高中物理第五章：法拉第電磁感應(yīng)定律知識(shí)點(diǎn)詳解
只要通過閉環(huán)的磁通量發(fā)生變化，閉環(huán)中就會(huì)產(chǎn)生電流。 這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)。 產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流； 產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
只要閉路中的磁通量發(fā)生變化，即△Φ≠0，閉路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。
磁通量變化的常見情況（Φ如何變化）
①線圈所包圍的面積發(fā)生變化，閉路中的某些導(dǎo)線移動(dòng)切割磁力線，導(dǎo)致Φ發(fā)生變化； 本質(zhì)是B不變，S增加或減少
②線圈在磁場(chǎng)中的旋轉(zhuǎn)使Φ發(fā)生變化。 線圈面積與磁感應(yīng)強(qiáng)度之間的角度發(fā)生變化。 例如，在均勻磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)的矩形線圈就是典型的例子。
③B隨t（或位置）變化，磁感應(yīng)強(qiáng)度是時(shí)間的函數(shù)； 或者閉環(huán)的變化導(dǎo)致 Φ 變化
（Φ變化的結(jié)果）：磁通量變化最直接的結(jié)果就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生。 如果線圈或線框閉合，則線圈或線框內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電流。 因此，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：經(jīng)過閉合回路中的磁通量發(fā)生變化。
產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件：
無論回路是否閉合，只要通過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的導(dǎo)體部分相當(dāng)于功率供應(yīng)。
電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 如果回路閉合，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。 如果環(huán)路不閉合，只會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而不會(huì)形成連續(xù)的電流。當(dāng)我們看變化時(shí)，我們看的是環(huán)路內(nèi)磁通量的變化，而不是環(huán)路外磁通量的變化循環(huán)。
法拉第電磁感應(yīng)定律：
內(nèi)容
電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與通過電路的磁通量的變化率成正比。
電路中發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的部分相當(dāng)于電源。 電源內(nèi)部電流的方向是從低電位流向高電位。 （即：從負(fù)到正）
①表達(dá)方式：
…=?(通用公式)ε∝
（法拉第電磁感應(yīng)定律）
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)取決于磁通量變化速度ΔB/Δt（即磁通量變化率）和線圈匝數(shù)n。 ΔB/Δt為磁場(chǎng)變化率
另一個(gè)特殊情況
當(dāng)環(huán)路中的一部分導(dǎo)體移動(dòng)切割磁力線時(shí)，導(dǎo)體的移動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直。
② E=BLv（垂直平移切割）L為導(dǎo)線的有效切割長(zhǎng)度（v為磁場(chǎng)與導(dǎo)體的相對(duì)切割速度）（導(dǎo)體移動(dòng)時(shí)B不移動(dòng)；B移動(dòng)時(shí)導(dǎo)體不移動(dòng)）移動(dòng)）
③E=nBSωsin(ωt+Φ)； Em=nBSω（線圈和B⊥的軸勻速旋轉(zhuǎn)）n為線圈匝數(shù)
注意
(1)僅適用于導(dǎo)體切割磁力線，求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的情況(若v為平均速度，則ε為平均值)；
(2) B、L、v互相垂直；
(3)式ε=θ中的θ應(yīng)理解為：
①當(dāng)B⊥L，v⊥L時(shí)，θ為B與v的夾角，如圖(a)所示；
②當(dāng)v⊥L，B⊥v時(shí)，θ為L(zhǎng)與B的夾角；
③當(dāng)B⊥L且v⊥B時(shí)法拉第電磁感應(yīng)定律，θ為v與L的夾角。
上述①②③三項(xiàng)均反映了L的有效切割長(zhǎng)度。
練習(xí)練習(xí)
1.下列哪項(xiàng)符合歷史事實(shí)（）
焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)
B法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象并總結(jié)了電磁感應(yīng)定律
C惠更斯總結(jié)折射定律
D 英國(guó)物理學(xué)家托馬斯·楊利用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)首次發(fā)現(xiàn)了光的干涉現(xiàn)象。
2、如圖所示，是一個(gè)延時(shí)開關(guān)。 當(dāng)S1閉合時(shí)，電磁鐵F將銜鐵D吸下，C電路接通； 當(dāng)S1斷開時(shí)，由于電磁感應(yīng)的作用法拉第電磁感應(yīng)定律，D會(huì)延遲一段時(shí)間才釋放。 ，但（）
A 由于A線圈的電磁感應(yīng)，產(chǎn)生D的延時(shí)釋放。
B 由于B線圈的電磁感應(yīng)而發(fā)生D的延遲釋放。
C 若線圈B的開關(guān)S2斷開，則無延時(shí)效果。
D 如果線圈 B 的開關(guān) S2 關(guān)閉，則延時(shí)會(huì)變長(zhǎng)。
練習(xí)分析
1.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)； 韋伯和紐曼發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律，麥克斯韋用公式表達(dá)了電磁感應(yīng)定律； 費(fèi)馬提出了光的折射定律。
2. 公元前
線圈A中有電流通過，使F產(chǎn)生磁場(chǎng)，D被吸下去。 這不是電磁感應(yīng)。 當(dāng)S1斷開時(shí)，A中的電流消失。 此時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度減小，A、B處的磁感應(yīng)線數(shù)量發(fā)生變化。 線圈斷開，沒有電流，對(duì)磁場(chǎng)沒有影響； B線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，已知該電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)削弱F中的磁場(chǎng)，這就是延遲效應(yīng)的原因。
評(píng)論評(píng)論：