法拉第电磁感应定律 自感 涡流.doc

第二节法拉第电磁感应定律自感涡流
, [学生用书P196])
一、法拉第电磁感应定律

(1)感应电动势:,导体的电阻相当于电源内阻.
(2)感应电流与感应电动势的关系:遵循闭合电路欧姆定律,即I=.

(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,n为线圈匝数.

(1)若B、l、v相互垂直,则E=Blv.
(2)若B⊥l,l⊥v,v与B夹角为θ,则E=Blvsin_θ.
1.(单选)(2016·太原质检)如图所示,用两根相同的导线绕成匝数分别为n1和n2的圆形闭合线圈A和B,,两线圈中的感应电流之比IA∶IB为( )
A. B.
C. D.
答案:B
二、自感与涡流

(1)概念:由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感,由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势.
(2)表达式:E=L.
(3)自感系数L的影响因素:与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关.

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像水的旋涡状的感应电流.
(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.
2.
(多选)(2015·高考全国卷Ⅰ)1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,,当圆盘在磁针的磁场中
绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,( )


,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化
,此电流产生的磁场导致磁针转动
答案:AB
考点一公式E=nΔΦ/Δt的应用

(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率和线圈的匝数共同决定,而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系.
(2)当ΔΦ仅由B引起时,则E=n;当ΔΦ仅由S引起时,则E=n.
-t图象上某点切线的斜率.
电动势大小计算和方向判断[学生用书P197]
(单选)如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图,线圈匝数为n,,匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈,其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2,则该段时间线圈两端a和b之间的电势差φa-φb( )


-
-
[解析] 根据法拉第电磁感应定律得,感应电动势E=n=n,由楞次定律和右手螺旋定则可判断b点电势高于a点电势,因磁场均匀变化,所以感应电动势恒定,因此a、b两点电势差恒为φa-φb=-n,选项C正确.
[答案] C
电荷量的计算[学生用书P197]
(2016·安徽十校联考)如图甲所示,一个电阻值为R,,在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,、纵轴的截距分别为t0和B0,
(1)通过电阻R1的电流大小和方向.
(2)通过电阻R1的电荷量q.
[审题突破] (1)磁场的有效面积为πr及磁场的变化规律.
(2)电荷量的计算可用q=I·t也可直接应用q=n,其中R总=3R.
[解析] (1)穿过闭合线圈的磁场的面积为S=πr
由题图乙可知,磁感应强度B的变化率的大小为=,根据法拉第电磁感应定律得:
E=n=nS=
由闭合电路欧姆定律可知流过电阻R1的电流为
I==
再根据楞次定律可以判断,流过电阻R1的电流方向应由b到a.
(2)0至t1时间内通过电阻R1的电荷量为
q=It1=.
[答案] (1) 方向从b到a (2)
应用电磁感应定律应注意的三个问题
=n求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势,在磁通量均匀变化时,瞬时值才等于平均值.
=nS求感应电动势时,S为线圈在磁场范围