电磁感应复习课件讲课教案.ppt

【例与练】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ρ，横截面积为S0，线圈的半径为r，则: C 【例与练】(09年全国卷Ⅱ）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 k为负的常量．用电阻率为ρ、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： (1)导线中感应电流的大小； (2)磁场对方框作用力的大小随时间 的变化率． 解析：(1)线框中产生的感应电动势： (2)导线框所受磁场力的大小为F=BIl ，它随时间的变化率为 ： ⑵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 ⑴运动方向和磁感线不垂直 ①E＝Blvsinθ； ②θ为导线运动方向跟磁感线方向的夹角． ①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． ②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． 应用公式 E=Blv 时应注意： ④E＝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． ③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 甲：l＝cd·sinβ(容易错认为l＝ab·sinβ)． 乙：沿v1方向运动时，l＝MN；沿v2方向运动时，l＝0. 丙：a、b、c、d四种情况的 l 相同。 v v v v a b c d 丙 ⑶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： ①导体棒以端点为轴匀速转动： ②导体棒以棒中点为轴匀速转动： E=0 ③导体棒以棒中任意点为轴匀速转动： O ω A B O ω A B （AO或BO两点的电势差不为零。） 提示： 往往用来求Δt时间内的平均感应电动势；而E＝Blvsinθ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 ω 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 【例与练】如图所示，长为 6 m 的导体 AB 在磁感应强度 B＝0.1 T 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ω＝5 rad/s，O 点距 A 端为 2 m，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： 三．自感和涡流 1、自感现象：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 ⑴定义：由导体自身电流变化所产生的感应电动势． ⑵表达式： ⑶自感系数L ①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． ②单位：亨利(H)，1mH＝10－3H，1μH＝10－6H. 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． ⑷自感电动势的方向： 应用：电磁炉、冶炼特种合金和特种钢。 3、涡流：块状金属在变化的磁场中，或在磁场运动时，金属块内将产生感应电流。这种电流在金属块内自成闭合回路，很像水的旋涡，故叫涡电流，简称涡流。 （1）、电磁阻尼现象：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。 （2）、电磁驱动：磁场相对于导体转动，在导体中产生感应电流，感应电流使导体受到安培力，安培力使导体跟着磁场转动，这种现象称为电磁驱动。 （3）、反电动势：电动机转动时产生的感应电动势总要削弱电源产生的电流,这个电动势叫反电动势. 4、电磁阻尼、电磁驱动、反电动势 （1）、感生电场：变化的磁场在其周围空间激发的电场称为 感生电场。 注：静止的电荷激发的电场叫静电场，静电场电场线是由正电荷出发，终于负电荷，电场线是不闭合的，而感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的。 （2）、感生电动势：由感生电场使导体产生的