法拉第電磁感應(yīng)定理知識點剖析
11.3電磁感應(yīng)定理(Ⅱ)
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中形成的電動勢叫作感應(yīng)電動勢。
(1)條件：穿過回路的磁路量發(fā)生改變，與電路是否閉合無關(guān)。
無論是否閉合，Φ變化就形成電動勢。電路閉合才有電壓。
(2)方向判定：感應(yīng)電動勢的方向用楞次定理或手指定則來判別。
電動勢及電壓方向的正負是人為設(shè)定的。假如設(shè)順秒針電壓為正方向，則逆秒針電壓為負方向。
11.3.1內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁路量的變化率成反比。后人稱為法拉第電磁感應(yīng)定理。
11.3.2發(fā)覺者：紐曼、韋伯
公式可以求平均電動勢。Δt→0時，可求瞬時電動勢（須要求行列式，或則根據(jù)Φ-t圖斜率）。
11.3.4單位換算：1V=1Wb/s
推論所用公式：電場力做功W=qU，鐵損量Φ=BS，安培力F=BIL，電量q=It，力做功W=FL。
1Wb/s=1Tm2/s=1Nm2/Ams=1Nm/As=1J/C=1V
11.3.5定理的重點是對ΔΦ的理解和估算。
1）電磁感應(yīng)定理只估算感應(yīng)電動勢的大小，所以只估算ΔΦ的絕對值。
2）線圈繞垂直于磁場的軸，從中性面（B⊥S）起轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)過180°前后，有從正面穿過和從背面穿過兩種情況。穿過平面的磁路量是一正一負，ΔΦ＝2BS，不為零。從與中性面成θ角起轉(zhuǎn)，ΔΦ＝θ。但從B∥S位置起轉(zhuǎn)，ΔΦ＝0.
3）感應(yīng)電動勢E的方向與感應(yīng)電壓I的方向一致。可以設(shè)順秒針為正（也可以設(shè)逆秒針為正），充當電源的那部份線圈（或?qū)w棒）相當于電源，其內(nèi)阻為電源電阻。
電源兩端電流，即路端電流U=IR（外電路是純內(nèi)阻）；或U=E-Ir（適用于電阻是純內(nèi)阻，外電路可以有電動機）。
消耗功率：P外＝IU，P總＝EI。電熱：Q外＝I2Rt，Q總＝I2(R＋r)t。
11.3.6形成感應(yīng)電動勢有5種常見情況（也是設(shè)計考題的重點）：
3）在勻強磁場中，導(dǎo)體棒以一端為軸旋轉(zhuǎn)切割磁感線。（3-2教材14頁題7。）
另一種推論過程：
導(dǎo)體棒以角速率ω旋轉(zhuǎn)，Δt時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角為：θ=ωΔt
導(dǎo)體棒掃過的面積ΔS=，ΔΦ＝B·ΔS
4）在勻強磁場中，線圈繞垂直于磁場的軸旋轉(zhuǎn)。（3-2教材18頁題5.）
5）BS都變化，E感可能等于零。（例3-2教材第9頁題7。）
11.3.7對導(dǎo)線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢的剖析
1）BLv三個化學(xué)量彼此垂直時，E＝BLv.（條件：B⊥L，L⊥v法拉第電磁感應(yīng)定律，v⊥B。）
2）BLv三個化學(xué)量中，有兩個量互相平行，而第三個量與前兩個量中某一個垂直；或則三個量都平行時。E=0.即：
B∥L，或則B∥Lv平面。
L∥v，或則L∥vB平面。
v∥B，或則v∥BL平面。
3）BLv三個化學(xué)量中法拉第電磁感應(yīng)定律，有兩個量傾角為θ，而第三個量與前兩個量都垂直，則
E=θ.
4）BLv三個化學(xué)量彼此都不垂直（這些問題物理立體關(guān)系難度較大，不能重點考查化學(xué)知識，常從略）。
11.3.8反電動勢：電動機轉(zhuǎn)動時，線圈中發(fā)生電磁感應(yīng)，所形成的電動勢E’與電源電動勢E方向相反，把E’叫作反電動勢。
（水平光滑滑軌上，通濁度體棒受安培力作用加速。導(dǎo)體棒運動切割磁感線，形成電動勢E’，E’與E方向相反，為反電動勢。）
歐姆定理只適用于純內(nèi)阻電路，不適用電動機電路。E-E’=Ir+IR。導(dǎo)體電流U-E’=IR.
E=E1-E2=BL(v1-v2)=IR總.當I=0時，安培力為零，ab不再減速，cd不再加速。兩棒以相同速率勻速運動。若兩棒質(zhì)量相等，由動量守恒定理，則mv0=2mv.