法拉第电磁感应定律自感和涡流解析ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,运动的合成和分解的应用,1.小船渡河,鄂尔多斯一中物理组：赵春光,第二节 法拉第电磁感应定律 自感和涡流,第九章 电磁感应,遵守闭合电路欧姆定律，即：,在,电磁感应现象,中产生的电动势。,无论电路是否闭合，只要穿过电路的,磁通量,发生变化，电路中就一定有感应电动势。,产生感应电动势的那部分导体就相当于,电源,。,导体的电阻相当于,电源内阻,，,其中,电流方向由低电势指向高电势,。,B,减小,B,减小,+,-,考点一：,感应电动势,1,.,概念：,2,.,条件：,3,.,方向：,4,.,与感应电流的关系：,电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的,磁通量变化率,成正比。,2.,公式：,(n,为线圈的匝数,),特别提醒：,感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率 和线圈的匝数,n,共同决定，而与磁通量,、磁通量的变化量,的大小没有必然联系。,用公式 求感应电动势时，,S,为线圈在磁场范围内的,有效面积,。,通过回路截面的电荷量,q,仅与,n,、,和回路电阻,R,有关，与时间长短无关。,考点二：,法拉第电磁感应定律,1.,内容：,考点二：,法拉第电磁感应定律,练,1.,穿过闭合回路的磁通量,随时间,t,变化的图象分别如下图所示下列关于回路中产生的感应电动势的论述中正确的是,(,),A,图中，回路产生的感应电动势恒定不变,B,图中，回路产生的感应电动势一直在变大,C,图中，回路在,0,t,1,时间内产生的感应电动势小于在,t,1,t,2,时间内产生的感应电动势,D,图中，回路产生的感应电动势先变小再变大,D,练,2.,如下图所示，三个相同的金属圆环内存在不同的有界匀强磁场，虚线表示环的某条直径已知所有磁场的磁感应强度随时间变化的关系都满足,B,kt,，方向如图所示测得,A,环中感应电流强度为,I,，则,B,环和,C,环内感应电流强度分别为,(,),A,I,B,I,，,I,C,0,B,I,B,I,，,I,C,2I,C,I,B,2I,，,I,C,2I,D,I,B,2I,，,I,C,0,D,练,3.,如图所示是高频焊接原理示意图。线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少。以下说法正确的是,(,),A,电流变化的频率越高，,焊缝处的温度升高得越快,B,电流变化的频率越低，,焊缝处的温度升高得越快,C,工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小,D,工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大,AD,练,4.,一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在匀强磁场中，如图所示，线圈平面与磁场方向成,60,角，磁感应强度随时间均匀变化，用下列哪种方法可使感应电流增加一倍,(,),A,把线圈匝数增加一倍,B,把线圈面积增加一倍,C,把线圈半径增加一倍,D,改变线圈与磁场方向的夹角,解析：设导线的电阻率为,，横截面积为,S,0,，线圈的半径为,r,，则,:,C,练,5,.(09,年全国卷,）如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率,B/,t=k,，,k,为负的常量。用电阻率为,、横截面积为,S,的硬导线做成一边长为,l,的方框。将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中求：,导线中感应电流的大小；,磁场对方框作用力的大,小随时间的变化率。,(2),导线框所受磁场力的大小为,F=,BIl,，它随时间的变化率为：,解析：,(1),线框中产生的感应电动势：,运动方向和磁感线方向垂直：,E,Blv,.,2,.,导体切割磁感线产生的感应电动势,运动方向和磁感线不垂直,E,Blvsin,；,为导线运动方向跟,磁感线,方向的夹角,本公式是在一定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场外，还需,B,、,l,、,v,三者相互垂直实际问题中当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算。,应用公式,E=,Blv,时应注意：,考点二：,法拉第电磁感应定律,公式中的,l,为有效切割长度。,如图，棒的有效长度为,ab,的弦长,考点二：,法拉第电磁感应定律,导体平动切割磁感线时，若,v,为平均速度，则,E,为平均感应电动势；若,v,为瞬时速度，则,E,为相应的瞬时感应电动势。,E,Blv,中的速度,v,是相对于磁场的速度，若磁场也运动时，应注意速度间的相对关系。,甲：,l,cdsin,(,容易错认为,l,absin,),。,v,v,v,v,a,b,c,d,丙,考点二：,法拉第电磁感应定律,乙：沿,v,1,方向运动时，,l,MN,；沿,v,2,方向运动时，,l,0,。,丙：,a,、,b,、,c,、,d,四种情况的,l,相同。,导体棒以棒上某点为轴在垂直磁场平面内匀速转动切割磁感线产生感应电动势：,导体棒,以端点为轴,匀速转动：,导体棒,以棒中点为轴,匀速转动：,导体棒,以棒中任意点为轴,匀速转动：,O,A,B,O,A,B,(,AO,或,BO,两点的电势差不为零。,),考点二：,法拉第电磁感应定律,E=0,提示：,往往用来求,t,时间内的平均感应电动势；而,E,Blvsin,常用来求瞬时感应电动势,.,但两公式又是统一的，一般来说，公式 适用于磁场变化求感应电动势，,E,Blv,适用于切割磁感线求感应电动势。,拓展：,若一个金属圆盘绕圆心匀速转动，边缘与圆心之间存在电势差：,O,A,特别提醒：,求通过回路的电量时必须求平均电动势，再求平均电流，然后求电量。,R,考点二：,法拉第电磁感应定律,练,6.,(2010,全国,卷,),某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为,4.510,5,T,。一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽,100 m,，该河段涨潮和落潮时有海水,(,视为导体,),流过。设落潮时，海水自西向东流，流速为,2,m/s,。下列说法正确的是,(,),A,电压表记录的电压为,5 mV,B,电压表记录的电压为,9 mV,C,河南岸的电势较高,D,河北岸的电势较高,BD,练,7.,如图所示，长为,6 m,的导体,AB,在磁感应强度,B,0.1T,的匀强磁场中，以,AB,上的一点,O,为轴，沿着顺时针方向旋转角速度,=,5rad/s,，,O,点距,A,端为,2m,，求,AB,的电势差。,解析：,BO,段切割磁感线产生的感应电动势：,同理可得：,练,8.,放在绝缘水平面上的两条平行导轨,MN,和,PQ,之间宽度为,L,，在,MNQP,间存在磁感应强度为,B,的匀强磁场，,B,的方向垂直于导轨平面，导轨左端接有阻值为,R,的电阻，其他部分电阻不计导轨右端接一电容为,C,的电容器，长为,2L,的金属棒放在导轨上与导轨垂直且接触良好，其,a,端放在导轨,PQ,上现将金属棒以,a,端为轴，以角速度,沿导轨平面顺时针旋转,90,角，如图所示，解答下列问题,(,设导轨长度比,2L,长得多,),(1),电阻,R,中流过的最大感应电流；,(2),通过电阻,R,的总电量。,解析：,(1),从,ab,棒以,a,端为轴旋，直到,b,端脱离导轨的过程中，其感应电动势不断增大，对,C,不断充电，同时又与,R,构成回路，如图所示。,R,上的最大电压：,通过,R,的最大电流：,ab,脱离导轨前通过,R,的电量：,ab,棒转动到,d,点时，电容哭器的带电量：,由于通过导体,自身的电流变化,而产生的电磁感应现象。,2,.,自感电动势,定义,:,由导体自身电流变化所产生的感应电动势,表达式：,自感系数,L,相关因素：与线圈的,长短,、横截面积、形状、,匝数,以及是否有铁芯等有关,。,单位：亨利,(H),，,1mH,10,-,3,H,，,1H,10,-,6,H,。,考点三：,自感和涡流,1,.,自感现象：,由楞次定律知，自感电动势总是阻碍原来导体中电流的变化。当回路中的,电流增加,时，自感电动势和原来电流的方向,相反,；当回路中的,电流减小,时，自感电动势和原来电流的方向,相同,。自感对电路中的电流变化有,延迟作用,，使电流不能,突变,。,3,.,涡流：放在变化磁场中的金属块，由于穿过金属块的,磁通量,发生变化，在其内部产生像,旋涡,一样的,感应电流,，这种电流叫做涡电流。简称涡流。,自感电动势的方向：,考点三：,自感和涡流,B,练,9.,在如图所示的电路中，,A,、,B,是相同的两个灯泡，,L,是一,个带铁芯的线圈，直流电阻可,不计。调节,R,，电路稳定时两,灯都正常发光，则在开关合上,和断开时,()A.,两灯同时点亮，同时熄灭,B.,合上,S,时，,B,比,A,先达到正常发光状态,C.,断开,S,时，,A,、,B,两灯都不会立即熄灭，通过,A,、,B,两灯的电流方向都与原来电流的方向相同,D.,断开,S,时，,A,灯会突然闪亮一下后再熄灭,预习教程,P,170-174,电磁感应定律的综合应用的内容,完成,限时规范特训手册,P,317-318,中第九章第,2,单元的内容,作业：,再见,