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1、电磁感应现象产生感应电流条件 感应电动势大小 磁通量 楞次定律感应电流（电动势）方向右手定则应用第1页1.磁通量:注意:假如面积S与B不垂直,如图所表示,则应以B乘以在垂直磁场方向上投影面积S,即=BS=BSsin1）定义:磁感应强度B与垂直磁场回路面积S乘积.公式为=BS物理意义:它表示穿过某一面积磁感线条数第2页磁通量磁通量B B第3页3.磁通量磁通量是是标量标量，但有方向但有方向，为了，为了计算方便，有时可要求进该面或出该计算方便，有时可要求进该面或出该面为正面为正，叠加时遵照，叠加时遵照代数和代数和法则，即法则，即要考虑到相反磁场抵消后磁通量要考虑到相反磁场抵消后磁通量(即即净磁通量净
2、磁通量).4.磁通量单位：韦磁通量单位：韦(Wb).第4页是指穿过磁场中某一面末态磁通量2与初态磁通量1差值.=2-14）磁通量改变量():第5页2.电磁感应现象1）产生感应电流条件:穿过闭合回路磁通量发生改变，即02）引发磁通量改变常见情况（1）闭合电路部分导体做切割磁感 线运动（2）线圈在磁场中转动（3）磁感应强度B改变（4）线圈面积改变第6页2.电磁感应现象1）产生感应电流条件:2）引发磁通量改变常见情况3）产生感应电动势条件不论回路是否闭合,只要穿过线圈平面磁通量发生改变,线圈中就有感应电动势.产生感应电动势那部分导体相当于电源第7页产生感应电流条件：产生感应电流条件：电路要电路要闭合
3、闭合穿过电路磁通量要发生穿过电路磁通量要发生改变改变 产生感应电动势那部分导体相当产生感应电动势那部分导体相当于电源。于电源。第8页3.感应电流方向判断1）右手定则:伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,而且都跟手掌在同一平面内,让磁感线垂直穿入手心,大拇指指向导体运动方向,其余四指所指方向就是感应电流方向 2）楞次定律:感应电流磁场总是要妨碍引发感应电流原磁通量改变 增反减同增反减同第9页感应电流方向判断感应电流方向判断 1.1.感应电流方向可由感应电流方向可由楞次定律楞次定律来判断，来判断，而右手定则则是该定律一个特殊利用而右手定则则是该定律一个特殊利用.楞次定律内容：感应电流磁场总是要妨楞次
4、定律内容：感应电流磁场总是要妨碍引发感应电流原磁通改变碍引发感应电流原磁通改变.楞次定律适合用于楞次定律适合用于一切一切电磁感应现象电磁感应现象中感应电流方向判断，更含有普遍性中感应电流方向判断，更含有普遍性.第10页安安培培定定则则（右右手手螺螺旋旋定定则则）：由由电电流方向确定产生磁场方向流方向确定产生磁场方向左左手手定定则则：由由磁磁场场方方向向和和电电流流方方向向确定安培力方向确定安培力方向右右手手定定则则：由由磁磁场场方方向向和和运运动动方方向向确定感应电流方向确定感应电流方向 结论：通电结论：通电受力受力用左手，运用左手，运动动生电生电用右手用右手 注意三个定则区分：注意三个定则区
5、分：第11页（2 2）楞次定律了解：）楞次定律了解：）楞次定律了解：）楞次定律了解：谁妨碍谁妨碍谁妨碍谁妨碍?妨碍妨碍妨碍妨碍谁谁谁谁?怎样妨碍怎样妨碍怎样妨碍怎样妨碍?结果怎样结果怎样结果怎样结果怎样?（1 1）内容：）内容：）内容：）内容：2 2、楞次定律：、楞次定律：、楞次定律：、楞次定律：感应电流总是感应电流总是感应电流总是感应电流总是妨碍妨碍妨碍妨碍引发引发引发引发感应电流感应电流感应电流感应电流磁通量改磁通量改磁通量改磁通量改变变变变是感应电流磁场或安培力是感应电流磁场或安培力是感应电流磁场或安培力是感应电流磁场或安培力妨碍是妨碍是妨碍是妨碍是原来原来原来原来磁通量改变磁通量改变磁
6、通量改变磁通量改变当磁通量当磁通量当磁通量当磁通量增加增加增加增加时时时时,感应电流磁场方向感应电流磁场方向感应电流磁场方向感应电流磁场方向与原与原与原与原磁场方向磁场方向磁场方向磁场方向相反相反相反相反,当磁通量减小时当磁通量减小时当磁通量减小时当磁通量减小时,感应电感应电感应电感应电流磁场方向与原磁场方向相同流磁场方向与原磁场方向相同流磁场方向与原磁场方向相同流磁场方向与原磁场方向相同,即即即即”增反增反增反增反减同减同减同减同”;”;“妨碍妨碍妨碍妨碍”不是不是不是不是“阻止阻止阻止阻止”,”,只是只是只是只是延缓延缓延缓延缓了磁通了磁通了磁通了磁通量改变快慢量改变快慢量改变快慢量改变快
7、慢,结果是增加还是增加结果是增加还是增加结果是增加还是增加结果是增加还是增加,降低降低降低降低还是降低还是降低还是降低还是降低.第12页（3）楞次定律应用）楞次定律应用判断步骤：判断步骤：确定原磁场方向；确定原磁场方向；判定原磁场磁通量增减；判定原磁场磁通量增减；依据依据“增反减同增反减同”确定感应电流磁确定感应电流磁场方向；场方向；依据安培定则判定感应电流方向依据安培定则判定感应电流方向.第13页一、法拉第电磁感应定律一、法拉第电磁感应定律1.内容:电路中感应电动势大小，跟穿过这一电路磁通量改变率成正比对于n匝线圈有若线圈有若线圈有n匝，线圈面积不变，磁场改变，匝，线圈面积不变，磁场改变，线
8、圈中电动势为线圈中电动势为EnSB/t。若线圈有若线圈有n匝，磁场不变，线圈面积改变，匝，磁场不变，线圈面积改变，线圈中电动势为线圈中电动势为EnBS/t。第14页3、磁通量、磁通量、磁通量改变量、磁通量改变量、磁通量改变率、磁通量改变率（/t）意义意义物理意义物理意义与电磁感应关系与电磁感应关系磁通量磁通量穿穿过过回回路路磁磁感感线线条数条数无关无关磁通量改变磁通量改变穿穿过过回回路路磁磁通通量量改变量改变量感感应应电电动动势势产产生生条件条件磁通量改变率磁通量改变率穿穿过过回回路路单单位位时时间磁通量改变量间磁通量改变量决决定定感感应应电电动动势势大小大小第15页公式：公式：E=BLV（1
9、）B是匀强磁场是匀强磁场（3）导体）导体L各部分切割磁感线速度相同各部分切割磁感线速度相同（1）公式中）公式中L指有效切割长度。指有效切割长度。二、二、导体切割磁感线感应电动势导体切割磁感线感应电动势大小计算大小计算1、公式成立条件：、公式成立条件：（2）LB、VL2、说明：、说明：（2）v取平均速度时取平均速度时,E为平均感应电动势为平均感应电动势;V到瞬时电动势时到瞬时电动势时E为瞬时感应电动势。为瞬时感应电动势。（3）转动切割时，可取导体平均速度求感应电动势。）转动切割时，可取导体平均速度求感应电动势。第16页导体切割磁感线产生感应电动势大小E=BLv sin（是B与v之间夹角）第17页
10、 o av如图磁感应强度为B匀强磁场方向垂直于纸面向外，长L金属棒oa以o为轴在该平面内以角速度逆时针匀速转动。求金属棒中感应电动势。转动产生感应电动势转动轴与磁感线平行第18页公式公式E=n/t与与E=BLvsin区分与联络区分与联络（1）研究对象不一样，）研究对象不一样，E=n/t研究对象是一个研究对象是一个回路回路，而，而E=BLvsin研究对象是磁场中运动一段导研究对象是磁场中运动一段导体体。（2）物理意义不一样；）物理意义不一样；E=n/t求得是求得是t时间内时间内平均感应电动势平均感应电动势，当，当t0时，则时，则E为瞬时感应电动为瞬时感应电动势；而势；而E=BLvsin，假如假如
11、v是某时刻瞬时速度，则是某时刻瞬时速度，则E也也是该时刻是该时刻瞬时感应电动势瞬时感应电动势；若；若v为平均速度，则为平均速度，则E为为平均感应电动势。平均感应电动势。E=BLvsin和和E=n/t本质上是本质上是统一统一。前者是后者。前者是后者一个特殊情况。不过，一个特殊情况。不过，当导体做切割磁感线运动时，当导体做切割磁感线运动时，用用EBLvsin求求E比较方便比较方便；当穿过电路磁通量发当穿过电路磁通量发生改变，用生改变，用E=n/t求求E比较方便。比较方便。第19页二、感应电量计算二、感应电量计算 只要穿过闭合电路磁通量发生改变，闭合电路中就会产生感应电流。经过导线截面电量为q上式中
12、n为线圈匝数,为磁通量改变量,R为闭合电路总电阻 结论:感应电量与发生磁通量改变量时间无关 第20页1 1、自感现象：、自感现象：当线圈本身电流发生改变时，在线圈中引发电当线圈本身电流发生改变时，在线圈中引发电磁感应现象磁感应现象 2 2、自感电动势：、自感电动势：在自感现象中产生感应电动势，与线圈中电流在自感现象中产生感应电动势，与线圈中电流改变率成正比改变率成正比3 3、自感系数（、自感系数（L L）单位：享利（单位：享利（H H）由线圈本身性质决定，与线圈由线圈本身性质决定，与线圈长短长短、粗细粗细、匝数匝数、有没有铁芯有没有铁芯相关相关 第21页4 4、自感电动势仅仅是减缓了原电流改变
13、，不会阻止原电流改变、自感电动势仅仅是减缓了原电流改变，不会阻止原电流改变或逆转原电流改变原电流最终还是要增加到稳定值或减小到零或逆转原电流改变原电流最终还是要增加到稳定值或减小到零 ，在自感现象发生一瞬间电路中电流为原值，然后逐步改变。，在自感现象发生一瞬间电路中电流为原值，然后逐步改变。5、断电自感与通电自感、断电自感与通电自感第22页一、电磁感应与电路规律综合一、电磁感应与电路规律综合一、电磁感应与电路规律综合一、电磁感应与电路规律综合问题处理思绪问题处理思绪1 1、确定电源确定电源:产生感应电动势那部分导体或产生感应电动势那部分导体或电路就相当于电源，它感应电动势就是此电路就相当于电源
14、，它感应电动势就是此电源电动势，它电阻就是此电源内电阻。电源电动势，它电阻就是此电源内电阻。依据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，依据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，利用利用楞次定律楞次定律确定其正负极确定其正负极.2 2、分析电路结构分析电路结构,画等效电路图画等效电路图.3 3、利用电路规律求解利用电路规律求解,主要有欧姆定律，串主要有欧姆定律，串并联规律等并联规律等.第23页基基本本思思绪绪确定电源（确定电源（E，r）感应电流感应电流运动导体所受安培力运动导体所受安培力合外力合外力a改变情况改变情况运动状态分析运动状态分析临界状态临界状态I=E/(R+r)F=BILF=mav与与a方向
15、关系方向关系第24页在处理相关电磁感应问题时,最基础处理方法还是对物理进行受力分析和运动情况分析。在对物体进行受力分析时，因为电磁感应现象，多了一个安培力作用，这一点是不能忽略。方法总结方法总结第25页三、电磁感应中能量转化问题三、电磁感应中能量转化问题 导体切割磁感线或磁通量发生改变时，在回路中产生感应导体切割磁感线或磁通量发生改变时，在回路中产生感应电流，机械能或其它形式能量转化为电能，有感应电流导体在电流，机械能或其它形式能量转化为电能，有感应电流导体在磁场中受安培力作用或经过电阻发烧，又可使电能转化为机械磁场中受安培力作用或经过电阻发烧，又可使电能转化为机械能或内能，这便是电磁感应中能
16、量问题。能或内能，这便是电磁感应中能量问题。外力克服安培力做功即安培力做负功：其它形式能转化外力克服安培力做功即安培力做负功：其它形式能转化为电能为电能安培力做正功：电能转化为其它形式能安培力做正功：电能转化为其它形式能1 1、安培力做功特点：、安培力做功特点：2 2、分析思绪：、分析思绪：使用方法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势大小使用方法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势大小和方向和方向画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率表示式画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率表示式分析导体机械能改变，用能量守恒关系得到机械功率改变与分析导体机械能改变，用能量守恒关系得到机械功率改变与
17、回路中电功率改变所满足方程。回路中电功率改变所满足方程。第26页adbc如图所表示线圈如图所表示线圈，有二，有二分之一面积在匀强磁分之一面积在匀强磁场中，场中，若使线圈中产生感若使线圈中产生感应电流应电流,下面方法中可行是下面方法中可行是A 将线框向左拉出磁场将线框向左拉出磁场 B 以以ab为轴转动为轴转动(小于小于90 )C 以以ad边为轴转动边为轴转动(小于小于60)D 以以bc边为轴转动边为轴转动(小于小于60)ABC第27页1 1 1 1、如图所表示，当导线、如图所表示，当导线、如图所表示，当导线、如图所表示，当导线MNMNMNMN中通以向右方向电流中通以向右方向电流中通以向右方向电流
18、中通以向右方向电流逐步增加时，则逐步增加时，则逐步增加时，则逐步增加时，则cdcdcdcd中电流方向（中电流方向（中电流方向（中电流方向（）A A A A无电流产生无电流产生无电流产生无电流产生B B B B由由由由d d d d向向向向C C C CC C C C由由由由C C C C向向向向d d d dD D D DB B B B、C C C C两情况都有可能两情况都有可能两情况都有可能两情况都有可能例与练例与练解析：解析：解析：解析：判断线框所在位置磁场（原磁场）方向：判断线框所在位置磁场（原磁场）方向：判断线框所在位置磁场（原磁场）方向：判断线框所在位置磁场（原磁场）方向：垂直纸面向
19、外垂直纸面向外垂直纸面向外垂直纸面向外 判断原磁场磁通量改变：判断原磁场磁通量改变：判断原磁场磁通量改变：判断原磁场磁通量改变：变大变大变大变大判断线框内部感应电流磁场方向：判断线框内部感应电流磁场方向：判断线框内部感应电流磁场方向：判断线框内部感应电流磁场方向：垂直纸面外里垂直纸面外里垂直纸面外里垂直纸面外里由安培定则判断感应电流方向：由安培定则判断感应电流方向：由安培定则判断感应电流方向：由安培定则判断感应电流方向：由由由由d d向向向向C C第28页以下图中能产生感应电流是以下图中能产生感应电流是 v0Av0BCDESvFBCF第29页例与练例与练补充：补充：补充：补充：判断线框各边所受
20、安培力方向判断线框各边所受安培力方向判断线框各边所受安培力方向判断线框各边所受安培力方向以及产生效果。以及产生效果。以及产生效果。以及产生效果。感应电流总是感应电流总是感应电流总是感应电流总是妨碍妨碍妨碍妨碍引发感应电流磁通量改变，能够经过引发感应电流磁通量改变，能够经过引发感应电流磁通量改变，能够经过引发感应电流磁通量改变，能够经过感应电流磁场来表示，也能够经过感应电流在原磁场中感应电流磁场来表示，也能够经过感应电流在原磁场中感应电流磁场来表示，也能够经过感应电流在原磁场中感应电流磁场来表示，也能够经过感应电流在原磁场中所受安培力来表示。所受安培力来表示。所受安培力来表示。所受安培力来表示。
21、拓展：拓展：拓展：拓展：第30页楞次定律练习楞次定律练习I I第31页楞次定律练习楞次定律练习I I第32页楞次定律练习楞次定律练习I I第33页楞次定律练习楞次定律练习I I第34页楞次定律练习楞次定律练习I I第35页(2)t(2)t时间内平均感应电动势为：时间内平均感应电动势为：点拨：正确利用瞬时感应电动势和平均感应电点拨：正确利用瞬时感应电动势和平均感应电动势表示式，明确产生感应电动势导体是解这动势表示式，明确产生感应电动势导体是解这个题目标关键个题目标关键第36页楞次定律练习楞次定律练习I I第37页 9 9 9 9、如图所表示、如图所表示、如图所表示、如图所表示,导线框导线框导线框
22、导线框abcdabcdabcdabcd与导线与导线与导线与导线ABABABAB在同一在同一在同一在同一平面内平面内平面内平面内,直导线中通有恒定电流直导线中通有恒定电流直导线中通有恒定电流直导线中通有恒定电流I I I I,当线框由左向右匀速经过当线框由左向右匀速经过当线框由左向右匀速经过当线框由左向右匀速经过直导线过程中直导线过程中直导线过程中直导线过程中,线框中感应电流方向是线框中感应电流方向是线框中感应电流方向是线框中感应电流方向是A A A A先先先先abcda,abcda,abcda,abcda,再再再再dcbad,dcbad,dcbad,dcbad,后后后后abcda abcda
23、abcda abcda B B B B先先先先abcda,abcda,abcda,abcda,再再再再dcbaddcbaddcbaddcbadC C C C一直是一直是一直是一直是dcbad dcbad dcbad dcbad D D D D先先先先dcbad,dcbad,dcbad,dcbad,再再再再abcda,abcda,abcda,abcda,后后后后dcbaddcbaddcbaddcbad D例与练例与练第38页【例【例3 3】如图】如图17175252所表示，所表示，MNMN是一根固定通是一根固定通电长导线，电流方向向上，今将一金属线框电长导线，电流方向向上，今将一金属线框abcd
24、abcd放在导线上，让线圈位置偏向导线左边，放在导线上，让线圈位置偏向导线左边，二者彼此绝缘，当导线中电流突然增大时，线二者彼此绝缘，当导线中电流突然增大时，线框整体受力情况框整体受力情况A A受力向右受力向右B B受力向左受力向左CC受力向上受力向上D D受力为零受力为零点拨：用楞次定律分析求解，要注意线圈点拨：用楞次定律分析求解，要注意线圈内内“净净”磁通量改变磁通量改变答案：答案：A A第39页【例2】如图1731所表示，一水平放置矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ab边在纸内，由图中位置经过位置经过位置，位置和位置都很靠近，在这个过程中，线圈中感应电流
25、A A沿沿abcdabcd流动；流动；B B沿沿dcbadcba流动；流动；CC从从到到是沿是沿abcdabcd流动，流动，从从到到是沿是沿dcbadcba流动流动D D由由到到沿沿dcbadcba流动，流动，从从到到是沿是沿abcdabcd流动流动A 第40页如如图图所所表表示示，在在两两根根平平行行长长直直导导线线M、N中中，通通以以同同方方向向，同同强强度度电电流流，导导线线框框abcd和和两两导导线线在在同同一一平平面面内内，线线框框沿沿着着与与两两导导线线垂垂直直方方向向，自自右右向向左左在在两两导导线线间间匀匀速速移移动动，在在移移动动过过程程中中，线线框框中中感感应应电电流流方方
26、向向：()(A)沿沿abcda不变；不变；(B)沿沿dcbad不变；不变；(C)由由abcda变成变成dcbad；(D)由由dcbad变成变成abcda。vMNIIabcd分析分析：画出磁感应线分布：画出磁感应线分布情情 况如图示，自右向左移况如图示，自右向左移动时，感应电流磁场向外，动时，感应电流磁场向外，所以感应电流为逆时针方所以感应电流为逆时针方向。向。B 第41页楞次定律第二种表述？楞次定律第二种表述？产生感应电流原因，既能够是产生感应电流原因，既能够是磁通量改变，磁通量改变，也能够是引发磁通量改变相对运动或回路也能够是引发磁通量改变相对运动或回路变形等；变形等；感应电流效果既能够是感
27、应电流效果既能够是感应电流感应电流产生磁场产生磁场，也能够是，也能够是因感应电流出现而引因感应电流出现而引发机械作用等发机械作用等。常见两种经典作用表现：。常见两种经典作用表现：1 1妨碍相对运动妨碍相对运动“来距去留来距去留”2 2致使回路面积改变致使回路面积改变“增缩减扩增缩减扩”（穿过回路磁感线皆朝同一方向）（穿过回路磁感线皆朝同一方向）第42页6、如图所表示，固定在水平面内两光滑平行金属导轨、如图所表示，固定在水平面内两光滑平行金属导轨M、N，两根导体棒中，两根导体棒中P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落靠近回路时（路，当一条形磁
28、铁从高处下落靠近回路时（）AP、Q将相互靠拢将相互靠拢BP、Q将相互远离将相互远离C磁铁加速度仍为磁铁加速度仍为gD磁铁加速度小于磁铁加速度小于g例与练例与练第43页练习：如图所表示，一轻质闭合弹簧线圈用绝缘细线悬挂着，现将一根条形磁铁N极，垂直于弹簧线圈平面靠近线圈，在此过程中，弹簧线圈将发生什么现象？答：线圈将径向收缩并向左摆动 第44页如如图图所所表表示示，两两个个相相同同闭闭合合铝铝环环套套在在一一根根无无限限长长光光滑滑杆杆上上，将将一一条条形形磁磁铁铁向向左左插插入入铝铝环环(未未穿穿出出)过过程程中中，两环运动情况是：两环运动情况是：()(A)同时向左运动，距离增大；同时向左运动
29、，距离增大；(B)同时向左运动，距离不变；同时向左运动，距离不变；(C)同时向左运动，距离变小；同时向左运动，距离变小；(D)同时向右运动，距离增大。同时向右运动，距离增大。SNvC第45页如右上图所表示螺线管如右上图所表示螺线管B置于闭合金置于闭合金属圆环属圆环A轴线上轴线上,当当B中经过电流减中经过电流减小时，则小时，则()A环环A有缩小趋势有缩小趋势 B环环A有扩张趋势有扩张趋势 C螺线管螺线管B有缩短趋势有缩短趋势 D螺螺线管线管B有伸长趋势有伸长趋势 AD第46页例例8.8.如图所表示，用丝线将一个闭合金属环悬如图所表示，用丝线将一个闭合金属环悬于于OO点，虚线左边有垂直于纸面向外匀
30、强磁场，点，虚线左边有垂直于纸面向外匀强磁场，而右边没有磁场。金属环摆动会很快停下来。而右边没有磁场。金属环摆动会很快停下来。试解释这一现象。若整个空间都有垂直于纸面试解释这一现象。若整个空间都有垂直于纸面向外匀强磁场，会有这种现象吗？向外匀强磁场，会有这种现象吗？OB第47页解：只有左边有匀强磁场，金属环在穿越磁场解：只有左边有匀强磁场，金属环在穿越磁场边界时（不论是进入还是穿出），因为磁通量边界时（不论是进入还是穿出），因为磁通量发生改变，环内一定有感应电流产生。依据楞发生改变，环内一定有感应电流产生。依据楞次定律，感应电流将会妨碍相对运动，所以摆次定律，感应电流将会妨碍相对运动，所以摆动
31、会很快停下来，这就是动会很快停下来，这就是电磁阻尼电磁阻尼现象。还能现象。还能够用能量守恒来解释：有电流产生，就一定有够用能量守恒来解释：有电流产生，就一定有机械能向电能转化，摆机械能将不停减小。若机械能向电能转化，摆机械能将不停减小。若空间都有匀强磁场，穿过金属环磁通量不改变，空间都有匀强磁场，穿过金属环磁通量不改变，无感应电流，不会妨碍相对运动，摆动就不会无感应电流，不会妨碍相对运动，摆动就不会很快停下来。很快停下来。第48页一、法拉第电磁感应定律一、法拉第电磁感应定律1.内容:电路中感应电动势大小，跟穿过这一电路磁通量改变率成正比对于n匝线圈有若线圈有若线圈有n匝，线圈面积不变，磁场改变
32、，匝，线圈面积不变，磁场改变，线圈中电动势为线圈中电动势为EnSB/t。若线圈有若线圈有n匝，磁场不变，线圈面积改变，匝，磁场不变，线圈面积改变，线圈中电动势为线圈中电动势为EnBS/t。第49页1 1、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间改变规直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间改变规律如图所表示，则律如图所表示，则()()AB A.A.线圈中线圈中0 0时刻感应电动势最大时刻感应电动势最大 B.B.线圈中线圈中D D时刻感应电动势为时刻感应电动势为0 0 C.C.线圈中线圈中D D时刻感应电动势最大时刻感
33、应电动势最大 D.D.线圈中线圈中0 0至至D D时间内平均感应电时间内平均感应电 动势为动势为1.4V1.4V例与练例与练第50页如图（甲）所表示，螺线管匝数匝如图（甲）所表示，螺线管匝数匝N=1500匝，横截匝，横截面积面积S=20cm2，导线电阻，导线电阻r=1.5，R1=3.5，R2=25穿过螺线管磁场磁感应强度穿过螺线管磁场磁感应强度B按按Bt图所图所表示规律改变，则表示规律改变，则R2功率为多大？功率为多大？解：由乙图有：解：由乙图有：由甲图：由甲图：由闭合电路欧姆定律有：由闭合电路欧姆定律有：R2功率：功率：第51页【例【例2 2】如图】如图17175151所表示，所表示，A A
34、、B B为两个相同为两个相同环形线圈，共轴并靠近放置，环形线圈，共轴并靠近放置，A A线圈中通有如线圈中通有如图图(a)(a)所表示交流电所表示交流电ii，则，则A A在在t t1 1到到t t2 2时间内时间内A A、B B两线圈相吸两线圈相吸B B在在t t2 2到到t t3 3时间内时间内A A、B B两线圈相斥两线圈相斥CCt t1 1时刻两线圈间作用力为零时刻两线圈间作用力为零D Dt t2 2时刻两线圈间作用力最大时刻两线圈间作用力最大第52页解析：从解析：从t t1 1到到t t2 2时间内，电流方向不变，强度变时间内，电流方向不变，强度变小，磁场变弱，小，磁场变弱，A A，B
35、B线圈中感应电流磁场线圈中感应电流磁场与与A A线圈电流磁场同向，线圈电流磁场同向，A A、B B相吸从相吸从t t2 2到到t t3 3时时间内，间内，I IA A反向增强，反向增强，B B中感应电流磁场与中感应电流磁场与A A中电中电流磁场反向，相互排斥流磁场反向，相互排斥t t1 1时刻，时刻，I IA A到达最大，到达最大，改变率为零，改变率为零，B B最大，改变率为零，最大，改变率为零，I IB B0 0，A A、B B之间无相互作用力之间无相互作用力t t2 2时刻，时刻，I IA A0 0，经过，经过B B磁磁通量改变率最大，在通量改变率最大，在B B中感应电流最大，但中感应电流
36、最大，但A A在在B B处无磁场，处无磁场，A A线圈对线圈无作用力选：线圈对线圈无作用力选：A A、B B、CC点拨：点拨：A A线圈中电流产生磁场经过线圈中电流产生磁场经过B B线圈，线圈，A A中电流改变要在中电流改变要在B B线圈中感应出电流，判定出线圈中感应出电流，判定出B B中电流是关键中电流是关键第53页如图所表示，导体圆环面积如图所表示，导体圆环面积10cm10cm2 2，电容器电，电容器电容容CC2F(2F(电容器体积很小电容器体积很小)，垂直穿过圆环匀，垂直穿过圆环匀强磁场磁感强度强磁场磁感强度B B随时间改变图线如图，则随时间改变图线如图，则1s1s末末电容器带电量为电容
37、器带电量为_，4s4s末电容器带电量末电容器带电量为为_，带正电是极板，带正电是极板_点拨：当回路不闭合时，要判断感应电动势点拨：当回路不闭合时，要判断感应电动势方向，可假想回路闭合，由方向，可假想回路闭合，由楞次定律判断出感应电流楞次定律判断出感应电流方向，感应电动势方向与方向，感应电动势方向与感应电流方向一致感应电流方向一致答案：答案：0 0、210210-11-11CC；a a；第54页公式：公式：E=BLV（1）B是匀强磁场是匀强磁场（3）导体）导体L各部分切割磁感线速度相同各部分切割磁感线速度相同（1）公式中）公式中L指有效切割长度。指有效切割长度。二、导体切割磁感线感应电动势大小计
38、算二、导体切割磁感线感应电动势大小计算1、公式成立条件：、公式成立条件：（2）LB、VL2、说明：、说明：（2）v取平均速度时取平均速度时,E为平均感应电动势为平均感应电动势;V到瞬时电动势时到瞬时电动势时E为瞬时感应电动势。为瞬时感应电动势。（3）转动切割时，可取导体平均速度求感应电动势。）转动切割时，可取导体平均速度求感应电动势。第55页 o av如图磁感应强度为B匀强磁场方向垂直于纸面向外，长L金属棒oa以o为轴在该平面内以角速度逆时针匀速转动。求金属棒中感应电动势。转动产生感应电动势转动轴与磁感线平行第56页1 1、直接写出图示各种情况下导线两端感应电动势、直接写出图示各种情况下导线两
39、端感应电动势表示式表示式(B.L.R(B.L.R已知已知)E=BlVsin;E=BlVsin;例与练例与练E=2BRV;E=2BRV;E=BRVE=BRV第57页3、如图所表示，平行金属导轨间距为如图所表示，平行金属导轨间距为d d，一端跨接电阻，一端跨接电阻为为R R，匀强磁场磁感应强度为，匀强磁场磁感应强度为B B，方向垂直平行导轨平，方向垂直平行导轨平面，一根长金属棒与导轨成面，一根长金属棒与导轨成 角放置，棒与导轨电阻不角放置，棒与导轨电阻不计，当棒沿垂直棒方向以恒定速度计，当棒沿垂直棒方向以恒定速度v v在导轨上滑行时，在导轨上滑行时，经过电阻电流是（经过电阻电流是（）A ABdv/
40、Bdv/（RsinRsin）B BBdv/R Bdv/R C CBdvsin/R Bdvsin/R D DBdvcos/RBdvcos/R例与练例与练第58页【例【例2 2】如图】如图17171515所表示，所表示，abcdabcd区域里有一区域里有一匀强磁场，现有一竖直圆环使它匀速下落，在匀强磁场，现有一竖直圆环使它匀速下落，在下落过程中，它左半部经过水平方向磁场下落过程中，它左半部经过水平方向磁场o o是是圆环圆心，圆环圆心，ABAB是圆环竖直直径两个端点，那么是圆环竖直直径两个端点，那么A A当当A A与与d d重合时，环中电流最大重合时，环中电流最大B B当当OO与与d d重合时，环中
41、电流最大重合时，环中电流最大CC当当OO与与d d重合时，环中电流最小重合时，环中电流最小D D当当B B与与d d重合时，环中电流最大重合时，环中电流最大点拨：曲线在垂直于磁感线点拨：曲线在垂直于磁感线和线圈速度所确定方向上投影和线圈速度所确定方向上投影线长度是有效切割长度线长度是有效切割长度参考答案：参考答案：B B第59页公式公式E=n/t与与E=BLvsin区分与联络区分与联络（1）研究对象不一样，）研究对象不一样，E=n/t研究对象是一个研究对象是一个回路回路，而，而E=BLvsin研究对象是磁场中运动一段导研究对象是磁场中运动一段导体体。（2）物理意义不一样；）物理意义不一样；E=
42、n/t求得是求得是t时间内时间内平均感应电动势平均感应电动势，当，当t0时，则时，则E为瞬时感应电动为瞬时感应电动势；而势；而E=BLvsin，假如假如v是某时刻瞬时速度，则是某时刻瞬时速度，则E也也是该时刻是该时刻瞬时感应电动势瞬时感应电动势；若；若v为平均速度，则为平均速度，则E为为平均感应电动势。平均感应电动势。E=BLvsin和和E=n/t本质上是本质上是统一统一。前者是后者。前者是后者一个特殊情况。不过，当导体做切割磁感线运动时，一个特殊情况。不过，当导体做切割磁感线运动时，用用EBLvsin求求E比较方便；当穿过电路磁通量发比较方便；当穿过电路磁通量发生改变，用生改变，用E=n/t
43、求求E比较方便。比较方便。第60页【例【例1 1】有一夹角为】有一夹角为 金属角架，角架所围区域内存在金属角架，角架所围区域内存在匀强磁场磁感强度为匀强磁场磁感强度为B B，一段直导线，一段直导线abab，从角顶，从角顶c c贴着贴着角架以速度角架以速度v v向右匀速运动，求：向右匀速运动，求：(1)t(1)t时刻角架瞬时感应电动势；时刻角架瞬时感应电动势；(2)t(2)t时间内角架平均感时间内角架平均感应电动势？应电动势？解析：导线解析：导线abab从顶点从顶点c c向右匀速运动，切割磁感线向右匀速运动，切割磁感线有效长度有效长度dede随时间改变，设经时间随时间改变，设经时间t t，aba
44、b运动到运动到dede位位置，则置，则dedecetancetanvttanvttan(1)t(1)t时刻瞬时感应电动势为：时刻瞬时感应电动势为：E EBLvBLvBvBv2 2tanttant第61页(2)t(2)t时间内平均感应电动势为：时间内平均感应电动势为：点拨：正确利用瞬时感应电动势和平均感应电点拨：正确利用瞬时感应电动势和平均感应电动势表示式，明确产生感应电动势导体是解这动势表示式，明确产生感应电动势导体是解这个题目标关键个题目标关键第62页二、感应电量计算二、感应电量计算 只要穿过闭合电路磁通量发生改变，闭合电路中就会产生感应电流。经过导线截面电量为q上式中n为线圈匝数,为磁通量
45、改变量,R为闭合电路总电阻 结论:感应电量与发生磁通量改变量时间无关 第63页 例例3.3.如图所表示，长如图所表示，长L L1 1宽宽L L2 2矩形线圈电阻为矩形线圈电阻为R R，处于磁感应强度为，处于磁感应强度为B B匀强磁场边缘，线圈与匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。求：将线圈以向右速度磁感线垂直。求：将线圈以向右速度v v匀速拉匀速拉出磁场过程中，出磁场过程中，拉力大小拉力大小F F；拉力功率拉力功率P P；拉力做功拉力做功WW；线圈中产生电热线圈中产生电热QQ ；经过经过线圈某一截面电荷量线圈某一截面电荷量q q FL1L2Bv 与与v无关无关第64页1 1、自感现象：、自感现象：
46、当线圈本身电流发生改变时，在线圈中引发电当线圈本身电流发生改变时，在线圈中引发电磁感应现象磁感应现象 2 2、自感电动势：、自感电动势：在自感现象中产生感应电动势，与线圈中电流在自感现象中产生感应电动势，与线圈中电流改变率成正比改变率成正比3 3、自感系数（、自感系数（L L）单位：享利（单位：享利（H H）由线圈本身性质决定，与线圈由线圈本身性质决定，与线圈长短长短、粗细粗细、匝数匝数、有没有铁芯有没有铁芯相关相关 第65页4 4、自感电动势仅仅是减缓了原电流改变，不会阻止原电流改变、自感电动势仅仅是减缓了原电流改变，不会阻止原电流改变或逆转原电流改变原电流最终还是要增加到稳定值或减小到零或
47、逆转原电流改变原电流最终还是要增加到稳定值或减小到零 ，在自感现象发生一瞬间电路中电流为原值，然后逐步改变。，在自感现象发生一瞬间电路中电流为原值，然后逐步改变。5、断电自感与通电自感、断电自感与通电自感第66页断电自感：断电自感：若两灯如图所表示接法：电键若两灯如图所表示接法：电键S闭合，若在闭合，若在t1时刻突然断开电键，时刻突然断开电键，则经过则经过L1灯电流随时时间灯电流随时时间t改变图改变图像是？像是？Itt1Itt1Itt1Itt1ABCD断开时可把线圈看作电源，电流方向与原电流方向一致断开时可把线圈看作电源，电流方向与原电流方向一致SL1L2AB第67页若若RL1RL2则断开则断
48、开S1闭合闭合S2后，后，L1，L2亮暗情况怎么变？亮暗情况怎么变？若若RL100）那么在）那么在t t为多大时，为多大时，金属棒开始移动？金属棒开始移动？baBL1L2解：由解：由恒定，恒定，电电流大小也是恒定，但因流大小也是恒定，但因为为安培力安培力F=BILB=ktt，所以安培力将随，所以安培力将随时间时间而增大。当而增大。当安培力增大到等于最大静摩擦力安培力增大到等于最大静摩擦力时时，ab将开始向左将开始向左移移动动。这时这时有：有：=kL1L2可知，回路中感应电动势是可知，回路中感应电动势是第88页三、电磁感应中能量转化问题三、电磁感应中能量转化问题 导体切割磁感线或磁通量发生改变时
49、，在回路中产生感应导体切割磁感线或磁通量发生改变时，在回路中产生感应电流，机械能或其它形式能量转化为电能，有感应电流导体在电流，机械能或其它形式能量转化为电能，有感应电流导体在磁场中受安培力作用或经过电阻发烧，又可使电能转化为机械磁场中受安培力作用或经过电阻发烧，又可使电能转化为机械能或内能，这便是电磁感应中能量问题。能或内能，这便是电磁感应中能量问题。外力克服安培力做功即安培力做负功：其它形式能转化外力克服安培力做功即安培力做负功：其它形式能转化为电能为电能安培力做正功：电能转化为其它形式能安培力做正功：电能转化为其它形式能1 1、安培力做功特点：、安培力做功特点：2 2、分析思绪：、分析思
50、绪：使用方法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势大小使用方法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势大小和方向和方向画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率表示式画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率表示式分析导体机械能改变，用能量守恒关系得到机械功率改变与分析导体机械能改变，用能量守恒关系得到机械功率改变与回路中电功率改变所满足方程。回路中电功率改变所满足方程。第89页例例2.水平放置于匀强磁场水平放置于匀强磁场B中中光滑导轨，导轨间距为光滑导轨，导轨间距为L，有，有一根长为一根长为1.2L导体棒导体棒ab，用恒，用恒力力F作用在作用在ab上，由静止开始上，由静止开始运动，回路总电阻为运动