電磁感應(yīng)中的易錯點剖析

■山西省介休市第一中學(xué) 石有山

電磁感應(yīng)中的易錯點剖析

■山西省介休市第一中學(xué) 石有山

易錯點一:導(dǎo)體棒切割磁感線作為電源時,導(dǎo)體棒兩端的電壓問題。

如圖1所示,導(dǎo)線框abcdef由粗細均勻的電阻絲圍成,其中ab=bc=2cd= 2de=2ef=2fa=2L,正方形有界勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,方向垂直于線框平面。現(xiàn)使線框以同樣大小的速度v勻速沿四個不同方向平動進入磁場,并且速度方向始終與線框先進入磁場的那條邊垂直,則在線圈通過如圖所示四個位置時,下列說法中正確的是( )。

圖1

A.比較四幅圖中a、b兩點間的電勢差,圖甲中的最大

B.比較四幅圖中a、b兩點間的電勢差,圖丙中的最大

C.比較四幅圖中回路中的電流,圖乙中的最大

D.比較四幅圖中回路中的電流,圖丁中的最小

易錯點撥:圖甲、丙中動生電動勢的大小相等,但圖甲中ab部分相當于電源,圖丙中ab部分不是電源,切忌忽略區(qū)別導(dǎo)致得到兩圖中a、b兩點間的電勢差相等的錯誤結(jié)論。

正確答案:A

解析:設(shè)cd部分的電阻為R,則回路總電阻為8R,圖甲中動生電動勢為2BLv,a、b兩點間的電勢差為外電壓,則圖丙中動生電動勢為2BLv, a、b兩點間的電勢差大小圖乙、丁中動生電動勢為BLv,a、b兩點間的電勢差大小因此a、b兩點間的電勢差圖甲中最大。回路總電阻一定,動生電動勢越大,總電流越大,圖甲、丙中動生電動勢一樣大,圖乙、丁中動生電動勢一樣大,所以圖甲、丙中的電流大于圖乙、丁中的電流。

易錯點二:斷電自感中的電流方向問題。

圖2

在如圖2所示的電路中,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,線圈L的電阻不計。則以下判斷中正確的是( )。

A.閉合開關(guān)S,穩(wěn)定時,電容器的a極板帶正電

B.閉合開關(guān)S,穩(wěn)定時,電容器兩端的電壓小于E

C.斷開開關(guān)S的瞬間,流過電阻R1的電流方向向右

D.斷開開關(guān)S的瞬間,流過電阻R2的電流方向向右

易錯點撥:斷電自感時,線圈L中的電流方向保持不變,而非流過電阻R1的電流方向保持不變。

正確答案:BC

解析:閉合開關(guān)S,穩(wěn)定時,電容器兩端的電壓和電阻R2兩端的電壓相等,小于電源的電動勢E,且電容器的a極板帶負電。斷開開關(guān)S的瞬間,線圈L和電阻R1構(gòu)成回路,線圈L由于自感現(xiàn)象,電流逐漸減小,故電阻R1中的電流方向向右。斷開開關(guān)S的瞬間,因為電容器通過電阻R2放電,故電阻R2中的電流方向向左。

易錯點三:分析導(dǎo)體運動過程的問題。

圖3

如圖3所示,兩根足夠長的光滑直導(dǎo)軌豎直放置,間距為L,頂端接阻值為R的電阻。現(xiàn)將質(zhì)量為m、長度為L、電阻為r的金屬棒從磁場上邊界某處由靜止釋放,金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直。不計導(dǎo)軌的電阻,重力加速度為g,則( )。

B.金屬棒在磁場中運動時,電阻R中的電流方向為a→b

易錯點撥:誤認為金屬棒進入磁場后一定做加速度逐漸減小的加速運動,因而得到當安培力等于重力時速度最大,解得最大速度

正確答案:CD

解析:金屬棒進入磁場時,受到的安培力可能大于重力,導(dǎo)體棒做減速運動,因此金屬棒的最大速度不一定是金屬棒在磁場中受力平衡時的速度。金屬棒在磁場中運動時,根據(jù)右手定則判斷知電阻R中的電流方向為b→a。金屬棒的速度為v時,感應(yīng)電動勢E=BLv,感應(yīng)電流,故安培力F=金屬棒以穩(wěn)定的速度下滑時,滿足mg=BIL,電阻R的熱功率P=

(責任編輯 張 巧)