【立体设计】高考生物理 第9章 第2讲 楞次定律 自感现象知识研习 新人教版选修32.ppt

1 感应电动势 1 感应电动势 在中产生的电动势 产生感应电动势的那部分导体就相当于 电磁感应现象 电源 闭合电路欧姆定律 2 法拉第电磁感应定律 1 内容 电路中感应电动势的大小 跟穿过这一电路的成正比 3 导体切割磁感线时的感应电动势 e 其中 为的夹角 磁通量的变化率 blvsin 速度与磁场方向 3 互感一个线圈中电流变化 而在另一个线圈中产生感应电动势的现象 称为 互感现象产生的感应电动势 称为 4 自感 1 的电磁感应现象 叫做自感现象 自感现象中产生的感应电动势叫 互感 互感电动势 导体本身的电流发生变化而产生 自感电动势 正 正 3 线圈的自感系数与线圈的 等因素有关 实验表明 自感系数越大 另外 带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时得多 自感系数的单位是 符号为 更小的单位有 1h mh 1h h 大小 形状 圈数 是否带有铁芯 线圈的横截面积越大 线圈越长 匝数越多 大 亨利 h 毫亨 mh 微亨 h 103 106 5 涡流 1 定义 当线圈中的电流随时间变化时 线圈附近的任何导体中都会产生 电流在导体内很像水的旋涡 因此把它叫做涡电流 简称涡流 2 涡流的应用 等 3 涡流的防止 为减小涡流 电动机 变压器铁芯是用叠成的 而不采用整块硅钢铁芯 感应电流 自成闭合 真空冶炼炉 探雷器 安检门 互相绝缘的薄硅钢片 回路 案例1 2010 江苏高考 一矩形线框置于匀强磁场中 线框平面与磁场方向垂直 先保持线框的面积不变 将磁感应强度在1s时间内均匀地增大到原来的两倍 接着保持增大后的磁感应强度不变 在1s时间内 再将线框的面积均匀地减小到原来的一半 先后两个过程中 线框中感应电动势的比值为 答案 b 即时巩固1 有一面积为s 100cm2的金属环 电阻为r 0 1 环中磁场变化规律如图所示 且磁场方向垂直环面向里 在t1到t2时间内 环中感应电流的方向如何变化 通过金属环的电荷量为多少 解析 1 由楞次定律 可以判断金属环中感应电流方向为逆时针方向 答案 逆时针方向0 01c 考点二导体切割磁感线所产生感应电动势的计算1 导体平动切割磁感线所产生感应电动势的计算 1 当l v与b两两垂直 且导体上各点以相同的速率在匀强磁场中切割磁感线时 产生的感应电动势大小为 e blv 2 当l b l v 而b与v成 夹角时 如图甲所示 导体切割磁感线产生的感应电动势大小为 e blvsin 甲乙 3 若导线是曲折的 则l应是导线的有效切割长度 即为导线两端点在v b所决定平面的垂线上的投影长度 如图乙所示的3种情况 感应电动势相同 4 公式e blv中 若v为一段时间内的平均速度 则e为平均感应电动势 若v为瞬时速度 则e为瞬时感应电动势 案例2 2009 山东理综 如图所示 一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路 虚线mn右侧有磁感应强度为b的匀强磁场 方向垂直于回路所在的平面 回路以速度v向右匀速进入磁场 直径cd始终与mn垂直 从d点到达边界开始到c点进入磁场为止 下列结论正确的是 a 感应电流方向不变b cd段直导线始终不受安培力c 感应电动势最大值em bav 答案 a c d 即时巩固2 如图所示 竖直向下的匀强磁场中 将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出 设整个过程中棒的取向不变 不计空气阻力 则金属棒运动过程中所产生感应电动势大小的变化情况应是 a 越来越大b 越来越小c 保持不变d 无法判定 解析 棒ab水平抛出后 其速度越来越大 但只有水平分速度v0切割磁感线产生电动势 竖直分速度vy不切割磁感线 即不产生感应电动势 故感应电动势e blv0保持不变 答案 c 考点三自感现象及互感现象1 通电自感和断电自感的比较 2 互感两个线圈之间未经导线连接 但当一个线圈中的电流变化时 它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势 这种现象称为互感 互感过程中产生的电动势称为互感电动势 互感现象是变压器的工作基础 在电子电路中 互感现象会影响电路的正常工作 应设法减小电路间的互感 案例3 2010 江苏高考 如图所示的电路中 电源的电动势为e 内阻为r 电感l的电阻不计 电阻r的阻值大于灯泡d的阻值 在t 0时刻闭合开关s 经过一段时间后 在t t1时刻断开s 下列表示a b两点间电压uab随时间t变化的图象中 正确的是 答案 b 即时巩固3 如图所示 多匝线圈和电池的内阻均为零 两个电阻的阻值均为r 开关s原来是断开的 电路中的电流为i0 现将s闭合 于是线圈中产生自感电动势 此自感