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1、第2讲 法拉第电磁感应定律 互感 自感 (单选单选 )将闭闭合多匝线线圈置于仅仅随时间变时间变 化的磁场场中，线线圈 平面与磁场场方向垂直，关于线线圈中产产生的感应电动势应电动势 和感 应电应电 流，下列表述正确的是 ( ) A感应电动势应电动势 的大小与线线圈的匝数无关 B穿过线过线 圈的磁通量越大，感应电动势应电动势 越大 C穿过线过线 圈的磁通量变变化越快，感应电动势应电动势 越大 D感应电应电 流产产生的磁场场方向与原磁场场方向始终终相同 法拉第电磁感应定律 (考纲要求) 【思维驱动】 答案 C 1感应电动势 (1)概念：在_中产生的电动势；产生感 应电动势的那部分导体就相当于_。 (
2、2)产生条件：穿过回路的_发生改变，与电路 是否闭合_产生_是电磁感应现象的 本质,产生_只不过是一个现象. (3)方向判断：感应电动势的方向用_或 _判断 【知识存盘】 电电磁感应现应现 象 磁通量 无关 楞次定律 右手定则则 电电源 感应电动势应电动势 感应电应电 流 磁通量的变变化率 闭闭合电电路欧 姆 物理意义与电磁感应 关系 磁通量穿过回路的磁感 线的条数多少 没有直接关系 磁通量变化穿过回路的磁通 量变化了多少 产生感应电动势 的条件 磁通量变化率 /t 穿过回路的磁通 量变化的快慢 决定感应电动势 的大小 、/t的意义 后来磁通量减 开始磁通量 1.磁感应强度B不变,垂直于磁场的
3、回路面积S发 生变化,SS2-S1,此时： 2.垂直于磁场的回路面积S不变,磁感应强 度B发生变化,BB2-B1,此时： （5）应用:用公式 求E的二种常见情况 ： （感生电动势电动势 ） （动动生电动势电动势 ） 匝数为n200的线圈回路总电阻R50，整个 线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过， 磁通量随时间变化的规律如图所示，求：线圈 中的感应电流的大小。 练习练习 /10-3Wb t/s A B D 0 2 0.01 单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁 场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图 所示，则：( ) A、线圈中0时刻感应电动势最大 B、线圈中D时刻感应电
4、动势为零 C、线圈中D时刻感应电动势最大 D、线圈中0到D时间内平均感应电动势为0.4V ABD 斜率表示 的变变化率 练习练习 如图所示，用绝缘导线绕制的闭合线圈，共100 匝，线圈总电阻为R=0.5，单匝线圈的面积为 30cm2。整个线圈放在垂直线圈平面的匀强磁场 中，如果匀强磁场以如图所示变化，求线圈中感 应电流的大小。 练习练习 3.导体切割磁感线时的感应电动势 （1）导体垂直切割磁感线时，感应电动势可用_ 求出，式中l不是导体棒的实际长度，而是导体切割磁感 线的有效长度，所谓有效长度，就是产生感应电动势的导 体两端点的连线在切割速度v的垂直方向上投影的长度。 E=Blv 例：甲图中的
5、有效切割长度为_；乙图中的有效切割长 度：沿v1的方向运动时为_；沿v2的方向运动时为_； L 2R0 （2）若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜切 磁感线) v B V1 V2 为v与B夹角 对切割有贡献 对切割无贡献 例题：长为L的金属棒ab，绕b端在垂直于 匀强磁场的平面内以角速度匀速转动，磁 感应强度为B，如图所示，求ab两端的电 势差 练习练习 解析：ab两端电势差等于金属棒切割磁感线产生 的电动势（因为没有外电路），所以只要求出电 动势即可 棒上各处速率不等，不能直接用E=BLv来求， 但棒上各点的速度v= r与半径成正比，因此可 用棒的中点速度作为平均切割速度代入公式计算
6、 : AB C R O 例：如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中， 有半径为r的光滑半圆形导体框架。OC为一端绕O 点在框架上滑动的导体棒，OA之间连一个阻值为 R的电阻（其余电阻都不计），若使OC以角速度 匀速转动。试求： （1）图中哪部分相当于电源？ （2）感应电动势E为多少？ （3）流过电阻R的电流I为多少？ 练习练习 4.感生电场与感生电动势、动生电动势 (1)感生电场：磁场变化时在周围空间激发出的 .其 方向与感应电流方向相同。 (2)感生电动势：由 产生的感应电动势。 (3)动生电动势：由于 而产生的感应电动势。 动生电动势所对应的非静电力是洛伦兹力的分力。洛伦兹 力并不做功。
7、电场 感生电场 导体运动 5.反电动势 (1)定义：电动机转动时，线圈中也会产生 ， 这个感应电动势总要 电源电动势的作用我们把这 个电动势称为反电动势 (2)作用： 线圈的转动 感应电动势 削弱 阻碍 (多选选)在如图图921所示的电电路中，A1和A2 是两个相同的灯泡，线线圈L的自感系数足够够 大，电电阻可以忽略不计计下列说说法中正确的 是 ( ) 互感、自感 (考纲要求) 【思维驱动】 图图921 A合上开关S时时，A2先亮，A1后亮，最后一样样亮 B断开开关S时时，A1和A2都要过过一会儿才熄灭灭 C断开开关S时时，A2闪闪亮一下再熄灭灭 D断开开关S时时，流过过A2的电电流方向向右
8、解析 合上开关S时，线圈L中产生的自感电动势阻碍电流 增大，并且阻碍作用逐渐变小直至为零，故A2先亮，A1后 亮，最后一样亮选项A正确断开开关S时，线圈L中产 生的自感电动势阻碍电流减小，因电路稳定时通过A1和A2 的电流大小相等，故断开开关S时，A1和A2都逐渐熄灭， 流过A2的电流方向向左选项B正确，C、D错误 答案 AB (1)互感：两个相互靠近的线线圈，当一个线线圈中的电电流变变 化时时，它所产产生的变变化的磁场场会在另一个线线圈中产产生 _，这这种现现象叫互感 (2)应应用；利用互感现现象可以把能量由一个线线圈传递传递 到另 一个线线圈，如变压变压 器、收音机的磁性天线线 (3)危害
9、；互感现现象能发发生在任何两个相互靠近的电电路之 间间，电电力工程和电电子电电路中，有时时会影响电电路正常工作 【知识存盘】 1互感现象 感应电动势应电动势 (1)概念：由于导导体本身的_变变化而产产生的电电磁感应现应现 象 称为为自感 (2)自感电动势 定义义：在自感现现象中产产生的感应电动势应电动势 叫做_ 2自感现象 (3)自感系数L 相关因素：与线线圈的_、形状、 _以及是否有铁铁芯有关 单单位：亨利(H)，1 mH_ H，1 H_H. 电电流 自感电动势电动势 大小 匝数 103 106 自感作用延缓了电路中电流的变化，使得 在 通电瞬间含电感的电路相当于断路；断电时电感线圈相当于
10、一个电源，通过放电回路将储存的能量释放出来 7.如图图所示，LA、LB是两个完全相同的小灯炮，灯泡电电阻 rR. L是一个自感系数很大的线线圈，它的电电阻和R相等 由于自感现现象，当开关接通或断开时时，下列说说法正确的 是( ) AS接通时时，灯泡LA先亮，LB后亮 BS接通时时，IAIB CS断开，LB先熄灭灭，LA则则先闪闪亮一下再熄灭灭 DS断开时时，IAIB 练习练习 (单选单选 )某同学为为了验证验证 断电电自感现现象，自己找来带铁带铁 心的线线圈 L、小灯泡A、开关S和电电池组组E，用导线导线 将它们连们连 接成如图图所 示的电电路检查电检查电 路后，闭闭合开关S，小灯泡发发光；再
11、断开开 关S，小灯泡仅仅有不显显著的延时时熄灭现灭现 象虽经虽经 多次重复，仍 未见见老师师演示时时出现现的小灯泡闪闪亮现现象，他冥思苦想找不出原 因你认为认为 最有可能造成小灯泡未闪闪亮的原因是 ( ) 练习练习 A电电源的内阻较较大 B小灯泡电电阻偏大 C线线圈电电阻偏大 D线线圈的自感系数较较大 解析 从实物连接图中可以看出，线圈L与小灯泡并联， 断开开关S时，小灯泡A中原来的电流立即消失，线圈L与 小灯泡组成闭合电路，由于自感，线圈中的电流逐渐变小 ，使小灯泡中的电流变为反向且与线圈中电流相同，小灯 泡未闪亮说明断开S前，流过线圈的电流较小，原因可能 是线圈电阻偏大，故选项C正确 答案
12、 C (多选选)如图图924所示，水平放置的 U形框架上接一个阻值为值为 R0的电电阻， 放在垂直纸纸面向里的、磁感应应强度大 小为为B的匀强磁场场中，一个半径为为L 、质质量为为m的半圆圆形硬导导体AC在水平 向右的恒定拉力F作用下，由静止开 始 图图924 运动动距离d后速度达到v，半圆圆形硬导导体AC的电电阻为为r，其 余电电阻不计计下列说说法正确的是 ( ) 练习练习 答案 BD (1)正交性：本公式是在一定条件下得出的，除磁场为场为 匀强磁场场 外，还还需B、l、v三者互相垂直 (2)瞬时性：若v为为瞬时时速度，则则E为为相应应的瞬时时感应电动势应电动势 (3)有效性：公式中的l为导为导 体切割磁感线线的有效长长度 (4)相对性：EBlv中的速度v是导导体相对对磁场场的速度，若磁场场 也在运动动，应应注意速度间间的相对对关系 借题发挥题发挥 1理解EBlv的“四性” 1.涡流 当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中 都会产生像 状的感应电流 水的旋涡 2.电磁阻尼 当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培 力，安培力的方向总是 导体的运动的现象 阻碍 补充 3.电磁驱动 如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电 流，感应电流使导体受到 的作用， 使 导体运 动起来，这种作用称为电磁驱动 交流电动机就是利用 的原理制成的 安培力安培力 电磁驱动
