1、一、感應電動勢1 1感應電動勢 在電磁感應現象中產生的電動勢產生感應電動勢的那部分導體就相當于電源導體的電阻相當于電源的內阻2 2感應電流與感應電動勢的關系遵守閉合電路歐姆定律，即I I . .3 3感生電場與感生電動勢、動生電動勢(1)(1)感生電場：磁場變化時在周圍空間激發出的電場(2)(2)感生電動勢：由感生電場產生的感應電動勢叫做感生電動勢(3)(3)動生電動勢：由于導體運動而產生的感應電動勢叫做動生電動勢第1頁/共37頁(4)(4)感生電動勢和動生電動勢都屬于感應電動勢，但二者產生機理有所不同(5)(5)在實際的感應電動勢中，可能既有感生電動勢，同時也有動生電動勢3 3感生電場與感生

2、電動勢、動生電動勢第2頁/共37頁二、法拉第電磁感應定律1 1內容：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比2 2公式：E E ，n n為線圈匝數3.3.對法拉第電磁感應定律的理解(1)(1) 很大，/ t可能很小， 很小，/ t可能很大，感應電動勢的大小與/ t有關，與 、無直接關系。（2）用公式E=nS B/ t求感應電動勢時，S為線圈在磁場范圍內有效面積。第3頁/共37頁3.3.對法拉第電磁感應定律的理解(4)(4)通過回路截面的電荷量q q僅與n n、 和回路電阻R R有關，與時間長短無關。推導如下：nnqI ttt RR (2)(2)磁通量的變化常由B B的變化或

3、S S的變化兩種情況引起當 僅由B B的變化引起時，E E= =nSnS( ( B B/ / t t) )。當 僅由S S的變化引起時，E E= =nBnB( ( S S/ / t t) )。(3)(3)由E E= =n n / / t t計算出的是 t t時間內的平均感應電動勢。第4頁/共37頁1如圖所示半徑為r的n匝線圈套在邊長為L的正方形abcd之外，勻強磁場局限在正方形區域內且垂直穿過正方形 面積當磁感應強度以B/t的變化率均勻變化時，線圈中產生感應電動勢的大小是多少？ zxxk第5頁/共37頁2 2、20102010石家莊模擬 如圖所示，兩塊水平放置的金屬板相距為d d，用導線將兩極

4、板與一個n n匝線圈連接，若線圈置于豎直向下的變化磁場B B中，則兩板間一質量為m m、電荷量為q q的微粒恰能靜止，則關于線圈中磁場的變化情況和磁通量的變化率，下列說法正確的是( () )A A第6頁/共37頁3、如圖所示，導線全部為裸導線，半徑為r的圓內有垂直于圓平面的勻強磁場，磁感應強度為B，一根長度大于2r的導線MN以速度v在圓環上無摩擦地自左端勻速滑到右端，電路的固定電阻為R，其余電阻不計，求MN從圓環的左端滑到右端的過程中電阻R上的電流的平均值和通過電阻R的電荷量第7頁/共37頁4 4、如圖所示，面積為0.2 m0.2 m2 2 的100100匝線圈A A處在磁場中，磁場方向垂直于

5、線圈平面磁感應強度隨時間變化的規律是B B(6(60.2t) T0.2t) T，已知電路中的R R1 14 4 ，R R2 26 6 ，電容C C30 F30 F，線圈A A的電阻不計，求：(1)(1)閉合S S后，通過R R2 2的電流大小及方向；(2)(2)閉合S S一段時間后，再斷開S.SS.S斷開后通過R R2 2的電荷量是多少？第8頁/共37頁第9頁/共37頁4 4導體切割磁感線產生的電動勢E EBlvBlv 若v v為瞬時速度，則E E為相應的瞬時感應電動勢，若v v為平均速度，則E E為平均感應電動勢 公式中的L L為有效切割長度，即導體與v v垂直的方向上的投影長度二、法拉第電

6、磁感應定律（B B、l l、v v相互垂直）E=BLE=BLcdcdsinvsinv若速度為v v1 1, ,則E=2BRvE=2BRv若速度為v v2 2, ,則E=0E=0第10頁/共37頁A5 5、 如圖所示，等腰三角形內分布有垂直于紙面向外的勻強磁場，它的底邊在x x軸上且長為2L2L，高為L.L.紙面內一邊長為L L的正方形導線框沿x x軸正方向做勻速直線運動穿過勻強磁場區域，在t t0 0時刻恰好位于圖中所示的位置以順時針方向為導線框中電流的正方向，下面四幅圖中能夠正確表示電流位移(I(Ix)x)關系的是 ( () ) 第11頁/共37頁6 6、如圖所示，直角三角形導線框abcab

7、c固定在勻強磁場中，abab是一段長為l l1 10.6 m0.6 m、單位長度電阻為r r3/m3/m的均勻導線，acac和bcbc的電阻可不計，bcbc長度為l l2 20.3 0.3 m m磁場的磁感應強度為B B0.5 T0.5 T，方向垂直紙面向里現有一段長度為L L0.3 m0.3 m、單位長度電阻也為r r3 /m3 /m的均勻導體桿MNMN架在導線框上，開始時緊靠a a點，然后沿abab方向以恒定速度v v1.2 m/s1.2 m/s向b b端滑動，滑動中始終與bcbc平行并與導線框保持良好接觸(1)(1)導線框中有感應電流的時間是多少？(2)(2)當導體桿MNMN滑到abab

8、中點時，導線bcbc中的電流是多少？方向如何？(3)(3)導體桿MNMN自a a點滑到abab中點的過程中，回路中感應電動勢的平均值為多少？第12頁/共37頁第13頁/共37頁5 5導體轉動切割磁感線當導體在垂直于磁場的平面內，繞一端以角速度勻速轉動時，如圖二、法拉第電磁感應定律 7、一直升飛機停在南半球的地磁極上空。該處地磁場的方向豎直向上，磁感應強度為B B。直升飛機螺旋槳葉片的長度為L L，螺旋槳轉動的頻率為f f，順著地磁場的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時針方向轉動。螺旋槳葉片的近軸端為a a，遠軸端為b b，如圖所示。如果忽略a a到轉軸中心線的距離，用表示每個葉片中的感應電動勢，則 A

9、.=fLA.=fL2 2B B，且a a點電勢低于b b點電勢B.=2fLB.=2fL2 2B B，且a a點電勢低于b b點電勢C.=fLC.=fL2 2B B，且a a點電勢高于b b點電勢D.=2fLD.=2fL2 2B B，且a a點電勢高于b b點電勢第14頁/共37頁8、如圖所示，一導體圓環位于紙面內，O為圓心環內兩個圓心角為90的扇形區域內分別有勻強磁場，兩磁場磁感應強度的大小相等，方向相反且均與紙面垂直導體桿OM可繞O轉動，M端通過滑動觸點與圓環良好接觸在圓心和圓環間連有電阻R.桿OM以勻角速度逆時針轉動，t0時恰好在圖示位置規定從a到b流經電阻R的電流方向為正，圓環和導體桿的

10、電阻忽略不計，則桿從t0開始轉動一周的過程中，電流隨t變化的圖象是圖中的()C C第15頁/共37頁9、如圖(a)所示，一個電阻值為R，匝數為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路，線圈的半徑為r1，在線圈中半徑為r2的圓形區域內存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t變化的關系圖線如圖(b)所示，圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0。導線的電阻不計，求0至t1時間內(1)通過電阻R1上的電流大小和方向；(2)通過電阻R1上的電荷量q及電阻R1上產生的熱量。第16頁/共37頁第17頁/共37頁1 1定義：2 2效果：3 3自感電動勢三自感現象自感電流總是阻礙線圈中原

11、電流的變化當自感電流是由原電流的增強引起時(如通電)，自感電流的方向與原電流方向相反；當自感電流是由原電流的減少引起時(如斷電)，自感電流的方向與原電流方向相同由于線圈本身的電流發生變化而在它本身激發出感應電動勢的現象L為自感系數（單位：亨利H） ，由線圈本身的特性決定 線圈越粗、越長、匝數越密，它的自感系數就越大， 此外線圈中加入鐵芯，自感系數也會增大；自感電動勢的大小取決于自感系數和線圈本身電流變化的快慢 第18頁/共37頁第19頁/共37頁四、自感現象的分析四、自感現象的分析1 1、通電自感條件：A A1 1、A A2 2同規格，R RR RL L，L L較大現象：在S S閉合瞬間，燈A

12、 A2 2立即亮起來，燈A A1 1逐漸變亮，最終一樣亮能量轉化情況：電能轉化為磁場能原因：由于開關閉合時，流過電感線圈的電流要增大，線圈產生自感電動勢，阻礙了電流的增大，使流過燈A A1 1的電流比流過燈A A2 2的電流增加得慢第20頁/共37頁四、自感現象的分析四、自感現象的分析2 2、斷電自感條件：L L很大( (有鐵芯) )現象：在開關S S斷開時，燈A A漸漸熄滅或閃亮一下再熄滅原因：S S斷開時，線圈L L產生自感電動勢，阻礙了電流的減小，使電流繼續存在一段時間；燈A A中電流反向不會立即熄滅若R RL LRIIA A，則A A燈熄滅前要閃亮一下若R RL LRRA A，原來的電

13、流I IL LIIA A，則燈A A逐漸熄滅不再閃亮一下（有電表電路注意反偏問題）能量轉化情況：磁場能轉化為電能第21頁/共37頁理想線圈( (無直流電阻的線圈) )的三個狀態: : 通電瞬間狀態: : 通電穩定狀態: : 斷電瞬間狀態: :應把線圈看成斷開；可把理想線圈看成導線或被短路；可視為一瞬間電流源(自感電動勢源)，它可以使閉合電路產生電流R RL L=0=0第22頁/共37頁10(2010江蘇高考江蘇高考)如圖所示的電路中，電源的電動如圖所示的電路中，電源的電動勢為勢為E，內阻為，內阻為r，電感，電感L的電阻不計，電阻的電阻不計，電阻R的阻值大的阻值大于燈泡于燈泡D的阻值在的阻值在t

14、0時刻閉合開關時刻閉合開關S，經過一段時，經過一段時間后，在間后，在tt1時刻斷開時刻斷開S.下列表示下列表示A、B兩點間電壓兩點間電壓UAB隨時間隨時間t變化的圖象中，正確的是變化的圖象中，正確的是 ( ) B第23頁/共37頁11、在如圖所示的電路中，a、b為兩個完全相同的燈泡，L為自感線圈，E為電源，S為開關。關于兩燈泡點亮和熄滅的先后次序，下列說法正確的是 ( )A.合上開關，a先亮，b后亮；斷開開關，a、b同時熄滅B.合上開關，b先亮，a后亮；斷開開關,a先熄滅，b后熄滅C.合上開關，b先亮，a后亮；斷開開關，a、b同時熄滅D.合上開關，a、b同時亮；斷開開關，b先熄滅，a后熄滅C第

15、24頁/共37頁12(2011徐州模擬)如圖所示，A、B、C是相同的白熾燈，L是自感系數很大、電阻很小的自感線圈現將S閉合，下面說法正確的是() AB、C燈同時亮，A燈后亮BA、B、C燈同時亮，然后A燈逐漸變暗，最后熄滅CA燈一直不亮，只有B燈和C燈亮DA、B、C燈同時亮，并且亮暗沒有變化B第25頁/共37頁1313、如圖所示的電路中，三個相同的燈泡、如圖所示的電路中，三個相同的燈泡a a、b b、c c和電感和電感L L1 1、L L2 2與直流電源連接，與直流電源連接，電感的電阻忽略不計開關電感的電阻忽略不計開關S S從閉合狀從閉合狀 態突然斷開時，下列判斷正確的有態突然斷開時，下列判斷正

16、確的有 ( () )A Aa a先變亮，然后逐漸變暗先變亮，然后逐漸變暗B Bb b先變亮，然后逐漸變暗先變亮，然后逐漸變暗C Cc c先變亮，然后逐漸變暗先變亮，然后逐漸變暗D Db b、c c都逐漸變亮都逐漸變亮A 第26頁/共37頁 解析解析 a a、b b、c c三個燈泡相同，設三個燈泡相同，設S S閉合時通過三個燈泡的電流均是閉合時通過三個燈泡的電流均是I I，則，則L L1 1中的電流為中的電流為2I2I，L L2 2中的電流為中的電流為I.I.在在S S斷開瞬間，斷開瞬間，L L1 1中的電流由中的電流由2I2I逐漸減小，逐漸減小，L L2 2的電流由的電流由I I逐漸減小，逐漸

17、減小，L L1 1、L L2 2中的產生的感應電流方向相同，故中的產生的感應電流方向相同，故b b、c c兩燈的電兩燈的電流逐漸減小，即流逐漸減小，即b b、c c兩燈逐漸變暗，兩燈逐漸變暗，B B、C C錯誤，錯誤，D D項錯誤；項錯誤；兩個支路的電流匯集后為兩個支路的電流匯集后為2I2I通過通過a a燈，燈，a a燈電流由燈電流由2I2I反向減弱，故反向減弱，故a a燈中的先燈中的先變亮再逐漸變暗，即變亮再逐漸變暗，即A A正確正確 答案答案 A A 第27頁/共37頁五、互感 兩個互相靠近的線圈，當一個線圈中的電流變化時，它所產生的變化的磁場會在另一個線圈中產生感應電動勢的現象變壓器就是

18、利用互感現象制成的 互感現象可以把能量由一個線圈傳遞到另一個線圈，線圈并不需要相連第28頁/共37頁 當線圈中的電流發生變化時，在它附近的任何導體中都會產生像水的旋渦狀的感應電流六渦流1.1.金屬塊中的渦流也要產生金屬塊中的渦流也要產生熱量熱量, ,如果金屬的電阻率小，如果金屬的電阻率小，則渦流很強，產生的熱量也則渦流很強，產生的熱量也很多。很多。2.2.增大鐵芯材料的電阻率增大鐵芯材料的電阻率, ,常用的材料是硅鋼，常用的材料是硅鋼，用互相用互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來代替整塊硅鋼鐵芯。代替整塊硅鋼鐵芯。第29頁/共37頁3.3.應用應用(1)(1)真空冶煉爐，高頻焊

19、接真空冶煉爐，高頻焊接電源電源焊焊接接處處待焊接元件待焊接元件線圈導線線圈導線(2)(2)電磁灶(3) (3) 金屬探測器、安檢門第30頁/共37頁 當導體在磁場中運動時，感應電流會使導體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導體的運動的現象4 4電磁阻尼微安表的表頭在運輸時應該把兩個接線柱連在一起第31頁/共37頁5 5電磁驅動 如果磁場相對于導體轉動，在導體中會產生感應電流，感應電流使導體受到安培力的作用，安培力使導體運動起來，這種作用稱為電磁驅動交流電動機就是利用電磁驅動的原理制成的第32頁/共37頁14下列做法中可能產生渦流的是下列做法中可能產生渦流的是 ()A把金屬塊放在勻強磁場中把金屬塊放在勻強磁場中B讓金屬塊在勻強磁場中做勻