法拉第电磁感应定律及自感

《法拉第电磁感应定律及自感》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、法拉第电磁感应定律及自感一、教法建议抛砖引玉本单元双基学习目标1．物理知识方面①掌握导体切割磁感线情况下产生的感应电动势。②掌握穿过闭合回路的磁通量发生变化时产生的感应电动势③了解平均感应电动势和感应电动势的即时值。④了解自感现象，掌握自感电动势的计算公式，了解自感系数及影响自感系数大小的因素。2．能力培养方面①通过推理论证的过程培养学生的推理能力和分析问题的能力。②运用能量的观点、动量观点、力的观点、电路的观点来研究问题、渗透物理思想的教育。指点迷津本单元重点内容点拔本单元重点学习导体切割磁感线产生感应电动势及穿过回路的磁通量发生变化产生的感应电动势的计算。掌握导体切割磁感线

2、产生的电动势及变形公式适用条件。平动切割型：v是即时速度时ε是即时电动势是平均速度时ε是平均电动势转动切割型：，其中va、vb为端点a、b速度，若以端点a为轴转动时，线圈旋转型：为线圈在磁场中旋转产生的电动势的最大值，它适用于匀强磁场中转轴与磁场垂直情况，与线圈形状、转轴位置无关。穿过回路的磁通量发生变化产生电动势，其中n为匝数。ε=BLv可由推导出来，是感应电动势的普适公式，而ε=BLv只适用于切割磁感线类型。由于中学数学知识限制，目前只能计算平均电动势，而ε=BLv可计算即时电动势也可计算平均电动势。在磁通量非均匀变化时，用可计算通过导体截面的电量，但不能用计算电功、电热，

3、计算电功、电势需用有效值，或从能量的观点计算。二、学海导航学法指要24本单元理论原理明析（一）导体切割磁感线产生的感应电动势1．感应电动势产生电磁感应现象的闭合回路中形成感应电流，实质是闭合回路中电源电动势存在的必然结果，这种因电磁应现象而产生的电动势叫做感应电动势；当电路不闭合时，也会产生电磁感应现象，这时虽没有感应电流，感应电动势却仍然存在。在闭合电路的另一部分导体切割磁感线时，感应电动势只能存在于运动的一段导体上，而不动部分的导体上没有电动势，它们只是提供电流的通路。如果仅是一段导体在磁场中运动，而没有回路，这一段导体虽没有感应电流，但仍然可能有感应电动势。2．导体平动切

4、割磁感线产生的感应电动势计算公式ε=BLv①从能量守恒观点推导图4-30如图4-30所示，设闭合线框abcd置于有界匀强磁场B中，现以速度v匀速拉出磁场，回路产生感应电动势为ε，感应电流为I，矩形线框ab边长为L。由平衡条件得：F外=Fab安=BIL拉力做功的功率：P=F外•Fab安•v=BILv拉力做的功没有增加线框动能，而使线框中产生感应电流，转化为电能。由能量转化和守恒定律知：F•v=εI即BILv=εI得出：ε=BLv总结论证题解题方法：a.假设物理情景、物理过程、物理量、画出示意图：b.对某状态或某过程中某一对象研究，由概念或规律得出物理方程；c.对各方程联立求解得出

5、结论。②导线平动切割磁感线产生感应电动势ε=BIv的说明a.适用条件：匀强磁场，L、v、B两两垂直。b.若L⊥B、L⊥v，当v与B夹角α，如图4-31所示，v应取垂直切割磁感线的有效分速度v⊥，即ε=BLv⊥=BLv，若L∥B，或v∥B，ε=0c.若L⊥B、v⊥B，但v与L不垂直而是夹α角，如图4-32所示，则可取导线的有效切割长度。即ε=BvL有效=BvLsinαd.ε=BLv中，若v是平均速度，则ε为平均感应动电势，若v是即时速度，则ε为相应时刻的即时电动势。e.切割磁感线的导体是电源，确定其两端电势高低的方法是：先由右手定则判定导线中的感应电流方向，再根据电源内部的电流方

6、向是由低电势向高电势来确定，图4-33所示中，ab导体的a端为高电势点，b端为低电势点，a、b分别为电源的正极和负极。24图4-31图4-32（一）穿过闭合回路的磁通量发生变化而产生的感应电动势△φ1．定律内容电流中感应电动势大小，与穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。公式，n为线圈的匝数，此式适用于回路磁通量发生变化的情况。若回路不闭合，有感应电动势产生，但不能形成感应电流。图4-332．说明①磁通量的变化率反映磁通量变化的快慢，它不表示磁通量φ的大小，也不表示磁通量变化△φ的多少。在φ-t图象中，φ变化图线的切线斜率就表示。②感应电动势ε大小由决定，而与φ、△φ之间没有大小

7、上的必然联系。③如果一段时间△t内，磁通量的变化快慢不均匀，则就是△t这段时间内的平均感应电动势。3．导线转动切割磁感线产生的感应电动势图4-3424如图3-34所示，长为L的直导线OA在磁感应强度为B的匀强磁场中，以角速度ω绕固定端O作匀速垂直切割磁感线运动时，导线在短时间△t内，扫过的面积为图中的阴影部分，，切割磁感线条数为。根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势。由右手则可得出O端为电源的正极，A端为负极。1．线圈在磁场中转动产生的感应电动势矩形线圈abcd为n匝，在磁感应强度为B的