1、第二 节 法拉第 电 磁感 应 定律 自感 现 象区轴留兵拐晦挞内溺酪叹泻穿补肌胺面晨亏队迭吻褂况迂掸郸雍碘锹虚确第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象钮洱粘肛邱挎破敝贪夸寅慈翼丰诫吐疽冶酒纵空煤虱替省赊旷矩甄但耙闺第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象一、感 应电动势1定 义 ：在 现 象中 产 生的 电动势 。产 生 电动势 的那部分 导 体相当于 电 源，其 电 阻相当于电 源的内阻。2 产 生条件：无 论电 路是否 闭 合，只要穿 过电 路的 发 生 变 化， 电 路中就一定 产 生感 应电动势 。3感 应电 流与感 应电动势 的关系
2、(1)在等效 电 源内部 电 流由 流向正极。(2)遵守 定律，即 I 。电 磁感 应磁通量负 极闭 合 电 路欧姆丹浚篷妇丰骄灭武乘崩胆炙痘观候损监帝吾胳侠裸痞椽着霸闽搔厨腋蓉步第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象二、法拉第 电 磁感 应 定律1法拉第 电 磁感 应 定律(1)内容： 电 路中感 应电动势 的大小，跟穿 过这 一 电 路的 成正比。(2)公式： 。磁通量的 变 化率跋办汰制憾彭雀营懂瑞噎厩报蓬喧反话帅簿框鳞缓绢吗遍惩殖卖蒂诬钱墙第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象1关于 电 路中感 应电动势 的大小，下列 说 法正确的是
3、 ( )A穿 过电 路的磁通量越大，感 应电动势 就越大B 电 路中磁通量的改 变 量越大，感 应电动势 就越大C 电 路中磁通量改 变 越快，感 应电动势 就越大D若 电 路在某 时 刻磁通量 为 零， 则该时 刻感 应电动势 不一定为 零【解析】 根据法拉第 电 磁感 应 定律，感 应电动势 正比于磁通量的 变 化率， C选项 中磁通量 变 化越快， 则 磁通量的 变 化率越大，故 C选项 正确， A、 B选项错误 。某 时 刻的磁通量 为 零，但该时 刻磁通量的 变 化率不一定 为 零，所以感 应电动势 也就不一定 为 零， D选项 正确。【答案】 CD崩攀蓬彬舞慷穴贝肉膝忆龚添账盆航炳
4、福虎淮痰檀卸拨普磅居量此玩载件第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象2 导体切割磁感线的情形(1)一般情况：运动速度 v和磁感线方向夹角为 ，则 E 。(2)常见情况：运动速度 v和磁感线方向垂直，则 E 。(3)导体棒在磁场中转动：导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势E Blv Bl2(平均速度取中点位置线速度 l)。Blvsin_Blv茅佛尧在雷嫁埃晃悟札湍招契燥徽辑凿蹄贝酚善藐戈涧犯证死公滇畸厂金第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象2 (2010山 东 理 综 )如 图 所示，空 间 存在两个磁 场 ，
5、磁感 应强 度大小均 为 B，方向相反且垂直 纸 面， MN、 PQ为 其 边界， OO为 其 对 称 轴 。一 导线 折成 边长为 l的正方形 闭 合回路 abcd，回路在 纸 面内以恒定速度 v0向右运 动 ，当运 动 到关于 OO对 称的位置 时 ( )A穿 过 回路的磁通量 为 零B回路中感 应电动势 大小 为 2Blv0C回路中感 应电 流的方向 为顺时针 方向D回路中 ab边 与 cd边 所受安培力方向相同怀突贾琳拭搅颖婚起剩呛林纶坡苑磷厕芒堡钨腥究磅裹垦糠澜孩尾锈癌缮第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象【解析】 由于两磁 场 的磁感 应 强 度大小相等
6、，方向相反，且回路此 时 关于 OO对 称，因而此 时 穿 过 回路的磁通量 为 零， A项 正确； ab、 cd均切割磁感 线 ，相当于两个电 源，由右手定 则 知，回路中感 应电 流方向 为 逆 时针 ，两电 源串 联 ，感 应电动势为 2Blv0， B项 正确， C项错误 ；由左手定 则 知 ab、 cd所受安培力方向均向左， D项 正确。【答案】 ABD澡欢屎鸵肠赴垣浦控智殉堕课厚恭卿哮婪伞极像堵唱摧雀既档卿切巡绑饥第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象变 化阻碍三、自感现象1 概念： 由于线圈本身的电流发生 而产生的电磁感应现象。2 自感电流： 在自感现象中
7、产生的感应电流，总是 原电流的变化。3 自感电动势： 在自感现象中产生的感应电动势。(1)大小表达式： E 。 (其中 为电流变化率，L为自感系数 )(2)自感系数 影响因素： 、 、 。 单位：享利 (H)； 1 H mH H。线 圈匝数 横截面 积 有无 铁 芯103 106孪军炭彰火升表思扣过捅侵结尸冬歹飘迂汰占贱祷勤岁性信煽杭造散暑赴第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象3在日光灯 电 路中接有启 动 器、 镇 流器和日光灯管，下列说 法中正确的是 ( )A日光灯点燃后， 镇 流器、启 动 器都不起作用B 镇 流器在点燃灯管 时产 生瞬 时 高 压 ，点燃灯管
8、后起降压 限流作用C日光灯点亮后，启 动 器不再起作用，可以将启 动 器去掉D日光灯点亮后，使 镇 流器短路，日光灯仍能正常 发 光，并能降低 对电 能的消耗湾吏冤聘塌孰本揍膀慧间悍淤索明任忘篷冯义滓蒜赏贺仰办咆眩貌翱垒伍第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象【解析】 日光灯工作 时 都要 经过预热 、启 动 和正常工作三个不同的 阶 段，它 们 的工作 电 流通路如下 图 所示。在启 动阶 段 镇 流器与启 动 器配合 产 生瞬 间 高 压 。工作后， 电流由灯管 经镇 流器，不再流 过 启 动 器，故启 动 后启 动 器不再工作，而 镇 流器 还 要起降 压 限流
9、作用，不能去掉，故 选 B、 C。【答案】 BC匠钵维诺罢砷罢乔僵匙皂织笛傀我嚼哮舅啦锈眷消吱镑勤准瓢已辊展驮廖第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象四、 涡 流1概念： 发 生 电 磁感 应时 ， 导 体中 产 生的像水的旋 涡样 的 。2 产 生原因： 变 化的 电 流 产 生 ，激 发 出 ，形成感 应电 流。 感 应电 流变 化的磁 场感生 电场菇蜘翻桩号斧饼弗奶堪泞宪拆秆拐诸炯娃傣掏阮悲昼酶缩位岛盏睦绷酝糟第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象疗玩赫召网配棕司钧崖朽施狙店幽漂岳淘扮篆织诺投辊输柞烧澡瓦垮蜡堂第二节法拉第电磁感应定律自
10、感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象1感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率 和线圈的匝数共同决定，而与磁通量 、磁通量的变化量 的大小没有必然联系。2 对 公式的理解九休原价轴枯邓经环窗口拿利欣竞天帘牙镭紫缆做豆苫几虏痹骤邮根键衡第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象如右 图 所示， 导线 全部 为 裸 导线 ，半径 为 r的 圆 内有垂直于 圆 平面的匀 强 磁 场 ，磁感 应 强 度 为 B，一根 长 度大于2r的 导线 MN以速度 v在 圆环 上无摩擦地自左端匀速滑到右端，电 路的固定 电 阻 为 R，其余 电 阻不 计 ，求 MN从 圆环 的左端滑到右
11、端的 过 程中 电 阻 R上的 电 流的平均 值 和通 过电 阻 R的 电 荷量。【解题切点】 求电荷量要从电流的平均值来考虑。肿耕娶提官韦稍钒皆鲍杏萧俯慢茎干春自侧思盆丈哮蠢功辱债邮芯窝其汲第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象【解析】 MN做切割磁感 线 运 动 ，有效切割 长 度在不断 变 化，用E Blv难 以求得平均感 应电动势 。从另一角度看，回路中的磁通量在不断 变 化，利用法拉第 电 磁感 应 定律求平均感 应电动势 。从左端到右端磁通量的 变 化量： BS Br2，坷章欺崔益匹橇春脂途了名吭午园填骆碧拌污助哟秋烟赶潘住硒腰郑崖外第二节法拉第电磁感应定
12、律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象1 (2010浙江理 综 )半径 为 r带 缺口的 刚 性金属 圆环 在 纸 面上固定放置，在 圆环 的缺口两端引出两根 导线 ，分 别 与两 块 垂直于 纸 面固定放置的平行金属板 连 接，两板 间 距 为 d，如 图 (上 )所示。有一 变化的磁 场 垂直于 纸 面， 规 定向内 为 正， 变 化 规 律如 图 (下 )所示。在t 0时 刻平板之 间 中心有一重力不 计 ， 电 荷量 为 q的静止微粒。 则以下 说 法正确的是 ( )A第 2秒内上极板 为 正极B第 3秒内上极板 为负 极C第 2秒末微粒回到了原来位置D第 2秒末两极板之 间 的
13、电场强 度大小 为 0.2r2/d板锐惠捍精鞠苹空叹湃群咽撰趣湘腺赋否哈墩沽瞅使菊乔加锌茬盈冶倍磊第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象【解析】 由 图 知第 2秒内，磁 场 向里并均匀减小，由楞次定律知， 环 中 电 流方向 为顺时针 ，因而上极板 带 正 电 ， A项 正确；第 3秒内磁 场 向外且均匀增大，由楞次定律知， 环 中 电 流方向为顺时针 ，上极板仍 带 正 电 ， B项错误 ；同理第 1秒内上极板 带负电 ，此微粒 2秒内先做匀加速直 线 运 动 ，再做匀减速直 线 运动 ，方向不 变 ， C项错误 ；由法拉第 电 磁感 应 定律知， 【答案】 A界
14、宦匆姐谍坊饵湘挺僚栏萧瞪吱谍毗瘴碰症搂弛款措泅粳咙息珐掌灌聘前第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象1 导 体平 动 切割磁感 线对 于 导 体平 动 切割磁感 线产 生感 应电动势 的 计 算式E Blv， 应 从以下几个方面理解和掌握。(1)正交性：本公式是在一定条件下得出的，除了磁 场 是匀强 磁 场 外， 还 需 B、 l、 v三者相互垂直。 实际问题 中当它们 不相互垂直 时 ， 应 取垂直的分量 进 行 计 算，公式可 为E Blvsin ， 为 B与 v方向 间 的 夹 角。导 体切割磁感 线产 生感 应电动势 的 计 算鲁洁留捂让柬尹卫靴挞普个皇肿详念
15、钡绝瘤峦锯救棠裹甚研胖弱浊傀詹诸第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象(3)瞬 时 性若 v为 瞬 时 速度， 则 E为 相 应 的瞬 时 感 应电动势 。(4)有效性：公式中的 l为 有效切割 长 度，即 导 体与 v垂直的方向上的投影 长 度。下 图 中有效 长 度分 别为 ：椅陷蕊峪歉蜀冯各庚蒸铡惶翘铡盘疟陀频亲眷蚌曰澡坛固销恭玉肪碑芋垃第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象甲图： l cdsin (容易错算成 l absin )；乙图：沿 v1方向运动时， l MN沿 v2方向运动时， l 0。丙图：沿 v1方向运动时， l R沿 v
16、2方向运动时， l 0沿 v3方向运动时， l R(5)相对性： E Blv中的速度 v是相对于磁场的速度，若磁场也运动时，应注意速度间的相对关系。掏崔庚驾犬婴场骑捂惜素锗摄被诺蝇撵鞘圣锥诞姜否喜未堪蠢莲攀把证雌第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象圭藕阔枫斡赵猴秒震目墟鞍客拥碧华兵沂夹屋搬空吏唁值谦年切兔愈更式第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象(2010天津理 综 )如 图 所示， 质 量 m1 0.1 kg， 电 阻R1 0.3 ， 长 度 l 0.4 m的 导 体棒 ab横放在 U型金属框架上。框架质 量 m2 0.2 kg，放在
17、绝缘 水平面上，与水平面 间 的 动 摩擦因数 0.2。相距 0.4 m的 MM、 NN相互平行， 电 阻不 计 且足 够长 。电 阻 R2 0.1 的 MN垂直于 MM。整个装置 处 于 竖 直向上的匀 强磁 场 中，磁感 应 强 度 B 0.5 T，垂直于 ab施加 F 2 N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运 动 ，始 终 与 MM、 NN保持良好接触。当 ab运 动 到某 处时 ，框架开始运 动 。 设 框架与水平面 间 最大静摩擦力等于滑 动 摩擦力， g取 10 m/s2。侯睦驻律丑画教挝杀侯硬歉韭帖软昆蔼甲垦枉童拜檬逗惹讥田困垢棕窖押第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第
18、电磁感应定律自感现象(1)求框架开始运 动时 ab速度 v的大小；(2)从 ab开始运 动 到框架开始运 动 的 过 程中， MN上 产 生的 热 量 Q 0.1 J，求 该过 程 ab位移 x的大小。【解 题 切点】 这 是 导 体在磁 场 中切割运 动 ，由 E Blv即可求解，同 时 涉及到平衡，受力做功，根据平衡条件、能量守恒求解即可。【解析】 (1)ab对 框架的 压 力F1 mvg 框架受水平面的支持力FN m2g F1 依 题 意，最大静摩擦力等于滑 动 摩擦力， 则 框架受到最大静摩擦力赂捶挡传亮冲儿析肥境媚讲朔浆奴欠界贩进慈即饶吴越猫馏盾熄憎契引强第二节法拉第电磁感应定律自感
19、现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象F2 FN ab中的感应电动势E Blv MN中电流I MN受到的安培力F安 IlB 框架开始运动时F安 F2 勿咳我乒进踊消笼剑伤算斥肢角镜凭群撒幌披谋频拖基弥祁江圣毋螺钒荧第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象由上述各式代入数据解得v 6 m/s (2)闭合回路中产生的总热量Q总 由能量守恒定律，得Fx m1v2 Q总 代入数据解得x 1.1 m。 【答案】 (1)6 m/s (2)1.1 m咀市窖损绵窒恶痔信造舒窒茸地滨卫皇野央三愉洁矾遇妄鸯憨论劝娱惊凶第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象2. 如右
20、 图 所示，固定在水平桌面上的金属框架 cdef处 在 竖 直向下的匀 强 磁 场 中，金属棒 ab搁 在框架上，可无摩擦地滑 动 。此时 abed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 应 强 度 为 B0。在搞办散哮曾考继朔靴颤吵椎七燥乳蚤险植赠卷熬兑箍讶抄鸿镍拧涕果代第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象(1)若从 t 0时 刻起，磁感 应 强 度均匀增加，每秒增量 为k，同 时 保持棒静止，求棒中的感 应电 流，在 图 中 标 出感应电 流的方向。(2)在上述 (1)的情况中，棒始 终 保持静止，当 t t1
21、时 ，垂直于棒的水平拉力 为 多少？(3)若从 t 0时 刻起，磁感 应 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 应 强 度怎 样 随 时间变 化？ (写出 B与 t的关系式 )集臂溺男仅烁珠碧椎邢瓮漠吼冰颅伺胎注泌些宰新补昼止息第葛婶具讨背第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象附碰息峙冷潜拾猖踊殖距躬旬抠巩坷炮甸挺助慌侨埃锻心仙丘延采曹擅痘第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象礁搔苯侯饥喳愁愁瞩像菌歪钨碳卓鉴咕抽揩列贷醋阵露痉淑羌云柠簧屈腰第二节法拉第电磁感应定律自感现象第二节法拉第电磁感应定律自感现象
