法拉第電磁感應定律自感渦流

2022-12-04 14:42:05 字數 2464 閱讀 1694

延津職專賈文麗

學習目標:

1. 理解法拉第電磁感應定律,知道感應電動勢的常用計算公式。

2. 理解自感現象。

3. 了解渦流。

重難點:

法拉第電磁感應定律的應用。

教學過程:

一、 法拉第電磁感應定律

1. 感應電動勢:在電磁感應現象中產生的電動勢叫做感應電動勢。

注意:產生感應電動勢的那部分導體相當於電源。

2. 法拉第電磁感應定律

(1)內容:閉合電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。

(2)(3)常見公式

①(通常計算感應電動勢的平均值)

②(通常計算感應電動勢的瞬時值),一般用於導體棒切割磁感線的情形。

③,一般用於導體棒在磁場中轉動且切割磁感線的情形。

例1:如圖甲所示,乙個電阻值為r,匝數為n的圓形金屬線圈與阻值為2r的電阻r1連線成閉合迴路.線圈的半徑為r1,**圈中半徑為r2的圓形區域存在垂直於線圈平面向裡的勻強磁場,磁感應強度b隨時間t變化的關係圖線如圖乙所示.圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和b0,導線的電阻不計.求0至t1時間內

(1)通過電阻r1的電流大小和方向.

(2)通過電阻r1的電荷量q及電阻r1上產生的熱量.

解:(1) ①

②聯立,得

由楞次定律,知通過r1的電流方向為由b到a.

(2)例2:(多選) (2012·高考四川卷)半徑為a右端開小口的導體圓環和長為2a的導體直杆,單位長度電阻均為r0.圓環水平固定放置,整個內部區域分布著豎直向下的勻強磁場,磁感應強度為b.

杆在圓環上以速度v平行於直徑cd向右做勻速直線運動,杆始終有兩點與圓環良好接觸,從圓環中心o開始,杆的位置由θ確定,如圖所示.則(   )

a.時,杆產生的電動勢為2b**

b.時,杆產生的電動勢為

c.時,杆受到的安培力大小為

d.時,杆受到的安培力大小為

解:時,杆產生的電動勢e=2b**,閉合迴路中電阻為,杆受到的安培力大小為,a正確,c錯。時,杆產生的電動勢,閉合迴路中電阻為,杆受到的安培力大小為,b錯,d正確。

例3:(單選)(2012·高考新課標全國卷)如圖,均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構成的導線框,半圓直徑與磁場邊緣重合;磁場方向垂直於半圓面(紙面)向里,磁感應強度大小為b0.使該線框從靜止開始繞過圓心o、垂直於半圓面的軸以角速度勻速轉動半周,**框中產生感應電流。

現使線框保持圖中所示位置,磁感應強度大小隨時間線性變化。為了產生與線框轉動半周過程中同樣大小的電流,磁感應強度隨時間的變化率的大小應為( )

a. b. c d. .

解: ∴

所以c正確。

【鞏固練習】(多選)(2014·開封模擬)如圖所示,有乙個磁感應強度為b的勻強磁場,磁場方向垂直紙面向裡,一半徑為r、電阻為2r的金屬圓環放置在磁場中,金屬環所在平面與磁場垂直。金屬桿oa一端可繞環的圓心o旋轉,另一端a擱在環上,電阻為r;另一金屬桿ob一端固定在o點,另一端b固定在環上,電阻也為r。已知oa桿以角速度勻速轉動,所有接觸點接觸良好,ob不影響oa的轉動,則下列說法正確的是( )

a. 流過oa的電流可能為

b. 流過oa的電流可能為

c. oa轉動時產生的感應電動勢的大小為

d. oa轉動時產生的感應電動勢的大小為

二、 自感和渦流

1. 自感現象

(1) 定義:由於導體本身的電流變化而產生的電磁感應現象稱為自感,由於自感而產生的電動勢叫做自感電動勢。

(2)l——自感係數(與線圈的大小、形狀、匝數、是否有鐵芯有關係)

例4:(多選)(2014·鄭州模擬)如圖甲、乙所示的電路中,電阻r和自感線圈l的電阻值都很小,且小於燈a的電阻,接通s,使電路達到穩定,燈泡a發光,則(   )

a.在電路甲中,斷開s後,a將逐漸變暗

b.在電路甲中,斷開s後,a將先變得更亮,然後逐漸變暗

c.在電路乙中,斷開s後,a將逐漸變暗

d.在電路乙中,斷開s後,a將先變得更亮,然後逐漸變暗

答案:ad

:【方法總結】①通過自感線圈的電流不能突變。

②斷電自感現象中燈泡是否「閃亮」的判斷:若斷電後通過燈泡的電流比原來大,則燈泡先閃亮後再慢慢熄滅;反之,在原亮度基礎上慢慢熄滅。

【鞏固練習】(多選) 如圖所示的電路中,l為乙個自感係數很大、直流電阻不計的線圈,d1、d2是兩個完全相同的電燈,e是內阻不計的電源.t=0時刻,閉合開關s,經過一段時間後,電路達到穩定,t1時刻斷開開關分別表示通過電燈d1和d2中的電流,規定圖中箭頭所示方向為電流正方向,以下各圖中能定性描述電流i隨時間t變化關係的是(  )

2. 渦流

當線圈中的電流發生變化時,在它附近的任何導體中都會產生像水的漩渦裝的感應電流,這種電流就叫做渦流。

(1) 電磁阻尼:當導體在磁場中運動時,感應電流會使導體受到安培力,安培力的方向總是阻礙導體的運動。

(2) 電磁驅動:如果磁場相對於導體轉動,在導體中會產生感應電流,使導體受到安培力作用,安培力使導體運動起來。

法拉第電磁感應定律自感現象

高三物理學案21 法拉第電磁感應定律自感現象 一 概念規律題組 1 一閉合線圈放在隨時間均勻變化的磁場中,線圈平面和磁場方向垂直 若想使線圈中的感應電流增強一倍,下述方法可行的是 a 使線圈匝數增加一倍b 使線圈面積增加一倍 c 使線圈匝數減少一半d 使磁感應強度的變化率增大一倍 2 單匝矩形線圈在...

法拉第電磁感應定律總結

5 當長為l的導線,以其一端為軸,在垂直勻強磁場b的平面內,以角速度勻速轉動時,其兩端感應電動勢為e 1 2bl lw。6 三種切割情形的感應電動勢 1 平動切割 e blvsin 2 掃動切割 e blv 1 2bl lw3 線圈 轉動切割 e bs 二 電磁感應中的電路問題 在電磁感應中,切割磁...

4 4法拉第電磁感應定律

一 感應電動勢 1 在電磁感應現象中產生的電動勢叫感應電動勢。產生感應電動勢的那部分導體就相當於電源。2 感應電動勢與什麼因素有關?3 磁通量的變化率表示磁通量的變化快慢 二 法拉第電磁感應定律 1 內容 電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量變化率 t成正比 發生電磁感應現象的這部分電路就...