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第16章:电磁感应

一、知识网络

闭合电路中磁通量发生变化时产生感应电流

当磁场为匀强磁场，并且线圈平面垂直磁场时磁通量:φ=BS感应现象:如果该面积与磁场夹角为α，则其投影面积为Ssinα，则磁通量为Φ

=BSsinα。磁通量的单位:韦伯，符号:Wb

产生感应电闭合电路中的部分导体在做切割磁感线运动

流的方法闭合电路的磁通量发生变

感应电流方右手定则，电楞次定律向的判定

E=BLνsinθ感应电动势磁,,E,n的大小,t感

实验:通电、断电自感实验应

,I大小:E,L自感电,t动势方向:总是阻碍原电流的变化方向自

感

灯管日光灯镇流器构造启动器应用

日光灯工作原理:自感现象

二、重、难点知识归纳

1.法拉第电磁感应定律

(1).产生感应电流的条件: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: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).引起某一回路磁通量变化的原因

a磁感强度的变化

b线圈面积的变化

c线圈平面的法线方向与磁场方向夹角的变化,

(4).电磁感应现象中能的转化

感应电流做功，消耗了电能。消耗的电能是从其它形式的能转化而来的。

在转化和转移中能的总量是保持不变的。

(5).法拉第电磁感应定律:

a决定感应电动势大小因素:穿过这个闭合电路中的磁通量的变化快慢

b注意区分磁通量中，磁通量的变化量，磁通量的变化率的不同

,,,,,21—磁通量，—磁通量的变化量，,,,,tt,,

c定律内容:感应电动势大小决定于磁通量的变化率的大小，与穿过这一电路磁通量的变化率成正比。

(6)在匀强磁场中，磁通量的变化ΔΦ=Φ-Φ有多种形式，主要有:to

?S、α不变，B改变，这时ΔΦ=ΔB,Ssinα

?B、α不变，S改变，这时ΔΦ=ΔS,Bsinα

?B、S不变，α改变，这时ΔΦ=BS(sinα-sinα)21

在非匀强磁场中，磁通量变化比较复杂。有

abc几种情况需要特别注意:abMSNc?如图16-1所示，矩形线圈沿a?b?c在条

形磁铁附近移动，穿过上边线圈的磁通量由方向向

图16-1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。acb

?如图16-2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中的电流增图16-2

大时，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。

?如图16-3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

cb同一平面内。当虚线圆a中的磁通量增大时，与?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

图16-3量和磁通量变化都始终是相同的。

,—Wb,,

,,t—s,,,E,n(7)感应电动势大小的计算式:,E—v,t,

,n—线圈匝数,

注:a、若闭合电路是一个n匝的线圈，线圈中的总电动势可看作是一个线圈感应电动

势的n倍。E是,t时间内的平均感应电动势

6)几种题型(

,BS,,B?线圈面积S不变，磁感应强度均匀变化:E,,,ns,t,t

BS,,S?磁感强度不变，线圈面积均匀变化:En,,nB,t,t

?B、S均不变，线圈绕过线圈平面内的某一轴转动时，计算式为:

BSBScoscoscoscos,,,,,,2121En,,nBS,,tt

2.导体切割磁感线时产生感应电动势大小的计算式

BT,,

,lm,,EBlv,(1).公式:,vms,/,

,EV,,v1(2).题型:a若导体变速切割磁感线，公式中的电动势是该时

刻的瞬时感应电动势。θb若导体不是垂直切割磁感线运动，v与B有一夹角，如右图vv216-4