高考物理知識(shí)點(diǎn)總結(jié)復(fù)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定律、自感20

1、2012屆高考物理知識(shí)點(diǎn)總結(jié)復(fù)習(xí) 法拉第電磁感應(yīng)定律、自感知識(shí)要點(diǎn)：一、基礎(chǔ)知識(shí)1、電磁感應(yīng)、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 名、感應(yīng)電流I電磁感應(yīng)是指利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。所產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。要注意理解 ：1）產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。2）產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電路是否閉合無(wú)關(guān)，而產(chǎn)生感應(yīng)電流必須閉合電路。3）產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩種敘述是等效的，即閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)與穿過閉合電路中的磁通量發(fā)生變化等 效。2、電磁感應(yīng)規(guī)律感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。河煞ɡ陔姶鸥袘?yīng)定律確定。E = BLv 當(dāng)長(zhǎng)L的導(dǎo)線，以速度v,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，垂直切割磁感線， 其兩端間感 應(yīng)電動(dòng)

2、勢(shì)的大小為名。如圖所示。設(shè)產(chǎn)生的感應(yīng)電流強(qiáng)度為 I,MN用電動(dòng)勢(shì) 為名，則MNI向左的安培力 F = BIL ,要保持MNa v勻 速向右運(yùn)動(dòng)，所施外力F = F = BIL ,當(dāng)行進(jìn)位移為 S時(shí)，外力功 W = BI L S = BILv tot為所用時(shí)間。而在t時(shí)間內(nèi)，電流做功 W= I 旌t ,據(jù)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，W=W,則 I t = BILv t。. = BIv , M點(diǎn)電勢(shì)高，N點(diǎn)電勢(shì)低。此公式使用條件是 B、I、v方向相互垂直，如不垂直，則向垂直方向作投影。君二n ,電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過這個(gè)電路的磁通變化率成正比法拉第-t電磁感應(yīng)定律。如上圖中分析所用電路圖，在At回路中面積

3、變化 AS= Lv At ,而回路跌磁通變化量e=B AS = BLv 母，又知名=BLv。 二 :t如果回路是 n匝串聯(lián)，則 = n。t公式一 ：E = nA$/&。注意：1）該式普遍適用于求平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2）名只與穿過電路的磁通量的變化率 4/&有關(guān)，而與磁通的產(chǎn)生、磁通的大小及變化方式、電路是否閉合、 電路的結(jié)構(gòu)與材料等因素?zé)o關(guān)。公式二：s = Blv sineo要注意：1）該式通常用于導(dǎo)體切割磁感線時(shí)，且導(dǎo)線與磁感線互相垂直 （l_LB）。2） 6為v與B的夾角。l為導(dǎo)體切割磁感線的有效 長(zhǎng)度（即l為導(dǎo)體實(shí)際長(zhǎng)度在垂直于B方向上的投影）。公式三：8= LAI / &。注意：1）該公式

4、由法拉第電磁感應(yīng)定律推出。適用于自感現(xiàn)象。2）名與電流的變化率 N/&成正比。公式s=n中涉及到磁通量的變化量M的計(jì)算,對(duì)她的計(jì)算,一般遇到有兩種情況：1）回路與磁場(chǎng)垂直的面積 S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化,由Ad=ABS,此時(shí)E = n.S,此-：t式中的 些叫磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率 ,若空是恒定的,即磁場(chǎng)變化是均勻的,那么產(chǎn)生的感 t.：t應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是恒定電動(dòng)勢(shì)。2）磁感應(yīng)弓II度 B不變，回路與磁場(chǎng)垂直的面積發(fā)生變化，則Ae=B AS,線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)就屬這種情況。嚴(yán)格區(qū)別磁通量 *,磁通量的變化量 歸磁通量的變化率 型,磁通量中=B S,表示 t穿過研究平面的磁感

5、線的條數(shù) ,磁通量的變化量 A1：%-與，表示磁通量變化的多少,磁 通量的變化率 絲表示磁通量變化的快慢 ,z =,十大，。及 州不一定大； 空大, TOC o 1-5 h z -t. ：t-t. ：t颯。也不一定大，它們的區(qū)別類似于力學(xué)中的v, Av及a=a的區(qū)別，另外I、&及9.也.：t. ：t有類似的區(qū)別。公式E=B1V 一般用于導(dǎo)體各部分切割磁感線的速度相同，對(duì)有些 丫 .導(dǎo)體各部分切割磁感線的速度不相同的情況，如何求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？如飛圖1所示，一長(zhǎng)為1的導(dǎo)體桿AC繞A點(diǎn)在紙面內(nèi)以角速度 與勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，* ” 上? 轉(zhuǎn)動(dòng)的區(qū)域的有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)弓雖度為 B 求AC產(chǎn) X凌月

6、,x生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，顯然，AC各部分切割磁感線的速度不相等， 圖1 va =0,vc =01 ,且AC上各點(diǎn)的線速度大小與半徑成正比，所以AC切割的速度可用其平均切割速度 ，即v = VA +VC =2=劌,故w=B012。 TOC o 1-5 h z 222212君=BL28一一當(dāng)長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)線，以其一端為軸，在垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的平面內(nèi)，以角速2度6勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其兩端感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為So如圖所示，AOI線長(zhǎng)L,以O(shè)端為軸，以6角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一義 x義乂總，周，所用時(shí)間At=空，描過面積AS = nL2,（認(rèn)為面積變化由0 /xL EX X X / X 增到立2）則磁通變化 4=B 吐2。X X K

7、XB 二 L212 r e在 AO間廣生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 名=BL 6且用t 2二 / 2右手定則制定A端電勢(shì)高，O端電勢(shì)低。君m=nBS切一一面積為S的紙圈，共n匝，在勻強(qiáng)磁場(chǎng) B中，以角速度 缶勻速 轉(zhuǎn)坳，其轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向垂直，則當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，線圈兩端有最大有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)8m。如圖所示，設(shè)線框長(zhǎng)為 L,寬為d,以co轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，ab邊垂直磁場(chǎng)方向向紙外運(yùn)動(dòng)，切割磁感線，速度為 v=6 d （圓運(yùn)動(dòng)半徑為寬邊 d的一半）產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2d 1 = BLv=BLco一=BSco, a驪電勢(shì)局于b驪電勢(shì)。22cd邊垂直磁場(chǎng)方向切割磁感線向紙里運(yùn)動(dòng), 勢(shì)高于e端電勢(shì)。bc邊，ae邊不切

8、割，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，8m = BSo 。1 一同理廣生感應(yīng)電動(dòng)熱勢(shì) 6=BS0 。 c端電2b. c兩端等電勢(shì)，則輸出端 M N電動(dòng)勢(shì)為如果線圈n匝，則&m = n B S 切，M端電勢(shì)高，N端電勢(shì)低。參照俯示圖，這位置由于線圈長(zhǎng)邊是垂直切割磁感線，所以有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值sm,如從圖示位置轉(zhuǎn)過一個(gè)角度 6 ,則圓運(yùn)動(dòng)線速度 v,在垂直磁場(chǎng)方向的分量應(yīng)為vcos8 ,則此時(shí)線圈的產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值即作最大值& =名m.cose ,即作最大值方向的投影，s=n - B S , cos （ 6是線圈平面與磁場(chǎng)方向的夾角）。當(dāng)線圈平面垂直磁場(chǎng)方向時(shí)，線速度方向與磁場(chǎng)方向平行，不切割磁感線，感應(yīng)電

9、動(dòng)勢(shì) 為零?？偨Y(jié)：計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式：/如v是即時(shí)速度，則名為即時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。；=BLv ,如丫是平均速度，則為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 TOC o 1-5 h z 色力/餐是一段時(shí)間， 功這段時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。1 2；=nBL -t &T o,為即時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2km = n BS-以線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值）w = n B S。切 cosH（瞬時(shí)值公式，6是線圈平面與磁場(chǎng)方向夾角）注意：公式中字母的含義，公式的適用條件及使用圖景。區(qū)分感應(yīng)電量與感應(yīng)電流 ，回路中發(fā)生磁通變化時(shí)，由于感應(yīng)電場(chǎng)的作用使電荷發(fā) 生定向移動(dòng)而形成感應(yīng)電流 ，在&內(nèi)遷移的電量（感應(yīng)電量）為q =I西=西=

10、得擔(dān)=個(gè)，僅由回路電阻和磁通量的變化量決定,與發(fā)生磁通變化的時(shí)間無(wú)關(guān)。因此，當(dāng)用一磁棒先后兩次從同一處用不同速度插至線圈中同一位置時(shí)，線圈里聚積的感應(yīng)電量相等，但快插與慢插時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流不同，外力做功也不同。2、自感現(xiàn)象、自感電動(dòng)勢(shì)、自感系數(shù) L自感現(xiàn)象是指由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫做自感電動(dòng)勢(shì)。自感系數(shù)簡(jiǎn)稱自感或電感，它是反映線圈特性的物理量。線圈越長(zhǎng)，單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)越多，截面積越大，它的自感系數(shù)就越大。另外 ，有鐵心的線圈的自感系數(shù) 比沒有鐵心時(shí)要大得多。自感現(xiàn)象分通電自感和斷電自感兩種，其中斷電自感中“小燈泡在熄滅之前是否要閃亮一

11、下”的問題，如圖2所示，原來電路閉合處于穩(wěn)定狀態(tài) ，L與La并聯(lián)，其電流分別為IL和IA,方向都是從左到右。在斷開S的瞬間，燈A L A中原來的從左向右的電流 Ia立即消失，但是燈A與線圈L構(gòu)成一閉合回路，由于L的自感作用，其中的電流IL不會(huì)立即消失，而是在回路中逐斷減弱維持暫短的時(shí)間，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)燈 A中有從右向左的電流通過，此時(shí)通過燈 A的電流是從IL開始減弱的如果原來I l I A,則在燈A熄滅之前要閃亮一下；如果原來I l Ia,則燈A是逐斷熄滅不再閃亮一下。原來建和1A哪一個(gè)大，要由L的直流電阻 人和八的電阻RA的 大小來決定，如果RLRA，則I L MI A,如果RL I A。分析

12、實(shí)例：如圖所示，此時(shí)線圈中通有右示箭頭方向的電流，它建立的電 流磁場(chǎng)B用右手安培定則判定，由下向上，穿過線圈。當(dāng)把滑動(dòng)變阻器的滑片 P向右滑動(dòng)時(shí)，電路中電阻增大，電源 電動(dòng)勢(shì)不變，則線圈中的電流變小，穿過線圈的電流磁場(chǎng)變小，磁 通量變小。根據(jù)楞次定律，產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原磁通量變小， 所以感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向與原電流磁場(chǎng)同向，也向上。根據(jù)右手安培 定則，感應(yīng)電流與原電流同向，阻礙原電流減弱。同理，如將滑片 P向左滑動(dòng)，線圈中原電流增強(qiáng)，電流磁場(chǎng)增 強(qiáng)，穿過線圈的磁通量增加，產(chǎn)生感應(yīng)電流，其磁場(chǎng)阻礙原磁通量 增強(qiáng)與原磁場(chǎng)反向而自上向下穿過線圈，據(jù)右手安培定則判定感應(yīng)電流方向與原電流反向，阻礙原電流增強(qiáng)。2、由于線圈（導(dǎo)體）本身電流的變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。在自感現(xiàn)象中 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)