1、电磁感应现象 楞次定律,基本概念和规律,定义式: 只适用于匀强磁场,且磁场方向与平面垂直。,磁通量的单位:韦伯(Wb) 1Wb=1Tm2,磁通量的一般表达式, 为平面与磁场方向的夹角。,一、磁通量物理意义:表示穿过某一面积的磁感线条数多少.,磁通量是标量,遵循代数运算法则。但有正负之分,若规定磁感线穿入这个平面为正,则穿出为负。,磁通密度:,磁通密度就是垂直于磁场方向上单位面积的磁通量(磁感线条数)。磁通密度在数值上等于磁感应强度的大小。,关于磁通量,下列说法中正确的是 ( )A穿过某一面积的磁感线条数越多,磁通量越大B穿过某一面积的磁通量一定等于面积S与该处 磁感应强度B的乘积C若穿过某一面
2、积的磁通量为零,则该处的磁感应 强度一定为零D穿过某一面积的磁通量等于该面积上单位面积的 磁感线条数,在磁感应强度为B = 0 .2T的匀强磁场中,有一面积为S = 30cm2的矩形线框,线框平面与磁场方向垂直,则穿过线框的磁通量为 Wb。 若从图所示位置开始绕垂直于磁场方向的OO轴转过600角,则穿过线框平面的磁通量为 Wb。 从图示位置开始,在转过1800角的过程中,穿过线框平面的磁通量的变化为 Wb。,如图所示,有一单匝矩形金属线框,条形磁铁垂直穿过其中心处,此时穿过矩形线框的磁通量为1,保持磁铁和线框的位置不变,将矩形线框变为圆形线框,让磁铁垂直穿过其圆心,此时穿过圆形线框的磁通量为2
3、,则 ( ) A12 B12 C1=2 D不能比较,二、电磁感应现象,利用磁场产生电流的现象。 在电磁感应现象中,所产生的电动势称为感应电动势,所产生的电流称为感应电流。产生感应电流的条件: 穿过闭合电路的磁通量发生变化。 闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,穿过闭合电路的磁通量发生了变化,电路中就产生感应电流。 但这并不表示所有切割都能产生感应电流,只有能引起闭合电路的磁通量发生变化的切割才能产生感应电流。,引起穿过闭合电路磁通量发生变化的可以是磁场强弱和方向变化、也可以是闭合电路的面积S变化、还可以是磁场与闭合电路的相对位置变化, 当然还包括几种变化因素兼而有之。 在一个物理过程
4、中,是否发生电磁感应现象不是看闭合电路是否有磁通量,而是看该过程中磁通量是否发生变化。,如图所示,一带负电的粒子,沿一圆环导体的直径方向,在圆环表面匀速掠过,则( )A圆环中没有感应电流B圆环中有顺时针方向的感应电流C圆环中有逆时针方向的感应电流D粒子靠近时有顺时针方向的感应电流,离开 时则相反E粒子靠近时有逆时针方向的感应电流,离开 时则相反,如图所示,a、b是平行金属导轨,匀强磁场垂直导轨平面,c、d是分别串有电压表和电流表金属棒,它们与导轨接触良好,当c、d以相同速度向右运动时,下列正确的是( )A.两表均有读数B.两表均无读数C.电流表有读数,电压表无读数D.电流表无读数,电压表有读数
5、,三、感应电流方向的判定楞次定律楞次定律内容 感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 理解:如果穿过所研究的闭合电路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反; 如果穿过所研究电路的磁场量减小时,感应电流的磁场与原磁场方同相同,可简记为“增反减同”。 定律中的“阻碍”不仅有“反抗”的意思,还有“补偿”的含义。,楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的反映。 楞次定律适用于一切电磁感应现象。 运用楞次定律判断感应电流方向的步骤:()明确穿过所研究的闭合电路原磁场的方向及其 分布情况;()分析穿过该闭合电路的磁通量是增加还是减少()根据楞次定律确定感应电流
6、的磁场方向;()由感应电流产生的磁场方向,再利用安培定则 判定感应电流的方向。,如图,三角形线框与长直导线彼此绝缘,线框被导线分成面积相等的两部分,在M接通图示方向电流的瞬间,线框中感应电流的方向是( ) A. 无感应电流 B. ABC C. CBA D. 条件不足,无法判断,如图所示,有一固定的超导体圆环,在其右侧放一条形磁铁,此时圆环中没有电流。当把磁铁向右方移走时,由于电磁感应,在超导体圆环中产生了一定的电流,则这时的感应电流 ( ) A方向如图所示,将很快消失 B方向如图所示,能继续维持 C方向与图示相反,将很快消失 D方向与图示相反,将继续维持,如图所示是一种延时开关。当S1闭合时,
7、电磁铁F将衔铁D吸下,将C线路接通。当S2断开时,由于电磁感应作用,D将延迟一段时间才被释放。则 ( )A由于A线圈的电磁感应作用, 才产生延时释放D的作用B由于B线圈的电磁感应作用, 才产生延时释放D的作用C如果断开B线圈的电键S2,无延时作用D如果断开B线圈的电键S2,延时将变长,适用范围:闭合电路部分导体切割磁感线产生感 应电流。 内 容:伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线从手心垂直进入,大拇指指向导体运动的方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向。,右手定则,在电磁感应现象中判断电势高低时必须把产生感应电动势的导体(或线圈)看成电源,且注意在电源的内
8、部感应电流从电势低处向电势高处流动. 在电源的外部感应电流从电势高处向低处流动。 如果电路断路,无感应电流时,可假设电路闭合,先确定感应电流方向,再确定电势的高低。,图为地磁场磁感线的示意图。在北半球地磁场的竖直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航,机翼保持水平,飞行高度不变。由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为U1,右方机翼末端处的电势为U2, ( )A若飞机从西往东飞,U1比U2高B若飞机从东往西飞,U2比U1高C若飞机从南往北飞,U1比U2高D若飞机从北往南飞,U2比U1高,感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的那个原因:阻碍原磁通量的变化;阻碍导体相对运动;阻
9、碍原电流的变化(自感)。 选择适当的楞次定律的表述方式,对问题的解决往往带来方便。,楞次定律的几种等效表述,如图所示,光滑固定导轨M、N水平放置。两根导体P、Q平行放于导轨上,形成一个闭合电路。当一条形磁铁从高处下落接近回路时( ) AP、Q将互相靠拢 BP、Q将互相远离 C磁铁的加速度仍为g D磁铁的加速度小于g,如图所示,ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框,当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动时,线框ab将( ) A保持静止不动 B逆时针转动 C顺时针转动 D发生转动,但电源极性不明, 无法确定转动方向,如图(a),圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方悬挂一相同的线圈Q,P和
10、Q共轴,Q中通有变化电流,电流随时间变化的规律如图(b)所示,P所受的重力为G,桌面对P的支持力为N,则 ( )At1时刻,N G Bt2时刻,N G Ct3时刻,NG Dt4时刻,N =G,取两个完全相同的磁电式仪表A、B,按图所示方式用导线连接起来。在把电流表A的指针向左边拨动的过程中,电流表B的指针将 向左摆动 向右摆动 静止不动发生摆动,但无法判断摆动方向,因为不知道电流表的内部结构情况。,如图所示,固定于水平桌面上的金属框cdef,处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒ab搁在框架上,可无摩擦滑动,此时adeb构成一个边长为L的正方形,棒的电阻为r,其余部分电阻不计,开始时磁感强度为B。 (1)若从t=0时刻起,磁感强度均匀增加,同时保持棒静止。试在图上标出感应电流的方向。,(2)若从t=0时刻起,磁感强度逐渐减小,当棒以恒定速度v向右做匀速运动时,可使棒中不产生感应电流,则磁感强度应怎样随时间变化(写出B与t的关系式)?,如图所示,A是长直密绕通电螺线管小线圈B与电流表连接,并沿A的轴线OX从D点自左向右匀速穿过螺线管A能正确反映通过电流表中电流,随时间变化规律的是,A,B,