第二節法拉第電磁感應定理自感渦流電子版加v:【基本概念、規律】
一、法拉第電磁感應定理
1.感應電動勢
(1)感應電動勢:在電磁感應現象中形成的電動勢.形成感應電動勢的那部份導體就相當于電源,導體的內阻相當于電源電阻.
(2)感應電壓與感應電動勢的關系:遵照閉合電路歐姆定理,
2.法拉第電磁感應定理
(1)內容:閉合電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一電路的磁路量的變化率成反比.
二、自感與渦流
1.自感現象
(1)概念:因為導體本身的電壓變化而形成的電磁感應現象稱為自感,因為自感而形成的感應電動勢稱作自感電動勢.
(3)自感系數L的影響誘因:與線圈的大小、形狀、匝數以及是否有鐵芯有關.
2.渦流
當線圈中的電壓發生變化時,在它附近的任何導體中就會形成像水的漩渦狀的感應電壓.
(1)電磁減振:當導體在磁場中運動時,感應電壓會使導體遭到安培力,安培力的方向總是制約導體的運動.
(2)電磁驅動:假若磁場相對于導體轉動,在導體中會形成感應電壓,使導體遭到安培力作用,安培力使導體運動上去.
交流感應電動機就是借助電磁驅動的原理工作的.
【重要考點歸納】
1.感應電動勢大小的決定誘因
(1)感應電動勢的大小由穿過閉合電路的磁路量的變化率
而與磁路量Φ、磁通量的變化量ΔΦ的大小沒有必然聯系.
求解的是一個回路中某段時間內的平均電動勢,在磁路量均勻變化時,瞬時值才等于平均值.
S為線圈在磁場范圍內的有效面積.
(3)通過回路截面的電荷量q僅與n、ΔΦ和回路內阻R有關,與時間長短無關.推論如下
考點二公式E=Blv的應用
1.使用條件
本公式是在一定條件下得出的,不僅磁場是勻強磁場外,還需B、l、v二者互相垂直.實際問題中當它們不互相垂直時,應取垂直的份量進行估算,公式可為E=θ,θ為B與v方向間的傾角.
2.使用范圍
導體平動切割磁感線時,若v為平均速率,則E為平均感應電動勢,
則E為相應的瞬時感應電動勢.
3.有效性
公式中的l為有效切割寬度,即導體與v垂直的方向上的投影寬度.比如,求右圖中MN兩點間的電動勢時,有效寬度分別為
考點三自感現象的剖析
1.自感現象“阻礙”作用的理解
(1)流過線圈的電壓降低時,線圈中形成的自感電動勢與電壓方向相反,妨礙電壓的降低,使其平緩地降低.
(2)流過線圈的電壓降低時,線圈中形成的自感電動勢與電壓方向相同,妨礙電壓的降低,使其平緩地降低.
2.自感現象的四個特征
(1)自感電動勢總是制約導體中原電壓的變化.
(2)通過線圈中的電壓不能發生突變法拉第電磁感應定律,只能平緩變化.
(3)電壓穩定時,自感線圈就相當于普通導體.
(4)線圈的自感系數越大法拉第電磁感應定律,自感現象越顯著,自感電動勢只是減緩了過程的進行,但它不能使過程停止,更不能使過程反向.
3.自感現象中的能量轉化
通電自感中,電能轉化為磁場能;斷電自感中,磁場能轉化為電能.
4.剖析自感現象的兩點注意
(1)通過自感線圈中的電壓不能發生突變,即通電過程,線圈中電流漸趨變大,斷電過程,線圈中電流漸趨變小,方向不變.此時線圈可等效為“電源”,該“電源”與其他電路器件產生回路.
(2)斷電自感現象中燈泡是否“閃亮”問題的判定,在于對電壓大小的剖析,若斷電后通過燈泡的電壓比原先強,則燈泡先閃耀后再漸漸熄滅.
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