讲法拉电磁感应定律自感培训课件

一、磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率的比较磁通量Φ磁通量的变化量ΔΦ磁通量的变化率物理意义某时刻穿过某个面的磁感线的条数，是状态量某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磁通量Φ磁通量的变化量ΔΦ磁通量的变化率大小Φ＝BSn，Sn是与B垂直的面的面积注意穿过某个面有方向相反的磁场，则不能直接用Φ＝BS求解，应考虑相反方向的磁通量抵消后所剩余的磁通量开始时和转180°时平面都与磁场垂直，穿过平面的磁通量是一正一负，ΔΦ＝2BS，而不是0既不表示磁通量的大小，也不表示变化的多少，实际上它表示单匝线圈上产生的电动势说明线圈在磁场中绕与磁场垂直的轴转动，当线圈平面与磁感线平行时，Φ＝0，但最大；线圈平面与磁感线垂直时，Φ最大，但＝01．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．变化率2．公式：n为线圈匝数．二、法拉第电磁感应定律对法拉第电磁感应定律的理解1．

是指电路中产生的平均感应电动势，决定感应电动势大小的因素是穿过这个闭合电路中的磁通量的变化快慢，而不是磁通量的大小，也不是磁通量的变化量的大小．2．若闭合电路是一个n匝的线圈，线圈中的总电动势可看作是一个线圈感应电动势的n倍，这n个线圈是串联的，相当于n个电源串联．而穿过n匝的磁通量与穿过其中一匝线圈的磁通量是相等的，并不是其中一匝的n倍．P177页1三、感应电动势大小的计算：(一)公式：E＝BLv（v⊥B）(二)公式：n为线圈匝数．三、感应电动势大小的计算：(一)公式：E＝BLv（v⊥B）1、导体切割磁感线运动2、线框在磁场中绕垂直于磁感线的轴旋转三、感应电动势大小的计算：(一)公式：E＝BLv（v⊥B）(1)平动切割(2)转动切割1、导体切割磁感线运动公式：E＝BLv（v⊥B）v应该是棒上各点速度的平均值(这与平动不同，平动时棒上各点速度相等)，即E＝BL（v⊥B）2、线框在磁场中绕垂直于磁感线的轴旋转三、感应电动势大小的计算：(一)公式：E＝BLv（v⊥B）1、导体切割磁感线运动（最大值Em按两条边平动切割进行计算）三、感应电动势大小的计算：(一)公式：E＝BLv（v⊥B）(二)公式：n为线圈匝数．(1)线圈面积S不变，磁感应强度均匀变化(2)磁感应强度不变，线圈面积均匀变化：几种常见情况：三、公式与E＝BLv的区别与联系1、求瞬时电动势用E＝BLv求平均电动势用2、部分导体切割磁感线常用E＝BLv线圈中的磁场B变化常用P177页3、4P178页例1作业：册P69页1、9、10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．电源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Ur＝Ir；电源的路端电压U＝IR＝E－Ir.(3)通过导体的电荷量(2009·全国Ⅱ)如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率k为负的常量．用电阻率为ρ、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框．将方框固定于纸面内，其右半部分位于磁场区域中，求：(1)导线中感应电流的大小；(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率．解析：(1)导线框的感应电动势为导线框中的电流为式中R是导线框的电阻，根据电阻率公式有联立①②③④式，将代入得(2)导线框所受磁场的作用力的大小为f＝BIl

⑥它随时间的变化率为自感现象及其应用与防止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

，其作用总是阻碍导体中

的变化．3．自感系数：线圈的自感系数由线圈本身的特性决定，与线圈的

、

、线圈的

、有无铁芯等因素有关．电流感应电动势原电流长度匝数横截面积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——双线绕法双线绕法能保证绕成的线圈内部磁通量始终为

．零断开降压限流●深化拓展自感现象的分析方法1．明确自感电动势总是阻碍自感线圈中电流的变化，通过自感线圈的电流不能发生突变．2．通电自感(1)演示通电自感电路图如图所示．(2)当接通电路时，看到的现象：灯B立刻正常发光，灯A逐渐变亮至正常发光．(3)结论：因线圈中电流增大，线圈中产生自感电动势的方向与原电流方向相反(增反)，对要增大的电流有阻碍作用，不能让电流立刻增加到最大值．3．断电自感(1)演示断电自感现象的电路图如图所示．(2)若器材满足R灯>RL，线圈自感系数足够大，在断开开关的瞬间，灯泡会闪亮一下后才熄灭(RL为线圈的直流电阻)．【特别提醒】(1)通电时，自感电动势阻碍电流的增大，与电流方向相反；含较大自感系数的线圈的支路此时可看作断路．(2)断电时，自感电动势阻碍电流的减小，与原电流方向相同；线圈相当于电源，它提供的电流在原来IL的基础上渐渐减小；跟自感线圈并联的灯泡可能“闪亮”一下．(3)电路稳定时，线圈有电阻则相当于一个定值电阻；没有电阻则相当于一根导线，跟线圈并联的灯泡不亮．●规律方法对于自感问题，首先要清楚流过线圈原来的电流方向，然后知道通过线圈的电流大小的变化趋势，再根据楞次定律判断自感电流(或电动势)的方向．要注意的是：(1)只有在电流变化的过程中才会产生自感现象．(2)发生自感现象时线圈相当于电源．(3)自感现象阻碍线圈中电流的变化，自感电动势的方向可以和通过线圈的原电流方向相同，也可以相反．(4)断电自感时通过线圈的电流从原来的值开始减小．(5)只有闭合回路才会产生感应电流，若不能形成回路，则只会产生感应电动势，不会产生感应电流．【例2】在如图甲所示的电路中，S闭合时流过线圈L的电流为I1，流过灯泡L1的电流为I2，且I1>I2.在t1时刻将S断开，则流过灯泡L1的电流I随时间t变化的图象是乙图中的()D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()A．S1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灯过一会儿才熄灭答案：ABC总结提升：断电自感中，灯泡是否先变亮，取决于断开瞬时电流是否比原来大．2．启动器是由电容和氖管两大部分组成，其中氖管中充有氖气，内部有静触片和U形动触片．通常动、静片不接触，有一个小缝隙，则下列说法正确的是()A．当电源的电压加在启动器两极时，氖气放电并产生热量，导致双金属片受热膨胀B．当电源的电压加在启动器两极后，启动器的两个触片才接触，使电路有电