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1、【精品文檔】如有侵權(quán),請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除,僅供學(xué)習(xí)與交流楞次定律的內(nèi)容及其理解.精品文檔.楞次定律的內(nèi)容及其理解1、內(nèi)容:感應(yīng)電流的磁場(chǎng),總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化2、四步理解楞次定律1明白誰(shuí)阻礙誰(shuí)感應(yīng)電流的磁通量阻礙產(chǎn)生產(chǎn)感應(yīng)電流的磁通量的變化。 2弄清阻礙什么阻礙的是穿過(guò)回路的磁通量的變化,而不是磁通量本身。3熟悉如何阻礙原磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反;當(dāng)原磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同,即“增反減同”。 4知道阻礙的結(jié)果阻礙并不是阻止,結(jié)果是增加的還增加,減少的還減少。 3、理解楞次定律的另一種表述
2、60; 1表述內(nèi)容:感應(yīng)電流總是反抗產(chǎn)生它的那個(gè)原因。 2表現(xiàn)形式有四種: 阻礙原磁通量的變化;增反減同 阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),有的人把它稱為“來(lái)拒去留”;增縮減擴(kuò),磁通量增大,面積有收縮的趨勢(shì),磁通量減小,面積有擴(kuò)大的趨勢(shì)d阻礙原電流的變化(自感)。二、正確區(qū)分楞次定律與右手定則的關(guān)系導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流是磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電流的特例,所以判定電流方向的右手定則也是楞次定律的特例。用右手定則能判定的,一定也能用楞次定律判定,只是不少情況下,不如用右手定則判定來(lái)得方便簡(jiǎn)單。反過(guò)來(lái),用楞次定律能判定的,并不是用右手定則都能判斷出來(lái)。如閉合圓形導(dǎo)線中的
3、磁場(chǎng)逐漸增強(qiáng),用右手定則就難以判定感應(yīng)電流的方向;相反,用楞次定律就很容易判定出來(lái)三、楞次定律的應(yīng)用1、應(yīng)用楞次定律的步驟a明確原來(lái)的磁場(chǎng)方向b判斷穿過(guò)(閉合)電路的磁通量是增加還是減少c根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))的方向d用安培定則(右手螺旋定則)來(lái)確定感應(yīng)電流(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))的方向2、應(yīng)用拓展(1)、增反減同。當(dāng)原磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向就與原磁場(chǎng)方向相反,當(dāng)原磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方相同,例1、兩圓環(huán)A、B置于同一水平面上,其中A為均勻帶電絕緣環(huán),B為導(dǎo)體環(huán),當(dāng)A以如圖所示的方向繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度發(fā)生變化時(shí),B中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流則(A)A可能帶
4、正電且轉(zhuǎn)速減小(B)A可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大(C)A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小(D)A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速增大解:若A帶正電,則A環(huán)中有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎瑒t原磁場(chǎng)垂直A環(huán)向里,而感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直B環(huán)向外,由增反減同,說(shuō)明原磁場(chǎng)在增加,轉(zhuǎn)速在增大;若A環(huán)帶負(fù)電,則則A環(huán)中有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎瑒t原磁場(chǎng)垂直A環(huán)向外,而感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直B環(huán)向外,說(shuō)明原磁場(chǎng)在減小,原電流在減小,轉(zhuǎn)速減小,所以B、C正確。NS圖2(2)來(lái)拒去留:感應(yīng)電流阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng),原磁場(chǎng)來(lái)時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要拒之,原磁場(chǎng)離去時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要留之,從運(yùn)動(dòng)的效果看,可表述為敵進(jìn)我退,敵退我追例2.如圖2所示,閉合線圈上方有一豎直放置的
5、條形磁鐵,磁鐵的N極朝下但未插入線圈內(nèi)部。當(dāng)磁鐵向上運(yùn)動(dòng)時(shí):A.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同,磁鐵與線圈相互吸引B.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同,磁鐵與線圈相互排斥C.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反,磁鐵與線圈相互吸引D.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反,磁鐵與線圈相互排斥解:由增反減同,N向下運(yùn)動(dòng),原磁通量增加,感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反,由安培定則知感應(yīng)電流方向與圖中箭頭方向相同,由來(lái)拒去留,知磁鐵與線圈相互排斥,故B正確。(3)增縮減擴(kuò):回路原磁通量增大時(shí),閉合回路的面積有收縮的趨勢(shì),原磁通量減少時(shí),閉合回路面積有擴(kuò)大的趨勢(shì)圖3ABt1tI0t2例
6、3、如圖3所示,兩個(gè)閉合圓形線圈A、B的圓心重合,放在同一水平面內(nèi),線圈B中通以圖中所示的交變電流,設(shè)t0時(shí)電流沿逆時(shí)針?lè)较颍▓D中箭頭所示)對(duì)于線圈A,在時(shí)間內(nèi),下列說(shuō)法中正確的是:A有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎矣袛U(kuò)張的趨勢(shì)B有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎矣惺湛s的趨勢(shì)C有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎矣袛U(kuò)張的趨勢(shì)D有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎矣惺湛s的趨勢(shì)解:時(shí)間內(nèi),B中的電流為順時(shí)針增大,由增反減同,A中的感應(yīng)電流要與B中的電流相反,A中的電流為逆時(shí)針,由增縮減擴(kuò),A的面積有收縮的趨勢(shì);D正確。圖4例4如圖所示,ef、gh為兩水平放置相互平衡的金屬導(dǎo)軌,ab、cd為擱在導(dǎo)軌上的兩金屬棒,與導(dǎo)軌接觸良好且無(wú)摩擦當(dāng)一條形磁鐵向
7、下靠近導(dǎo)軌時(shí),關(guān)于兩金屬棒的運(yùn)動(dòng)情況的描述正確的是A如果下端是N極,兩棒向外運(yùn)動(dòng);如果下端是S極,兩棒相向靠近B如果下端是S極,兩棒向外運(yùn)動(dòng);如果下端是N極,兩棒相向靠近C不管下端是何極,兩棒均向外互相遠(yuǎn)離D不管下端是何極,兩棒均互相靠近解:條形磁體向下運(yùn)動(dòng),回路的磁通量在增加,回路的面積有收縮的趨勢(shì),所以兩棒相互靠近,與下端是哪個(gè)極無(wú)關(guān),D正確。(4)阻礙原電流變化:線圈是原電流增加,在線圈中自感電流的方向與原電流方向相反,反之,則相同例5如圖所示,L1,L2為兩盞規(guī)格相同的小燈泡,線圈的直流電阻與小燈泡的電阻相等,安培表電阻不計(jì)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),安培表中指示某一讀數(shù),下列說(shuō)法中正確的是(
8、) A、開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),L1,L2都立即變亮AL1L2S B、開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),L2立即變亮,L1逐漸變亮 C、開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間,安培表有可能燒壞 D、開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),L2立即熄滅,L1逐漸熄滅 解:開(kāi)關(guān)S閉合,線圈中原電流在增大,感應(yīng)電流阻礙其增大,所以L1立即變亮,L2逐漸變亮,;開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),線圈中電流在減小,感應(yīng)電流阻礙其減小,L1逐漸熄滅,L2立即熄滅。D正確。 楞次定律的三種表述方式:表述一:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化;表述二:導(dǎo)體和磁體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng);表述三:感應(yīng)電流的方向,總是阻礙引起它的原電流的變化;判斷感應(yīng)電流方向的步驟:1確定原
9、磁場(chǎng)方向;2判斷穿過(guò)閉合電路磁通量的變化情況;3根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向;4根據(jù)安培定則判斷感應(yīng)電流的方向。示例: 如圖所示,光滑金屬導(dǎo)軌的一部分處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)導(dǎo)體棒ab向右勻速運(yùn)動(dòng)切割磁感線時(shí),判斷ab中感應(yīng)電流方向.1.回路中原磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.2.通過(guò)回路的磁通量在減小.3.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同,為垂直紙面向里.4 .ab中感應(yīng)電流的方向?yàn)橄蛏?楞次定律表明感應(yīng)電流的后果總與引起感應(yīng)電流的原因相對(duì)抗!為什么對(duì)呀? 解答:楞次定律的內(nèi)容是:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙原磁通量的變化,這并不等于說(shuō),由于感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的阻
10、礙作用,原磁場(chǎng)不變化了,或者改變了變化的方向,恰恰相反,原磁場(chǎng)該是怎樣變化,還是怎樣變化。譬如原磁場(chǎng)是增強(qiáng)的,盡管有感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的阻礙作用,原磁場(chǎng)仍是逐漸增強(qiáng)的,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的阻礙作用,只是使得原磁場(chǎng)的增強(qiáng)變得緩慢些罷了,但終歸還是要增強(qiáng)的,而且要達(dá)到原來(lái)所要達(dá)到的增強(qiáng)程度,而絕不能理解成起阻止作用,而應(yīng)理解為“反抗”(對(duì)抗)或“補(bǔ)償”,即當(dāng)原磁場(chǎng)引起的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向?qū)⑴c原磁場(chǎng)方向相反,以“反抗”原磁通量的增加;當(dāng)原磁場(chǎng)引起的磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向?qū)⑴c原磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向相同,以“補(bǔ)償”原磁通量的減少。可見(jiàn)“阻礙”的方式是感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同或相反,即
11、感應(yīng)電流的后果總與引起感應(yīng)電流的原因相對(duì)抗。“阻礙”并不是“阻止”,如果磁通量變化被阻止了,則感應(yīng)電流也就不能產(chǎn)生了。因此“楞次定律表明感應(yīng)電流的后果總與引起感應(yīng)電流的原因相對(duì)抗!”這句話是正確的。對(duì)于楞次定律的內(nèi)容:感應(yīng)電流的方向即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,這句話怎樣理解?感應(yīng)電流的方向和磁通量的變化該怎樣判斷?感應(yīng)電流的方向即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,當(dāng)磁通量增加時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電流會(huì)阻礙磁通量的增加,也就時(shí)說(shuō)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向于原來(lái)的磁場(chǎng)方向相反。當(dāng)磁通量減小時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電流會(huì)阻礙磁通量的減小,也就時(shí)說(shuō)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向于原來(lái)的磁場(chǎng)
12、方向相同。磁通量的變化要看通過(guò)線圈的磁感線數(shù)目,當(dāng)磁感線數(shù)增加時(shí),磁通量增加。感應(yīng)電流的方向根據(jù)左手定則進(jìn)行判斷。怎樣判斷感應(yīng)電怎樣判斷感應(yīng)電流的方向呢?解答:一般可以用楞次定律來(lái)進(jìn)行判斷,楞次定律的內(nèi)容為:感應(yīng)電流具有這樣的方向,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向的具體步驟為:(1)明確原磁通量的方向(2)判斷磁通量的增減情況(3)確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向(4)利用楞次定律的“增反減同”的原理來(lái)推斷感應(yīng)電流的方向。注意:阻礙不是阻止! 當(dāng)磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反,當(dāng)磁通量減小時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同。 只是延
13、緩了磁通量變化的快慢! (另外:對(duì)于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向用右手定則來(lái)判斷較為簡(jiǎn)便。)右手定則:伸開(kāi)右手,使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直,并跟手掌在一個(gè)平面內(nèi),把右手放入磁場(chǎng)中,讓磁感線垂直穿入手心,大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向,那么其余四個(gè)手指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。復(fù)習(xí)要點(diǎn)1、掌握磁通量概念及其意義,能夠正確判斷磁通量的變化情況。2、了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象,掌握發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。3、掌握右手定則和楞次定律,并能靈活運(yùn)用于感應(yīng)電流方向的判斷。4、掌握法拉第電磁感應(yīng)定律,明確和E=LvB兩種表述形式的適用條件和適用范圍,并能運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律熟練地計(jì)算電
14、磁感應(yīng)現(xiàn)象中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。5、對(duì)導(dǎo)體棒旋轉(zhuǎn)切割磁感線時(shí)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)能夠靈活地運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律做出正確的計(jì)算。6、了解自感現(xiàn)象,掌握自感現(xiàn)象中的基本特征。二、難點(diǎn)剖析 1、關(guān)于電磁感應(yīng)的幾個(gè)基本問(wèn)題(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象所謂電磁感應(yīng)現(xiàn)象,實(shí)際上是指由于磁的某種變化而引起電的產(chǎn)生的現(xiàn)象,磁場(chǎng)變化,將在周圍空間激起電場(chǎng);如周圍空間中有導(dǎo)體存在,一般導(dǎo)體中將激起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);如導(dǎo)體構(gòu)成閉合回路,則回路程還將產(chǎn)生感應(yīng)電流。(2)發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩種基本方式及其理論解釋導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象:當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),就將在導(dǎo)體中激志感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這
15、種發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的方式可以用運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到洛侖茲力的作用來(lái)解釋。如圖-1所示,當(dāng)導(dǎo)體棒ab在磁場(chǎng)B中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),棒中的自由電荷將隨棒一起在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而受到洛侖茲力fB的作用于是受到fB作用的自由電荷將向棒端遷移而使棒兩端分別積累起正、負(fù)電荷,形成所謂感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。磁場(chǎng)變化使穿過(guò)磁場(chǎng)中閉合回路的磁通量改變而發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象:當(dāng)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱改變而使穿過(guò)磁場(chǎng)中的閉合回路程的磁通量發(fā)生變化時(shí),就將在閉合回路程里激起感應(yīng)電流。這種發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的方式可以用麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論來(lái)解釋。如圖-2所示,在滑動(dòng)變陰器滑動(dòng)頭P向右滑動(dòng)的過(guò)程中,用絕緣線懸掛著的線圈a中的自由電荷沿特定方向移動(dòng),形成所
16、謂感應(yīng)電流。(3)發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件通常有如下兩種表述。當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)就將發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,線圈里產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如線圈閉合,則線圈子里就將產(chǎn)生感應(yīng)電流。當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)就將發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)體里產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如做切割感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體是某閉合電路的一部分,則電路里就將產(chǎn)生感應(yīng)電流。應(yīng)指出的是:閉合電路的一部分做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),穿過(guò)閉合電路的磁通量也將發(fā)生變化。所以上述兩個(gè)條件從根本上還應(yīng)歸結(jié)磁通量的變化。像圖-3所示的矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中以速度v平動(dòng)時(shí),盡管線圈的bc和ad邊都在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)
17、,但由于穿過(guò)線圈的磁通量沒(méi)有變,所以線圈回路中沒(méi)有感應(yīng)電流。2、幾種定則、定律的適用范圍定則、定律適用的基本物理現(xiàn)象安培定則判斷電流(運(yùn)動(dòng)電荷)的磁場(chǎng)方向左手定則判斷磁場(chǎng)對(duì)電流、運(yùn)動(dòng)電荷的作用力方向右手定則判斷閉合電路的一部分做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向楞次定律判斷閉合電路的一部分做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),或者是穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向3、關(guān)于楞次定律(1)楞次定律的內(nèi)容感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總阻礙引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)的磁通量的變化。(2)對(duì)楞次定律的正確理解 第一,楞次定律的核心內(nèi)容是“阻礙”二字,這恰恰表明楞次定律實(shí)質(zhì)上就是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的特殊表達(dá)
18、形式;第二,這里的“阻礙”,并非是阻礙引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng),而是阻礙原磁場(chǎng)磁通量的變化;第三,正因阻礙是的是“變化”,所以,當(dāng)原磁場(chǎng)的磁通量增加(或減少)而引起感應(yīng)電流時(shí),則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)必與原磁場(chǎng)反向(或同向)而阻礙其磁通量的增加(或減少),概括起來(lái)就是,增加則反向,減少則同向。(3)楞次定律的應(yīng)用步驟明確引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)在被感應(yīng)的回路上的方向;搞清原磁場(chǎng)穿過(guò)被感應(yīng)的回路中的磁通量增減情況;根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向;運(yùn)用安培定則判斷出感生電流的方向。(4)楞次定律的靈活運(yùn)用在一些由于某種相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起感應(yīng)電流的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,如運(yùn)用楞次定律從“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電
19、流的原磁場(chǎng)的磁通量變化”出發(fā)來(lái)判斷感應(yīng)電流方向,往往會(huì)比較困難,對(duì)于這樣的順題,在運(yùn)用楞次定律時(shí),一般可以靈活處理,考慮到原磁場(chǎng)的磁通量變化又是由相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起的,于是可以從“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)”出發(fā)來(lái)判斷。4、對(duì)公式E = lvB的研究(1)公式的推導(dǎo)圖-4如圖-4所示,取長(zhǎng)度為1的導(dǎo)體棒ab ,強(qiáng)度垂直于磁場(chǎng)方向放在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)棒以速度v做垂直切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),棒中自由電子就將受到洛侖茲力fb=evB的作用,這將使的a、b兩端分別積累起正、負(fù)電荷而在棒中形成電場(chǎng),于是自由電子除受fb作用外又將受到電場(chǎng)力fc=eE,開(kāi)始a、b兩端積累的電荷少,電場(chǎng)弱,fc小,棒兩端積
20、累的電荷繼續(xù)增加,直至電場(chǎng)力與洛侖茲力平衡:fc=fB。由于fB移動(dòng)電荷,使得做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的ab棒形成一個(gè)感應(yīng)電源,在其外電路開(kāi)路的狀態(tài)下,電動(dòng)勢(shì)(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))與路端電壓相等,即E=Uab=El,于是由便可得E = lvB(2)與公式E =的比較。當(dāng)把法拉第電磁感應(yīng)定律E =中的理解為切割導(dǎo)體在時(shí)間內(nèi)“掃過(guò)的磁通量”時(shí),就可用E =直接推導(dǎo)出。因此公式E = lvB實(shí)際上可以理解為法拉第電磁感應(yīng)定律在導(dǎo)體切割磁感線而發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象這種特殊情況下的推論。一般地說(shuō),公式E = lvB只能用于計(jì)算導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。公式E =則可以用來(lái)計(jì)算所有電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);但公
21、式E =只能用于計(jì)算在時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),而公式E = lvB則既可以用來(lái)計(jì)算某段時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),又可以用來(lái)計(jì)算某個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),只要把公式中的v分別以某段時(shí)間內(nèi)的平均速度或某個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度代入即可。(3)適用條件除了磁場(chǎng)必須是勻強(qiáng)的外,磁感強(qiáng)度B、切割速度v、導(dǎo)體棒長(zhǎng)度l三者中任意兩個(gè)都應(yīng)垂直的,即這三個(gè)關(guān)系必須是同時(shí)成立的。如有不垂直的情況,應(yīng)通過(guò)正交分解取其垂直分量代入。(4)公式中l(wèi)的意義公式E = lvB中l(wèi)的意義應(yīng)理解為導(dǎo)體的有效切割長(zhǎng)度。所謂導(dǎo)體的有效切割長(zhǎng)度,指的是切割導(dǎo)體兩端點(diǎn)的連線在同時(shí)垂直于v和B的方向上的投影的長(zhǎng)度。(5)公式中v的意義對(duì)于公式E
22、= lvB中的v,首先應(yīng)理解為導(dǎo)體與磁場(chǎng)間的相對(duì)速度,所以即使導(dǎo)體不動(dòng)因則磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng),也能使導(dǎo)體切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);其次,還應(yīng)注意到v應(yīng)該是垂直切割速度;另外,還應(yīng)注意到在“旋轉(zhuǎn)切割”這類問(wèn)題中,導(dǎo)體棒上各部分的切割速度不同,此時(shí)的v則應(yīng)理解為導(dǎo)體棒上各部分切割速度的平均值,在數(shù)值上一般等于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)體棒中點(diǎn)的切割速度。5、自感現(xiàn)象中的一個(gè)重要特征自感現(xiàn)象作為一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,是由于流過(guò)導(dǎo)體自身的電流的變化而引起的,由楞次定律知,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)熱(自感電動(dòng)勢(shì))又必將阻礙著電流的這一變化,正是由于主種阻礙,使得自感現(xiàn)象具備一個(gè)重要的特征:自感現(xiàn)象中引起自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的電流變化,一般只能是
23、逐漸變化而不可能發(fā)生突變。三、典型題例例1 如圖5所示,兩個(gè)同心圓形線圈a、b在同一平面內(nèi),其半徑大小關(guān)系為ra<rb,條形磁鐵穿過(guò)圓心并與圓面垂直,則穿過(guò)兩線圈的磁通量間的大小關(guān)系為( )A、 B、 C、 D、條件不足,無(wú)法判斷圖-5 圖-6分析:常會(huì)有同學(xué)對(duì)此題作出這樣的錯(cuò)誤分析:,而Sa<Sb,應(yīng)選C。之所以犯這樣的錯(cuò)誤,就是因?yàn)閷?duì)磁通量的意義、磁通量的正負(fù)、磁感線的特征及磁感線的分布特征等,缺乏一個(gè)全面正確的認(rèn)識(shí)。解答:畫出俯視圖如較20-6所示,整個(gè)平面分為1、2、3、4四個(gè)區(qū)域,穿過(guò)各區(qū)域的磁通量分別為1、2、3、4,由于磁感線是封閉的曲線,所以除1是穿出紙面外的,2、
24、3、4都是穿入紙面的,且有1=2+3+4,考慮到磁通量的正負(fù),于是可得a=12>b =123。所以應(yīng)選A。例2 如圖-7所示,邊長(zhǎng)為l、總電阻為R的正方形線圈abcd處在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直,當(dāng)線圈以速度v在垂直于磁場(chǎng)方向的平面內(nèi)估勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈中感應(yīng)電流的強(qiáng)度I=_,線圈回路中總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E = _,a、c兩點(diǎn)間電熱差U=_。分析:只要導(dǎo)體做切割磁感線的相對(duì)運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體中就將形成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),該導(dǎo)體相當(dāng)于一個(gè)感應(yīng)電源;只要閉合回路的磁通量不變,無(wú)論回路中有幾部分導(dǎo)體切割磁感線,無(wú)論回路程中有幾個(gè)感應(yīng)電源,回路程中的感應(yīng)電流都為零。圖-7解答:盡管線圈的ac和bd兩邊都做切割磁感線運(yùn)動(dòng),但由于穿過(guò)線圈的磁通量不變,因此線圈中無(wú)感應(yīng)電流,I=0;盡管線圈的ac和bd兩邊都切割磁感線運(yùn)動(dòng),形成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均為Eac =Ebd =lvB的感應(yīng)電源,但由于對(duì)整個(gè)線圈回路來(lái)說(shuō),Eac 和Ebd是反向串聯(lián)的,因此線圈回路中的總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E = Eac Ebd =0。由于線圈運(yùn)動(dòng)時(shí),ac和bd兩邊相當(dāng)于外電路開(kāi)路的兩個(gè)并聯(lián)的感應(yīng)電源,因此a、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差就等于兩個(gè)并聯(lián)感應(yīng)電源的等次電動(dòng)勢(shì),為U= E并=lvB。例3:在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,下列說(shuō)法中正確的是( )A、感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是跟原來(lái)的磁場(chǎng)方向相反B、閉合線框
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