92法拉第电磁感应定律自感和涡流.doc

第2单元法拉第电磁感应定律__自感和涡流 法拉第电磁感应定律 [想一想] 如图9－2－1所示，A、B两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数都为10匝，半径RA＝2RB，图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则A、B线圈中产生的感应电动势之比和线圈中的感应电流之比分别为多少？ 图9－2－1 [提示]　A、B两环中磁通量变化率相同，线圈匝数相同，由E＝n可得EAEB＝11，又因为R＝ρ，故RARB＝21，所以IAIB＝12。 [记一记] 1．感应电动势 (1)定义：在电磁感应现象中产生的电动势。 (2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。 (3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。 2．法拉第电磁感应定律 (1)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)公式：E＝n，其中n为线圈匝数。 [试一试] 1．穿过某线圈的磁通量随时间的变化的关系如图9－2－2所示，在线圈内产生感应电动势最大值的时间是(　　) 图9－2－2 A．0～2 s　　　　　　　　　　B．2～4 s C．4～6 s D．6～8 s 解析：选C　Φ－t图象中，图象斜率越大，越大，感应电动势就越大。 导体切割磁感线时的感应电动势计算 　　[想一想] 如图9－2－3所示，当导体棒在垂直于磁场的平面内，其一端为轴， 以角速度ω匀速转动时，产生的感应电动势为多少？ 图9－2－3 [提示]　棒在时间t内转过的角度θ＝ωt， 扫过的面积S＝l·lθ＝l2ωt， 对应的磁通量Φ＝BS＝Bl2ωt， 则棒产生的感应电动势E＝＝Bl2ω。 另外：由E＝Bl，又＝ωl, 可得E＝Bl2ω。 [记一记] 切割方式 电动势表达式 说明 垂直切割 E＝Blv 导体棒与磁场方向垂直 磁场为匀强磁场 倾斜切割 E＝Blvsin_θ其中θ为v与B的夹角 旋转切割(以一端为轴) E＝Bl2ω [试一试] 2．如图9－2－4所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出。设在整个过程中，棒的取向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是(　　) 图9－2－4 A．越来越大　　　　　B．越来越小 C．保持不变 D．无法判断 解析：选C　金属棒水平抛出后，在垂直于磁场方向上的速度不变，由E＝BLv可知，感应电动势也不变。C项正确。 自感　涡流 　　[想一想] 如图9－2－5所示，开关S闭合且回路中电流达到稳定时，小灯泡A能正常发光，L为自感线圈，则当开关S闭合或断开时，小灯泡的亮暗变化情况是怎样的？ 图9－2－5 [提示]　开关闭合时，自感电动势阻碍电流的增大，所以灯慢慢变亮；开关断开时，自感线圈的电流从有变为零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈L与灯A不能构成闭合回路，所以灯立即熄灭。 [记一记] 1．互感现象 两个互相靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象。 2．自感现象 (1)定义：由于通过导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。 (2)自感电动势： 定义：在自感现象中产生的感应电动势。 表达式：E＝L。 自感系数L： 相关因素：与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯有关。 单位：亨利(H)，1 mH＝10－3 H,1 μH＝10－6 H。 3．涡流 当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水的旋涡，所以叫涡流。 (1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动。 (2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来。 交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。 [试一试] 3．在图9－2－6所示的电路中，两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从“＋”接线柱流入时，指针向右摆；电流从“－”接线柱流入时，指针向左摆。在电路接通后再断开的瞬间，下列说法中符合实际情况的是(　　) 图9－2－6 A．G1表指针向左摆，G2表指针向右摆 B．G1表指针向右摆，G2表指针向左摆 C．G1、G2表的指针都向左摆 D．G1、G2表的指针都向右摆 解析：选B　电路接通后线圈中电流方向向右，当电路断开时，线圈中电流减小，产生与原方向相同的自感电动势，与G2和电阻组成闭合回路，所以G1中电流方向向右，G2中电流方向向左，即G1指针向右摆，G2指针向左摆。B项正确。 法拉第电磁感应定律的应用 1.磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率的比较 　　物理量 项目 磁通量Φ 磁通量的变化量ΔΦ 磁通量的变化率 意义 某时刻穿过某个面的磁感线的条数 某段时