電磁感應中電勢高低的判定方法

山東省日照第一中學(276816)

張逸飛●

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電磁感應中電勢高低的判定方法

山東省日照第一中學(276816)

張逸飛●

電勢高低是物理中表明電場的性質的量，在高中物理的學習中是一個重要的知識點. 下面就用例題來分析兩種判定電勢高低的方法.

一、利用導體進行磁感線運動的切割時，采用電源的觀點進行分析導體兩側的電勢高低

如下圖1所示，在水平的軌道線路中有一個電阻R，而且整個的水平軌道都是處于豎直方向上的均勻磁場.其中軌道之間的距離是21，AC導體棒的長為31，在軌道上進行垂直的 放置，在向右的水平作用力驅使下，使得導體棒也向右運動，且為勻速，假設說勻速運動的速度為V，在均勻磁場中的感應的強度是B，導體棒產生的電阻是R，求DC兩點之間、AC兩點之間的電勢差分別是多少？

注：E=B×2Lv是因為，其中軌道之間的距離是21，也就是說閉合電路中所產生的切割磁感線的長度是21，所以得出了E的計算公式.

二、利用變化的磁通量，求出閉合電路中兩點之間的電壓

如圖2所示，這是兩個相互連接在一起的金屬環，它們的導線采用的是同一種規格.左側的大環的半徑是右側的而小環的4倍，如果說在通過大環之后的磁場不會發生變化，而小環的磁場發生了變化，變化率為K，外電路的電壓為U；反之，如果小環中的磁場不發生變化，而大環的磁場發生變化，變化率為K，那么其產生的外電路電壓U′為( ).

A.UB.U/2 C.U/4 D.4U

解析 假設小環的電阻是R，那么大環的電阻則為4R；如果小環的面積為S，那么大環的面積則為16S，并且K=ΔB/Δt.如果小環的磁場發生了改變時，那么小環內部就會差生出感應的電動勢，這也相當于是電源，也就說明外電路的是大環，這就可以解出如下計算公式：

如果大環的磁場發生改變時，那么大環內部就會產生出感應的電動勢，也就等同于是電源，也同時說明外電路是小環，同上便可以得出如下公式：

3.利用不變的磁通量，求出閉合電路中兩點之間的電壓

如圖3所示，在均勻的磁場中所產生的磁感應強度為B=0.2 T，寬度為L=0.3 m，圖示中正方形的為金屬框邊，ab=0.1 m，每一邊的電阻是R=0.2Ω，而金屬框邊在拉力的作用下在以每秒10米的均勻速度通過磁場，但是它的平面一直保持在和磁感線方向相垂直的位置上.請用圖示表達出金屬框邊穿過磁場的過程，并且畫出感應電流中i和a、b兩側電壓U同時間T而改變的圖線(以adcba為規定的方向).

假設金屬框在2的位置：Uab2=BLabv=0.2 V

由此便可以畫出圖像Uab-t，如圖6所示.

電磁感應在高中物理的學習中是十分重要的一個章節，通過電磁感應來判斷電勢高低，這樣可以將電動勢的導體當做成電流，其余的當做為外電路，構成一個等效的電路，能夠更加簡單的去判 定電勢高低.

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1008-0333(2016)31-0077-01