18-第十二章-电磁感应一

第十二章-电磁感应（一）第十二章 电磁感应【知识要点】（一）电磁感应现象（二）右手定则（三）感应电动势的计算 （一）电磁感应现象（1）电磁感应现象电磁感应现象基本上有两类：当通过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就有电流产生。如图所示，当磁铁向螺线管移动时，通过螺线管中的磁通量增加，电流计上显示电路中有电流，我们把这种电流叫做感应电流，我们知道，闭合电路中的电流是由电动势产生的，因此闭合电路中的感应电流也是由电动势产生的。产生感应电流的电动势叫做感应电动势，由此可以得到下面的结论：当通过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就产生感应电动势，并由此而引起了感应电流。当导体在磁场中做切割磁感线的运动时，在导体中会产生感应电动势，在这种情形下，运动导体就相当于一个电源，如果把这个导体用导线连接成闭合电路的话，则电路中也会有感应电流，如图所示。（2）产生感应电流的条件综上所述，对于闭合电路，不论用什么方法，只要穿过电路的磁通量发生变化，就可以产生感应电流。对于在磁场中运动的导体，只要它切割磁感线，就可以产生感应电动势；如果用导线把导体连接成闭合电路，则电路中会有感应电流。事实上，用导线把导体连成闭合电路后，因为导体做切割磁感线的运动，所以通过闭合电路的磁通量必然变化。因此，两种情况实际上是一致的。（二）右手定则对于一段导体在磁场中做切割磁感线的运动时所产生的感应电动势的方向，可用右手定则判定。右手定则：张开右手，使大拇指跟四指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线垂直地穿过掌心，大拇指沿着导体运动的方向，则四指所指的方向就是感应电动势的方向，如图所示。如果用导线把运动导体连接成闭合电路，导体中感应电流的方向与感应电动势的方向是一致的。必须注意左手定则和右手定则的区别，左手定则用来判断通电导线在磁场中所受安培力的方向；右手定则用来确定在磁场中切割磁感线的导线上感应电动势（感应电流）的方向。在运用它们时，都是让磁感线垂直地穿过掌心，但左手定则是大拇指沿作用力方向，四指表示电流方向，而右手定则是大拇指沿运动方向，四指表示感应电动势方向，简单地说，左手定则表示“电、磁、力”三者方向之间的关系，右手定则表示“电、磁、动”三者方向之间的关系，如图所示。3.感应电动势的计算（1）闭合电路的感应电动势 法拉第电磁感应定律中感应电流是由感应电动势所产生的，在闭合电路中，感应电动势的大小可以根据法拉第电磁感应定律来计算。实验表明，闭合电路中感应电动势的大小等于通过这个电路的磁通量的变化率，这就是法拉第电磁感应定律。设在时间t内闭合电路中磁通量的变化量为，则单位时间内穿过闭合电路的磁通量的变化率为/t，这个量描述了磁通量随时间变化的快慢，称为磁通量的变化率，所以，法拉第电磁感应定律可表示为如果有N匝相同的线圈紧密地绕在一起，那么穿过每匝线圈的磁通量相等，因此，每匝线圈上磁通量的变化率相等，感应电动势相等，根据法拉第电磁感应定律，每匝线圈上的感应电动势是/t，N匝线圈的感应电动势是（2）导体平动时切割磁感线的感应电动势根据法拉第电磁感应定律，很容易得到一段直导线在匀强磁场中平动时切割磁感线的感应电动势。如图所示，匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度是B。一根长为L的金属棒AB以速度v在平行的导轨CD、EF上匀速地向右滑动。显然，ACEBA是一个闭合回路。当AB向右运动时闭合回路的面积增大，通过回路的磁通量随之增大。在t时间中，AB向右运动了vt的路程，所以闭合回路的面积增加了于是，通过闭合回路的磁通量相应地增加了 根据法拉第电磁感应定律，闭合回路的感应电动势为这就是运动导体AB上感应电动势的大小，因为AB运动时切割磁感线的条数就等于闭合回路中的变化量A4，所以导体上感应电动势的大小等于导体在单位时间内切割磁感线的条数。必须注意，Blv一般用于匀强磁场，它的适用条件是导体棒、运动方向与磁场方向三者相互垂直，如果导体棒与运动方向和磁场方向分别垂直，速度方向与磁感线的夹角是a则感应电动势的大小可按下式计算：【习题演练】【例1-单选题】如图所示，在水平面上放置两根平行的金属导轨，在导轨上放两根导体棒AB有CD，它们能在导轨上自由滑动。整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，则（ ）。A.AB向右移动时，CD静止不动B.AB向右移动时，CD也向右移动C.AB向右移动时，CD向左运动D.AB向左移动时，CD向右运动网校答案：B【例2-单选题】如图所示，在水平面上有两根平行的金属导轨M，N，置于竖直向下的匀强磁场中在导轨上放一根导体棒CD，并使它自左向右地匀速运动。当