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1、一、感应电动势 1定义：在 现象中产生的电动势产生电动势 的那部分导体相当于电源，其电阻相当于电源的内阻,2产生条件：无论电路是否闭合，只要穿过电路的 发 生变化，电路中就一定产生感应电动势,磁通量,电磁感应,3感应电流与感应电动势的关系 (1)在等效电源内部电流由 极流向 极 (2)遵守 定律，即I .,二、法拉第电磁感应定律 1法拉第电磁感应定律 (1)内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的成正比 (2)公式： .,负,正,闭合电路欧姆,磁通量的变化率,En,2导体切割磁感线的情形 (1)一般情况：运动速度v和磁感线方向夹角为，则E . (2)常见情况：运动速度v和磁感线方向垂直，
2、则E . (3)导体棒在磁场中转动：导体棒以端点为轴，在匀强磁场 中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势EBl (平均速度取中点位置线速度 l),BLvsin,BLv,Bl2,En 往往用来求t时间内的平均感应电动势，而E Blvsin常用来求瞬时电动势，但两公式又是统一的,三、自感现象 1概念：由于线圈本身的电流发生 而产生的电磁感应 现象,变化,2自感电流：在自感现象中产生的感应电流总是 原 电流的变化,阻碍,3自感电动势：在 现象中产生的感应电动势 (1)大小表达式：E .(其中 为电流变化率，L为自感系数) (2)自感系数影响因素： 、 、 单位：亨利(H)；1 H mH H.,自感
3、,L,线圈匝数,横截面积,有无铁芯,103,106,四、涡流 1概念：发生电磁感应时，导体中产生的像水的旋涡样的 ,感应电流,2产生原因：变化的电流产生 ，激发出 ， 形成感应电流,变化的磁场,感生电场,1感应电动势的大小决定于穿过回路的磁通量的变化率 ， 而与磁通量、磁通量的变化量的大小没有必然联 系 2磁通量的变化率 是t图象上某点切线的斜率 3若 恒定，则E不变用En 所求的感应电动势为整个回路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的电动势,4磁通量的变化常由B的变化或S的变化两种情况引起 (1)当仅由B的变化引起时，EnS . (2)当仅由S的变化引起时，EnB .,1很大， 可能很小，
4、很小， 可能很大，感应电 动势的大小由 决定 2计算通过导体截面积的电荷量时，要用电流或电动势的 平均值即q t t ，q大小与有关,1下列说法正确的是 ( )A线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电 动势一定越大B线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动 势一定越大C线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应 电动势一定越大D线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应 电动势越大,解析：A、B两项显然违背法拉第电磁感应定律内容对于C项，磁感应强度越大，线圈的磁通量不一定大，也不一定大， 更不一定大，故C错只有D项，磁通量变化得快，即 大，由于En 可知，选项D正确,答案：D,1适用范围：该公式
5、只适用于导体切割磁感线运动的情况 2对“”的理解：公式EBlvsin中的“”为B与v方向间 的夹角，当90(即Bv)时，EBLv. 3对l的理解：公式EBlvsin中的l为有效切割长度，即导体 在与v垂直的方向上的投影长度，如图921所示，有效 长度l分别为：,(甲)图：lcdsin； (乙)图：沿v1方向运动时，lMN 沿v2方向运动时，l0； (丙)图：沿v1方向运动时，l R 沿v2方向运动时，l0 沿v3方向运动时，lR.,4公式EBlvsin中的v若为瞬时速度，则E为瞬时电动 势；当v为平均速度，E为平均电动势,图921,2(2009山东高考)如图922所示，一导线弯成半径为a的半圆
6、形闭合回路虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面回路以速度v向 右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直从D点 到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确 的是 ( ),图922,A感应电流方向不变 BCD段直导线始终不受安培力 C感应电动势最大值EmBav D感应电动势平均值 Bav,解析：导体切割磁感线产生电动势，由右手定则可知，感应电流方向不变，A正确 感应电动势最大值即切割磁感线等效长度最大时的电动势，故EmBav，C正确 B a2 t 由得 Bav，D正确,答案：ACD,1通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加且与电流 方向相反，此时含线圈L的支路相当于断
7、开 2断电时线圈产生的自感电动势与原电流方向相同，在与 线圈串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流从原 来的IL逐渐变小但流过灯A的电流方向与原来相反 3自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停 止，更不能使过程反向,3在图923所示的电路中，带铁芯的、电阻较小的线圈L与灯A并联，合上电键S，灯A正常发光，则下列说法正确的是 ( ),图923,A当断开S时，灯A立即熄灭 B当断开S时，灯A突然闪亮后熄灭 C若用电阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，当断 开S时，灯A立即熄灭 D若用电阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，当断 开S时，灯A突然闪亮后熄灭,解析：当S断开时，线圈L产
8、生自感电动势，和A形成回路，又线圈L电阻较小，故A突然闪亮后熄灭若用电阻代替线圈L，则无自感现象，断开S时，灯A立即熄灭选项B、C正确,答案：BC,(2010宁波模拟)如图 924所示，金属杆ab可在平 行金属导轨上滑动，金属杆电阻 R00.5 ，长为L0.3 m，导轨 一端串接一电阻R1 ，匀强磁 场磁感应强度B2 T，在ab以v5 m/s向右匀速运动的过程中，求：,图924,(1)ab间感应电动势E和ab间的电压U； (2)金属杆上所加沿导轨平面的水平外力F的大小； (3)在2 s时间内电阻R上产生的热量Q.,思路点拨 本题属于导体切割磁感线产生电动势的计算，应用EBlv和闭合电路的欧姆定
9、律求解,课堂笔记 (1)根据公式：EBLv3 V I ，UIR2 V (2)FF安，F安BIL1.2 N (3)方法一：QRI2Rt8 J 方法二：2秒内产生的总热量Q等于安培力做的功 QF安vt12 J 电阻R上产生的热量为QR Q8 J,答案 (1)3 V 2 V (2)1.2 N (3)8 J,求感应电动势时，首先应弄清产生感应电动势的类型，然后选取适当规律进行求解,(2009全国卷)如图92 5所示，匀强磁场的磁感应强度 方向垂直于纸面向里，大小随时 间的变化率 k，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，其右半部分位于磁场区域中求：,
10、图925,(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,思路点拨 本题利用法拉第电磁感应定律，借助欧姆定律及电阻定律求解电流同时要记住变化率概念,课堂笔记 (1)导线框的感应电动势为 E l2B 导线框中的电流为 I 式中R是导线框的电阻，根据电阻率公式有 R 联立式，将 k代入得 I ,(2)导线框所受磁场的作用力的大小为 FBIl 它随时间的变化率为Il 由式得 .,答案 (1) (2),确定法拉第电磁感应定律中时，其面积应是线圈在磁场中的有效面积.,如图926所示的电路中， D1和D2是两个相同的小灯泡，L是一个 自感系数相当大的线圈，其阻值与R相 同在开关S
11、接通和断开时，灯泡D1和 D2亮暗的顺序是 ( ),图926,A接通时D1先达最亮，断开时D1后灭 B接通时D2先达最亮，断开时D1后灭 C接通时D1先达最亮，断开时D1先灭 D接通时D2先达最亮，断开时D1先灭,思路点拨 通电时，线圈相当于较大电阻逐渐减小的过程；断电时，应先明确电流方向且要看线圈与哪些用电器组成闭合回路,课堂笔记 当开关S接通时，D1和D2应该同时亮，但由于自感现象的存在，流过线圈的电流由零变大时，瞬间电流几乎全部从D1通过，而该电流又将同时分路通过D2和R，所以D1先达最亮，经过一段时间电路稳定后，D1和D2达到一样亮当开关S断开时，电源电流立即为零，因此D2立刻熄灭，而
12、对D1，由于通过线圈的电流突然减弱，线圈中产生自感电动势，使线圈L和D1组成的闭合电路中有感应电流，所以D1后灭,答案 A,线圈总是阻碍电流变化电流增大时，它阻碍电流的增大，相当于电阻；电流减小时，它阻碍电流的减小，相当于电源.,(10分)如图927所示， 匀强磁场的磁感应强度B0.1 T， 金属棒AD长0.4 m，与框架宽度相 同，电阻r1/3 ，框架电阻不计， 电阻R12 ，R21 .当金属棒以 5 m/s速度匀速向右运动时，求：,图927,(1)流过金属棒的感应电流为多大？ (2)若图中电容器C为0.3 F，则电容器中储存多少电荷量？,思路点拨 此题一要明确相当于电源的电路和以及确定电动势，二要明确外电路的连接方式和电容器在电路中的作用，三要确定电容器两端的电压和电容公式的应用,解题样板 (1)金属棒产生的电动势 EBLv0.2 V(2分) 外电阻R (2分) 通过金属棒的电流I 0.2 A(2分) (2)电容器两板间的电压UIR V (2分) 带电荷量QCU4108 C(2分),答案 (1)0.2 A (2)4108 C,法拉第电磁感应定律可以综合力学和电学等知识， 因此在历界高考中都有涉及所以，对此类知识点应高 度重视,
