法拉第电磁感应定律 自感 涡流.doc

第二节　法拉第电磁感应定律　自感　涡流,　　　　　　[学生用书]) 一、法拉第电磁感应定律感应电动势(1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势．产生感应电动势的那部分导体就相当于电源导体的电阻相当于电源内阻．(2)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路欧姆定律即I＝法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合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．(2)公式：E＝n为线圈匝数．导体切割磁感线的情形(1)若B、l、v相互垂直则E＝Blv．(2)若B⊥l与B夹角为θ则E＝Blv　1.(单选)(2016·太原质检)如图所示用两根相同的导线绕成匝数分别为n和n的圆形闭合线圈A和B两线圈所在平面与匀强磁场垂直．当磁感应强度随时间均匀变化时两线圈中的感应电流之比I为(　　) A.　　　　　　　　　　 C. D. 答案：二、自感与涡流自感现象(1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势．(2)表达式：E＝L(3)自感系数L的影响因素：与线圈的大小、匝数以及是否有铁芯有关．2．涡流当线圈中的电流发生变化时在它附近的任何导体中都会产生像水的旋涡状的感应电流．(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时感应电流会使导体受到安培力安培力的方向总是阻碍导体的运动．(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动在导体中会产生感应电流使导体受到安培力作用安培力交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的．　2. (多选)(2015·高考全国卷Ⅰ)1824年法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”．实验中将一铜圆盘水平放置在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针如图所示．实验中发现当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时磁针也随着一起转动起来但略有滞后．下列说法正确的是(　　)圆盘上产生了感应电动势圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动在圆盘转动的过程中磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流此电流产生的磁场导致磁针转动答案： 考点一　公式E＝n的应用1．感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率和线圈的匝数共同决定而与磁通量Φ、磁通量的变化量的大小没有必然联系．(2)当仅由B引起时则E＝n；当S引起时则E＝n磁通量的变化率是Φ－t图象上某点切线的斜率． 　　　　　　电动势大小计算和方向判断[学生用书] 　(单选)如图为无线充电技术中使用的受电线圈示n，面积为S.若在t到t时间内匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈其磁感应强度大小由B均匀增加到B则该段时间线圈两端a和b之间的电势差φ－φ(　　) A．恒为从0均匀变化到恒为－从0均匀变化到－[解析]　根据法拉第电磁感应定律得感应电动势E＝＝n由楞次定律和右手螺旋定则可判断b点电势高于a点电势因磁场均匀变化所以感应电动势恒定因此a、b两点电势差恒为φ－φ＝－n选项正确．[答案]　 　　　　　　电荷量的计算[学生用书] 　(2016·安徽十校联考)如图甲所示一个电阻值为R匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路．线圈的半径为r在线圈中半径为r的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示．图线与横、纵轴的截距分别为t和B导线的电阻不计．求0至t时间内 (1)通过电阻R的电流大小和方向．(2)通过电阻R的电荷量q.[审题突破]　(1)磁场的有效面积为及磁场的变(2)电荷量的计算可用q＝I·t也可直接应用q＝n其中R总＝3R.[解析]　(1)穿过闭合线圈的磁场的面积为S＝ 由题图乙可知磁感应强度B的变化率的大小为＝根据法拉第电磁感应定律得：＝n＝nS＝由闭合电路欧姆定律可知流过电阻R1的电流为＝＝再根据楞次定律可以判断流过电阻R的电流方向应由b到a.(2)0至t时间内通过电阻R的电荷量为＝It＝[答案]　(1)　方向从b到a　(2) 应用电磁感应定律应注意的三个问题公式E＝n求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势在磁通量均匀变化时瞬时值才等于平均值. 利用公式E＝nS求感应电动势时为线圈在磁场范围内的有效面积．通过回路截面的电荷量q仅与n、和回路电阻R有关与时间长短无关与Φ是否均匀变化无关．推导如下：q＝＝＝ 考点二　公式E＝Blv的应用 1．使用条件本公式是B、l、v三者相互垂直．实际问题中当它们不相互垂直时应取垂直的分量进行计算公式可为E＝Blv为B与v方向间的夹角．使用范围导体平动切割磁感线时若v为平均速度则E为平均感应电动势即＝Bl.若v为瞬时速度则E为相应的瞬时感应电动势．有效性公式中的l为有效切割长度即导体与v垂直的方向上例如求下图中MN两点间的电动势时有效长度分别为 甲图：l＝cd乙图：沿v方