电磁感应(二) 法拉第电磁感应定律 自感现象

1、电磁感应（二） 法拉第电磁感应定律 自感现象【知识要点】一、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 成正比2公式：_ （1）该式计算的感应电动势为一段时间内的_电动势； （2）n代表线圈匝数。可理解为线圈中每一匝的感应电动势为，这n匝线圈是串联的，总的电动势就是每一匝的N倍。但计算线圈的磁通量，是不用考虑n的；（3）磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的比较:物理意义某时刻穿过某个面的磁感线的条数。是状态量一段时间内穿过某个面的磁通量的变化量。 是过程量穿过某个面的磁通量变化的快慢注意 、的大小并无直接关系，其逻辑关系类似于、（4）几种常见情况：(1)直

2、接求：， 或者从-t图中求（图像斜率）（2）磁感应强度不变，线圈面积变化：(3) 线圈面积S不变，磁感应强度变化:, 或者从B-t图中求（图像斜率）3.导体切割磁感线：_(1) 该式计算的感应电动势为切割磁感线的导体再某一时刻的_电动势；（2）只适用与匀强磁场中导体切割磁感线的情况。（3）B、L、v 必须相互垂直，若不垂直，需先将其中不垂直的量投影到另两个的垂直方向。（4）L为切割磁感线的导体棒的有效长度(等效替换的思想)（5）转动切割的情况:_(6)公式与EBLv的比较：EBLv适用范围一切电磁感应仅适用于匀强磁场中导体切割磁感线。物理意义电动势的平均值电动势的瞬时值例一、如图所示，在磁感应

3、强度为B的磁场中，两导轨间距为L，某时刻两棒速度为v1和v2，且v1>v2，试由两种公式分别出此时回路中的感应电动势为多少？解：方法一： 方法二：二、自感现象：1自感现象：由于导体本身的 _ 发生变化而产生的电磁感应现象2自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势。 （1）公式：_（2）作用：总是阻碍导体中 的变化，并非阻碍电流，所以，其方向不一定与原电流相反。 （3）L自感系数：由线圈本身的特性决定，与线圈的长度、匝数、横截面积、有无铁芯等因素有关3.理解自感现象：电路中的线圈不允许通过它们的电流发生突变。例二、如图所示的电路中，三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1<R2<

4、;R3，电感L的电阻可忽略，D为理想二极管电键S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的是()AL1先变亮，然后逐渐变暗BL2先变亮，然后逐渐变暗CL3先变亮，然后逐渐变暗DL2立即熄灭4自感现象的应用日光灯(1)电路图如图所示(2)工作原理：合上开关，电源电压220V加在启动器两极间氖气导电发出辉光辉光产生的热量，使U形动触片膨胀伸长，与静触片接触接通电路镇流器和灯丝中通过电流氖气停止导电动静触片分离切断电路镇流器产生瞬间高压，与电源电压一起加在灯管两端灯管中气体导电日光灯发光(3)日光灯启动后正常工作时，启动器 ，电流从灯管中通过镇流器产生的自感电动势起 作用5自感现象的防止双线绕法【典型问题

5、】一、电磁感应中的电路问题1在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路相当于 因此，电磁感应问题往往与电路问题联系在一起2解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律(右手定则)确定感应电动势的大小和方向；(2)画等效电路；(3)运用闭合电路欧姆定律、串、并联电路的性质、电功率等公式求解3与上述问题相关的几个知识点(1)电源电动势 (2)闭合电路欧姆定律 _部分电路欧姆定律 _电源的内电压UrIr；电源的路端电压UIREIr.(3)通过导体的电荷量_，（注意：当I为变量时，可以用平均电动势求出平均电流，）(4)导体上产

6、生的焦耳热_(注意：当I为变量时，此公式不在适用，不能用平均电流来计算，只能用能量守恒、转化的思想来处理。)例三、如图所示，半径为a的圆形区域内有匀强磁场，磁感应强度B0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a0.4m，b0.6m.金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R2.一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均不计(1)若棒以v05m/s的速率在环上向右匀速滑动，金属棒滑过圆环直径OO的瞬时，MN中的电动势和流过L1的电流(2)撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O以OO为轴向上翻转90°，若此时磁场随时间均匀变化，

7、其变化率为T/s,求L1的功率二、图像问题：解题方法：找到图像相关物理量的关系，对应相应的函数图像。例四、一足够大的正方形区域ABCD内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁场应强度为B，其顶点A在直线MN上，且AB、AD与MN的夹角为45°，如图所示，一边长为a的正方形导线框从图示位置沿图示直线MN以速度v匀速穿过磁场区域，以逆时针方向为电流正方向，下图中能够正确表示电流时间关系的是 ()【能力训练】1关于电路中感应电动势的大小，下列说法正确的是()A穿过电路的磁通量越大，感应电动势就越大B电路中磁通量的改变量越大，感应电动势就越大C电路中磁通量改变越快，感应电动势就越大D若电路在某时刻磁

8、通量为零，则该时刻感应电流一定为零2一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在匀强磁场中，如图所示，线圈平面与磁场方向成60°角，磁感应强度随时间均匀变化，用下列哪些方法可使感应电流增加一倍 ()A把线圈匝数增加一倍B把线圈面积增加一倍C把线圈半径增加一倍D改变线圈与磁场方向的夹角3如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd、b、d间连有一固定电阻R，导轨电阻可忽略不计MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R.整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内)现对MN施力使它沿导轨方向以速度v做匀速运动令U表示MN两端电压的大小，

9、则()AUBlv，流过固定电阻R的感应电流由b到dBUBlv，流过固定电阻R的感应电流由d到bCUBlv，流过固定电阻R的感应电流由b到dDUBlv，流过固定电阻R的感应电流由d到b4如图甲所示，一个电阻为R，面积为S的矩形导线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成45°角，o、o分别是ab边和cd边的中点现将线框右半边obco绕oo逆时针旋转90°到图乙所示位置在这一过程中，导线中通过的电荷量是()A.B.C.D05(2008·江苏物理)如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感

10、的电阻忽略不计开关S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有()Aa先变亮，然后逐渐变暗Bb先变亮，然后逐渐变暗Cc先变亮，然后逐渐变暗Db、c都逐渐变暗6.如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，若合上或断开开关S1和S2时，可能发生的情况是()AS1闭合的瞬间，A1灯逐渐亮起来B再合上S2稳定后，A2灯是暗的C断开S1的瞬间，A1灯立即熄灭，A2灯亮一下再熄灭D断开S1瞬间，A2灯和A1灯过一会儿才熄灭7.如图所示是日光灯的构造示意图若按图示的电路连接，关于日光灯发光的情况，下列叙述中正确的是 ()AS1接通，断开S2、S3，日光灯就能正常发光BS1、S2接通，S3断开，日光灯就能正常发

11、光CS3断开，接通S1、S2后，再断开S2，日光灯就能正常发光D当日光灯正常发光后，再接通S3，日光灯仍能正常发光8. 如图所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆心环内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触在圆心和圆环间连有电阻R.杆OM以角速度逆时针转动，t0时恰好在图示位置规定从a到b流经电阻R的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t0开始转动一周的过程中，电流随t变化的图象是()9在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一个面积不变的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的

12、正方向如图甲所示，取线圈中磁场B的方向向上为正，当磁场中的磁感应强度B随时间t如图乙变化时，以下四图中正确表示线圈中感应电流变化的是 ()10如图所示，边长L0.20m的正方形导线框ABCD由粗细均匀的同种材料制成，正方形导线框每边的电阻R01.0，金属棒MN与正方形导线框的对角线长度恰好相等，金属棒MN的电阻rB0.50T，方向垂直导线框所在平面向里金属棒MN与导线框接触良好，且与导线框对角线BD垂直放置在导线框上，金属棒上的中点始终在BD连线上若金属棒以v4.0m/s的速度向右匀速运动，当金属棒运动至AC位置时，求(计算结果保留两位有效数字)：(1)金属棒产生的电动势大小；(2)金属棒MN上通过的电流大小和方向；(3)导线框消耗的电功率11(2009·高考广东