2　探究感应电流的产生条件.ppt

电磁感应 一 主讲 徐冠容 电磁感应现象及产生条件 电磁感应现象 穿过闭合电路磁通量发生变化 在闭合电路中将要产生电流 这种现象叫电磁感应现象 产生的电流叫做感生电流 电磁感应现象及产生条件 产生电磁感应现象的条件 穿过闭合电路磁通量发生变化 电磁感应现象及产生条件 电磁感应现象及产生条件 如图 B B V 感生电流的方向 右手定则如图 B I V 感生电流的方向 如图 B I V 感生电流的方向 如图 B I V 感生电流的方向 已知磁场方向 导线作切割磁力线运动方向 感生电流方向唯一确定 感生电流的方向 已知感生电流方向 磁场方向 导线作切割磁力线运动方向不唯一确定 除非运动方向与磁场方向垂直 感生电流的方向 已知感生电流方向 运动方向 磁场方向不唯一确定 除非运动方向与磁场方向垂直 感生电流的方向 注意左手定则和右手定则的区别 左手定则 通电导体放在磁场中受到力的作用而发生运动 此过程是电能转化为机械能的过程 感生电流的方向 右手定则 一段导线在磁场中作切割磁力线运动而产生感生电流 此过程是机械能转化为电能的过程 感生电流的方向 楞次定律内容 感生电流的磁场总要阻碍引起感生电流磁通量的变化 感生电流的方向 应用楞次定律解题步骤 确定原磁场方向确定原磁场变化情况 感生电流的方向 根据楞次定律确定感生电流的磁场方向根据右手螺旋法则 安培定则 确定感生电流的方向 例1 例1 91 M和N是绕在一个环形铁心上的 两个线圈 绕法和线路如图12 5所示 现将开关K从a处断开 然后合向b处 在此过程中 通过电阻R2的电流方向是 例1 A 先由c流向d 后又由c流向d B 先由c流向d 后由d流向c C 先由d流向c 后又由d流向c D 先由d流向c 后由c流向d 例1 如图 例1 解 先确定原磁场方向 接a时 原磁场顺时针方向 a断开瞬间 原磁场减小逐渐至零 例1 根据楞次定律 感生电流电场是顺时针方向 由右手螺旋法则确定感生电流的方向 通过R2的电流由c流向d 例1 接通b M线圈电流方向改变 产生原磁场逆时针方向 接通b时瞬间 逆时针方向磁场增加 例1 由楞次定律 感生电流的磁场方向 顺时针方向 由右手螺旋法则确定感生电流方向 通过R2的电流依然由c流向d 答案选 A 例2 例2 铁芯上绕有线圈L1 经电键K接在电源上 K原来接通闭芯的细铜丝L2套在铁芯上 用线悬挂与铁芯不接触 则电键K断开时 例2 A L2向左移动一下 再回到原来位置 B L2向右移动一下 再回到原来位置 C L2位置将向左移 D L2位置将向右移 例2 如图 例2 解 电键K断开瞬间 L1产生的磁场减小 穿过L2磁通量减小 L2感生电流产生磁场阻碍磁通量减小 例2 向左靠近L1 感生电流的磁场很快消失 L2向左移动一下 再回到原来位置 答案选 A 楞次定律 楞次定律的扩展 如果磁通量的变化是由相对运动造成的 感生电流的磁场总要阻碍相对运动 楞次定律 如 蹄形磁铁里放一闭合线圈 让磁铁逆时针旋转结果会观察到什么现象 楞次定律 如图 s 楞次定律 开始时 穿过线圈abcd磁通量为0 当磁铁旋转时 穿过abcd磁场增加 感生电流磁场阻碍磁通量增加 感生电流方向b a d c b 楞次定律 原磁场受到安培力 ab边垂直向里 cd边垂直向外 abcd线圈也将逆时针转动 楞次定律 如图 b a c d 楞次定律 或者 根据楞次定律的扩展 穿过线圈的磁通量变化 是由于蹄形磁铁和线圈有相对运动 感生电流磁场阻碍相对运动 也跟着蹄形磁铁转 比蹄形磁铁转得慢一些 例3 例3 有两个线圈可以各自从oo 为轴自由转动 开始时都静止 假若通电线圈顺时针转动 闭合线圈a b c d 中感生电流方向是什么样的 如何运动 例3 如图 a a b b c c d d o o 例3 解 穿过a b c d 的磁通量变化 是由于线圈abcd和线圈a b c d 有相对运动 感生电流磁场阻碍相对运动 例3 线圈a b c d 将跟随线圈abcd以oo 为轴顺时针转动 b c 和ad电流方向同向 ad吸引线圈b c 一起转动 线圈a b c d 电流方向顺时针方向 感生电动势大小 说明电磁感应现象最关键 最有直接关系的物理量 法拉第电磁感应定律 感生电动势大小 如图 B L V Vt 感生电动势大小 如图 匀强磁场B中 有一导线有效长度为L 导线在磁场中运动 运动速度为V 感生电动势大小 导线产生的感生电动势 感生电动势大小 根据法拉第电磁感应定律推导出 感生电动势大小 如图 L B V 感生电动势大小 如图 在匀强磁场 磁感应强度为B中 放置一段导线长为L 导线垂直向外运动 运动速度为V 与水平方向夹角为 感生电动势大小 导线产生的感生电动势 感生电动势大小 如图 在匀强磁场 磁感应强度为B中 放置一段导线 感生电动势大小 长为L 导线运动速度为V 运动方向与导线垂直 导线产生的感生电动势 感生电动势大小 如图 在匀强磁场 磁感应强度为B中 放置一段导线 感生电动势大小 长为L 导线运动速度为V 运动方向与导线成角 导线产生的感生电动势 感生电动势大小 如图 在匀强磁场 磁感应强度为B中 放置一段导线 感生电动势大小 长为L 导线运动速度为V 运动方向与导线垂直 与B不垂直成角 导线产生的感生电动势 感生电动势大小 两个公式的应用 一段导线在磁场中 作切割磁力线运动 产生感生电动势大小用 感生电动势大小 线圈在磁场中旋转 产生交流电 讨论交流电瞬时值最大值根据来计算 如果要讨论线圈旋转过程中 平均感生电动势用法拉第电磁感应定律来计算 感生电动势大小 磁通量变化是磁感应强度B的变化造成的 求感生电动势用法拉第电磁感应定律来计算 且定律可改写成 感生电动势大小 如图 L O 感生电动势大小 匀强磁场磁感应强度为B 有一段导线以端点O点在磁场中 以角速度旋转 导线产生的感生电动势 感生电动势大小 或者可以根据法拉第电磁感应定律 自感 自感现象 由于导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象 自感 自感电动势 L 自感系数 单位 亨利 L决定于导体本身的性质 与线圈的匝数有关 与线圈的面积有关 与线圈中有无铁心有关 例4 例4 97 如图12 10所示的电路中 A1和A2是完全相同的灯泡 线圈L的电阻可以忽略 下列说法中正确的是 A 合上开关K接通电路时 A2先亮 A1后亮 最后一样亮 例4 B 合上开关K接通电路时 A1和A2始终一样亮 C 断开开关K切断电路时 A2立刻熄灭 A1过一会熄灭 D 断开开关K切断电路时 A1和A2都要过一会熄灭 例4 如图 例4 解 合上开关K瞬间 A2立刻亮 线圈L自感作用 阻碍电流增加 A2后亮 等电流稳定后 线圈L没有自感作用 相当于一根导线 A1A2一样亮 例4 切断开关K瞬间 线圈L自感作用 阻碍电流减小 有自感电流通过A1A2 A1A2过一会熄灭 答案选 A D 例5 例5 A B为两只相同的灯泡 B灯两端并联一电阻不计的电感线圈 接通K时 A B