電磁感應(yīng)(二) 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感現(xiàn)象

1、電磁感應(yīng)（二） 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感現(xiàn)象【知識要點(diǎn)】一、法拉第電磁感應(yīng)定律：1內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的 成正比2公式：_ （1）該式計(jì)算的感應(yīng)電動(dòng)勢為一段時(shí)間內(nèi)的_電動(dòng)勢； （2）n代表線圈匝數(shù)?？衫斫鉃榫€圈中每一匝的感應(yīng)電動(dòng)勢為，這n匝線圈是串聯(lián)的，總的電動(dòng)勢就是每一匝的N倍。但計(jì)算線圈的磁通量，是不用考慮n的；（3）磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率的比較:物理意義某時(shí)刻穿過某個(gè)面的磁感線的條數(shù)。是狀態(tài)量一段時(shí)間內(nèi)穿過某個(gè)面的磁通量的變化量。 是過程量穿過某個(gè)面的磁通量變化的快慢注意 、的大小并無直接關(guān)系，其邏輯關(guān)系類似于、（4）幾種常見情況：(1)直

2、接求：， 或者從-t圖中求（圖像斜率）（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，線圈面積變化：(3) 線圈面積S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化:, 或者從B-t圖中求（圖像斜率）3.導(dǎo)體切割磁感線：_(1) 該式計(jì)算的感應(yīng)電動(dòng)勢為切割磁感線的導(dǎo)體再某一時(shí)刻的_電動(dòng)勢；（2）只適用與勻強(qiáng)磁場中導(dǎo)體切割磁感線的情況。（3）B、L、v 必須相互垂直，若不垂直，需先將其中不垂直的量投影到另兩個(gè)的垂直方向。（4）L為切割磁感線的導(dǎo)體棒的有效長度(等效替換的思想)（5）轉(zhuǎn)動(dòng)切割的情況:_(6)公式與EBLv的比較：EBLv適用范圍一切電磁感應(yīng)僅適用于勻強(qiáng)磁場中導(dǎo)體切割磁感線。物理意義電動(dòng)勢的平均值電動(dòng)勢的瞬時(shí)值例一、如圖所示，在磁感應(yīng)

3、強(qiáng)度為B的磁場中，兩導(dǎo)軌間距為L，某時(shí)刻兩棒速度為v1和v2，且v1>v2，試由兩種公式分別出此時(shí)回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢為多少？解：方法一： 方法二：二、自感現(xiàn)象：1自感現(xiàn)象：由于導(dǎo)體本身的 _ 發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象2自感電動(dòng)勢：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。 （1）公式：_（2）作用：總是阻礙導(dǎo)體中 的變化，并非阻礙電流，所以，其方向不一定與原電流相反。 （3）L自感系數(shù)：由線圈本身的特性決定，與線圈的長度、匝數(shù)、橫截面積、有無鐵芯等因素有關(guān)3.理解自感現(xiàn)象：電路中的線圈不允許通過它們的電流發(fā)生突變。例二、如圖所示的電路中，三個(gè)燈泡L1、L2、L3的電阻關(guān)系為R1<R2<

4、;R3，電感L的電阻可忽略，D為理想二極管電鍵S從閉合狀態(tài)突然斷開時(shí)，下列判斷正確的是()AL1先變亮，然后逐漸變暗BL2先變亮，然后逐漸變暗CL3先變亮，然后逐漸變暗DL2立即熄滅4自感現(xiàn)象的應(yīng)用日光燈(1)電路圖如圖所示(2)工作原理：合上開關(guān)，電源電壓220V加在啟動(dòng)器兩極間氖氣導(dǎo)電發(fā)出輝光輝光產(chǎn)生的熱量，使U形動(dòng)觸片膨脹伸長，與靜觸片接觸接通電路鎮(zhèn)流器和燈絲中通過電流氖氣停止導(dǎo)電動(dòng)靜觸片分離切斷電路鎮(zhèn)流器產(chǎn)生瞬間高壓，與電源電壓一起加在燈管兩端燈管中氣體導(dǎo)電日光燈發(fā)光(3)日光燈啟動(dòng)后正常工作時(shí)，啟動(dòng)器 ，電流從燈管中通過鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢起 作用5自感現(xiàn)象的防止雙線繞法【典型問題

5、】一、電磁感應(yīng)中的電路問題1在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，該導(dǎo)體或回路相當(dāng)于 因此，電磁感應(yīng)問題往往與電路問題聯(lián)系在一起2解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題的基本方法(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律(右手定則)確定感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向；(2)畫等效電路；(3)運(yùn)用閉合電路歐姆定律、串、并聯(lián)電路的性質(zhì)、電功率等公式求解3與上述問題相關(guān)的幾個(gè)知識點(diǎn)(1)電源電動(dòng)勢 (2)閉合電路歐姆定律 _部分電路歐姆定律 _電源的內(nèi)電壓UrIr；電源的路端電壓UIREIr.(3)通過導(dǎo)體的電荷量_，（注意：當(dāng)I為變量時(shí)，可以用平均電動(dòng)勢求出平均電流，）(4)導(dǎo)體上產(chǎn)

6、生的焦耳熱_(注意：當(dāng)I為變量時(shí)，此公式不在適用，不能用平均電流來計(jì)算，只能用能量守恒、轉(zhuǎn)化的思想來處理。)例三、如圖所示，半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.2T，磁場方向垂直紙面向里，半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場同心地放置，磁場與環(huán)面垂直，其中a0.4m，b0.6m.金屬環(huán)上分別接有燈L1、L2，兩燈的電阻均為R2.一金屬棒MN與金屬環(huán)接觸良好，棒與環(huán)的電阻均不計(jì)(1)若棒以v05m/s的速率在環(huán)上向右勻速滑動(dòng)，金屬棒滑過圓環(huán)直徑OO的瞬時(shí)，MN中的電動(dòng)勢和流過L1的電流(2)撤去中間的金屬棒MN，將右面的半圓環(huán)OL2O以O(shè)O為軸向上翻轉(zhuǎn)90°，若此時(shí)磁場隨時(shí)間均勻變化，

7、其變化率為T/s,求L1的功率二、圖像問題：解題方法：找到圖像相關(guān)物理量的關(guān)系，對應(yīng)相應(yīng)的函數(shù)圖像。例四、一足夠大的正方形區(qū)域ABCD內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁場應(yīng)強(qiáng)度為B，其頂點(diǎn)A在直線MN上，且AB、AD與MN的夾角為45°，如圖所示，一邊長為a的正方形導(dǎo)線框從圖示位置沿圖示直線MN以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，以逆時(shí)針方向?yàn)殡娏髡较?，下圖中能夠正確表示電流時(shí)間關(guān)系的是 ()【能力訓(xùn)練】1關(guān)于電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，下列說法正確的是()A穿過電路的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢就越大B電路中磁通量的改變量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢就越大C電路中磁通量改變越快，感應(yīng)電動(dòng)勢就越大D若電路在某時(shí)刻磁

8、通量為零，則該時(shí)刻感應(yīng)電流一定為零2一個(gè)由電阻均勻的導(dǎo)線繞制成的閉合線圈放在勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，線圈平面與磁場方向成60°角，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化，用下列哪些方法可使感應(yīng)電流增加一倍 ()A把線圈匝數(shù)增加一倍B把線圈面積增加一倍C把線圈半徑增加一倍D改變線圈與磁場方向的夾角3如圖所示，兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌ab、cd、b、d間連有一固定電阻R，導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)MN為放在ab和cd上的一導(dǎo)體桿，與ab垂直，其電阻也為R.整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面(指向圖中紙面內(nèi))現(xiàn)對MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)令U表示MN兩端電壓的大小，

9、則()AUBlv，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到dBUBlv，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d到bCUBlv，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到dDUBlv，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b4如圖甲所示，一個(gè)電阻為R，面積為S的矩形導(dǎo)線框abcd，水平放置在勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與ad邊垂直并與線框平面成45°角，o、o分別是ab邊和cd邊的中點(diǎn)現(xiàn)將線框右半邊obco繞oo逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°到圖乙所示位置在這一過程中，導(dǎo)線中通過的電荷量是()A.B.C.D05(2008·江蘇物理)如圖所示的電路中，三個(gè)相同的燈泡a、b、c和電感L1、L2與直流電源連接，電感

10、的電阻忽略不計(jì)開關(guān)S從閉合狀態(tài)突然斷開時(shí)，下列判斷正確的有()Aa先變亮，然后逐漸變暗Bb先變亮，然后逐漸變暗Cc先變亮，然后逐漸變暗Db、c都逐漸變暗6.如圖所示，L是自感系數(shù)很大、電阻很小的線圈，若合上或斷開開關(guān)S1和S2時(shí)，可能發(fā)生的情況是()AS1閉合的瞬間，A1燈逐漸亮起來B再合上S2穩(wěn)定后，A2燈是暗的C斷開S1的瞬間，A1燈立即熄滅，A2燈亮一下再熄滅D斷開S1瞬間，A2燈和A1燈過一會(huì)兒才熄滅7.如圖所示是日光燈的構(gòu)造示意圖若按圖示的電路連接，關(guān)于日光燈發(fā)光的情況，下列敘述中正確的是 ()AS1接通，斷開S2、S3，日光燈就能正常發(fā)光BS1、S2接通，S3斷開，日光燈就能正常發(fā)

11、光CS3斷開，接通S1、S2后，再斷開S2，日光燈就能正常發(fā)光D當(dāng)日光燈正常發(fā)光后，再接通S3，日光燈仍能正常發(fā)光8. 如圖所示，一導(dǎo)體圓環(huán)位于紙面內(nèi)，O為圓心環(huán)內(nèi)兩個(gè)圓心角為90°的扇形區(qū)域內(nèi)分別有勻強(qiáng)磁場，兩磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等，方向相反且均與紙面垂直導(dǎo)體桿OM可繞O轉(zhuǎn)動(dòng)，M端通過滑動(dòng)觸點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸在圓心和圓環(huán)間連有電阻R.桿OM以角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，t0時(shí)恰好在圖示位置規(guī)定從a到b流經(jīng)電阻R的電流方向?yàn)檎?，圓環(huán)和導(dǎo)體桿的電阻忽略不計(jì)，則桿從t0開始轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，電流隨t變化的圖象是()9在豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一個(gè)面積不變的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的

12、正方向如圖甲所示，取線圈中磁場B的方向向上為正，當(dāng)磁場中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t如圖乙變化時(shí)，以下四圖中正確表示線圈中感應(yīng)電流變化的是 ()10如圖所示，邊長L0.20m的正方形導(dǎo)線框ABCD由粗細(xì)均勻的同種材料制成，正方形導(dǎo)線框每邊的電阻R01.0，金屬棒MN與正方形導(dǎo)線框的對角線長度恰好相等，金屬棒MN的電阻rB0.50T，方向垂直導(dǎo)線框所在平面向里金屬棒MN與導(dǎo)線框接觸良好，且與導(dǎo)線框?qū)蔷€BD垂直放置在導(dǎo)線框上，金屬棒上的中點(diǎn)始終在BD連線上若金屬棒以v4.0m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬棒運(yùn)動(dòng)至AC位置時(shí)，求(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)：(1)金屬棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢大??；(2)金屬棒MN上通過的電流大小和方向；(3)導(dǎo)線框消耗的電功率11(2009·高考廣東