電磁感應(yīng)定律

1、4電磁感應(yīng)定律學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識 脈 絡(luò)1.知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象及產(chǎn)生條件(難點)2知道法拉第電磁感應(yīng)定律，會用法拉第電磁感應(yīng)定律計算感應(yīng)電動勢的大小(重點)3了解發(fā)電機的工作原理.自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知知識梳理一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1電磁感應(yīng)現(xiàn)象是英國物理學(xué)家法拉第在奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的啟發(fā)下，經(jīng)過十年不懈努力發(fā)現(xiàn)的2概念(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象：只要通過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，就會在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種由于磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)(2)感應(yīng)電流：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中所生成的電流叫感應(yīng)電流二、法拉第電磁感應(yīng)定律發(fā)電機1感應(yīng)電動勢(1)概念：由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電

2、動勢(2)產(chǎn)生條件：只要穿過回路的磁通量發(fā)生改變，在回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢2法拉第電磁感應(yīng)定律(1)內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一回路的磁通量的變化率成正比(2)公式：E，若為n匝線圈，則產(chǎn)生的電動勢為：En.3交流發(fā)電機(1)結(jié)構(gòu)：產(chǎn)生磁場的磁體、線圈、轉(zhuǎn)軸、滑環(huán)、電刷等組成(2)原理：線圈在磁場中切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生感應(yīng)電流(3)常見的發(fā)電機形式有：水力、風(fēng)力、蒸汽壓力等4新型發(fā)電方式其他發(fā)電形式有：太陽能發(fā)電、磁流體發(fā)電等，此外還有新型化學(xué)電池發(fā)電，熱電子發(fā)射發(fā)電等基礎(chǔ)自測1思考判斷(1)奧斯特發(fā)現(xiàn)了“電生磁”的現(xiàn)象之后，激發(fā)人們?nèi)ヌ剿鳌按派姟钡姆椒?)(2)法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)

3、現(xiàn)象()(3)只要穿過回路的磁通量發(fā)生改變，回路中就有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生()(4)線圈中磁通量的變化量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大()(5)線圈中磁通量變化越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大()【提示】(1)(2)(3)(4)×(5)2關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A只要有磁通量穿過電路，電路中就有感應(yīng)電流B只要閉合電路在做運動，電路中就有感應(yīng)電流C只要穿過閉合電路的磁通量足夠大，電路中就有感應(yīng)電流D只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電流D產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件為：穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，或者閉合回路的一部分電路做切割磁感線運動，D正確3下列現(xiàn)象涉及電磁感應(yīng)的是()B

4、電子束在顯像管中的偏轉(zhuǎn)是運動電荷在磁場中偏轉(zhuǎn)，故A錯誤；安全門報警是利用電磁感應(yīng)原理工作的，故B正確；燈絲顫抖是因為通電電流受到磁場力的作用，故C錯誤；電子束在磁場中偏轉(zhuǎn)是利用了運動電荷在磁場中偏轉(zhuǎn)，故D錯誤故選B.4穿過一個單匝閉合線圈的磁通量始終為每秒均勻增加1 Wb，則() 【導(dǎo)學(xué)號：37032051】A線圈中感應(yīng)電動勢每秒增加1 VB線圈中感應(yīng)電動勢每秒減少1 VC線圈中感應(yīng)電動勢始終為1 VD線圈中感應(yīng)電動勢始終為一個確定值，但由于線圈有電阻，電動勢小于1 VC磁通量始終保持每秒鐘均勻地增加1 Wb，則En V1 V，知線圈中的感應(yīng)電動勢始終為1 V，與線圈的電阻無關(guān)故C正確，ABD

5、錯誤故選C.合 作 探 究·攻 重 難感應(yīng)電流的產(chǎn)生1感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件其條件可以歸納為兩個：一是電路本身必須閉合，二是穿過回路本身的磁通量發(fā)生變化這里主要體現(xiàn)在“變化”上，回路中有沒有磁通量穿過不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，如果穿過回路的磁通量很大但無變化，那么無論多么大，都不會產(chǎn)生感應(yīng)電流2引起磁通量變化的方法根據(jù)磁通量的定義式BS，引起磁通量變化的方法有：(1)由于磁場變化而引起閉合回路的磁通量的變化(2)磁場不變，由于閉合回路的面積S發(fā)生變化而引起磁通量的變化(3)磁場、閉合回路面積都發(fā)生變化時，也可引起穿過閉合電路的磁通量的變化總之，穿過閉合電路的磁感線條數(shù)發(fā)生變化時磁通量就發(fā)生

6、了變化3產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法(1)閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動如圖2­4­1所示，導(dǎo)體AB做切割磁感線運動時，線路中有電流產(chǎn)生，而導(dǎo)體AB順著磁感線運動時，線路中無電流產(chǎn)生圖2­4­1(2)磁鐵在線圈中運動如圖所示，條形磁鐵插入或拔出線圈時，線圈中有電流產(chǎn)生，但磁鐵在線圈中靜止不動時，線路中無電流產(chǎn)生(3)改變螺線管AB中的電流如圖2­4­2所示，將小螺線管AB插入大螺線管CD中不動，當(dāng)開關(guān)S接通或斷開時，電流表中有電流通過；若開關(guān)S一直接通，當(dāng)改變滑動變阻器的阻值時，電流表中也有電流通過圖2­4­2有一根由

7、金屬絲繞制成的閉合環(huán)套在條形磁鐵上，如圖2­4­3所示，當(dāng)閉合環(huán)收縮導(dǎo)致它所圍的面積減小時：圖2­4­3(1)穿過它的磁通量是否有變化？如有變化，怎樣變？(2)閉合環(huán)中是否存在感應(yīng)電流，為什么？【解析】條形磁鐵內(nèi)部的磁感線方向由S極到N極，外部從N極到S極；條形磁鐵外部向下穿過閉合環(huán)的磁通量抵消了一部分內(nèi)部向上穿過的磁通量，當(dāng)環(huán)收縮時被抵消的部分減少，所以穿過閉合環(huán)的磁通量增加，由于穿過環(huán)的磁通量有變化，所以在環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流【答案】(1)變化；增加(2)有；因為穿過閉合環(huán)的磁通量有變化注意有相反方向的磁場產(chǎn)生的磁通量的判斷、首先要清楚哪個方向的磁通量大

8、，然后再看它們各自如何變化，進(jìn)而判斷總磁通量變化情況.針對訓(xùn)練1如圖2­4­4所示，勻強磁場足夠大，閉合線圈abcd處在磁場中，且與磁感應(yīng)強度B垂直，則下列說法中，正確的是()圖2­4­4A線圈在該平面內(nèi)勻速運動時，有感應(yīng)電流B線圈在該平面內(nèi)做加速直線運動時，有感應(yīng)電流C線圈在該平面內(nèi)以a為圓心做勻速轉(zhuǎn)動時，有感應(yīng)電流D以上三種情況，均無感應(yīng)電流D線圈在該平面內(nèi)勻速運動時，穿過線圈的磁通量不變，則無感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項A錯誤；線圈在該平面內(nèi)做加速直線運動時，穿過線圈的磁通量不變，則無感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項B錯誤；線圈在該平面內(nèi)以a為圓心做勻速轉(zhuǎn)動時，穿過線圈的

9、磁通量不發(fā)生變化，則無感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項C錯誤，D正確；故選D.感應(yīng)電動勢的計算1如何區(qū)分磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率物理量單位物理意義磁通量Wb表示在某時刻或某位置時穿過某一面積的磁感線條數(shù)的多少磁通量的變化量Wb表示在某一過程中穿過某一面積磁通量變化的多少磁通量的變化率Wb/s表示穿過某一面積的磁通量變化的快慢(1)是狀態(tài)量，是閉合回路在某時刻(某位置)穿過回路的磁感線的條數(shù)，當(dāng)磁場與回路平面垂直時，BS.(2)是過程量，是表示閉合回路從某一時刻變化到另一時刻的磁通量的增減，即21.常見磁通量變化方式有：B不變，S變；S不變，B變；B和S都變，回路在磁場中相對位置改變(如轉(zhuǎn)動等)

10、總之，只要影響磁通量的因素發(fā)生變化，磁通量就會變化(3)表示磁通量的變化快慢，即單位時間內(nèi)磁通量的變化，又稱為磁通量的變化率(4)、的大小沒有直接關(guān)系，這一點可與運動學(xué)中v、v、三者類比需要指出的是：很大，可能很小；很小，可能很大；0，可能不為零(如線圈平面轉(zhuǎn)到與磁感線平行時)當(dāng)按正弦規(guī)律變化時，最大時，0，反之，當(dāng)為零時，最大2對法拉第電磁感應(yīng)定律的理解(1)感應(yīng)電動勢的大小決定于穿過電路的磁通量的變化率，與的大小、的大小沒有必然的聯(lián)系，與電路的電阻R也無關(guān)，而感應(yīng)電流的大小與E和R有關(guān)(2)公式En適用于回路中磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的計算，回路可以閉合，也可以不閉合感應(yīng)電動勢是整個

11、閉合電路的感應(yīng)電動勢，不是電路中某部分導(dǎo)體的電動勢(3)如圖2­4­5所示，長為L的導(dǎo)體棒在勻強磁場中切割磁感線，且導(dǎo)體棒與磁場及切割方向相互垂直，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢圖2­4­5導(dǎo)體棒的運動引起回路面積的變化，根據(jù)BS可知EBlv用此式計算導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢大小，非常方便一個共有10匝的閉合矩形線圈，總電阻為10 ，置于水平面上若穿過線框的磁通量在0.02 s內(nèi)，由垂直紙面向里，從6.4×102 Wb均勻減小到零，再反向均勻增加到9.6×102 Wb.則在此時間內(nèi)，線圈內(nèi)導(dǎo)線中的感應(yīng)電動勢大小為多少？ 【導(dǎo)學(xué)號：37032052

12、】思路點撥：磁通量與匝數(shù)無關(guān)，但感應(yīng)電動勢與匝數(shù)有關(guān)磁通量是標(biāo)量，但要注意正值和負(fù)值的意義【解析】設(shè)垂直紙面向外為正方向，在0.02 s內(nèi)，磁通量的變化2(1)219.6×102 Wb6.4×102 Wb0.16 Wb根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：En10× V80 V.【答案】80 V磁通量的變化21.在0.02 s內(nèi)磁場的方向發(fā)生了一次反向.設(shè)垂直紙面向外為正方向，則2(1)21.針對訓(xùn)練2如圖2­4­6所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌，相距l(xiāng)0.50 m，左端接一電阻R0.20 ，磁感應(yīng)強度B0.40 T的勻強磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面，導(dǎo)體棒ac垂直

13、放在導(dǎo)軌上，并能無摩擦地沿導(dǎo)軌滑動，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計，當(dāng)ac棒以v4.0 m/s的速度水平向右勻速滑動時，求：圖2­4­6(1)ac棒中感應(yīng)電動勢的大?。?2)回路中感應(yīng)電流的方向【解析】(1)ac棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢EBlv0.40×0.50×4.0 V0.80 V.(2)由右手定則判定電流方向為ca.【答案】(1)0.80 V(2)方向ca當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙 基1下面所示的實驗示意圖中，用于探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是()DA圖是奧斯特實驗，該實驗證明了通電導(dǎo)線周圍存在著磁場，利用電生磁現(xiàn)象制成了電磁鐵，故A錯誤；B圖中閉合開關(guān)，導(dǎo)

14、線中有電流通過時，它就會運動起來，即說明通電導(dǎo)線在磁場中受力的作用，即是電動機的制作原理，故B錯誤；C圖中閉合開關(guān)，線圈中有電流通過時，它就會運動起來，即說明通電導(dǎo)線在磁場中受力的作用，即是電動機的制作原理，故C錯誤；D圖中磁鐵在進(jìn)入線圈的過程，由于磁通量的變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流；這是用來探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的，故D正確2如圖2­4­7所示，下列情況下線圈中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是() 【導(dǎo)學(xué)號：37032053】圖2­4­7AI增加B線圈向右平動C線圈向下平動D線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)動C當(dāng)I增加時，則穿過線圈的磁通量增大，所以導(dǎo)致線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A錯誤；當(dāng)線圈向

15、右平動時，導(dǎo)致線圈中磁通量變小，則線圈中會出現(xiàn)感應(yīng)電流，故B錯誤；當(dāng)線圈向下平動時，穿過線圈的磁通量仍不變，則線圈中不會出現(xiàn)感應(yīng)電流，故C正確；線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)動時，致線圈中磁通量發(fā)生變化，則線圈中會出現(xiàn)感應(yīng)電流，故D錯誤；故選C.3如圖2­4­8所示，下列各種情況中，穿過回路的磁通量增大的有()圖2­4­8A圖(甲)所示，在勻強磁場中，先把由彈簧狀導(dǎo)線組成回路撐開，而后放手，到恢復(fù)原狀的過程中B圖(乙)所示，裸銅線ab在裸金屬導(dǎo)軌上向右勻速運動過程中C圖(丙)所示，條形磁鐵拔出線圈的過程中D圖(丁)所示，閉合線框遠(yuǎn)離與它在同一平面內(nèi)通電直導(dǎo)線的過程中B由BS得，題圖(甲)穿過回路的磁通量隨閉合回路面積的減小而減小；題圖(乙)穿過回路的磁通量隨閉合回路面積的增大而增加；題圖(丙)穿過線圈的磁通量隨磁極的遠(yuǎn)離而減小；題圖(丁)離通電直導(dǎo)線越遠(yuǎn)