《电磁感应定律》知识清单

《电磁感应定律》知识清单第七讲电磁感应定律知识清单一、电磁感应现象1、发现历程1831年，法拉第发现了电磁感应现象。这可是个超级重要的发现呢，就像打开了一扇通往新物理世界的大门。2、产生条件闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。这里要注意是“闭合电路”哦，如果电路不闭合，只会产生感应电动势，而没有感应电流。比如说，一个简单的闭合线圈在磁场里，如果有一部分开始切割磁感线，就像一把小刀在蛋糕上划一道一样，这时候电路里就有感应电流啦。二、感应电流方向的判定1、右手定则伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内。让磁感线从手心进入，拇指指向导体运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。这就好比给感应电流找了个小向导，只要按照这个规则，就能轻松判断出它的方向啦。举例：如果有一根导体棒在一个垂直纸面向里的磁场中向右运动，那么用右手定则，磁感线从手心穿入（因为磁场垂直纸面向里），拇指指向右（导体运动方向），这时候四指所指方向就是感应电流方向啦。三、法拉第电磁感应定律1、定律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变化率成正比。可以写成公式：＄E＝n\frac{＼Delta\Phi}｛＼Deltat}＄，这里的$E$就是感应电动势，＄n$是线圈匝数，＄＼Delta\Phi$是磁通量的变化量，＄＼Deltat$是时间变化量。这就像是在说，磁通量变化得越快，感应电动势就越大，就像水龙头开得越大，水流得就越快一样。2、磁通量$＼Phi$定义：设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，磁场的磁感应强度为$B$，平面的面积为$S$，则穿过这个平面的磁通量$＼Phi＝BS$。如果磁场与平面不垂直，那就要乘以它们夹角的余弦值啦，也就是$＼Phi＝BS\cos\theta$。比如说，一个面积为$2m^｛2}＄的平面放在磁感应强度为$3T$的匀强磁场中，而且平面和磁场垂直，那么磁通量就是$2\times3＝6Wb$（这里的$Wb$是磁通量的单位韦伯哦）。四、自感现象1、现象描述当导体中的电流发生变化时，它自身会产生感应电动势来阻碍电流的变化。这就像一个很固执的家伙，你想改变电流，它偏不让你轻易改变。2、自感电动势自感电动势的大小与电流的变化率有关，公式是$E＝L\frac{＼DeltaI}｛＼Deltat}＄，这里的$L$叫做自感系数，它跟线圈的大小、形状、匝数还有是否有铁芯等因素有关。比如一个匝数很多、有铁芯的大线圈，它的自感系数就比较大，当电流变化时，产生的自感电动势也就比较大。五、互感现象1、现象解释两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，会在另一个线圈中产生感应电动势。这就像两个好朋友，一个有变化，另一个也会受到影响。例如，变压器就是利用互感现象来工作的。初级线圈中的电流变化时，会在次级线圈中产生感应电动势，从而实现电压的变换。习题1、一个闭合线圈在磁场中，下列哪种情况会产生感应电流？（）A.线圈整体在磁场中平行于磁感线移动B.线圈在磁场中静止不动C.线圈的一部分在磁场中做切割磁感线运动D.以上情况都不会产生感应电流2、已知一闭合线圈的匝数$n＝10$，在$0.1s$内磁通量从$2Wb$变为$3Wb$，根据法拉第电磁感应定律，求感应电动势$E$的值。3、有一个自感系数$L＝2H$的线圈，当电流在$0.5s$内从$1A$变为$3A$，求自感电动势$E$的值。答案1、C。因为产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，A选项线圈整体平行于磁感线移动，没有切割磁感线；B选项线圈静止不动也不会切割磁感线，只有C符合条件。2、根据法拉第电磁感应定律$E＝n\frac{＼Delta\Phi}｛＼Deltat}＄，＄n＝10$，＄＼Delta\Phi=32＝1Wb$，＄＼Deltat＝0.1s$，则$E＝10\times\frac{1}｛0.1}＝100V$。3、根据自感电动势公式$E＝L\frac{＼DeltaI}｛＼