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,*,第一节,电磁感应现象 楞次定律,一磁通量,1.磁通量：,穿过磁场中某个面的磁感线的条数叫做穿过这一面积的磁通量.磁通量简称磁通，符号为，单位是韦伯Wb,2.磁通量的计算,1公式=BS,此式的适用条件是：,匀强磁场；磁感线与平面垂直.,2假设磁感线与平面不垂直，上式中的S为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积.,其中,为磁场与面积之间的夹角，我们称之为“有效面积”或“正对面积”.,3磁通量的方向性(标量),磁通量正向穿过某平面和反向穿过该平面时，磁通量的正负关系不同.求合磁通时应留意相反方向抵消以后所剩余的磁通量.,4磁通量的变化:,可能是B发生变化而引起，也可能是S发生变化而引起，还有可能是B和S同时发生变化而引起的，在确定磁通量的变化时应留意.,二电磁感应现象的产生条件,1.产生感应电流的条件：,穿过闭合电路的磁通量发生变化.,2.感应电动势的产生条件：,无论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，这局部电路就会产生感应电动势.这局部电路或导体相当于电源.,三感应电流的方向,1.右手定则:,当闭合电路的局部导体切割磁感线时，产生的感应电流的方向可以用右手定则来进展推断,右手定则：伸开右手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，那么伸直四指指向即为感应电流的方向.,说明,伸直四指指向还有另外的一些说法：,感应电动势的方向；导体的高电势处.,2.楞次定律,1内容:,感应电流具有这样的方向：就是感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.,留意：,“阻碍”不是“相反”，原磁通量增大时，感应电流的磁场与原磁通量相反，“反抗”其增加；原磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁通量一样，“补偿”其减小.即“增反减同”.,“阻碍”也不是阻挡，电路中的磁通量还是变化的，阻碍只是延缓其变化.,楞次定律的实质是“能量转化和守恒”，感应电流的磁场阻碍过程，使机械能削减，转化为电能.,2应用楞次定律推断感应电流的步骤：,确定原磁场的方向,明确回路中磁通量变化状况.,应用楞次定律的“增反减同”，确定感应电流磁场的方向.,应用右手定则或安培定则，确立感应电流方向.,3楞次定律的另一种表述,楞次定律的另一种表达为：感应电流的效果，总是要反抗产生感应电流的缘由.,阻碍导体间的相对运动，即“来时拒，去时留”.,说明,这里产生感应电流的缘由，既可以是磁通量的变化，也可以是引起磁通量变化的相对运动或回路的形变.,当电路的磁通量发生变化时，感应电流的效果就阻碍变化,当消失引起磁量变化的相对运动时，感应电流的效果就阻碍变化,当回路发生形变时，感应电流的效果就阻碍回路发生形变.,当线圈自身的电流发生变化时，感应电流的效果就阻碍原来的电流发生变化,阻碍原磁通量的变化.,总之，假设问题不涉及感应电流的方向，则从楞次定律的另类表述动身的分析方法较为简便.,全国卷11.矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面对里，磁感应强度B随时间变化的规律如下图.假设规定顺时针方向为感应电流I的正方向，以下各图中正确的选项是:,D,A,B,C,D,a,b,全国卷22 如图，一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面对里的匀强磁场；一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线ab与导线框的一条边垂直，ba的延长线平分导线框在t=0时，使导线框从图示位置开头以恒定速度沿ab方向移动，直到整个导线框离开磁场区域以i表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正以下表示i-t关系的图示中，可能正确的选项是,C,四川卷)6在沿水平方向的匀强磁场中，有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动。开头时线圈静止，线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直，所成的锐角为。在磁场开头增加后的一个极短时间内，线圈平面,A维持不动,B将向使减小的方向转动,C将向使增大的方向转动,D将转动，因不知磁场方向，不能确定会增大还是会减小,B,上海卷理科综合17.教师做了一个物理小试验让学生观看：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆能绕中心点自由转动，教师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是 ,A.磁铁插向左环，横杆发生转动,B.磁铁插向右环，横杆发生转动,C.无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动,D.无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动,B,其次节,法拉第电磁感应定律 自感,一法拉第电磁感应定律,1内容：,电磁感应中线圈里的感应电动势跟穿过线圈的磁通量变化率成正比.,2表达式：,或,3说明：,式中的,n,为线圈的匝数，,是线圈磁通量的变化量，,t,是磁通量变化所用的时间.,又叫磁通量的变化率.,、的单位是韦伯，,t,的单位是秒，,E,的单位是伏特.,、中学阶段一般只用来计算平均感应电动势，假设,是恒定的，那么,E,是稳恒的.,E=BLv,二导线切割磁感线的感应电动势,1.公式：E=BLv,2.导线切割磁感线的感应电动势公式的几点说明：,1公式仅适用于导体上各点以一样的速度切割匀强的磁场的磁感线的状况.,2公式中的B、v、L要求相互两两垂直.当LB，Lv，而v与B成夹角时，导线切割磁感线的感应电动势大小为,.,3公式适用于计算当导体切割磁感线产生的感应电动势，当v为瞬时速度时，可计算瞬时感应电动势，当v为平均速度时，可计算平均电动势,4假设导体棒不是直的，,中的,L,为切割磁感线的导体棒的有效长度.如图中，棒的有效长度有,ab,的弦长.,3.导体切割磁感线产生的感应电动势大小两个特例：,1长为L的导体棒在磁感应强度为B的匀强磁场中以匀速转动，导体棒产生的感应电动势：,=,=,2,1,2,1,0,2,1,2,(不同两段的代数和),以任意点为轴时，,线速度,平均速度取中点位置,以端点为轴时，,不同两段的代数和,以中点为轴时，,L,L,B,E,E,w,w,E,=,2,1,B,w,(,L,-,2,2,L,),2面积为S的矩形线圈在匀强磁场B中以角速度绕线圈平面内的任意轴匀速转动，产生的感应电动势：,E,为,线圈平面与磁感线夹角,=,0,时，,线圈平面与磁感线垂直,线圈平面与磁感线平行,三自感,1.自感现象：,当导体中的电流发生变化，导体本身就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍导体中原来的电流的变化，这种由于导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象,时，,E=,w,BS,E=,q,w,q,sin,BS,时，,2.自感现象的应用,1通电自感：,通电瞬间自感线圈处相当于断路.,2断电自感：,断电时自感线圈处相当于电源.,当线圈中电阻灯丝电阻时，灯缓慢熄灭；,当线圈中电阻灯丝电阻时，灯闪亮后缓慢熄灭,3.增大线圈自感系数的方法,1增大线圈长度2增多单位长度上匝数3增大线圈截面积口径4线圈中插入铁芯,4.日光灯,1日光灯电路的组成和电路图：,灯管：日光灯管的两端各有一个灯丝，灯管内有微量的氩和汞蒸气，灯管内涂有荧光粉.两个灯丝之间的气体导电荷发出紫外线，激发管壁上的荧光粉发出可见光.但要使管内气体导电所需电压比200V的电源电压高得多.,镇流器：构造：线圈和铁芯.原理：自感.,作用：灯管启动时供给一个瞬时高压，灯管工作时降压限流.,启动器 构造：电容、氖气、静触片、U形动触片、管脚、外壳.原理：热胀冷缩.作用：先接通电路，再瞬连续开电路，使镇流器产生瞬间高压,2日光灯电路的工作过程：合上开关，电源电压220V加在启动器两极间氖气放电发出辉光辉光产生的热量，使U形动触片膨胀伸长，与静触片接触接通电路镇流器和灯丝中通过电流氖气停顿放电动静触片分别切断电路镇流器产生瞬间高压，与电源电压加在一起，加在灯管两端灯管中气体放电日光灯发光.,3日光灯启动后正常工作时，启动器断开，电流从灯管中通过.镇流器产生自感电动势起降压限流作用,江苏卷7如下图的电路中，三个一样的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻无视不计电键K从闭合状态突然断开时，以下推断正确的有,A.a先变亮，然后渐渐变暗,B.b先变亮，然后渐渐变暗,C.c先变亮，然后渐渐变暗,D.b、c都渐渐变暗,AD,重庆卷9.如题18图，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，假设线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确推断是,A、FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左,B、FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左,C、FN先大于mg后大于mg,运动趋势向右,D、FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右,D,宁夏卷10.如下图，同一平面内的三条平行导线串有两个最阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面对里。导体棒的电阻可无视。当导体棒向左滑动时，以下说法正确的选项是,A.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到a,B.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a,C.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到b,D.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b,B,上海卷12如下图，平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势与导体棒位置x关系的图像是,A,海南卷14、法拉第通过静心设计的一系列试验，觉察了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”联系起来在下面几个典型的试验设计思想中，所作的推论后来被试验否认的是,A既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体外表感应出电荷，那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流,B既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流,C既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势,D既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流,A,海南卷15、一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心假设仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空,A由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向肯定由上向下,B由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向肯定由上向下,C沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向肯定由下向上,D沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中肯定没有感应电动势,AD,西,东,第三节,电磁感应规律的综合应用,法拉第电磁感应定律是电磁学的重点内容之一，其综合了力、热、静电场、直流电路、磁场等很多内容，反映在以下几个方面：,1.因导体在切割运动或电路中磁通量的变化，产生感应电流，使导体受到安培力的作用，从而直接影响到导体或线圈的运动.,2.以电磁感应现象为核心，综合力学各种不同的规律如机械能、动量、牛顿运动定律等内容形成的综合类问题.,电学局部思路：将产生感应电动势的那局部电路等效为电源，假设在一个电路中切割磁感线的是几局部但又相互联系，可等效成电源的串并联，分析内外电路构造，应用闭合电路欧姆定律和局部电路欧姆定律理顺电学量之间的关系.,力学局部思路：分析通电导体的受力状况及力的效果，应用牛顿定律、动量定理、动量守恒、动能定理、机械能守恒等规律理顺力学量之间的关系,3.电磁感应中的能量转化问题,电磁感应过程实质是不同形式的能量转化的过程，电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力作用.因此要维持安培力存在，必需有“外力”抑制安培力做功.此过程中，其他形式的能转化为电能.“外力”抑制安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能.当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能.,同理，安培力做功的过程，是电能转化为其他形式的能的过程，安培力做多少功就有多少电能转化为其他形式的能,因此电能求解思路主要有三种：,利用抑制安培力求解：电磁感应中产生的电能等于抑制安培力所做的功.,得用能量守恒求解：开头