物理必修课件 第九章 第二讲 法拉第电磁感应定律自感和涡流

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1、一、感应电动势1．定义：在现象中产生的电动势．产生电动势的那部分导体相当于电源，其电阻相当于电源的内阻．2．产生条件：无论电路是否闭合，只要穿过电路的发生变化，电路中就一定产生感应电动势．磁通量电磁感应3．感应电流与感应电动势的关系(1)在等效电源内部电流由极流向极．(2)遵守定律，即I＝.二、法拉第电磁感应定律1．法拉第电磁感应定律(1)内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的成正比．(2)公式：.负正闭合电路欧姆磁通量的变化率E＝n2．导体切割磁感线的情形(1)一般情况：运动速度v和磁感线方向夹角为θ，则E＝.(2)常见情况：运动速度v和磁感线方向垂直，则E＝.(3)导体棒在磁场中

2、转动：导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势E＝Bl＝(平均速度取中点位置线速度lω)．BLvsinθBLvBl2ωE＝n往往用来求Δt时间内的平均感应电动势，而E＝Blvsinθ常用来求瞬时电动势，但两公式又是统一的．三、自感现象1．概念：由于线圈本身的电流发生而产生的电磁感应现象．变化2．自感电流：在自感现象中产生的感应电流．总是原电流的变化．阻碍3．自感电动势：在现象中产生的感应电动势．(1)大小表达式：E＝.(其中为电流变化率，L为自感系数)(2)自感系数①影响因素：、、．②单位：亨利(H)；1H＝mH＝μH.自感L线圈匝数横截面积有无铁芯103106四

3、、涡流1．概念：发生电磁感应时，导体中产生的像水的旋涡样的．感应电流2．产生原因：变化的电流产生，激发出，形成感应电流．变化的磁场感生电场1．感应电动势的大小决定于穿过回路的磁通量的变化率，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系．2．磁通量的变化率是Φ－t图象上某点切线的斜率．3．若恒定，则E不变．用E＝n所求的感应电动势为整个回路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的电动势．4．磁通量的变化常由B的变化或S的变化两种情况引起．(1)当ΔΦ仅由B的变化引起时，E＝nS.(2)当ΔΦ仅由S的变化引起时，E＝nB.1．Φ很大，可能很小，Φ很小，可能很大，感应电动势的大小由决定．2．计

4、算通过导体截面积的电荷量时，要用电流或电动势的平均值．即q＝Δt＝Δt＝，q大小与ΔΦ有关．1．下列说法正确的是()A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B．线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大C．线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大D．线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大解析：A、B两项显然违背法拉第电磁感应定律内容．对于C项，磁感应强度越大，线圈的磁通量不一定大，ΔΦ也不一定大，更不一定大，故C错．只有D项，磁通量变化得快，即大，由于E＝n可知，选项D正确．答案：D1．适用范围：该公式只适用于导体切割磁感线运动的情况．2．对

5、“θ”的理解：公式E＝Blvsinθ中的“θ”为B与v方向间的夹角，当θ＝90°(即B⊥v)时，E＝BLv.3．对l的理解：公式E＝Blvsinθ中的l为有效切割长度，即导体在与v垂直的方向上的投影长度，如图9－2－1所示，有效长度l分别为：(甲)图：l＝cd·sinβ；(乙)图：沿v1方向运动时，l＝MN沿v2方向运动时，l＝0；(丙)图：沿v1方向运动时，l＝R沿v2方向运动时，l＝0沿v3方向运动时，l＝R.4．公式E＝Blvsinθ中的v若为瞬时速度，则E为瞬时电动势；当v为平均速度，E为平均电动势．图9－2－12．(2009·山东高考)如图9－2－2所示，一导线弯成半径为a的半圆形

6、闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是()图9－2－2A．感应电流方向不变B．CD段直导线始终不受安培力C．感应电动势最大值Em＝BavD．感应电动势平均值πBav解析：导体切割磁感线产生电动势，由右手定则可知，感应电流方向不变，A正确．感应电动势最大值即切割磁感线等效长度最大时的电动势，故Em＝Bav，C正确．①ΔΦ＝B·πa2②Δt＝③由①②③得πBav，D正确．答案：ACD通电自感断电自感电路图通电自感断电自感器材要求A1、A2同规格，R＝R

7、L，L较大L很大(有铁芯)现象在S闭合瞬间，灯A2立即亮起来，灯A1逐渐变亮，最终一样亮在开关S断开时，灯A渐渐熄灭或闪亮一下再熄灭通电自感断电自感原因由于开关闭合时，流过电感线圈的电流增大，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，使流过灯A1的电流比流过灯A2的电流增加得慢S断开时，线圈L产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间；灯A中电流反向不会立即熄灭．若RLIA，则