第5单元：法拉第电磁感应定律、自感

高二物理 陈金华 班级 二 7 班 第第 5 单元 法拉第电磁感应定律 自感单元 法拉第电磁感应定律 自感 一 内容黄金组 一 内容黄金组 1 法拉第电磁感应定律 2 理解和应用法拉第电磁感应定律注意的几点 3 导线切割磁感线产生感应电动势的问题 4 电磁感应现象中的动态分析 5 自感现象 二 要点大揭密 二 要点大揭密 一 法拉第电磁感应定律 一 法拉第电磁感应定律 1 法拉第电磁感应定律 E n t 适用于回路 不一定要闭合 用于计算平均 感应电动势的大小 2 理解和应用法拉第电磁感应定律应注意以下几个问题 1 要严格区分磁通量 磁通量的变化量和磁通量变化率 磁通量 BS 是指穿过某 一线圈子面的磁感线条 数的多少 磁通量增量 2 1 大说明磁通量改变多 但不能说明感应电动 势就一定大 值得注意的是 当一个回路开始时和转过 180 度时回路平面都与磁场方向垂直 回路内磁感线条数不变 但通过回路的磁通量方向变了 一个为正 另一个为负 此时 2 1 磁通量 变化率 t 是指穿过某一回路平面的磁通量变化 的快慢程度 决定了该回路的感应电动势的大小 但还不能决定该回路感应电流的大小 感应电流的大小由该回路 的 E 和回路电阻 R 共同决定 2 求磁通量变化量一般有三种情况 当回路面积 S 不变时 BS 当磁感强度 B 不变时 B S 当 B 与 S 都不变而它们的相对位置发生变化时 如转动 B S S 是回路面积 S 在与 B 垂直方向上的投影 3 E 是 t 时间内的平均电动势 一般不等于初态与末态电动势的平均值 即 E E1 E2 2 例题例题 用均匀导线做成的正方形线框每边长为 0 2m 正方形的一半放在和纸面垂直 向里的匀强磁场中 如图甲所示 当磁场以每秒 10T 的变化率增强时 线框中点 a b 两 点电势差是 A Uab 0 1V B Uab 0 1V C Uab 0 V D Uab 0 V 分析和解答分析和解答 题中正方形线框的左半部分磁通量变化而产生感应电动势 从而在线框中有 感应电流 把左半部 分线框看成电源 其电动势为 E 内电阻为 r 2 画出等效电路如图 13 45 乙所示 则 a b 两点间的电势差即为电源的路 端电压 设 L 是边长 且依题意知 B t 10T s 由 E t 得 E BS t BL 2 t 100 04 2 0 2 V 2 所以 Uab IR 0 1 V 22 rr ER 2 2 0r r 由于 a 点电势低于 b 点电势 故 Uab 0 1V 即 B 选项正确 总结与提高总结与提高 可见解此类题必须画出等效电路图分析解答 二 二 导体切割磁感线产生感应电动势的问题 导体切割磁感线产生感应电动势的问题 1 导线切割磁感线产生感应电动势为 E BLv 2 用 E BLv 来确定直导体做切割磁感线运动而产生感应电动势的大小时 应注意 1 当 B L v 三个量的方向互相垂直时 感应电动势的值最大 当有任意两个量的方 向互相平行时 感应电动势为零 当三个量的方向成任意夹角时 应取它们的垂直分 量来计算感应电动势的大小 2 通常 v 为即时速度 E 也为即时感应电动势 随着 v 的变化 E 也相应变化 若 v 为平均速度 则 E 也为平均感应电动势 3 当切割磁感线的导体是弯曲的 则应取其与 B 和 v 垂直的等效直线长度 4 公式 E BLv 一般用于导体各部分切割磁感线速度相同 若导体各部分切割磁感线 的 速度不同 可取其平均速度求电动势 如导体棒在磁场中作圆周运动切割磁感线时 要求出切割磁感线的平均速度 三 自感现象 三 自感现象 1 所谓 自感 简单地说 就是 自我感应 更详细地说 就是线圈的自身电流发 生变化时 线圈的本身就感应出感应电动势 若电路闭合 就产生感应电流 这个自感电动 势 或自感电流 总阻碍原电流的变化 2 自感电动势大小可用公式