学生版 第十四讲 电磁感应(定稿)学生版 第十四讲 电磁感应(定稿).doc

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学生版 第十四讲 电磁感应(定稿)学生版 第十四讲 电磁感应(定稿)

WZCLXX RWDQING PAGE  第  PAGE 12 页 共  NUMPAGES 12 页 第十四讲? 电磁感应(一) 一、主要内容 本章内容包括电磁感应现象、自感现象、感应电动势、磁通量的变化率等基本概念,以及法拉第电磁感应定律、楞次定律、右手定则等规律。 二、基本方法 本章涉及到的基本方法,要求能够从空间想象的角度理解法拉第电磁感应定律。用画图的方法将题目中所叙述的电磁感应现象表示出来。能够将电磁感应现象的实际问题抽象成直流电路的问题;能够用能量转化和守恒的观点分析解决电磁感应问题;会用图象表示电磁感应的物理过程,也能够识别电磁感应问题的图像。 三 具体内容精析: 一、电磁感应现象 1.产生感应电流的条件 感应电流产生的条件是:穿过闭合电路的磁通量发生变化。 以上表述是充分必要条件。不论什么情况,只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件,就必然产生感应电流;反之,只要产生了感应电流,那么电路一定是闭合的,穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。 当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,电路中有感应电流产生。这个表述是充分条件,不是必要的。在导体做切割磁感线运动时用它判定比较方便。 2.感应电动势产生的条件。 感应电动势产生的条件是:穿过电路的磁通量发生变化。 这里不要求闭合。无论电路闭合与否,只要磁通量变化了,就一定有感应电动势产生。这好比一个电源:不论外电路是否闭合,电动势总是存在的。但只有当外电路闭合时,电路中才会有电流。 3.关于磁通量变化 在匀强磁场中,磁通量Φ=B?S?sinα(α是B与S的夹角),磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ1有多种形式,主要有: ①S、α不变,B改变,这时ΔΦ=ΔB?Ssinα a b c a c b M N S ②B、α不变,S改变,这时ΔΦ=ΔS?Bsinα ③B、S不变,α改变,这时ΔΦ=BS(sinα2-sinα1) a b c 当B、S、α中有两个或三个一起变化时,就要分别计算Φ1、Φ2,再求Φ2-Φ1了。 在非匀强磁场中,磁通量变化比较复杂。有几种情况需要特别注意: b c ①如图所示,矩形线圈沿a →b →c在条形磁铁附近移动,试判断穿过线圈的磁通量如何变化?如果线圈M沿条形磁铁轴线向右移动,穿过该线圈的磁通量如何变化?(穿过上边线圈的磁通量由方向向上减小到零,再变为方向向下增大;右边线圈的磁通量由方向向下减小到零,再变为方向向上增大) ②如图所示,环形导线a中有顺时针方向的电流,a环外有两个同心导线圈b、c,与环形导线a在同一平面内。当a中的电流增大时,穿过线圈b、c的磁通量各如何变化?在相同时间内哪一个变化更大? (b、c线圈所围面积内的磁通量有向里的也有向外的,但向里的更多,所以总磁通量向里,a中的电流增大时,总磁通量也向里增大。由于穿过b线圈向外的磁通量比穿过c线圈的少,所以穿过b线圈的磁通量更大,变化也更大。) ③如图所示,虚线圆a内有垂直于纸面向里的匀强磁场,虚线圆a外是无磁场空间。环外有两个同心导线圈b、c,与虚线圆a在同一平面内。当虚线圆a中的磁通量增大时,穿过线圈b、c的磁通量各如何变化?在相同时间内哪一个变化更大? (与②的情况不同,b、c线圈所围面积内都只有向里的磁通量,且大小相同。因此穿过它们的磁通量和磁通量变化都始终是相同的。) 二、楞次定律 1.楞次定律 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。 楞次定律解决的是感应电流的方向问题。它关系到两个磁场:感应电流的磁场(新产生的磁场)和引起感应电流的磁场(原来就有的磁场)。前者和后者的关系不是“同向”或“反向”的简单关系,而是前者“阻碍”后者“变化”的关系。 在应用楞次定律时一定要注意:“阻碍”不等于“反向”;“阻碍”不是“阻止”。 ⑴从“阻碍磁通量变化”的角度来看,无论什么原因,只要使穿过电路的磁通量发生了变化,就一定有感应电动势产生。 ⑵从“阻碍相对运动”的角度来看,楞次定律的这个结论可以用能量守恒来解释:既然有感应电流产生,就有其它能转化为电能。又由于感应电流是由相对运动引起的,所以只能是机械能转化为电能,因此机械能减少。磁场力对物体做负功,是阻力,表现出的现象就是“阻碍”相对运动。 220V ⑶从“阻碍自身电流变化”的角度来看,就是自感现象。 自感现象的应用和防止。 应用:日光灯电路图及原理:灯管、镇流器和启动器的作用。 防止:定值电阻的双线绕法。 2.右手定则。 对一部分导线在磁场中切割磁感线产生感应电流的情况,右手定则和楞次定律的结论是完全一致的。这时,用右手定则更方便一些。 3.

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