导体棒在磁场中切割磁感线运动问题归类导析
在电磁感应现象中 ,导体棒在磁场中切割磁感线运动问题 ,是近几年高考中常出现的热点试题之一 .通常试题将电磁感应、电路、导体的受力和运动等知识综合起来考查学生的综合分析能力 ,下面通过几个典型例题对这类问题进行归类分析 .一、一根导体棒在匀强磁场中作切割磁感线运动 ,且有效切割长度不变此类问题的导轨平面通常有三种放置方法 ,即水平、倾斜、竖直 .通过导体棒切割磁感线运动产生感应电动势进行组题 ,通常涉及到电容、电路分析等知识 ,解题时要弄清内外电路及结构 ,画出相应的等效电路图 .当涉及到力学问题时 ,还要抓好受力情况和运动情况的动态分析 ,导体受力运动产生感应电动势———感应电流———通电导体受安培力———合外力变化———加速度变化———速度变化———周而复始地循环 ,最后根据题设条件列出相应的平衡方程或牛顿第二定律方程 .例 1　 ( 2 0 0 2年全国 )如图 1中EF、GH为平行的金属导轨 ,其电阻可不计 ,R为电阻 ...&
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1考点及说明(1)(Ⅱ)安培力.安培力的方向(2)(Ⅱ)法拉第电磁感应定律.楞次定律说明:(1)Ⅱ表示对知识点较高要求,做到对所列知识要理解其确切定义及其他知识的联系,能够进行叙述和解释,并能在实际问题的分析、综合、推理和判断过程中运用.(2)安培力的计算限于直导线跟匀强磁场平行或垂直两种情况.(3)导体切割磁感线运动限于导线方向与磁场方向、运动方向垂直的情况.在电学中,导体切割磁感线运动是高考的热点,题目中常常涉及电流、电压、电功率等计算,还涉及电磁感应与力学、能量等知识的综合分析.题型有选择、填空、计算等,难度一般在中档或高档左右.2知识梳理2.1通电导体受安培力作用做切割磁感线运动(1)安培力的大小:垂直于磁场B放置、长为L的一段导线,当通过的电流为I时,它所受的安培力F为F=BIL.(2)安培力方向:左手定则:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时...&
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在电磁感应现象中,导体切割磁感线运动会产生感应电动势,但什么样的情形才算是导体切割磁感线运动呢?关于这个问题各种教材或教参都没有给出比较明确统一的说明.笔者认为,导体是否切割磁感线运动可以按以下方式进行快速判断.要判断导体是否切割磁感线运动,只需要研究导体L所在直线、速度v所在直线与通过以上两直线交点的一根磁感线B3者之间的位置关系.若3线共面则导体不切割磁感线运动,如例1;若3线不共面则导体切割磁感线运动.在3线不共面的情况下,若3线两两垂直,则称为导体垂直切割磁感线运动,如例2;反之则称为导体斜切割磁感线运动,如例3.例1.磁感应强度B、导体L和速度v所在3条直线共面,不切割磁感线运动,其动生电动势E=0.图1(a)磁感应强度B的方向水平向右,导体L垂直于磁感应强度B放置,水平向右运动.磁感应强度B、导体L和速度v所在3条直线共面所构成的平面为纸面.图1图1(b)磁感应强度B的方向水平向右,导体L与磁感应强度B的方向之间的夹...&
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中考是仅次于高考的全国性考试,受到社会和学生的高度重视.因此,中考试题大都是严谨、科学的.也正是每年中考试题的严谨、科学,任课教师和很多的学习资料也时常把中考试题作为典型例题讲解.平时学校各层次的考试中,也时常有中考试题“影子”的出现.因此,一旦中考试题中出现不严谨、不科学、不符合实际的试题出现,如果不能及时指正,会造成很大的遗患,会让学生获得错误的知识,形成错误的认识.也会对学生的进一步学习带来障碍.针对中考试题中的疑问,教师之间应该深入探讨,找到试题的最佳答案.本着对学生负责的态度,笔者针对2014年安徽省物理中考试题中的选择题第12题提出自己的疑问,希望与其他同行探讨.【题目】如图1为直流电动机的工作原理图.以下相关的分析中正确的是()图1直流电动机的工作原理图A.电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为内能B.电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能C.电动机工作过程中,线圈中也产生感应电流D.电动机工作过程中,线圈中...&
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在电磁感应现象中会不会产生动生电动势,需要判断导体是否在切割磁感线运动.什么是“切割”?什么又是“不切割”?一般的教材和教辅资料并没有给出一个普遍适用、直观简单的判断方法.本刊2010年第6期《导体是否切割磁感线运动的界定方法》一文给出如下方法:引入“导体运动平面”(即导体速度与导体决定的平面)的概念,如果磁场的B矢量与导体运动平面为平行关系,则为“不切割”的情况;当B矢量与导体运动平面有夹角,则为“切割”的情况.此法着眼于直线和平面的关系,它需要一个前提,正如原文作者所言:“若导体速度方向沿直导体棒本身时,则直导体棒不会扫出一个面积,这时就没有‘导体运动平面’这个说法了,本文下面的说法都建立在有‘导体运动平面’这个前提下.”[1]由此可见,此法虽然比较直观但不具有普遍性,本文将提出一种更加直观形象而且具有普适意义的简易判断方法.考虑动生电动势的算式ε=∫(v×B).dL,如果我们研究的是直导体棒在匀强磁场中运动,则简化为ε=(...&
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、刀声、、声‘一、︸尹O了.、护叮、、原题.(2003年全国理综卷第25题)两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感应强度B=O.50T的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导}卜;乙甲图1F，._趾，、二下以一e切’).乙左(4)由(3)、(4)两式解得速度随时间变化的函数关系式分别为一聂+融一et)，一聂一粼一et)，、，.产、，才︵了口︵城2.、甘产‘、轨的电阻很小，可忽略不计，导轨间的距离l=0.20 m.两根质量均为m=0.10吨的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为R=5.0 fl.在t=0时刻，两金属杆都处于静止状态，现有一与导轨平行、大小为0.20N的恒力F作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动.经t=5.05，金属杆甲的加速度为a=1.37m/sz，问此时两金属杆的速度各为多少?分析:题中“金属杆甲的加速度为a=l.37m泞”是怎么得来的?若不用这个条件，能否求出速度...&
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为什么一段导线在做切割磁感线的运动时相当于一个电源?
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因为导体在磁场中运动时,其中的自由电子受到了洛伦兹力,正负电荷向导体棒两端聚集,形成电势差,产生电动势.如果导体不动,磁场运动,那么变化的磁场会产生一个变化的电场,引起电流
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＞＞＞下列各图表示闭合电路的一部分导体在匀强磁场中作切割磁感线运动..
下列各图表示闭合电路的一部分导体在匀强磁场中作切割磁感线运动，磁感应强度B的方向、导体速度ν的方向及产生的感应电流I的方向三者关系正确的是（　　）A．B．C．D．
题型：单选题难度：偏易来源：不详
A、导体棒不切割磁感线，因此无感应电流产生，故A错误；B、伸开左手时，让磁感线穿过掌心，大拇指方向指向导体棒运动方向，则感应电流方向应沿导线向左，故B正确；C、导体棒运动方向与磁场方向在一条直线上，导体棒不切割磁感线，因此无感应电流产生，故C错误；D、导体棒运动方向与磁场方向在一条直线上，导体棒不切割磁感线，因此无感应电流产生，故D错误；故选B．
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据魔方格专家权威分析，试题“下列各图表示闭合电路的一部分导体在匀强磁场中作切割磁感线运动..”主要考查你对&&磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
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因为篇幅有限，只列出部分考点，详细请访问。
磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则
&安培力与洛伦兹力:
通电导线在安培力作用下运动方向的判定方法:
要判定通电导线在安培力作用下的运动，首先必须清楚导线所在位置磁场的分布情况，然后才能结合左手定则准确判定导线的受力情况，进而确定导线的运动方向。常用的方法如下： 1．电流元法 (1)同一磁场中的弯曲导线把整段弯曲导线分为多段直线电流元，先用左手定则判定每段电流元受力的方向，然后判定整段导线所受合力的方向,从而确定导线的运动方向，如在图中，要判定导线框abcd的受力可将其分为四段来判定，若将导线框换作导线环时，可将其分为多段直线电流元。 (2)不同磁场区域中的直线电流当直导线处于不同的磁场区域中时，可根据导线本身所处的物理情景，将导线适当分段处理，如图甲中，要判定可自由运动的通电直导线AB在蹄形磁铁作用下的运动情况时，以蹄形磁铁的中轴线OO’为界，直导线在OO’两侧所处的磁场截然不同，则可将AB以OO’为分界点分为左右两段来判定。 2．特殊位置法因电流所受安培力的方向是垂直于电流和磁场所决定的平面的，虽然电流与磁场之间夹角不同时电流所受安培力大小不同，但所受安培力的方向是不变的 (要求电流从平行于磁场的位置转过的角度不超过 180。)。故可通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，然后判定其所受安培力的方向，从而确定其运动方向。如在上图甲中，初始位置磁场在平行于电流方向上的分量对电流无作用力，但一旦离开初始位置，此磁场分量就会对电流产生作用力，如上图乙所示。但此分量对电流在转动过程中作用力的方向不方便判定．可将此导线转过90。，此时电流方向与该磁场分量方向垂直，用左手定则很容易判定出受力方向，如上图丙所示， 3．等效法 (1)从磁体或电流角度等效环形电流可以等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立。将环形电流与小磁针相互等效时，它们的位置关系可以认为是小磁针位于环形电流的中心处，N、S极连线与环面垂直，且N、S极与电流方向遵从安培定则。如在图中，两通电圆环同心，所在平面垂直，要判定可自南转动的圆环，I2的运动情况，可将其等效为一小磁针。 (2)从磁感线分布情况的角度等效根据要判定的电流或磁体所在处的磁感线分布，将其所在处的磁场等效为某一能够在该处产生类似磁场的场源电流或磁体，然后再用电流之间或磁体之间相互作用的规律来判定。如在图中，导线AB所在处的磁感线分布与位于其下方与纸面垂直的通电直导线在该处产生的磁感线类似(注意是类似而不是相同)，所以可以将蹄形磁铁等效为一通电直导线进而进行判定。 4．结论法当两电流之间或两等效电流之间发生相互作用时，可利用电流之间相互作用的规律直接判定，只是同前所述，此法应慎用。 (1)两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥； (2)两不平行的直线电流互相作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势。 5．转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受的合力及运动方向。如在图中要判定磁铁所受电流的作用力，可以分析磁铁对电流的作用力。安培力作用下力学问题的解决方法:
由于安培力的方向总是垂直于电流方向与磁场方向决定的平面，即F一定垂直于B和I，但B和I不一定垂直。因此涉及安培力的问题常呈现于三维空间中，要解决这类问题，需从合适的方位将立体图改画为二维平面图，再通过受力分析及运动情况分析，结合平衡条件或牛顿运动定律解题。
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15910310200295818111957298123175375为什么导线在磁场中作切割磁感线运动就会产生感应电动_百度知道
为什么导线在磁场中作切割磁感线运动就会产生感应电动
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中学阶段可以用导体中的自由电子受洛伦兹力产生定向移动来解释如果导体没有闭合 那么洛伦兹力最后会与电场力平衡 如果导体闭合 则形成动态平衡 并且会产生与导体运动方向相反的洛伦兹力 此时移动导体需要克服那个洛伦兹力总体来说 洛伦兹力不做功
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