第七讲电磁感应1.doc

电磁感应
一、磁通量、电磁感应、感应电流.
1、磁通量:= BS(B为匀强磁场,S为有效面积)
(1)是标量,但有正负(不表大小)“+”表示给定的一个平面来讲,是穿入(穿出)比如穿过某面的磁通量是,将面转过180°穿过该面的磁通量为
(2)磁通量单位是韦,单位Wb.
(3)特别地当磁感应强度反向时:.
(4)产生感应电流图象:(互余关系)
2、感应电流.
产生感应电流的条件是:一是电路闭合,二是穿过闭合电路的磁通量有变化.
3、法拉第电磁感应定律:或E=BLv(L为有效长度——垂直于磁场方向的长度,v为有效速度——垂直于磁场方向的切割速度→可归纳为“三垂线”—— B、L、v三者相互垂直)
(1)附:①两种常见的有效长度.
②回路构造法:可将A、B两端用直线相连,构成闭合回路,该闭合回路没有感生电流,说明直线AB上的感应电动势与弧上的感应电动势大小相等,方向相反而抵消,所以弧上的感应电动势就等于AB线上的感应电动势,AB线长就是弧长的等效长度,所以对这样一类非直线导体,它的等效长度可用“回路构造”法,与安培力中等效长度用“回路构造法”类似.
(2)对公式或E=BLv的正确理解:
①对于上式,常用E = n,计算一般时间E感的平均值,而E=BLV常用于计算瞬时电动势,且此式只适用于一部分导体在匀强磁场中做切割磁感线时产生感应电动势的计算。
②产生感应电动势不同于感应电流,其电路是否闭合对是否产生感应电动势没有影响.
③两种切割运动的公式:
A、平动切割.
B、转动切割.
在转动切割中,在内OA转过的角度,扫过的面积,ab中产生的感应电动势。
④当闭合回路的磁通量发生变化时,将产生感应电动势和感应电流,在时间内回路中迁移的电量,适用于电流没有反向的前提下.
⑤若线框在磁场中运动,由于没有变化,则不产生感应电动势,也无电流,但是当视AD、BC为导体做切割磁感线运动,则有>,>只是加起来就为零而已.
⑥感应电动势E的大小决定于穿过回路的磁通过量的变化率,而与的大小,的大小没有必然的联系。一般可包括四种情况:A、回路面积S不变,而磁感应强度B变化,则有;
B、磁感强度B不变,而回路面积S变化,则有;
C、回路平面在磁场中转动引起磁通量的变化;
D、回路面积S和磁感应强度B均发生变化,则有。
磁通量的变化率,等于图像上某点切线的斜率,磁感应强度变化率等于B—t图像上某点切线的斜率。
利用求出的是时间内整个回路里产生的感应电动势,而不是回路中某部分导体产生的感应电动势。
4、楞次定律:感应电流产生的磁场总是要阻碍引起感应应电流的磁通量的变化,对于楞次定律的理解,可以从三个角度认识“电磁感应所产生的效果”:
(1)从磁通量变化的角度看,阻碍磁通量的变化,具体可归纳为是增加的,B感与B原反向,阻碍增加;是减小的,B感与B原同向,阻碍减小。即“增反减同”。
(2)从导体和磁场的相对运动来看,阻碍相对运动,具体可归纳为:当导体与磁场相对靠近时,在导体中产生的感应电流的磁场阻碍它们靠近;当导体与磁场相对远离时,在导体中产生的感应电流的磁场阻碍它们远离。即“来阻去留”。
(3)从导体中电流变化来看,阻碍电流的变化,具体可归纳为:当导体中电流增大时,导体中产生的自感电动势的方向与原来电流的方向相反,阻碍其增大;当导体中电流减小时,导体中产生的自感电动势的方向与原来电流的方向相同,阻碍其减小。也即“增反减同”。
注意:①当闭合回路的部分导体做切割磁感线的运动时,一定产生感应电流.(×)
[例如:线框上下平动,总之,磁通量是否发生变化是判断是否产生感应电流的充要条件]
②I感的方向是内电路的方向→常用来判断感应电动势的正负极,但要注意的是电源内部的电势高低,是由低电势(负极)流向高电势(正极).
③整个闭合回路在磁场中出来时,闭合电路中一定产生感应电流.(×)[线框在磁场中与磁感线平行时]
二、自感.
1、自感现象属于电磁感应现象,它是由于通电线圈中自身电流变化而引起的电磁感应现象.
2、作用:阻碍原电流的增加,起延迟时间的作用
3、I自的方向:是增加的,的方向与相反;是减小的,的方向与方向相同
4、(L为自感系数,描述线圈产生自感电动势大小本领的物理量其单位为享,用H表示,它的大小是由线圈本身决定)
注:决定自感系数的因数-线圈的自感系数是由线圈本身决定的,与通不通电流,,线圈越长,匝数越密,,,线圈内有无铁芯起相当大的作用,有铁芯比没有铁芯自感系数要大得多.
附:至于灯泡中的电流是突然变大还是变小(也就是说灯泡是否突然变得更亮一下),就取决于与谁大谁小