浙江省高三物理復習 第9章 第2講 法拉第電磁感應與自感、渦流課件 新人教版

一、法拉第電磁感應定律1在電磁感應現(xiàn)象中產生的電動勢叫做感應電動勢產生感應電動勢的那部分導體就相當于電源 2法拉第電磁感應定律的內容是：電磁感應中線圈里的感應電動勢跟穿過線圈的磁通量變化率成正比數(shù)學表達式為 式中的n為線圈的匝數(shù)， 又叫磁通量的變化率，E的單位是伏特 .EEntt或t二、導線切割磁感線的感應電動勢1公式：EBLv.2導線切割磁感線的感應電動勢公式的幾點說明：(1)公式僅適用于導體上各點以相同的速度垂直切割勻強磁場的磁感線的情況(2)公式中的B、v、L要求互相兩兩垂直當LB，Lv，而v與B成夾角時，導線切割磁感線的感應電動勢大小為EBLvsin.(3)適用于計算當導體切割磁感線產生的感應電動勢，當v為瞬時速度時，可計算瞬時感應電動勢，當v為平均速度時，可計算平均感應電動勢(4)若導體棒不是直的，EBLvsin中的L為切割磁感線的導體棒的有效長度如圖所示，棒的有效長度為ab的弦長三、自感1自感現(xiàn)象由于導體本身的電流發(fā)生變化而引起2自感電動勢(1)定義：自感現(xiàn)象中產生的電動勢叫做自感電動勢(2)自感電動勢的方向：自感電動勢總是阻礙導體中原來電流的變化，當電流增大時，自感電動勢與原來電流方向相反；當原來電流減小時，自感電動勢的方向與原來電流方向相同另外，“阻礙”不是“阻止”，電流仍在變化(3)自感電動勢大?。?自感電動勢大小與電流的變化率和自感系數(shù)有關，與二者皆成正比關系自感電動勢與電流I、電流的變化量I無關要正確區(qū)分I、I、.在it圖象中， 是圖線上各點切線的斜率大小3自感系數(shù)在電流變化率( )相同的條件下，不同線圈在自感中產生的自感電動勢大小不同，這是由各線圈在某方面特性的差異決定的自感系數(shù)(L)就是描述線圈這一特性的物理量ItIt說明：(1)線圈的自感系數(shù)決定于線圈的自身因素如線圈的長度越長、形狀越粗、單位長度內匝數(shù)越多，它的自感系數(shù)就越大；當線圈帶有鐵芯時，自感系數(shù)比無鐵芯時大得多(2)線圈的自感系數(shù)與線圈是否通電流、電流大小及電流變化快慢等外界因素無關(3)單位：亨利(H)1H103mH106H四、日光燈1啟輝器：利用氖管的輝光放電，起自動把電路接通和斷開的作用2鎮(zhèn)流器：在日光燈點燃時，利用自感現(xiàn)象，產生瞬時高壓，在日光燈正常發(fā)光時，利用自感現(xiàn)象，起降壓限流作用五、渦流當線圈中的電流發(fā)生變化時，這個線圈附近的導體中就會產生感應電流這種電流看起來很像水的旋渦，所以叫做渦流，如圖所示1應用：電磁爐(特點是節(jié)能、環(huán)保，效率高)2防止：變壓器用硅鋼片涂絕緣漆疊合而成一、磁法拉第電磁感應定律例1、如圖921所示，是一種測量通電螺線管中磁場的裝置，把一個很小的測量線圈A放在待測處，線圈與測量電量的沖擊電流計G串聯(lián)，當用雙刀雙擲開關S使螺線管的電流反向時，測量線圈中就產生感應電動勢，從而引起電荷的遷移，由表G測出電量Q，就可以算出線圈所在處的磁感應強度B.已知測量線圈共有N匝，直徑為d，它和表G串聯(lián)電路的總電阻為R，則被測處的磁感強度B為多大？2222(/ 2)BdENNttQRQEItdRBN解量圈中生的感，根據法拉第磁感定律可得： 由姆析：定律得： 由上述二式可得：測線產應電動勢電應歐圖921變式訓練1、A、B兩閉合圓形導線環(huán)用相同規(guī)格的導線制成，它們的半徑之比rArB21，在兩導線環(huán)包圍的空間內存在一正方形邊界的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直于兩導線環(huán)的平面，如圖922所示當磁場的磁感應強度隨時間均勻增大的過程中，求兩導線環(huán)內所產生的感應電動勢之比和流過兩導線環(huán)的感應電流的電流之比圖922000tttttBBBktBtkABSB SEtBEt解析：磁的磁感度均化，刻的磁感度， ，其中的磁感度，一常， 、的半不同，它所包的面不同，但某一刻穿它的磁通量均穿磁所在域面上的磁通量，磁域的面，即在任一刻穿包面上的磁通量是相等的，所以上的磁通量化率是相等的 得 勻強場應強隨時間勻變設 時應強為則為時應強為數(shù)兩導線環(huán)徑們圍積時過們?yōu)檫^場區(qū)積設場區(qū)積為則時過兩導線環(huán)圍兩導線環(huán)變11()1. I() 1 22 AA BBB AABBS SABtEElSRSERSIlrE rIE r磁域面、，由于及 均相同，得，的截面，以所為場區(qū)積對兩導線環(huán)為導線積橫00009-2-3L0 2,222 2 ABvUBRABrABABBLvRABLvRrBBLvBLvCBLvBLvBLvRDBLvRr如所示，一半的半形硬體以速度 ，在水平型框架上速滑，磁的磁感度，定值阻，半形硬體的阻，其余阻不，半形體切割例磁感生感的大小及之的差分， ，、 圖個徑為圓導勻動勻強場應強為電為圓導電為電計則圓導線產應電動勢間電勢別為圖923D0000222ABABLEBLBLvRURvABERRrr切割的有效度，所以 ，的差即路端，所以解析：長為兩點間電勢為電壓變式訓練2、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規(guī)律如圖924所示，則()A線圈中0時刻感應電動勢最大B線圈中0時刻感應電動勢為零C線圈中D時刻感應電動勢為0D線圈中D時間刻感應電動勢最大AC圖924,1,EnnttEtBACD即象斜率，瞬所以解析：，為圖時對為電動勢錯二、自感例3、如圖925所示，a、b燈分別標有“36V,40W”和“36V,25W”，閉合電鍵，調節(jié)R，使a、b都正常發(fā)光這時斷開電鍵后重做實驗：電鍵閉合后看到的現(xiàn)象是什么？穩(wěn)定后哪只燈較亮？再斷開電鍵，又將看到什么現(xiàn)象？圖925解析：重新閉合瞬間，由于電感線圈對電流增大的阻礙作用，a將慢慢亮起來，而b立即變亮穩(wěn)定后兩燈都正常發(fā)光，a的額定功率大，所以較亮這時L的作用相當于一只普通的電阻(就是該線圈的內阻)；斷開瞬間，由于電感線圈對電流減小的阻礙作用，通過a的電流將逐漸減小，a漸漸變暗到熄滅，而abRL組成同一個閉合回路，所以b燈也將逐漸變暗到熄滅，而且開始還會閃亮一下(因為原來有IaIb)，并且通過b的電流方向與原來的電流方向相反這時L的作用相當于一個電源(若a燈的額定功率小于b燈，則斷開電鍵后b燈不會出現(xiàn)“閃亮”現(xiàn)象) 變式訓練3、如圖926所示，多匝線圈L的電阻和電源內阻都很小，可忽略不計，電路中兩個電阻器的電阻均為R，開始時電鍵S斷開此時電路中電流強度為I0，現(xiàn)將電鍵S閉合、線圈L中有自感電動勢產生，下列說法中正確的是()A由于自感電動勢有阻礙電流的作用，電路中電流最終由I0減小到零圖926B由于自感電動勢有阻礙電流的作用，電路中電流最終總小于I0C由于自感電動勢有阻礙電流的作用，電路中電流將保持I0不變D自感電動勢有阻礙電流增大的作用，但電路中電流最終還是要增大到2I0解析：當電鍵閉合時，通過線圈的電流發(fā)生變化，在線圈中產生自感電動勢，自感電動勢阻礙電流的變化，但“阻礙”不是“阻止”“阻礙”實質上是“延緩”，雖然自感電動勢能“延緩”電流的變化，但電流還是要變化的在電鍵S閉合后，由于自感電動勢阻礙電流的增大，電流中的電流不會立刻變?yōu)?I0，但最終仍會增大到2I0.選項D正確