1、电磁感应 复习章末复习专题电电磁磁感感应应感应电动势的大小感应电动势的大小产生感应电流的条件产生感应电流的条件瞬时感应电动势瞬时感应电动势E=BLVE=BLV平均感应电动势平均感应电动势=n/t=n/t楞次定律跟右手定则楞次定律跟右手定则感应电流的方向感应电流的方向应用应用自感现象自感现象日光灯原理日光灯原理电磁感应现象电磁感应现象:规律规律一、磁通量一、磁通量1、定义：、定义：2、定义式：、定义式：=BS 适用条件：适用条件：匀强磁场、匀强磁场、SB一般计算式：一般计算式：=BSsin 或：或：=BS磁通量可理解为穿过一个面磁通量可理解为穿过一个面的磁感线条数的磁感线条数。如图：。如图：3、
2、标量，单位：韦伯（、标量，单位：韦伯（Wb）1Wb=1Tm2=1V=1VS S最大最大较小较小=0在匀强磁场中，磁感应强在匀强磁场中，磁感应强度度B B与与垂直垂直磁场方向的面积磁场方向的面积S S的乘积叫的乘积叫磁通量磁通量，简称磁，简称磁通。通。abdc思考思考1：哪些情况可以引起磁通量：哪些情况可以引起磁通量的变化？的变化？思考思考2：如上图，若磁感应强度为：如上图，若磁感应强度为B，面积为，面积为S，则以，则以cd为轴转过为轴转过900，磁通量变化量为多少？转过，磁通量变化量为多少？转过1800磁磁通量变化量是多少？转过通量变化量是多少？转过3600磁通量变化量为多少？磁通量变化量为多
3、少？导体所围面积的变化；导体所围面积的变化；磁场本身强弱的变化；磁场本身强弱的变化；磁场与导体相对位置的变化。磁场与导体相对位置的变化。二、电磁感应现象条件二、电磁感应现象条件1、产生感应电流的条件？、产生感应电流的条件？2、产生感应电动势的条件？、产生感应电动势的条件？电磁感应现象的本质是：产电磁感应现象的本质是：产生了感应电动势（生了感应电动势（变变或切割）或切割）如图所示，普通磁带录音机是用一个磁头来录音和放如图所示，普通磁带录音机是用一个磁头来录音和放音的。在一个环形铁心上绕一个线圈，铁心有个缝隙，音的。在一个环形铁心上绕一个线圈，铁心有个缝隙，工作时磁带就贴着这个缝隙移动。录音时，磁
4、头线圈工作时磁带就贴着这个缝隙移动。录音时，磁头线圈跟微音器相连，放音时，跟扬声器相连，磁带上涂有跟微音器相连，放音时，跟扬声器相连，磁带上涂有一层磁粉，能被磁化且留下剩磁，微音器的作用是把一层磁粉，能被磁化且留下剩磁，微音器的作用是把声音的变化转化为电流的变化，扬声器的作用是把电声音的变化转化为电流的变化，扬声器的作用是把电流的变化转化成声音的变化，根据学过的知识，说出流的变化转化成声音的变化，根据学过的知识，说出录音机录音和放音的基本原理。录音机录音和放音的基本原理。三、感应电流的方向三、感应电流的方向1、特殊方法：、特殊方法：右手定则右手定则 用于导线切割磁感线的情形。用于导线切割磁感线
5、的情形。例：在下列图中，磁感强度例：在下列图中，磁感强度B、感应电流强度、感应电流强度I、导线的、导线的运动速度运动速度V等三个物理量中只给出两个，试判断出第三等三个物理量中只给出两个，试判断出第三个物理量方向。个物理量方向。(已知已知:三个物理量互相垂直）三个物理量互相垂直）VIBVIVIB 2、普适方法：楞次定律、普适方法：楞次定律 内容：内容：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化电流的磁通量的变化“四步法四步法”判断感应电流方向：判断感应电流方向：1、明确原磁场、明确原磁场B方向方向2、明确磁通量的变化（是增还是减）、明确磁通量的变化（是增还
6、是减）3、判断感应电流的磁场、判断感应电流的磁场B的方向的方向4、安培定则判断感应电流的方向、安培定则判断感应电流的方向原磁通量原磁通量的变化的变化感应电流感应电流感应电流感应电流的磁场的磁场引起引起阻碍阻碍楞次定律中楞次定律中“阻阻碍碍”的含意：阻的含意：阻碍不是阻止；可碍不是阻止；可理解为理解为“增反、减同增反、减同”电磁感应现象中的电磁感应现象中的“因因”与与“果果”根本原因：根本原因：直接结果直接结果：直接原因直接原因：派生结果派生结果：磁通量变化磁通量变化产生感应电动势产生感应电动势磁通量变化磁通量变化相对运动相对运动切割运动切割运动电流变化电流变化(自感自感)感应电流受力感应电流受
7、力受力而发生运动受力而发生运动I变大变大例例 如图所示，一水平放置的圆形通电线圈如图所示，一水平放置的圆形通电线圈I固定，有固定，有另一个较小的线圈另一个较小的线圈II从正上方下落，在下落过程中线从正上方下落，在下落过程中线圈圈II的平面保持与线圈的平面保持与线圈I的平面平行且两圆心同在一竖的平面平行且两圆心同在一竖直线上，则线圈直线上，则线圈II从正上方下落到穿过线圈从正上方下落到穿过线圈I直至在下直至在下方运动的过程中，从上往下看线圈方运动的过程中，从上往下看线圈II：()(A)无感应电流；无感应电流；(B)有顺时针方向的感应电流；有顺时针方向的感应电流；(C)有先顺时针后逆时针的感应电流
8、；有先顺时针后逆时针的感应电流；(D)有先逆时针后顺时针的感应电流。有先逆时针后顺时针的感应电流。IIIC例例 如图示，一闭合的铜环从静止开始由高处下落如图示，一闭合的铜环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下落，空气阻力不计，则在圆环通过条形磁铁后继续下落，空气阻力不计，则在圆环的运动过程中，下列说法正确的是的运动过程中，下列说法正确的是：（：（）A.A.圆环在磁铁的上方时，加速度小于圆环在磁铁的上方时，加速度小于g g，在下方时大于在下方时大于g g，B.B.圆环在磁铁的上方时，加速度小于圆环在磁铁的上方时，加速度小于g g，在下方时也小于在下方时也小于g g，C.C.圆环在磁铁的上方时
9、，加速度小于圆环在磁铁的上方时，加速度小于g g，在下方时等于在下方时等于g g，D.D.圆环在磁铁的上方时，加速度大于圆环在磁铁的上方时，加速度大于g g，在下方时小于在下方时小于g.g.SNBFAGFAG1 1、定义：由于导体回路本身的电流发生变化而产、定义：由于导体回路本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。生的电磁感应现象，叫自感现象。2 2、自感电动势：在自感现象中产生的电动势。、自感电动势：在自感现象中产生的电动势。表达式：表达式：自感系数自感系数L L：作用：作用：自感电动势自感电动势总是阻碍总是阻碍引起它的电流的变化引起它的电流的变化tILE 自感问题的分析方法：自
10、感问题的分析方法：1、抓住电路的、抓住电路的初末初末状态和对线圈的描述。状态和对线圈的描述。（电路稳定时，线圈相当于电阻，（电路稳定时，线圈相当于电阻，“纯电感线圈纯电感线圈”则相当于导线）则相当于导线）2、抓住线圈的、抓住线圈的“阻碍阻碍电流电流变化变化”作用。作用。没有线圈时是瞬间变大或变小，有线圈只能缓慢变大或变小。但不能阻止变化。没有线圈时是瞬间变大或变小，有线圈只能缓慢变大或变小。但不能阻止变化。3、若电流由、若电流由0变大，开始瞬间可变大，开始瞬间可把线圈当断路把线圈当断路4、若电流由大变小，可将、若电流由大变小，可将线圈当电源线圈当电源 如图所示，为日光灯的工作电路如图所示，为日
11、光灯的工作电路(1)开关开关S刚合上前，启动器刚合上前，启动器D的静触片和动触片是的静触片和动触片是 （填接通的、断开的（填接通的、断开的)(2)开关开关S刚合上时，刚合上时，220V电压加在电压加在_使使之之发出辉发出辉光光(3)日光灯启辉瞬间，灯管两端电压日光灯启辉瞬间，灯管两端电压_220V(填大于填大于、等于、小于、等于、小于)(4)日光灯正常发光时，启动器日光灯正常发光时，启动器D的静触片和动触片的静触片和动触片_(填接触、断开填接触、断开)【例例】电阻为电阻为R的矩形线框的矩形线框abcd，边长，边长ab=L，ad=h，质量为，质量为m，自某一高度自由落下，通，自某一高度自由落下，
12、通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为场区域的宽度为h，如图所示，若线框恰好以，如图所示，若线框恰好以恒定速度通过磁场，线框中产生的焦耳热是恒定速度通过磁场，线框中产生的焦耳热是_（不考虑空气阻力）（不考虑空气阻力）2mgh思考、思考、如图所示，两个相同的闭合铝环套在一根无限如图所示，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长的光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环(未穿出未穿出)的过程中，两环的运动情况是：的过程中，两环的运动情况是：()(A)同时向左运动，距离增大；同时向左运动，距离增大；(B)同时向左运动，距离
13、不变；同时向左运动，距离不变；(C)同时向左运动，距离变小；同时向左运动，距离变小；(D)同时向右运动，距离增大。同时向右运动，距离增大。SNvC思考：磁铁与环之间是不是一定存在相互作用而使思考：磁铁与环之间是不是一定存在相互作用而使得其阻碍相对运动呢？得其阻碍相对运动呢？例、如图所示，匀强磁场中吊着一柔软闭合导线框，磁例、如图所示，匀强磁场中吊着一柔软闭合导线框，磁场方向与线框所在平面垂直，当磁感应强度场方向与线框所在平面垂直，当磁感应强度B B大小增大小增大时，可以观察到的现象是：（大时，可以观察到的现象是：（）A A若磁场方向垂直纸面向里，则线框一定收缩若磁场方向垂直纸面向里，则线框一定
14、收缩B B若磁场方向垂直纸面向里，则线框一定膨胀若磁场方向垂直纸面向里，则线框一定膨胀C C若磁场方向垂直纸面向外，则线框一定收缩若磁场方向垂直纸面向外，则线框一定收缩D D不论磁场方向向里还是向外，线圈还将绕图不论磁场方向向里还是向外，线圈还将绕图 示轴旋转示轴旋转在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈轨跟大线圈M M相接，如图所示导轨上放一根导线相接，如图所示导轨上放一根导线abab，磁感线垂直于导轨所在平面欲使，磁感线垂直于导轨所在平面欲使M M所包围的所包围的小闭合线圈小闭合线圈N N产生顺时针方向的感应电流，则导线产生顺时针方向
15、的感应电流，则导线的运动可能是（的运动可能是（）A A匀速向右运动匀速向右运动B B加速向右运动加速向右运动C C匀速向左运动匀速向左运动D D加速向左运动加速向左运动逆向思维能力逆向思维能力如图所示如图所示,在一蹄形磁铁两极之间放一个矩形在一蹄形磁铁两极之间放一个矩形线框线框abcdabcd。磁铁和线框都可以绕竖直轴。磁铁和线框都可以绕竖直轴OOOO自由转动。若使蹄形磁铁以某角速度转动时自由转动。若使蹄形磁铁以某角速度转动时，线框的情况将是（，线框的情况将是（）A A静止静止B B随磁铁同方向转动随磁铁同方向转动C C沿与磁铁相反方向转动沿与磁铁相反方向转动D D要由磁铁具体转动方向来决定要
16、由磁铁具体转动方向来决定一、磁通量一、磁通量1.1.在匀强磁场中，磁感应强度与在匀强磁场中，磁感应强度与垂直垂直磁场方向的面磁场方向的面积积S S的乘积叫的乘积叫磁通量磁通量，简称磁通，在数值上等于穿，简称磁通，在数值上等于穿过面积的磁感应线的过面积的磁感应线的条数条数。公式公式=BS=BS，B B与与S S相垂直，或者说相垂直，或者说S S是回路平面在垂是回路平面在垂直于直于B B方向上的投影面积。方向上的投影面积。2.2.磁通量是标量，为了计算方便，有时可规定正负，磁通量是标量，为了计算方便，有时可规定正负，叠加时遵循代数和法则，即要考虑到叠加时遵循代数和法则，即要考虑到相反磁场抵消相反磁
17、场抵消后的磁通量。后的磁通量。3.3.磁通量的单位：韦磁通量的单位：韦(Wb).(Wb).则有：则有：1Wb=1 T1Wb=1 Tm m=1V=1VS S结论：只要0就有电磁感应现象发生 二、电磁感应现象二、电磁感应现象如果电路闭合，则电路中如果电路闭合，则电路中有感应电流有感应电流;也有感应电动势；也有感应电动势；如果电路不闭合，则电路中如果电路不闭合，则电路中无无感应电流感应电流，但，但有有感应电动势。感应电动势。感应电流及感应电动势产生的原因：感应电流及感应电动势产生的原因：变化的磁场产生一个电场，这个电场驱使导体中的自由变化的磁场产生一个电场，这个电场驱使导体中的自由电荷作定向移动，形
18、成电流。电荷作定向移动，形成电流。大小计算：大小计算：tnE_BLVE 感应电动势感应电动势感应电流感应电流闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律EI R 方向判断：方向判断：右手定则右手定则和楞次定律和楞次定律二、电磁感应现象二、电磁感应现象电磁感应电磁感应1、条件、条件;磁通量；磁通量；2、方向、方向：1）楞次定律）楞次定律+安培定则安培定则 （1）步骤？步骤？（2）推广：阻碍原）推广：阻碍原的变化的变化 阻碍相对运动阻碍相对运动 阻碍原电流的变化（自感）阻碍原电流的变化（自感）2）右手定则）右手定则3 3、大小、大小：1）变化：变化：2）切割：）切割：E=B l v 小心不垂直时要分解小心不垂直时要分解B或或v 3）题目类型：）题目类型：涉及电路涉及电路 涉及力学分析涉及力学分析 涉及能量（或动量）分析涉及能量（或动量）分析tnE 4、应用：、应用：自感：自感线圈自感：自感线圈L的作用？的作用？日光灯：电路图，工作过程，各元件的作用日光灯：电路图，工作过程，各元件的作用
