产生感应电流的条件
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感应电流产生的条件和方向的判断一. 教学内容:感应电流产生的条件和方向的判断1. 电磁感应现象(1)利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象,产生的电流叫感应电流。
(2)产生感应电流的条件:穿过闭合电路中的磁通量发生变化。
(3)磁通量变化的几种情况:①闭合电路的面积不变,磁场变化;②磁场不变,闭合电路面积发生变化;③线圈平面与磁场方向的夹角发生变化;④磁场和闭合回路面积都变化(一般不涉及)。
2. 感应电流的方向(1)右手定则:伸开右手,使拇指与四指在同一平面内且跟四指垂直,让磁感线垂直穿入手心,使拇指指向导体的运动方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
(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意义:确定了感应电流的磁场方向与引起感应电流的原磁场方向间的关系,当电路中原磁场的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反;当电路中原磁场的磁通量减小时,感应电流的磁场与原磁场的方向相同,这一关系可概括为“增反,减同”。
③应用楞次定律判断感应电流方向的步骤:(i)查明电路中的磁场方向;(ii)查明电路中的磁通量的增减;(iii)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向;(iv)由安培定则判断感应电流的方向。
④楞次定律的另一种表述:感应电流的效果总反抗引起感应电流的原因。
说明:①右手定则是楞次定律的特殊情况,它的结论和楞次定律是一致的,当导体做切割磁感线运动时,用右手定则判断感应电流的方向比用楞次定律简便。
②左手定则用于判断磁场对电流的作用力的情况,右手定则用于判断导体切割磁感线产生感应电流的方向。
二. 难点分析:正确理解楞次定律的关键是正确理解“阻碍”的含义。
(1)谁起阻碍作用?要明确起阻碍作用的是“感应电流的磁场”;(2)阻碍什么?感应电流的磁场阻碍的是“引起感应电流的磁通量的变化”,而不是阻碍原磁场,也不是阻碍原磁通量;(3)怎样阻碍?当引起感应电流的磁通量(原磁通量)增加时,感应电流的磁场就与原磁场的方向相反,感应电流的磁场“反抗”原磁通量的增加。
闭合导体回路中产生感应电流的条件以《闭合导体回路中产生感应电流的条件》为标题,写一篇3000字的中文文章电磁感应是一种重要的物理现象,在现实的生活中有着广泛的应用。
闭合导体回路中产生感应电流,是一种重要的电磁感应现象。
要了解其发生的条件,有助于更好地利用它。
首先,要产生闭合导体回路中的感应电流,必须有一个闭合的导体回路,其中包括一个电磁源,它可以产生感应电磁场,并且要有一个可变的电磁感应环境,这种感应环境必须与电磁源相关联。
其次,闭合导体回路中产生感应电流的另一个条件是,必须有一个可变的电磁感应力。
电磁感应力是一种电磁场,它可以改变附近导体回路中电流的大小。
当电磁感应力非常大时,就会产生一种被称为感应电流的电流。
此外,另一个条件是,感应电流的变化必须是连续的,也就是说在感应电磁场的变化过程中,对导体回路中的电流产生的影响是连续的。
最后,闭合导体回路中产生感应电流的最后一个条件是,必须有一个有效的电磁能量源供给电磁感应力。
如果电磁能量源消失,感应电流也就不会产生。
总而言之,要在闭合导体回路中产生感应电流,必须有一个闭合的导体回路,有一个可变的电磁感应力,变化过程必须连续,而且要有一个有效的电磁能量源。
在现实的应用中,电磁感应是一种重要的物理现象,它可以在条件允许的情况下,在闭合导体回路中产生感应电流。
它的原理是,当电磁源(包括电磁感应环境)在一定时期内发生变化时,可以在电磁界中产生感应电流。
它可以用来获取能量,广泛应用于电机、发电机、变压器等电气设备中。
理解闭合导体回路中产生感应电流的条件,有助于利用这种重要的物理现象,更好地满足实际的生活需要。
通过深入的研究,它可以为各种工程技术提供科学的基础。
只要我们对这种非常重要的物理现象进行充分的研究,就可以大大地提高实际应用中的效率,从而切实实现电磁感应在实际中的科学利用。
由此可见,在闭合导体回路中产生感应电流,需要满足一定的条件,因此,要更好地利用电磁感应,必须对它有更深入的了解,才能更有效地使用它。
一、 感应电流产生的条件:1.电磁感应现象:能产生感应电流的现象称电磁感应现象。
2.产生感应电流的条件: 电路闭合;回路中磁通量发生变化;S B ∆=Φ-Φ=∆Φ12BS ∆=S B ∆∆=二、 感应电流方向的判定:1.右手定则:让磁力线穿过手心,大拇指指向导体的运动方向,四指所指的方向就是感应电流的方向。
例:在一个匀强磁场中有一个金属框MNOP ,且MN 杆可沿轨道滑动。
(1) 当MN 杆以速度v 向右运动时,金属框内有没有感应电流?(2) 若MN 杆静止不动而突然增大电流强度I ,金属框内有无感应电流?方向如何?2.楞次定律:感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
(1) 阻碍的理解: 阻碍变化—— 增反减同阻碍不等于阻止,阻碍的是磁通量变化的快慢 阻碍相对运动(敌进我退,敌退我扰)O N MP(2) 应用楞次定律判断感应电流的方法:① 明确原磁场(B 原)方向;② 分析磁通量(ф)的变化;③ 确定感应电流的磁场(B 感)方向,④ 用右手螺旋法则判定感应电流(I 感)的方向。
例:磁通量的变化引起感应电流。
三、 法拉第电磁感应定律:1.在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势,不管电路闭合与否,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就有感应电动势。
闭合 感应电动势 有电流断开 感应电动势 无电流(1)tn ∆∆Φ=ε (感应电动势与磁通量的变化律成正比)——平均电动势 (2) (3) 自感电动势:tI L ∆∆=ε L 为自感系数(①线圈面积;②匝数;③铁芯。
)电流强度增大时,感应电动势的方向与电流方向相反;电流强度减小时,感应电动势的方向与电流方向相同;阻碍的是电流的变化,电流将继续增大到应该达到的值。
注:自感现象是楞次定律“阻碍”含义的另一体现。
(4) 电磁感应现象中的能量守恒:① 向上平动、向下平动;② 向左平动、向右平动;③ 以AB 为轴向外转动;④ 以BC 为轴向外转动; ⑤ 以导线为轴转动;判断上列情况下的感应电流方向,若两导线呢?I P O M N MN 杆匀速向右运动: BLv t tL v B t S B t =∆∆=∆∆=∆∆Φ=ε (使用于B 、L 、v 相互垂直)(L 为有效长度) v BL =ε 即即=BLv εa b大家再看这个图,ab 杆以速度v 向右运动切割磁力线,ab 杆上产生的感应电流方向是b →a ,在产生感应电流的同时,就会受到磁场对它的力的作用,安培力的方向是垂直于导线向左,为保证ab 向右匀速做切割磁力线运动就必须对ab 施加一个与安培力大小相等,方向相反的外力F 的作用,这样外力F 就要克服安培力做功,维持导体ab 匀速运动。
产生感应电流的条件是产生感应电流的条件是指在一定的条件下,导体中发生磁场变化时,会在导体中引起感应电流的产生。
感应电流的产生主要依赖于法拉第电磁感应定律。
下面将从磁场变化、导体环境和导体特性等方面进行详细的阐述。
首先,产生感应电流的条件之一是磁场的变化。
当导体所处的磁场发生变化时,通过导体的磁通量也会随之发生变化。
根据法拉第电磁感应定律,导体两端会产生感应电动势,进而产生感应电流。
这种磁场变化可以是磁场强度大小的变化,也可以是方向的变化,甚至是磁场的移动。
其次,导体所处的环境也是产生感应电流的重要条件。
一般情况下,导体周围的磁场强度越大,磁场变化越明显,产生的感应电流也会越大。
此外,导体与周围环境的相对运动也会影响感应电流的产生。
例如,当导体与磁场相对运动时,由于磁场的变化,会产生感应电流。
另外,导体自身的特性也对感应电流的产生起到重要的作用。
首先,导体的形状和尺寸会影响感应电流的大小。
一般来说,导体越长,感应电流越大;导体的截面积越大,感应电流也越大。
其次,导体的电阻对感应电流的产生也有一定的影响。
电阻越小,感应电流越大。
此外,导体材料的导电性也会对感应电流的产生起到影响。
导体材料的导电性越好,导体内部的电流传输越容易,从而产生感应电流的可能性也越大。
另外,导体材料的磁导率也会对感应电流的产生起到一定的影响。
磁导率越大,感应电流也越容易产生。
总结起来,产生感应电流的条件主要包括磁场的变化,导体所处的环境以及导体自身的特性。
磁场的变化可以是磁场强度的变化或方向的变化,也可以是磁场的移动。
导体所处的环境包括周围磁场的强度和导体与周围环境的相对运动。
导体自身的特性包括形状、尺寸、电阻和导电性等。
这些条件相互影响,共同作用,决定了感应电流的产生与大小。
感应电流产生的条件摘要:只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,闭合导体回路中就有感应电流。
很多教师和教辅材料中将产生感应电流的条件归纳为:有闭合回路和回路中磁通量发生变化。
但并不满足上述两个条件,回路中仍然有感应电流。
要判断是否有感应电流,一要看导体所在区域是否有感生电场,导体中的自由电荷能否在感生电场电场力的作用下持续移动。
二要看回路中的部分导体是否切割磁感线运动,导体中的自由电荷在洛伦兹力作用下能否沿导体持续定向移动。
关键词:感应电流;感应电流产生的条件;法拉第圆盘起电机;中图分类号:g633.8 文献标识码:a 文章编号:1002-7661(2011)12-039-01在高中物理人教版选修3-2第四章《电磁感应》第二节《探究感应电流的产生条件》中,教材介绍了三个实验。
实验一:向线圈中插入磁铁,把磁铁从线圈中抽出。
实验结论,磁铁插入线圈或从线圈中抽出过程中,线圈中有感应电流产生。
实验二:模仿法拉第的实验。
如图,线圈a通过变阻器和开关连接到电源上,线圈b的两端连到电流表上,把线圈a装在线圈b 的里面。
观察在开关闭合瞬间、开关断开瞬间、开关闭合时滑动变阻器不动、开关闭合时迅速移动滑动变阻器的滑片时,线圈b中是否有感应电流。
实验结论:开关闭合或断开瞬间,开关闭合时迅速移动滑动变阻器的滑片时,线圈b中有感应电流产生。
实验三:如图,把导体棒ab的两端分别与电流表的两个接线柱相连,于是构成了一个闭合回路,当闭合回路的一部分做切割磁感线的运动时,其中会产生感应电流。
从以上几个实例可以看出,产生感应电流的条件与磁场的变化和闭合导体回路包围的面积有关系。
由于闭合导体回路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫做磁通量,因此以上实验表明:只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,闭合回路中就有感应电流。
很多教辅材料以及教师在讲解这句话时把它归纳为产生感应电流必须同时具有两个条件:1、有闭合回路。
2、穿过闭合回路的磁通量发生变化。
感应电流产生条件
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一、什么是感应电流
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感应电流,又称为磁感应电流,是指当一个磁场作用于一个导体时,在导体上产生的电流。
它是由于磁感应而产生的电流,不是由电源产生的,因此也叫磁感应电流。
二、感应电流产生的条件
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1、有磁场
感应电流的产生是由磁场引起的,即在物体表面产生的磁场,是由磁体或电流线圈产生的,只有有磁场的存在,才能产生感应电流。
2、有导体
感应电流的产生,还需要有导体,即电流可以流过的物体,只有有导体的存在,才能产生
感应电流。
3、磁场和导体之间有变化
感应电流的产生,还需要磁场和导体之间有变化,即磁场的强度变化,或者导体的位置变化,只有有变化的存在,才能产生感应电流。
三、感应电流产生的原理
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感应电流的产生,是由于磁场对导体造成的电动势,即磁场对电荷产生电动势,从而把电
荷在导体中移动,从而产生电流。
四、感应电流的应用
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感应电流是一种自然产生的电流,可以用来测量磁场强度,比如磁力计,可以测量磁场的
强度;也可以用来测量导体的移动,比如测量导体的速度,测量电机的转速等。
五、总结
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感应电流的产生,是由磁场引起的,需要有磁场和导体,以及磁场和导体之间的变化。
它可以用来测量磁场强度,也可以用来测量导体的移动。
高二物理选修3-2学案 编写人:楚文明学案类型:新课 使用时间:2012年11月16日探究感应电流的产生条件一、磁通量1.公式:Φ=BS (B ⊥S )2.适用条件:①匀强磁场;②S 是垂直磁场并在磁场中的有效面积. 3.单位:韦伯(Wb),1 Wb =1T·m 2.4.意义:穿过某一面积的磁感线的条数.5.磁通量是标量,但有正、负,其正负表示是正穿还是反穿。
二、感应电流的产生条件 探究实验1:部分导体切割磁感线探究实验2:条形磁铁与线圈相对运动结论: 巩固练习一、选择题(每题5分,共60分) 1.有关磁通量φ下列说法正确的是 A.磁通量越大表示磁感应强度越大 B.面积越大穿过它的磁通量也越大C.穿过单位面积的磁通量等于磁感应强度D.磁通密度在数值上等于磁感应强度2.有一矩形线圈,面积为S ,匝数为n ,将它置于匀强磁场中,且使线圈平面与磁感线方向垂直,设穿过该线圈的磁通量为φ,则该匀强磁场的磁感应强度大小为 A.φ/(ns) B.n φ/S C.φ/S D.无法判断3.关于产生感应电流的条件,下列说法中正确的是A.只要闭合电路在磁场中运动,闭合电路中就一定有感应电流B.只要闭合电路中有磁通量,闭合电路中就有感应电流C.只要导体做切割磁感线运动,就有感应电流产生D.只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化,闭合电路中就有感应电流4.如图所示,匀强磁场区域宽度为l ,现有一边长为d(d>l)的矩形金属框以恒定速度v 向右通过磁场区域,该过程中有感应电流的时间总共为 A.v d B.v 2l C.v 2dD.vl d5.如图所示,有一根通电的长直导线MN 中通有恒定的电流I ,一闭合线圈从直导线的左侧平移到右侧的过程中,穿过线圈磁通量的变化情况是 A.先增大后减小 B.先减小后增大高二物理选修3-2学案编写人:楚文明学案类型:新课使用时间:2012年11月16日6. 如图所示,一个小矩形线圈从高处自由落下,进入较小的有界匀强磁场,线圈平面和磁场保持垂直,设线圈下边刚进入磁场到上边刚接触磁场为A过程;线圈全部进入磁场内运动为B过程;线圈下边出磁场到上边刚出磁场为C过程,则A.只在A过程中,线圈的机械能不变B.只在B过程中,线圈的机械能不变C.只在C过程中,线圈的机械能不变D.在A、B、C过程中,线圈机械能都不变7. 如图所示,矩形线圈与磁场垂直,且一半在匀强磁场内,一半在匀强磁场外,下述过程中使线圈产生感应电流的是A.以bc为轴转动45°B.以ad为轴转动45°C.将线圈向下平移D.将线圈向上平移8. 如图所示,通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面,第一次将金属框由I平移到Ⅱ,第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ,设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为△φ1和△φ2,则A.△φ1>△φ 2B.△φ1=△φ 2C.△φ1<△φ 2D.不能判断9.如图所示,两个同心放置的共面金属圆环a和b,套在一条形磁铁上,环面与条形磁铁垂直,则穿过两环的磁通量φa和φb的大小关系为A.φa>φ bB.φa=φ bC.φa<φ bD.无法判断lO.下列说法正确的是A.磁通量越大,磁通量的变化也越大B.磁通量变化越大,磁通量变化率也越大C.磁通量的变化率越大,磁通量变化得越快D.磁通量等于零时,磁通量的变化率也为零11.如图所示的装置中,若光滑金属导轨上的金属杆ab发生移动,其原因可能是A.突然将S闭合B.突然将S断开C.闭合S后,减小电阻R的阻值D.闭合S后,增大电阻R的阻值12.如图所示,导线框abed放在光滑导轨上向右运动(abcd与导轨接触良好),G1和G2是两只电流表,则A.只有G2偏转B.只有G1偏转C.C1、G2都会偏转D.G1、G2都不偏转二、填空题(每线4分,共28分)13.如图所示,金属框所围的面积为s,框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直,则穿过线框的磁通量为________;若使线框绕(OO'轴以角速度ω匀速转动,则从图示位置转过90°的过程中,磁通量变化了________,磁通量变化最快的位置是在框架转到________位置.14. 如图所示,在两平行的反向等值直线电流的正中间放一个闭合线圈,它们在同一平面内,穿过线圈的磁通量为φ,现将其中一根导线中的电流切断,则穿过线圈的磁通量为________;若将两根导线中的电流同时反向,则在此过程中通过线圈的磁通量变化了________.15.如图所示,闭合小金属环从高为h的光滑曲面上无初速滚下,又沿曲面的另一侧上升,若图中磁场为匀强磁场,则环上升的高度________h(填“>”、“=”或“<”);若为非匀强磁场,则环上升的高度应________h.三、说理题(12分)16.如图所示,闭合的铁芯上有两组线圈,右侧的线圈两端连接一电阻R,左侧的线圈连着水平放置的两平行导轨M、N,导轨处于方向垂直向纸内的匀强磁场中.其上放一金属棒ab,当ab在外力F作用下由静止开始向左做加速运动的过程中,电阻R上是否有感应电流通过?如有,R上的焦耳热是怎样转化来的?高二物理选修3-2学案 编写人:楚文明学案类型:新课 使用时间:2012年11月16日答案:D 2.答案:C 3. 答案:D 4答案:B 5. 答案:C 6. 答案:B 7 答案:B 8 答案:C 9.答案:A lO 答案:C 11答案:ABCD 12 答案:C13.答案:BS ;BS ,线框平面与磁感线平行 14.B 答案:2,2φ15.答案:=,<(若磁场为匀强磁场,则小金属环中无感应电流,所以小金属环的机械能守恒;若磁场为非匀强磁场,则小金属环中磁通量发生变化,产生感应电流,所以小金属环的机械能通过感应电流做功转化为内能)16.答案:解:ab 棒由静止开始向左加速运动的过程中,ab 与左侧线圈组成的回路中磁通量增加,左侧的回路中产生了感应电流,由于ab 向左加速运动,所以这一感应电流不断增大,在铁芯中产生的磁通量也不断地增大,铁芯中不断增大的磁通量通过右侧闭合的线圈,导致右侧线圈中产生感应电流,因此电阻R 上有感应电流通过,外力F 拉动导体棒ab 做功要消耗的机械能,其中有一部分通过感应电流.。
感应电流产生的条件感应电流(也叫涡流)是一种在导体中产生的电流,它是由导体受到磁场变化时发生的诱导电动势而产生的。
感应电流产生的条件比较复杂,需要考虑磁场的变化、导体的性质以及导体与磁场的几何关系等多个因素。
下面将详细介绍感应电流产生的条件。
1. 磁场变化感应电流的产生与磁场变化的速率有关。
只有当磁场在导体中发生变化时,才会产生涡流。
磁场变化的方式包括磁通量的变化和磁场的运动。
当磁场强度发生改变时,磁通量也会随之改变。
这种情况下,磁场的变化速率越快,导体中产生的感应电流就越强。
磁通量的单位是韦伯(Wb),磁通量随时间的变化率称为磁通量变化速率。
磁通量变化速率越大,感应电流的强度就越大。
另外,磁场的运动也可以导致涡流的产生。
例如,在一个恒定的磁场中,一个导体穿过磁场时,导体将切割磁场线,导致磁通量的变化。
这种变化也会产生涡流。
2. 导体的性质导体的材质和形状对感应电流的产生也有重要影响。
导体的电阻和热量决定了涡流的强度和分布,而导体的形状和大小决定了电流的方向和路径。
当导体受到磁场的作用时,导体中的自由电子将被推动,从而形成电流。
导体的电阻越小,电子运动越容易,电流流动越容易。
因此,低电阻材料(如金属)是理想的涡流导体。
导体的形状和大小也对涡流产生有影响。
当导体的长度、面积和直径发生变化时,它们对涡流的分布和强度产生影响。
同时,导体的形状也决定了涡流的方向和路径。
3. 导体与磁场的几何关系导体与磁场的几何关系对涡流产生有巨大影响。
磁场的方向、大小和形状,以及导体的位置和方向,都会影响电流的产生和分布。
当导体与磁场平行时,感应电流的产生是最弱的。
如果导体与磁场成垂直方向,涡流将会达到最大。
导体的角度越接近垂直,涡流的强度就越大。
此外,磁场强度的大小也会影响涡流的强度。
最后需要指出的是,感应电流产生的条件是多样的,同时各个条件之间也相互依存、相互制约,因此需要综合考虑。
只有了解了涡流产生的条件,我们才能更好地应用涡流现象。
探究产生感应电流的条件一、磁通量1.磁通量BS =ΦB :某一匀强磁场的磁感应强度S :与磁感应强度B 垂直2.单位:Wb 韦伯 211Tm Wb =3.磁通量的意义:形象地表示穿过(不一定垂直穿过)某一面积的净余磁感线条数。
4.量性:标量 二、电磁感应现象1.概念:利用磁场产生感应电动势的现象(并不一定产生感应电流)2.产生条件:穿过电路的磁通量变化即可产生感应电动势,如果该电路是闭合的,则产生感应电流3.引起磁通量变化的原因各不相同,可能是闭合电路或闭合电路一部分的磁感应强度发生变化,或者是闭合电路在磁场中的面积发生了变化,也可能是闭合电路与磁场的夹角发生变化(即有效面积发生变化)。
a.只改变B ,B S B B S ∆=-=∆Φ)(12b.只改变有效面积S ,S B S S B ∆=-=∆Φ)(12c.两者均变化,1122S B S B -=∆Φ ,不能写作S B ∆∆=∆Φ三、探究感应电流产生条件的三个基本实验1.初中学过,闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流。
(画出示意图)2.向闭合线圈中插入磁铁、抽出磁铁(若磁铁静止在线圈中呢?)3.模仿法拉第的实验磁通量的变化1. 矩形线框abcd 的边长分别为l 1、l 2,可绕它的一条对称轴OO ′转动,匀强磁场的磁感应强度为B ,方向与OO ′垂直,初位置时线圈平面与B 平行,如图所示. (1)初位置时穿过线框的磁通量Φ0为多少?(2)当线框沿图甲所示方向绕过60°时,磁通量Φ1为多少?这一过程中磁通量的变化ΔΦ1为多少?(3)当线框绕轴沿图示方向由图乙中的位置再转过60°位置时,磁通量Φ2为多少?这一过程中ΔΦ2=Φ2-Φ1为多少?(1)Φ0=0. (2)Φ1=23BS ΔΦ1=Φ1-Φ0=23 BS. (3)Φ2=23BS ,ΔΦ2=Φ2-Φ1=0.2. 两根长直导线平行放置,导线内通有等大的同向电流,当一矩形线框在两直导线所在的平面内从靠右侧的导线处向左侧导线平移靠近时,如图所示,线框中磁通量的变化情况是___________.先减小后增大3. 如图所示,通有恒定电流的导线MN 与闭合金属框共面,第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ第二次将金属框绕cd 边翻转到Ⅱ,设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为1ϕ∆和2ϕ∆,则( )A .1ϕ∆>2ϕ∆B .1ϕ∆=2ϕ∆C .1ϕ∆<2ϕ∆D .不能判断4. 如图所示,环形金属软弹簧,套在条形磁铁的中心位置。
一电磁感应现象及产生条件(一)电磁感应现象穿过闭合回路的磁通量发生变化时,在闭合回路中产生感应电流的现象叫电磁感应现象。
(二)产生感应电流的条件穿过闭合回路的磁通量发生变化,应注意的是若电路不闭合,只产生感应电动势不产生感应电流。
(三)产生感应电流几种情况1、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
2、磁场的磁感强度发生变化导致磁通量发生了变化。
3、闭合回路的面积发生了变化导致磁通量发生了变化。
例1、如图1所示,两个同心放置的同平面的金属圆环,条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直,则通过两圆环的磁通量Φa,Φb比较()。
A、Φa>ΦbB、Φa<ΦbC、Φa=ΦbD、无法确定例2、如图2所示,矩形线圈在通电长直导线的磁场中运动:A向右平动,B向下平动,C 绕轴转动(ad边向外),D从纸面向纸外作平动,E向上平动(E线圈有个缺口),判断线圈中有没有感应电流。
例3、如图3所示,是同一矩形线圈在U形磁铁上(或附近)的四个位置。
在U形磁铁两个磁极间区域可认为是匀强磁场;当矩形线圈发生下列运动时,能产生感应电流的是()A、将线圈由位置1移至2的过程中。
B、将线圈按图示放置在位置3,并以较小的振幅左右平动。
C、将线圈按图示放置在位置3,并以恒定的角速度绕轴OO'转动。
D、将线圈放在纸面内并按图示由位置3移到4的过程中。
例4:两圆环A、B置于同一水平面上,其中A为均匀带电绝缘环,B为导体环.当A以如图13-36所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时,B中产生如图所示方向的感应电流.则()图13-36A.A可能带正电且转速减小B.A可能带正电且转速增大C.A可能带负电且转速减小D.A可能带负电且转速增大典型习题:1.闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中,图1中各情况下导线都在纸面内运动,那么下列判断中正确的是 [ ]A.都会产生感应电流B.都不会产生感应电流C.甲、乙不会产生感应电流,丙、丁会产生感应电流D.甲、丙会产生感应电流,乙、丁不会产生感应电流2.如图2所示,矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重合(互相绝缘).现使线框绕不同的轴转动,能使框中产生感应电流的是 [ ]A.绕ad边为轴转动B.绕oo′为轴转动C.绕bc边为轴转动D.绕ab边为轴转动3垂直恒定的匀强磁场方向放置一个闭合圆线圈,能使线圈中产生感应电流的运动是 [ ]A.线圈沿自身所在的平面匀速运动B.线圈沿自身所在的平面加速运动C.线圈绕任意一条直径匀速转动D.线圈绕任意一条直径变速转动4一均匀扁平条形磁铁与一线圈共面,磁铁中心与圆心O重合(图3).下列运动中能使线圈中产生感应电流的是 [ ]A.N极向外、S极向里绕O点转动B.N极向里、S极向外,绕O点转动C.在线圈平面内磁铁绕O点顺时针向转动D.垂直线圈平面磁铁向纸外运动5如图5所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A,下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是 [ ]A.线圈中通以恒定的电流B.通电时,使变阻器的滑片P作匀速移动C.通电时,使变阻器的滑片P作加速移动D.将电键突然断开的瞬间6如图6所示,一有限范围的匀强磁场宽度为d,若将一个边长为l的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域,已知d>l,则导线框中无感应电流的时间等于 [ ]7闭合铜环与闭合金属框相接触放在匀强磁场中,如图9所示,当铜环向右移动时(金属框不动),下列说法中正确的是 [ ]A.铜环内没有感应电流产生,因为磁通量没有发生变化B.金属框内没有感应电流产生,因为磁通量没有发生变化C.金属框ab边中有感应电流,因为回路abfgea中磁通量增加了D.铜环的半圆egf中有感应电流,因为回路egfcde中的磁通量减少二 法拉第电磁感应定律(一)法拉第电磁感应定律(1)内容:电磁感应中线圈里的感应电动势眼穿过线圈的磁通量变化率成正比. (2)表达式:t E ∆∆Φ=或tn E ∆∆Φ=. (3)说明:○1式中的n 为线圈的匝数,∆Φ是线圈磁通量的变化量,△t 是磁通量变化所用的时间.t∆∆Φ又叫磁通量的变化率. ○2∆Φ是单位是韦伯,△t 的单位是秒,E 的单位是伏特. ○3t n E ∆∆Φ=中学阶段一般只用来计算平均感应电动势,如果t∆∆Φ是恒定的,那么E 是稳恒的.(二)导线切割磁感线的感应电动势 1.公式:E=BLv2.导线切割磁感线的感应电动势公式的几点说明:(1)公式仅适用于导体上各点以相同的速度切割匀强的磁场的磁感线的情况. (2)公式中的B 、v 、L 要求互相两两垂直.当L ⊥B ,L ⊥v ,而v 与B 成θ夹角时,导线切割磁感线的感应电动势大小为θsin BLv E =.(3)适用于计算当导体切割磁感线产生的感应电动势,当v 为瞬时速度时,可计算瞬时感应电动势,当v 为平均速度时,可计算平均电动势.(4)若导体棒不是直的,θsin BLv E =中的L 为切割磁感线的导体棒的有效长度.如图13-42中,棒的有效长度有ab 的弦长.例1 如下图所示,长为L 的铜杆OA 以O 为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度 匀速转动,磁场的磁感应强度为B ,求杆OA 两端的电势差.例2 如下图所示,半径为r的金属环绕通过某直径的轴以角速度作匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B,从金属环面与磁场方向重合时开始计时,则在金属环转过30°角的过程中,环中产生的电动势的平均值是多大?例3如图1所示把线框abcd从磁感应强度为的匀强磁场中匀速拉出,速度方向与ab边垂直向右,速度的大小为,线圈的边长为,每边的电阻为,问,线圈在运动过程中,ab两点的电势差为多少?例4图13各情况中,电阻R=0.lΩ,运动导线的长度都为l=0.05m,作匀速运动的速度都为v=10m/s.除电阻R外,其余各部分电阻均不计.匀强磁场的磁感强度B=0.3T.试计算各情况中通过每个电阻R的电流大小和方向.例5 如图所示,在一均匀磁场中有一矩形导线框abcd,线框处于水平平面内,磁场与线框平面垂直,R为一电阻,ef为垂直于ab的一根导体杆,它可在ab、cd上无摩擦地滑动.杆ef及线框中导线的电阻都可不计.开始时,给ef一个向右的初速度,则A.ef将减速向右运动,但不是匀减速B.ef将匀减速向右运动,最后停止C.ef将匀速向右运动D.ef将往返运动典型习题:1.某单匝线圈电阻是1 Ω,当穿过它的磁通量始终以2 Wb/s速率减小时,则A.线圈中感应电动势一定每秒降低2 VB.线圈中感应电动势一定是2 VC.线圈中感应电流一定每秒减少2 AD.线圈中感应电流一定是2 A2关于感应电动势大小的下列说法中,正确的是 [ ]A.线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大B.线圈中磁通量越大,产生的感应电动势一定越大C.线圈放在磁感强度越强的地方,产生的感应电动势一定越大D.线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大3.如图2,垂直矩形金属框的匀强磁场磁感强度为B。
电磁感应一.电路中产生感应电流的条件只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流。
这就是说产生感应电流的条件有两个:和。
若电路不闭合,则电路中就只产生。
1.引起闭合电路中磁通量变化的原因磁感应强度发生变化;线圈面积发生变化;磁场方向与线圈平面之间夹角发生变化。
【典型例题】1.如图所示,在一固定圆柱形磁铁的N极附近置一平面线圈abcd,磁铁轴线与线圈水平中心线xx′轴重合。
下列说法正确的是()(A)当线圈刚沿xx′轴向右平移时,线圈中有感应电流(B)当线圈刚绕xx′轴转动时(ad向外,bc向里),线圈中有感应电流(C)当线圈刚沿垂直纸面方向向外平移时,线圈中有感应电流(D)当线圈刚绕yy′轴转动时(ab向里,cd向外),线圈中有感应电流2.切割磁感线(本质属于线圈面积发生变化)闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动的过程,从效果来说,也就是闭合电路中磁通量发生变化的过程,这两种产生电磁感应现象的效果是一致的。
【典型例题】2.如图所示,一个边长为L的正方形导线框以速度v匀速通过宽为d(d<L)的匀强磁场,在此过程中线框中有感应电流的时间是()(A)2d/v (B)2L/v(C)(L-d)/v (D)(L-2d)/v二.楞次定律及其应用楞次定律的内容: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。
楞次定律不仅给出了感应电流的方向,而且指明了电磁感应现象是完全符合能的转化和守恒定律的。
1.理解楞次定律时要注意(1)“阻碍”的含义是:Φ增大时:B原与B感反向;Φ减小时:B原与B感同向2.应用楞次定律判断感生电流方向的步骤是(1)确定原磁场的方向(2)确定原磁场磁通量的变化情况(3)电流磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化(4)右手螺旋定则确定感应电流的方向【典型例题】3.两圆环A、B置于同一水平面上,其中A为均匀带电绝缘环,B为导体环,当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时,B中产生如图所示方向的感应电流,则()(A)A可能带正电且转速减小(B)A可能带正电且转速增大(C)A可能带负电且转速减小(D)A可能带负电且转速增大3.要判断导体切割磁感线而产生的感生电流方向,用右手定则比较简便。