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文檔簡介
1、一、電磁感應現象(產生條件)1、產生感應電流的條件感應電流的條件是:穿過閉合電路的磁通量發生變化。注意:以上表述是充分必要條件。不論什么情況,只要滿足電路閉合和磁通量發生變化這兩個條件,就必然產生感應電流;反之,只要產生了感應電流,那么電路一定是閉合的,穿過該電路的磁通量也一定發生了變化。2、感應電動勢產生的條件。感應電動勢產生的條件是:穿過電路的磁通量發生變化。注意:這里不要求閉合。無論電路閉合與否,只要磁通量變化了,就一定有感應電動勢產生。這好比一個電源:不論外電路是否閉合,電動勢總是存在的。但只有當外電路閉合時,電路中才會有電流。3、關于磁通量變化在勻強磁場中,磁通量=B S&
2、#160;sin(是B與S的夾角),磁通量的變化=2-1有多種形式,主要有:S、不變,B改變,這時=BSsinB、不變,S改變,這時=SBsinB、S不變,改變,這時=BS(sin2-sin1)二、楞次定律(產生方向)1、 內容:感應電流具有這樣的方向,就是感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。在應用楞次定律時一定要注意:“阻礙”不等于“反向”;“阻礙”不是“阻止”。A、從“阻礙磁通量變化”的角度來看,無論什么原因,只要使穿過電路的磁通量發生了變化,就一定有感應電動勢產生。 B、從“阻礙相對運動”的角度來看,楞次定律的這個結論可以用能量守恒來解釋:既然有感應電流產生,就有其它能轉化
3、為電能。又由于感應電流是由相對運動引起的,所以只能是機械能轉化為電能,因此機械能減少。磁場力對物體做負功,是阻力,表現出的現象就是“阻礙”相對運動。C、從“阻礙自身電流變化”的角度來看,就是自感現象。自感現象中產生的自感電動勢總是阻礙自身電流的變化。2、 實質:能量的轉化與守恒3、 應用:對阻礙的理解:(1)順口溜“你增我反,你減我同”(2)順口溜“你退我進,你進我退”即阻礙相對運動的意思。“你增我反”的意思是如果磁通量增加,則感應電流的磁場方向與原來的磁場方向相反。“你減我同”的意思是如果磁通量減小,則感應電流的磁場方向與原來的磁場方向相同。4、判斷感應電流方向的步驟1)確定穿過閉合電路的原
4、磁場方向;2)確定穿過閉合電路的磁通量是如何變化的(增大還是減小);3)根據楞次定律,確定閉合回路中感應電流的磁場方向;4)應用安培定則,確定感應電流的方向三、法拉第電磁感應定律(產生大小)1、 定律內容:感應電動勢大小決定于磁通量的變化率的大小,與穿過這一電路磁通量的變化率成正比。2、 導體切割磁感線:E=BLv注意:(1)只適于導體切割磁感線的情況,求即時感應電動勢(若v是平均速度則E為平均值);(2)B,L,v三者相互垂直;(3)不垂直時應寫成,E=BLvsin中的應理解為(如圖(a)):當BL,vL時,為B和v間夾角,;當vL,Bv時,為L和B間夾角;當BL,vB時,為v和L間夾角(4
5、)L反映的是有效切割長度。3、 回路閉合式中為回路中磁通量變化,t為發生這段變化所需的時間,n為匝數E是時間內的平均感應電動勢。四、自感現象1、 自感現象是指由于導體本身的電流發生變化而產生的電磁感應現象。由于線圈(導體)本身電流的變化而產生的電磁感應現象叫自感現象。在自感現象中產生感應電動勢叫自感電動勢。自感電動勢總量阻礙線圈(導體)中原電流的變化。2、 自感系數簡稱自感或電感,用L表示, 它是反映線圈特性的物理量。線圈越長, 單位長度上的匝數越多, 截面積越大, 它的自感系數就越大。另外, 有鐵心的線圈的自感系數比沒有鐵心時要大得多。自感現象分通電自感和斷電自感兩種。3、 自感電動勢的大小
6、跟電流變化率成正比。五、感應電動勢主要的計算式1、線圈產生感應電動勢 線圈面積S不變,磁感應強度均勻變化: 磁感強度不變,線圈面積均勻變化: B、S均不變,線圈繞過線圈平面內的某一軸轉動時,計算式為: 2、 導體產生感應電動勢1、垂直切割磁感線2、若導體變速切割磁感線,公式中的電動勢是該時刻的瞬時感應電動勢。3、若導體不是垂直切割磁感線運動,v與B有一夾角, 4、若導體在磁場中繞著導體上的一端點轉動時,導體上各點的線速度不同,不能用計算。要用計算。a db cL1L2B如圖,從圖示位置開始計時,經過時間,導體位置由oa轉到oa1,轉過的角度,則導體掃過的面積。 即:5、.線圈的轉動軸與磁感線垂
7、直。從圖位置開始計時,則感應電動勢的瞬時值為E=nBScost 。S為線圈的面積。實際上,這就是交流發電機發出的交流電的瞬時電動勢公式。針對練習1閉合電路的一部分導線ab處于勻強磁場中,圖1中各情況下導線都在紙面內運動,那么下列判斷中正確的是 ( )A都會產生感應電流B都不會產生感應電流C甲、乙不會產生感應電流,丙、丁會產生感應電流D甲、丙會產生感應電流,乙、丁不會產生感應電流2如圖2所示,矩形線框abcd的一邊ad恰與長直導線重合(互相絕緣)現使線框繞不同的軸轉動,能使框中產生感應電流的是( )A繞ad邊為軸轉動B繞oo為軸轉動C繞bc邊為軸轉動D繞ab邊為軸轉動3關于產生感應電流的條件,以
8、下說法中錯誤的是( )A閉合電路在磁場中運動,閉合電路中就一定會有感應電流B閉合電路在磁場中作切割磁感線運動,閉合電路中一定會有感應電流C穿過閉合電路的磁通為零的瞬間,閉合電路中一定不會產生感應電流D無論用什么方法,只要穿過閉合電路的磁感線條數發生了變化,閉合電路中一定會有感應電流4垂直恒定的勻強磁場方向放置一個閉合圓線圈,能使線圈中產生感應電流的運動是( )A線圈沿自身所在的平面勻速運動B線圈沿自身所在的平面加速運動C線圈繞任意一條直徑勻速轉動D線圈繞任意一條直徑變速轉動5一均勻扁平條形磁鐵與一線圈共面,磁鐵中心與圓心O重合(如圖)下列運動中能使線圈中產生感應電流的是( )AN極向外、S極向
9、里繞O點轉動BN極向里、S極向外,繞O點轉動C在線圈平面內磁鐵繞O點順時針向轉動D垂直線圈平面磁鐵向紙外運動6如圖的直角坐標系中,矩形線圈兩對邊中點分別在y軸和z軸上。勻強磁場與y軸平行。線圈如何運動可產生感應電流( )A繞x軸旋轉B繞y軸旋轉C繞z軸旋轉D向x軸正向平移7條形磁鐵豎直放置,閉合圓環水平放置,條形磁鐵中心線穿過圓環中心,如圖7所示。若圓環為彈性環,其形狀由擴大為,那么圓環內磁通量變化情況是( )A磁通量增大B磁通量減小C磁通量不變D條件不足,無法確定8如圖8所示,一個矩形線圈與通有相同大小的電流的平行直導線同一平面,而且處在兩導線的中央,則( )A兩電流同向時,穿過線圈的磁通量
10、為零B兩電流反向時,穿過線圈的磁通量為零C兩電流同向或反向,穿過線圈的磁通量都相等D因兩電流產生的磁場是不均勻的,因此不能判定穿過線圈的磁通量是否為零9閉合銅環與閉合金屬框相接觸放在勻強磁場中,如圖9所示,當銅環向右移動時(金屬框不動),下列說法中正確的是( )A銅環內沒有感應電流產生,因為磁通量沒有發生變化B金屬框內沒有感應電流產生,因為磁通量沒有發生變化C金屬框ab邊中有感應電流,因為回路abfgea中磁通量增加了D銅環的半圓egf中有感應電流,因為回路egfcde中的磁通量減少10如圖所示,繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動變阻器和電鍵組成閉合回路,在鐵芯的右端套有一個表面絕緣的銅環A,下列各
11、種情況中銅環A中沒有感應電流的是( )A線圈中通以恒定的電流B通電時,使變阻器的滑片P作勻速移動C通電時,使變阻器的滑片P作加速移動D將電鍵突然斷開的瞬間11如圖所示,一有限范圍的勻強磁場寬度為d,若將一個邊長為l的正方形導線框以速度v勻速地通過磁場區域,已知dl,則導線框中無感應電流的時間等于( ) 12帶負電的圓環繞圓心旋轉,在環的圓心處有一閉合小線圈,小線圈和圓環在同一平面內則( )A只要圓環在轉動,小線圈內部一定有感應電流產生B圓環不管怎樣轉動,小線圈內都沒有感應電流產生C圓環在作變速轉動時,小線圈內就一定有感應電流產生D圓環作勻速轉動時,小線圈內沒有感應電流產生13.如圖所示的電路中
12、,線圈L的自感系數足夠大,其直流電阻忽略不計,LA、LB是兩個相同的燈泡。下列說法正確的是( )AS閉合后,LA、LB同時發光且亮度不變BS閉合后LA立即發光,然后又逐漸熄滅CS斷開的瞬間LA、LB同時熄滅DS斷開的瞬間,LA再次發光。然后又逐漸熄滅14一水平放置的矩形線圈abcd在條形磁鐵S極附近下落,在下落過程中,線圈平面保持水平,如圖10所示,位置1和3都靠近位置2,則線圈從位置1到位置2的過程中,線圈內_感應電流,線圈從位置2至位置3的過程中,線圈內_感應電流。(填:“有”或“無”)15如圖12所示,矩形線圈abcd左半邊放在勻強磁場中,右半邊在磁場外,當線圈以ab邊為軸向紙外轉過60°過程中,線圈中_產生感應電流(填會與不會),原因是_。16、如圖所示,水平放置的平行金屬導軌,相距L=050m,左端接一電阻R=020n,磁感應強度B=0.40T,方向垂直于導軌平面的勻強磁場,導體棒曲垂直放在導軌上,并能無摩擦地沿導軌滑動,導軌和導體棒的電阻均可忽略不計,當導體棒以v=40m/s的速度水平向右勻速滑動時,求:(1)ab棒中感應電動勢的大小,并指出a、b哪端電勢高?(2)回路中感應電流的大小;(3)維持曲棒做勻速運動的水平外力F的大小四、課堂小結。1、產生感應電流的條件。2、感應電
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