第2单元 法拉第电磁感应定律自感和涡流 必备知识要打牢 抓双基 固本源 得基础分 掌握程度 BIBEI ZHISHI YAD DALAD 知识点一 法拉第电磁感应定律 「想一想] ××B 如升如图921所示,A、两个闭合线 圈用同样的导线制成,匝数都为10匝,半图9-2-1 径R4=2RB,图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强 磁场,则A、B线圈中产生的感应电动势之比和线圈中 的感应电流之比分别为多少? MYKONGLONG
法拉第电磁感应定律 [想一想] 如图9－2－1所示，A、B两个闭合线 圈用同样的导线制成，匝数都为10匝，半 径RA＝2RB，图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强 磁场，则A、B线圈中产生的感应电动势之比和线圈中 的感应电流之比分别为多少？ 图9－2－1
[提示]A、B两环中磁通量变化率相同,线圈匝数 △ 相同,由E=nM可得E1:EB=1:1,又因为R=ps 故RA:RB=2:1,所以IA:IB=1:2。 MYKONGLONG
[提示] A、B 两环中磁通量变化率相同，线圈匝数 相同，由 E＝n ΔΦ Δt 可得 EA∶EB＝1∶1，又因为 R＝ρ l S， 故 RA∶RB＝2∶1，所以 IA∶IB＝1∶2
记一记 1.感应电动势 (1)定义:在电磁感应现象中产生的电动势 (2)产生条件:穿过回路的磁通量发生改变,与电路是 否闭合_无关_。 (3)方向判断:感应电动势的方向用楞次定律或 右手定则判断 2.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。 A④ (2)公式,E=M,其中n为线圈匝数 MYKONGLONG
[记一记] 1．感应电动势 (1)定义：在 中产生的电动势。 (2)产生条件：穿过回路的 发生改变，与电路是 否闭合 。 (3)方向判断：感应电动势的方向用 或 判断。 2．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 成正比。 (2)公式： ，其中n为 。 电磁感应现象 无关 楞次定律 右手定则 磁通量的变化率 E＝n 线圈匝数 ΔΦ Δt 磁通量
试一试] Φ/Wb 1.穿过某线圈的磁通量随时间的变 化的关系如图9-2-2所示,在 246 线圈内产生感应电动势最大值 图9-2-2 的时间是 A.0~2sB.2~4sC.4~6sD.6~8s 解析:φ一图象中,图象斜率越大,△⑨越大,感应 电动势就越大。答案:C MYKONGLONG
[试一试] 1．穿过某线圈的磁通量随时间的变 化的关系如图9－2－2所示，在 线圈内产生感应电动势最大值 的时间是 ( ) 图9－2－2 A．0～2 s B．2～4 s C．4～6 s D．6～8 s 解析：Φ－t 图象中，图象斜率越大，ΔΦ Δt 越大，感应 电动势就越大。 答案：C
知识点二导体切割磁感线时的感应电动势计算 「想一想] 如行 如图9-2-3所示,当导体棒在垂直 0×x× B 于磁场的平面内,其一端为轴,以角速 图 9-2-3 度o匀速转动时,产生的感应电动势为多少? MYKONGLONG
导体切割磁感线时的感应电动势计算 [想一想] 如图9－2－3所示，当导体棒在垂直 于磁场的平面内，其一端为轴，以角速 度ω匀速转动时，产生的感应电动势为多少？ 图9－2－3
提示]棒在时间t内转过的角度0=ot, 扫过的面积S=210=27o, 对应的磁通量φ=BS=Bot, 则棒产生的感应电动势E - Bl 另外:由E=B,又=70l,可得E=2Bro MYKONGLONG
[提示] 棒在时间 t 内转过的角度 θ＝ωt， 扫过的面积 S＝ 1 2 l·lθ＝ 1 2 l 2ωt， 对应的磁通量 Φ＝BS＝ 1 2 Bl2ωt， 则棒产生的感应电动势 E＝ Φ t ＝ 1 2 Bl2ω。 另外：由 E＝Bl v ，又 v ＝ 1 2 ωl, 可得 E＝ 1 2 Bl2ω
记一记 切割方式 电动势表达式 说明 垂直切割 E= Blo Blvsin e E= 倾斜切割 其中θ为U与 ①导体棒与磁场方向垂直 B的夹角 ②磁场为匀强磁场 旋转切割 BLo (以一端为轴 MYKONGLONG
切割方式 电动势表达式 说明 垂直切割 E＝_______ ①导体棒与磁场方向垂直 ②磁场为匀强磁场 倾斜切割 E＝________ 其中θ为v与 B的夹角 旋转切割 (以一端为轴) E＝________ [记一记] Blv Blvsin θ 1 2 Bl2ω
试一试 2.如图9-2-4所示,在竖直向下的匀强 磁场中,将一水平放置的金属棒mb以a國 水平速度v抛出。设在整个过程中, 棒的取向不变且不计空气阻力,则在 金属棒运动过程中产生的感应电动势图92-4 大小变化情况是 A.越来越大 B.越来越小 C.保持不变 D.无法判断 解析:金属棒水平抛出后,在垂直于磁场方向上的速 度不变,由E=BLν可知,感应电动势也不变。C项正 确。答案:C MYKONGLONG
2．如图9－2－4所示，在竖直向下的匀强 磁场中，将一水平放置的金属棒ab以 水平速度v0抛出。设在整个过程中， 棒的取向不变且不计空气阻力，则在 金属棒运动过程中产生的感应电动势 大小变化情况是 ( ) A．越来越大 B．越来越小 C．保持不变 D．无法判断 解析：金属棒水平抛出后，在垂直于磁场方向上的速 度不变，由E＝BLv可知，感应电动势也不变。C项正 确。 图9－2－4 答案：C [试一试]
知识点三 自感涡流 「想一想 如图9—2-5所示,开关S闭合且回路 中电流达到稳定时,小灯泡4能正常发光,图9-2-5 L为自感线圈,则当开关S闭合或断开时,小灯泡的亮暗 变化情况是怎样的? 「提示]开关闭合时,自感电动势阻碍电流的增大 所以灯慢慢变亮;开关断开时,自感线圈的电流从有变 为零,线圈将产生自感电动势,但由于线圈L与灯A不能 构成闭合回路,所以灯立即熄灭。 MYKONGLONG
自感 涡流 如图9－2－5所示，开关S闭合且回路 中电流达到稳定时，小灯泡A能正常发光， L为自感线圈，则当开关S闭合或断开时，小灯泡的亮暗 变化情况是怎样的？ [提示] 开关闭合时，自感电动势阻碍电流的增大， 所以灯慢慢变亮；开关断开时，自感线圈的电流从有变 为零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈L与灯A不能 构成闭合回路，所以灯立即熄灭。 [想一想] 图9－2－5
记一记 互感现象 两个互相靠近的线圈,当一个线圈中的电流变 化时,它所产生的变化蘸场会在另一个线圈中 产拉电动势的现象。 2.自感现象 (1)定义:由于通过导体自身的电流发生变化而 产生的电磁感应现象。 (2)自感电动势: ①定义:在自感现象中产生的感应电动势。 MYKONGLONG
[记一记] 1．互感现象 两个互相靠近的线圈，当一个线圈中的电流变 化时，它所产生的变化的 会在另一个线圈中 产生_____________的现象。 2．自感现象 (1)定义：由于通过导体自身的 而 产生的电磁感应现象。 (2)自感电动势： ①定义：在 中产生的感应电动势。 磁场 感应电动势 电流发生变化 自感现象