电磁感应现象PPT演示课件

第2讲 法拉第电磁感应定律 自感现象,知识点 1 法拉第电磁感应定律 1.感应电动势(1)概念:在_中产生的电动势。(2)产生条件:穿过回路的_发生改变，与电路是否闭合_。(3)方向判断：感应电动势的方向用_或_判断。,电磁感应现象,磁通量,无关,楞次定律,右手定则,2.法拉第电磁感应定律(1)内容:闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的_成正比。(2)公式:_，其中n为_。(3)感应电流与感应电动势的关系：遵守_定律，即I_。,磁通量的变化率,线圈匝数,闭合电路欧姆,(4)导体切割磁感线时的感应电动势,Blv,Blvsin,知识点 2 自感、涡流 1.自感现象由于通过导体自身的_而产生的电磁感应现象。2.自感电动势(1)定义：在_中产生的感应电动势。(2)表达式：_。,电流发生变化,自感现象,(3)自感系数L相关因素：与线圈的大小、形状、_以及是否有_等因素有关。单位：亨利(H)，常用单位还有毫亨(mH)、微亨(H)。1 mH=_ H,1 H=_ H。,圈数,铁芯,10-3,10-6,3.涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的导体中产生的像水的旋涡一样的_。(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到_，安培力的方向总是_导体的相对运动。(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生_使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来。交流感应电动机就是利用_的原理工作的。(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了_的推广应用。,感应电流,安培力,阻碍,感应电流,电磁驱动,楞次定律,【思考辨析】(1)线圈中磁通量越大，产生的感应电动势大。( )(2)线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势大。 ( )(3)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势大。( )(4)线圈中磁通量增加时感应电动势增大，线圈中磁通量减小时感应电动势减小。( ),错,错,对,错,考点 1 法拉第电磁感应定律的应用(三年9考)拓展延伸【考点解读】(1)感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率 和线圈的匝数共同决定，而与磁通量、磁通量的变化量的大小没有必然联系。,(2)法拉第电磁感应定律应用的几种情况：磁通量的变化是由面积变化引起时，BS，则E磁通量的变化是由磁场变化引起时，BS，则E磁通量的变化是由于面积和磁场变化共同引起的，则根据定义求，末初，(3)在图像问题中磁通量的变化率 是-t图像上某点切线的斜率，利用斜率和线圈匝数可以确定感应电动势的大小。,【典例透析1】如图甲所示，一个阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0,导线的电阻不计。求0至t1时间内,(1)通过电阻R1的电流大小和方向;(2)通过电阻R1的电荷量q及电阻R1上产生的热量。,【解题探究】在求解该题时，应明确：(1)公式E= 中的S应为_。(2)公式q=It中的I应为_。,线圈在磁场范围内的有效面积,流过电阻的平均电流,【解析】(1)穿过闭合线圈的磁场的面积为S=r22由题图乙可知，磁感应强度B的变化率的大小为根据法拉第电磁感应定律得：由闭合电路欧姆定律可知流过电阻R1的电流为再根据楞次定律可以判断，流过电阻R1的电流方向应由b到a,(2)0至t1时间内通过电阻R1的电荷量为电阻R1上产生的热量为答案：(1) 方向从b到a(2),【总结提升】应用电磁感应定律应注意的三个问题(1)公式E 求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值。(2)利用公式E 求感应电动势时，S为线圈在磁场范围内的有效面积。(3)通过回路截面的电荷量q仅与n、和回路电阻R有关，与时间长短无关。推导如下：,考点 2 导体切割磁感线产生感应电动势的计算(三年7考)深化理解【考点解读】对于导体平动切割磁感线产生感应电动势的计算式EBlv，应从以下几个方面理解和掌握:1.使用条件本公式是在一定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场外，还需B、l、v三者相互垂直。实际问题中当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算，公式可为EBlvsin，为B与v方向间的夹角。,2.使用范围导体平动切割磁感线时，若v为平均速度，则E为平均感应电动势，即 。若v为瞬时速度，则E为相应的瞬时感应电动势。3.有效性公式中的l为有效切割长度，即导体与v垂直的方向上的投影长度。例如,求图中MN两点间的电动势时，有效长度分别为,甲图：lcdsin ；乙图：沿v1方向运动时， ；沿v2方向运动时，l0。丙图：沿v1方向运动时， ；沿v2方向运动时，l0；沿v3方向运动时，lR。4.相对性EBlv中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运动，应注意速度间的相对关系。,【典例透析2】在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B0.2 T。有一水平放置的光滑框架，宽度为l0.4 m，如图所示，框架上放置一质量为0.05 kg、电阻为1 的金属杆cd，框架电阻不计。若杆cd以恒定加速度a2 m/s2由静止开始做匀加速运动，则：(1)在前5 s内，平均感应电动势是多少？(2)在第5 s末，回路中的电流有多大？(3)在第5 s末时，作用在cd杆上的水平外力有多大？,【解题探究】求感应电动势的一般方法(1)求平均感应电动势时，用公式_或_。(2)求瞬时感应电动势时，用公式_。【解析】(1)5 s内的位移x 25 m5 s内的平均速度(也可用 求解)故平均感应电动势 0.4 V,E=Blv,其中v为瞬时速度,(2)第5 s末：vat10 m/s此时感应电动势：EBlv则回路中的电流为(3)杆cd匀加速运动，由牛顿第二定律得FF安ma即FBIlma0.164 N答案:(1)0.4 V (2)0.8 A (3)0.164 N,【总结提升】感应电动势两个公式的比较,考点 3 通电自感和断电自感(三年5考)对比分析【考点解读】,【典例透析3】如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则( )A.在电路甲中，断开S，A将逐渐变暗B.在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后逐渐变暗C.在电路乙中，断开S，A将逐渐变暗D.在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后逐渐变暗,【解题探究】分析甲、乙电路，确定开关S断开时灯的亮暗变化情况：(1)灯的亮暗变化取决于_。(2)乙电路中，断开S前，线圈L中的电流_灯A中的电流。,流过灯的电流与灯中原电流的大小,关系,大于,【解析】选A、D。在甲电路中，灯A和线圈L串联，它们的电流相同，断开S时，线圈上产生自感电动势，阻碍原电流的减小，但流过灯A的电流仍逐渐减小,从而灯A只能逐渐变暗,故A正确；在乙电路中电阻R和灯A串联，灯A的电阻大于线圈L的电阻，电流则小于线圈L中的电流，断开S时，电源不再给灯A供电，而线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，通过R、A形成回路，灯A中电流突然变大，灯A先变得更亮，然后逐渐变暗，故D正确。,【总结提升】分析自感现象的两点注意(1)通过自感线圈中的电流不能发生突变，即通电过程中，电流是逐渐变大，断电过程中，电流是逐渐变小，此时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其他电路元件形成回路。(2)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断，在于对电流大小的分析，若断电后通过灯泡的电流比原来强，则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭。,练习：如图所示的电路中，电容C和电感L的值都很大，L的电阻不计，A、