【高中物理】电磁感应教案讲义.doc

【高中物理】电磁感应教案讲义.doc

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1、电磁感应一、基础知识1.电磁感应现象楞次定律(1)磁通量:Φ=BS,单位:Wb;是标量,但有正负,正负仅代表穿向。(2)电磁感应现象:当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中产生感应电流,这种利用磁场产生电流的现象。(3)产生条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化、闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动,ΔΦ=ΔBS=BΔS。(4)楞次定律:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量变化。(5)感应电流方向:右手定则,让磁感线穿过掌心,右手大拇指指向导体运动方向,其余四指指向就是电流方向。2.法拉第电磁感应定律自感和涡流(1)法拉第电磁感应定律:E=n,感

2、应电动势大小与穿过这一电路的磁通量变化率成正比。(2)感生电动势:由于磁场变化而产生的感应电动势,回路中处于变化磁场中的线圈相当于电源,方向由楞次定律判断,计算用E=n。(3)动生电动势:由于导体做切割磁感线运动而产生的电动势,做切割运动的导体相当于电源,方向由楞次定律或右手定则判断,计算用,E=n或E=BLVsinθ。(4)互感:两个相互靠近的线圈,其中一个电流发生变化,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电流。(5)自感:由于导体自身的电流变化产生的电磁感应现象。自感电动势总是阻碍自身的电流变化,表示为E=L,L是自感系数,与线圈长度、横

3、截面积、单位长度匝数成正比,线圈有铁芯比无铁芯自感系数大得多。通电自感:在线圈通电的一瞬间,会产生反方向的感应电动势阻碍电流增大,导致线圈中的电流是逐渐增大的。断电自感:断电时的一瞬间,会产生与刚才电流同方向的感应电动势阻碍电流减小,如果此时线圈仍处在回路中,会导致线圈中的电流是逐渐减小的。(6)涡流:由于线圈电流变化,会在附近导体内部产生感应电流,形成闭合回路,这种现象叫涡流。3.电磁感应的综合问题一般解决方法(1)确定电源:做切割磁感线运动的那部分导体相当于电源、处在变化磁场中的线圈相当于电源(2)计算感应电动势:E=n或E=BLVsinθ(3)

4、判断感应电流方向:右手定则、楞次定律(4)计算感应电流:I=(5)判断安培力方向:左手定则(6)计算安培力大小:F=BIL(7)计算导体合外力大小(8)计算导体的加速度:F=ma(9)分析导体的运动状态:v与a方向的关系(10)确定导体的临界状态二、常规题型例1.两圆环A、B同心放置且半径RA>RB,将一条形磁铁置于两环圆心处,且与圆环平面垂直,如图所示,则穿过A、B两圆环的磁通量的大小关系为( C )A.ΦA>ΦBB.ΦA=ΦBC.ΦA<ΦBD.无法确定内部相等,外部A多于B,总的数量=内部-外部,所以B多于A练习1.如图所示,一有限范围的匀强磁场

5、,宽度为d,将一边长为l的正方形导线框以速度为v匀速地通过磁场区域,若d>l,则线圈中不产生感应电流的时间应等于( C )A.B.C.D.线圈刚刚完全进入磁场时至线圈刚刚出磁场前,通过线圈的磁通量不发生变化,线圈中不会产生感应电流练习2.一个单匝矩形线圈abcd,边长ab=30cm,bc=20cm,如图所示放在O-xyz直角坐标系内,线圈平面垂直于Oxy平面,与Ox轴和Oy轴的夹角分别为α=30°和β=60°,匀强磁场的磁感应强度B=10-2T.试计算:当磁场方向分别沿Ox,Oy,Oz方向时,穿过线圈的磁通量各为多少?Φx=BScosβ=3×10-4

6、WbΦy=BScosα=3×10-4WbΦz=0练习3.如图所示,用导线做成的圆形回路与一直导线构成几种位置组合,哪些组合中,切断直导线中的电流时,闭合回路中会有感应电流产生(图A、B、C中直导线都与圆形线圈在同一平面内,O点为线圈的圆心,图D中直导线与圆形线圈垂直,并与中心轴重合)( BC )AD圆环磁通量始终为0,无变化,所以不会有电流产生例2.如图所示,导线ab和cd互相平行,则下列四种情况下导线cd中无电流的是( D )A.开关S闭合或断开的瞬间B.开关S是闭合的,但滑动触头向左滑C.开关S是闭合的,但滑动触头向右滑D.开关S始终闭合,不滑动

7、触头练习1.如图所示,在匀强磁场中的导轨上,有两根等长的平行导线ab和cd,以相同的速度v匀速向右滑动.为使ab中有感应电流产生,对开关S来说( D )A.断开和闭合都可以B.应断开C.断开和闭合都不行D.应闭合开关闭合abNM才会有电流,abcd速度一样,不会有电流练习2.如图所示,一个矩形铁芯上绕制两个线圈A和B.在下列关于B线圈中是否有感应电流的判断中,正确的是( BC )A.S闭合后,B线圈中一直有感应电流B.S闭合一段时间后,B中感应电流消失,但移动变阻器滑片时,B中又有感应电流出现C.在S断开和闭合的瞬间,B中都有感应电流D.因为A、B两

8、线圈是两个不同的回路,所以B中始终没有感应电流磁通量发生变化就会有感应电流练习3.如图所示,固定于水平面上的

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