-
电
磁
感
应
（
磁
生
电
< br>）
第一部分电磁感应现象楞次定律
一、磁通量
1.
定义
:
磁感应强度与面积的乘积
,
叫做穿过这个面的磁通量
.
2.
定义式
:
Φ
=BS
.
说明
:
该式只适用于匀强磁场的情况
,
且式中的
S
是跟磁场方向垂直的面积
;
若不垂直
,
则
需取平面在垂直于磁场方向上的投影面积
,
即Φ
=BS
⊥
< br>=BSsin
θ
,
θ是
S
与磁场方向
B
的夹角
.
3.
磁通量Φ是标量
,
但有正负
.
Φ的正负意义
是
:
若从一面穿入为正
,
则从另一面穿入为负
.
4.
单位
:
韦伯
,
符号
:Wb.
5.
磁通量的意义<
/p>
:
指穿过某个面的磁感线的条数
.
6.
磁通量的变化
:
ΔΦ
=
Φ
2
-
Φ
1
,
即末
、初磁通量之差
.
(1)
磁感应强度
B
不变
,
有效
面积
S
变化时
,
则ΔΦ
=
Φ
2
-
Φ
1
=B
·Δ
S.
(2)
磁感应强度
B
变化
,
磁感线穿过的
有效面积
S
不变时
,
< br>则ΔΦ
=
Φ
2
< br>-
Φ
1
=
Δ
B
·
S.
(3)
磁感应强度
B
和有效面积
S
同时变化时
,
则
ΔΦ
=
Φ
2
-
Φ
1
=B
2<
/p>
S
2
-B
1
S
1
.
二、电磁感应现象
1.
电磁感应现象
:
当穿过闭合电路的磁通量发生变化时
,
电路中有感应电流产生
,
这种利用磁场产生电流
的现象叫做电磁感应
.
产生的电流叫做感应电流。
2.
产生感应电流的条件：
表述
1:
闭合电路
的一
部分导体在磁场内做切割磁感线的运动
.
表述
2:
穿过
闭合电路
的磁通量发
生变化
,
即ΔΦ≠
0,
闭合电路中就有感应电流产生
.
3.
产生感应电动势的条件：穿过
电路
的磁通量发生变化。
理解：电磁感应的实质是产生感应电动势
.
如果
回路闭合
,
则有感应电流
;<
/p>
回路不闭合
,
则只有感应电动势而无感应
电流
.
说明
:
产生感应电动势的那部分
导体相当于电源
.
三、感应电流方向的判断
1.
右手定则
:
伸开右手
,
让大拇指跟其余四指垂直
,
并且都跟
手掌在同一平面内
,
让磁感线从手心垂直进入
< br>,
大拇指指
向导体运动方向<
/p>
,
其余四指所指的方向就是感应电流的方向
.
2.
楞次定律：感应电流具有这样的方向
,
就是感应电流产生的磁场
,
总是要阻碍引起感应电流的磁通量的
变化
.
< br>3.
判断感应电流方向的思路：用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为
:
“一原、二感、三电
流”
,
如下：
根据原磁场<
/p>
(
Φ
原
方向及Δ
Φ情况
)
确定感应磁场
(B
感
方向
)
判断感应电流<
/p>
(I
感
方向
).
重点题型汇总
一、磁通量及其变化的
计算：由公式Φ
=BS
计算磁通量及磁通量的变化应把握好以下
几点
:
1
、此公式只适用于匀强磁场。
2
、式中的
S
是与
磁场垂直的有效面积
3
、磁通量
Φ
为双向标量
,
其
正负表示与规定的正方向是相同还是相反
4
< br>、
磁通量的变化量
ΔΦ
是指穿过
磁场中某一面的末态磁通量
Φ
2
与初态
磁通量
Φ
1
的差值
,
即ΔΦ
=|
Φ
< br>2
-
Φ
1
|.
中
(
磁场
以
ab
为
【例】面积为
S
的矩形线框
abcd,
处在磁感应强度为
B
的匀强磁场
区域足
够大
),
磁场方向与线框平面成
θ
角
,
如图
9-1-
1
所示
,
当线框
轴顺时针转
90
过程中
,
穿过
abcd
的磁通量变化量ΔΦ
=.
【解析】
设开始穿过线圈的磁通量为正
,
则在线框转过
90
的
过程中
,
圈的磁通量是由正向
BSsi
n
θ减小到零
,
再由零增大到负向
BScos
θ
,
通
量的变化量为
:
ΔΦ
=
Φ
2
-
Φ
1
=-BScos
θ
-BSsin
θ
=-BS(cos
θ
+sin
θ
)
0
0
图
9-1-1
穿过线<
/p>
所以
,
磁
【答案
】
-BS(cos
θ
+sin
θ
)
【点拨】磁通量正负的规定
:
任何一个面都有正、反两面
,
若规定磁感线从正
面穿入磁通量为正
,
则磁感线从反面穿入时磁通量为负
.
穿过某一面积的磁通量一
般指合磁通量
.
二、感应电流方向的判定
:
方法一
:
右手定则
(
部分导体切割磁感线
)
。
方
定律
【例
】某实验小组用如图
9-1-3
所示的实验装置来验证楞次定律
.
当条
上而下穿过固定的线圈时
,
通过电流计的感应电流方向是
(D)
→→
bB.
先
a<
/p>
→→
b,
后
b<
/p>
→→
a
C.
先
b
→→
aD.
先
b
→→
a,
后
a
→→
b
图
9-1-3
法二
:
楞次
形磁铁自
第二部分法拉第电
磁感应定律
一、感应电动势：
在电磁
感应现象中产生的电动势叫感应电动势
,
产生感应电动势的那部
分导体相当于电
源
,
其电阻相当于电源
内电阻
.
电动势是标量
,
感应电动势的方向就是电源内部电流的方向，
由电源的负极
< br>指向电源的正极。
二、感应电动势的大小
1.
法拉第电磁感应定律：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
.
公
式
:
?
?
n
??
?
t
公式理解：①上式适用于回路中磁通量发生变化的情形
,<
/p>
回路不一定闭合
.
②感应电动势
E
的大小与磁通量的变化率成正比
,
而不是与磁通量的变化量成正比
,
更不是与磁通
量成正
比
.
要注意
??
?
t
与ΔФ和Φ三个量的物理
意义各不相同
,
且无大小上的必然关系
.
③当
??
由磁场变化引起时
,
算
.
④由
E
?
n
?
B
?
S
??
??
常用
S
来计算
;
当
??
由回路面积变
化引起时
,
常用
B
来计
?
t
?
t
?
t
?
t
??
算出的是时间
?
< br>t
内的平均感应电动势
,
一般并
不等于初态与末态电动势的算术平均值
.
?
< br>t
⑤
n
表示线圈的匝数，可以看
成
n
个单匝线圈串联而成。
2.
导体切割磁感线产生的感应电动势
公式
:
E
?<
/p>
Blv
sin
?
，对公式的理解如下：
①公式只适用于一部分导体在匀强磁场
中做切割磁感线运动时产生的感应电动势的计算
,
其中
L
是导体切
割磁感线的有效长度
,
θ
是矢量
B
和
v
方向间的夹角
,
且
L
与磁感线保持垂直
(
实际应用中一般只涉及此种
情况
).
②若θ
=90
,
即
B
⊥
v
时
,
公式可简化为
E=BL
v
,
此时
,
感应电动势最大
;
若θ
=0<
/p>
,
即
B
∥
V
时
,
导体在磁场<
/p>
中运动不切割磁感线
,E=0.
③若导
体是曲折的
,
则
L
应是导体的有效切割长度
,
即是导体两端点在
B
、
v
所决定平面的垂线上
的投影长
度
.
④公式
E=BL
v
中
,
若
v
为一段时间内的平均速度
,
则
E
亦为这段时间内感应电动势的
平均值
;
若
v
为瞬
时速度
,
则
E
亦为该时刻感应电动势的瞬时值
.
⑤直导线绕其一端在垂直匀强磁场的平面内转动
,
产生的感应
电动势运用公式
E=BL
v
计算时
,
式中
v
是导线上
各点切割速度的平均值
,
v
?
0
?
?
L
,
所以
E
2
0
0
?
Bl
< br>v
?
?
1
2
Bl
?
2
3.
反电动势：反电动势对电路中的电流起削弱作用
.
三、几个总结：重点难点解析
一、公
式
?
?
n
??
?
t
和
?
?
?
Lv
sin<
/p>
?
的比较
=n
??
求的是回路中Δ
t
时间内的平均电动势
.
?
t
=BL
v
sin
θ既能求导体做切割磁感线运动的平均电动势
,
也能求瞬时电
动势
.
v
为平均速度
< br>,
E
为平均电动
势
;
v
为瞬时速度
,
E
为瞬时电动势
.
其中
L
为有效长度
.
(1)E=BL
v
的适用条件
:<
/p>
导体棒平动垂直切割磁感线
,
当速度
v
与磁感线不垂直时
,
要求出垂直于磁感线的
速度分量
.
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