高二物理競賽課件：法拉第電磁感應定律和楞次定律復習

一、法拉第電磁感應定律

當穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化時，回路中將產(chǎn)生感應電流或感應電動勢。導體回路中感應電動勢的大小，與穿過導體回路的磁通量的變化率成正比。動生電動勢和感生電動勢均可求解

閉合回路中感應電流的方向，總是使得它所激發(fā)的磁場來阻止引起感應電流的磁通量的變化；或感應電流的效果，總是反抗引起感應電流的原因。

二、楞次定律本章的主要內容可概括如下：三、動生電動勢1、利用法拉第電磁感應定律計算.2、利用定義計算:步驟:特別:四、有旋電場和感生電動勢的計算(1).利用法拉第電磁感應定律計算(2).利用定義計算(a)對于一個閉合回路:(b)對于一段導線:2.感生電動勢的計算變化磁場產(chǎn)生有旋電場1.有旋電場的計算一般情況比較復雜,但對于場的分布具有特殊對稱的情況可利用有旋電場的性質求解.

半徑為的圓柱形空間分布著均勻磁場，其橫截面如圖，磁感應強度隨時間以恒定速率變化，感生電場的分布情況。大小:六、互感互感系數(shù)互感電動勢五、自感自感系數(shù)自感電動勢自感磁能七、磁場能量磁能密度磁能公式八、位移電流九、麥克斯韋方程組P.36、1.兩個相同的線圈，每個自感系數(shù)均為L。將它們順向串聯(lián)起來，并放得很近，使每個線圈所產(chǎn)生的磁通量全部穿過另一個線圈，則該系統(tǒng)的總自感系數(shù)為(D)(A)0(B)Lo/2(C)2Lo(D)4Lo解：設每個線圈通電流I，則順向串聯(lián)后，設I不變，則2.要使兩個平面線圈相距很近，又要使它們之間的互感系數(shù)為最小，兩線圈應怎樣安放軸線互相垂直

P.36.5.如圖在垂直于長直螺線管軸線的平面上放置兩段導體ab和cd，其中ab在一直徑上，cd放在一弦上，在螺線管接通電流一瞬間，管內產(chǎn)生如圖方向的磁場，ab和cd兩端電勢高低情況分別為()(A)Va＞Vb，Vc＞Vd

(B)Va＜Vb，Vc＜Vd(C)Va=Vb，Vc=Vd

(D)Va=Vb，Vc＞Vda×××××××××××cbd×××p37習題集1.如圖示，長直導線中通有電流I=5.0A，另一矩形線圈共1000匝，寬a=10cm，長L=20cm，以v=2m/s的速度向右平動，求當d=10cm時線圈中的感應電動勢。

解:線圈運動,只有AB邊和CD邊有電動勢方向:順時針繞向.p37習題集2.一圓柱形長直導線，均勻地通有電流I，試求導線內部單位長度儲存的磁場能量(設導線相對磁導率為μr≈1)解:由安培環(huán)路定理求得,單位長度

p37習題集3.一半徑為a的非常小的金屬圓環(huán)，t=0時，它與一半徑為b(b>>a)的金屬圓環(huán)共面且同心，今在大環(huán)中通以恒定電流I，而小環(huán)以角速度ω繞其一直徑勻角速轉動，小環(huán)電阻為R，求(1)小環(huán)中的感應電流；(2)使小環(huán)作勻速轉動所需外力矩解(1)小環(huán)處可視為均勻磁場.(2)要使小環(huán)作勻速轉動,則作用在小環(huán)上的合力矩為零.即外力矩與磁力矩大小相等方向相反.4.一截面為長方形的環(huán)式螺線管(共有N匝)，其尺寸如圖所示，證明：此螺線管的自感系數(shù)為abh證:由(證畢)abhp381.用導線圍成的回路(兩個以O點為心半徑不同的同心圓，在一處用導線沿半徑方向相連)，放在軸線通過O點的圓柱形均勻磁場中，回路平面垂直于柱軸，如圖所示，如磁場方向垂直圖面向里，其大小隨時而減小，則(A)→(D)各圖中哪個圖上正確表示了感應電流的流向？()BP38題2.如圖真空中一長直導線通有電流I(t)=Iosinωt(式中Io、ω為常數(shù))，有一帶滑動邊的矩形導體框與長直導線平行共面，二者相距a，矩形線框的滑動邊與長直導線垂直，它的長度為b，并且以勻速v(方向平行長直導線)滑動。若忽略線框中的自感電動勢，并設開始時滑動邊與對邊重合，試求任意時刻t在矩形框中的感應電動勢，并討論其方向。解:建立圖示坐標系,由楞次定律知:逆時針繞向.由楞次定律知:順時針繞向.t時刻取面元:(1)棒內的動生電動勢隨時間的變化關系，設摩擦忽略不計。P38題3.如圖質量為M，長度為L的金屬棒ab從靜止開始沿傾斜的絕緣框架下滑，設磁場豎直向上，求(2)如果金屬棒AB是沿著光滑的金屬框下滑，當棒到達收尾速度時，其電動勢又是多大？設回路電阻為R。解(1),(2)收尾,加速度為0!回路電阻為R4.一螺繞環(huán)橫截面的半徑為a，中心線的半徑為R，R＞a，其上由表面為絕緣的導線均勻地密繞兩個線圈，一個N1，另