电磁学物理难题和相关例题如下:
难题:
1. 有一个矩形线圈,在匀强磁场中匀速转动时,线圈中产生的电动势e=Emsinωt。当线圈平面与中性面垂直时,产生的感应电动势为零。那么,线圈从中性面开始计时,经过多少时间,感应电动势最大?
2. 两个完全相同的线圈放在匀强磁场中,一个线圈接在恒定电压的电源上,另一个线圈与电源断开。当两个线圈都绕垂直于磁场方向的轴以相同的角速度转动时,哪个线圈中产生的感应电动势较大?
相关例题:
1. (2019·江苏)一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的电动势e=220sin100πt(V),下列说法正确的是( )
A. 交流电的频率为100Hz
B. 交流电的周期为0.04s
C. 当t=0时,线圈平面与中性面重合
D. 交流电的最大值为220V
例题分析:
根据交流电的表达式可以知道最大值,以及周期和频率,从而可以知道各个时刻的瞬时值。对于交流电的产生和描述要正确理解,要会推导交流电的表达式,明确交流电表达式中各个物理量的含义。
解:$A$、由表达式知最大值$E_{m} = 220V$,角速度$omega = 100pi rad/s$,所以频率为$50Hz$,故A错误;
$B$、周期$T = frac{1}{f} = frac{1}{50} = 0.02s$,故B错误;
$C$、当$t = 0$时,$e = 0$,此时线圈处在中性面上,故C正确;
$D$、交流电的最大值为$E_{m} = 220sqrt{2}V$,故D错误。
故选:C。
难题解答:
当线圈从中性面开始计时时,转动一周感应电动势最大需要的时间为$frac{T}{4}$。由于电源的电动势恒定,所以两个线圈中产生的感应电动势一样大。
相关例题分析:
两个线圈产生的感应电动势相同,说明两个线圈产生的感应电动势与线圈匝数比有关。当线圈在磁场中转动时,穿过线圈的磁通量发生变化,从而在线圈中产生感应电动势。要产生感应电流,必须同时满足两个条件:一是电路必须闭合;二是穿过电路的磁通量必须发生变化。因此,当两个线圈都绕垂直于磁场方向的轴以相同的角速度转动时,它们的磁通量没有发生变化,因此不会产生感应电流。
电磁学难题:
小明用一个电源、一个开关、三个阻值相同的电阻(R1=R2=R3=R)组成一个串联电路,其中R1和R3并联后接在电源上,开关接在R2上。已知电源电压为U,求:
1. 当开关断开时,R2两端的电压是多少?
相关例题:
小明在做电学实验时,误把电流表当作电压表接入电路,闭合开关后,其他元件正常工作,下列情况可能的是( )
A. 电流表G烧坏 B. 电压表V可能烧坏 C. 电流表A读数接近电源电压 D. 电压表V的示数接近电源电压
解析:
本题考查了电流表和电压表的正确使用方法。电压表并联在电源两端时,测量电源电压;电流表与用电器串联时,测量用电器电流。电流表相当于导线,电压表相当于断路。当误把电流表当作电压表接入电路时,相当于导线将用电器短路,此时用电器不工作,但不会烧坏电流表或电压表。而电压表此时测量电源电压。
答案:D。
电磁学是初中物理学中的一个重要部分,涉及电流、磁场、电磁感应等概念。以下是一些常见难题和相关例题:
难题:解释磁场
例题:
问题:磁场是什么?
答案:磁场是存在于磁体周围的空间,由无数磁感线条围成。这些线在空间中以不同方向流动,形成不同的磁场强度。磁场对放入其中的磁体产生作用力,这就是我们通常所说的磁力。
难题:电流的磁场
例题:
问题:为什么电流会产生磁场?
答案:当电流通过导线时,导线中的带电粒子(即电子)会在空间中形成一种运动。这种运动会产生一种电磁力,使周围的空间产生磁场。磁场的方向与电流的方向有关。
难题:电磁感应
例题:
问题:什么是电磁感应?
答案:电磁感应是指当导体在磁场中切割磁感线时,会在导体中产生电动势,即电压。这种现象是由英国物理学家迈克尔·法拉第在19世纪初发现的。
这些只是电磁学中的一些基本概念,初中物理学中还涉及到许多其他概念和原理。通过理解这些基本概念,学生可以更好地理解电磁学在日常生活和科技中的应用。
请注意,以上回答是基于2023年的知识体系,可能不同年份,具体内容会有些许变化。