电磁感应总复习.ppt

1、电磁感应现象电磁感应现象一一一一.知识结构知识结构知识结构知识结构导体切割导体切割磁通变化磁通变化 产生感应电流的条件产生感应电流的条件闭合回路的一部分闭合回路的一部分导体切割磁感线导体切割磁感线穿过闭合回路磁通穿过闭合回路磁通量发生变化量发生变化 感应电动势的大小感应电动势的大小E=BLVE=n/t 感应电动势的方向感应电动势的方向 右手定则右手定则 楞次定律：楞次定律：（理解拓展）（理解拓展）自感现象自感现象 自感电动势方向自感电动势方向 自感电动势大小自感电动势大小 E=LI/t 自感现象的应用自感现象的应用电磁电磁感应感应典型典型问题问题电路问题电路问题动力学问题动力学问题能量问题能量

2、问题图象问题图象问题两个典型模型：矩形线框有界磁场两个典型模型：矩形线框有界磁场 导轨滑杆模型导轨滑杆模型1、三个基本问题、三个基本问题 本章复习目标本章复习目标楞次定律解决了感应电流的方向判断问题楞次定律解决了感应电流的方向判断问题 法拉第电磁感应定律用于计算感应电动势的大小法拉第电磁感应定律用于计算感应电动势的大小 磁通量变化磁通量变化 感应电动势感应电动势 磁通量变化快慢磁通量变化快慢 感应电动势大小感应电动势大小 磁通量增减磁通量增减 感应电动势方向感应电动势方向 结论：结论：只要只要0就有电磁感应现象发生就有电磁感应现象发生 二、电磁感应现象二、电磁感应现象 引起磁通量变化的常见情况

3、引起磁通量变化的常见情况（1 1）闭合电路的部分导体做切割磁感）闭合电路的部分导体做切割磁感 线运动线运动（2 2）线圈在磁场中转动）线圈在磁场中转动（3 3）磁感应强度）磁感应强度B B变化变化（4 4）线圈的面积变化）线圈的面积变化三、感应电流的方向三、感应电流的方向1、特殊方法：、特殊方法：右手定则右手定则 用于导线切割磁感线的情形。用于导线切割磁感线的情形。例：在下列图中，磁感强度例：在下列图中，磁感强度B、感应电流强度、感应电流强度I、导线的、导线的运动速度运动速度V等三个物理量中只给出两个，试判断出第三等三个物理量中只给出两个，试判断出第三个物理量方向。个物理量方向。(已知已知:三

4、个物理量互相垂直）三个物理量互相垂直）VIBVIVIB 如如图图为为地地磁磁场场磁磁感感线线的的示示意意图图，在在北北半半球球地地磁磁场场的的竖竖直直分分量量向向下下。飞飞机机在在我我国国上上空空匀匀速速航航行行，机机翼翼保保持持水水平平，飞飞行行高高度度不不变变，由由于于地地磁磁场场的的作作用用，金金属属机机翼翼上上有有电电势势差差。设设飞飞行行员员左左方方机机翼翼末末端端处处的的电电势势为为U U1 1，右右方方机机翼翼末末端端的的电电势势为为U U2 2，（）A A若飞机从西往东飞，若飞机从西往东飞，U U1 1比比U U2 2高高 B B若飞机从东往西飞，若飞机从东往西飞，U U2 2

5、比比U U1 1高高 C C若飞机从南往北飞，若飞机从南往北飞，U U1 1比比U U2 2高高 D D若飞机从北往南飞，若飞机从北往南飞，U U2 2比比U U1 1高高 2、普适方法：楞次定律、普适方法：楞次定律 内容：内容：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化电流的磁通量的变化“四步法四步法”判断感应电流方向：判断感应电流方向：1、明确原磁场、明确原磁场B方向方向2、明确磁通量的变化（是增还是减）、明确磁通量的变化（是增还是减）3、判断感应电流的磁场、判断感应电流的磁场B的方向的方向4、安培定则判断感应电流的方向、安培定则判断感应电流的方向原

6、磁通量原磁通量的变化的变化感应电流感应电流感应电流感应电流的磁场的磁场引起引起阻碍阻碍楞次定律中楞次定律中“阻阻碍碍”的含意：阻的含意：阻碍不是阻止；可碍不是阻止；可理解为理解为“增反、减同增反、减同”推广式推广式电磁感应现象中的电磁感应现象中的“因因”与与“果果”根本原因：根本原因：直接结果直接结果：直接原因直接原因：派生结果派生结果：推论：结果一定阻碍原因磁通量变化磁通量变化产生感应电动势产生感应电动势磁通量变化磁通量变化相对运动相对运动切割运动切割运动电流变化电流变化(自感自感)感应电流受力感应电流受力受力而发生运动受力而发生运动I变大变大楞次定律的理解楞次定律的理解（1）“阻碍阻碍”不

7、是阻止不是阻止,而是延缓这种变化而是延缓这种变化（2）“阻碍阻碍”的不是磁感强度的不是磁感强度B，也不是磁通量，而是阻碍，也不是磁通量，而是阻碍穿过闭合回路的磁通量穿过闭合回路的磁通量变化变化 （3）由于）由于“阻碍阻碍”作用才导致了电磁感应中的能量转化作用才导致了电磁感应中的能量转化（4）推广：）推广：A、就、就磁通量磁通量来说来说增反减同增反减同B、就、就相对运动相对运动来说来说阻碍相对运动：来据去留阻碍相对运动：来据去留C、就、就回路面积回路面积来说来说有增加或缩小的趋势有增加或缩小的趋势D、就、就电流电流本身来说本身来说自感：增反减同自感：增反减同考点考点1、判断感应电流方向、判断感应

8、电流方向感应电流总是阻碍产生感应电流的原因感应电流总是阻碍产生感应电流的原因 选择题出现选择题出现感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的(原磁场原磁场)磁通量的变化磁通量的变化.判断感应电流方向的步骤判断感应电流方向的步骤(1)明确原磁场的方向；明确原磁场的方向；(2)明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少；明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少；(3)根据楞次定律，判定感应电流的磁场方向；根据楞次定律，判定感应电流的磁场方向；(4)利用安培定则判定感应电流的方向利用安培定则判定感应电流的方向归纳总结归纳总结归纳总结归纳总结增反减同增反减同右手螺旋定则右手螺旋

9、定则法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 用磁通变化计算感应电动势常见有用磁通变化计算感应电动势常见有2种情况种情况 导体导体“切割切割”计算感应电动势时计算感应电动势时 考点考点考点考点2 2、电磁感应电路问题、电磁感应电路问题、电磁感应电路问题、电磁感应电路问题只有只有B变变 只有只有S变变 导体切割磁感线导体切割磁感线 E=BLV（B、L、V三者两两垂直三者两两垂直）导体杆以其一端为圆心在匀强磁场中转动导体杆以其一端为圆心在匀强磁场中转动 其中其中L是有效长度，是有效长度，V是是L与与B垂直的相对速度垂直的相对速度线圈的转动轴与磁感线垂直线圈的转动轴与磁感线垂直如图矩形线圈的长、宽分别为

10、如图矩形线圈的长、宽分别为L L1 1、L L2 2,所围所围面积为面积为S,S,向右的匀强磁场的磁感应强度为向右的匀强磁场的磁感应强度为B,B,线线圈绕图示的轴以角速度圈绕图示的轴以角速度匀速转动匀速转动感应电动势的最大值为感应电动势的最大值为E=nBSE=nBS 感应电场与感生电动势感应电场与感生电动势感应电场与感生电动势感应电场与感生电动势1、感应电场：变化的磁场在其周围空间激发的电场称为感应、感应电场：变化的磁场在其周围空间激发的电场称为感应电场电场 特征：由于磁场的强弱变化，闭合电路中产生了感应电流，电特征：由于磁场的强弱变化，闭合电路中产生了感应电流，电路中的自由电荷是在感应电场作

11、用下定向移动的，即由于感路中的自由电荷是在感应电场作用下定向移动的，即由于感应电场的变化，在电路中形成了感应磁场，感应电场为涡旋应电场的变化，在电路中形成了感应磁场，感应电场为涡旋电场。电场。注：静止的电荷激发的电场叫静电场，静电场电场线是由正注：静止的电荷激发的电场叫静电场，静电场电场线是由正电荷出发，终于负电荷，电场线是不闭合的，而感应电场是电荷出发，终于负电荷，电场线是不闭合的，而感应电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的。一种涡旋电场，电场线是闭合的。当磁场增强时，产生的感应电场是与磁场方向垂直的曲线，如当磁场增强时，产生的感应电场是与磁场方向垂直的曲线，如果此空间存在闭合导线，导体中的自

12、由电荷就会在电场力作用果此空间存在闭合导线，导体中的自由电荷就会在电场力作用下定向移动，而产生感应电流下定向移动，而产生感应电流2、感应电动势：由感生电场使导体产生的电、感应电动势：由感生电场使导体产生的电动势叫感生电动势动势叫感生电动势（导线不动，磁场随时（导线不动，磁场随时间变化时在导线产生的感应电动势）间变化时在导线产生的感应电动势）1）作用：在电路的作用就是电源，其电路就）作用：在电路的作用就是电源，其电路就是内电路，当它与外电路连接后就会对外是内电路，当它与外电路连接后就会对外电路供电电路供电2）产生原因：）产生原因：涡旋电场产生的电场力作为一涡旋电场产生的电场力作为一种非静电力在导

13、体中产生感生电动势种非静电力在导体中产生感生电动势二、洛仑兹力与动生电动势二、洛仑兹力与动生电动势1、动生电动势：磁场不变，由导体运动引起、动生电动势：磁场不变，由导体运动引起磁通量的变化而产生的感应电动势磁通量的变化而产生的感应电动势 2、产生机理：、产生机理：自由电荷会随着导线棒运动，并因此受自由电荷会随着导线棒运动，并因此受到洛伦兹力，使导体中自由电荷沿导体棒到洛伦兹力，使导体中自由电荷沿导体棒移动，洛伦兹力为非静电力（为正电荷）移动，洛伦兹力为非静电力（为正电荷）动生电动势的表达式：动生电动势的表达式：作用在单位正电荷的洛伦兹力为作用在单位正电荷的洛伦兹力为 F=F 洛洛/e=vB 则

14、动生电动势为：则动生电动势为：E=FL=BLv结论：与法拉第电磁感应定律得到的结结论：与法拉第电磁感应定律得到的结果一致果一致解题思路解题思路1、确定电源：、确定电源：产生电磁感应现象的那一部分导体产生电磁感应现象的那一部分导体,其电阻为其电阻为内电阻内电阻 2、合理选择公式求感应电动势的大小：动生、合理选择公式求感应电动势的大小：动生or感生感生?3、利用右手定则或楞次定律判断电流（电动势）方向、利用右手定则或楞次定律判断电流（电动势）方向 4、分析电路结构，画等效电路图，求总电阻、分析电路结构，画等效电路图，求总电阻 5、利用电路规律求解，主要有欧姆定律，串并联规律等、利用电路规律求解，主

15、要有欧姆定律，串并联规律等 注意注意（1）电源内部电流从低电势流向高电势，电路中从高电）电源内部电流从低电势流向高电势，电路中从高电势到低电势势到低电势（2）区别内外电路）区别内外电路（3）注意全电路的电阻）注意全电路的电阻电磁感应中的电路问题电磁感应中的电路问题 例例 如图如图3-8-5所示，所示，MN是一根固定的通电长直导线，电流方是一根固定的通电长直导线，电流方向向上今将一金属线框向向上今将一金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘，当导线中的电流导线的左边，两者彼此绝缘，当导线中的电流I突然增大时，线突然增大时，线框整体受力情况为

16、：框整体受力情况为：A受力向右受力向右 B受力向左受力向左C受力向上受力向上 D受力为零受力为零考点考点1、楞次定律的理解、楞次定律的理解A练习、如图所示，练习、如图所示，A线圈接一灵敏电流计，线圈接一灵敏电流计，B线框放在匀强磁线框放在匀强磁场中，场中，B线框的电阻不计，具有一定电阻的导体棒可沿线框无摩线框的电阻不计，具有一定电阻的导体棒可沿线框无摩擦滑动今用一恒力擦滑动今用一恒力F向右拉向右拉CD由静止开始运动，由静止开始运动，B线框足够长，线框足够长，则通过电流计中的电流方向和大小变化是则通过电流计中的电流方向和大小变化是AG中电流向上，强度逐渐增强中电流向上，强度逐渐增强BG中电流向下，强度逐渐增强中电流向下，强度逐渐增强CG中电流向上，强度逐渐减弱，最后为零中电流向上，强度逐渐减弱，最后为零DG中电流向下，强度逐渐减弱，最后为零中电流向下，强度逐渐减弱，最后为零 考点考点1、楞次定律的理解、楞次定律的理解D考点考点1、楞次定律的理解、楞次定律的理解 二次电磁感应问题二次电磁感应问题 互感互感BC例例2 如图所示，导线全都是裸导线，半径为如图所示，导线全都是裸导线，半径为r的圆