感应电流的大小由感应电动势和闭合回路的总电阻共同决定,三者的大小关系遵守闭合电路欧姆定律,即二、法拉弟电磁感应定律 1.法拉第电磁感应定律
感应电动势的大小跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比。
,其中n为线圈匝数。
。
2.法拉第电磁感应定律内容的理解 (1)感应电动势的大小:
。公式适用于回路磁通量
发生变化的情况,回路不一定要闭合。 (2)
不能决定E的大小,
才能决定E的大小,而
与
之间没有大小上的联系。 (3)当
仅由B的变化引起时,则
。 中,若
取一段时间,则E为
这段时间;当
仅由S
的变化引起时,则 (4)公式
内的平均值。当磁通量不是均匀变化的,则平均电动势一般不等于初态与末态电动势的算术平均值。 三、导体切割磁感线时的感应电动势
1.导体垂直切割磁感线时, 感应电动势可用式中L为导体切割磁感线的有效长度。
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求出,
特别提醒:若导线是曲折的,则L应是导线的有效切割长度。如图所示,导线的有效切割长度即导线两个端点在v、B所决定平面的垂线上的投影长度,图中三种情况下的感应电动势相同。
2.导体不垂直切割磁感线时,即v与B有一夹角,感应电动势可用
求出。
3.感应电动势计算的两个特例
(1)导体棒在垂直匀强磁场方向转动切割磁感线时, 感应电动势可用
求出,应避免硬套公式
。
如图所示,长为L的导线棒以延长线上的O点为圆心、以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动,已知棒切割磁感线产生电动势而不是
。
,则
,
▲疑难导析
一、磁通量、磁通量变化量
、磁通量变化率
的比较
1.是状态量,是某时刻穿过闭合回路的磁感线条数,当磁场与回路平面垂直时, 2.
。
是过程量,它表示回路从某一时刻变化到另一时刻回
。
路的磁通量的增量,即 3.
表示磁通量变化的决慢,即单位时间内磁通量的变化,
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又称为磁通量的变化率。 4.、
、
的大小没有直接关系,这一点可与
可能很小;很小,
相
比较。需要指出的是很大,=0,
可能很大;
可能不为零(如线圈平面转到与磁感线平行时)。当按
=0;当为零时的区别与联系
时间内的平均感(1)求的是瞬时感应电动势,与某个时刻或某个位置相对应 最大。
正弦规律变化时,最大时,二、公式 (1)求的是与
应电动势,与某段时间或某个过程相对应 (2)求的是整个回路的感应电区 动势,整个回路的感应电动势为(2)求的是回路中一部分导体切别 零时,其回路某段导体的感应电割磁感线时产生的感应电动势 动势不一定为零 (3)由于是一部分导体切割磁感(3)由于是整个回路的感应电线的运动产生的,该部分就相当于动势,因此电源部分不容易确定 电源 联 公式和是统一的,当时,为瞬时感应电系 动势,只是由于高中数学知识所限,现在还不能这样求瞬时感应18 / 27
电动势,而公式电动势 的v若代入,则求出的为平均感应识点二——互感、自感和涡流 ▲知识梳理
一、互感、自感和涡流现象 1.互感现象
一个线圈中的电流变化,所引起的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象叫互感现象。在互感现象中出现的电动势叫互感电动势,其重要应用之一是制成变压器。 2.自感现象
(1)定义:由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象,叫自感现象。自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。其主要应用之一是制成日光灯。 (2)自感电动势: 特别提醒:
①自感电动势的作用:总是阻碍导体中原电流的变化,即总是起着推迟电流变化的作用。
②自感电动势的方向:自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化,当原来电流增大时,自感电动势与原来电流方向相反;当原来电流在减小时,自感电动势与原来电流方向相同。
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(L为自感系数)
(3)自感系数:自感系数L简称为电感或自感,与线圈的形状、长短、匝数有关线圈的横截面积越大,线圈越长,匝数越密,它的自感系数越大;有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。其单位是亨利,1 3.涡流
当线圈中的电流随时间发生变化时,线圈附近的任何导体都会产生感应电流,电流在导体内
自成闭合回路,很像水的漩涡,把它叫做涡电流,简称涡流。
▲疑难导析
一、互感现象是一种常见的电磁感应现象
互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,而且可以发生于任何相互靠近的电路之间。互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路,变压器就是利用互感现象制成的。在电力工程和电子电路中,互感现象有时会影响电路的正常工作,这时要求设法减小电路间的互感。 二、灯泡闪亮的原因
如图所示,原来电路闭合并处于稳定状态,L与A并联,其电流分别为和,方向都是从左向右。在断开S的瞬间,灯A中原来的从左向右的电流立即消失,但是灯A与线圈L组成一闭合回路,由于L的自感作用,其中的电流不会立即消失,而是在回路中逐渐减弱,并维持短暂的时间,此时间内灯A中有从
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。