高中物理第五章:法拉第电磁感应定律知识点详解
只要通过闭环的磁通量发生变化,闭环中就会产生电流。 这种利用磁场产生电流的现象称为电磁感应。 产生的电流称为感应电流; 产生的电动势称为感应电动势。
产生感应电流的条件
只要闭路中的磁通量发生变化,即△Φ≠0,闭路中就会产生感应电流。
磁通量变化的常见情况(Φ如何变化)
①线圈所包围的面积发生变化,闭路中的某些导线移动切割磁力线,导致Φ发生变化; 本质是B不变,S增加或减少
②线圈在磁场中的旋转使Φ发生变化。 线圈面积与磁感应强度之间的角度发生变化。 例如,在均匀磁场中旋转的矩形线圈就是典型的例子。
③B随t(或位置)变化,磁感应强度是时间的函数; 或者闭环的变化导致 Φ 变化
(Φ变化的结果):磁通量变化最直接的结果就是感应电动势的产生。 如果线圈或线框闭合,则线圈或线框内将产生感应电流。 因此,产生感应电流的条件是:经过闭合回路中的磁通量发生变化。
产生感应电动势的条件:
无论回路是否闭合,只要通过线圈的磁通量发生变化,线圈中就会产生感应电动势,产生感应电动势的导体部分相当于功率供应。
电磁感应现象的本质是产生感应电动势。 如果回路闭合,就会产生感应电流。 如果环路不闭合,只会出现感应电动势,而不会形成连续的电流。当我们看变化时,我们看的是环路内磁通量的变化,而不是环路外磁通量的变化循环。
法拉第电磁感应定律:
内容
电路中感应电动势的大小与通过电路的磁通量的变化率成正比。
电路中发生电磁感应现象的部分相当于电源。 电源内部电流的方向是从低电位流向高电位。 (即:从负到正)
①表达方式:
…=?(通用公式)ε∝
(法拉第电磁感应定律)
感应电动势取决于磁通量变化速度ΔB/Δt(即磁通量变化率)和线圈匝数n。 ΔB/Δt为磁场变化率
另一个特殊情况
当环路中的一部分导体移动切割磁力线时,导体的移动方向与磁场方向垂直。
② E=BLv(垂直平移切割)L为导线的有效切割长度(v为磁场与导体的相对切割速度)(导体移动时B不移动;B移动时导体不移动)移动)
③E=nBSωsin(ωt+Φ); Em=nBSω(线圈和B⊥的轴匀速旋转)n为线圈匝数
注意
(1)仅适用于导体切割磁力线,求瞬时感应电动势的情况(若v为平均速度,则ε为平均值);
(2) B、L、v互相垂直;
(3)式ε=θ中的θ应理解为:
①当B⊥L,v⊥L时,θ为B与v的夹角,如图(a)所示;
②当v⊥L,B⊥v时,θ为L与B的夹角;
③当B⊥L且v⊥B时法拉第电磁感应定律,θ为v与L的夹角。
上述①②③三项均反映了L的有效切割长度。
练习练习
1.下列哪项符合历史事实()
焦耳发现了电流的磁效应
B法拉第发现了电磁感应现象并总结了电磁感应定律
C惠更斯总结折射定律
D 英国物理学家托马斯·杨利用双缝干涉实验首次发现了光的干涉现象。
2、如图所示,是一个延时开关。 当S1闭合时,电磁铁F将衔铁D吸下,C电路接通; 当S1断开时,由于电磁感应的作用法拉第电磁感应定律,D会延迟一段时间才释放。 ,但()
A 由于A线圈的电磁感应,产生D的延时释放。
B 由于B线圈的电磁感应而发生D的延迟释放。
C 若线圈B的开关S2断开,则无延时效果。
D 如果线圈 B 的开关 S2 关闭,则延时会变长。
练习分析
1.奥斯特发现了电流的磁效应; 韦伯和纽曼发现了电磁感应定律,麦克斯韦用公式表达了电磁感应定律; 费马提出了光的折射定律。
2. 公元前
线圈A中有电流通过,使F产生磁场,D被吸下去。 这不是电磁感应。 当S1断开时,A中的电流消失。 此时,磁场强度减小,A、B处的磁感应线数量发生变化。 线圈断开,没有电流,对磁场没有影响; B线圈产生感应电流,已知该电流产生的磁场会削弱F中的磁场,这就是延迟效应的原因。
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