5电磁感应.doc

电磁感应 一、一周内容概述 1、知道磁通量的定义，知道公式Φ＝BS的适用条件，会用这一公式计算磁通量． 2、知道什么是电磁感应现象． 3、理解“不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生．” 4、理解磁通量变化率的含义，并能与磁通量的变化量相区别． 5、理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式． 二、重点知识讲解 （一）磁通量 1、定义：磁感应强度B跟平面在垂直于磁感线方向上的投影面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量，简称磁通．用“Φ”表示磁通量． 2、物理学中规定：通过垂直磁场方向单位面积上的磁感线的条数等于该处磁感应强度的数值． 3、磁通量计算公式Φ＝BS 　　其中S是面积在垂直于磁场方向上的投影． 4、磁通量的单位：国际单位是韦伯，符号Wb，1 Wb＝1 T·1 m2 5、磁通量是标量，它没有方向，但如果有方向相反的两个磁场同时穿过某一平面，如果规定其中一个磁场的磁通量为正值，那么另一个反方向磁场穿过这个面的磁通量为负值，而穿过这个面积的磁通量是这两个磁场对这个面积磁通量的代数和． 　　说明：(1)一个平面开始与磁场垂直，当它转过180°时，尽管平面还与磁场垂直，但两种情况下通过平面的磁通量是不同的，一个为正，一个为负．磁通量的变化量ΔΦ为2BS而不是零．(2)磁通量的变化ΔΦ＝Φ2－Φ1(末态磁通量与初态磁通量之差)． （二）电磁感应现象 1、电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象． 　　说明：如果电路不闭合，有电动势产生而无电流产生，此现象仍叫电磁感应现象． 2、感应电流：在电磁感应中产生的电流叫感应电流． 　　说明：要产生感应电流，必须同时满足两个条件：回路应闭合；穿过回路磁通量发生变化． 3、电磁感应现象实质是产生感应电动势，电路闭合才有感应电流． 4、电磁感应现象遵循“能的转化和守恒定律”．由于机械运动而产生感应电流时，感应电流的电能是由外界机械能转化或外力做功而来的；无机械运动而产生感应电流，感应电流的电能是由产生变化的电路中的电能转化而来的． 5、感应电流产生条件的理解 　　(1)在闭合回路中是否产生感应电流，取决于穿过回路磁通量是否发生“变化”；而不是取决于回路是“有磁通量”还是“无磁通量”．如图1所示，当条形磁铁插入线圈中静止不动时，穿过线圈有磁通量，但电流计G指针不偏转，说明回路中即使是有磁通量，也没有感应电流产生． 　　(2)产生感应电流的具体情形主要表现为两种形式：一种形式是穿过闭合回路的磁场变化引起磁通量发生变化时，回路中产生感应电流；另一种形式是回路相对磁场的正对面积发生变化引起磁通量变化，回路中产生感应电流． 图1　　　　　　　　　图2 　　值得注意的是：闭合回路的部分导体做切割磁感线运动是引起回路磁通量变化的具体形式之一．但闭合回路的部分导体做切割磁感线运动时，不一定总会引起闭合回路的磁通量的变化．如图2，矩形线框abcd在范围足够大的匀强磁场中在垂直磁场的平面内向右平动，虽然ad、bc边切割磁感线，但磁场穿过回路abcd的磁通量没有变化，因而没有产生感应电流． 6、中学阶段分析磁通量变化的常见方式 　　(1)设匀强磁场磁感应强度为B，回路在磁场内在垂直磁场的平面内投影面积为S(简称正对面积)，根据公式Φ＝B·S可知： 　　当磁感应强度B一定，回路中导体在磁场中方位发生变化，导致回路在磁场中的正对面积发生改变时，磁通量变化量为：ΔΦ＝B·ΔS． 　　当回路在匀强磁场中所处的方位不变，磁场磁感应强度发生改变时，磁通量变化量为：ΔΦ＝S·ΔB． 　　(2)由于磁场穿过回路的磁通量与磁场通过回路的磁感线的净条数成正比，因而无论是磁场变化还是回路相对磁场的正对面积变化，均可以根据穿过回路磁感线的净条数的变化来定性分析磁通量的变化． 　说明：闭合电路的磁通量发生改变由4种情况引起： 　　闭合电路所在磁场的磁感应强度发生改变； 　　闭合电路所围面积发生改变； 　　闭合电路所围面积与磁场方向的夹角发生改变； 　　以上三种因素中的两个或三个同时发生了改变． （三）感应电动势 　　定义：在电磁感应现象中产生的电动势． 　　说明：(1)理解产生感应电动势的两种情况：一种是导体在磁场中做切割磁感线运动，由于克服电磁力作用，而产生感应电动势；另一种是磁场变化引起闭合回路磁通量的变化，由于磁场变化产生感应电场，而产生感应电动势． 　　(2)在电磁感应现象中产生感应电动势的那部分导体就相当于电源．像导体棒切割磁感线，导体棒就相当于电源；磁铁穿过螺线管，螺线管就相当于电源． 　　(3)在电磁感应现象中，电路闭合有感应电流，电路不闭合虽没有感应电流，但感应电动势仍然存在，感应电动势是闭合回路产生感应电流的原因． （四）磁通量变化率（） 1、磁通量变化率是表示磁通量变化快慢程