电磁感应全章复习.ppt

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1、知知 识识 体体 系系电磁感应电磁感应产生感应电流的条件产生感应电流的条件感应电动势的大小感应电动势的大小感应电流的方向感应电流的方向现象现象综合应用综合应用楞次定律楞次定律右手定则右手定则自感自感日光灯日光灯涡流涡流用牛顿第二定律解决导体切割磁感线的运动问题用牛顿第二定律解决导体切割磁感线的运动问题应用能的转化合守恒定律解决电磁感应问题应用能的转化合守恒定律解决电磁感应问题电磁感应复习电磁感应复习1.感应电流产生的条件：感应电流产生的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化穿过闭合电路的磁通量发生变化。2.感应电动势产生的条件感应电动势产生的条件:穿过电路的磁通量发生变化穿过电路的磁通量发生变化。

2、无论电路闭合与否，只要磁通量变化了，就一定有感应电无论电路闭合与否，只要磁通量变化了，就一定有感应电动势产生。动势产生。一、电磁感应现象一、电磁感应现象例题例题1：下列图中能产生感应电流的是（下列图中能产生感应电流的是（）a v VNSV（A）（B）（C）（D）（E）（F）BCF1 1、楞次定律：、楞次定律：二、感应电流的方向：二、感应电流的方向：表述一：表述一：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。阻碍引起感应电流的磁通量的变化。（增反减同增反减同）表述二：表述二：感应电流感应电流的效果的效果，总是要，总是要反

3、抗反抗引起感应电流的引起感应电流的原因。原因。应用步骤：应用步骤：明确原磁场方向。明确原磁场方向。明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。利用安培定则确定感应电流的方向。利用安培定则确定感应电流的方向。感应电流的效果总是要感应电流的效果总是要阻碍阻碍导体和磁体间的导体和磁体间的相对运动相对运动。表述三：表述三：例例题题1：闭闭合合导导体体环环固固定定。条条形形磁磁铁铁S S极极向向下下以以初初速速度度v v0 0沿沿过过导导体体环环圆圆心心的的竖竖直直线线下下落落过过程程，导导体体环

4、环中中的的感感应应电电流流方方向向如何？（从上往下看）如何？（从上往下看）NSv0答案：先顺时针后逆时针答案：先顺时针后逆时针例题例题2、如图为两组同心闭合线圈如图为两组同心闭合线圈a、b的的俯视图，若内线圈俯视图，若内线圈a通有图示的方向的电通有图示的方向的电流流I1，则当则当I1增大时外线圈增大时外线圈b中的感应电中的感应电流流I2 的方向及的方向及I2 受到的安培力受到的安培力F 的方向分的方向分别是：别是：()(A)I2顺时针方向，顺时针方向，F 沿半径指向圆心；沿半径指向圆心；(B)I2顺时针方向，顺时针方向，F 沿半径背离圆心向外；沿半径背离圆心向外；(C)I2逆时针方向，逆时针方

5、向，F 沿半径指向圆心；沿半径指向圆心；(D)I2逆时针方向，逆时针方向，F 沿半径背离圆心向外。沿半径背离圆心向外。I1ObaD例题例题1 1、如图所示，通电螺线管置于闭合金属环如图所示，通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上，那的轴线上，那么当螺线管的电流么当螺线管的电流I减小时（减小时（a环在螺线管中部）（环在螺线管中部）（）Aa环有缩小的趋势环有缩小的趋势Ba环有扩大的趋势环有扩大的趋势C螺线管有缩短的趋势螺线管有缩短的趋势D螺线管有伸长的趋势螺线管有伸长的趋势1 1、楞次定律：、楞次定律：二、感应电流的方向：二、感应电流的方向：表述一：表述一：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要

6、阻碍引起感感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。应电流的磁通量的变化。（增反减同增反减同）表述二：表述二：感应电流感应电流的效果的效果，总是要，总是要反抗反抗引起感应电流的引起感应电流的原因。原因。应用步骤：应用步骤：明确原磁场方向。明确原磁场方向。明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。利用安培定则确定感应电流的方向。利用安培定则确定感应电流的方向。例如：感应电流的效果总是要阻碍导体和磁例如：感应电流的效果总是要阻碍导体和磁体的相对运动体的相对

7、运动ADSNS例题例题2、条形磁铁向右插向线圈时，条形磁铁向右插向线圈时，线圈如何运动？线圈如何运动？例例题题3、如如图图中中A和和B都都是是很很轻轻的的铝铝环环，环环A是是闭闭合合的的，环环B是是断断开开的的，用用磁磁铁铁的的任任一一极极去去接接近近A环环，会会产产生生什什么么现现象象？把把磁磁铁铁从从A环环移移开开，会会产产生生什什么么现现象象？磁磁极极移移近近或或远远离离B环环时时，又又会会产产生生什么现象？解释所发生的现象？什么现象？解释所发生的现象？例题例题4、如图所示，蹄形磁铁和闭合矩形如图所示，蹄形磁铁和闭合矩形线框均可绕竖直转轴线框均可绕竖直转轴OO自由转动。现将自由转动。现将

8、磁铁逆时针方向（从上往下看）转动，磁铁逆时针方向（从上往下看）转动，则矩形线框中转动情况为（则矩形线框中转动情况为（）(A)线框将沿顺时针方向转动线框将沿顺时针方向转动(B)线框将沿逆时针方向转动线框将沿逆时针方向转动电电路路中中感感应应电电动动势势的的大大小小，跟跟穿穿过过这这一一电电路路的的磁磁通通量量的的变变化率成正比，即：化率成正比，即：三、法拉第电磁感应定律：三、法拉第电磁感应定律：例题、例题、如图所示，如图所示，U形导线框固定在形导线框固定在水平面上，右端放有质量为水平面上，右端放有质量为m的金属棒的金属棒ab，ab与导轨间的动摩擦因数为与导轨间的动摩擦因数为，它它们围成的矩形边长

9、分别为们围成的矩形边长分别为L1、L2，回回路的总电阻为路的总电阻为R。从从t=0时刻起，在竖时刻起，在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场匀强磁场B=kt，（，（k0）那么在那么在t为多为多大时，金属棒开始移动？大时，金属棒开始移动？baBL1L2注意：注意：该式只能求平均值！该式只能求平均值！特例特例1导线切割磁感线产生感应电动势的情况下，由法拉导线切割磁感线产生感应电动势的情况下，由法拉第电磁感应定律可推出感应电动势的大小是：第电磁感应定律可推出感应电动势的大小是：E=BLvsin（是是B与与v之间的夹角）。之间的夹角）。特例特例2转动产生的感应电动

10、势转动产生的感应电动势 转动轴与磁感线平行。如图磁感应强度为转动轴与磁感线平行。如图磁感应强度为B的匀强磁场方向的匀强磁场方向垂直于纸面向外，长垂直于纸面向外，长L的金属棒的金属棒oa以以o为轴在该平面内以角速为轴在该平面内以角速度度逆时针匀速转动。求金属棒中的感应电逆时针匀速转动。求金属棒中的感应电动势。在用导线切割磁感线产生感应电动势动势。在用导线切割磁感线产生感应电动势的公式时注意其中的速度的公式时注意其中的速度v应该是平均速度，应该是平均速度，即金属棒中点的速度。即金属棒中点的速度。o av四、电磁感应中的能量守恒：四、电磁感应中的能量守恒：只要有感应电流产生，电磁感应现象中总伴随着能

11、量的转化只要有感应电流产生，电磁感应现象中总伴随着能量的转化（通过克服安培力做功）。电磁感应的题目往往与能量守恒的（通过克服安培力做功）。电磁感应的题目往往与能量守恒的知识相结合。这种综合是很重要的，要牢固树立起能量守恒的知识相结合。这种综合是很重要的，要牢固树立起能量守恒的思想。思想。例例题题1：如如图图所所示示，长长L1宽宽L2的的矩矩形形线线圈圈电电阻阻为为R，处处于于磁磁感感应应强强度度为为B的的匀匀强强磁磁场场边边缘缘，线线圈圈与与磁磁感感线线垂垂直直。求求：将将线线圈圈以以向向右的速度右的速度v匀速拉出磁场的过程中，匀速拉出磁场的过程中，电路中感应电流大小和方向电路中感应电流大小和

12、方向（2）Uab=?（a 为为 极；极；b为为 极）极）（3）拉力）拉力F大小；大小；（4）拉力的功率）拉力的功率P；（；（电功率电功率=？）？）（5）拉力做的功）拉力做的功W；（6）线圈中产生的电热）线圈中产生的电热Q（7）通过线圈某一截面的电荷量）通过线圈某一截面的电荷量q（8）如果速度为如果速度为2v呢？呢？FL1L2Bvab四、电磁感应中的能量守恒：四、电磁感应中的能量守恒：只要有感应电流产生，电磁感应现象中总伴随着能量的转化。只要有感应电流产生，电磁感应现象中总伴随着能量的转化。电磁感应的题目往往与能量守恒的知识相结合。这种综合是很电磁感应的题目往往与能量守恒的知识相结合。这种综合是

13、很重要的。要牢固树立起能量守恒的思想重要的。要牢固树立起能量守恒的思想 例题例题2：如图所示，矩形线圈如图所示，矩形线圈abcd质量为质量为m，宽为宽为d，在竖直平在竖直平面内由静止自由下落。其下方有如图方向的匀强磁场，磁场上、面内由静止自由下落。其下方有如图方向的匀强磁场，磁场上、下边界水平，宽度也为下边界水平，宽度也为d，线圈线圈ab边刚进入磁场就开始做匀速边刚进入磁场就开始做匀速运动，那么在线圈穿越磁场的全过程，产生了多少电热？运动，那么在线圈穿越磁场的全过程，产生了多少电热？a bd c答案：答案：2mgd例题例题3：如图如图21所示，有一磁感强度所示，有一磁感强度B=0.1T的水平匀

14、强磁场，的水平匀强磁场，垂直匀强磁场放置一很长的金属框架，框架上有一导体垂直匀强磁场放置一很长的金属框架，框架上有一导体ab保持保持与框架边垂直、由静止开始下滑已知与框架边垂直、由静止开始下滑已知ab长长10cm，质量为，质量为0.1g，电阻为，电阻为0.1，框架电阻不计，取，框架电阻不计，取g=10m/s2求：求：(1)导体导体ab下落的最大加速度和最大速度；下落的最大加速度和最大速度；(2)导体导体ab在最大速度时产生的电功率在最大速度时产生的电功率 在自感现象中产生的感应电动势叫做在自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势。自感电动势。由于导体本身的电流发生变化而产生的由于导体本身的电流

15、发生变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象。电磁感应现象叫做自感现象。自感电动势的自感电动势的 大小跟线圈中电流变化的快慢有关，大小跟线圈中电流变化的快慢有关，即跟即跟线圈中电流强度的变化率成正比：线圈中电流强度的变化率成正比：E=n/t=LI/t 自感系数自感系数L简称自感或电感。简称自感或电感。L是反映线圈本身特征是反映线圈本身特征的物理量，的物理量，L的大小跟线圈的形状、长短、匝数及有无铁的大小跟线圈的形状、长短、匝数及有无铁芯有关，与电流的大小、有无以及电流变化的快慢都无关。芯有关，与电流的大小、有无以及电流变化的快慢都无关。通过通过线圈中的电流不能突变。线圈中的电流不能突变。日光灯电路

16、。日光灯电路。2、自感电动势：、自感电动势：1、自感现象：、自感现象：3、自感线圈的作用：、自感线圈的作用：4、自感现象的应用：、自感现象的应用：五、自感五、自感例题例题1：如图示电路，合上如图示电路，合上S时，发现电流表时，发现电流表A1向右偏，则当向右偏，则当断开断开S的瞬间，电流表的瞬间，电流表A1、A2指针的偏转情况是：（指针的偏转情况是：（）A.A1向左，向左，A2向右向右 B.A1向右，向右，A2向左向左 C.A1、A2都向右都向右 D.A1、A2都向左都向左R2LR1SA1A2A例例题题2：如如图图所所示示的的电电路路，L1和和L2是是两两个个相相同同的的小小电电珠珠，L是是一一

17、个个自自感感系系数数相相当当大大的的线线圈圈，其其电电阻阻与与R相相同同，由由于于存存在在自自感感现现象象，在在电电键键S接接通通时时，_灯灯先先亮亮；S断断开开时时，_灯灯先熄灭。先熄灭。L2L1LRSL1L2例题例题3：家用日光灯电路如图示，家用日光灯电路如图示，S为为启动器，启动器，A为为灯管，灯管，L为镇流器，关于日光灯的工作原理，下列为镇流器，关于日光灯的工作原理，下列说法正确的是：（说法正确的是：（）A.镇流器镇流器的作用是将交流电变为直流电；的作用是将交流电变为直流电；B.在在日光灯的启动阶段，日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时镇流器能提供一个瞬时高高 压，使灯管开始工作；压

18、，使灯管开始工作；C.日光灯正常发光时，启动器的两个触片是分离的；日光灯正常发光时，启动器的两个触片是分离的；D.日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直 接辐射的。接辐射的。BC220VALS六、涡流现象及其应用六、涡流现象及其应用 当大块导体处于变化的磁场中或在磁场中当大块导体处于变化的磁场中或在磁场中运动时，导体内部会产生呈涡旋状的感应电运动时，导体内部会产生呈涡旋状的感应电流，叫流，叫涡流涡流。（1）电磁灶；）电磁灶；（2）感应加热；）感应加热；高频感应炉示意图高频感应炉示意图（3）涡流制动；）涡流制动；（4）涡流探测；）涡流探测；（5）涡流

19、驱动。）涡流驱动。1、涡流现象：、涡流现象：2、涡流的应用：、涡流的应用：3、涡流的防止：、涡流的防止：减小涡流减小涡流将整块铁心改成薄片叠压的铁心。将整块铁心改成薄片叠压的铁心。（2）涡流的防止：）涡流的防止：（1）涡流的危害：）涡流的危害：增加能耗，产生的热对设备不利。增加能耗，产生的热对设备不利。例题：例题：在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁如图如图1 1。现有铜、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它。现有铜、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的们从导轨上的A A点以某一初速向磁铁滑去。各物块在拜碰上磁点以某一初速

20、向磁铁滑去。各物块在拜碰上磁铁前的运动情况将是铁前的运动情况将是 A A都作匀速运动都作匀速运动 B B甲、乙作加速运动甲、乙作加速运动C C甲、乙作减速运动甲、乙作减速运动 D D乙、丙作匀速运动乙、丙作匀速运动 C思考：如果滑块是铁块呢？思考：如果滑块是铁块呢？练习：练习：如图所示，竖直平行导轨间距如图所示，竖直平行导轨间距l=20cm，导轨顶端接有一电键导轨顶端接有一电键K。导体棒导体棒ab与导轨与导轨接触良好且无摩擦，接触良好且无摩擦，ab的电阻的电阻R=0.4，质量质量m=10g，导轨的电阻不计，整个装置处在与导轨的电阻不计，整个装置处在与轨道平面垂直的匀强磁场中，磁感强度轨道平面垂

21、直的匀强磁场中，磁感强度B=1T；当当ab棒由静止释放棒由静止释放0.8 s后，突然接通电键，后，突然接通电键，不计空气阻力，设导轨足够长。求不计空气阻力，设导轨足够长。求ab棒的最棒的最大速度和最终速度的大小。（大速度和最终速度的大小。（g取取10m/s2）练习：练习：水平放置的金属框架水平放置的金属框架abcd，宽宽度为度为0.5m，匀强磁场与框架平面成匀强磁场与框架平面成30角，如图所示，磁感应强度为角，如图所示，磁感应强度为0.5T，框架电阻不计，金属杆框架电阻不计，金属杆MN置于框架上置于框架上可以无摩擦地滑动，可以无摩擦地滑动，MN的质量的质量0.05kg，电阻电阻0.2，试求当试求当MN的水平速度的水平速度为多大时，它对框架的压力恰为零，为多大时，它对框架的压力恰为零，此时水平拉力应为多大此时水平拉力应为多大?