《电磁感应现象相关问题复习》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电磁感应现象相关问题复习（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、.第五周三课时（复习课）第一课时电磁感应现象相关问题基础知识：一、电磁感应现象1.产生感应电流的条件感应电流产生的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化。以上表述是充分必要条件。 不论什么情况， 只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，就必然产生感应电流；反之，只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的，穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，电路中有感应电流产生。这个表述是充分条件，不是必要的。在导体做切割磁感线运动时用它判定比较方便。2.感应电动势产生的条件。感应电动势产生的条件是：穿过电路的磁通量发生变化。这里不要求闭合。无论电路闭合与否，
2、只要磁通量变化了，就一定有感应电动势产生。 这好比一个电源：不论外电路是否闭合， 电动势总是存在的。 但只有当外电路闭合时， 电路中才会有电流。3.关于磁通量变化在匀强磁场中，磁通量=B S sin （ 是 B 与 S 的夹角），磁通量的变化 = 2-1有多种形式，主要有：S、 不变， B 改变，这时 =B SsinB、 不变， S 改变，这时 =S BsinB、 S 不变， 改变，这时 =BS(sin 2-sin1)当 B、S、 中有两个或三个一起变化时，就要分别计算1、 2，再求 2-1了。在非匀强磁场中，磁通量变化比较复杂。有几种情况需要特别注意：如图所示，矩形线圈沿a b c 在条形磁
3、铁附近移动，试判断abc穿过线圈的磁通量如何变化？如果线圈M 沿条形磁铁轴线向右移动，穿过该线圈的磁通量如何变化？MNS（穿过上边线圈的磁通量由方向向上减小到零，再变为方向向下增大；右边线圈的磁通量由方向向下减小到零，再变为方向向上增大）如图所示，环形导线a 中有顺时针方向的电流， a 环外有两个同心导线圈b、 c，与环形导线 a 在同一平面内。当 a 中的电流增大时，穿过线圈b、 c 的磁通量各如c b a何变化？在相同时间内哪一个变化更大？（b、 c 线圈所围面积内的磁通量有向里的也有向外的，但向里的更多，所以总磁通量向里， a 中的电流增大时，总磁通量也向里增大。由于穿过b 线圈向外的磁
4、通量比穿过 c 线圈的少，所以穿过 b 线圈的磁通量更大，变化也更大。 ）如图所示， 虚线圆 a 内有垂直于纸面向里的匀强磁场，虚线圆 a 外是无磁场空间。 环外有两个同心导线圈 b、 c，与虚线圆 a 在同一平面内。当虚线圆a 中的磁通量增大时，穿过线圈 b、 c 的磁通量各如何变化？在相同时间内哪一个变化更大？abc.(1) 与的情况不同， b、c 线圈所围面积内都只有向里的磁通量，且大小相同。因此穿过它们的磁通量和磁通量变化都始终是相同的。 ）第二课时楞次定律相关问题复习基础知识：楞次定律感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律解决的是感应电流
5、的方向问题。 它关系到两个磁场： 感应电流的磁场 （新产生的磁场）和引起感应电流的磁场（原来就有的磁场） 。前者和后者的关系不是“同向”或“反向”的简单关系，而是前者“阻碍”后者“变化”的关系。在应用楞次定律时一定要注意： “阻碍”不等于“反向” ；“阻碍”不是“阻止” 。从“阻碍磁通量变化” 的角度来看， 无论什么原因， 只要使穿过电路的磁通量发生了变化，就一定有感应电动势产生。从“阻碍相对运动”的角度来看，楞次定律的这个结论可以用能量守恒来解释：既然有感应电流产生， 就有其它能转化为电能。 又由于感应电流是由相对运动引起的， 所以只能是机械能转化为电能，因此机械能减少。磁场力对物体做负功，
6、是阻力，表现出的现象就是“阻碍”相对运动。220V从“阻碍自身电流变化”的角度来看，就是自感现象。自感现象的应用和防止。应用：日光灯电路图及原理：灯管、镇流器和启动器的作用。防止：定值电阻的双线绕法。2.右手定则。对一部分导线在磁场中切割磁感线产生感应电流的情况， 右手定则和楞次定律的结论是完全一致的。这时，用右手定则更方便一些。3.楞次定律的应用。楞次定律的应用应该严格按以下四步进行： 确定原磁场方向； 判定原磁场如何变化 （增大还是减小）；确定感应电流的磁场方向 （增反减同）；根据安培定则判定感应电流的方向。典型例题：例一如图所示， 有两个同心导体圆环。内环中通有顺时针方向的电流，外环中原
7、来无电流。.当内环中电流逐渐增大时，外环中有无感应电解：由于磁感线是闭合曲线，内环内部向里的磁的所有磁感线条数SN流？方向如何？感线条数和内环外部向外v0M相等， 所以外环所围面积内（这里指包括内环圆面积在内的总面积，而不只是环形区域的面积）的总磁通向里、增大，所以外环中感应电流磁场的方向为向外，由安培定则，外环中感应电流方向为逆时针。例 2. 如图所示，闭合导体环固定。条形磁铁 S 极向下以初速度 v0 沿过导体环圆心的竖直线下落过程，导体环中的感应电流方向如何？解：从“阻碍磁通量变化”来看，当条形磁铁的中心恰好位于线圈M 所在的水平面时，磁铁内部向上的磁感线都穿过了线圈，而磁铁外部向下穿过
8、线圈的磁通量最少，所以此时刻穿过线圈 M 的磁通量最大。因此全过程中原磁场方向向上，先增后减，感应电流磁场方向先下后上，感应电流先顺时针后逆时针。(2) 从“阻碍相对运动”来看，线圈对应该是先排斥（靠近阶段）后吸引（远离阶段），把条形磁铁等效为螺线管，该螺线管中的电流是从上向下看逆时针方向的，根据 “同向电流互相吸引，反向电流互相排斥” ，感应电流方向应该是先顺时针后逆时针的，与前一种方法的结论相同。例 3. 如图所示， O1O2 是矩形导线框 abcd 的对称轴，其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场。以下哪些情况下 abcd 中有感应电流产生？方向如何？A. 将 abcd 向纸外平移B.将 ab
9、cd 向右平移C.将 abcd 以 ab 为轴转动60D.将 abcd 以 cd 为轴转动60解： A 、C 两种情况下穿过abcd 的磁通量没有发生变化，无感应电流产生。B、D 两种情况下原磁通向外，减少，感应电流磁场向外，感应电流方向为abcd。O1adbcO2.第三课时电磁感应定律综合应用基础知识：1. 电磁感应中的动力学问题：综合的链接点是安培力，感应电流与导体的加速度是相互影响制约的关系，这种问题一般来说导体不是做匀速运动而是一个动态变化的过程，这类问题重点是导体运动过程的分析，充分利用号右手定则和左手定则，注意运动过程物体所受到的摩擦力的变化。例题讲解：例一如图所示，长L1宽 L
10、2的矩形线圈电阻为R，处于磁感应强度为B 的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。 求：将线圈以向右的速度v 匀速拉出磁场的过程中，拉力的大小 F； 拉力的功率 P； 拉力做的功 W； 线圈中产生的电热 Q ；通过线圈某一截面的电荷量 q 。解：这是一道基本练习题，要注意计算中所用的边长是L1 还是 L2，还应该思考一下这些物理量与速度 v 之间有什么关系。EBIL2,B 2 L 22 v PFvB 2 L22 v 22 E BL2 v, I, FFvRvRRW FL1B 2 L22 L1 vv Q W v qI tE t与 v 无关RRR特别要注意电热Q 和电荷 q 的区别，其中 qR与速度无关R
11、abmL例二如图所示，竖直放置的U 形导轨宽为L，上端串有电阻R（其余导体部分的电阻都忽略不计）。磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直于纸面向外。金属棒ab 的质量为m，与导轨接触良好，不计摩擦。从静止释放后ab 保持水平而下滑。试求ab 下滑的最大速度vm解：释放瞬间ab 只受重力，开始向下加速运动。随着速度的增大，感应电动势E、感应电流 I 、安培力 F 都随之增大，加速度随之减小。当F 增大到 F=mg 时，加速度变为零，这时ab 达到最大速度。由 FB 2 L2 vmmg ，可得 vmmgRRB 2L2这道题也是一个典型的习题。 要注意该过程中的功能关系： 重力做功的过程是重力势能向动能和电能转化的过程； 安培力做功的过程是机械能向电能转化的过程；合外力（重力和安培力） 做功的过程是动能增加的过程；电流做功的过程是电能向内能转化的过程。达到稳定速度后， 重力势能的减小全部转化为电能，电流做功又使电能全部转化为内能。这时重力.的功率等于电功率也等于热功率。进一步讨论：如果在该图上端电阻的右边串联接一只电键，让ab 下落一段距离后再闭合电键，那么闭合电键后ab 的运动情况又将如何？（无论何时闭合电键，ab 可能先加速后匀速，也可能先减速后匀速， 还可能
