高二物理竞赛课件：法拉第电磁感应定律和楞次定律复习

一、法拉第电磁感应定律

当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中将产生感应电流或感应电动势。导体回路中感应电动势的大小，与穿过导体回路的磁通量的变化率成正比。动生电动势和感生电动势均可求解

闭合回路中感应电流的方向，总是使得它所激发的磁场来阻止引起感应电流的磁通量的变化；或感应电流的效果，总是反抗引起感应电流的原因。

二、楞次定律本章的主要内容可概括如下：三、动生电动势1、利用法拉第电磁感应定律计算.2、利用定义计算:步骤:特别:四、有旋电场和感生电动势的计算(1).利用法拉第电磁感应定律计算(2).利用定义计算(a)对于一个闭合回路:(b)对于一段导线:2.感生电动势的计算变化磁场产生有旋电场1.有旋电场的计算一般情况比较复杂,但对于场的分布具有特殊对称的情况可利用有旋电场的性质求解.

半径为的圆柱形空间分布着均匀磁场，其横截面如图，磁感应强度随时间以恒定速率变化，感生电场的分布情况。大小:六、互感互感系数互感电动势五、自感自感系数自感电动势自感磁能七、磁场能量磁能密度磁能公式八、位移电流九、麦克斯韦方程组P.36、1.两个相同的线圈，每个自感系数均为L。将它们顺向串联起来，并放得很近，使每个线圈所产生的磁通量全部穿过另一个线圈，则该系统的总自感系数为(D)(A)0(B)Lo/2(C)2Lo(D)4Lo解：设每个线圈通电流I，则顺向串联后，设I不变，则2.要使两个平面线圈相距很近，又要使它们之间的互感系数为最小，两线圈应怎样安放轴线互相垂直

P.36.5.如图在垂直于长直螺线管轴线的平面上放置两段导体ab和cd，其中ab在一直径上，cd放在一弦上，在螺线管接通电流一瞬间，管内产生如图方向的磁场，ab和cd两端电势高低情况分别为()(A)Va＞Vb，Vc＞Vd

(B)Va＜Vb，Vc＜Vd(C)Va=Vb，Vc=Vd

(D)Va=Vb，Vc＞Vda×××××××××××cbd×××p37习题集1.如图示，长直导线中通有电流I=5.0A，另一矩形线圈共1000匝，宽a=10cm，长L=20cm，以v=2m/s的速度向右平动，求当d=10cm时线圈中的感应电动势。

解:线圈运动,只有AB边和CD边有电动势方向:顺时针绕向.p37习题集2.一圆柱形长直导线，均匀地通有电流I，试求导线内部单位长度储存的磁场能量(设导线相对磁导率为μr≈1)解:由安培环路定理求得,单位长度

p37习题集3.一半径为a的非常小的金属圆环，t=0时，它与一半径为b(b>>a)的金属圆环共面且同心，今在大环中通以恒定电流I，而小环以角速度ω绕其一直径匀角速转动，小环电阻为R，求(1)小环中的感应电流；(2)使小环作匀速转动所需外力矩解(1)小环处可视为均匀磁场.(2)要使小环作匀速转动,则作用在小环上的合力矩为零.即外力矩与磁力矩大小相等方向相反.4.一截面为长方形的环式螺线管(共有N匝)，其尺寸如图所示，证明：此螺线管的自感系数为abh证:由(证毕)abhp381.用导线围成的回路(两个以O点为心半径不同的同心圆，在一处用导线沿半径方向相连)，放在轴线通过O点的圆柱形均匀磁场中，回路平面垂直于柱轴，如图所示，如磁场方向垂直图面向里，其大小随时而减小，则(A)→(D)各图中哪个图上正确表示了感应电流的流向？()BP38题2.如图真空中一长直导线通有电流I(t)=Iosinωt(式中Io、ω为常数)，有一带滑动边的矩形导体框与长直导线平行共面，二者相距a，矩形线框的滑动边与长直导线垂直，它的长度为b，并且以匀速v(方向平行长直导线)滑动。若忽略线框中的自感电动势，并设开始时滑动边与对边重合，试求任意时刻t在矩形框中的感应电动势，并讨论其方向。解:建立图示坐标系,由楞次定律知:逆时针绕向.由楞次定律知:顺时针绕向.t时刻取面元:(1)棒内的动生电动势随时间的变化关系，设摩擦忽略不计。P38题3.如图质量为M，长度为L的金属棒ab从静止开始沿倾斜的绝缘框架下滑，设磁场竖直向上，求(2)如果金属棒AB是沿着光滑的金属框下滑，当棒到达收尾速度时，其电动势又是多大？设回路电阻为R。解(1),(2)收尾,加速度为0!回路电阻为R4.一螺绕环横截面的半径为a，中心线的半径为R，R＞a，其上由表面为绝缘的导线均匀地密绕两个线圈，一个N1，另