电磁感应复习ppt课件

.,物理3-2电磁感应复习,.,第一课时电磁感应现象楞次定律,一电磁感应现象,1、产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化,2、引起磁通量变化的常见情况闭合电路的部分导体做切割磁感线运动线圈在磁场中转动磁感应强度B变化,.,4、电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合则产生感应电流；如果回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流,3、产生感应电动势的条件无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势,产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。,.,【例与练】如图所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外。若要使线框中产生感应电流，下列办法中可行的是()A.将线框向左拉出磁场B.以ab边为轴转动(小于90)C.以ad边为轴转动(小于60)D.以bc边为轴转动(小于60),ABC,.,内容:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。,1、楞次定律,适用范围：各种电磁感应现象,2、对楞次定律的理解：,回路磁通量的变化,阻碍,感应电流（磁场）,谁起阻碍作用阻碍什么如何阻碍阻碍效果,感应电流的磁场,原磁场的磁通量变化,“增反减同”,二楞次定律和右手定则,减缓原磁场的磁通量的变化,阻碍不能阻止，该怎么变化还怎么变化,.,从实际问题上来理解,阻碍原磁通量的变化：,增“反”减“同”,阻碍相对运动的：,来“拒”去“留”,使线圈面积有扩大或缩小的趋势：,增“缩”减“扩”,从能量观点看：由于“阻碍”，为了维持原磁场的变化，必须有外力克服这一“阻碍”而做功，从而导致其他形式的能转化为电能。所以楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现。,阻碍原电流的变化(自感现象)：,增“反”减“同”,.,3楞次定律的使用步骤,.,【例与练】如图所示，两个相同的闭合铝环套在一根无限长的光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环(未穿出)的过程中，两环的运动情况是：()A、同时向左运动，距离增大；B、同时向左运动，距离不变；C、同时向左运动，距离变小；D、同时向右运动，距离增大。,C,.,4、右手定则,伸开右手，让拇指与其余四指在同一个平面内，使拇指与并拢的四指垂直；让磁感线垂直穿入手心，使拇指指向导体运动的方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向。,.,【例与练】如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大导线圈M相连接要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨中的裸金属棒ab的运动情况是(两导线圈共面放置)()A向右匀速运动B向左加速运动C向右减速运动D向右加速运动,BC,.,第二课时法拉第电磁感应定律自感、涡流,4、与感应电流的关系：遵守闭合电路欧姆定律，即：,一感应电动势,1、概念：在电磁感应现象中产生的电动势,2、条件：无论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就一定有感应电动势,3、方向：产生感应电动势的那部分导体就相当于电源导体的电阻相当于电源内阻，其中电流方向由低电势指向高电势,.,二法拉第电磁感应定律,1、法拉第电磁感应定律,内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比,公式：(n为线圈的匝数),特别提醒：感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率和线圈的匝数n共同决定，而与磁通量、磁通量的变化量的大小没有必然联系,用公式求感应电动势时，S为线圈在磁场范围内的有效面积,通过回路截面的电荷量q仅与n、和回路电阻R有关，与时间长短无关,.,.,【例与练】穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如下图所示下列关于回路中产生的感应电动势的论述中正确的是()A图中，回路产生的感应电动势恒定不变B图中，回路产生的感应电动势一直在变大C图中，回路在0t1时间内产生的感应电动势小于在t1t2时间内产生的感应电动势D图中，回路产生的感应电动势先变小再变大,D,.,运动方向和磁感线方向垂直：EBlv.,2、导体切割磁感线产生的感应电动势,运动方向和磁感线不垂直,EBlvsin；,为导线运动方向跟磁感线方向的夹角,本公式是在一定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场外，还需B、l、v三者相互垂直实际问题中当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算,导体平动切割磁感线时，若v为平均速度，则E为平均感应电动势；若v为瞬时速度，则E为相应的瞬时感应电动势,应用公式E=Blv时应注意：,.,EBlv中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运动时，应注意速度间的相对关系,公式中的l为有效切割长度,如图，棒的有效长度为ab的弦长,甲：lcdsin(容易错认为labsin)乙：沿v1方向运动时，lMN；沿v2方向运动时，l0.丙：a、b、c、d四种情况的l相同。,.,提示：往往用来求t时间内的平均感应电动势；而EBlvsin常用来求瞬时感应电动势但两公式又是统一的，一般来说，公式适用于磁场变化求感应电动势，EBlv适用于切割磁感线求感应电动势,拓展：若一个金属圆盘绕圆心匀速转动，边缘与圆心之间存在电势差：,特别提醒：求通过回路的电量时必须求平均电动势，再求平均电流，然后求电量。,R,.,三自感和涡流,1、自感现象：由于通过导体自身的电流变化而产生的电磁感应现象,2、自感电动势,定义：由导体自身电流变化所产生的感应电动势,表达式：,自感系数L,相关因素：与线圈的长短、横截面积、形状、匝数以及是否有铁芯等有关,单位：亨利(H)，1mH103H，1H106H.,.,由楞次定律知，自感电动势总是阻碍原来导体中电流的变化当回路中的电流增加时，自感电动势和原来电流的方向相反；当回路中的电流减小时，自感电动势和原来电流的方向相同自感对电路中的电流变化有延迟作用，使电流不能突变,3、涡流：放在变化磁场中的金属块，由于穿过金属块的磁通量发生变化，在其内部产生像旋涡一样的感应电流，这种电流叫做涡电流简称涡流,自感电动势的方向：,.,【例与练】在如图所示的电路中，A、B是相同的两个灯泡，L是一个带铁芯的线圈，直流电阻可不计。调节R，电路稳定时两灯都正常发光，则在开关合上和断开时()A.两灯同时点亮，同时熄灭B.合上S时，B比A先达到正常发光状态C.断开S时，A、B两灯都不会立即熄灭，通过A、B两灯的电流方向都与原来电流的方向相同D.断开S时，A灯会突然闪亮一下后再熄灭,B,.,第三课时电磁感应中的电路与图象问题,方法归纳图,.,【例与练】如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.8T，竖直向下穿过水平放置的矩形线框MNQP，MN=PQ=2m，MP=NQ=1m，ab是用与线框相同的导线制成，它们单位长度的电阻R0=0.1/m，不计摩擦。ab杆从MP处开始以v=5m/s的速度向右匀速滑动。(1)关于ab杆两端的电势差的讨论：某同学认为：ab杆两端的电势差Uab就是路端电压，ab杆匀速切割磁感线时，感应电动势大小恒定，且内电阻r大小不变。当ab杆滑至线框正中间时，外电路电阻最大，此时，Uab有最大值，也即Uab的值是先变大后变小。你认为该同学的判断是否正确？若他判断错误，你重新分析，并确定Uab的大小。若他的判断正确，请算出Uab的最大值。,(1)正确Uab最大值2.4V,.,【例与练】如图矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列各图中正确的是(),D,.,第四课时电磁感应中的动力学与能量问题,导体处于平衡态静止或匀速直线运动状态处理方法：根据平衡条件合外力等于零列式分析,一、电磁感应中的动力学问题分析,导体处于非平衡态加速度不为零处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析,1两种状态处理,.,2电磁感应问题中两大研究对象及其相互制约关系,.,3电磁感应中的动力学临界问题,解决这类问题的关键是通过运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加速度取最大值或最小值的条件,基本思路是：,感应电流,导体受安培力,合力变化,加速度变化,速度变化,临界状态,感应电动势,导体受外力运动,.,二、电磁感应中的能量转化问题,1运动的动态分析,2能量转化特点,.,3电能求解思路主要有三种利用克服安培力求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功利用能量守恒求解：其他形式的能的减少量等于产生的电能利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算,.,【例与练】如图所示，匀强磁场方向垂直于线圈平面,先后两次将线框从同一位置匀速地拉出有界磁场，第一次速度v1=v，第二次速度v2=2v，在先、后两次过程中，错误的是()A.线框中感应电流之比为1:2B.线框中产生热量之比为1:2C.沿运动方向作用在线框上的外力的功率之比为1:2D.流过任一截面积电荷量之比为1:1,C,.,【例与练】如图所示，平行且足够长的两条光滑金属导轨，相距0.5m，与水平面夹角为30，不计电阻，广阔的匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度B0.4T，垂直导轨放置两金属棒ab和cd，长度均为0.5m，电阻均为0.1，质量分别为0.1kg和0.2kg，两金属棒与金属导轨接触良好且可沿导轨自由滑动现ab棒在外力作用下，以恒定速度v1.5m/s沿着导轨向上滑动，cd棒则由静止释放，试求：(g取10m/s2)(1)金属棒ab产