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知识讲解 法拉第电磁感应定律(提高).docx


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物理总复****法拉第电磁感应定律
考纲要求】
1、知道法拉第电磁感应定律的内容
2、 知道公式E = n 与E = BLv的区别与联系
At
3、 会正确选用不同公式进行相关计算
4、 知道自感现象、自感电动势、自感系数,知道自感
自感电动势的方向:自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化,当原来电流增大时,
自感电动势与原来电流方向相反;当原来电流在减小时,自感电动势与原来电流方向相同。
自感系数:自感系数L简称为电感或自感,与线圈的形状、长短、匝数有关线圈的 横截面积越大,线圈越长,匝数越密,它的自感系数越大;有铁芯的线圈的自感系数比没有 铁芯时大得多。其单位是亨利,1 H=103mH=106卩H。
3、涡流
当线圈中的电流随时间发生变化时,线圈附近的任何导体都会产生感应电流,电流在导 体内自成闭合回路,很像水的漩涡,把它叫做涡电流,简称涡流。
二、灯泡闪亮的原因
如图所示,原来电路闭合并处于稳定状态,L与A并联,其电流分别为I和I,方向
L A
都是从左向右。在断开S的瞬间,灯A中原来的从右向左的电流I立即消失,但是灯A与
A
线圈L组成一闭合回路,由于L的自感作用,其中的电流I不会立即消失,而是在回路中 L
逐渐减弱,并维持短暂的时间,此时间内灯A中有从左向右的电流通过,这时通过灯A的
电流从I开始减弱。如果R < R,则原来的电流I > I,在灯A熄灭之前要先闪亮一下;
L L A L A
如果R >R,则原来的电流I <I,灯A逐渐熄灭不会闪亮一下。
L A L A
1—4_
通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加与电流方向相反,此时含线圈L的支路
相当于断开;断电时线圈产生的自感电动势与原电流方向相同,在与线圈串联的回路里,线
圈相当于电源,它提供的电流从原来的I逐渐减小,但流过灯泡A的电流方向与原来相反。
L
三、日光灯的工作原理
如图所示,当日光灯接通电源后,电源把电压加在启动器的两极之间,氖气放电发出辉 光,辉光产生的热量使U形动触片膨胀伸长,跟静触片接触而把电路接通。电路接通后, 氖气停止放电,U形动触片冷却收缩,两个触片分离,电路断开。在电路突然中断的瞬间, 由于镇流器中电流急剧减小,会产生很高的自感电动势,方向与原来电压的方向相同,这个 自感电动势与电源电压加在一起,形成一个瞬时高压,加在灯管两端,使灯管中的气体开始 放电,日光灯管成为电流的通路开始发光
-220 V
镇流器的作用:
启动时产生瞬时高压
在启动器短路期间电流很大,当启动器断开的瞬间镇流器可产生很大的自感电动势加在 灯管两端,使其中的气体电离导电,灯管发光。
(2)工作过程中降压限流,即在灯管正常发光时降低电压,使灯管电压小于电源电压。
【典型例题】
类型一、法拉第电磁感应定律的应用
例1、(2015安徽)如图所示,abed为水平放置的平行“匚”形光滑金属导轨,间距为1。
导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,导轨电阻不计。已知金属杆
MN倾斜放置,与导轨成。角,单位长度的电阻为r,保持金属杆以速度v沿平行于ed的方
向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则
电路中感应电动势的大小为型
sin 0
电路中感应电流的大小为型泌
r
B 2v sin 0 r
21V 2
r sin 0
【答案】B
【解析】导体棒切割磁力线产生感应电动势 E=Blv,故A错误;感应电流的大小
1
sin 0
BVsin°,故B正确;所受的安培力为F = BI-i-
sin 0 r
故C错误;金
1 B2v2 sin 0
属杆的热功率Q = 12 r = ,故D错误。
sin 0 r
【考点】考查电磁感应知识。
举一反三
【变式】如图所示,水平放置的平行金属导轨,相距L= m,左端接一电阻R =0. 20n, 磁感应强度B= T,方向垂直于导轨平面的匀强磁场,导体棒ab垂直放在导轨上,并能 无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计,当ab以v= m/s的速度水平向
右匀速滑动时,求:
ab棒中感应电动势的大小,并指出a、b哪端电势高?
回路中感应电流的大小;
维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小。
【答案】(1) ; a 端电势高;(2) ;(3)0. 8 N。
【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律,ab棒中的感应电动势为
E 二 BLv 二 x x 二
根据右手定则可判定感应电动势的方向由b T a,所以a端电势高。
(2)导轨

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  • 时间2022-08-12