第四章電磁感應復習

電磁感應復習一、電磁感應現(xiàn)象：1．電磁感應現(xiàn)象：不論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產生，這種利用____產生_____的現(xiàn)象叫做電磁感應，電磁感應現(xiàn)象中產生的電流叫感應電流。2．產生感應電動勢和感應電流的條件：（1）穿過電路的_______發(fā)生變化或導體作切割磁感線運動時產生感應電動勢(注意：與線路是否閉合無關)（2）穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化或閉合電路的部分導體作___________運動時產生感應電流（3）磁通發(fā)生變化的幾種基本情況：①回路面積不變，而磁感應強度發(fā)生變化(B變)；②磁場不變，而回路面積發(fā)生變化(S變)；③磁場和回路面積均不變，但回路平面與磁場的方向發(fā)生了變化(θ變)；④閉合電路的一部分做切割磁感線的運動.磁場電流磁通量切割磁感線例1：線圈在長直導線電流的磁場中，做如圖的運動：A向右平動；B向下平動；C繞軸轉動(邊bc向外)；D從紙面向紙外做平動，E向上平動(邊bc上有個缺口)；則線圈中有感應電流的是()答案：BCD典型題型一、感應電流產生條件判斷答案：A例2、如圖所示，線圈abcd垂直于有界勻強磁場，且其有一半在磁場中，另一半在磁場外，則下列哪種情況可產生感應電流：()A.以ab邊為軸轉過60°B.以cd邊為軸轉過60°C.以ab邊為軸轉過180°的過程中，一直有感應電流D.以cd邊為軸轉過180°的過程中，一直有感應電流二．感應電流(電動勢)的方向楞次定律aba相當于電源正極b相當于電源負極2、閉合電路磁通量變化而引起的感應電流方向判斷方法：

楞次定律1、閉合電路部分導體切割磁感線而引起的感應電流方向判斷方法：右手定則四指指向電源___極正楞次定律1．內容：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化2．適用范圍：磁通量變化而產生感應電流方向判斷3．判斷步驟：①明確閉合回路范圍內的磁場方向（原磁場）②分析穿過閉合電路的磁通量的變化（增大、減?。鄹鶕?jù)楞次定律判斷感應電流的磁場的方向（新磁場）④利用安培定則判定感應電流的方向“增反減同”、“來拒去留”、“增縮減擴”

“阻礙但不阻止”典型題型二、判斷感應電流(感應電動勢)方向例3：判斷感應電流方向P向右滑動答案：從上往下看，先順時針后逆時針;順時針->逆時針->順時針;ABCD注：右手定則是楞次定律的一種特殊運用。右手定則適用于閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動時產生感應電流的方向判斷；而楞次定律適用于一切電磁感應現(xiàn)象中感應電流方向的判斷，更具有普遍性.如圖13-1所示，ab是一個可繞垂直于紙面的軸O轉動的閉合矩形導線框，當滑線變阻器R的滑片P自左向右滑動時，線框ab將[]A．保持靜止不動B．逆時針轉動C．順時針轉動D．發(fā)生轉動，但因電源極性不明，無法確定轉動方向C感應電流產生的效果總是阻礙原磁通量的變化.典型題型三.對楞次定律中“阻礙”的理解①阻礙原磁通量的變化②阻礙導體和磁體之間的相對運動例3:如圖所示，a、b都很輕的鋁環(huán)，環(huán)a是閉合的，環(huán)b不閉合。a、b環(huán)都固定在一根可繞O點自由轉動的水平細桿上，此時整個裝置靜止，下列說法中正確的是()A．使條形磁鐵N極垂直a環(huán)靠近a，a靠近磁鐵B．使條形磁鐵N極垂直a環(huán)遠離a，a靠近磁鐵C．使條形磁鐵N極垂直b環(huán)靠近b，b靠近磁鐵D．使條形磁鐵N極垂直b環(huán)靠近b，b將不動感應電流產生的效果要阻礙導體和磁體之間的相對運動.√√練習:在條形磁鐵的中間位置的正上方水平固定一銅質圓環(huán)，如圖所示。以下判斷中正確的是（不計空氣阻力）（）A．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時環(huán)的機械能守恒B．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時磁鐵對桌面的壓力比磁鐵重力大C．給磁鐵水平向右的初速度，磁鐵滑出時做減速運動D．給磁鐵水平向右的初速度，圓環(huán)產生向左的運動趨勢AC③阻礙原電流的變化如圖所示，線圈L1、鐵芯M、線圈L2都可以自由移動，S合上后使L2中有感應電流且流過電阻R的電流方向為a→b，可采取的辦法是（）A．使L2迅速靠近L1

B．斷開電源開關SC．將鐵芯M插入D．將鐵芯M抽出AC四、法拉第電磁感應定律1.法拉第電磁感應定律：電磁感應中感應電動勢的大小，即跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比，即：2、特例：當導體在勻強磁場中切割磁感線時，切割法表達式

ε=BLv⊥3、注意：①產生感應電動勢的那部分導體相當于電源，該電源的正負極由楞次定律來確定，注意電源內部電流是由負極流向正極.②用磁通變化計算感應電動勢常見有三種情況：③導體“切割”計算感應電動勢時要區(qū)分兩種切割時的算法：單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，轉軸垂直于磁場，若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則()A.線圈中0時刻感應電動勢最大B.線圈中D時刻感應電動勢為0C.線圈中D時刻感應電動勢最大D.線圈中0至D時間內平均感應電動勢為1.4V④計算一般為Δt內的平均感應電動勢，它一般不等于ε的算術平均值典型題型四、答案：AB直接寫出下圖所示各種情況下導線ab兩端的感應電動勢的表達式(B.L.ν.θ已知)：切割公式答案：①E=Blvsinθ;②E=2BRv;③E=BRv公式中的L為有效切割長度：即垂直于B、垂直于v且處于磁場中的直線部分長度例、用均勻導線做成的正方形線框每邊長為0.2m，正方形的一半放在垂直紙面向里的勻強磁場中，如圖所示，當磁場以每秒10T的變化率增強時，線框中a、b兩點電勢差Uab是多少？答案：Uab=-0.1V說明：在電磁感應與電路計算的習題中，要把電源部分和外電路區(qū)分開，找出等效電路，然后利用法拉第電磁感應定律求電動勢．利用閉合電路歐姆定律和串聯(lián)關系進行求解是解決這類問題應采用的一般方法．五、電磁感應中的圖象問題電磁感應的圖象問題大致分兩類:(1)給定的電磁感應過程畫出或選出正確的圖象(2)給定相關圖象分析電磁感應過程,求解相應的物理量.分析圖象時應注意:(1)圖象中坐標軸各代表什么意義.(2)圖象中縱坐標的正負表示什么意義.(3)畫圖象時應注意初始狀態(tài)如何以及正方向的選取.(4)注意圖象橫軸、縱軸截距的物理意義以及圖象斜率的物理意義.√B圖1IBt/sO圖22345E2E0E0-E0-2E0O12345t/sE2E0E0-E0-2E0O12345t/sE2E0E0-E0-2E0O12345t/sE2E0E0-E0-2E0O12345t/sABCD圖3

例：（06天津）在豎直向上的勻強磁場中，水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應電流的正方向如圖1所示，當磁場的磁感應強度B隨時間t如圖2變化時，圖3中正確表示線圈感應電動勢E變化的是

例2:如圖所示，一寬40cm的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里．一邊長為20cm的正方形導線框位于紙面內，以垂直于磁場邊界的恒定速度v＝20cm/s通過磁場區(qū)域，在運動過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行．取它剛進入磁場的時刻t＝0.在下列圖線中，正確反映感應電流隨時間變化規(guī)律的是dcba思考:你能作出ad間電壓與時間的關系圖象嗎?[c]六、電磁感應中能量轉化問題導體切割磁感線或磁通量發(fā)生變化在回路中產生感應電流，機械能或其他形式的能量便轉化為電能。具有感應電流的導體在磁場中受安培力作用或通過電阻發(fā)熱，又使電能轉化為機械能或內能，因此電磁感應過程中總是伴隨著能量轉化。W克安=E電=Q熱（克服安培力做功量度閉合回路中產生的電能,感應電流做功使電能再轉化為其它形式能,若為純電阻電路,則電能全部轉化為內能）

P克安=P電=P熱2.建立方程時,通常采用動能定理

如圖所示，固定位置在同一水平面內的兩根平行長直金屬導軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上磁感應強度大小為B的勻強磁場中。一質量為m（質量分布均勻）的導體桿ab垂直于導軌放置，且與兩導軌保持良好接觸，桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)為u。