第四章電磁感應復習

電磁感應復習一、電磁感應現(xiàn)象：1．電磁感應現(xiàn)象：不論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生，這種利用____產(chǎn)生_____的現(xiàn)象叫做電磁感應，電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流叫感應電流。2．產(chǎn)生感應電動勢和感應電流的條件：（1）穿過電路的_______發(fā)生變化或導體作切割磁感線運動時產(chǎn)生感應電動勢(注意：與線路是否閉合無關)（2）穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化或閉合電路的部分導體作___________運動時產(chǎn)生感應電流（3）磁通發(fā)生變化的幾種基本情況：①回路面積不變，而磁感應強度發(fā)生變化(B變)；②磁場不變，而回路面積發(fā)生變化(S變)；③磁場和回路面積均不變，但回路平面與磁場的方向發(fā)生了變化(θ變)；④閉合電路的一部分做切割磁感線的運動.磁場電流磁通量切割磁感線例1：線圈在長直導線電流的磁場中，做如圖的運動：A向右平動；B向下平動；C繞軸轉動(邊bc向外)；D從紙面向紙外做平動，E向上平動(邊bc上有個缺口)；則線圈中有感應電流的是()答案：BCD典型題型一、感應電流產(chǎn)生條件判斷答案：A例2、如圖所示，線圈abcd垂直于有界勻強磁場，且其有一半在磁場中，另一半在磁場外，則下列哪種情況可產(chǎn)生感應電流：()A.以ab邊為軸轉過60°B.以cd邊為軸轉過60°C.以ab邊為軸轉過180°的過程中，一直有感應電流D.以cd邊為軸轉過180°的過程中，一直有感應電流二．感應電流(電動勢)的方向楞次定律aba相當于電源正極b相當于電源負極2、閉合電路磁通量變化而引起的感應電流方向判斷方法：

楞次定律1、閉合電路部分導體切割磁感線而引起的感應電流方向判斷方法：右手定則四指指向電源___極正楞次定律1．內容：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化2．適用范圍：磁通量變化而產(chǎn)生感應電流方向判斷3．判斷步驟：①明確閉合回路范圍內的磁場方向（原磁場）②分析穿過閉合電路的磁通量的變化（增大、減小）③根據(jù)楞次定律判斷感應電流的磁場的方向（新磁場）④利用安培定則判定感應電流的方向“增反減同”、“來拒去留”、“增縮減擴”

“阻礙但不阻止”典型題型二、判斷感應電流(感應電動勢)方向例3：判斷感應電流方向P向右滑動答案：從上往下看，先順時針后逆時針;順時針->逆時針->順時針;ABCD注：右手定則是楞次定律的一種特殊運用。右手定則適用于閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動時產(chǎn)生感應電流的方向判斷；而楞次定律適用于一切電磁感應現(xiàn)象中感應電流方向的判斷，更具有普遍性.如圖13-1所示，ab是一個可繞垂直于紙面的軸O轉動的閉合矩形導線框，當滑線變阻器R的滑片P自左向右滑動時，線框ab將[]A．保持靜止不動B．逆時針轉動C．順時針轉動D．發(fā)生轉動，但因電源極性不明，無法確定轉動方向C感應電流產(chǎn)生的效果總是阻礙原磁通量的變化.典型題型三.對楞次定律中“阻礙”的理解①阻礙原磁通量的變化②阻礙導體和磁體之間的相對運動例3:如圖所示，a、b都很輕的鋁環(huán)，環(huán)a是閉合的，環(huán)b不閉合。a、b環(huán)都固定在一根可繞O點自由轉動的水平細桿上，此時整個裝置靜止，下列說法中正確的是()A．使條形磁鐵N極垂直a環(huán)靠近a，a靠近磁鐵B．使條形磁鐵N極垂直a環(huán)遠離a，a靠近磁鐵C．使條形磁鐵N極垂直b環(huán)靠近b，b靠近磁鐵D．使條形磁鐵N極垂直b環(huán)靠近b，b將不動感應電流產(chǎn)生的效果要阻礙導體和磁體之間的相對運動.√√練習:在條形磁鐵的中間位置的正上方水平固定一銅質圓環(huán)，如圖所示。以下判斷中正確的是（不計空氣阻力）（）A．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時環(huán)的機械能守恒B．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時磁鐵對桌面的壓力比磁鐵重力大C．給磁鐵水平向右的初速度，磁鐵滑出時做減速運動D．給磁鐵水平向右的初速度，圓環(huán)產(chǎn)生向左的運動趨勢AC③阻礙原電流的變化如圖所示，線圈L1、鐵芯M、線圈L2都可以自由移動，S合上后使L2中有感應電流且流過電阻R的電流方向為a→b，可采取的辦法是（）A．使L2迅速靠近L1

B．斷開電源開關SC．將鐵芯M插入D．將鐵芯M抽出AC四、法拉第電磁感應定律1.法拉第電磁感應定律：電磁感應中感應電動勢的大小，即跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比，即：2、特例：當導體在勻強磁場中切割磁感線時，切割法表達式

ε=BLv⊥3、注意：①產(chǎn)生感應電動勢的那部分導體相當于電源，該電源的正負極由楞次定律來確定，注意電源內部電流是由負極流向正極.②用磁通變化計算感應電動勢常見有三種情況：③導體“切割”計算感應電動勢時要區(qū)分兩種切割時的算法：單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，轉軸垂直于磁場，若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則()A.線圈中0時刻感應電動勢最大B.線圈中D時刻感應電動勢為0C.線圈中D時刻感應電動勢最大D.線圈中0至D時間內平均感應電動勢為1.4V④計算一般為Δt內的平均感應電動勢，它一般不等于ε的算術平均值典型題型四、答案：AB直接寫出下圖所示各種情況下導線ab兩端的感應電動勢的表達式(B.L.ν.θ已知)：切割公式答案：①E=Blvsinθ;②E=2BRv;③E=BRv公式中的L為有效切割長度：即垂直于B、垂直于v且處于磁場中的直線部分長度例、用均勻導線做成的正方形線框每邊長為0.2m，正方形的一半放在垂直紙面向里的勻強磁場中，如圖所示，當磁場以每秒10T的變化率增強時，線框中a、b兩點電勢差Uab是多少？答案：Uab=-0.1V說明：在電磁感應與電路計算的習題中，要把電源部分和外電路區(qū)分開，找出等效電路，然后利用法拉第電磁感應定律求電動勢．利用閉合電路歐姆定律和串聯(lián)關系進行求解是解決這類問題應采用的一般方法．五、電磁感應中的圖象問題電磁感應的圖象問題大致分兩類:(1)給定的電磁感應過程畫出或選出正確的圖象(2)給定相關圖象分析電磁感應過程,求解相應的物理量.分析圖象時應注意:(1)圖象中坐標軸各代表什么意義.(2)圖象中縱坐標的正負表示什么意義.(3)畫圖象時應注意初始狀態(tài)如何以及正方向的選取.(4)注意圖象橫軸、縱軸截距的物理意義以及圖象斜率的物理意義.√B圖1IBt/sO圖22345E2E0E0-E0-2E0O12345t/sE2E0E0-E0-2E0O12345t/sE2E0E0-E0-2E0O12345t/sE2E0E0-E0-2E0O12345t/sABCD圖3

例：（06天津）在豎直向上的勻強磁場中，水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應電流的正方向如圖1所示，當磁場的磁感應強度B隨時間t如圖2變化時，圖3中正確表示線圈感應電動勢E變化的是

例2:如圖所示，一寬40cm的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里．一邊長為20cm的正方形導線框位于紙面內，以垂直于磁場邊界的恒定速度v＝20cm/s通過磁場區(qū)域，在運動過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行．取它剛進入磁場的時刻t＝0.在下列圖線中，正確反映感應電流隨時間變化規(guī)律的是dcba思考:你能作出ad間電壓與時間的關系圖象嗎?[c]六、電磁感應中能量轉化問題導體切割磁感線或磁通量發(fā)生變化在回路中產(chǎn)生感應電流，機械能或其他形式的能量便轉化為電能。具有感應電流的導體在磁場中受安培力作用或通過電阻發(fā)熱，又使電能轉化為機械能或內能，因此電磁感應過程中總是伴隨著能量轉化。W克安=E電=Q熱（克服安培力做功量度閉合回路中產(chǎn)生的電能,感應電流做功使電能再轉化為其它形式能,若為純電阻電路,則電能全部轉化為內能）

P克安=P電=P熱2.建立方程時,通常采用動能定理

如圖所示，固定位置在同一水平面內的兩根平行長直金屬導軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上磁感應強度大小為B的勻強磁場中。一質量為m（質量分布均勻）的導體桿ab垂直于導軌放置，且與兩導軌保持良好接觸，桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)為u。