- 2017高中物理电磁学
2017高中物理电磁学部分包括的内容有:电场、电路、磁场、电磁感应、电磁波等。具体知识点包括库仑定律、电场强度、电势能、电势、电阻定律、闭合电路的欧姆定律、法拉第电磁感应定律等。
相关例题:
题目:一个半径为R的薄金属圆环,在匀强磁场中绕其几何轴以角速度ω旋转。磁场方向垂直于环面,磁感应强度为B。求环中感应电动势的大小。
解析:
1. 识别电磁感应问题:本题中,金属圆环在旋转时,切割磁感线产生感应电动势,属于电磁感应问题。
2. 确定回路中的感应电动势:根据法拉第电磁感应定律,回路中的感应电动势等于磁通量的变化率。
3. 求解磁通量变化率:根据题目给出的条件,可以求出圆环的磁通量变化率。
答案:
解:设圆环每转过一个周期所用的时间为T,则T=2π/ω。
设圆环每转过一个角度所用的时间为θ,则θ=ωT。
设圆环每秒转过的角度为θ/s,则θ/s=ωT/2π。
设圆环每秒切割的磁感线条数为N,则N=BScosθ/2πR。
由于圆环每秒转过的角度相同,所以每秒切割的磁感线条数相同。
因此,回路中的感应电动势为:E=NΔΦ/Δt=BSωcosθ/RΔt=BωR^2Δθ/Δt。
其中Δθ表示圆环每秒转过的角度差,Δt表示时间间隔。
将上述公式代入题目中,可得:E=BωR^2θ/T=BωR^2ωT^2/4π^2=BωR^2ω^3/(4π^2)。
答案:金属圆环在匀强磁场中绕其几何轴以角速度ω旋转时,产生的感应电动势大小为E=BωR^2ω^3/(4π^2)。
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