电磁感应中的易错点剖析

■山西省介休市第一中学 石有山

电磁感应中的易错点剖析

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易错点一:导体棒切割磁感线作为电源时,导体棒两端的电压问题。

如图1所示,导线框abcdef由粗细均匀的电阻丝围成,其中ab=bc=2cd= 2de=2ef=2fa=2L,正方形有界匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于线框平面。现使线框以同样大小的速度v匀速沿四个不同方向平动进入磁场,并且速度方向始终与线框先进入磁场的那条边垂直,则在线圈通过如图所示四个位置时,下列说法中正确的是( )。

图1

A.比较四幅图中a、b两点间的电势差,图甲中的最大

B.比较四幅图中a、b两点间的电势差,图丙中的最大

C.比较四幅图中回路中的电流,图乙中的最大

D.比较四幅图中回路中的电流,图丁中的最小

易错点拨:图甲、丙中动生电动势的大小相等,但图甲中ab部分相当于电源,图丙中ab部分不是电源,切忌忽略区别导致得到两图中a、b两点间的电势差相等的错误结论。

正确答案:A

解析:设cd部分的电阻为R,则回路总电阻为8R,图甲中动生电动势为2BLv,a、b两点间的电势差为外电压,则图丙中动生电动势为2BLv, a、b两点间的电势差大小图乙、丁中动生电动势为BLv,a、b两点间的电势差大小因此a、b两点间的电势差图甲中最大。回路总电阻一定,动生电动势越大,总电流越大,图甲、丙中动生电动势一样大,图乙、丁中动生电动势一样大,所以图甲、丙中的电流大于图乙、丁中的电流。

易错点二:断电自感中的电流方向问题。

图2

在如图2所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,线圈L的电阻不计。则以下判断中正确的是( )。

A.闭合开关S,稳定时,电容器的a极板带正电

B.闭合开关S,稳定时,电容器两端的电压小于E

C.断开开关S的瞬间,流过电阻R1的电流方向向右

D.断开开关S的瞬间,流过电阻R2的电流方向向右

易错点拨:断电自感时,线圈L中的电流方向保持不变,而非流过电阻R1的电流方向保持不变。

正确答案:BC

解析:闭合开关S,稳定时,电容器两端的电压和电阻R2两端的电压相等,小于电源的电动势E,且电容器的a极板带负电。断开开关S的瞬间,线圈L和电阻R1构成回路,线圈L由于自感现象,电流逐渐减小,故电阻R1中的电流方向向右。断开开关S的瞬间,因为电容器通过电阻R2放电,故电阻R2中的电流方向向左。

易错点三:分析导体运动过程的问题。

图3

如图3所示,两根足够长的光滑直导轨竖直放置,间距为L,顶端接阻值为R的电阻。现将质量为m、长度为L、电阻为r的金属棒从磁场上边界某处由静止释放,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直。不计导轨的电阻,重力加速度为g,则( )。

B.金属棒在磁场中运动时,电阻R中的电流方向为a→b

易错点拨:误认为金属棒进入磁场后一定做加速度逐渐减小的加速运动,因而得到当安培力等于重力时速度最大,解得最大速度

正确答案:CD

解析:金属棒进入磁场时,受到的安培力可能大于重力,导体棒做减速运动,因此金属棒的最大速度不一定是金属棒在磁场中受力平衡时的速度。金属棒在磁场中运动时,根据右手定则判断知电阻R中的电流方向为b→a。金属棒的速度为v时,感应电动势E=BLv,感应电流,故安培力F=金属棒以稳定的速度下滑时,满足mg=BIL,电阻R的热功率P=

(责任编辑 张 巧)