2010电磁感应与交变电流

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1、电磁感应和电路第1课时电磁感应与交变电流基础回扣1.感应电流磁通量2.感应电动势的产生(1)感生电场:英国物理学家麦克斯韦的电磁场理论认为,变化的磁场能在周围空间激发电场,这种电场叫感生电场.感生电场是产生的原因.(2)感生电动势:由感生电场产生的电动势称为感生电动势.如果在感生电场所在的空间存在导体,在导体中就能产生感生电动势,感生电动势在电路中的作用就是.感生电动势电源(3)动生电动势:由于导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势.产生动生电动势的那部分导体相当于.3.感应电动势的计算(1)法拉第电磁感应定律:E=

2、.若B变,而S不变,则E=;若S变而B不变,则E=.常用于计算电动势.(2)导体垂直切割磁感线:E=Blv,主要用于求电动势的值.(3)如图所示,导体棒围绕棒的一端在垂直磁场的平面内做匀速圆周运动而切割磁感线产生的电动势E=.电源瞬时平均(4)感应电荷量的计算回路中发生磁通量变化时,在Δt内迁移的电荷量(感应电荷量)为q=IΔt=.可见,q仅由回路电阻和变化量决定,与发生磁通量变化的时间无关.4.交变电流的产生及表示(1)在匀强磁场里,绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是电流.(2)若N匝面积为S的线圈以角

3、速度ω绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,从中性面开始计时,其函数形式为:e=,用Em=NBSω表示电动势最大值,则有e=.其电流大小为i=磁通量正弦交变NBSωsinωtEmsinωt5.正弦式交流电的有效值与最大值的关系为E=U=,I=,非正弦交流电无此关系,必须根据电流的,用等效的思想来求解.6.变压器的工作原理是根据原理来改变交流电压的.电磁感应热效应思路方法1.判断电磁感应中闭合电路相对运动问题的分析方法(1)常规法:据原磁场(B原方向及ΔΦ情况)确定感应磁场(B感方向)判断感应电流(I感方向)导体受力及运动趋势.(2)

4、效果法:由楞次定律可知,感应电流的“效果”总是阻碍引起感应电流的“原因”.即阻碍物体间的来作出判断.2.电磁感应中能量问题的解题思路(1)明确研究对象、研究过程.(2)进行正确的受力分析、运动分析、感应电路分析(E感和I感的大小、方向、变化)及相互制约关系.(3)明确各力的做功情况及伴随的情况.(4)利用动能定理、能量守恒定律或功能关系列方程求解.3.解决感应电路综合问题的一般思路是“先电后力”,即:先作“源”的分析——分离出电路中由电磁感应所产生的电源,求出电源参数E和r;相对运动能量转化再进行“路”的分析—

5、—分析电路结构,弄清串并联关系,求出相关部分的电流大小,以便安培力的求解;然后是“力”的分析——分析力学研究对象(常是金属杆、导体线圈等)的受力情况,尤其注意其所受的安培力;接着进行“运动”状态的分析——根据力和运动的关系,判断出正确的运动模型;最后是“能量”的分析——寻找电磁感应过程和力学对象的运动过程中其能量转化和守恒的关系.题型1楞次定律和图象的应用例1如图所示为两个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向里和向外,磁场宽度均为L,距磁场区域的左侧L处,有一边为L的正方形导体线框,总电阻为R,且线框平面

6、与磁场方向垂直,现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点.规定:电流沿逆时针方向时的电动势E为正,磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ的方向为正,外力F向右为正.则以下关于线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化的图象正确的是（）对于线圈穿越磁场产生感应电流的图象问题,应注意以下几点:1.要划分不同的运动阶段,对每一过程应用楞次定律和法拉第电磁感应定律进行分析.2.要根据有关物理规律找到物理量间的函数关系,以便确定图象的形状.3.线圈穿越方向相反的两磁场时,要注意有两条边都切割磁感线产生感

7、应电动势.预测演练1如图所示,在MM′、NN′区域中存在垂直纸面向里,宽为2L的匀强磁场.一导线框abcdefg位于纸面内,总电阻为R,其中ab、bc、de、ga四边长度均为L,fg、cd边长度为,ab边与磁场边界MM′重合.从t=0时刻开始,线框以速度v匀速穿过磁场区域,以逆时针方向为线框中的电流的正方向,则下列图象能够正确反映线框中i—t关系的是（）解析在0~时间内,I=;在时刻,有效切割磁场的导线长度为2L,感应电流突变为;在时间内,有效切割长度均匀减小至零,感应电流由均匀减小至0;在时间,线框有效切割长度为L,感应电流

8、为顺时针方向,I=;在时间内的情况与时间内情况类似,但感应电流为顺时针方向.答案A题型2电磁感应中的动力学分析例2、光滑的平行金属导轨长L=2m,两导轨间距d=0.5m,轨道平面与水平面的夹角θ=30°,导轨上端接一阻值为R=0.6Ω的电阻,轨道所在空间有垂直轨道平面向上的匀