电磁感应_楞次定律(修改2016.9)
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法拉第电磁感应定律与楞次定律法拉第电磁感应定律和楞次定律是电磁学中两个关键的物理定律,它们描述了电磁感应现象和电磁场的相互作用。
这两个定律的提出和发展对于电磁学的发展产生了深远的影响。
本文将介绍法拉第电磁感应定律和楞次定律的原理、应用以及它们之间的关系。
一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年提出的。
该定律描述了导体中电磁感应现象的产生。
根据法拉第电磁感应定律,当导体中的磁通量发生变化时,导体中就会产生电动势(即电压),从而产生电流。
具体来说,法拉第电磁感应定律可以用如下公式表示:ε = -dΦ/dt其中,ε表示感应电动势,Φ表示磁通量,t表示时间,d/dt表示对时间的导数。
根据该公式,当磁通量的变化率增大时,感应电动势的大小也会增大。
而当磁通量的变化率减小或保持不变时,感应电动势的大小也会相应减小或保持不变。
法拉第电磁感应定律的应用十分广泛。
例如,感应电动势的产生是电感器、变压器等电子设备工作的基础原理之一。
另外,发电机的工作原理也是基于法拉第电磁感应定律。
当发电机中的导线在磁场中旋转时,磁通量的变化就会引起导线中的感应电动势,进而产生电流,从而实现转化机械能为电能的过程。
二、楞次定律楞次定律是由法国物理学家亨利·楞次于1834年提出的。
该定律描述了电磁感应现象中的一个重要规律,即感应电流的产生会产生一个与产生它的磁场方向相反的磁场。
楞次定律可以简述为:感应电流产生的磁场方向总是尽可能地抵消引起它的磁场的变化。
具体来说,当磁场发生变化时,感应电流将会在闭合回路中产生。
根据楞次定律,这个感应电流会产生一个磁场,其方向与原来的磁场方向相反,从而抵消了原来的磁场变化。
这一定律使得磁场变化时系统能够自我调节,保持了磁场的相对稳定性。
楞次定律的应用也非常广泛。
一个重要的应用是电感器。
当电流通过电感器时,电感器中会产生一个磁场,该磁场会抵消电流产生的磁场变化,从而使电感器的电流保持稳定。
电磁感应的现象法拉第定律和楞次定律电磁感应的现象:法拉第定律和楞次定律电磁感应是指通过变化的磁场引起电场和电流的产生的现象。
电磁感应现象的研究对于我们理解电磁学的基本原理具有重要意义。
在电磁感应的研究中,法拉第定律和楞次定律是两个基础理论,本文将围绕这两个定律进行详细的探讨。
一、法拉第定律法拉第定律是描述磁场变化引起电动势产生的定律,它的数学表达式为:ε = -dΦ/dt其中,ε表示电动势,Φ表示磁通量,t表示时间。
根据法拉第定律,只有在磁场发生变化的情况下才会产生电动势。
根据法拉第定律,我们可以解释一些常见的电磁感应现象。
例如,当一个磁场与一个闭合线圈相交,而该磁场的强度发生变化时,线圈中就会产生感应电流。
这就是电磁感应现象中的电磁感应发电原理。
二、楞次定律楞次定律是描述磁场变化引起感应电流方向的定律,它的数学表达式为:ε = -dΦ/dt = -d(BA)/dt其中,ε表示感应电动势,Φ表示磁通量,t表示时间,B表示磁场的强度,A表示感应电路的面积。
根据楞次定律,当磁场发生变化时,感应电动势的方向使得由其产生的感应电流产生一个磁场,该磁场的磁通量与原来的磁场的变化趋势相反,从而阻碍了磁场变化的过程。
三、电磁感应实验为了验证法拉第定律和楞次定律,我们可以进行一些简单的电磁感应实验。
例如,我们可以将一个线圈与一个磁铁放置在一起,并通过测量线圈两端的电压来观察磁场变化对电动势的影响。
在实验过程中,我们可以改变磁铁的位置、线圈的匝数或者磁铁的磁场强度,然后记录相应的电动势值。
通过实验数据的分析,我们可以验证法拉第定律和楞次定律的正确性。
四、应用领域电磁感应的定律在现实生活中有着广泛的应用。
例如,发电机原理就是基于电磁感应的定律工作的。
在发电机中,通过旋转线圈剧烈改变磁通量,从而产生了交流电。
这种原理被广泛应用于电力工程中。
此外,电磁感应的定律也被应用于电磁感应加热、电磁感应刹车等领域。
在电磁感应加热中,我们可以通过改变感应线圈的电流来控制被加热物体的温度。
电磁感应与楞次定律电磁感应是一种重要的物理现象,与之密切相关的是楞次定律。
在本文中,我们将探讨电磁感应的原理、应用以及楞次定律的重要性。
一、电磁感应的原理电磁感应是指通过磁场变化产生感应电流的现象。
它的产生原理基于法拉第电磁感应定律,即当磁场发生变化时,穿过一个导体回路的磁通量的变化将产生感应电动势。
这种感应电动势的存在会导致感应电流的产生。
二、电磁感应的应用电磁感应的应用非常广泛。
其中最常见的应用之一是发电机的工作原理。
发电机通过旋转磁场产生感应电动势,进而通过导线中的感应电流产生电能。
电磁感应还广泛应用于变压器、感应加热以及电磁波的发射和接收等领域。
三、楞次定律的重要性楞次定律是电磁感应领域的基本定律之一,它描述了感应电流产生磁场的方向。
楞次定律表明,感应电流产生的磁场的磁通量的方向总是与原来的磁场相对立。
这一定律对于研究电磁感应现象以及应用于许多电子设备的设计和工作原理至关重要。
四、电磁感应的实验为了更好地理解电磁感应和楞次定律,我们可以通过一些实验来验证这些原理。
其中一种常见的实验是通过改变磁场的强度和方向来观察感应电流的变化。
另一种实验是利用一个线圈和磁铁,将磁铁快速穿过线圈中心,观察导线中的感应电流。
这些实验可以帮助我们深入理解电磁感应和楞次定律的运作机制。
五、电磁感应的未来发展电磁感应在现代科技中扮演着重要的角色,并且在未来仍然具有广阔的应用前景。
例如,无线充电技术就是基于电磁感应原理,通过将电能通过磁场传输到设备中进行充电。
此外,电磁感应还将在传感器技术、电动汽车以及通信技术等领域发挥更重要的作用。
总结:电磁感应作为一种重要的物理现象,通过磁场变化产生感应电流,其原理基于法拉第电磁感应定律。
电磁感应在发电机、变压器、感应加热等领域广泛应用,并且楞次定律对于理解电磁感应现象和应用至关重要。
通过实验可以验证电磁感应的原理和楞次定律的运作机制。
电磁感应在未来的科技发展中仍然具有广阔的应用前景。
电磁感应中的楞次定律电磁感应是电磁学中的一个重要概念,描述了磁场发生改变时周围环路中产生的感应电动势。
其中,楞次定律是描述电磁感应现象的基本规律。
本文将详细介绍电磁感应中的楞次定律及其应用。
一、楞次定律的基本原理楞次定律是由法国物理学家楞次在1835年提出的。
它提供了电磁感应现象的量化描述,即在一个闭合电路中,当磁场发生改变时,电路中将产生感应电动势以阻碍磁场变化的发生。
具体而言,楞次定律可以用数学表达为:在一个闭合回路中,磁感应强度的变化率与由此变化引起的感应电动势大小之积等于回路中电流的方向所决定的力矩。
这一定律可以理解为电磁场与电路之间的相互作用关系。
当磁场发生变化时,根据楞次定律,在电路中会产生感应电动势,从而驱动电流的产生。
这样的感应电动势通常具有阻碍磁场变化的方向,即遵循了能量守恒的原则。
二、楞次定律的应用示例楞次定律在实际中具有广泛的应用,下面以几个常见的场景为例进行说明。
1. 电磁感应发电机电磁感应发电机是一种利用楞次定律的原理将机械能转化为电能的装置。
当发电机中的磁场改变时,通过转子上的线圈感应电动势的产生,进而驱动电流的流动,输出电能。
楞次定律保证了发电机能够将机械能有效地转化为电能。
当磁场发生改变时,由于感应电动势的产生,使得电流从转子中流过,从而完成了能量的转换。
2. 斯托克斯定律和法拉第电磁感应定律斯托克斯定律和法拉第电磁感应定律都是基于楞次定律的衍生定律。
斯托克斯定律描述了磁场变化对电场旋度的影响,而法拉第电磁感应定律则描述了磁场变化对电场环量的影响。
这两个定律进一步扩展了楞次定律的应用范围,使得我们可以更深入地理解电磁感应现象,并在实际中进行相关的计算和应用。
3. 电磁感应的实验楞次定律也广泛应用于电磁感应的实验中。
例如,我们可以利用电磁感应现象测量磁场的变化。
通过将线圈放置在磁场中,并记录感应电流的变化,我们可以通过楞次定律计算出磁场的变化率。
此外,还可以通过电磁感应实验验证楞次定律的成立。
电磁学电磁感应定律与楞次定律电磁学是研究电荷、电流和电磁场之间相互作用的一门科学。
在电磁学中,电磁感应定律和楞次定律是两个基本原理,它们揭示了电磁感应现象和电磁场的生成规律。
本文将对电磁感应定律和楞次定律进行详细的介绍和解析。
一、电磁感应定律1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的基本规律。
它由英国科学家迈克尔·法拉第于1831年提出,被广泛应用于电力发电、电磁感应器等领域。
法拉第电磁感应定律的表达式为:在一根闭合导体回路中,当磁场的磁通量发生变化时,该导体中就会产生感应电动势。
该电动势的大小正比于磁通量的变化率,并与导线的回路长度成正比。
其中,感应电动势的方向遵循楞次定律。
2. 电磁感应定律的应用电磁感应定律的应用非常广泛。
在电力工程中,电磁感应定律被应用于发电机的原理。
当导体在磁场中移动时,磁通量发生变化,从而产生感应电动势,将机械能转化为电能。
这一原理极大地推动了电力工业的发展。
另外,电磁感应定律还应用于电磁感应传感器、变压器等领域。
电磁感应传感器利用感应电动势来测量环境中的物理量,如温度、湿度等。
变压器则是利用电磁感应定律中的电磁感应现象来实现电能的变换和传输。
二、楞次定律1. 楞次定律的提出楞次定律是法拉第电磁感应定律的延伸和补充。
它由法国物理学家亨利·楞次于1834年提出,描述了电磁感应现象中的能量守恒关系。
楞次定律是电磁学的重要基本定律之一。
2. 楞次定律的表达式和应用楞次定律的表达式为:当磁场内的闭合导体回路中有电流变化时,会产生与变化的磁通量相反的电动势,从而产生感应电流。
感应电流的大小正比于磁通量的变化率,并与导线的回路长度成正比。
楞次定律不仅适用于电磁感应定律中的感应电动势,还适用于其他电磁现象中的感应效应。
例如,当导体在磁场中移动时,磁通量发生变化,从而产生感应电流,这就是楞次定律的应用之一。
此外,楞次定律还可以解释电磁铁的工作原理。
电磁感应中的楞次定律电磁感应是电磁学中重要的概念之一,其中的楞次定律被广泛运用于解释电磁感应现象。
楞次定律,也被称为法拉第电磁感应定律,是由法国物理学家迪拜楞次(Michael Faraday)在1831年提出的。
该定律描述了磁通量的变化引起的感应电动势和电流的产生。
一、电磁感应的基本概念在探讨楞次定律之前,首先需要了解电磁感应的基本概念。
当导体相对于磁场发生运动时,或者磁场的强度发生变化时,导体内部会产生感应电动势。
这是电磁感应现象的基本原理。
二、楞次定律的表达楞次定律可以通过一个简洁而优雅的数学公式来表达:ε = -dΦ/dt其中,ε表示感应电动势,dΦ表示磁通量的变化率,dt表示时间的变化率。
这个公式清晰地表明了磁通量的变化率与感应电动势之间的关系。
三、楞次定律的解释楞次定律的解释可以通过下面的步骤进行:1. 当磁通量Φ通过一个闭合回路时,会产生感应电动势ε。
2. 这个感应电动势的方向与Φ的变化率相关。
如果磁通量增加,则产生的感应电动势方向使电流阻止磁通量的增加。
如果磁通量减少,则产生的感应电动势方向使电流阻止磁通量的减少。
这是为了遵守能量守恒定律。
四、楞次定律的应用楞次定律在实际应用中有着广泛的应用,下面列举几个常见的应用:1. 发电机:发电机的工作原理是基于楞次定律。
当导线在磁场中运动时,磁通量发生变化,从而产生感应电动势。
这个感应电动势通过导线产生电流,从而驱动发电机运行。
2. 变压器:变压器也是基于楞次定律的原理工作。
通过改变一个线圈中的电流,导致磁场发生变化,从而产生感应电动势。
这个感应电动势会在另一个线圈中产生电流,从而实现电能的传输和变压操作。
3. 感应炉:感应炉利用楞次定律来加热金属材料。
由于交变电流在金属材料内产生的感应电动势,导致材料发热。
这个原理被广泛应用于金属熔炼、加热和焊接等工艺中。
结论:楞次定律是电磁感应的基本定律之一,描述了磁通量的变化引起的感应电动势和电流的产生。
一、电磁感应现象1.概念当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回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。
2.产生感应电流的条件(1)闭合回路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动;(2)穿过闭合回路的磁通量发生变化;①磁场强弱不变,回路面积改变;②回路面积不变,磁场强弱改变;③回路面积和磁场强弱均不变,但二者的相对位置发生改变。
注意:当回路不闭合时,没有感应电流,但有感应电动势,只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象,且产生感应电动势的那部分导体或线圈相当于电源。
3.能量转化发生电磁感应现象时,机械能或其他形式的能转化为电能。
二、感应电流方向的判定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,让磁感线从掌心进入,大拇指指向导体运动的方向,其余四指所指的方向,就是感应电流的方向。
适用范围:适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。
2.楞次定律(1)内容:感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
(2)理解楞次定律中“阻碍”的含义:(3)运用楞次定律判定感应电流方向的步骤:a.明确穿过闭合电路的原磁场方向;b.明确穿过闭合电路的原磁通量是如何变化的;c.根据楞次定律确定感应电流的磁场方向;d.利用安培定则判定感应电流的方向。
注意:导体切割磁感线产生感应电流的方向用右手定则较简便;变化的磁场产生感应电流只能用楞次定律判断。
具体流程如图:三、楞次定律应用的推广楞次定律描述的是感应电流与磁通量变化之间的关系,常用于判断感应电流的方向或其所受安培力的方向,一般有以下四种呈现方式:1.阻碍原磁通量的变化——“增反减同”;2.阻碍相对运动——“来拒去留”;3.使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”;4.阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”。
四、“三个定则、一个定律”的综合应用技巧1.应用现象及规律比较基本现象应用的定则或定律运动电荷、电流产生的磁场安培定则磁场对运动电荷、电流的作用力左手定则电磁感应部分导体做切割磁感线运动右手定则闭合回路磁通量变化楞次定律2.应用技巧多定则应用的关键是抓住因果关系:无论是“安培力”还是“洛伦兹力”,只要是“力”都用左手判断。
电磁感应中的楞次定律电磁感应是电与磁相互作用的一种现象,而楞次定律则是描述了电磁感应现象的重要规律。
楞次定律是法国物理学家楞次于1831年提出的,该定律表明当导线中的磁通量发生变化时,会在导线中产生感应电动势,进而产生感应电流。
本文将详细介绍楞次定律的原理、公式以及应用。
一、楞次定律的原理楞次定律是电磁感应现象的基本规律,它可以通过磁力线剪切导线而产生感应电动势。
当导体在磁场中运动或与磁场相对运动时,导体内的自由电荷将受到磁力的作用。
根据法拉第电磁感应定律,导体中的自由电子将受到电磁感应力,从而导致导体内部产生电场。
当导体形成闭合回路,电场将驱动电子沿导体移动,从而产生感应电流。
二、楞次定律的数学表达楞次定律可以用一个简洁的数学表达式来表示,即:ε = -dφ/dt其中,ε表示感应电动势,dφ/dt表示磁通量的变化率。
该公式表明,感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,且方向满足右手法则。
当磁通量增加时,感应电动势的方向与磁场的变化方向相反;当磁通量减小时,感应电动势与磁场的变化方向一致。
三、楞次定律的应用楞次定律在实际应用中具有广泛的意义和价值。
以下是几个典型的应用案例:1. 发电机原理楞次定律是理解发电机原理的基础,发电机利用电磁感应效应将机械能转化为电能。
当发电机的磁场通过线圈时,磁通量随着时间的变化而变化,从而在线圈中产生感应电动势。
通过导线的闭合回路,感应电动势将驱动电子流动,实现了将机械能转化为电能。
2. 变压器原理变压器是利用电磁感应原理来实现电压的变换,楞次定律为变压器的正常运行提供了重要理论依据。
当变压器的初级线圈中的电流发生变化时,导致磁场的变化,从而在副级线圈中感应出电动势。
根据楞次定律,副级线圈中的感应电动势与磁场的变化成正比,因此可以实现电流的变换。
3. 感应加热楞次定律还被应用于感应加热技术中。
感应加热利用变化磁场在导体内引起感应电流,而感应电流在导体内产生焦耳热,从而实现对物体的加热。
电磁感应与楞次定律电磁感应是指通过磁场与导体之间的相互作用,产生感应电动势和感应电流的现象。
而楞次定律则描述了这种相互作用的规律。
本文将详细探讨电磁感应和楞次定律的原理、应用以及相关实验。
一、电磁感应的原理电磁感应是基于迈克尔·法拉第在1831年提出的法拉第定律。
它指出,当导体穿过磁场的磁力线时,导体内部会产生感应电动势,并进而产生感应电流。
这一现象的产生是由电磁感应的原理所决定的:磁场的变化导致电场的变化,从而引发电荷的移动,产生电动势和电流。
二、楞次定律的概念楞次定律是法拉第定律的推论,其表述为:当导体中的感应电流产生时,这个感应电流所激发的磁场的磁通量的变化方向与产生这个感应电流的磁场的磁通量的变化方向相反。
换句话说,感应电流所产生的磁场将抵消原磁场的变化。
三、电磁感应的应用电磁感应广泛应用于各个领域,特别是电力、通信和科学研究等方面。
其中最为常见的应用之一是电磁感应发电机的运作原理。
发电机通过转动导体在磁场中的位置,产生感应电流,从而将机械能转化为电能。
此外,电磁感应还用于变压器的原理。
变压器是通过交流电的传输来改变电压和电流的装置。
它由两个线圈构成:一个是主线圈,另一个是副线圈。
当主线圈接通交流电时,由于楞次定律的作用,会在副线圈中产生感应电流,从而改变电压和电流的数值比例。
四、电磁感应的实验为了更好地理解电磁感应与楞次定律的原理,我们可以进行一些简单的实验。
一种常见的实验是利用一个线圈和一个磁铁来观察感应电流的产生。
当将一个磁铁快速穿过线圈时,会感受到一股阻力,这是因为磁铁在经过线圈的过程中产生了感应电流,而这个感应电流所产生的磁场与磁铁运动的方向相反,从而产生了阻力。
另外一个实验是利用霍尔效应来观察电磁感应的现象。
通过将一个导体放置在磁场中,并利用霍尔效应测量导体两侧的电压差,可以得到感应电动势的数值,从而进一步研究电磁感应的规律。
总结:电磁感应是一项重要且广泛应用的物理现象。
电磁感应定律与楞次定律电磁感应定律和楞次定律是电磁学中重要的基本定律,它们描述了电流的产生和变化如何与磁场相互作用的关系。
这两个定律的发现和应用对于电磁学的发展和实际应用都具有重要意义。
一、电磁感应定律电磁感应定律是由英国科学家法拉第在19世纪中叶发现的。
它提供了电磁感应现象的定量描述。
电磁感应定律有两种形式,分别是法拉第电磁感应定律和楞次-法拉第电磁感应定律。
1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律指出当磁场相对于闭合线圈发生变化时,线圈内部就会产生感应电动势。
法拉第电磁感应定律可以用数学公式表示为:ε = -dΦ/dt其中,ε表示感应电动势,Φ表示磁通量,t表示时间。
负号表示感应电动势的方向与磁场变化方向相反。
2. 楞次-法拉第电磁感应定律楞次-法拉第电磁感应定律是对法拉第电磁感应定律的一个补充和推广。
它指出当闭合线圈中有电流通过时,线圈会对外部磁场产生反作用,抵消部分磁通量。
楞次-法拉第电磁感应定律可以表示为:ε = -d(Φ+NBA)/dt其中,N表示线圈中的匝数,B表示磁感应强度,A表示线圈的面积。
电磁感应定律的应用非常广泛。
它是发电机和变压器等电磁设备的基础原理,也是许多传感器和电磁感应器的工作原理。
二、楞次定律楞次定律是由法国科学家楞次于1834年发现的。
它描述了当闭合回路中有变化的磁通量时,闭合回路中产生的感应电流会阻碍变化的磁场。
楞次定律是电磁学中的重要定律之一,也是法拉第电磁感应定律的一个特例。
楞次定律可以用数学公式表示为:ΔV=−V(d VV/d V)其中,ΔV表示感应电动势,V表示闭合回路的电阻,VV/VV表示磁场的变化率。
负号表示感应电动势的方向与磁场变化方向相反。
楞次定律广泛应用于电磁感应器、发电设备和电磁 interference 中,它对电磁学的研究和应用产生了深远的影响。
总结:电磁感应定律和楞次定律是电磁学中两个重要的基本定律。
电磁感应定律描述了磁场变化如何引起感应电动势的产生,楞次定律描述了变化的磁场如何受到闭合回路电流的反作用。
电磁感应中的楞次定律电磁感应是电磁学中的一个重要概念,而楞次定律是描述电磁感应现象的基本规律。
在本文中,我们将详细讨论电磁感应中的楞次定律,并对其原理、应用和实验进行探讨。
一、楞次定律的基本原理楞次定律是法国物理学家楞次在1831年提出的,它表明在一个闭合电路中,当磁通量发生变化时,电路中会产生感应电动势,从而引起电流的产生。
楞次定律可以用数学公式来表示:\[\mathcal{E}=-\frac{\mathrm{d}\Phi}{\mathrm{d}t}\]其中,\(\mathcal{E}\)表示感应电动势,\(\frac{\mathrm{d}\Phi}{\mathrm{d}t}\)表示磁通量的变化率。
二、楞次定律的应用楞次定律在电磁学中有广泛的应用,尤其在发电机、电动机、变压器等电磁设备中起着重要作用。
下面我们将分别介绍它们的应用。
1. 发电机发电机是一种将机械能转化为电能的设备,其工作原理是利用磁场的变化来感应出电流。
根据楞次定律,当导线在磁场中运动时,会产生感应电动势。
通过不断旋转导线,可以不断改变磁通量,从而产生交流电流。
2. 电动机电动机是一种将电能转化为机械能的设备,其工作原理与发电机相反。
在电动机中,当通过导线流过电流时,会在导线周围产生磁场。
根据楞次定律,当导线所在区域的磁场发生变化时,会对导线产生力矩,从而驱动电动机的转动。
3. 变压器变压器是一种用于改变交流电压的电器设备,它利用了楞次定律的原理。
当通过一根导线中的电流发生变化时,会在导线周围产生磁场,这个磁场进一步感应到另一根导线中,并引起其中的电流变化。
通过调整导线的匝数比例,可以实现输入电压和输出电压的调节。
三、楞次定律的实验验证为了验证楞次定律的正确性,科学家们进行了一系列的实验。
下面我们将介绍其中的两个经典实验。
1. 线圈中的感应电流实验实验装置:一个闭合的线圈和一个磁铁。
实验步骤:将一个磁铁靠近线圈的一侧,然后快速移动磁铁。
考纲展示1.电磁感应现象I2.磁通量I3.法拉第电磁感应定律n4.楞次定律n5.自感、涡流I说明:1•导体切割磁感线时,感应电动势的计算,只限于I垂直于B、v的情况.2.在电磁感应现象里,不要求判断内电路中各点电势的高低.3.不要求用自感系数计算自感电动势.热点视角1.感应电流的产生条件、方向判断和电动势的简单计算,磁感应强度、磁通量、电动势、电压、电流随时间变化的图象,以及感应电动势、感应电流随线框位移变化的图象,是高频考点,以选择题为主.2.滑轨类问题、线框穿越有界匀强磁场、电磁感应中的能量转化等综合问题,能很好地考查考生的能力,备受命题专家的青睐.第一节电磁感应现象楞次定律、磁通量1. 定义:在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向垂直的面积S和B的乘积.2.公式:Q= B S.3.单位:1 Wb = 1_T m2.4.标矢性:磁通量是标量, 但有正、负.1.(多选)如图所示,ab是水平面上一个圆的直径,cd为平行于ab的弦,在过ab的竖直平面内有一通电导线e f,且e f平行于a b,下列情况下,穿过圆的磁通量发生变化的是()A.导线中电流变大B.ef竖直向上平移C.以ab为轴转过90°D.ef水平移动到弦cd上方电磁感应答案:CD 二、电磁感应1. 电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时, 电路中有电流产生,这种现象称为电磁感应现象.2. 产生感应电流的条件 ⑴电路闭合;(2)磁通量变化.3. 能量转化发生电磁感应现象时,机械能或其他形式的能转化为电能. ______ 特别提醒:无论回路是否闭合, 只要穿过线圈平面的磁通量发生变化,线圈中就有感应电动势产生.2.(多选)下列情形中金属框或线圈中能产生感应电流的是 ()5 NLZS■答案:BCD三、感应电流方向的判断1. 楞次定律⑴内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化. ⑵适用情况:所有的电磁感应现象. 2. 右手定则(1)内容:伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内,让 磁感线从掌心进入,并使拇指指向导体运动的方向, 这时四指所指的方向就是感应电流的方 向.⑵适用情况:导体切割磁感线产生感应电流.3. (多选)下列各图是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从线圈上方插入或拔出, 由线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流. 各图中分别标出了磁铁的极性、 磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等 情况,其中正确的是( 答案:CD师在线多边互动配酋ITT 滦件详见光戲・也叮经最91斥嘗网(w V w.41daoxuexoin )进入甜味堂考点一 电磁感应现象的判断判断电路中能否产生感应电流的一般流程:(单选)如图所示,一个U 形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒 ab, 有一个磁感应强度为 B 的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为 Q 在下列 各过程中,一定能在轨道回路里产生感应电流的是 ( )Ni9—)A. ab向右运动,同时使 B 减小B .使磁感应强度 B 减小,B 角同时也减小C. ab 向左运动,同时增大磁感应强度 BD. ab 向右运动,同时增大磁感应强度 B 和B 角(0 < 0<90 °[解析]ab 向右运动,回路面积增大, B 减小,cos B 增大,由①二BScos B 知,①增大, 故A 正确.同理可判断 B 、C 、D 中①不一定变化,不一定产生感应电流.[答案]A[总结提升]判断能否产生电磁感应现象,关键是看回路的磁通量是否发生了变化.磁 通量的变化量 △①=①?—①勺有多种形式,主要有:⑴S 、B 不变,B 改变,这时 △①=阳Ssin 0; (2) B 、0不变,S 改变,这时 △①=A SBsin 0; (3) B 、S ,这时△①=BS (sin 02— sin 0). 1. (单选)如图所示的条形磁铁的上方放置一矩形线框, 线框平面水平且与条形磁铁平行,则线框在由N 端匀速平移到S 端的过程中,线框中的感应电流的情况是 ( )A .线框中始终无感应电流B .线框中始终有感应电流C.线框中开始有感应电流,当线框运动到磁铁中部上方时无感应电流,以后又有了感 应电流 D .开始无感应电流,当运动到磁铁中部上方时有感应电流,后来又没有感应电流 答案:B 考点二楞次定律的理解及应用 [学生用书P 175]阻碍”的含义感应电流的磁场阻碍引起感应电流的 磁场(原磁场)的磁通员的变化 阻鬲勺亘磁遍帝殛花、而示勅I 碍 磁通量本身 当磁通量增加吋,感应屯流的磁场方向与 原磁场的方向相反*当磁通就减少时,感应 电流的磁场方向与原磁场的方向相同 阻磚弄禾是阻正、只是延缓亍磁通亟变 化•这种变化将继续进行2.应用楞次定律判断感应电流方向的步骤谁阻碍谁-阻碍什么-1r如何阻碍-p阻碍效果-B a1.楞次定律中、网确要研兗的囲路-原1 !1[期确涼磁场H的方向、曲的变11[判断感应屯流的礒场方向)皆品定如S[判断感应电嶽的方向](多选)(2015南京模拟)匀强磁场方向垂直纸面,规定垂直纸面向里的方向为正,磁感应强度B随时间t变化的规律如图甲所示. 在磁场中有一细金属圆环,圆环平面位于纸面内,如图乙所示•令l i、I2、I3分别表示 Oa、ab、be段的感应电流,表示电流为丨1、12、%时,金属环上很小一段受到的安培力•则()A . I i沿逆时针方向,B .12沿逆时针方向, C. f i方向指向圆心,D . f2方向背离圆心向外,f3方向指向圆心[解析]在Oa段,磁场垂直纸面向里且均匀增强,根据楞次定律可判断产生的感应电流的方向是逆时针的,同理,ab、be段产生的感应电流的方向是顺时针的,A正确,B错; 根据左手定则可判断 Oa、ab、be段对应金属圆环上很小一段受到的安培力的方向,f i、f3 方向指向圆心,而f2背离圆心向外,C错,D正确•[答案]AD2.(单选)(20i5南昌模拟)i93i年英国物理学家狄拉克从理论上预言:存在• I982年,美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验,他设想,如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈,A •先是逆时针方向的感应电流,然后是顺时针方向的感应电流B •先是顺时针方向的感应电流,然后是逆时针方向的感应电流C.顺时针方向持续流动的感应电流D .逆时针方向持续流动的感应电流解析:选D.当磁单极子从上向下靠近超导线圈时,线圈中的磁通量增加,且磁场方向从上向下,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向从下向上,再由安培定则可确定感应电流方向为逆时针;当磁单极子远离超导线圈时,超导线圈中的磁通量减少,且磁场方向从下向上,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向从下向上,再由安培定则可确定感应电流方向为逆时针,因此线圈中产生的感应电流方向不变,又由于超导线圈没有电阻,不消耗电能,所以超导线圈中的电流不会消失,选项D正确,A、B、C均错误.f i、f2、f3 分别I2沿顺时针方向l3沿顺时针方向f2方向指向圆心只有一个磁极的粒子,即“磁单极子”那么,从上向下看,超导线圈上将出现考点三“一定律三定则”的综合应用1•“三个定则与一个定律”的比较名称基本现象应用的定则或定律电流的磁效应运动电荷、电流产生磁场安培定则磁场对电流的作用磁场对运动电荷、电流有作用力左手定则电磁部分导体做切割磁感线运动右手定则感应闭合回路磁通量变化楞次定律2•应用技巧无论是“安培力”还是“洛伦兹力”,只要是涉及磁力都用左手判断.电生磁”或“磁生电”均用右手判断.(单选)置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线, 与套在铁芯上部的线圈A相连.套在铁芯下部的线圈 B引出两根导线接在两根水平导轨上, 轨上有一根金属棒 ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中•下列说法正确的是如图所示.导()A .圆盘顺时针加速转动时,B .圆盘顺时针匀速转动时,C.圆盘顺时针减速转动时,D .圆盘逆时针加速转动时,ab棒将向右运动ab棒将向右运动ab棒将向左运动[解析]由右手定则知,圆盘顺时针加速转动时,感应电流从圆心流向边缘,线圈A中产生的磁场方向向下且磁场增强.由楞次定律知,线圈B中的感应磁场方向向上,由右手螺旋定则知,ab棒中感应电流方向由 a T b.由左手定则知,ab棒受的安培力方向向左,将向左运动.故A错;同理B、D错,C对.[答案]C3.(多选)如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN , MN的左边有一闭合电路,当的运动可能是()PQ在外力的作用下运动时, MN向右运动,则PQ所做A .向右加速运动C.向右减速运动 D .向左减速运动解析:选BC.MN向右运动,说明 MN受到向右的安培力,因为 ab在MN处的磁场垂左手定则安培定则楞次定律直纸面向里----- > MN中的感应电流由M T N ------ >L I中感应电流的磁场万向向上-------- >丄2中磁场方向向上减弱L2中磁场方向向下增强.. 安培定则右手定则向右减速运动;若 L2中磁场方向向下增强 > PQ中电流为P T Q且增大---------------- 向左加速;若L2中磁场方向向上减弱安培定则PQ中电流为Q T P且减小右―则运动.ab棒将向右运动B.向左加速运动方法技巧一一楞次定律推论的应用楞次定律中“阻碍”的含义可以理解为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因, 推论如下:(1)阻碍原磁通量的变化一一“增反减同”;(2)阻碍相对运动一一“来拒去留”;(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势一一“增缩减扩”;⑷阻碍原电流的变化(自感现象)一一“增反减同”.位沙(多选)如图所示,光滑固定的金属导轨M、N水平放置,两根导体棒 P、Q平行放置在导轨上,形成一个闭合回路,一条形磁铁从高处下落接近回路时()A .在P和Q中都做自由落体运动B .在两个下落过程中的机械能都守恒C.在P中的下落时间比在 Q中的长D .落至底部时在 P中的速度比在 Q中的大解析:选C.小磁块在铜管中下落,产生电磁感应现象,根据楞次定律的推论一一阻碍相对运动可知,小磁块下落过程中受到向上的电磁阻力,而在塑料管中下落,没有电磁感应现象,小磁块做自由落体运动,故 C正确.—:高考模拟•高效演练%______ _________ _____ ___ ____________________A • P、Q将相互靠拢B • P、Q将相互远离C.磁铁的加速度仍为 gD .磁铁的加速度小于 g[解析]法一:设磁铁下端为N极,如图所示,根据楞决定律可判断出P、Q中的感应电流方向如图所示,根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向•可见, P、Q将相互靠拢•由于回路所受安培力的合力向下,由牛顿第三定律知,磁铁将受到向上的反作用力,因而加速度小于g.当磁铁下端为 S极时,根据类似的分析可得到相同的结果,所以,本题应选A、D;法二:根据楞次定律的另一种表述一一感应电流的效果总要反抗产生感应电流的原因.本题中“原因”是回路中磁通量的增加,归根结底是磁铁靠近回路,“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近•所以,且磁铁的加速度小于g,应选A、D.[答案]AD4.(单选)(2014高考广东卷)如图所示,上下开口、内壁光滑的铜管 P和塑料管Q竖直放置,小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部,则小磁块()模拟创新经典聚值P、 Q将相互靠拢模拟题组1.(单选)(2015惠州调研)如图所示,甲、乙两个矩形线圈同处在纸面内,甲的ab边与乙的cd边平行且靠得较近,甲、乙两线圈分别处在垂直纸面方向的匀强磁场中,穿过甲的磁场的磁感应强度为B i,方向指向纸面内,穿过乙的磁场的磁感应强度为B2,方向指向纸面外,两个磁场可同时变化,当发现 ab边和cd边之间有排斥力时,磁场的变化情况可能是()A .B i变小,B2变大B.B i变大,B2变大C.B i变小,B2变小D . B i不变,B2变小解析:选A.ab边与cd边有斥力,则两边通过的电流方向一定相反,由楞次定律可知, 当B i变小,B2变大时,ab边与cd边中的电流方向相反.2.(单选)(20i5北京朝阳模拟)某同学设计了一个电磁冲击钻,其原理示意图如图所示, 若发现钻头M突然向右运动,则可能是()V 1\\W\II£1MA •开关S由断开到闭合的瞬间B•开关S由闭合到断开的瞬间C.保持开关S闭合,变阻器滑片 P加速向右滑动D •保持开关S闭合,变阻器滑片 P匀速向右滑动解析:选A.若发现钻头M突然向右运动,则两螺线管互相排斥,根据楞次定律,可能是开关S 由断开到闭合的瞬间,选项 A正确.3.(单选)(20i5汕头质检)圆形导体线圈a平放在水平桌面上,在 a的正上方固定一竖直螺线管b, 二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路.若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列表述正确的是()A .线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流B.穿过线圈a的磁通量变小C.线圈a有扩张的趋势D •线圈a对水平桌面的压力F N将增大解析:选D.通过螺线管b的电流如图所示,根据右手螺旋定则判断出螺线管b所产生的磁场方向竖直向下,滑片P向下滑动,接入电路的电阻减小,电流增大,所产生的磁场的磁感应强度增强,根据楞次定律可知,a线圈中所产生的感应电流产生的感应磁场方向竖直向上,再由右手螺旋定则可得线圈a中的电流方向为俯视逆时针方向,A错误;由于螺线管b中的电流增大,所产生的磁感应强度增强,线圈 a中的磁通量应变大,B错误;根据楞次定律可知,线圈 a将阻碍磁通量的增大,因此,线圈a有缩小的趋势,线圈 a对水平桌面的压力增大,C错误, D正确.经典题组4.(单选)如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd,在细长磁铁的 N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,从图中位置I经过位置n到达位置川,位置I和川都很靠近n .在这个过程中,线圈中感应电流()A .沿abed流动B .沿deba流动C.由I到n是沿 abed流动,由n到川是沿 deba流动D .由I到n是沿 deba流动,由n到川是沿 abed流动解析:选A.由条形磁铁的磁场分布情况可知,线圈在位置n时穿过矩形闭合线圈的磁通量最少.线圈从位置I到n,穿过 abed自下而上的磁通量减少,感应电流的磁场阻碍其减少,则在线框中产生的感应电流的方向为abed,线圈从位置n到川,穿过 abed自上而下的磁通量在增加,感应电流的磁场阻碍其增加,由楞次定律可知感应电流的方向仍然是abed. 故本题答案为A.5.(单选)如图所示,MN、GH 为光滑的水平平行金属导轨,ab、ed为跨在导轨上的两根金属杆,垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面,则()A .若固定ab,使ed向右滑动,则 abde回路有电流,电流方向为a^b^d宀e^aB .若ab、ed以相同的速度一起向右滑动,则abde回路有电流,电流方向为e T aC.若ab向左、ed向右同时运动,贝U abde回路中的电流为零D .若ab、ed都向右运动,且两杆速度v ed>v ab,贝V abde回路有电流,电流方向为a T e T d Tb T a解析:选D.由右手定则可判断出 A项做法使回路产生顺时针方向的电流,故A项错.若ab、ed同向运动且速度大小相同,ab、ed所围面积不变,磁通量不变,故不产生感应电流,故B项错.若ab向左,ed向右,则abde回路中有顺时针方向的电流,故C项错.若ab、ed都向右运动,且两杆速度V ed>V ab,则ab、ed所围面积发生变化,磁通量也发生变化,由楞次定律可判断出,abde回路中产生顺时针方向的电流,故6.(单选)如图所示的装置中,右移动()B.向右减速运动D.向左减速运动ab中感应电流恒定,L1中磁通量不变,穿过 L2的磁通量保持静止,A不正确;ab向右减速运动时,L i中的磁通量 cd的电流方向向上,课后达标检测一、单项选择题1.在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是()A .将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化D项正确.ed杆原来静止,当 ab杆做如下哪种运动时,ed杆将向_____ aIA.向右匀速运动 C.向左加速运动解析:选D.ab匀速运动时,不变,L2中无感应电流产生,ed向上减小,由楞次定律知 L2中感应电流产生的磁场方向向下,故通过 ed向左移动,B错误;同理得 C不正确,D正确.B .在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化D •绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化解析:选D.产生感应电流必须满足的条件:①电路闭合;②穿过闭合电路的磁通量要发生变化.选项 A、B电路闭合,但磁通量不变,不能产生感应电流,故选项A、B不能观察到电流表的变化;选项C满足产生感应电流的条件,也能产生感应电流,但是等我们从一个房间到另一个房间后,电流表中已没有电流,故选项C也不能观察到电流表的变化;选项D满足产生感应电流的条件,能产生感应电流,可以观察到电流表的变化,所以选 D.2•长直导线与矩形线框 abed处在同一平面中静止不动,如图甲所示.长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的交流电:i= hsin cot i -1图象如图乙所示.规定沿长直导线方向向上的电流为正方向. 关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向,下列说法正确的是()A.由顺时针方向变为逆时针方向B .由逆时针方向变为顺时针方向C.由顺时针方向变为逆时针方向,再变为顺时针方向D .由逆时针方向变为顺时针方向,再变为逆时针方向解析:选D.0〜4内,i正方向增大,框中电流为逆时针,T〜-T内,i正方向减小,框中电流为顺时针,T〜3内,i负方向增大,框中电流为顺时针,3T〜T内,i负方向减小,框中电流为逆时针,故 D正确.3.如图所示,几位同学在做“摇绳发电”实验:把一条长导线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上,形成闭合回路.两个同学迅速摇动AB这段“绳”.假设图中情景发生在赤道,地磁场方向与地面平行.图中摇“绳”同学是沿东西站立的,甲同学站在西边,手握导线的A点,乙同学站在东边,手握导线的B点.则下列说法正确的是()A .当“绳”摇到最高点时,“绳”中电流最大B .当“绳”摇到最低点时,“绳”受到的安培力最大C.当“绳”向上运动时,“绳”中电流从A流向BD .当“绳”向下运动时,“绳”受到的安培力向上解析:选D.地磁场方向与地面平行,当“绳”摇到最高点(或最低点)时,速度方向与磁场方向平行,不切割磁感线,感应电流为零,故 A、B错;地磁场方向由南向北.当“绳” 向下运动时,由右手定则判断出“绳”中电流从A流向B,再由左手定则判断出“绳”受的安培力向上,故 C 错,D对.还可直接由安培力阻碍相对运动,得出 D对.4.美国《大众科学》月刊网站报道,美国明尼苏达大学的研究人员发现.一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能. 具体而言,只要略微提高温度,这种合金就会变成强磁性合金,从而使环绕它的线圈中产生电流,其简化模型如图所示. A为圆柱形合金材料,B为线圈,套在圆柱形合金材料上,线圈的半径大于合金材料的半径.现对A进行加热,则()A . B中将产生逆时针方向的电流B.B中将产生顺时针方向的电流C.B线圈有收缩的趋势D . B线圈有扩张的趋势解析:选D•合金材料加热后,合金材料成为磁体,通过线圈B的磁通量增大,由于线圈B内有两个方向的磁场,由楞次定律可知线圈只有扩张,才能阻碍磁通量的变化,C错误, D正确,由于不知道极性,无法判断感应电流的方向,A、B错误.5•如图所示,固定的水平长直导线中通有电流I,矩形线框与导线在同一竖直平面内,且一边与导线平行.线框由静止释放,在下落过程中()A •穿过线框的磁通量保持不变B •线框中感应电流方向保持不变C.线框所受安培力的合力为零D •线框的机械能不断增大解析:选B.当线框由静止向下运动时,穿过线框的磁通量逐渐减小,根据楞次定律可得,产生的感应电流的方向为顺时针方向,且方向不发生变化,A错误,B正确;因线框上下两边所在处的磁感应强度不同,线框所受的安培力的合力一定不为零,C错误;整个线框所受的安培力的合力竖直向上,对线框做负功,线框的机械能减小,D错误.6.如图,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈•当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方水平快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力F N及在水平方向运动趋势的正确判断是()A . F N先小于 mg后大于 mg,运动趋势向左B.F N先大于 mg后小于 mg,运动趋势向左C.F N先小于 mg后大于 mg,运动趋势向右D. F N先大于 mg后小于 mg,运动趋势向右解析:选D.根据楞次定律的推论判断.磁铁靠近线圈时,阻碍靠近.线圈受到磁场力方向为右偏下,故F N>mg,有向右运动趋势,磁铁从 B点离开线圈时,线圈受到磁场力方向向右偏上,故 F N<mg,仍有向右运动趋势,因此只有D正确.7•如图所示,ab是一个可以绕垂直于纸面的轴0转动的闭合矩形导体线圈,当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中,线圈 ab将()A.静止不动B.逆时针转动C .顺时针转动D .发生转动,但因电源的极性不明,无法确定转动的方向解析:选C.滑片P向右滑动过程中,电流增大,线圈处的磁场变强,磁通量增大,根据“阻碍”含义,线圈将阻碍磁通量增大而顺时针转动,故C正确.&如图,一质量为 m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过•现将环从位置I释放,环经过磁铁到达位置n •设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T i和T2,重力加速度大小为 g,则()A • T i> mg, T?〉mgB • T i< mg, T?< mgC.T i> mg, T2< mgD.T i< mg, T?> mg解析:选A.金属环从位置I靠近磁铁上端,因产生感应电流,故“阻碍”相对运动, 知金属环与条形磁铁相互排斥,故绳的拉力T i>mg.同理,当金属环离开磁铁下端时,金属环与磁铁相互吸引,因而绳的拉力T2>mg,故A正确.二、多项选择题9•如图所示,一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中,下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是()A•圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动B.圆盘以某一水平直径为轴匀速转动C.圆盘在磁场中向右匀速平移D.匀强磁场均匀增加解析:选BD.只有当圆盘中的磁通量发生变化时,圆盘中才产生感应电流,当圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动或圆盘在磁场中向右匀速平移时,圆盘中的磁通量不发生变化,不能产生感应电流,A、C错误;当圆盘以某一水平直径为轴匀速转动或匀强磁场均匀增加时,圆盘中的磁通量发生变化,圆盘中将产生感应电流,B、D正确.10.(2015江西景德镇质检)如图所示,一根长导线弯曲成“ n形,通以直流电I,正中间用绝缘线悬挂一金属环 C,环与导线处于同一竖直平面内.在电流I增大的过程中,下列判断正确的是()A .金属环中无感应电流产生B .金属环中有逆时针方向的感应电流C.悬挂金属环C的竖直线的拉力大于环的重力D .悬挂金属环C的竖直线的拉力小于环的重力解析:选BC.由安培定则知,C中磁场垂直纸面向里,当电流增大时,环中磁通量增大, 由楞次。
电磁感应中的楞次定律电磁感应是电磁学中的重要概念,而楞次定律则是电磁感应的基本规律之一。
楞次定律揭示了电流的产生原理和电磁感应的本质,对于理解电磁感应现象以及应用于实际生活中的电磁设备都具有重要意义。
楞次定律是由法国物理学家楞次于1831年首次提出。
它描述了当磁通量变化时,经过一个闭合回路的导线中就会产生感应电流,而且这个感应电流的方向和大小都与磁通量的变化有关。
根据楞次定律,电磁感应中的楞次定律可以用以下公式来表示:ε = -dΦ/dt其中,ε代表感应电动势,dΦ/dt代表磁通量的变化率。
这个公式表明,当磁通量的变化率为正时,感应电动势的方向与变化率相反;当磁通量的变化率为负时,感应电动势的方向与变化率一致。
楞次定律的严格数学表达为积分形式:∮ E · dl = -∂/∂t ∬ B · dA其中,∮ E · dl代表感应电场沿闭合回路的环路积分,-∂/∂t ∬B · dA代表磁通量的变化率。
楞次定律告诉我们,当磁通量变化时,就会在闭合回路中产生感应电场和感应电流。
这种感应电流的产生方式是通过库仑定律和洛伦兹力相互作用导致的。
当磁通量变化时,感应电场会沿着闭合回路产生环路电场积分,从而驱动电荷在导线中形成感应电流。
楞次定律的应用非常广泛,尤其是在电磁感应现象的解释和电磁设备的设计上。
例如,变压器就是利用楞次定律来实现电能的传输和转换的重要设备。
变压器中通过变化的磁通量来感应次级线圈中的电动势,从而实现电压的升降变换。
此外,楞次定律还被应用于电磁感应传感器、发电机、电动机等领域。
电磁感应传感器利用外部磁场的变化来产生感应电流,从而检测物理量的变化;发电机将机械能转化为电能,其中的关键就是基于楞次定律的电磁感应原理;电动机则是利用楞次定律产生的感应力驱动电荷运动,实现机械能转化为电能的设备。
在实际应用中,理解和应用楞次定律能够帮助我们更好地理解电磁感应现象的本质,从而提高电磁设备的设计和使用效果。
一、电磁感应现象 楞次定律1、 Φ=SB (S ⊥B )2、 感应电流产生的条件:闭合回路,Φ变化;3、 感应电动势产生的条件:Φ变化(与电路是否闭合无关)4、 楞次定律:感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通量的变化。
5、 判断感应电流的方向:①右手定则:切割磁感线②用楞次定律判断的步骤:判断有无感应电流→判断原磁场的方向→判断Φ变化(增大或减小)→根据增反减同判断感应磁场的方向→用右手螺旋定则判断感应电流的方向。
二、法拉第电磁感应定律1、t ∆∆Φ=n E (匝数*磁通量变化率) 常用应用:①瞬时值:t∆∆=BS n E (1)给出B-t 图像(2)B=B 0+kt ②平均值:计算一段时间通过某电路的电荷量。
R I E =∆∆Φ=t ,t q I ∆=。
2、切割磁感线:E=BLv(垂直)注意:L 为有效长度;常用应用:E=BLV=IR F=BIL3、内电路电流从低到高电势,外电路电流从高到低。
4、外电压问题:闭合电路欧姆定律:E=U 外+U 内=U 外+Ir ,纯电阻电路:E=I(R+r),U 外=IR 外6、 功能问题:W 安=⊿E 其他= -E 电= -Q (纯电阻电路)7、 求Q 的三种方法:①Q=I 2Rt (恒定电流或非恒定电流的有效值)②纯电阻电路,Q 总= —W 安 ③纯电阻电路,Q 总=—⊿E 其他三、交变电流1、 有效值的计算:Q=I 2RT=Q 交;正弦交流电:最大值=有效值*√22、 表达式以及特殊位置的特点① 中性面:线圈平面垂直于磁场,Φm =SB ,e=0。
从此位置开始计时:表达式:Φ=Φm cos ωt , e=Em sin ωt ② 中性面垂面:线圈平面平行于磁场,φ=0,Em=nBS ω。
从此位置开始计时:表达式:Φ=Φm sin ωt , e=Em cos ωt四、变压器: 1、关系:U1:U2:U3=n1:n2:n3 P1=P2+P3 n1 I1=n2 I2+n3 I32、决定关系:U1决定U2,P2P3决定P1,I2 I3决定I1五、远距离输电2121n n U U = U 3 = U 2 —⊿U ⊿U= I 2R 4343n n U U = P 1=U 1I 1=P 2= U 2I 2 P 3= P 2—P 损 P 损 = I 22R P 3=U 3I 2=P 4= U 4I 4 n 1I 1=n 2I 2六、动量1、 动量:p=mv (矢量) 冲量:I=Ft (矢量)(注意,求哪个力的冲量F 便是那个力,不用分解)2、 动量定理:F 合t=mv2—mv1 (注意规定正方向,冲量为合外力的冲量)3、 动量守恒定律:m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’ (条件:系统不受外力或合外力为零)。
电磁感应法拉第电磁感应定律与楞次定律电磁感应:法拉第电磁感应定律与楞次定律电磁感应是物理学中的一个重要概念,它描述了磁场与电流之间的相互作用。
在19世纪,科学家迈克尔·法拉第和海因里希·楞次独立地提出了电磁感应定律和楞次定律,这两个定律为我们理解电磁现象提供了基础。
本文将介绍法拉第电磁感应定律和楞次定律的基本原理与应用。
一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是迈克尔·法拉第于1831年提出的。
该定律指出:当导体磁通变化时,导体上会产生感应电动势。
这个电动势的大小与磁通变化率成正比。
法拉第电磁感应定律可以用公式表示为:ε = -dφ/dt其中,ε代表感应电动势,dφ/dt代表磁通变化率。
负号表示感应电动势与磁通变化的方向相反。
根据这个定律,当磁通增加时,感应电动势的方向与磁通减少时相反。
法拉第电磁感应定律的应用广泛。
例如,变压器的工作原理就基于法拉第电磁感应定律。
变压器中,通过变化的电流在一根线圈中产生变化的磁场,进而感应另一根线圈中的电动势,从而实现电能的传输。
二、楞次定律楞次定律是海因里希·楞次于1834年提出的。
该定律是关于电磁感应的一个重要规律,描述了感应电流与磁场之间的相互作用。
根据楞次定律,当导体中有电流通过时,导体会受到一个力,这个力的方向与磁场的方向垂直,并且符合右手定则。
楞次定律的公式表示为:F = qvBsinθ在公式中,F代表受力,q代表电荷,v代表速度,B代表磁场强度,θ代表导体与磁场的夹角。
楞次定律的应用非常广泛。
例如,电动机的工作原理就基于楞次定律。
当导体中的电流与磁场相互作用时,会产生一个力矩,从而使得电动机转动。
楞次定律也被应用于许多电磁感应现象的解释和实验。
三、法拉第电磁感应定律与楞次定律的关系法拉第电磁感应定律和楞次定律描述了电磁感应现象的不同方面。
法拉第电磁感应定律描述了导体中感应电动势的产生,而楞次定律描述了导体受到的力。
电磁感应楞次定律一、电磁感应现象1. 产生感应电流的条件感应电流产生的条件是:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
以上表述是充分必要条件。
不论什么情况,只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件,就必然产生感应电流;反之,只要产生了感应电流,那么电路一定是闭合的,穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。
当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,电路中有感应电流产生。
这个表述是充分条件,不是必要的。
在导体做切割磁感线运动时用它判定比较方便。
2. 关于磁通量变化在匀强磁场中,磁通量Φ=B∙S∙sinα(是B与S的夹角),磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ有多种形式,主要有:1①S、不变,B改变,这时ΔΦ=ΔB∙S sin②B、不变,S改变,这时ΔΦ=ΔS∙B sin③B、S不变,改变,这时ΔΦ=BS(sin2-sin1)当B、S、中有两个或三个一起变化时,就要分别计算Φ1、Φ2,再求Φ2-Φ1了。
在非匀强磁场中,磁通量变化比较复杂。
有几种情况需要特别注意:①如图所示,矩形线圈沿a→b→c在条形磁铁附近移动,试判断穿过线圈的磁通量如何变化?如果线圈M沿条形磁铁轴线向右移动,穿过该线圈的磁通量如何变化?(穿过上边线圈的磁通量由方向向上减小到零,再变为方向向下增大;右边线圈的磁通量由方向向下减小到零,再变为方向向上增大)②如图所示,环形导线a中有顺时针方向的电流,a环外有两个同心导线圈b、c,与环形导线a在同一平面内。
当a中的电流增大时,穿过线圈b、c的磁通量各如何变化?在相同时间内哪一个变化更大?(b、c线圈所围面积内的磁通量有向里的也有向外的,但向里的更多,所以总磁通量向里,a中的电流增大时,总磁通量也向里增大。
由于穿过b线圈向外的磁通量比穿过c线圈的少,所以穿过b线圈的磁通量更大,变化也更大。
)③如图所示,虚线圆a内有垂直于纸面向里的匀强磁场,虚线圆a外是无磁场空间。
环外有两个同心导线圈b、c,与虚线圆a在同一平面内。
电磁感应法拉第电磁感应定律和楞次定律电磁感应是现代电磁学的基础理论之一,它由英国物理学家迈克尔·法拉第和法国物理学家安德烈-玛丽·安培分别提出的法拉第电磁感应定律和楞次定律组成。
这两个定律在电磁感应现象的解释、应用以及电磁场的产生与演化等方面发挥着重要的作用。
本文将详细介绍法拉第电磁感应定律和楞次定律的原理和应用。
一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的基本定律,它表明当导体中的磁通发生变化时,将在导体中产生感应电动势。
法拉第电磁感应定律可以用以下公式表示:ε = -dΦ/dt其中,ε表示感应电动势,dΦ表示磁通的变化率,dt表示时间的变化。
根据法拉第电磁感应定律,当导体中的磁通发生变化时,导体中就会产生感应电流。
这个变化的磁通可以通过改变磁场的强度、改变磁场的方向或改变导体的位置等方式来实现。
法拉第电磁感应定律的应用非常广泛。
在发电机、电动机等电力设备中,利用法拉第电磁感应定律可以将机械能转化为电能或者将电能转化为机械能。
同时,在感应加热、电磁波的产生等领域,也都离不开法拉第电磁感应定律的应用。
二、楞次定律楞次定律是法拉第电磁感应定律的推论,它描述了磁场中的变化将产生感应电场的现象。
楞次定律可以用以下公式表示:∇ × E = -dB/dt其中,∇ × E表示感应电场的旋度,dB表示磁感应强度的变化,dt 表示时间的变化。
楞次定律表明,当磁场的强度或者方向发生变化时,将在磁场中产生感应电场。
这个变化的磁场可以通过改变电流的强度或方向、改变导体的位置等方式来实现。
楞次定律的应用也非常广泛。
在变压器、感应加热等电磁设备中,利用楞次定律可以实现电能转化、能量传输等功能。
同时,在电磁波传播、电磁辐射等现象中,楞次定律也起到了重要的作用。
综上所述,电磁感应法拉第电磁感应定律和楞次定律是电磁学中重要的基本理论。
法拉第电磁感应定律描述了磁通变化导致感应电动势产生的现象,而楞次定律进一步推论出磁场变化将产生感应电场。