电磁感应知识点
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初中物理电磁感应知识点总结一、电磁感应现象1、定义:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。
2、产生条件:(1)闭合电路;(2)一部分导体;(3)做切割磁感线运动。
需要注意的是,这三个条件缺一不可。
如果电路不闭合,只会产生感应电压,而不会有感应电流。
3、能的转化:在电磁感应现象中,机械能转化为电能。
例如,当我们手摇发电机时,通过转动把手,使导体在磁场中做切割磁感线运动,从而产生电能,此时就是将机械能转化为电能。
二、感应电流的方向1、影响因素:感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。
2、右手定则:伸开右手,使大拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在同一个平面内,让磁感线垂直穿过手心,大拇指指向导体运动的方向,那么其余四指所指的方向就是感应电流的方向。
这个定则可以帮助我们快速判断感应电流的方向。
例如,当导体向右运动,磁场方向向上时,根据右手定则,我们可以判断出感应电流的方向是向前的。
三、发电机1、原理:发电机是根据电磁感应原理制成的。
2、构造:主要由定子(固定不动的部分)和转子(能够转动的部分)组成。
定子一般是磁极,转子一般是线圈。
当转子在磁场中转动时,就会产生感应电流。
3、能量转化:发电机工作时,将机械能转化为电能。
大型的发电机通常采用线圈不动、磁极旋转的方式来发电,这样可以产生更强、更稳定的电流。
四、电动机1、原理:电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用而运动的原理制成的。
2、构造:主要由定子、转子和换向器组成。
定子一般是磁极,转子一般是线圈。
换向器的作用是当线圈转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向,使线圈能够持续转动。
3、能量转化:电动机工作时,将电能转化为机械能。
在日常生活中,我们使用的电风扇、洗衣机等电器,其内部都有电动机。
五、电磁感应的应用1、动圈式话筒:它是把声音的振动转化为电流的变化。
当声音使膜片振动时,与膜片相连的线圈在磁场中做切割磁感线运动,从而产生随声音变化的电流。
电磁感应知识点总结电磁感应是指导体中的电流或电荷在外加磁场的作用下产生感应电动势的现象。
电磁感应是电磁学中的重要内容,也是电磁学与电动力学的基础知识之一。
下面我们将对电磁感应的相关知识点进行总结。
1. 法拉第电磁感应定律。
法拉第电磁感应定律是电磁感应的基本规律之一,它描述了磁场变化引起感应电动势的现象。
定律表述为,当导体回路中的磁通量发生变化时,回路中就会产生感应电动势。
这一定律为电磁感应现象提供了定量的描述,为电磁感应现象的应用提供了基础。
2. 感应电动势的方向。
根据法拉第电磁感应定律,我们可以得出感应电动势的方向规律。
当磁通量增加时,感应电动势的方向使得产生的感应电流产生磁场的方向与原磁场方向相同;当磁通量减小时,感应电动势的方向使得产生的感应电流产生磁场的方向与原磁场方向相反。
这一规律在电磁感应现象的分析和应用中具有重要的指导意义。
3. 感应电动势的大小。
感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,即。
ε = -dΦ/dt。
其中,ε表示感应电动势的大小,Φ表示磁通量,t表示时间。
这一关系式说明了磁通量的变化越快,感应电动势的大小就越大。
这一规律在电磁感应现象的定量分析中起着重要的作用。
4. 涡旋电场。
当磁场发生变化时,会在空间中产生涡旋电场。
这一现象是电磁感应的重要特征之一,也是电磁学中的重要内容。
涡旋电场的产生使得电磁感应现象更加复杂和丰富,为电磁学的研究提供了新的视角。
5. 涡旋电流。
涡旋电场的存在导致了涡旋电流的产生。
涡旋电流是一种特殊的感应电流,它的存在对电磁场的分布和能量传递产生了重要影响。
涡旋电流的研究不仅有助于理解电磁感应现象的本质,也为电磁学的应用提供了新的思路。
通过以上对电磁感应知识点的总结,我们对电磁感应现象有了更深入的理解。
电磁感应作为电磁学的重要内容,不仅在理论研究中具有重要意义,也在实际应用中发挥着重要作用。
希望我们能够深入学习和理解电磁感应的知识,为电磁学的发展和应用做出贡献。
电磁感应高中物理知识点1. 电磁感应的基本概念电磁感应是指当导体相对于磁场运动或磁场的强度发生变化时,会在导体中产生感应电动势和感应电流的现象。
电磁感应是电磁学的重要基础,具有广泛的应用。
2. 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重要定律。
它的表达式为:感应电动势的大小与导体中磁场的变化率成正比。
3. 磁通量和磁感应强度磁通量表示磁场穿过某个面积的数量,用符号Φ表示,单位为韦伯(Wb)。
磁感应强度表示单位面积上的磁通量,用符号B表示,单位为特斯拉(T)。
4. 楞次定律和楞次圈定律楞次定律是描述电磁感应中电流方向的定律。
根据楞次定律,感应电流会产生一个磁场,其方向与原磁场相反。
楞次圈定律是描述电磁感应中感应电动势的方向的定律。
根据楞次圈定律,感应电动势的方向使得感应电流产生一个磁场,其磁场的方向与原磁场相反。
5. 弗莱明右手定则弗莱明右手定则是判断电流在磁场中受力方向的定则。
根据该定则,当右手大拇指指向电流方向,四指指向磁场方向时,手掌所指方向就是电流受力方向。
6. 涡流和涡流损耗涡流是指在导体中由于磁场的变化而产生的感应电流。
涡流会在导体内部产生能量损耗,称为涡流损耗。
涡流损耗的大小与导体特性、磁场强度、频率等因素有关。
7. 互感和自感互感是指两个或多个线圈之间由于磁场的相互作用而产生感应电动势的现象。
互感的大小与线圈的匝数、磁场强度等因素有关。
自感是指线圈中自身磁场变化所产生的感应电动势。
自感的大小与线圈的匝数、磁场强度等因素有关。
8. 电磁感应的应用电磁感应在生活和工业中有广泛的应用,如变压器、电动机、发电机、电磁感应炉等。
它们的原理都是利用电磁感应现象。
以上是电磁感应的高中物理知识点的简要介绍。
电磁感应是电磁学中的重要概念,对于理解电磁现象和应用具有重要意义。
希望这份文档能对你有所帮助!。
高中物理:电磁感应知识点归纳一、电磁感应的发现1.“电生磁”的发现奥斯特实验的启迪:丹麦物理学家奥斯特发现电流能使小磁针偏转,即电流的磁效应2.“磁生电”的发现(1)电磁感应现象的发现法拉第根据他的实验,将产生感应电流的原因分成五类:①变化的电流;②变化的磁场;③运动中的恒定电流;④运动中的磁铁;⑤运动中的导线。
(2)电磁感应的发现使人们找到了“磁生电”的条件,开辟了人类的电气化时代。
二、感应电流产生的条件1. 探究实验实验一:导体在磁场中做切割磁感线的运动实验二:通过闭合回路的磁场发生变化2. 感应电流产生的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化时,这个闭合电路中就有感应电流产生三、感应电动势1. 定义:由电磁感应产生的电动势,叫感应电动势。
产生电动势的那部分导体相当于电源。
2. 产生条件:只要穿过电路的磁通量发生变化,无论电路是否闭合,电路中都会有感应电动势。
3. 方向判断:在内电路中,感应电动势的方向是由电源的负极指向电源的正极,跟内电路中的电流的方向一致。
产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
【关键一点】感应电流的产生需要电路闭合,而感应电动势的产生电路不一定需要闭合四、法拉第电磁感应定律1. 定律内容:感应电动势的大小,跟穿过这个电路的磁通量的变化率成正比。
2. 表达式:说明:①式中N为线圈匝数,是磁通量的变化率,注意它与磁通量以及磁通量的变化量的区别。
②E与无关,成正比③在图像中为斜率,所以斜率的意义为感应电动势五、导体切割磁感线时产生的电动势公式中的l为有效切割长度,即导体与v垂直的方向上的投影长度.图中有效长度分别为:甲图:l=cdsin β(容易错算成l=absin β).乙图:沿v1方向运动时,l=MN;沿v2方向运动时,l=0.丙图:沿v1方向运动时,沿v2方向运动时,l=0;沿v3方向运动时,l=R.六、右手定则1. 内容:将右手手掌伸平,使大拇指与其余并拢的四指垂直,并与手掌在同一平面内,让磁感线从手心穿入,大拇指指向导体运动方向,这时四指的指向就是感应电流的方向,也就是感应电动势的方向2. 适用情况:导体切割磁感线产生感应电流七、楞次定律1.内容: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。
电磁感应 知识点归纳【知识网络】【要点梳理】要点一、关于磁通量ϕ,磁通量的变化ϕ∆、磁通量的变化率tϕ∆∆ 1、磁通量磁通量cos B S BS BS ϕθ⊥⊥===,是一个标量,但有正、负之分。
可以形象地理解为穿过某面积磁感线的净条数。
2、磁通量的变化磁通量的变化21ϕϕϕ∆=-.要点诠释: ϕ∆的值可能是2ϕ、1ϕ绝对值的差,也可能是绝对值的和。
例如当一个线圈从与磁感线垂直的位置转动180︒的过程中21ϕϕϕ∆=+.3、磁通量的变化率磁通量的变化率tϕ∆∆表示磁通量变化的快慢,它是回路感应电动势的大小的决定因素。
2121t t t ϕϕϕ-∆=∆-, 在回路面积和位置不变时B S t t ϕ∆∆=∆∆(B t∆∆叫磁感应强度的变化率); 在B 均匀不变时S B t t ϕ∆∆=∆∆,与线圈的匝数无关。
要点二、关于楞次定律(1)定律内容:感应电流具有这样的方向:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量发生变化。
(2)感应电流方向的决定因素是:电路所包围的引起感应电流的磁场的方向和磁通量的增减情况。
(3)楞次定律适用范围:适用于所有电磁感应现象。
(4)应用楞次定律判断感应电流产生的力学效果(楞次定律的变式说法):感应电流受到的安培力总是阻碍线圈或导体棒与磁场的相对运动,即线圈与磁场靠近时则相斥,远离时则相吸。
(5)楞次定律是能的转化和守恒定律的必然结果。
要点三、法拉第电磁感应定律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,即E t ϕ∆=∆. 要点诠释:对n 匝线圈有E nt ϕ∆=∆. (1)E nt ϕ∆=∆是t ∆时间内的平均感应电动势,当0t ∆→时,E n tϕ∆=∆转化为瞬时感应电动势。
(2)E ntϕ∆=∆适应于任何感应电动势的计算,导体切割磁感线时sin E BLv θ=., 自感电动势I E L t ∆=∆都是应用E n tϕ∆=∆而获得的结果。
(3)感应电动势的计算B E n nS t t ϕ∆∆==∆∆,其中B t ∆∆是磁感强度的变化率,是B t -图线的斜率。
电磁感应知识点总结一、电磁感应现象1、电磁感应现象与感应电流.(1)利用磁场产生电流的现象,叫做电磁感应现象。
(2)由电磁感应现象产生的电流,叫做感应电流。
物理模型上下移动导线AB,不产生感应电流左右移动导线AB,产生感应电流原因:闭合回路磁感线通过面积发生变化不管是N级还是S级向下插入,都会产生感应电流,抽出也会产生,唯独磁铁停止在线圈力不会产生原因闭合电路磁场B发生变化开关闭合、开关断开、开关闭合,迅速滑动变阻器,只要线圈A中电流发生变化,线圈B就有感应电流二、产生感应电流的条件1、产生感应电流的条件:闭合电路.......。
....中磁通量发生变化2、产生感应电流的常见情况 .(1)线圈在磁场中转动。
(法拉第电动机)(2)闭合电路一部分导线运动(切割磁感线)。
(3)磁场强度B变化或有效面积S变化。
(比如有电流产生的磁场,电流大小变化或者开关断开)3、对“磁通量变化”需注意的两点.(1)磁通量有正负之分,求磁通量时要按代数和(标量计算法则)的方法求总的磁通量(穿过平面的磁感线的净条数)。
(2)“运动不一定切割,切割不一定生电”。
导体切割磁感线,不是在导体中产生感应电流的充要条件,归根结底还要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。
三、感应电流的方向1、楞次定律.(1)内容:感应电流具有这样的方向,即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)“阻碍”的含义.从阻碍磁通量的变化理解为:当磁通量增大时,会阻碍磁通量增大,当磁通量减小时,会阻碍磁通量减小。
从阻碍相对运动理解为:阻碍相对运动是“阻碍”的又一种体现,表现在“近斥远吸,来拒去留”。
(3)“阻碍”的作用.楞次定律中的“阻碍”作用,正是能的转化和守恒定律的反映,在克服这种阻碍的过程中,其他形式的能转化成电能。
(4)“阻碍”的形式.1.阻碍原磁通量的变化,即“增反减同”。
2.阻碍相对运动,即“来拒去留”。
3. 使线圈面积有扩大或缩小的趋势,即“增缩减扩”。
高中物理重点——电磁感应知识点及练习一、电磁感应基本概念1. 电磁感应的基本原理2. 法拉第电磁感应定律3. 洛伦兹力的概念练习题:1. 一根长度为20 cm 的导线以10 m/s 的速度进入一个磁感应强度为0.5 T 的匀强磁场中,导线的两端产生的感应电动势为多少?答案:1 V2. 一个载流导体绕着垂直于磁场方向的轴旋转,导体两端产生的感应电动势的大小为导体长度乘以什么?答案:磁感应强度3. 当磁通量密度变化率为200 T/s 时,一个线圈内部产生的感应电动势为20 V,此时线圈中的匝数为多少?答案:100二、法拉第电磁感应定律应用1. 电动势的方向和大小2. 电磁感应的应用:感应电流和感应电磁铁3. 磁场中的动生电现象:电磁感应现象和劳埃德力练习题:1. 一个长度为25 cm 的导体被放置在一个磁感应强度为0.2 T 的匀强磁场中,且在导体的两端施加一共 2 A 的电流,求该导体受到的安培力大小为多少?答案:0.25 N2. 在一个长度为10 cm 的导体内部施加一个0.5 T 的磁场,导体稳定地保持在匀强磁场中,当导体的长度与磁场的夹角为30 度时,导体内部的自感系数为多少?答案:0.00125 H3. 一个宽度为10 cm,长度为20 cm,大约0.5 毫米厚的铜片在磁感应强度为0.1 T 的恒定磁场中以 5 m/s 的速度向下运动,求铜片两端感应的电动势大小为多少?答案:1 V三、电磁感应现象与电磁波1. 电磁波的基本特征和传播方式2. 波长和频率的关系及其应用3. 电磁波的反射、折射和衍射现象练习题:1. 某广播电台的发射频率为100 MHz,求其波长的大小为多少?答案:3 m2. 一台微波炉的工作频率为2.45 GHz,求其波长的大小为多少?答案:0.12 m3. 一个频率为500 MHz 的电磁波垂直入射到一种材质中,该材质的折射率为 1.5,求折射后的电磁波的频率为多少?答案:333.3 MHz总结:电磁感应是高中物理中的重要知识点,包括电磁感应的基本概念、法拉第电磁感应定律应用以及电磁感应现象与电磁波等内容。
电磁感应知识点归纳1.电流的磁效应:把一根导线平行地放在磁场上方,给导线通电时,磁针发生了偏转,就好像磁针受到磁铁的作用一样。
这说明不仅磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场,这个现象称为电流的磁效应。
2.电流磁效应现象:磁铁对通电导线的作用,磁铁会对通电导线产生力的作用,使导体棒偏转。
电流和电流间的相互作用,有相互平行而且距离较近的两条导线,当导线中分别通以方向相同和方向相反的电流时,观察到发生的现象是:同向电流相吸,异向电流相斥。
3.电磁感应辨认出的意义:①电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加完善,宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。
②电磁感应的辨认出并使人们找出了磁生电的条件,开拓了人类的电器化时代。
③电磁感应现象的发现,推动了经济和社会的发展,也体现了自然规律的和谐的对称美。
4.对电磁感应的认知:电和磁之间有着必然的联系,电能生磁,磁也一定能够生电,但磁生电是有条件的,只有变化的磁场或相对位置的变化才能产生感应电流,磁生电表现为磁场的“变化”和“运动”。
引发电流的原因归纳为五类:① 变化的电流。
② 变化的磁场。
③ 运动的恒定电流。
④ 运动的磁场。
⑤ 在磁场中运动的导体。
5.磁通量:闭合电路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫磁通量,即φ,θ为磁感线与线圈平面的夹角。
6.对磁通量φ的表明:虽然闭合电路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫磁通量,但是当磁场与闭合电路的面积不垂直时,磁感应强度也有垂直闭合电路的分量磁感应强度垂直闭合电路面积的分量。
7.产生感应电流的条件:一是电路闭合。
二就是磁通量变化。
8.楞次定律:感应电流具备这样的方向,即为感应电流的磁场总必须制约引发感应电流的磁通量的变化。
9.楞次定律的理解:① 感应电流的磁场不一定与原磁场方向恰好相反,只是在原磁场的磁通量减小时两者才恰好相反;在磁通量增大时,两者就是同样。
② “阻碍”并不是“阻止”如原磁通量要增加,感应电流的磁场只能“阻碍”其增加,而不能阻止其增加,即原磁通量还是要增加。
电磁感应磁生电第一部分电磁感应现象楞次定律一、磁通量1.定义:磁感应强度与面积的乘积,叫做穿过这个面的磁通量.2.定义式:Φ=BS.说明:该式只适用于匀强磁场的情况,且式中的S是跟磁场方向垂直的面积;若不垂直,则需取平面在垂直于磁场方向上的投影面积,即Φ=BS⊥=BSsinθ,θ是S与磁场方向B的夹角.3.磁通量Φ是标量,但有正负.Φ的正负意义是:若从一面穿入为正,则从另一面穿入为负.4.单位:韦伯,符号:Wb.5.磁通量的意义:指穿过某个面的磁感线的条数.6.磁通量的变化:ΔΦ=Φ2-Φ1,即末、初磁通量之差.1磁感应强度B不变,有效面积S变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B·ΔS.2磁感应强度B变化,磁感线穿过的有效面积S不变时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=ΔB·S.3磁感应强度B和有效面积S同时变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B2S2-B1S1.二、电磁感应现象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.产生的电流叫做感应电流;2.产生感应电流的条件:表述1:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动.表述2:穿过闭合电路的磁通量发生变化,即ΔΦ≠0,闭合电路中就有感应电流产生.3.产生感应电动势的条件:穿过电路的磁通量发生变化;理解:电磁感应的实质是产生感应电动势.如果回路闭合,则有感应电流;回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流.说明:产生感应电动势的那部分导体相当于电源.三、感应电流方向的判断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,让磁感线从手心垂直进入,大拇指指向导体运动方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向.2.楞次定律:感应电流具有这样的方向,就是感应电流产生的磁场,总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.3.判断感应电流方向的思路:用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为:“一原、二感、三电流”,如下:根据原磁场Φ原方向及ΔΦ情况确定感应磁场B 感方向判断感应电流I 感方向.重点题型汇总一、磁通量及其变化的计算:由公式Φ=BS 计算磁通量及磁通量的变化应把握好以下几点: 1、此公式只适用于匀强磁场; 2、式中的S 是与磁场垂直的有效面积3、磁通量Φ为双向标量,其正负表示与规定的正方向是相同还是相反4、磁通量的变化量ΔΦ是指穿过磁场中某一面的末态磁通量Φ2与初态磁通量Φ1的差值,即ΔΦ=|Φ2-Φ1|.例面积为S 的矩形线框abcd,处在磁感应强度为B 的匀强磁场中磁场区域足够大,磁场方向与线框平面成θ角,如图9-1-1所示,当线框以ab 为轴顺时针转900过程中,穿过abcd 的磁通量变化量ΔΦ=.解析设开始穿过线圈的磁通量为正,则在线框转过900的过程中,穿过线圈的磁通量是由正向BSsin θ减小到零,再由零增大到负向BScos θ,所以,磁通量的变化量为:ΔΦ=Φ2-Φ1=-BScos θ-BSsin θ=-BScos θ+sin θ答案-BScos θ+sin θ点拨磁通量正负的规定:任何一个面都有正、反两面,若规定磁感线从正面穿入磁通量为正,则磁感线从反面穿入时磁通量为负.穿过某一面积的磁通量一般指合磁通量. 二、感应电流方向的判定:方法一:右手定则部分导体切割磁感线;方法二:楞次定律例某实验小组用如图9-1-3所示的实验装置来验证楞次定律.当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时,通过电流计的感应电流方向是D →→bB.先a →→b,后b →→a C.先b →→aD.先b →→a,后a →→b第二部分法拉第电磁感应定律一、感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势,产生感应电动势的那部分导体相当于电源,其电阻相当于电源内电阻.电动势是标量,感应电动势的方向就是电源内部电流的方向,由电源的负极指向电源的正极; 二、感应电动势的大小1.法拉第电磁感应定律: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.公式:nt∆ΦE =∆图9-1-3图9-1-1公式理解:①上式适用于回路中磁通量发生变化的情形,回路不一定闭合.②感应电动势E 的大小与磁通量的变化率成正比,而不是与磁通量的变化量成正比,更不是与磁通量成正比.要注意t∆Φ∆与ΔФ和Φ三个量的物理意义各不相同,且无大小上的必然关系.③当∆Φ由磁场变化引起时,t ∆∆Φ常用t B S ∆∆来计算;当∆Φ由回路面积变化引起时,t∆∆Φ常用t S B ∆∆来计算. ④由tnE ∆∆Φ=算出的是时间t ∆内的平均感应电动势,一般并不等于初态与末态电动势的算术平均值. ⑤n 表示线圈的匝数,可以看成n 个单匝线圈串联而成; 2.导体切割磁感线产生的感应电动势公式:θsin Blv E =,对公式的理解如下:①公式只适用于一部分导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时产生的感应电动势的计算,其中L 是导体切割磁感线的有效长度,θ是矢量B 和v 方向间的夹角,且L 与磁感线保持垂直实际应用中一般只涉及此种情况.②若θ=900,即B ⊥v 时,公式可简化为E=BL v ,此时,感应电动势最大;若θ=00,即B ∥V 时,导体在磁场中运动不切割磁感线,E=0.③若导体是曲折的,则L 应是导体的有效切割长度,即是导体两端点在B 、v 所决定平面的垂线上的投影长度.④公式E=BL v 中,若v 为一段时间内的平均速度,则E 亦为这段时间内感应电动势的平均值;若v 为瞬时速度,则E 亦为该时刻感应电动势的瞬时值.⑤直导线绕其一端在垂直匀强磁场的平面内转动,产生的感应电动势运用公式E=BL v 计算时,式中v 是导线上各点切割速度的平均值,20L v ω+=,所以ω221Bl v Bl E==-3.反电动势:反电动势对电路中的电流起削弱作用.三、几个总结:重点难点解析一、公式nt∆ΦE =∆和sin Lv θE =B 的比较=n t∆∆Φ求的是回路中Δt 时间内的平均电动势.=BL v sin θ既能求导体做切割磁感线运动的平均电动势,也能求瞬时电动势.v 为平均速度,E 为平均电动势;v 为瞬时速度,E 为瞬时电动势.其中L 为有效长度.1E=BL v 的适用条件:导体棒平动垂直切割磁感线,当速度v 与磁感线不垂直时,要求出垂直于磁感线的速度分量.2122L ωE =B 的适用条件:导体棒绕一个端点垂直于磁感线匀速转动切割磁感线.3E=nBS ωsin ωt 的适用条件:线框绕垂直于匀强磁场方向的一条轴从中性面开始转动,与轴的位置无关.若从与中性面垂直的位置开始计时,则公式变为E=nBS ωcos ωt 3.公式nt∆ΦE =∆和E=BL v sin θ是统一的,前者当Δt →0时,E 为瞬时值,后者v 若代入平均速度v ,则求出的是平均值.一般说来,前者求平均感应电动势更方便,后者求瞬时电动势更方 便.二、Ф、ΔФ、ΔФ/Δt 三者的比较例一个200匝、面积为20cm 2的线圈,放在磁场中,磁场的方向与线圈平面成300角,若磁感应强度在内由增加到,则始末通过线圈的磁通量分别为Wb 和Wb;在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量为Wb;磁通量的平均变化率为Wb/s;线圈中的感应电动势的大小为V.解析始、末的磁通量分别为:Φ1=B 1Ssin θ=×20×10-4×1/2Wb=10-4Wb Φ2=B 2Ssin θ=×20X10-4×1/2Wb=5×10-4Wb 磁通量变化量ΔΦ=Φ2-Φ1=4×10-4Wb磁通量变化率05.01044-=∆∆Φx t Wb/s=8×10-3Wb/s感应电动势大小nt∆ΦE =∆=200×8×10-3V=点拨Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt 均与线圈匝数无关,彼此之间也无直接联系;感应电动势Ε的大小取决于ΔΦ/Δt 和线圈匝数n,与Φ和ΔΦ无必然联系. 三、直导体在匀强磁场中转动产生的感应电动势直导体绕其一点在垂直匀强磁场的平面内以角速度ω转动,切割磁感线,产生的感应电动势的大小为:(1)以中点为轴时Ε=02以端点为轴时122L ωE =B 平均速度取中点位置线速度v =ωL/23以任意点为轴时122()122L L ωE =B -与两段的代数和不同第三部分互感和自感涡流一、互感与互感电动势1.互感现象:一个线圈中的电流变化时,所引起的磁场的变化在另一个线圈中产生感应电动势的现象叫做互感现象.2.互感电动势:在互感现象中产生的电动势叫做互感电动势. 二、自感现象1.自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象,叫做自感现象.2.自感电动势1.定义:在自感现象中产生的电动势,叫做自感电动势. 2.作用:总是阻碍导体中原电流的变化.3.自感电动势的方向:自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化.即当电流增大时,自感电动势阻碍电流增大;当电流减小时,自感电动势阻碍电流减小.4.自感电动势的大小:Lt∆I E =∆,自感电动势的大小与电流的变化率成正比,其中L 为自感系数.3.自感系数:自感系数也叫自感或电感.自感系数L 由线圈本身的特性决定.L 的大小与线圈的长度、线圈的横截面积等因素有关,线圈越长,单位长度的匝数越多,横截面积越大,自感系数L 越大.另外,若线圈中有铁芯,自感系数L 会大很多.4.自感现象与互感现象的区别和联系区别:1互感现象发生在靠近的两个线圈间,而自感现象发生在一个线圈导体内部; 2通过互感可以把能量在线圈间传递,而自感现象中,能量只能在一个线圈中储存或释放. 联系:二者都是电磁感应现象.通电自感和断电自感的比较例如图9-3-6所示,A 、B 是两个完全相同的灯泡,L 是自感系数较大的线圈,其 直流电阻忽略不计.当电键K 闭合时,下列说法正确的是 比B 先亮,然后A 熄灭比A 先亮,然后B 逐渐变暗,A 逐渐变亮 、B 一齐亮,然后A 熄灭、B 一齐亮.然后A 逐渐变亮.B 的亮度不变 正解电键闭合的瞬间,线圈由于自感产生自感电动势,其作用相当于一个电源,这样对整个回路图9-3-6图9-3-7而言相当于两个电源共同作用在同一个回路中.两个电源各自独立产生电流,实际上等于两个电流的叠加.根据上述原理可在电路中标出两个电源各自独立产生的电流的方向.图9-3-7a、b是两电源独立产生电流的流向图,C图是合并在一起的电流流向图.由图可知在A灯处原电流与感应电流反向,故A灯不能立刻亮起来.在B灯处原电流与感应电流同向,实际电流为两者之和,大于原电流,故B灯比正常发光亮因正常发光时电流就是原电流.随着自感的减弱,感应电流减弱,A灯的实际电流增大,B灯实际电流减少,A灯变亮,B灯变暗,直到自感现象消失,两灯以原电流正常发光,应选B.三、三、涡流1.涡流:当线圈的电流随时间变化时,线圈附近的任何导体中都会产生感应电流,电流在导体内形成闭合回路,很像水的漩涡,把它叫做涡电流,简称涡流.特点:整块金属的电阻很小,涡流往往很大.四.电磁阻尼与电磁驱动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,这种现象称为电磁阻尼.(2)电磁驱动:磁场相对于导体转动,在导体中会产生感应电流,感应电流使导体受到安培力,安培力使导体运动,这种作用称为电磁驱动.注意:电磁阻尼与电磁驱动也是一种特殊的电磁感应现象,原理上都可以用楞次定律解释.五、电磁感应中的能量问题1.电磁感应现象中产生感应电流的过程,实质上是能量的转化过程.电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用,因此,要维持感应电流的存在,必须有“外力”克服安培力做功.此过程中,其他形式的能转化为电能.“外力”克服安培力做了多少功,就有多少其他形式的能转化为电能.当感应电流通过用电器时,电能又转化为其他形式的能量.安培力做功的过程,是电能转化为其他形式能的过程.安培力做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能.2.解决这类问题的一般步骤:1用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向2画出等效电路,求出回路中电阻消耗电功率的表达式3分析导体机械能的变化,用动能定理或能量守恒关系,得到机械功率的改变所满足的方程。
电磁感觉1、磁通量、磁通量变化、磁通量变化率对照表t磁通量物理某时辰穿过磁场中某个意面的磁感线条数义大, S为与B垂直的面积,小不垂直式,取S 在与 B 垂计直方向上的投影算若穿过某个面有方向相注反的磁场,则不可以直接用意B ? S ,应试虑相反问方向的磁通量或抵消以题后所节余的磁通量2、电磁感觉现象与电流磁效应的比较磁通量变化穿过某个面的磁通量随时间的变化量2-1,或B? S,或S?B开始和转过 1800时平面都与磁场垂直,但穿过平面的磁通量是不一样的,一正一负,此中 =B· S,而不是零磁通量变化率t表述磁场中穿过某个面的磁通量变化快慢的物理量B ?S 或t tB ?Bt t既不表示磁通量的大小也不表示磁通量变化的多少,在=t图像中,可用图线的斜率表示电磁感觉现象电流磁效应关系利用磁场产生电流的现电流产生磁场电能够生磁,磁能够生电象3、产生感觉电动势和感觉电流的条件比较只需穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有感觉电流产生,即产生感觉电流的条件有两个:产生感觉电流的条件○1电路为闭合回路○2回路中磁通量发生变化,0无论电路闭合与否,只需电路中磁通量发生变化,电产生感觉电动势的条件路中就有感觉电动势产生4、感觉电动势在电磁感觉现象中产生的电动势叫感觉电动势,产生感觉电流比存在感觉电动势,产生感觉电动势的那部分导体相当于电源,电路断开时没有电流,但感觉电动势仍旧存在。
(1)电路无论闭合与否,只需有一部分导体切割磁感线,则这部分导体就会产生感觉电动势,它相当于一个电源(2)无论电路闭合与否,只需电路中的磁通量发生变化,电路中就产生感觉电动势,磁通量发生变化的那部分相当于电源。
5、公式E n与 E=BLvsin的差别与联系tE n E=BLvsintt 时间内的均匀感差别( 1)求的是( 1)求的是瞬时感觉电动势, E 与某个应电动势, E 与某段时间或某个过时辰或某个地点相对应程相对应(2)求的是整个回路的感觉电动( 2)求的是回路中一部分导体切割磁势,整个回路的感觉电动势为零感线是产生的感觉电动势时,其回路中某段导体的(3)因为是整个回路的感觉电动(3)因为是一部分导体切割磁感线的势,所以电源部分不简单确立运动产生的,该部分就相当于电源。
电磁感应(磁生电)第一部分电磁感应现象楞次定律一、磁通量1.定义:磁感应强度与面积的乘积,叫做穿过这个面的磁通量.2.定义式:Φ=BS.说明:该式只适用于匀强磁场的情况,且式中的S是跟磁场方向垂直的面积;若不垂直,则需取平面在垂直于磁场方向上的投影面积,即Φ=BS⊥=BSsinθ,θ是S与磁场方向B的夹角.3.磁通量Φ是标量,但有正负.Φ的正负意义是:若从一面穿入为正,则从另一面穿入为负.4.单位:韦伯,符号:Wb.5.磁通量的意义:指穿过某个面的磁感线的条数.6.磁通量的变化:ΔΦ=Φ2-Φ1,即末、初磁通量之差.(1)磁感应强度B不变,有效面积S变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B·ΔS.(2)磁感应强度B变化,磁感线穿过的有效面积S不变时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=ΔB·S.(3)磁感应强度B和有效面积S同时变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B2S2-B1S1.二、电磁感应现象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.产生的电流叫做感应电流。
2.产生感应电流的条件:表述1:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动.表述2:穿过闭合电路的磁通量发生变化,即ΔΦ≠0,闭合电路中就有感应电流产生.3.产生感应电动势的条件:穿过电路的磁通量发生变化。
理解:电磁感应的实质是产生感应电动势.如果回路闭合,则有感应电流;回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流.说明:产生感应电动势的那部分导体相当于电源.三、感应电流方向的判断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,让磁感线从手心垂直进入,大拇指指向导体运动方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向.2.楞次定律:感应电流具有这样的方向,就是感应电流产生的磁场,总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.3.判断感应电流方向的思路:用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为:“一原、二感、三电流”,如下:根据原磁场(Φ原方向及ΔΦ情况)确定感应磁场(B 感方向)判断感应电流(I 感方向).重点题型汇总一、磁通量及其变化的计算:由公式Φ=BS 计算磁通量及磁通量的变化应把握好以下几点: 1、此公式只适用于匀强磁场。
电磁感应知识点总结一、电磁感应现象1、磁通量定义:穿过某一面积的磁感线条数。
公式:Φ = BS(S 为垂直于磁场方向的面积)。
单位:韦伯(Wb)。
2、电磁感应现象定义:当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中就会产生感应电流的现象。
产生条件:穿过闭合回路的磁通量发生变化。
3、感应电流定义:由电磁感应产生的电流。
方向判断:楞次定律和右手定则。
二、楞次定律1、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。
2、理解“阻碍”不是“阻止”,只是延缓了磁通量的变化。
从磁通量变化的角度看,感应电流的磁场总是“增反减同”。
从相对运动的角度看,感应电流的磁场总是“来拒去留”。
三、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平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
2、适用范围适用于导体切割磁感线产生感应电流的情况。
四、法拉第电磁感应定律1、表达式E =nΔΦ/Δt (n 为线圈匝数)。
2、理解感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
磁通量的变化率越大,感应电动势越大。
五、导体切割磁感线时的感应电动势1、公式E = BLv(B 为磁感应强度,L 为导体切割磁感线的有效长度,v 为导体切割磁感线的速度)。
2、方向判断用右手定则。
六、自感现象1、定义由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象。
2、自感电动势大小:E =LΔI/Δt (L 为自感系数)。
作用:总是阻碍导体中原电流的变化。
3、自感系数决定因素:线圈的匝数、长度、横截面积、有无铁芯等。
单位:亨利(H)。
七、涡流1、定义块状金属在变化的磁场中,或者在磁场中运动时,金属块内产生的自成闭合回路的感应电流。
2、应用电磁炉、金属探测器、真空冶炼炉等。
3、防止变压器、电机的铁芯用硅钢片叠成,以减少涡流损失。
八、电磁感应中的电路问题1、电源:切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路相当于电源。
物理高二选修2电磁感应知识点一、电磁感应的基本原理电磁感应是指通过磁场和导体之间的相互作用产生电流的现象。
在物理高二选修2中,我们主要学习了电磁感应的基本原理和相关知识。
1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述导体中感应电动势大小的定律。
它的表达式为:ε = -dΦ/dt,其中ε表示感应电动势,Φ表示磁通量,t表示时间。
法拉第电磁感应定律告诉我们,磁通量的改变会导致感应电动势的产生。
2. 洛伦兹力和电磁感应定律洛伦兹力是描述电荷在磁场中受力的定律。
当导体中的电子受到洛伦兹力的作用,就会发生感应电流。
电磁感应定律指出,感应电流的大小和方向与洛伦兹力成正比。
二、电磁感应的应用1. 电磁感应在发电机中的应用发电机是利用电磁感应原理来转换机械能为电能的装置。
其基本原理是通过旋转的导体在磁场中感应电动势,从而产生电流。
这一原理被广泛应用于电力工业中,为我们提供了丰富的电力资源。
2. 电磁感应在变压器中的应用变压器是利用电磁感应原理来改变交流电压大小的设备。
它主要由高压线圈和低压线圈构成,通过磁场的变化来感应电动势,并实现电压的升降。
变压器在电力传输和分配中起到了至关重要的作用。
3. 电磁感应在感应炉中的应用感应炉是利用电磁感应原理来加热物体的装置。
通过交变的电流在导体中产生交变磁场,从而感应出感应电流。
这样,导体就会发生电阻加热效应,实现对物体的加热。
感应炉广泛应用于冶金、炼钢等行业。
4. 电磁感应在感应电动机中的应用感应电动机是利用电磁感应原理来转换电能为机械能的装置。
通过感应电动势的产生,使转子在磁场的作用下转动,从而实现机械能的输出。
感应电动机是最常用的电动机之一,广泛应用于各种机械和工业设备中。
三、电磁感应的衍生知识1. 自感现象自感是指导体中的自感电动势。
当电流改变时,导体中会产生变化的磁场,从而感应出自感电动势。
自感现象主要应用于电路中的电感元件,如变压器、感应线圈等。
2. 磁场的能量电磁感应过程中,磁场对电荷做功,将机械能转化为电能。
电磁感应的知识点大全总结一、电磁感应的基本原理电磁感应的基本原理是在磁场发生变化时,就会产生感应电流或感应电动势。
这一原理是基于麦克斯韦方程组和洛伦兹力的相互作用来解释的。
当磁场的变化引起了电流的变化时,就产生了感应电动势;而当感应电流通过导线时,就会在导体内产生感应电磁场。
这一原理是电磁学的基础之一,对于理解电磁现象具有重要意义。
二、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述磁场变化引起感应电动势的定律,由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年提出。
法拉第定律主要有两个核心内容:一是当磁通量的变化率不为零时,就会在闭合导体回路中产生感应电动势;二是感应电动势的大小与磁通量变化率成正比,方向由楞次定律确定。
法拉第电磁感应定律是电磁学中的重要定律,对于理解感应电动势的产生规律具有重要意义。
三、感应电动势感应电动势是指磁通量的变化导致感应电流产生,从而在导体中产生电动势的现象。
感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,方向由楞次定律确定。
感应电动势是电磁感应现象的重要表现形式,对于理解磁场与电流的相互作用具有重要意义。
感应电动势的产生可以通过安培环路定理和法拉第定律进行定量分析,是电磁学中的重要概念。
四、自感和互感自感和互感是与感应电动势相关的两个重要概念。
自感是指导体中的感应电流产生感应电磁场,从而对自身产生感应电动势的现象;而互感是指导体中的感应电流产生感应电磁场,从而对其他导体产生感应电动势的现象。
自感和互感是电磁学中的重要概念,对于理解感应电动势的产生规律和电磁场的相互作用具有重要意义。
五、电磁感应的应用电磁感应现象是电磁学中的重要概念,具有许多重要的应用。
其中最重要的应用之一是变压器。
变压器利用电磁感应现象来实现电能的传输和功率的调节,是电力传输和能源转换中的重要设备。
另一个重要的应用是感应电动机和感应发电机,利用电磁感应现象将电能和机械能进行转换,是工业生产和能源利用中的重要设备。
高三物理重要知识点总结电磁感应
1.[感应电动势的大小计算公式]
1)E=n/t(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,/t:磁通量的变化率}
2)E=BLV垂(切割磁感线运动){L:有效长度(m)}
3)Em=nBS(交流发电机最大的感应电动势){Em:感应电动势
峰值}
4)E=BL2/2(导体一端固定以旋转切割){:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}
2.磁通量=BS{:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}
3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极}
*4.自感电动势E自=n/t=LI/t{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大),I:变化电流,?t:所用时间,I/t:自感电流变化率(变化的快慢)}
注:(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定,楞次定律应用要点〔见第二册P173〕;(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化; (3)单位换算:1H=103mH=106H。
(4)其它相关内容:自感〔见第二册P178〕/日光灯〔见第二册P180〕。
第四章电磁感应知识点(总7页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第四章电磁感应第一模块:电磁感应、楞次定律(先介绍右手螺旋定则)『基础知识』一、划时代的发现1、奥斯特梦圆“电生磁”奥斯特实验:在1820年4月的一次讲演中,奥斯特碰巧在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针、当电源接通时,小磁针居然转动了(如右图)。
随后的实验证明了电流的确能使磁针偏转,这种作用称为电流的磁效应。
突破:电与磁是联系的2、法拉第心系“磁生电”1831年8月29日,法拉第终于发现了电磁感应:把两个线圈绕在同一铁环上(如右图),一个线圈接入接到电源上,另一个线圈接入“电流表”,在给一个线圈通电或断电瞬间,另一个线圈也出现了电流,这种磁生电的效应终于被发现了。
物理学中把这种现象叫做电磁感应.由电磁感应产生的电流叫做感应电流.二、感应电流的产生1、N极插入、停在线圈中和抽出(S极插入、停在线圈中和抽出)有无感应电流(如图)。
磁铁动作表针摆动方向磁铁动作表针摆动方向极插入线圈偏转S极插入线圈偏转N极停在线圈中不偏转S极停在线圈中不偏转N极从线圈中抽出偏转S极从线圈中抽出偏转实验表明产生感应电流的条件与磁场的变化有关。
2、闭合回路中的一部分导体在磁场中做切割磁感应线运动时,导体中就产生感应电流。
实验表明磁场的强弱没有变化,但是导体棒切割磁感的运动是闭合的回路EFAB包围的面积在发生变化。
这种情况下线圈中同样有感应电流。
3、磁通量定义:磁感应强度B与面积S的乘积,叫做穿过这个面的磁通量定义式:φ=BS(B与S垂直) φ=BScosθ(θ为B与S之间的夹角)单位:韦伯(Wb)物理意义:表示穿过磁场中某个面的磁感线条数磁通量虽然是标量,但有正负之分。
三、楞次定律1、S极插入线圈和抽出线圈中会有感应电流,那么他的方向会如何呢。
条形磁铁运动的情况N 极向下插入线圈N 极向上拔出线圈S极向下拔出线圈S极向上插入线圈原磁场方向(向上或向下)?向下?向下?向上?向上穿过线圈的磁通量变化情况(增加或减少)?增加?减少?减少?增加感应电流的方向(流过灵敏电流计的方向)?向左?向右?向左?向右结论:楞次定律:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化2、对楞次定律中阻碍二字的正确理解“阻碍”不是阻止,这里是阻而未止。
阻碍磁通量变化指:磁通量增加时,阻碍增加(感应电流的磁场和原磁场方向相反,起抵消作用);磁通量减少时,阻碍减少(感应电流的磁场和原磁场方向一致,起补偿作用),简称“增反减同”.3、理解楞次定律的四个层次谁阻碍谁是感应电流的磁通量阻碍原磁通量;阻碍什么阻碍的是磁通量的变化而不是磁通量本身;如何阻碍当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,当磁通量减小时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即”增反减同”;结果如何阻碍不是阻止,只是延缓了磁通量变化的快慢,结果是增加的还是增加,减少的还是减少。
4、楞次定律判断感应电流的基本步骤:第一步:判断穿过线圈的元磁通量的方向第二步:判断穿过线圈的元磁通量的变化(增加还是减小)第三步:判断感应电流的磁场的方向(依据楞次定律)第四步:判断感应电流的方向(依据右手螺旋定则)5、楞次定律的推广含义: 1)阻碍原磁通的变化2)阻碍(导体的)相对运动,简称“来拒去留”3) 就闭合电路的面积而言,致使电路的面积有收缩或扩张的趋势。
收缩或扩张是为了阻碍电路的面积磁通量的变化。
若穿过闭合回路的磁通量增大时,面积有收缩趋势;若穿过闭合电路的磁通量减少时,面积有增大的趋势,简称口诀:“增缩减扩”。
4)就电流而言,感应电流阻碍原电流的变化。
即原电流增大时,感应电流的方向与原电流的方向相反;原电流减少时,感应电流的方向与原电流的方向相同,简称:“增反减同”6、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,让磁感线垂直传入掌心,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。
说明:右手定则是楞次定律的一种特殊情况,这种方法对于闭合回路的一部分导体切割磁感线时感应电流方向的判定非常方便。
四、法拉第电磁感应定律1、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,这就是法拉第电磁感应定律。
2、表达式:tnE ∆∆Φ= 3、法拉第电磁感应定律的理解(1)tn∆∆ϕ=E 的两种基本形式:①当线圈面积S 不变,垂直于线圈平面的磁场B 发生变化时,tB S n E ∆∆=;②当磁场B 不变,垂直于磁场的线圈面积S 发生变化时,tS B n E ∆∆=。
(2)感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率t∆∆ϕ,与φ的大小及△φ的大小没有必然联系。
(3)若t∆∆ϕ为恒定(如:面积S 不变,磁场B 均匀变化,k tB=∆∆,或磁场B不变,面积S 均匀变化,'=∆∆k tS),则感应电动势恒定。
若t ∆∆ϕ为变化量,则感应电动势E 也为变化量,tn E ∆∆ϕ=计算的是△t 时间内平均感应电动势,当△t→0时,tnE ∆∆ϕ=的极限值才等于瞬时感应电动势。
3.磁通量ϕ、磁通量的变化ϕ∆、磁通量的变化率t∆∆ϕ的区分 (1)磁通量ϕ是指穿过某面积的磁感线的条数,计算式为θϕsin BS =,其中θ为磁场B 与线圈平面S 的夹角。
(2)磁通量的变化ϕ∆指线圈中末状态的磁通量2ϕ与初状态的磁通量1ϕ之差,12ϕϕϕ-=∆,计算磁通量以及磁通量变化时,要注意磁通量的正负。
(3)磁通量的变化率。
磁通量的变化率t∆∆ϕ是描述磁通量变化快慢的物理量。
表示回路中平均感应电动势的大小,是t -ϕ图象上某点切线的斜率。
t∆∆ϕ与ϕ∆以及ϕ没有必然联系。
4.导体运动产生的感应电动势1)如图所示闭合线框一部分导体ab 长l,处于匀强磁场中,磁感应强度是B ,ab 以速度v 匀速切割磁感线,求产生的感应电动势回路在时间t 内增大的面积为:ΔS=LvΔt 穿过回路的磁通量的变化为:ΔΦ=BΔS=BLvΔt产生的感应电动势为:2)若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜 切磁),如图1所示。
产生的感应电动势为:θ为v 与B 夹角说明:导线运动方向和磁感线平行时, E =0 导线的长度L 应为有效长度速度v 为平均值(瞬时值), E 就为平均值(瞬时值) (图1) 3)如右图所示,导体转动切割磁感线产生感应电动势,当导线在垂直磁场平面内,绕一端V 匀速转动,切割磁感线产生感应电动势。
产生的感应电动势为: V 平=(0+V )/2=V/2=ωL/2E=BLV 平=BL 2ω/2五、 电磁感应现象的两种分类1、 感生电动势产生:磁场变化时会在空间激发电场,闭合导体中的自由电荷在电场力的作用下定向运动,产生感应电流,即导体中产生了感应电动势定义:有感应电场产生的感应电动势称为感应电动势 大小:t nE ∆∆ϕ=感生电场方向判断:右手螺旋定则tΦE ∆∆=BLv =θsin 1BLv BLv E ==说明:英国的物理学家麦克斯韦认为,变化的磁场在空间激发的感应电场叫做涡流电场,当B 增大时电场线是闭合的,其感应电场的存在与是否存在闭合回路五官2、动生电动势产生:导线切割磁感应线时,若果磁场不变化,空间就不存在感生电场。
自由电荷不会受电场力的作用,但是自由电荷会随着导体切割磁感应线的运动而周到洛伦兹力,这种情况下产生的电动势称为动生电动势。
大小:E六、互感和自感1、互感现象定义:当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势----互感电动势.说明:1)互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,且可发生于任何两个相互靠近的电路之间.2)互感现象可以把能量由一个线圈传到另一个线圈,变压器就是利用互感现象制成的。
2、自感现象1)通电自感实验如图所示,两个灯泡A1、A2的规格完全相同,滑动变阻器R和线圈的L的电阻相同。
先闭合S,调节R1、R ,使两灯均RR1 SL A1A2BLv正常发光。
然后断开S 。
重新接通电路时可以看到,跟有铁芯的线圈L 串连的灯泡A 1却是逐渐亮起来的,最后两个灯泡都正常发光、亮度相同。
原因:当开关闭合的瞬间,流过线圈L 的电流急剧增大,穿过线圈的磁通量也急剧增加,这就会在线圈产生很大的感应电动势。
根据楞次定律,这个感应电动势阻碍线圈中电流的增大,即对灯泡A 1的正常发光起到了“延缓”的作用,因此灯泡A 1是逐渐变亮的。
当电路中的电流稳定后,线圈中的磁通量不会再发生变化,阻碍作用消失,流过;两灯泡的电流相同,亮度相同。
2)断电自感实验如右图所示,连接电路,线圈L 的电阻小于灯泡A 的电流。
连接电路,灯泡A 正常发光。
断开电路,可以看到灯泡A 没有立即熄灭,相反,它会很亮地闪一下 。
原因:开关未断开时,流过线圈L 的电流远远大于流过灯泡A 的电流。
在开关断开的瞬间,流过线圈的L 的电流急剧减少,穿过线圈的磁通量也急剧减少,因而在线圈中产生了感应电动势,在线圈L 的灯泡A 组成的回路中产生了感应电流,这个急剧减少的感应电动势的电流远大于原来流过灯泡A 中的电流,导致灯泡A不到没有熄消灭,反而更亮一下才熄灭。
3)自感电动势定义:在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。
其效果表现为延缓导体中电流的变化。
大小:tI LE ∆∆=自方向:当流过导体的电流减弱时,E 自的方向与原电流的方向相同,当流过导体的电流增强时,E 自的方向与原电流的方向相反。
4)、自感系数不同的线圈在电流变化快慢相同的情况下,产生的自感电动势不同;在电学中,用自感系数来描述线圈的这种特性。
用符号“L ”表示。
决定因素:线圈的横截面积越大、线圈越长、单位长度上的线圈匝数越多,自感系数越大;有铁芯比无铁芯时自感系数要大得多。
单位:享利,简称“享”,符号“H”。
常用的有毫享(mH )和微享(μH)。
1H =103mH =106μH物理意义:表征线圈产生自感电动势本领的大小。
数值上等于通过线圈的电流在1s 内改变1A 时产生的自感电动势的大小。
5)启动器:基本结构如图所示,它是利用氖管内的氖气放电产生辉光的热效应和双金属片的热学特征,起着自动把电路接通或断开的作用,相当于一个自动开关。
镇流器:镇流器是一个带铁芯的线圈,自感系数很大。
在日光灯点燃时,利用自感现象,产生瞬时高压加在灯管两端,促使灯管里的低压汞蒸气放电,形成闭合电路;在日光灯正常工作时,利用自感现象,起着降压限流的作用。
日光灯的工作原理:电路结构如图所示,当开关接通时,由于灯管里气体受激发导电时需要比220V 高得多的电压,此时灯管并没有通电;电压加在启动器两端,当启动器两触片间的电压增加到某一数值时,启动器里的氖气放电灯管启动器镇流器~220V形而发出辉光,产生的热量使启动器里U形动触片膨胀张开,跟静触片接触而把电路导通,于是镇流器的线圈和日光灯的灯丝就有电流通过,电路导通后,启动器中两触片间的电压为零,启动器里的氖气停止放电,不产生辉光,U形动触片冷却缩回,电路自动断开。