高中物理第十章电磁感应.doc

掌门1对1教育 高中物理高中 物理 第十章 法拉第电磁感应定律知识框架知识点一、感应电动势 1在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源. 2在电磁感应现象中，既然闭合电路中有磁通量的变化，这个电路就一定有感应电流；电路断开时，虽然没有感应电流，但感应电动势依然存在.二、电磁感应定律 1定律内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比 2表达式：E/t(单匝线圈)，En (n匝线圈)三、导体切割磁感线时的感应电动势1 导体棒垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直时，如图，EBlv.2导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为时，如图E=Blvsin.四、反电动势2 电机转动时，由于切割磁感线，线圈中产生的反抗电源电动势作用的感应电动势重点诠释、和的比较物理量单位物理意义计算公式磁通量Wb表示某时刻或某位置时穿过某一面积的磁感线条数的多少BS物理量单位物理意义计算公式磁通量的变化量Wb表示在某一过程中穿过某一面积的磁通量变化的多少21磁通量的变化率Wb/s表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢特别提醒：(1)、均与线圈匝数无关(2)磁通量和磁通量的变化率的大小没有直接关系，很大时，可能很小，也可能很大；0时，可能不为零对应题型下列说法正确的是()A线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大C线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大D线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大解析：选D.线圈中产生的感应电动势En，即E与成正比，与或的大小无直接关系磁通量变化越快，即越大，产生的感应电动势越大，故只有D正确对公式EBlvsin的理解1对公式中各量的理解 (1)对的理解 当B、l、v三个量方向互相垂直时，90，感应电动势最大，当有任意两个量的方向互相平行时，0，感应电动势为零 (2)对l的理解式中的l应理解为导线切割磁感线时的有效长度，如果导线不和磁场垂直， l应是导线在磁场垂直方向投影的长度，如果切割磁感线的导线是弯曲的，如图所示，则应取与B和v垂直的等效直线长度，即ab的弦长 (3)对v的理解 公式中的v应理解为导线和磁场间的相对速度，当导线不动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生. 公式EBlv一般用于导线各部分切割磁感线速度相同的情况，若导线各部分切割磁感线的速度不同，可取其平均速度求电动势如图所示，导体棒在磁场中绕A点在纸面内以角速度匀速转动，磁感应强度为B，要求AC在切割磁感线时产生的感应电动势，应取平均切割速度，即vv0/2，故EBl2.2公式EBlvsin与En的对比EnEBlvsin区别研究对象整个闭合回路回路中做切割磁感线运动的那部分导体适用范围各种电磁感应现象只适用于导体切割磁感线运动的情况计算结果求得的是t内的平均感应电动势求得的是某一时刻的瞬时感应电动势适用情景用于磁感应强度B变化所产生的电磁感应现象(磁场变化型)用于导体切割磁感线所产生的电磁感应现象(切割型)联系EBlvsin是由En在一定条件下推导出来的，该公式可看做法拉第电磁感应定律的一个推论重点诠释电磁感应现象中的电路问题 1分析电路 在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势若回路闭合，则产生感应电流，感应电流引起热效应等，所以电磁感应问题常与电路知识综合考查解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是： (1)明确哪部分导体或电路产生感应电动势，该导体或电路就是电源，其他部分是外电路 (2)用法拉第电磁感应定律确定感应电动势的大小,用楞次定律确定感应电动势的方向 (3)画等效电路图分清内外电路，画出等效电路图是解决此类问题的关键 (4)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率、电热等公式联立求解2一个常用的结论电磁感应现象中通过闭合电路某截面的电量qt，而n，则qn，所以q只和线圈匝数、磁通量变化量及总电阻有关，与完成该过程需要的时间无关对应题型如图所示，在宽为0.5 m 的平行导轨上垂直导轨放置一个有效电阻为r0.6 的直导体棒，在导轨的两端分别连接两个电阻R14 、R26 ，其他电阻不计整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，磁感应强度B0.1 T当直导体棒在导轨上以v6 m/s的速度向右运动时，求：直导体棒两端的电压和流过电阻R1和R2的电流大小解析：由题意可画出如图所示的电路图，则感应电动势EBlv0.10.56 V0.3 VU外 V0.24 V，I10.06 AI20.04 A.答案：0.24 V0.06 A0.04 A知识点感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.右手定则 1适用范围：适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况 2内容：伸出右手，使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向重点诠释对楞次定律的理解 1因果关系：闭合导体回路中磁通量的变化是因,产生感应电流是果；原因产生结果，结果又反过来影响原因 2“阻碍”的含义特别提醒：“阻碍”的实质，是实现了其他形式的能向电能的转化，这和能的转化与守恒相吻合.如果不是“阻碍”，将违背能量守恒，可以得出总能量同时增加的错误结论3应用楞次定律的思路 (1)明确研究的是哪一个闭合电路 (2)明确原磁场的方向 (3)判断闭合回路内原磁场的磁通量是增加还是减少. (4)由“增反减同”判断感应电流的磁场方向 (5)由安培定则判断感应电流的方向4楞次定律含义的推广 (1)若由于相对运动导致电磁感应现象，则感应电流的效果阻碍该相对运动，简称口诀：“来拒去留”. (2)若电磁感应致使回路的面积有收缩或扩张的趋势,则收缩或扩张是为了阻碍回路磁通量的变化，即磁通量增大时，面积有收缩趋势，磁通量减少时，面积有增大趋势，简称口诀：“增缩减扩”.特别提醒：判断回路面积的变化趋势时，若穿过闭合回路的磁感线皆朝同一方向，既可由一般步骤判断，也可根据楞次定律的推广含义判断，若闭合回路所围面积内存在两个方向的磁场，则不宜采用楞次定律的推广含义判断、应根据一般步骤判断楞次定律与右手定则的区别及联系楞次定律右手定则区别研究对象整个闭合回路闭合回路的一部分，即做切割磁感线运动的导体适用范围各种电磁感应现象只适用于导体在磁场中做切割磁感线运动的情况应用用于磁感应强度B随时间变化而产生的电磁感应现象较方便用于导体切割磁感线产生电磁感应的现象较方便联系右手定则是楞次定律的特例特别提醒：(1)楞次定律判断的电流方向也是电路中感应电动势的方向，右手定则判断的电流方向也是做切割磁感线运动的导体上感应电动势的方向若电路是开路，可假设电路闭合，应用楞次定律或右手定则确定电路中假想电流的方向即为感应电动势的方向(2)在分析电磁感应现象中电势高低时，一定要明确产生感应电动势的那部分电路就是电源在电源内部，电流方向从低电势处流向高电势处对应题型如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2.则()A导线框进入磁场时，感应电流方向为abcdaB导线框离开磁场时，感应电流方向为adcbaC导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右D导线框进入磁场时，受到的安