電磁感應(yīng)專題復(fù)習(xí)教案
一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象:當(dāng)穿過線圈的磁通量發(fā)生變化或?qū)w作切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)就會(huì)才生電動(dòng)勢(shì),這種電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),,這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
二、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)條件:穿過線圈的磁通量發(fā)生變化或?qū)w作切割磁感線運(yùn)動(dòng)。
三、導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化(包括閉合電路的部分導(dǎo)體作切割磁感線的情況)。
注意:
1、 只有同時(shí)滿足:①電路閉合;②磁通量變化這兩個(gè)條件才會(huì)有感應(yīng)電流。
2、 引起磁通量變化的因素:由ф=BSsinθ可知①磁感強(qiáng)度B發(fā)生變化;②線圈面積S發(fā)生變化;③磁感強(qiáng)度B和線圈面積S的夾角θ發(fā)生變化。這三種變化都可引起磁通量的變化
四、感應(yīng)電流方向的判定:
1、 愣磁定律:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
2、 應(yīng)用愣磁定律判斷感應(yīng)電流方向的方法和步驟:
①明確引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向和磁感線分布特點(diǎn)以及磁通量的變化(是增加還是減小);
②根據(jù)愣磁定律確定感應(yīng)電流的方向;
③由安培定則根據(jù)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向確定感應(yīng)電流的方向。
3、 右手定則:閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流用右手定則判斷較為方便。
五、感應(yīng)電動(dòng)的大小:
1、 部分導(dǎo)體切割磁感線:
ε=Blvsinθ
θ是v和B的夾角:
當(dāng)θ=0°時(shí),ε=0;
當(dāng)0°<θ<90°時(shí),0<ε<Blv;
當(dāng)θ=90°時(shí),ε=Blv,此時(shí),ε最大。
注意:若v是即時(shí)速度,ε是即時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),若v是平均速度,ε是平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
2、 法拉第電磁感應(yīng)定律:
3、 自感電動(dòng)勢(shì):
,式中L是自感系數(shù),取決于線圈的長(zhǎng)度、橫截面積、單位長(zhǎng)度匝數(shù)及有無鐵心。
一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象:當(dāng)穿過線圈的磁通量發(fā)生變化或?qū)w作切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)就會(huì)才生電動(dòng)勢(shì),這種電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),,這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
二、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)條件:穿過線圈的磁通量發(fā)生變化或?qū)w作切割磁感線運(yùn)動(dòng)。
三、導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化(包括閉合電路的部分導(dǎo)體作切割磁感線的情況)。
注意:
1、 只有同時(shí)滿足:①電路閉合;②磁通量變化這兩個(gè)條件才會(huì)有感應(yīng)電流。
2、 引起磁通量變化的因素:由ф=BSsinθ可知①磁感強(qiáng)度B發(fā)生變化;②線圈面積S發(fā)生變化;③磁感強(qiáng)度B和線圈面積S的夾角θ發(fā)生變化。這三種變化都可引起磁通量的變化。
四、感應(yīng)電流方向的判定:
1、 愣磁定律:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
2、 應(yīng)用愣磁定律判斷感應(yīng)電流方向的方法和步驟:
①明確引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向和磁感線分布特點(diǎn)以及磁通量的變化(是增加還是減小);
②根據(jù)愣磁定律確定感應(yīng)電流的方向;
③由安培定則根據(jù)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向確定感應(yīng)電流的方向。
3、 右手定則:閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流用右手定則判斷較為方便
五、感應(yīng)電動(dòng)的大小:
1、 部分導(dǎo)體切割磁感線:
ε=Blvsinθ
θ是v和B的夾角:
當(dāng)θ=0°時(shí),ε=0;
當(dāng)0°<θ<90°時(shí),0<ε<Blv;
當(dāng)θ=90°時(shí),ε=Blv,此時(shí),ε最大。
注意:若v是即時(shí)速度,ε是即時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),若v是平均速度,ε是平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
2、 法拉第電磁感應(yīng)定律:
3、 自感電動(dòng)勢(shì):
,式中L是自感系數(shù),取決于線圈的長(zhǎng)度、橫截面積、單位長(zhǎng)度匝數(shù)及有無鐵心。
學(xué)法指導(dǎo)
一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流產(chǎn)生條件分析方法:
1、 選定哪一段導(dǎo)體或哪一閉合電路為研究對(duì)象;
2、 確認(rèn)穿過電路的磁通量是否發(fā)生變化:
① 導(dǎo)體切割磁感線
② 穿過電路的磁感線條數(shù)是否發(fā)生變化
二、感應(yīng)電流的大小及方向:
1、 用右手定則判定感應(yīng)電流的方向(學(xué)習(xí)了選修本內(nèi)容之后,也可用愣磁定律判定)。
2、 感應(yīng)電流的大小:
,
三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化和守恒
1、 閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能。
2、 電流通過導(dǎo)體做功,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能或其它形式的能。
[例題1]如圖1所示,L1和L2繞在同一鐵心上,L1的兩端接在相互平行的導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌間有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),導(dǎo)軌上跨接一導(dǎo)體棒ab且與導(dǎo)軌接觸良好,并可自由滑動(dòng)。L2兩端接有電流計(jì)G。若要使G中有電流,ab棒在導(dǎo)軌上怎樣運(yùn)動(dòng)。
[分析解答] ab棒在導(dǎo)軌上可以做勻速和變速兩種運(yùn)動(dòng)。當(dāng)ab棒向左或右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),在L1中有一恒定的電流,故L2中穿過的磁通量是不變的,在L2與G組成的閉合回路中無磁通量的變化,故無電流。
當(dāng)ab棒向左或向右做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),由于ab棒切割磁感線的速度的變化,而在L1和ab棒組成的閉合回路中產(chǎn)生一變化的電流,由于流過線圈的電流變化,則產(chǎn)生一變化的磁場(chǎng),那么穿過L2的磁通量就時(shí)刻變化,在L2與G組成的閉合回路中就由感應(yīng)電流流過,所以若使G中有電流,AB棒在導(dǎo)軌上應(yīng)做變速運(yùn)動(dòng)。
[例題2]如圖2所示,一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框位于水平面上,總電阻為R。虛線表示一均強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的邊界,它與線框的ab邊平行。磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為2L,磁感強(qiáng)度為B,方向豎直向下。今使線框沿垂直于磁場(chǎng)邊界方向以速率v勻速通過磁場(chǎng)區(qū)域,試在圖2所示的乙圖上,畫出從導(dǎo)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)到完全離開磁場(chǎng)的過程中,流過線框的電流i隨ab邊的位置坐標(biāo)x變化的圖線。
[分析解答]當(dāng)線框ab邊開始進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū),立即產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε=BLv,線框中電流I0=ε/R=BLv/R,一直持續(xù)到cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)為止。此后無感應(yīng)電流,直到ab邊達(dá)到磁場(chǎng)右邊界。當(dāng)ab邊離開磁場(chǎng)后,cd邊切割磁感線,產(chǎn)生反方向感應(yīng)電流,大小仍為I0=BLv/R,一直持續(xù)到cd邊剛離開磁場(chǎng)為止。此后無感應(yīng)電流。感應(yīng)電流的I-x圖線如圖3所示