文档介绍:第16章:电磁感应
一、知识网络
闭合电路中磁通量发生变化时产生感应电流
当磁场为匀强磁场,并且线圈平面垂直磁场时磁通量:φ=BS
如果该面积与磁场夹角为α,则其投影面积为Ssinα,则磁通量为Φ=BSsinα。磁通量单位: 韦伯,符号:Wb
感应现象:
闭合电路中某些导体在做切割磁感线运动
闭合电路磁通量发生变
产生感应电流办法
右手定则,
楞次定律
感应电流方向鉴定
电磁感应
E=BLνsinθ
感应电动势大小
实验:通电、断电自感实验
大小:
方向:总是阻碍原电流变化方向
自感电动势
自感
灯管
镇流器
启动器
日光灯构造
应用
日光灯工作原理:自感现象
定义:机械能是指动能和势能总和。
转化:动能和势能之间互相转化。
机械能守恒:无阻力,动能和势能之间总量不变。
机械能
及其转化
二、重、难点知识归纳
1. 法拉第电磁感应定律
(1).产生感应电流条件:穿过闭合电路磁通量发生变化。
以上表述是充分必要条件。无论什么状况,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,穿过该电路磁通量也一定发生了变化。
当闭合电路一某些导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中有感应电流产生。这个表述是充分条件,不是必要。在导体做切割磁感线运动时用它鉴定比较以便。
(2).感应电动势产生条件:穿过电路磁通量发生变化。
这里不规定闭合。无论电路闭合与否,只要磁通量变化了,就一定有感应电动势产生。这好比一种电源:无论外电路与否闭合,电动势总是存在。但只有当外电路闭合时,电路中才会有电流。
(3). 引起某一回路磁通量变化因素
a磁感强度变化
b线圈面积变化
c线圈平面法线方向与磁场方向夹角变化
(4). 电磁感应现象中能转化
感应电流做功,消耗了电能。消耗电能是从其他形式能转化而来。
在转化和转移中能总量是保持不变。
(5). 法拉第电磁感应定律:
a决定感应电动势大小因素:穿过这个闭合电路中磁通量变化快慢
b注意区别磁通量中,磁通量变化量,磁通量变化率不同
—磁通量,—磁通量变化量,
c定律内容:感应电动势大小决定于磁通量变化率大小,与穿过这一电路磁通量变化率成正比。
(6)在匀强磁场中,磁通量变化ΔΦ=Φt-Φo有各种形式,重要有:
①S、α不变,B变化,这时ΔΦ=ΔBSsinα
②B、α不变,S变化,这时ΔΦ=ΔSBsinα
③B、S不变,α变化,这时ΔΦ=BS(sinα2-sinα1)
a
b
c
a
c
b
M
N
S
在非匀强磁场中,磁通量变化比较复杂。有几种状况需要特别注意:
a
b
c
图16-1
①如图16-1所示,矩形线圈沿a →b →c在条形磁铁附近移动,穿过上边线圈磁通量由方向向上减小到零,再变为方向向下增大;右边线圈磁通量由方向向下减小到零,再变为方向向上增大。
图16-2
②如图16-2所示,环形导线a中有顺时针方向电流,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中电流增大时,b、c线圈所围面积内磁通量有向里也有向外,但向里更多,因此总磁通量向里,a中电流增大时,总磁通量也向里增大。由于穿过b线圈向外磁通量比穿过c线圈少,因此穿过b线圈磁通量更大,变化也更大。
图16-3
b
c
③如图16-3所示,虚线圆a内有垂直于纸面向里匀强磁场,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。当虚线圆a中磁通量增大时,与②状况不同,b、c线圈所围面积内都只有向里磁通量,且大小相似。因而穿过它们磁通量和磁通量变化都始终是相似。
(7)感应电动势大小计算式:
注:a、若闭合电路是一种匝线圈,线圈中总电动势可看作是一种线圈感应电动势n倍。E是时间内平均感应电动势
(6)几种题型
①线圈面积S不变,磁感应强度均匀变化:
②磁感强度不变,线圈面积均匀变化:
③B、S均不变,线圈绕过线圈平面内某一轴转动时,计算式为:
2. 导体切割磁感线时产生感应电动势大小计算式
(1). 公式:
(2). 题型:a若导体变速切割磁感线,公式中电动势是该时刻瞬时感应电动势。
b若导体不是垂直切割磁感线运动,v与B有一夹角,如右图16-4:
图16-4