磁场、电磁感应现象的知识结构

磁场、电磁感应现象的知识结构第1页，课件共19页，创作于2023年2月楞次定律安培定则（右手螺旋定则）：由电流方向确定产生磁场的方向左手定则：由磁场方向和电流方向确定安培力的方向右手定则：由磁场方向和运动方向确定感应电流的方向结论：通电受力用左手，运动生电用右手

注意三个定则的区别：第2页，课件共19页，创作于2023年2月两个定律1、楞次定律：判定感应电流的方向应用楞次定律判定感应电流的方向的步骤：a、判定穿过闭合电路的原磁场的方向.b、判定穿过闭合电路的磁通量的变化.c、根据楞次定律判定感应电流的磁场方向.d、利用右手螺旋定则判定感应电流的方向.2、法拉第电磁感应定律：计算感应电动势的大小。ε=Δφ/Δt第3页，课件共19页，创作于2023年2月对楞次定律中“阻碍”意义的理解：（1）阻碍原磁场的变化。“阻碍”不是阻止，而是“延缓”，感应电流的磁场不会阻止原磁场的变化，只能使原磁场的变化被延缓或者说被迟滞了，原磁场的变化趋势不会改变，不会发生逆转．（2）阻碍的是原磁场的变化，而不是原磁场本身，如果原磁场不变化，即使它再强，也不会产生感应电流．（3）阻碍不是相反．当原磁通减小时，感应电流的磁场与原磁场同向，以阻碍其减小；当磁体远离导体运动时，导体运动将和磁体运动同向，以阻碍其相对运动(来阻去留)．（4）由于“阻碍”，为了维持原磁场的变化，必须有外力克服这一“阻碍”而做功，从而导致其它形式的能转化为电能．因此楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的体现．第4页，课件共19页，创作于2023年2月一个特例导体切割磁感线产生感应电动势。大小：ε=BLVSINθ方向：感应电流的方向。第5页，课件共19页，创作于2023年2月一、磁通量1.在匀强磁场中，磁感应强度与垂直磁场方向的面积S的乘积叫穿过这个面的磁通量，简称磁通，如果面积S与B不垂直，如图所示，应以B乘以回路平面在垂直于磁场方向上的投影面积S'即Φ=BS'=Bscosα=Bssinβ

在数值上可以认为穿过面积的磁感应线的条数.

SB

第6页，课件共19页，创作于2023年2月磁通量B

B第7页，课件共19页，创作于2023年2月2.由B=/S，可知：磁感应强度B等于穿过单位面积的磁通量，因此磁感应强度又叫磁通密度.(讨论引起其变化的因素)3.磁通量Φ是标量，但有方向，为了计算方便，有时可规定进该面或出该面为正，叠加时遵循代数和法则，即要考虑到相反磁场抵消后的磁通量(即净磁通量).4.磁通量的单位：韦(Wb).则有：1T=1Wb/m２=1N/Am=1Vs/m２.

第8页，课件共19页，创作于2023年2月5.磁通量Φ、磁通量的变化量△Φ、磁通量的变化率△Φ/△t的区别.磁通量是指穿插过某一回路的磁感线的条数；磁通量的变化量是说明磁通量改变了多少，但不能说明磁通量改变的快慢，值得注意的是当一个回路平面翻转180°时，磁通量的大小变不变暂且不论，但方向由正变负或由负变正，而磁通量的变化量为△Φ=Φ2-Φ1；磁通量变化率△Φ/△t是指磁通量变化快慢的物理量，决定了该回路的感应电动势的大小，再结合该回路电阻可决定该电路的感应电流的大小.第9页，课件共19页，创作于2023年2月磁通量单位：wb磁通量的变化量单位：wb磁通量的变化率单位：wb/s定义穿过某一面积的磁感线的条数两个不同时刻磁通量的差值磁通量变化的快慢符号表示φΔφΔφ/Δt计算公式Φ=BSSINθ(θ是B与S所成的夹角)Δφ=φ2-φ1(φ2-φ1)/(t2-t1)物理意义Δφ是产生感应电动势的条件。Δφ/Δt决定了感应电动势的大小比较磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率。第10页，课件共19页，创作于2023年2月二、电磁感应现象——感应电流产生的条件1.利用磁场产生电流的现象称为电磁感应现象，所产生的电动势称为感应电动势，所产生的电流称为感应电流.2.产生感应电流的条件：①闭合电路；②穿过闭合电路的磁通量发生变化；闭合电路的一部分做切割磁感线的运动穿过闭合电路的磁通量发生变化第11页，课件共19页，创作于2023年2月1.自感现象——由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象。自感电动势——在自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势。3.自感电动势的大小跟线圈中电流变化的快慢有关，即跟线圈中电流强度的变化率成正比。E=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt4.自感系数L—简称自感或电感。自感的单位是亨利.L是反映线圈本身特征的物理量，L的大小跟线圈的形状、长短、匝数及有无铁芯有关，与电流的大小、有无以及电流变化的快慢都无关。自感第12页，课件共19页，创作于2023年2月5.自感线圈的作用：通过线圈中的电流不能突变

6.自感现象的应用：日光灯电路、LC振荡电路等，7.自感现象的危害与防止：在切断自感系数很大、而电流又很强的电路瞬间形成电弧，必须采用特制的安全开关；精密线绕电阻为了消除使用过程中电流变化引起的自感现象，采用双线绕法。第13页，课件共19页，创作于2023年2月日光灯的构造第14页，课件共19页，创作于2023年2月——镇流器跟灯管串联，启动器跟灯管并联,电路图如右图。镇流器的作用——启动时，产生高电压，帮助点燃；正常工作时的感抗限制电流，保护灯管。注意：灯管两端的电压与镇流器的电压之和不等于电源电压。启动器的作用——自动开关可用普通开关或短绝缘导线代替。正常工作时不起作用，可以去掉。日光灯～S第15页，课件共19页，创作于2023年2月例1、如图所示，边长分别为L、h，电阻为R，质量为m的金属线框，自上而下匀速穿过宽度为h、磁感强度为B的匀强磁场区域，求线框中产生的热量。××××××××Lhh分析1：线框在穿过磁场时，由于切割运动产生感应电流，并受到F安和G的作用，且F安=G。G

F安分析2：从刚刚进去到全部出来走过的距离为2h，故所用时间为2h/v.第16页，课件共19页，创作于2023年2月例2、如图所示，金属框架abcd放在磁感应强度B的匀强磁场中。长L、质量为m的金属导线PQ与金属框组成一个闭合回路，整个回路的电阻为R，求：1）PQ下滑的最大加速度。2）PQ下滑的最大速度。cabdPQa=gV=mgR/B2L2第17页，课件共19页，创作于2023年2月例3、如图所示，Ⅰ和Ⅲ为磁感应强度均为B但方向相反的匀强磁场区域，Ⅱ为中间宽为s的无磁场区域。有一边长为L（L>S)、电阻为R的正方形金属线框abcd从Ⅰ区域以速度v向右匀速运动，求：1）当ab边进入Ⅱ和Ⅲ区域时，通过ab边的电流的大小和方向，2）把金属框从Ⅰ区域完全拉入Ⅲ区域的过程中，拉力所做的功。×××××××××ⅠⅡⅢSVabab边电流方向abWF=2B2L2V(2L-S)/R第18页，课件共19页，创作于2023年2月例4、如图所示,两根相互平行又竖直放置的金属导轨间距为0.5米，B=4特的匀强磁场垂直于导轨平面，ab、cd是两根相同的金属