(7).磁通量磁通量的变化磁通量的变化率三个物理量的比较
例:
1.《状元之路》P110*双基精练1
2.—平面转过90度180度270度360度.磁通量的变化
3.产生感应电流的条件:
穿过闭合电路的磁通量发生变化
4.感应电动势产牛的条件:
穿过电路的磁通量发纶变化
这里不要求闭合。
无论电路闭合与否,只要磁通量变化了,就一定冇感应电动势产生。
这好比—个电源:
不论外电路是否闭合,电动势总是存在的。
但只冇当外电路闭合时,电路中才会冇电流。
二、楞次定律
1.楞次定律:
感应电流总具冇这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
楞次定律解决的是感应电流的方向问题(法拉第电磁感应定律解决的是感应电流的大小问题)
2.对“阻碍”意义的理解:
(重点与难点)
感应电流的磁场(新产生的磁场)和引起感应电流的磁场(原来就有的磁场)
《状元之路》P111*疑难点1
(1).谁阻碍谁——感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量.
(2).阻碍什么——阻碍的是穿过回路的磁通量的变化,而不是磁通虽本身.
(3).如何阻碍——原磁通量增加吋,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即“增反减同”.
(4).阻碍的结果一阻碍并不是阻止,结果是增加的最终还得增加,减少的最终还得减少.
3.由磁通最计算式a可知,磁通最变化△①=%■叭有多种形式,主要有:
1S、a不变,B改变,这时4@=4B・SsinQ
23、a不变,S改变,这时210=zlS-Bsino
33、S不变,。
改变,这时4(sinj-sindi)
当B、S、。
中有两个或三个一起变化时,就要分别计算①2,再求■◎了。
4.右手定则
1适用范围:
导线切割磁感线产生感应电动势.
2判定方法:
伸开右手,让大拇指与四指垂直,并与手掌在同一平面内,讣磁感线垂直穿过掌心,大拇指指向导线运动的方向,其余四指所指方向即为感应电流的方向.
例题:
《状元之路》Piii-H我诊断1
注意:
a.比较楞次定律与右手定则的关系
b.通过举例让学生学会选择最佳方法
楞次定律适用于一般悄况的感应电流方向的判定,而右手定则只适用丁•导线切割磁感线运动的情况,此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便.
c.注意:
比较安培定则左手定则右手定则(联系熟练一左力右电)
例题:
《状元Z路》P112-例3创新预测3
5.楞次定律的另一种表述(快速解题)
感应电流总是阻碍产生它的那个原因,表现形式冇三种:
1阻碍原磁通量的变化;(增反减同)
2阻碍物体间的相对运动;(来拒去留)
3阻碍原电流的变化(自感).
例题:
《状元Z路》P111-口我诊断2
例2
创新预测2
6.楞次定律的应用步骤(学生自己归纳)
1确定原磁场方向;
2判定原磁场如何变化(增大还是减小);
3确定感应电流的磁场方向(增反减同);
4根据安培定则判定感应电流的方向。
例题:
《状元Z路》Pill-例1
创新预测1
第二节:
法拉第电磁感应定律自感涡流
1.法拉第电磁感应定律
(1)内容:
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)表达式:
E=N\d>/\t.
2.对法拉第电磁感应定律的理解
(\)E=N\(P/\t中,N为线圈匝数,本式是确定感应电动势的普遍规律,回路町以不闭合.
(2)E=M\0/0中,AO总是取绝对值,E的大小是山线圈匝数及磁通量的变化率决定的,与0或△>的人小无必然联系.
(3)E=NA。
/△/一般用以求△/时间內感应电动势的平均值,依I=E/R及q=I\tnJ'进一步求平均电流及△/时间内通过回路某横截而积的电荷量,但-•般不能依平均电流计算电路中电流所做的功以及电路屮产生的电热.
(4)A0/A/的常见几种计算式:
△。
仏/=.
3.导体切割磁感线运动时产生感应电动势
(\)E=BLv
(2)E=B3sin0
4.对E=BLv的理解
(1)上式只适用于导体各点以札I同速度在匀强磁场屮切割磁感线的惜况,且厶、卩与3两两垂肓.
uere
(2)当厶垂直&厶垂直v,llljv与3成&角时,导体切割磁感线产
XX
1
XX
<
XX
X
牛的感应电动势大小为E=BLvsin0.
XX
X尹
X
X
(3)若导线是曲折的,或厶与v不垂直时,则厶应为导线的有效切割
XX
XX
X
长度,即导线两端点v.B所决定平面的垂线上的投影长度,如右图所
XX
XX
XX
X
示,三种情况下感应电动势人小相同.
)a
[Z
(4)公式E=BLv中,若v为一段时间内的平均速度,则E为平均感应电动势,若v为某时刻的切割速度,则E为瞬时感应电动势.
(5)导体转动切割磁感线产⑴感应电动势,当导体在垂直于磁场的平面内,绕一端以如速度co匀速转动切割磁感线产住感应电动势时,E=BLv
5、两种求电动势的方法E=N卜①卜和£=3厶阳口0有什么不同(P113疑难点2)
(1).研究对彖不同:
前者是一个回路(不一定闭合),后者是一段直导线(或能等效为直导线).
(2).适用范围不同:
E=NWN/具有普遍性,BLvsin0只适用于导体切割磁感线的情况.前者计算的是在A/时间内的平均电动势,只有当A/->0或磁通冕的变化率是恒定不变时,它算出的才是瞬时电动势;E=Blvsin0中的"若为瞬时速度,贝IJ算出的就是瞬时电动势,若u为平均速度,算出的就是平均电动势.
例题:
《状元之路》P114
(1).婆学生养成画等效电路图的习惯
(2)注意动生电动势和感生电动势两类题的比较(不一定要捉这个概念)
(3)初步与电路、力、能量、图象综合(为下一节作好铺垫)
X
X
:
X
X..
rrx
6.
X
B
x
X
平均电动势、瞬时电动势及电动势有效值
【补充】如图所示,边长为总电阻为人的闭合正方形单徂线框,放在磁感应强度为B的匀强磁场屮,磁感线与线框平而垂肯.当线框由图示位置以3的角速度转过180。
角的过程中,
(1)磁通量变化量为多大?
(2)线框屮的平均电动势多人?
平均电流多人?
(3)流过线框导线横截面的电荷量是多少?
(4)线框中产生多少热量?
【解析】(l)^=BS-(-BS)=2Ba2
-_E__2Ba2o)
“、TaA02Ba2
(3)q=I△/==
RR
P2
(4)0=冬-Ar,注意,此时E必须用有效值,故
R
八zBcro)x2aB2a2co2tinB2a^co
0=(—y-MR=•—=
722Rco2R
而要
【思维提升】流过横截面的电荷量可以用平均电流求解,但线框发热量不能用平均电流,用有效值求解.
7.感应电量的计算(补充,也可放在第三节讲)
根据法拉第电磁感应定律,在电磁感应现象中,只要穿过闭介电路的磁通量发生变化,闭介电路中就会产生感应电流。
设在时间内通过导线截面的电虽为g,贝IJ根据电流定义式I=q!
法拉笫电磁感应定律E=nW,得:
FAE人H△①人泌①
$=/•△/=——Ar=Ar=
RRMR
如果闭合电路是一个单匝线圈(乃=1),则9=——.
R
上式屮刃为线圈的匝数,△①为磁通量的变化量,/?
为闭合电路的总电阻。
可见,在电磁感应现象屮,只要穿过闭合电路的磁通量发牛变化,闭合电路屮就会产牛感应电流,在时间&内通过导线截面的电量g仅由线圈的匝数巾、磁通量的变化量△①和闭合电路的电阻7?
决定,与发生磁通量的变化量的时间无关。
因此,要快速求得通过导体横截面积的电量g,关键是正确求得磁通量的变化量△①。
磁通量的变化SAO是指穿过某一面积末时刻的磁通量①2与穿过这一面积初时刻的磁通量®Z差,即△①=0>2-①I。
在计算△①时,通常只収其绝对值,如果①2与①I反向,那么①2与①I的符号相反。
线圈在匀强磁场中转动,产生交变电流,在一个周期内穿过线圈的磁通量的变化量△①=0,故通过线圈的电量尸0。
【补充1】如图所示,闭合导线框的质虽可以忽略不计,将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。
若第一次用0.3s时间拉出,外力所做的功为塔,通过导线截面的电量为g;第二次用0.9$时间拉