《山东省高中物理一轮复习课件：第2单元 法拉第电磁感应定律 .ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山东省高中物理一轮复习课件：第2单元 法拉第电磁感应定律 .ppt（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、泰安一中 第2单元 法拉第电磁感应定律 自感 涡流 4 与感应电流的关系 遵守闭合电路欧姆定律 即 一 感应电动势 1 概念 在电磁感应现象中产生的电动势 2 条件 无论电路是否闭合 只要穿过电路的磁通量 发生变化 电路中就一定有感应电动势 3 方向 产生感应电动势的那部分导体就相当于电源 导体的电阻相当于电源内阻 其中电流方向由低电 势指向高电势 B减小 B减小 二 法拉第电磁感应定律 1 法拉第电磁感应定律 内容 电路中感应电动势的大小 跟穿过这一电路 的磁通量变化率成正比 公式 n为线圈的匝数 特别提醒 感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的 变化率 和线圈的匝数n共同决定 而与磁通量 磁
2、通量的变化量 的大小没有必然联系 用公式 求感应电动势时 S为线圈在磁 场范围内的有效面积 通过回路截面的电荷量q仅与n 和回路电阻R有 关 与时间长短无关 例与练 穿过闭合回路的磁通量 随时间t变化的图 象分别如下图 所示 下列关于回路中产生的感 应电动势的论述中正确的是 A 图 中 回路产生的感应电动势恒定不变 B 图 中 回路产生的感应电动势一直在变大 C 图 中 回路在0 t1时间内产生的感应电动势小 于在t1 t2时间内产生的感应电动势 D 图 中 回路产生的感应电动势先变小再变大 D 例与练 如下图所示 三个相同的金属圆环内存在 不同的有界匀强磁场 虚线表示环的某条直径 已知 所有
3、磁场的磁感应强度随时间变化的关系都满足B kt 方向如图所示 测得A环中感应电流强度为I 则B环 和C环内感应电流强度分别为 A IB I IC 0 B IB I IC 2I C IB 2I IC 2I D IB 2I IC 0 D 例与练 一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈 放在匀强磁场中 如图所示 线圈平面与磁场方向成 60 角 磁感应强度随时间均匀变化 用下列哪种方法 可使感应电流增加一倍 A 把线圈匝数增加一倍 B 把线圈面积增加一倍 C 把线圈半径增加一倍 D 改变线圈与磁场方向的夹角 解析 设导线的电阻率为 横截面积为S0 线圈的半 径为r 则 C 例与练 如图 匀强磁场的磁感应
4、强度方向垂直于纸面向里 大小随时间的变化率 k为负的常量 用电阻率为 横 截面积为S的硬导线做成一边长为 l 的方框 将方框固定于纸 面内 其右半部位于磁场区域中 求 1 导线中感应电流的大小 2 磁场对方框作用力的大小随时间 的变化率 解析 1 线框中产生的感应电动势 2 导线框所受磁场力的大小为F BIl 它随时间的变化率为 运动方向和磁感线方向垂直 E Blv 2 导体切割磁感线产生的感应电动势 运动方向和磁感线不垂直 E Blvsin 为导线运动方向跟磁感线方向的夹角 本公式是在一定条件下得出的 除了磁场是匀强磁场外 还需 B l v三者相互垂直 实际问题中当它们不相互垂直时 应取 垂
5、直的分量进行计算 导体平动切割磁感线时 若v为平均速度 则E为平均感应电动 势 若v为瞬时速度 则E为相应的瞬时感应电动势 应用公式 E Blv 时应注意 E Blv中的速度v是相对于磁场的速度 若磁场也运 动时 应注意速度间的相对关系 公式中的l为有效切割长度 如图 棒的有效长 度为ab的弦长 甲 l cd sin 容易错认为l ab sin 乙 沿v1方向运动时 l MN 沿v2方向运动时 l 0 丙 a b c d四种情况的 l 相同 vvvv abcd 丙 导体棒以棒上某点为轴在垂直磁场平面内匀速转动 切割磁感线产生感应电动势 导体棒以端点为轴匀速转动 导体棒以棒中点为轴匀速转动 E
6、0 导体棒以棒中任意点为轴匀速转动 O A B O A B AO或BO两点的电势差不为零 提示 往往用来求 t时间内的平均感应电动 势 而E Blvsin 常用来求瞬时感应电动势 但两公 式又是统一的 一般来说 公式 适用于磁 场变化求感应电动势 E Blv 适用于切割磁感线求感 应电动势 拓展 若一个金属圆盘绕圆心匀速转 动 边缘与圆心之间存在电势差 O A 特别提醒 求通过回路的电量时必须求平均电动势 再求平均电流 然后求电量 R 例与练 某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向 向下 大小为4 5 10 5 T 一灵敏电压表连接在当地 入海河段的两岸 河宽100 m 该河段涨潮和落潮时 有海
7、水 视为导体 流过 设落潮时 海水自西向东流 流速为2 m s 下列说法正确的是 A 电压表记录的电压为5 mV B 电压表记录的电压为9 mV C 河南岸的电势较高 D 河北岸的电势较高 BD 例与练 如图所示 长为 6 m 的导体 AB 在磁感应强 度 B 0 1 T 的匀强磁场中 以 AB 上的一点 O 为轴 沿着顺时针方向旋转 角速度 5 rad s O 点距 A 端 为 2 m 求 AB的电势差 解析 BO段切割磁感线产生的感应 电动势 同理可得 例与练 放在绝缘水平面上的两条平行导轨MN和 PQ之间宽度为L 在MNQP间存在磁感应强度为B的匀 强磁场 B的方向垂直于导轨平面 导轨左
8、端接有阻值 为R的电阻 其他部分电阻不计 导轨右端接一电容为 C的电容器 长为2L的金属棒放在导轨上与导轨垂直且 接触良好 其a端放在导轨PQ上 现将金属棒以a端为 轴 以角速度 沿导轨平面顺时针旋转90 角 如图所 示 解答下列问题 设导轨长度比2L长得多 1 电阻R中流过的最大感应电流 2 通过电阻R的总电量 解析 1 从ab棒以a端为轴旋 直到b端脱离导轨的过 程中 其感应电动势不断增大 对C不断充电 同时又 与R构成回路 如图所示 R上的最大电压 通过R的最大电流 2 ab脱离导轨前通过R的电量 ab棒转动到d点时 电容器的带电量 三 自感和涡流 1 自感现象 由于通过导体自身的电流变
9、化而产生的 电磁感应现象 2 自感电动势 定义 由导体自身电流变化所产生的感应电动势 表达式 自感系数L 相关因素 与线圈的长短 横截面积 形状 匝数 以及是否有铁芯等有关 单位 亨利 H 1mH 10 3H 1 H 10 6H 由楞次定律知 自感电动势总是阻碍原来导体中电流的 变化 当回路中的电流增加时 自感电动势和原来电流 的方向相反 当回路中的电流减小时 自感电动势和原 来电流的方向相同 自感对电路中的电流变化有延迟作 用 使电流不能突变 3 涡流 放在变化磁场中的金属块 由于穿过金属块 的磁通量发生变化 在其内部产生像旋涡一样的感应 电流 这种电流叫做涡电流 简称涡流 自感电动势的方向 例与练 在如图所示的电路中 A B是相同的两个 灯泡 L是一个带铁芯的线圈 直流电阻可不计 调节 R 电路稳定时两灯都正常发光 则在开关合上和断开 时 A 两灯同时点亮 同时熄灭 B 合上S时 B比A先达到正常发光状态 C 断开S时 A B两灯都不会立即熄灭 通过A B两 灯的电流方向都与原来电流的方向相同 D 断开S时 A灯会突然闪亮一下后再熄灭 B
