程中保持與導軌垂直。在t=0時刻，金屬桿緊靠在P、Q端，在外力作用下，杆以恆定的加速度從靜止開始嚮導軌的另一端滑動，求在t=6.0s時金屬桿所受的安培力。

　　解：以a表示金屬桿的加速度，在t時刻，金屬桿與初始位置的距離為，此時杆的速度 這時，杆與導軌構成的迴路的面積，迴路中的感應電動勢， 而=，迴路中的總電阻R=2Lr0 ，迴路中的感應電流 作用於的安培力，解得F=，代入資料為F=1.44×10-3N。

　　注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式檢視。

　　AAA篇二

　　電磁感應中的力學問題

　　摘 要： 資訊化時代開展探究性學習，符合新課標的要求，能培養學生解決問題的能力。在高中物理教學當中，自主探究性學生尤為重要。作者針對電磁感應中的力學問題，對自主探究性學習做了一定的闡述。

　　關鍵詞： 電磁感應 力學問題 自主探究性學習

　　21世紀是資訊化時代，是網路的時代，是知識不斷創新的時代。教育的根本意義和價值在於培養學生的創新精神、培養學生的探究能力、培養學生解決問題的能力，從而塑造學生積極的、健康向上的、適合時代要求的人格。探究性學習正好滿足了這樣的教育要求，自主學習、合作探究使學生親身經歷解決問題的過程，有利於學生對知識獲得深層的理解，同時有助於學生對所學概念、定律的發展、延伸、轉變和掌握。

　　1.根據高中學生的年齡特點開展自主探究性學習

　　在進入青年時期的高中生，不再事事依賴父母，他們已經能夠分辨是非，獨立意識已經開始覺醒。在情緒的表達上逐漸趨於獨立，認知能力的發展已接近成熟，邏輯、抽象思維能力不斷增強和完善，在思考和解決問題的時候能自主性地運用邏輯思維。因此，他們的好奇心、求知慾，以及成功感就變得更加強烈。

　　2.具體問題中開展探究性學習

　　新課程標準要求：讓學生領悟物理學的研究思維和方法，培養獨立思考的學習習慣和能力，注重概念和規律教學。科學的自主探究能力和對科學探究的理解是在學生探究性學習過程中形成的，這就需要組織學生進行探究性學習。教師在課堂上要最有效地利用時間創設情境，給學生營造思維的空間和時間，讓學生積極主動地參與到自主探究的學習中來。

　　學習過程是學習者自己的活動，只有自己參與到學習中去，獲得的知識才能更牢固。高中階段，學生自主學習的意識已經很強，自主學習能力已初步具備，但還有待於教師去進一步提高，自學的效果還取決於教師的引導。教師要引導學生在學習新課之前就先接觸新知識，並動用已有的知識儲備去進行探究，親自揭開知識那神祕的面紗，提前佔領學習這塊主陣地。這樣使師生共同進入學習過程中時，學生不再有陌生的感覺，更能融入到課堂教學之中，更能輕鬆愉快地接受知識，更能形成師生雙方和諧的、平等、合作的關係。

　　下面我從高考題入手，選取有針對性的例題，通過對例題進行分析探究，讓學生感知高考命題的意圖，剖析學生分析問題的思路，培養解決問題的能力。

　　2.1電磁感應中的力學問題

　　命題意圖：考查理解能力、推理能力，以及分析綜合能力。

　　例1.如圖1所示，兩根平行金屬導端點P、Q用電阻可忽略的導線相連，兩導軌間的距離l=0.20m.有隨時間變化的勻強磁場垂直於桌面，已知磁感應強度B與時間t的關係為B=kt，比例係數k=0.020T/s.一電阻不計的金屬桿可在導軌上無摩擦地滑動，在滑動過程中保持與導軌垂直.在t=0時刻，軌固定在水平桌面上，每根導軌每m的電阻為r=0.10Ω/m，導軌的金屬桿緊靠在P、Q端，在外力作用下，杆恆定的加速度從靜止開始嚮導軌的另一端滑動，求在t=6.0s時金屬桿所受的安培力.

　　自主探究：

　　【解題思路】以a示金屬桿運動的加速度，在t時刻，金屬桿與初始位置的距離L=at.

　　此時杆的速度v=at，

　　杆與導軌構成的迴路的面積S=Ll，

　　迴路中的感應電動勢E=S+Blv.

　　而B=kt .

　　==k

　　迴路的總電阻R=2Lr，

　　迴路中的感應電流I=，

　　作用於杆的安培力F=BlI，

　　解得F=t，

　　代入資料得F=1.44×10N.

　　總結規律：

　　***1***方法：從運動和力的關係著手，運用牛頓第二定律和電磁感應規律求解。

　　***2***基本思路：受力分析→運動分析→變化趨向→確定運動過程和最終的穩定狀態→由牛頓第二定律列方程求解。

　　***3***注意安培力的特點：

　　實際上，純力學問題中只有重力、彈力、摩擦力，電磁感應中多一個安培力，安培力隨速度變化，部分彈力及相應的摩擦力也隨之而變，導致物體的運動狀態發生變化，在分析問題時要注意上述聯絡。

　　2.2導體棒切割磁感線問題

　　導體棒切割磁感線的運動一般有以下幾種情況：勻速運動、在恆力作用下的運動、恆功率運動，等等。現以在恆力作用下的運動舉例分析。

　　例2.如圖2所示，一對平行光滑R軌道放置在水平地面上，兩軌道間距L=0.20m，電阻R=1.0Ω;有一導體杆靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，杆與軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處於磁感強度B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道面向下.現用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運動.測得力F與時間t的關係如圖3所示.求杆的質量m和加速度a.

　　自主探究：

　　解析：導體杆在軌道上做勻加速直線運動，用v表示其速度，t表示時間，則有v=at. ①

　　杆切割磁感線，將產生感應電動勢E=BLv ②

　　在杆、軌道和電阻的閉合迴路中產生電流I=E/R③

　　杆受到的安培力為F=IBL ④

　　根據牛頓第二定律，有F-F=ma⑤

　　聯立以上各式，得F=maat ⑥

　　由圖線上各點代入⑥式，可解得a=10m/s，m=0.1kg.

　　總結規律：

　　導體棒在恆定外力的作用下由靜止開始運動，速度增大，感應電動勢不斷增大，安培力、加速度均與速度有關，當安培力等於恆力時加速度等於零，導體棒最終勻速運動。整個過程加速度是變數，不能應用運動學公式。

　　2.3電磁感應與電路規律的綜合應用

　　例3.勻強磁場磁感應強度B=0.2T，磁場寬度L=3rn，一正方形金屬框邊長ab=1m，每邊電阻r=0.2Ω，金屬框以v=10m/s的速度勻速穿過磁場區，其平面始終保持與磁感線方向垂直，如圖4所示，求：

　　***1***畫出金屬框穿過磁場區的過程中，金屬框內感應電流的I-t圖線;

　　***2***畫出ab兩端電壓的U-t圖線.

　　自主探究：

　　解析：線框進人磁場區時E=BLv=2V，I==2.5A，

　　方向沿逆時針，如圖實線abcd所示，感應電流持續的時間t=0.1s.

　　線框在磁場中運動時：E=0，I=0，

　　無電流的持續時間：t==0.2s，

　　線框穿出磁場區時：E=BLv=2V，I==2.5A.

　　此電流的方向為順時針，如圖4虛線abcd所示，規定電流方向逆時針為正，得I-t圖線如圖5所示.

　　***2***線框進入磁場區ab兩端電壓：U=Ir=2.5×0.2=0.5V.

　　線框在磁場中運動時，b兩端電壓等於感應電動勢：

　　U=BLv=2V.

　　線框出磁場時ab兩端電壓：U=E-Ir=1.5V.

　　由此得U-t圖線如圖6所示.

　　***1***電路問題

　　①確定電源：首先判斷產生電磁感應現象的那一部分導體***電源***，其次利用E=n或E=BLvsinθ求感應電動勢的大小，利用右手定則或楞次定律判斷電流方向。

　　②分析電路結構，畫等效電路圖。

　　③利用電路規律求解，主要有歐姆定律，串並聯規律等。

　　***2***影象問題

　　①定性或定量地表示出所研究問題的函式關係。

　　②在影象中E、I、B等物理量的方向是通過正負值來反映。

　　③畫影象時要注意橫、縱座標的單位長度定義或表達。

　　將線框的運動過程分為三個階段，第一階段ab為外電路，第二階段ab相當於開路時的電源，第三階段ab是接上外電路的電源。

　　總而言之，在高中物理教學中教師應引導學生開展自主探究性學習，從高考題入手，讓學生自主分析探究例題，加以引導總結出規律，使學生感知高考命題的意圖，剖析學生分析問題的思路，進而培養學生的能力。