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1、-电磁感应电磁感应1、磁通量、磁通量变化、磁通量变化率比照表t磁通量变化率物理意义大小计算注意问题磁通量磁通量变化t*时刻穿过磁场中*个面的磁感线条数穿过*个面的磁通量随时间的变化量表述磁场中穿过*个面的磁通量变化快慢的物理量 2-垂直的面积,不垂直式,BS取 S 在与 B 垂直方向上的 S B投影假设穿过*个面有方向相反的磁场,则不能直接用 BS,应考虑相反方向的磁通量或抵消以后所剩余的磁通量 BS,S 为与B1,或,或S或 BttB Btt既不表示磁通量的大小也不表示磁通量变化的多少,在=t 图像中,可用图线的斜率表示开场和转过 1800时平面都与磁场垂直,但穿过平面的磁通量是不同的,一正
2、一负,其中=BS,而不是零2、电磁感应现象与电流磁效应的比拟电磁感应现象利用磁场产生电流的现象电流磁效应电流产生磁场关系电能够生磁,磁能够生电3、产生感应电动势和感应电流的条件比拟只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生,即产生感应电流的条件有两个:产生感应电流的条件1 电路为闭合回路2 回路中磁通量发生变化,0产生感应电动势的条件不管电路闭合与否,只要电路中磁通量发生变化,电路中就有感应电动势产生4、感应电动势在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势,产生感应电流比存在感应电动势,产生感应电动势的那局部导体相当于电源,电路断开时没有电流,但感应电动势仍然存在。(1)电路不
3、管闭合与否,只要有一局部导体切割磁感线,则这局部导体就会产生感应电动势,它相当于一个电源(2)不管电路闭合与否,只要电路中的磁通量发生变化,电路中就产生感应电动势,磁通量发生变化的那局部相当于电源。.z.-5、公式E n区别与 E=BLvsin的区别与联系tE=BLvsinE nt1 求的是t时间的平均感应电1求的是瞬间感应电动势,E 与*个动势,E 与*段时间或*个过程相对应2求的是整个回路的感应电动势,整个回路的感应电动势为零时,其回路中*段导体的3由于是整个回路的感应电动势,因此电源局部不容易确定时刻或*个位置相对应2求的是回路中一局部导体切割磁感线是产生的感应电动势3由于是一局部导体切
4、割磁感线的运动产生的,该局部就相当于电源。联系公式E n和 E=BLvsin是统一的,当t0 时,E 为瞬时感应电动t势,只是由于高中数学知识所限,现在还不能这样求瞬时感应电动势,而公式 E=BLvsin中的 v 假设代入v,则求出的 E 为平均感应电动势6、楞次定律(1)感应电流方向的判定方法方法容及方法1 感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,这就是楞次定律2 运用楞次定律判定感应电流方楞次定律向的步骤:1)分析穿过闭合回路的原磁场方向;2)分析穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少;3)根据楞次定律确定感应电流磁场的方向;4)利用安培定则判定感应电流的方
5、向、伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面,让磁感线垂直传入掌心,大拇指指向导体运动的方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向。使用与磁通量变化引起感应电流的各种情况 包括一局部导线做切割磁感线运动的情况使用围右手定则闭合电路的局部导体做切割磁感线运动而产生感应电流的情况(2)楞次定律中“阻碍的含义谁阻碍谁阻碍什么感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量本身.z.-如何阻碍磁通量增加时,阻碍其增加,感应电流的磁场和原磁场方向相反,起抵消作用;磁通量减少时,阻碍其减少,感应电流的磁场和原磁场方向一致,起补偿作用“阻碍不是“阻止,
6、只是延缓了磁通量的变化,但这种变化仍继续进展结果如何(3)对楞次定律中“阻碍的含义还可以推广为感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因1)阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化;2)阻碍相对运动,可理解为“来拒去留。3)使线圈面积有扩大或缩小趋势;4)阻碍原电流的变化。7、电磁感应中的图像问题(1)图像问题图像类型(1)磁感应强度 B、磁通量、感应电动势E 和感应电流 I 随时间t 变化的图像,即 B-t 图像、-t 图像、E-t 图像和 I-t 图像(2)对于切割磁感线产生感应电动势 E 和感应电流 I 随线圈位移*变化的图像,即 E-*图像和 I-*图像(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确
7、的图像(2)由给定的有关图像分析电磁感应过程,求解相应的物理量左手定则、安培定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律、相关数学知识等问题类型应用知识(3)解决这类问题的根本方法1)明确图像的种类,是 B-t 图像还是-t 图像、或者 E-t 图像和 I-t 图像2)分析电磁感应的具体过程3)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律等规律列出函数方程。4)根据函数方程,进展数学分析,如斜率及其变化,两轴的截距等。5)画图像或判断图像。8、自感涡流(1)通电自感和断电自感比拟通电自感A1、A2同规格,R=RL,L 较大在 S 闭合瞬间,A2灯立即亮起来,A1灯逐渐变亮,最终一样
8、亮由于开关 S 闭合时,流过电感线圈的电流迅速增大,使线圈产生断电自感电路图器材要求现象L 很大有铁芯,RLRA在开关 S 断开时,灯 A 突然闪亮一下后再渐渐熄灭 当抽掉铁芯后,重做实验,开关 S 断开时,会看到灯 A 较快熄灭开关S断开时,流过线圈L的电流减小,产生自感电动势,阻碍了电流的减小,原因.z.-自感电动势,阻碍了电流的增大,是流过 A1灯的电流比流过A2灯的电流增加的慢使电流继续存在一段时间;在S断开后,通过 L 的电流反向通过电灯 A 且由于RLRA,使得流过A灯的电流在开关断开瞬间突然增大,从而使 A 灯的发光功率突然变大磁场能转化为电能能 量 转 化情况电能转化为磁场能(
9、2)自感电动势和自感系数1)自感电动势:E LII,式中为电流的变化率,L 为自感系数。tt2)自感系数:自感系数的大小由线圈本身的特性决定,线圈越长,单位长度的匝数越多,横截面积越大,自感系数越大,假设线圈中加有铁芯,自感系数会更大。(3)日关灯的电路构造及镇流器、启动器的作用1)电路图如下列图所示2)启动器:利用氖管的辉光放电,起着自动把电路接通和断开的作用。3)镇流器:在日光灯点燃时,利用自感现象,产生瞬时高压;在日关灯正常发光时,利用自感现象起降压限流作用。(4)涡流涡流的产生涡流的减少涡流的利用涡流实际上是一种特殊的电磁感应现象,只要把金属块放在变化的磁场中,或者是让金属块在磁场中运
10、动,金属块中均可产生涡流在各种电机和变压器中,为了减少涡流,在电机和变压器上通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成的铁芯冶炼金属的高频感应炉就是利用强大的涡流使金属尽快熔化,电学测量仪表的指针快速停顿摆动也是利用铝框在磁场中转动产生的涡流,家用电磁炉也是利用涡流原理制成的9、电磁感应中的“棒-轨模型1一根导体棒在导轨上滑动类“电-动-电型型示意图导轨间距 L,导体棒质量 m,电阻 R,导轨光滑,电阻不计。运BLES 闭合,棒 ab 受安培力F,此时动R分BLEa,棒 ab 速度 v感应电动势析mRBLv电流 I安培力 F=BIL加速度 a,当安培力 F=0 时,a=0,v 最大“动-电-动型导轨间
11、距 L,导体棒质量 m,电阻 R,导轨光滑,电阻不计。棒 ab 释放后下滑,此时 a=gsin,棒 ab速度 v感应电动势 BLv电流E安培力 F=BIL加速度 aR,当安培力 F=mgsin时,a=0,v 最大I=.z.-最棒做加速度逐渐减小得加速运动,最后终做匀速运动,最大速度 vm=E/BL状态(3)两根导体棒在导轨上滑动类型示意图光滑平行导轨导体棒质量 m1、m2,电阻 r1、r2,导轨间距 L,电阻忽略不计。杆 MN 做加速度逐渐减小得减速运动,杆 PQ 做加速度逐渐减小得加速运动,稳定时,两杆的加速度为零,以相等的速度匀速运动。导体棒质量 m1、m2,电阻 r1、r2,导轨间距 L
12、,电阻忽略不计。杆 MN 做加速度逐渐增大的加速运动,杆 PQ 做加速度逐渐减小得加速运动,稳定时,两杆以一样的加速度做匀变速直线运动棒做加速度逐渐减小得加速运动,最后做 匀 速 运 动,最 大 速 度vmmgRsinB L22光滑不等距导轨导体棒质量 m1、m2,电阻 r1、r2,导轨间距 L1=2L2,电阻忽略不计杆 MN 做加速度逐渐减小得减速运动,杆 PQ 做加速度逐渐减小得加速运动,稳定时,两杆的加速度为零,两杆的速度之比为 1:2导体棒质量 m1、m2,电阻 r1、r2,导轨间距 L1=2L2,电阻忽略不计杆 MN 做加速度逐渐增大的加速运动,杆 PQ 做加速度逐渐减小的加速运动,稳定时,两杆做匀变速直线运动,但杆 PQ 的加速度大于杆 MN 的加速度稳态分析示意图稳态分析.z.