家教资料高二物理电磁感应复习Word文件下载.doc
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(1)磁感应强度B不变,有效面积S变化时,则
ΔΦ=Φ2-Φ1=B·
ΔS.
(2)磁感应强度B变化,磁感线穿过的有效面积S不变时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=ΔB·
S.
(3)磁感应强度B和有效面积S同时变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B2S2-B1S1.
【】
面积为S的矩形线框abcd,处在磁感应强度为B的匀强磁场中(磁场区域足够大),磁场方向与线框平面成θ角,如图9-1-1所示,当线框以ab为轴顺时针转900过程中,穿过abcd的磁通量变化量ΔΦ=.
二、电磁感应现象
1.电磁感应现象:
当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应.
2.产生感应电流的条件
表述1:
闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动.
表述2:
穿过闭合电路的磁通量发生变化,即ΔΦ≠0,闭合电路中就有感应电流产生.
3.产生感应电动势的条件
穿过电路的磁通量发生变化.
电磁感应现象的实质是产生感应电动势.如果回路闭合,则有感应电流;
如果回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流.
产生感应电动势的那部分导体相当于电源.
【】下列图中能产生感应电流的是[]
×
×
×
v
V
N
S
(A) (B) (C) (D)(E)(F)
三、感应电流方向的判断
1.右手定则:
伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线从手心垂直进入,大拇指指向导体运动方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向.
2.楞次定律
内容:
感应电流具有这样的方向,就是感应电流产生的磁场,总是要阻碍引起感应电流的磁通量变化.
3.判断感应电流方向问题的思路
运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为:
“一原、二感、三电流”,即为
(1)明确原磁场:
弄清原磁场方向及磁通量的变化情况;
(2)确定感应磁场:
即跟据楞次定律中的“阻碍”原则,结合原磁场磁通量变化情况,确定出感应电流产生的感应磁场的方向;
(3)判定感应电流方向:
即根据感应磁场的方向,运用安培定则判断出感应电流的方向.
即据原磁场(Φ原方向及ΔΦ情况)
确定感应磁场(B感方向)判断感应电流
(I感方向).
1.楞次定律是普遍规律,适用于一切电磁感应现象,而右手定则只适用于导体切割磁感线运动的情况,此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定更简便.
2.右手定则与左手定则的区别:
抓住因果关系才能无误.“因动而电”——用右手;
“因电而动”——用左手.
【】在水平面上有一不规则的多边形导线框,面积为S=20cm2,在竖直方向加以如图9-1-2所示的磁场,则下列说法中正确的是(方向以竖直向上为正)(C)
A.前2s内穿过线框的磁通的变化为ΔΦ=0
B.前1s内穿过线框的磁通的变化为ΔΦ=-30Wb
C.第二个1s内穿过线框的磁通的变化为ΔΦ=-3x10-3Wb
D.第二个1s内穿过线框的磁通的变化为ΔΦ=-1x10-3Wb
二、感应电流方向的判定
感应电流方向的判定方法:
方法一:
右手定则(部分导体切割磁感线)
方法二:
楞次定律
【】某实验小组用如图9-1-3所示的实验装置来验证楞次定律.当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时,通过电流计的感应电流方向是()
A.a→→b
B.先a→→b,后b→→a
C.先b→→a
D.先b→→a,后a→→b
【】如图9-1-4所示,用一根长为L质量不计的绝缘细杆与一个上弧长为、下弧长为d0的金属线框的中点连结并悬挂于O点,悬点正下方存在一个上弧长为2、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场,且d0<
<
L.先将线框拉开到如图所示位置,松手后让线框进入磁场,忽略空气阻力和摩擦
力,下列说法正确的是((D)
A.金属线框进入磁场时感应电流的方向为
a→b→c→d→a
B.金属线框离开磁场时感应电流的方向为
a→d→c→b→a
C.金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等
D.金属线框最终将在磁场内做简谐运动
三、楞次定律推论的应用
在实际问题的分析中,楞次定律的应用可拓展为以下四个方面
①阻碍原磁通量的变化,即“增反减同”;
②阻碍相对运动,即“来拒去留”;
③使线圈面积有扩大或缩小的趋势,即“大
小小大”;
④阻碍导体中原来的电流发生变化,即“自
感现象”.
【】如图9-1-5所示,ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈,当滑动变
阻器R滑片P自左向右滑的过程中,线圈ab将(B)
A.静止不动
B.顺时针转动
C.逆时针转动
D.发生转动,但电源的极性不明,无法确定转动方向
四、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合应有
解决此类问题的关键是抓住因果关系
①因电而生磁(I→B)→安培定则
②因动而生电(v、B→I感)→右手定则
③因电而受力(I、B→F安)→左手定则
【】在图9-1-6中,CDEF为闭合线圈,AB为电阻丝.当滑动变阻器的滑动头向下滑动时,线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“·
”时,电源的哪一端是正极?
【】1.两圆环A、B置于同一水平面上,其中A为均匀带电绝缘环,B为导体环.当A以如9-1-7所示的方向,绕中心转动的角速度发生变化时,B中产生如图所示的感应电流,则(BC)
A.A可能带正电且转速减小
B.A可能带正电且转速增大
C.A可能带负电且转速减小
D.A可能带负电且转速增大
【】2.电阻R、电容器C与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图9-1-8所示.现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是(D)
A.从a到b,上极板带正电
B.从a到b,下极板带正电
C.从b到a,上极板带正电
D.从b到a,下极板带正电
【】如图9-1-12所示,线框面积为S,线框平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直.则穿过线框平面的磁通量为BS;
若使线框绕轴OO´
转过600的角,则穿过线框平面的磁通量为BS/2;
若从初始位置转过900角,则穿过线框平面的磁通量为0;
若从初始位置转过1800角,则穿过线框平面的磁通量变化量大小为2BS.若将单匝线框换成50匝线框,上述各空的结果将不变(填“变化”或“不变”).
第二课时法拉第电磁感应定律
一、感应电动势
在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势,产生感应电动势的那部分导体相当于电源,其电阻相当于电源内电阻.电动势是标量,为了区别反电动势,可以约定电动势的方向就是电源内部电流的方向.
二、感应电动势的大小
1.法拉第电磁感应定律
(1)内容:
电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.
(2)公式:
(3)公式说明
①上式适用于回路中磁通量发生变化的情形,回路不一定闭合.
②感应电动势E的大小与磁通量的变化率成正比,而不是与磁通量的变化量成正比,更不是与磁通量成正比.要注意与ΔФ和Φ三个量的物理意义各不相同,且无大小上的必然关系.
③当由磁场变化引起时,常用来计算;
当由回路面积变化引起时,常用来计算.
④由算出的是时间内的平均感应电动势,一般并不等于初态与末态电动势的算术平均值.
2.导体切割磁感线产生的感应电动势
(1)公式:
E=BLvsinθ
(2)对公式的理解
①公式只适用于一部分导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时产生的感应电动势的计算,其中L是导体切割磁感线的有效长度,θ是矢量B和v方向间的夹角,且L与磁感线保持垂直(实际应用中一般只涉及此种情况).
②若θ=900,即B⊥v时,公式可简化为E=BLv,此时,感应电动势最大;
若θ=00,即B∥V时,导体在磁场中运动不切割磁感线,E=0.
③若导体是曲折的,则L应是导体的有效切割长度,即是导体两端点在B、v所决定平面的垂线上的投影长度.
④公式E=BLv中,若v为一段时间内的平均速度,则E亦为这段时间内感应电动势的平均值;
若v为瞬时速度,则E亦为该时刻感应电动势的瞬时值.
⑤直导线绕其一端在垂直匀强磁场的平面内转动,产生的感应电动势运用公式E=BL计算时,式中是导线上各点切割速度的平均值,,所以
3.反电动势
反电动势对电路中的电流起削弱作用.
【】一个200匝、面积为20cm2的线圈,放在磁场中,磁场的方向与线圈平面成300角,若磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T,则0.05s始末通过线圈的磁通量分别为Wb和Wb;
在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量为Wb;
磁通量的平均变化率为Wb/s;
线圈中的感应电动势的大小为V.
【】如图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化。
下列说法
B
①当磁感应强度增加时,线框中的感应电流可能减小
②当磁感应强度增加时,线框中的感应电流一定增大
③当磁感应强度减小时,线框中的感应电流一定增大
④当磁感应强度减小时,线框中的感应电流可能不变
其中正确的是()
A.只有②④正确B.只有①③正确
C.只有②③正确D.只有①④正确
【】一飞机在北半球的上空以速度v水平飞行,飞机机身长为a,翼展为b;
该空间地磁场磁感应强度的水平分量为B1,竖直分量为B2;
驾驶员左侧机翼的端点用A表示,右侧机翼的端点用B表示,用E表示飞机产生的感应电动势,则()
A.E=B1vb,且A点电势低于B点电势
B.E=B1vb,且A点电势高于B点电势
C.E=B2vb,且A点电势低于B点电势
D.E=B2vb,且A点电势高于B点电势
一、Ф、ΔФ、ΔФ/Δt三者的比较
磁通量
Φ
磁通量变化
ΔΦ
磁通量变化率ΔФ/Δt
物
理
意
义
某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数
穿过某个面的磁通量随时间的变化量
穿过某个面的磁通量随时间变化的快慢
大
小
计算
Φ=B.S,S为与B垂直的面积,不垂直时,取S在与B垂直方向上的投影
ΔΦ=Φ1-Φ2
ΔΦ=B·
ΔS
ΔΦ=S·
ΔB
注
当穿过某个面有方向相反的磁场时,则不能直接用Φ=B·
S.应考虑相反方向的磁通量抵消以后所剩余的磁通量
开始和转过180
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