高中物理第五章:法拉第電磁感應定律知識點詳解
只要通過閉環的磁通量發生變化,閉環中就會產生電流。 這種利用磁場產生電流的現象稱為電磁感應。 產生的電流稱為感應電流; 產生的電動勢稱為感應電動勢。
產生感應電流的條件
只要閉路中的磁通量發生變化,即△Φ≠0,閉路中就會產生感應電流。
磁通量變化的常見情況(Φ如何變化)
①線圈所包圍的面積發生變化,閉路中的某些導線移動切割磁力線,導致Φ發生變化; 本質是B不變,S增加或減少
②線圈在磁場中的旋轉使Φ發生變化。 線圈面積與磁感應強度之間的角度發生變化。 例如,在均勻磁場中旋轉的矩形線圈就是典型的例子。
③B隨t(或位置)變化,磁感應強度是時間的函數; 或者閉環的變化導致 Φ 變化
(Φ變化的結果):磁通量變化最直接的結果就是感應電動勢的產生。 如果線圈或線框閉合,則線圈或線框內將產生感應電流。 因此,產生感應電流的條件是:經過閉合回路中的磁通量發生變化。
產生感應電動勢的條件:
無論回路是否閉合,只要通過線圈的磁通量發生變化,線圈中就會產生感應電動勢,產生感應電動勢的導體部分相當于功率供應。
電磁感應現象的本質是產生感應電動勢。 如果回路閉合,就會產生感應電流。 如果環路不閉合,只會出現感應電動勢,而不會形成連續的電流。當我們看變化時,我們看的是環路內磁通量的變化,而不是環路外磁通量的變化循環。
法拉第電磁感應定律:
內容
電路中感應電動勢的大小與通過電路的磁通量的變化率成正比。
電路中發生電磁感應現象的部分相當于電源。 電源內部電流的方向是從低電位流向高電位。 (即:從負到正)
①表達方式:
…=?(通用公式)ε∝
(法拉第電磁感應定律)
感應電動勢取決于磁通量變化速度ΔB/Δt(即磁通量變化率)和線圈匝數n。 ΔB/Δt為磁場變化率
另一個特殊情況
當環路中的一部分導體移動切割磁力線時,導體的移動方向與磁場方向垂直。
② E=BLv(垂直平移切割)L為導線的有效切割長度(v為磁場與導體的相對切割速度)(導體移動時B不移動;B移動時導體不移動)移動)
③E=nBSωsin(ωt+Φ); Em=nBSω(線圈和B⊥的軸勻速旋轉)n為線圈匝數
注意
(1)僅適用于導體切割磁力線,求瞬時感應電動勢的情況(若v為平均速度,則ε為平均值);
(2) B、L、v互相垂直;
(3)式ε=θ中的θ應理解為:
①當B⊥L,v⊥L時,θ為B與v的夾角,如圖(a)所示;
②當v⊥L,B⊥v時,θ為L與B的夾角;
③當B⊥L且v⊥B時法拉第電磁感應定律,θ為v與L的夾角。
上述①②③三項均反映了L的有效切割長度。
練習練習
1.下列哪項符合歷史事實()
焦耳發現了電流的磁效應
B法拉第發現了電磁感應現象并總結了電磁感應定律
C惠更斯總結折射定律
D 英國物理學家托馬斯·楊利用雙縫干涉實驗首次發現了光的干涉現象。
2、如圖所示,是一個延時開關。 當S1閉合時,電磁鐵F將銜鐵D吸下,C電路接通; 當S1斷開時,由于電磁感應的作用法拉第電磁感應定律,D會延遲一段時間才釋放。 ,但()
A 由于A線圈的電磁感應,產生D的延時釋放。
B 由于B線圈的電磁感應而發生D的延遲釋放。
C 若線圈B的開關S2斷開,則無延時效果。
D 如果線圈 B 的開關 S2 關閉,則延時會變長。
練習分析
1.奧斯特發現了電流的磁效應; 韋伯和紐曼發現了電磁感應定律,麥克斯韋用公式表達了電磁感應定律; 費馬提出了光的折射定律。
2. 公元前
線圈A中有電流通過,使F產生磁場,D被吸下去。 這不是電磁感應。 當S1斷開時,A中的電流消失。 此時,磁場強度減小,A、B處的磁感應線數量發生變化。 線圈斷開,沒有電流,對磁場沒有影響; B線圈產生感應電流,已知該電流產生的磁場會削弱F中的磁場,這就是延遲效應的原因。
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