第二节法拉第电磁感应定理自感涡流电子版加v:【基本概念、规律】
一、法拉第电磁感应定理
1.感应电动势
(1)感应电动势:在电磁感应现象中形成的电动势.形成感应电动势的那部份导体就相当于电源,导体的内阻相当于电源电阻.
(2)感应电压与感应电动势的关系:遵照闭合电路欧姆定理,
2.法拉第电磁感应定理
(1)内容:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁路量的变化率成反比.
二、自感与涡流
1.自感现象
(1)概念:因为导体本身的电压变化而形成的电磁感应现象称为自感,因为自感而形成的感应电动势称作自感电动势.
(3)自感系数L的影响诱因:与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关.
2.涡流
当线圈中的电压发生变化时,在它附近的任何导体中就会形成像水的漩涡状的感应电压.
(1)电磁减振:当导体在磁场中运动时,感应电压会使导体遭到安培力,安培力的方向总是制约导体的运动.
(2)电磁驱动:假若磁场相对于导体转动,在导体中会形成感应电压,使导体遭到安培力作用,安培力使导体运动上去.
交流感应电动机就是借助电磁驱动的原理工作的.
【重要考点归纳】
1.感应电动势大小的决定诱因
(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁路量的变化率
而与磁路量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系.
求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势,在磁路量均匀变化时,瞬时值才等于平均值.
S为线圈在磁场范围内的有效面积.
(3)通过回路截面的电荷量q仅与n、ΔΦ和回路内阻R有关,与时间长短无关.推论如下
考点二公式E=Blv的应用
1.使用条件
本公式是在一定条件下得出的,不仅磁场是匀强磁场外,还需B、l、v二者互相垂直.实际问题中当它们不互相垂直时,应取垂直的份量进行估算,公式可为E=θ,θ为B与v方向间的倾角.
2.使用范围
导体平动切割磁感线时,若v为平均速率,则E为平均感应电动势,
则E为相应的瞬时感应电动势.
3.有效性
公式中的l为有效切割宽度,即导体与v垂直的方向上的投影宽度.比如,求右图中MN两点间的电动势时,有效宽度分别为
考点三自感现象的剖析
1.自感现象“阻碍”作用的理解
(1)流过线圈的电压降低时,线圈中形成的自感电动势与电压方向相反,妨碍电压的降低,使其平缓地降低.
(2)流过线圈的电压降低时,线圈中形成的自感电动势与电压方向相同,妨碍电压的降低,使其平缓地降低.
2.自感现象的四个特征
(1)自感电动势总是制约导体中原电压的变化.
(2)通过线圈中的电压不能发生突变法拉第电磁感应定律,只能平缓变化.
(3)电压稳定时,自感线圈就相当于普通导体.
(4)线圈的自感系数越大法拉第电磁感应定律,自感现象越显著,自感电动势只是减缓了过程的进行,但它不能使过程停止,更不能使过程反向.
3.自感现象中的能量转化
通电自感中,电能转化为磁场能;断电自感中,磁场能转化为电能.
4.剖析自感现象的两点注意
(1)通过自感线圈中的电压不能发生突变,即通电过程,线圈中电流渐趋变大,断电过程,线圈中电流渐趋变小,方向不变.此时线圈可等效为“电源”,该“电源”与其他电路器件产生回路.
(2)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判定,在于对电压大小的剖析,若断电后通过灯泡的电压比原先强,则灯泡先闪耀后再渐渐熄灭.
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