《浙江省高三物理復(fù)習(xí) 第9章 第2講 法拉第電磁感應(yīng)與自感、渦流課件 新人教版》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《浙江省高三物理復(fù)習(xí) 第9章 第2講 法拉第電磁感應(yīng)與自感、渦流課件 新人教版(22頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、一、法拉第電磁感應(yīng)定律1在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于電源 2法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容是:電磁感應(yīng)中線圈里的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)跟穿過線圈的磁通量變化率成正比數(shù)學(xué)表達(dá)式為 式中的n為線圈的匝數(shù), 又叫磁通量的變化率,E的單位是伏特 .EEntt或t二、導(dǎo)線切割磁感線的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1公式:EBLv.2導(dǎo)線切割磁感線的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式的幾點(diǎn)說明:(1)公式僅適用于導(dǎo)體上各點(diǎn)以相同的速度垂直切割勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線的情況(2)公式中的B、v、L要求互相兩兩垂直當(dāng)LB,Lv,而v與B成夾角時(shí),導(dǎo)線切割磁感線的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為EBLvsin.(3)適用于計(jì)算當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)
2、生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),當(dāng)v為瞬時(shí)速度時(shí),可計(jì)算瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),當(dāng)v為平均速度時(shí),可計(jì)算平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(4)若導(dǎo)體棒不是直的,EBLvsin中的L為切割磁感線的導(dǎo)體棒的有效長(zhǎng)度如圖所示,棒的有效長(zhǎng)度為ab的弦長(zhǎng)三、自感1自感現(xiàn)象由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而引起2自感電動(dòng)勢(shì)(1)定義:自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做自感電動(dòng)勢(shì)(2)自感電動(dòng)勢(shì)的方向:自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化,當(dāng)電流增大時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)與原來電流方向相反;當(dāng)原來電流減小時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原來電流方向相同另外,“阻礙”不是“阻止”,電流仍在變化(3)自感電動(dòng)勢(shì)大小: 自感電動(dòng)勢(shì)大小與電流的變化率和自感系數(shù)有關(guān),與二者皆成正比關(guān)系自
3、感電動(dòng)勢(shì)與電流I、電流的變化量I無關(guān)要正確區(qū)分I、I、.在it圖象中, 是圖線上各點(diǎn)切線的斜率大小3自感系數(shù)在電流變化率( )相同的條件下,不同線圈在自感中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)大小不同,這是由各線圈在某方面特性的差異決定的自感系數(shù)(L)就是描述線圈這一特性的物理量ItIt說明:(1)線圈的自感系數(shù)決定于線圈的自身因素如線圈的長(zhǎng)度越長(zhǎng)、形狀越粗、單位長(zhǎng)度內(nèi)匝數(shù)越多,它的自感系數(shù)就越大;當(dāng)線圈帶有鐵芯時(shí),自感系數(shù)比無鐵芯時(shí)大得多(2)線圈的自感系數(shù)與線圈是否通電流、電流大小及電流變化快慢等外界因素?zé)o關(guān)(3)單位:亨利(H)1H103mH106H四、日光燈1啟輝器:利用氖管的輝光放電,起自動(dòng)把電路接通和
4、斷開的作用2鎮(zhèn)流器:在日光燈點(diǎn)燃時(shí),利用自感現(xiàn)象,產(chǎn)生瞬時(shí)高壓,在日光燈正常發(fā)光時(shí),利用自感現(xiàn)象,起降壓限流作用五、渦流當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí),這個(gè)線圈附近的導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流這種電流看起來很像水的旋渦,所以叫做渦流,如圖所示1應(yīng)用:電磁爐(特點(diǎn)是節(jié)能、環(huán)保,效率高)2防止:變壓器用硅鋼片涂絕緣漆疊合而成一、磁法拉第電磁感應(yīng)定律例1、如圖921所示,是一種測(cè)量通電螺線管中磁場(chǎng)的裝置,把一個(gè)很小的測(cè)量線圈A放在待測(cè)處,線圈與測(cè)量電量的沖擊電流計(jì)G串聯(lián),當(dāng)用雙刀雙擲開關(guān)S使螺線管的電流反向時(shí),測(cè)量線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),從而引起電荷的遷移,由表G測(cè)出電量Q,就可以算出線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B
5、.已知測(cè)量線圈共有N匝,直徑為d,它和表G串聯(lián)電路的總電阻為R,則被測(cè)處的磁感強(qiáng)度B為多大?2222(/ 2)BdENNttQRQEItdRBN解量圈中生的感,根據(jù)法拉第磁感定律可得: 由姆析:定律得: 由上述二式可得:測(cè)線產(chǎn)應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電應(yīng)歐圖921變式訓(xùn)練1、A、B兩閉合圓形導(dǎo)線環(huán)用相同規(guī)格的導(dǎo)線制成,它們的半徑之比rArB21,在兩導(dǎo)線環(huán)包圍的空間內(nèi)存在一正方形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直于兩導(dǎo)線環(huán)的平面,如圖922所示當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大的過程中,求兩導(dǎo)線環(huán)內(nèi)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比和流過兩導(dǎo)線環(huán)的感應(yīng)電流的電流之比圖922000tttttBBBktBtkABSB SEtBE
6、t解析:磁的磁感度均化,刻的磁感度, ,其中的磁感度,一常, 、的半不同,它所包的面不同,但某一刻穿它的磁通量均穿磁所在域面上的磁通量,磁域的面,即在任一刻穿包面上的磁通量是相等的,所以上的磁通量化率是相等的 得 勻強(qiáng)場(chǎng)應(yīng)強(qiáng)隨時(shí)間勻變?cè)O(shè) 時(shí)應(yīng)強(qiáng)為則為時(shí)應(yīng)強(qiáng)為數(shù)兩導(dǎo)線環(huán)徑們圍積時(shí)過們?yōu)檫^場(chǎng)區(qū)積設(shè)場(chǎng)區(qū)積為則時(shí)過兩導(dǎo)線環(huán)圍兩導(dǎo)線環(huán)變11()1. I() 1 22 AA BBB AABBS SABtEElSRSERSIlrE rIE r磁域面、,由于及 均相同,得,的截面,以所為場(chǎng)區(qū)積對(duì)兩導(dǎo)線環(huán)為導(dǎo)線積橫00009-2-3L0 2,222 2 ABvUBRABrABABBLvRABLvRrBBLvBL
7、vCBLvBLvBLvRDBLvRr如所示,一半的半形硬體以速度 ,在水平型框架上速滑,磁的磁感度,定值阻,半形硬體的阻,其余阻不,半形體切割例磁感生感的大小及之的差分, ,、 圖個(gè)徑為圓導(dǎo)勻動(dòng)勻強(qiáng)場(chǎng)應(yīng)強(qiáng)為電為圓導(dǎo)電為電計(jì)則圓導(dǎo)線產(chǎn)應(yīng)電動(dòng)勢(shì)間電勢(shì)別為圖923D0000222ABABLEBLBLvRURvABERRrr切割的有效度,所以 ,的差即路端,所以解析:長(zhǎng)為兩點(diǎn)間電勢(shì)為電壓變式訓(xùn)練2、單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)軸垂直于磁場(chǎng)若線圈所圍面積里磁通量隨時(shí)間變化規(guī)律如圖924所示,則()A線圈中0時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B線圈中0時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零C線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0D線圈中D時(shí)間刻
8、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大AC圖924,1,EnnttEtBACD即象斜率,瞬所以解析:,為圖時(shí)對(duì)為電動(dòng)勢(shì)錯(cuò)二、自感例3、如圖925所示,a、b燈分別標(biāo)有“36V,40W”和“36V,25W”,閉合電鍵,調(diào)節(jié)R,使a、b都正常發(fā)光這時(shí)斷開電鍵后重做實(shí)驗(yàn):電鍵閉合后看到的現(xiàn)象是什么?穩(wěn)定后哪只燈較亮?再斷開電鍵,又將看到什么現(xiàn)象?圖925解析:重新閉合瞬間,由于電感線圈對(duì)電流增大的阻礙作用,a將慢慢亮起來,而b立即變亮穩(wěn)定后兩燈都正常發(fā)光,a的額定功率大,所以較亮這時(shí)L的作用相當(dāng)于一只普通的電阻(就是該線圈的內(nèi)阻);斷開瞬間,由于電感線圈對(duì)電流減小的阻礙作用,通過a的電流將逐漸減小,a漸漸變暗到熄滅,而ab
9、RL組成同一個(gè)閉合回路,所以b燈也將逐漸變暗到熄滅,而且開始還會(huì)閃亮一下(因?yàn)樵瓉碛蠭aIb),并且通過b的電流方向與原來的電流方向相反這時(shí)L的作用相當(dāng)于一個(gè)電源(若a燈的額定功率小于b燈,則斷開電鍵后b燈不會(huì)出現(xiàn)“閃亮”現(xiàn)象) 變式訓(xùn)練3、如圖926所示,多匝線圈L的電阻和電源內(nèi)阻都很小,可忽略不計(jì),電路中兩個(gè)電阻器的電阻均為R,開始時(shí)電鍵S斷開此時(shí)電路中電流強(qiáng)度為I0,現(xiàn)將電鍵S閉合、線圈L中有自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生,下列說法中正確的是()A由于自感電動(dòng)勢(shì)有阻礙電流的作用,電路中電流最終由I0減小到零圖926B由于自感電動(dòng)勢(shì)有阻礙電流的作用,電路中電流最終總小于I0C由于自感電動(dòng)勢(shì)有阻礙電流的作用,電路中電流將保持I0不變D自感電動(dòng)勢(shì)有阻礙電流增大的作用,但電路中電流最終還是要增大到2I0解析:當(dāng)電鍵閉合時(shí),通過線圈的電流發(fā)生變化,在線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化,但“阻礙”不是“阻止”“阻礙”實(shí)質(zhì)上是“延緩”,雖然自感電動(dòng)勢(shì)能“延緩”電流的變化,但電流還是要變化的在電鍵S閉合后,由于自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增大,電流中的電流不會(huì)立刻變?yōu)?I0,但最終仍會(huì)增大到2I0.選項(xiàng)D正確