磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的知識(shí)結(jié)構(gòu)

磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的知識(shí)結(jié)構(gòu)第1頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月楞次定律安培定則（右手螺旋定則）：由電流方向確定產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向左手定則：由磁場(chǎng)方向和電流方向確定安培力的方向右手定則：由磁場(chǎng)方向和運(yùn)動(dòng)方向確定感應(yīng)電流的方向結(jié)論：通電受力用左手，運(yùn)動(dòng)生電用右手

注意三個(gè)定則的區(qū)別：第2頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月兩個(gè)定律1、楞次定律：判定感應(yīng)電流的方向應(yīng)用楞次定律判定感應(yīng)電流的方向的步驟：a、判定穿過(guò)閉合電路的原磁場(chǎng)的方向.b、判定穿過(guò)閉合電路的磁通量的變化.c、根據(jù)楞次定律判定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向.d、利用右手螺旋定則判定感應(yīng)電流的方向.2、法拉第電磁感應(yīng)定律：計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。ε=Δφ/Δt第3頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)楞次定律中“阻礙”意義的理解：（1）阻礙原磁場(chǎng)的變化。“阻礙”不是阻止，而是“延緩”，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)不會(huì)阻止原磁場(chǎng)的變化，只能使原磁場(chǎng)的變化被延緩或者說(shuō)被遲滯了，原磁場(chǎng)的變化趨勢(shì)不會(huì)改變，不會(huì)發(fā)生逆轉(zhuǎn)．（2）阻礙的是原磁場(chǎng)的變化，而不是原磁場(chǎng)本身，如果原磁場(chǎng)不變化，即使它再?gòu)?qiáng)，也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．（3）阻礙不是相反．當(dāng)原磁通減小時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)同向，以阻礙其減小；當(dāng)磁體遠(yuǎn)離導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)將和磁體運(yùn)動(dòng)同向，以阻礙其相對(duì)運(yùn)動(dòng)(來(lái)阻去留)．（4）由于“阻礙”，為了維持原磁場(chǎng)的變化，必須有外力克服這一“阻礙”而做功，從而導(dǎo)致其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能．因此楞次定律是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律在電磁感應(yīng)中的體現(xiàn)．第4頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一個(gè)特例導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。大小：ε=BLVSINθ方向：感應(yīng)電流的方向。第5頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、磁通量1.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度與垂直磁場(chǎng)方向的面積S的乘積叫穿過(guò)這個(gè)面的磁通量，簡(jiǎn)稱(chēng)磁通，如果面積S與B不垂直，如圖所示，應(yīng)以B乘以回路平面在垂直于磁場(chǎng)方向上的投影面積S'即Φ=BS'=Bscosα=Bssinβ

在數(shù)值上可以認(rèn)為穿過(guò)面積的磁感應(yīng)線(xiàn)的條數(shù).

SB

第6頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月磁通量B

B第7頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.由B=/S，可知：磁感應(yīng)強(qiáng)度B等于穿過(guò)單位面積的磁通量，因此磁感應(yīng)強(qiáng)度又叫磁通密度.(討論引起其變化的因素)3.磁通量Φ是標(biāo)量，但有方向，為了計(jì)算方便，有時(shí)可規(guī)定進(jìn)該面或出該面為正，疊加時(shí)遵循代數(shù)和法則，即要考慮到相反磁場(chǎng)抵消后的磁通量(即凈磁通量).4.磁通量的單位：韋(Wb).則有：1T=1Wb/m２=1N/Am=1Vs/m２.

第8頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.磁通量Φ、磁通量的變化量△Φ、磁通量的變化率△Φ/△t的區(qū)別.磁通量是指穿插過(guò)某一回路的磁感線(xiàn)的條數(shù)；磁通量的變化量是說(shuō)明磁通量改變了多少，但不能說(shuō)明磁通量改變的快慢，值得注意的是當(dāng)一個(gè)回路平面翻轉(zhuǎn)180°時(shí)，磁通量的大小變不變暫且不論，但方向由正變負(fù)或由負(fù)變正，而磁通量的變化量為△Φ=Φ2-Φ1；磁通量變化率△Φ/△t是指磁通量變化快慢的物理量，決定了該回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，再結(jié)合該回路電阻可決定該電路的感應(yīng)電流的大小.第9頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月磁通量單位：wb磁通量的變化量單位：wb磁通量的變化率單位：wb/s定義穿過(guò)某一面積的磁感線(xiàn)的條數(shù)兩個(gè)不同時(shí)刻磁通量的差值磁通量變化的快慢符號(hào)表示φΔφΔφ/Δt計(jì)算公式Φ=BSSINθ(θ是B與S所成的夾角)Δφ=φ2-φ1(φ2-φ1)/(t2-t1)物理意義Δφ是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件。Δφ/Δt決定了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小比較磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率。第10頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象——感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件1.利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱(chēng)為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所產(chǎn)生的電流稱(chēng)為感應(yīng)電流.2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：①閉合電路；②穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化；閉合電路的一部分做切割磁感線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化第11頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.自感現(xiàn)象——由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫做自感現(xiàn)象。自感電動(dòng)勢(shì)——在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫做自感電動(dòng)勢(shì)。3.自感電動(dòng)勢(shì)的大小跟線(xiàn)圈中電流變化的快慢有關(guān)，即跟線(xiàn)圈中電流強(qiáng)度的變化率成正比。E=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt4.自感系數(shù)L—簡(jiǎn)稱(chēng)自感或電感。自感的單位是亨利.L是反映線(xiàn)圈本身特征的物理量，L的大小跟線(xiàn)圈的形狀、長(zhǎng)短、匝數(shù)及有無(wú)鐵芯有關(guān)，與電流的大小、有無(wú)以及電流變化的快慢都無(wú)關(guān)。自感第12頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.自感線(xiàn)圈的作用：通過(guò)線(xiàn)圈中的電流不能突變

6.自感現(xiàn)象的應(yīng)用：日光燈電路、LC振蕩電路等，7.自感現(xiàn)象的危害與防止：在切斷自感系數(shù)很大、而電流又很強(qiáng)的電路瞬間形成電弧，必須采用特制的安全開(kāi)關(guān)；精密線(xiàn)繞電阻為了消除使用過(guò)程中電流變化引起的自感現(xiàn)象，采用雙線(xiàn)繞法。第13頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月日光燈的構(gòu)造第14頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月——鎮(zhèn)流器跟燈管串聯(lián)，啟動(dòng)器跟燈管并聯(lián),電路圖如右圖。鎮(zhèn)流器的作用——啟動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生高電壓，幫助點(diǎn)燃；正常工作時(shí)的感抗限制電流，保護(hù)燈管。注意：燈管兩端的電壓與鎮(zhèn)流器的電壓之和不等于電源電壓。啟動(dòng)器的作用——自動(dòng)開(kāi)關(guān)可用普通開(kāi)關(guān)或短絕緣導(dǎo)線(xiàn)代替。正常工作時(shí)不起作用，可以去掉。日光燈～S第15頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例1、如圖所示，邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)、h，電阻為R，質(zhì)量為m的金屬線(xiàn)框，自上而下勻速穿過(guò)寬度為h、磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，求線(xiàn)框中產(chǎn)生的熱量?！痢痢痢痢痢痢痢罫hh分析1：線(xiàn)框在穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí)，由于切割運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，并受到F安和G的作用，且F安=G。G

F安分析2：從剛剛進(jìn)去到全部出來(lái)走過(guò)的距離為2h，故所用時(shí)間為2h/v.第16頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例2、如圖所示，金屬框架abcd放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。長(zhǎng)L、質(zhì)量為m的金屬導(dǎo)線(xiàn)PQ與金屬框組成一個(gè)閉合回路，整個(gè)回路的電阻為R，求：1）PQ下滑的最大加速度。2）PQ下滑的最大速度。cabdPQa=gV=mgR/B2L2第17頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例3、如圖所示，Ⅰ和Ⅲ為磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B但方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，Ⅱ?yàn)橹虚g寬為s的無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域。有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)（L>S)、電阻為R的正方形金屬線(xiàn)框abcd從Ⅰ區(qū)域以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，求：1）當(dāng)ab邊進(jìn)入Ⅱ和Ⅲ區(qū)域時(shí)，通過(guò)ab邊的電流的大小和方向，2）把金屬框從Ⅰ區(qū)域完全拉入Ⅲ區(qū)域的過(guò)程中，拉力所做的功。×××××××××ⅠⅡⅢSVabab邊電流方向abWF=2B2L2V(2L-S)/R第18頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例4、如圖所示,兩根相互平行又豎直放置的金屬導(dǎo)軌間距為0.5米，B=4特的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，ab、cd是兩根相同的金屬