1.磁通量、电磁感应现象的产生

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第82讲 磁通量及产生电磁感应的条件(解析版)

第82讲 磁通量及产生电磁感应的条件(解析版)

第82讲磁通量及产生电磁感应的条件一.知识回顾1.磁通量(1)定义:匀强磁场中,磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量,简称磁通。

我们可以用穿过这一面积的磁感线条数的多少来形象地理解。

(2)公式:Φ=BS。

(3)公式的适用条件:①匀强磁场;②S是垂直磁场方向的有效面积。

(4)单位:韦伯(Wb),1 Wb=1T·m2。

(5)标量性:磁通量是标量,但有正负之分。

磁通量的正负是这样规定的:任何一个平面都有正、反两面,若规定磁感线从正面穿出时磁通量为正,则磁感线从反面穿出时磁通量为负。

(6)物理意义:相当于穿过某一面积的磁感线的条数.如图所示,矩形abcd、abb′a′、a′b′cd的面积分别为S1、S2、S3,匀强磁场的磁感应强度B与平面a′b′cd垂直,则:(1)通过矩形abcd的磁通量为BS1cos θ或BS3.(2)通过矩形a′b′cd的磁通量为BS3.(3)通过矩形abb′a′的磁通量为0.2.磁通量的变化量在某个过程中,穿过某个平面的磁通量的变化量等于末磁通量Φ2与初磁通量Φ1的差值,即ΔΦ=Φ2-Φ1。

磁通量变化的常见情况变化情形举例磁通量变化量磁感应强度变化永磁体靠近或远离线圈、电磁铁(螺线管)内电流发生变化ΔΦ=ΔB·S有效面积变化有磁感线穿过的回路面积变化闭合线圈的部分导线做切割磁感线运动,如图ΔΦ=B·ΔS回路平面与磁场夹角变化线圈在磁场中转动,如图磁感应强度和有效面积同时变化弹性线圈在向外拉的过程中,如图ΔΦ=Φ2-Φ1磁通量的变化快慢)磁通量的变化量与发生此变化所用时间的比值,即ΔΦΔt。

4.电磁感应现象与感应电流“磁生电”的现象叫电磁感应,产生的电流叫作感应电流。

5.产生感应电流的条件当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中就产生感应电流。

判断感应电流能否产生的思维导图:6.电磁感应现象的两种典型情况(1)闭合导体回路的一部分做切割磁感线运动。

电磁感应的产生原理及应用

电磁感应的产生原理及应用

电磁感应的产生原理及应用1. 引言电磁感应现象是电磁学中的一个基本原理,它揭示了磁场与电流之间的相互作用。

本章将详细介绍电磁感应的产生原理及其在实际应用中的各种场景。

2. 电磁感应的产生原理电磁感应现象是由英国科学家迈克尔·法拉第在1831年发现的。

根据法拉第电磁感应定律,当闭合回路中的磁通量发生变化时,回路中就会产生电动势,从而产生电流。

2.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律可以用数学公式表示为:[ = - ]其中,( ) 表示感应电动势,单位是伏特(V);( _B ) 表示磁通量,单位是韦伯(Wb);( ) 表示磁通量随时间的变化率。

2.2 磁通量磁通量是描述磁场穿过某个闭合表面的总量。

它可以用公式表示为:[ _B = B A ]其中,( B ) 表示磁场强度,单位是特斯拉(T);( A ) 表示闭合表面的面积,单位是平方米(m²);( ) 表示磁场线与闭合表面法线之间的夹角。

2.3 感应电动势的方向根据楞次定律,感应电动势的方向总是使得其产生的电流所产生的磁场与原磁场相反。

这就是所谓的“来拒去留”原则。

3. 电磁感应的应用电磁感应现象在生产和生活中有着广泛的应用,下面列举了一些主要的应用领域。

3.1 发电机发电机是利用电磁感应现象将机械能转换为电能的装置。

当导体在磁场中运动时,导体中会产生电动势,从而产生电流。

3.2 变压器变压器是利用电磁感应原理来改变交流电压的设备。

它由两个或多个线圈组成,当交流电流通过主线圈时,会在副线圈中产生感应电动势,从而实现电压的升高或降低。

3.3 感应电炉感应电炉是利用电磁感应原理加热金属的设备。

当交流电流通过线圈时,线圈周围会产生交变磁场,金属工件置于磁场中,会产生感应电流,从而产生热量。

3.4 电磁继电器电磁继电器是利用电磁感应原理实现开关控制的设备。

当电流通过线圈时,产生的磁场会吸引铁芯,从而闭合或断开开关。

3.5 电磁悬浮电磁悬浮是一种利用电磁感应原理使物体悬浮在磁场中的技术。

电磁感应现象的发现及其原理

电磁感应现象的发现及其原理

电磁感应现象的发现及其原理1. 引言电磁感应现象是电磁学领域的基石之一,它的发现标志着人类进入了电气时代。

本篇文章将详细介绍电磁感应现象的发现过程及其原理。

2. 电磁感应现象的发现电磁感应现象的发现要归功于英国科学家迈克尔·法拉第。

在1831年,法拉第经过十年的努力,终于发现了电磁感应现象。

他发现当磁场的强度或方向发生改变时,会在导体中产生电动势,从而产生电流。

3. 电磁感应现象的原理电磁感应现象的原理可以根据法拉第电磁感应定律来解释。

法拉第电磁感应定律表明,闭合导体回路中感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,方向与磁通量的变化率方向相反。

3.1 磁通量磁通量是磁场穿过某一面积的总量。

用符号Φ表示,单位是韦伯(Wb)。

磁通量可以形象地理解为磁场线穿过某一区域的数目。

3.2 磁通量的变化率磁通量的变化率表示磁通量随时间的变化情况。

它可以分为两种:•磁通量的增加:当磁场强度、导体面积或磁场与导体面积的夹角发生变化时,磁通量会增加。

•磁通量的减少:当磁场强度、导体面积或磁场与导体面积的夹角发生变化时,磁通量会减少。

3.3 感应电动势感应电动势是指在电磁感应现象中,导体中产生的电动势。

它的计算公式为:= -其中,ε表示感应电动势,Φ表示磁通量,t表示时间。

3.4 感应电流当导体中存在感应电动势时,如果导体是闭合的,就会产生感应电流。

感应电流的产生遵循楞次定律,即感应电流的方向总是使得其磁场对原磁场的变化产生阻碍作用。

4. 电磁感应现象的应用电磁感应现象在现代科技领域中有着广泛的应用,以下是一些常见的应用实例:•发电机:通过旋转磁场和固定线圈的方式,将机械能转化为电能。

•变压器:利用电磁感应原理,实现电压的升降转换。

•感应电炉:通过高频电磁场对导体进行加热,广泛应用于金属加工领域。

•无线充电:利用电磁感应原理,实现无线传输电能。

5. 结语电磁感应现象的发现及其原理是电磁学领域的基础知识。

通过对电磁感应现象的研究,人类得以深入了解电磁场的本质,并将其应用于各种科技领域,为人类社会的发展做出了巨大贡献。

电磁感应原理:磁场如何引起电流产生

电磁感应原理:磁场如何引起电流产生

电磁感应原理:磁场如何引起电流产生
电磁感应是一种通过磁场引起电流产生的现象,它是由迈克尔·法拉第于1831年首次发现的。

电磁感应的基本原理是磁场的变化可以产生感应电流。

以下是电磁感应的主要原理:
1. 法拉第电磁感应定律:
法拉第电磁感应定律描述了磁场的变化如何引起感应电流。

该定律的表述如下:
当磁场相对于一个导体线圈有变化时,就会在线圈中产生感应电动势。

这个感应电动势的大小与磁场变化的速率成正比。

2. 磁通量:
磁通量是衡量磁场穿过一个表面的量。

它的大小取决于磁场的强度
和表面的面积,用符号Φ表示。

Φ
=
B

B
Φ=B⋅A
其中,Φ是磁通量,B是磁场的强度,A是表面的面积。

3. 感应电动势的产生:
当磁场相对于导体线圈发生变化,导体内的磁通量也会随之变化。

根据法拉第电磁感应定律,这种变化会在导体中引起感应电动势。

4. 右手定则:
右手定则描述了电流和磁场之间的关系。

当右手的拇指指向磁场方向,食指指向电流方向,中指指向导体的运动方向时,中指所表示的方向即为感应电动势的方向。

5. 感应电流的产生:
感应电动势的产生导致了感应电流的流动。

这个电流的方向由右手定则决定。

6. 应用:
电磁感应是许多电器和设备的基础,如变压器、电动发电机等。

变压器通过电磁感应来改变电压,电动发电机则是通过旋转导体在磁场中产生感应电动势,进而产生电流。

电磁感应原理的重要性在于它为电力工程和电子设备提供了基础,使得能量的转换和传输成为可能。

电磁感应现象的原理

电磁感应现象的原理

电磁感应现象的原理一、引言电磁感应现象是电磁学的基础,也是现代工业生产和科学研究中不可或缺的一部分。

它的发现和研究,为人类认识自然、改善生活和推动科技进步提供了重要的理论基础和实践支撑。

本文将从电磁感应现象的定义、基本原理、实验表现形式、相关公式及应用等方面进行全面详细的阐述。

二、电磁感应现象的定义电磁感应现象是指导体内部或周围空间中存在变化的磁场时,导体内部会出现感应电动势,并在导体内产生感应电流的物理现象。

简单来说,就是当导体与变化的磁场相互作用时,会产生电流。

三、电磁感应现象的基本原理1.法拉第定律法拉第定律指出:当导体中有变化的磁通量时,在该导体两端就会产生一个感应电动势。

该定律可以用公式表示为:ε=-dΦ/dt,其中ε表示感应电动势,Φ表示磁通量,t表示时间。

根据此公式可以得知:当Φ随时间变化率增大时,感应电动势也会增大。

2.楞次定律楞次定律指出:当导体中有变化的磁通量时,所产生的感应电流方向总是使其本身所产生的磁场与变化的磁场方向相反。

这个定律可以用公式表示为:ε=-dΦ/dt,其中ε表示感应电动势,Φ表示磁通量,t表示时间。

根据此公式可以得知:当Φ随时间变化率增大时,感应电动势也会增大。

3.洛伦兹力洛伦兹力是导体内部产生感应电流时所受到的一种力。

它的大小与导体内部电流、磁场强度和导体长度等因素有关。

当导体内部有感应电流时,该导体就会受到一个方向垂直于磁场和电流方向的力。

这个力可以用公式表示为:F=ILBsinθ,其中F表示洛伦兹力,I表示电流强度,L表示导体长度,B表示磁场强度,θ表示电流与磁场之间的夹角。

四、实验表现形式1.恒定磁场中运动导体实验将一长条金属棒放置在一个恒定磁场中,并使其沿着磁场方向运动。

此时,棒两端会产生感应电动势,并在棒内部产生感应电流。

这个实验可以通过一个示波器来观测到感应电动势和感应电流的变化情况。

2.恒定磁场中静止导体实验将一长条金属棒放置在一个恒定磁场中,并使其保持静止不动。

磁通量、电磁感应现象产生条件(含答案)

磁通量、电磁感应现象产生条件(含答案)

磁通量、电磁感应现象产生条件一、基础知识 (一)磁通量1、定义:在磁感应强度为B 的匀强磁场中,与磁场方向垂直的面积S 和B 的乘积.2、公式:Φ=BS .适用条件:(1)匀强磁场.(2)S 为垂直磁场的有效面积.3、磁通量是标量(填“标量”或“矢量”).4、磁通量的意义:(1)磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数.(2)同一平面,当它跟磁场方向垂直时,磁通量最大;当它跟磁场方向平行时,磁通量为零;当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时,磁通量为零. (二)电磁感应现象1、电磁感应现象:当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应. 2、产生感应电流的条件:表述1:闭合回路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动. 表述2:穿过闭合回路的磁通量发生变化. 3、能量转化发生电磁感应现象时,机械能或其他形式的能转化为电能.深化拓展 当回路不闭合时,没有感应电流,但有感应电动势,只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象,且产生感应电动势的那部分导体或线圈相当于电源.(三)电磁感应现象能否发生的判断 1、磁通量发生变化的三种常见情况(1)磁场强弱不变,回路面积改变; (2)回路面积不变,磁场强弱改变;(3)回路面积和磁场强弱均不变,但二者的相对位置发生改变. 2、判断流程:(1)确定研究的闭合回路.(2)弄清楚回路内的磁场分布,并确定该回路的磁通量Φ.(3)⎩⎨⎧Φ不变→无感应电流Φ变化→⎩⎪⎨⎪⎧回路闭合,有感应电流不闭合,无感应电流,但有感应电动势二、练习1、如图所示,ab是水平面上一个圆的直径,在过ab的竖直面内有一根通电直导线ef,且ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,穿过圆面积的磁通量将()A.逐渐变大B.逐渐减小C.始终为零D.不为零,但始终保持不变答案 C解析穿过圆面积的磁通量是由通电直导线ef产生的,因为通电直导线位于圆的正上方,所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过该面积的条数相等,即磁通量为零,而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化.故C正确.2、试分析下列各种情形中,金属线框或线圈里能否产生感应电流?答案除A外均能产生感应电流3、如图所示,一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中,下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是()A.圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动B.圆盘以某一水平直径为轴匀速转动C.圆盘在磁场中向右匀速平移D.匀强磁场均匀增加解析只有当圆盘中的磁通量发生变化时,圆盘中才产生感应电流,当圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动或圆盘在磁场中向右匀速平移时,圆盘中的磁通量不发生变化,不能产生感应电流,A、C错误;当圆盘以某一水平直径为轴匀速转动或匀强磁场均匀增加时,圆盘中的磁通量发生变化,圆盘中将产生感应电流,B、D正确.答案BD4、如图所示,能产生感应电流的是()答案 B解析A图中线圈没闭合,无感应电流;B图中磁通量增大,有感应电流;C图中导线在圆环的正上方,不论电流如何变化,穿过线圈的磁感线相互抵消,磁通量恒为零,也无感应电流;D图中的磁通量恒定,无感应电流.故选B.5、(2012·山东理综·14)下列叙述正确的是()A.法拉第发现了电磁感应现象B.惯性是物体的固有属性,速度大的物体惯性一定大C.牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因D.感应电流遵从楞次定律所描述的方向,这是能量守恒定律的必然结果答案AD解析电磁感应现象的发现者是法拉第,故选项A正确;惯性是物体本身固有的属性,质量是物体惯性大小的唯一量度,故选项B错误;伽利略通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因,故选项C错误;楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的表现,故选项D正确.6、(2012·北京理综·19)物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”.如图,她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环.闭合开关S的瞬间,套环立刻跳起.某同学另找来器材再探究此实验.他连接好电路,经重复实验,线圈上的套环均未动.对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是()A.线圈接在了直流电源上B.电源电压过高C.所选线圈的匝数过多D.所用套环的材料与老师的不同答案 D解析金属套环跳起的原因是开关S闭合时,套环上产生的感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的.线圈接在直流电源上,S闭合时,金属套环也会跳起.电源电压越高,线圈匝数越多,S 闭合时,金属套环跳起越剧烈.若套环是非导体材料,则套环不会跳起.故选项A、B、C错误,选项D正确.7、现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键按如图所示连接.下列说法中正确的是()A.电键闭合后,线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转B.线圈A插入线圈B中后,电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C.电键闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度D.电键闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才能偏转答案 A解析电键闭合后,线圈A插入或拔出都会引起穿过线圈B的磁通量发生变化,从而使电流计指针偏转,选项A正确;线圈A插入线圈B中后,电键闭合和断开的瞬间,线圈B的磁通量会发生变化,电流计指针会偏转,选项B错误;电键闭合后,滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动,都会导致线圈A的电流发生变化,使线圈B的磁通量变化,电流计指针都会发生偏转,选项C、D错误.8、如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab,有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中,一定能在轨道回路里产生感应电流的是()A.ab向右运动,同时使θ减小B.使磁感应强度B减小,θ角同时也减小C.ab向左运动,同时增大磁感应强度BD.ab向右运动,同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)答案 A解析设此时回路面积为S,据题意,磁通量Φ=BS cos θ,对A,S增大,θ减小,cos θ增大,则Φ增大,A正确.对B,B减小,θ减小,cos θ增大,Φ可能不变,B错误.对C,S减小,B增大,Φ可能不变,C错误.对D,S增大,B增大,θ增大,cos θ减小,Φ可能不变,D错误.故只有A正确.9、如图所示,在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆环.以下判断中正确的是()A.释放圆环,环下落时产生感应电流B.释放圆环,环下落时无感应电流C.释放圆环,环下落时环的机械能守恒D.释放圆环,环下落时环的机械能不守恒答案BC解析由条形磁铁磁场分布特点可知,穿过其中央位置正上方的圆环的合磁通量为零,所以在环下落的过程中,磁通量不变,没有感应电流,圆环只受重力,则环下落时机械能守恒,故A、D错误,B、C正确.10、如图所示,闭合圆导线线圈放置在匀强磁场中,线圈平面与磁场平行,其中ac、bd分别是平行、垂直于磁场方向的两条直径.试分析线圈做如下运动时,能产生感应电流的是() A.使线圈在纸面内平动B.使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动C.使线圈以ac为轴转动D.使线圈以bd为轴转动答案 D解析使线圈在纸面内平动、沿垂直纸面方向向纸外平动或以ac为轴转动,线圈中的磁通量始终为零,不变化,无感应电流产生;以bd为轴转动时,线圈中的磁通量不断变化,能产生感应电流,所以D选项正确.。

电磁感应基础知识

电磁感应基础知识

电磁感应基础知识总结【基础知识梳理】一、电磁感应现象1.磁通量(1)概念:在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向垂直的面积S和B的乘积。

(2)公式:①二坠。

(3)单位:1Wb=1T・m2。

(4)物理意义:相当于穿过某一面积的磁感线的条数。

2.电磁感应现象(1)电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有感应电流产生的现象。

(2)产生感应电流的条件①条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化。

②特【典例】闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。

(3)产生电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合则产生感应电流;如果回路不闭合,则只产生感应电动势,而不产生感应电流。

(4)能量转化发生电磁感应现象时,机械能或其他形式的能转化为电能。

二、楞次定律1.楞次定律(1)内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

(2)适用范围:适用于一切回路磁通量变化的情况。

(3)楞次定律中“阻碍”的含义£SAAt2.右手定则(1) 内容① 磁感线穿入右手手心。

② 大拇指指向导体运动的方向。

③ 其余四指指向感应电流的方向。

(2) 适用范围:适用于部分导体切割磁感线。

三、法拉第电磁感应定律的理解和应用1.感应电动势(1) 概念:在电磁感应现象中产生的电动势。

(2) 产生条件:穿过回路的磁通量发生改变,与电路是否闭合无关。

⑶方向判断:感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。

2.法拉第电磁感应定律⑴内容:感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

A ①(2) 公式:E=njt ,其中n 为线圈匝数。

E(3) 感应电流与感应电动势的关系:遵守闭合电路欧姆定律,即1=越。

3.磁通量变化通常有三种方式 (1) 磁感应强度B 不变,垂直于磁场的回路面积发生变化,此时E=nB-(2) 垂直于磁场的回路面积不变,磁感应强度发生变化,此时E=nA^S ,其中普是B —t图象的斜率。

磁通量与电磁感应现象

磁通量与电磁感应现象

磁通量与电磁感应现象在物理学中,电磁感应现象是指通过磁场的变化产生感应电流的过程。

而磁通量则是用来描述磁场通过某个平面的程度,是磁力线在单位面积上的穿过数量。

本文将探讨磁通量与电磁感应现象的相互关系,并分析其在生活中的应用。

磁通量的概念最早由法国科学家安培提出,他定义磁通量为磁感应强度与垂直于磁感线的有效面积之乘积。

磁通量的单位是韦伯(Wb)。

当磁感线与垂直的平面上的面积A越大,磁通量φ就越大。

这也意味着磁感应线穿过该平面的数量越多。

电磁感应现象是由英国科学家法拉第在19世纪初发现的。

他发现当导体中的磁通量发生变化时,会在导体中产生电流。

这个现象被称为法拉第电磁感应定律。

根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小取决于磁通量的变化率。

即感应电动势E等于磁通量的变化率dφ/dt。

电磁感应有两种途径,一种是通过磁场变化产生电流,称为自感应;另一种则是通过导体与磁场相对运动产生电流,称为互感应。

无论是自感应还是互感应,磁通量都是起到关键作用的因素。

磁通量与电磁感应现象在日常生活中有着广泛的应用。

其中一个典型的例子是电磁铁。

电磁铁是一种可以产生强磁场的设备,通过开关控制电流的通断,从而改变磁铁的状态。

当电流通过线圈时,会在铁芯中产生磁场。

这个磁场使得铁芯表面的磁通量增加,进而吸引周围的铁磁材料。

这就是电磁铁的工作原理。

另一个应用是感应炉。

感应炉是一种利用电磁感应原理工作的设备,它可以将电能转化为热能。

感应炉中的线圈通电产生的高频电磁场会引起感应体(通常是金属)内部电流的产生。

这种电流在感应体内部形成磁场,并且由于感应体的内部电阻导致电能转化为热能,使感应体加热。

除了实际应用,磁通量与电磁感应现象在物理学研究领域也有着重要作用。

例如,在电磁波的研究中,磁通量的变化率会通过电场变化来产生电磁波。

这种电磁波传播的现象对于我们的通信和无线技术起着至关重要的作用。

总结起来,磁通量和电磁感应现象是物理学中不可忽视的重要概念。

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一、磁通量(φ) 1.定义:穿过磁场中某个面的磁感线条数 2.定义式: 有效BS BS ==θφsin
(—θB 与S 的夹角, 有效S 指垂直于磁场方向的磁场中的面积)
3. 有效S B φ
= 磁感应强度大小等于垂直于磁感线方向单位面积上的磁通量,也叫磁通密度
4. 磁通量是标量,没有方向。

但常常引入正负号来区分某些不同的磁通量。

磁感线从“正面”穿到“反面”时,和磁感线从“反面”穿到“正面”时,磁通量是不同的。

其中一个如果用正数表示,另一个就用负数表示。

例如图,一个通电直导线
恰在矩形线框的中间,此时穿过线框的磁通量为零
5. 国际单位:韦伯,简称韦,符号Wb , 2111m T Wb ⋅=
6. 磁通量与匝数无关。

二.磁通量(φ)、磁通变化量(φ∆)、磁通变化率(
t ∆∆φ) 磁通量(φ)与一个时刻或者一个位置有关。

而磁通变化量(12-φφφ=∆)与一段时间有关或与两个位置有关。

表示磁通变化的多少 磁通变化率(t
∆∆φ):表示磁通变化的快慢。

【说明】:之所以引入“磁通量”,就是为了简洁准确的描述“电磁感应现象,科学家研究发现:发生电磁感应现象时,总是会有某个量变化了,干脆就给这个量命名,叫做磁通量。

能否发生电磁感应现象,取决于磁通量是否变化
感应电动势方向或者感应电流方向与磁通变化趋势(增加或减少)有关
感应电动势的大小与磁通变化的快慢即磁通变化率有关
【例1】 如图所示,线圈平面与水平方向夹角θ=60°,磁感线竖直向下,线圈平面面积S =0.4 m 2,匀强磁场磁感应强度B =0.6 T ,则(1)穿过线圈的磁通量Φ为多少?
(2)现在匀强磁场开始均匀变化,磁感应强度大小每秒增加0.2T ,请写出磁感应强度随时间t 变化的表达式,并求出磁通量的变化率
【例2】如图所示,在匀强磁场B 中,有一个矩形现况abcd ,线框可以绕OO'匀速转动,若已知线框匝数为N ,面积为S ,线框转动的角速度为ω,则:(1)从图示位置开始计时磁通量的表达式(用B 、S 、ω,t 表示) (2)从图示位置开始到转过900的过程中,磁通量的改变量多大? 磁通量是均匀改变吗?
(3)尝试写出磁通量的变化率的表达式
【例3】如图所示,两个同心放置的共面金属圆环a 和b , 左图中一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直,则穿过两环的
磁通量φa 、φb 的大小关系为( )。

右图中条形磁铁放 在圆环的正下方,则穿过两环的磁通量φa 、φb 的大小关系为(
)。

A .φa >φb
B .φa <φ b
C .φa =φb
D .无法比较
三.电磁感应现象产生的条件
1. 电磁感应现象即磁生电现象,法拉第经过十年的实验研究,终于发现了电磁感应现象,从此开启了人类生活的电汽化时代
2. 感应电动势产生的条件:穿过一个回路的磁通量发生变化,这个回路就有了感应电动势
3. 感应电流产生的条件:① 穿过回路的磁通量发生变化 ② 回路闭合
4. 感应电动势的产生的本质
①当一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,使回路的有效面积发生变化,从而引起磁通量变化,产生了感应电动势,这种感应电动势形象的被称为“动生电动势”。

动生电动势的本质原因是:洛仑兹力
当导体棒向右运动起来后,相当于导体棒中的自由电子向右运动起来,自由电
子将受到洛仑兹力,在洛仑兹力的作用下,向着导体棒的一端移动,这样导体
棒两端出现电势差,在导体棒的运动速度一定的情况下,导体棒两端的电势差
会稳定下来,这个电势差就是动生电动势。

可以说:导体棒做切割磁感线运动时
导体棒即升级为电源,导体棒的电阻即为这个电源的内阻,感应电动势即为该电源 电动势。

② 当导体不动,而导体所处的磁场发生变化时,可能引起穿过回路的磁通量发生变化,从而引起磁通量变化,产生了感应电动势,这种感应电动势形象的被称为“感生电动势”。

感生电动势的本质成因:当磁场发生变化时,根据麦克斯韦的电磁理论“变化的磁场能够激发电场”,可知,这个空间中不仅有磁场,同时又出现了电场,导体棒中的自由电子在电场力的驱动下定向运动起来,积累在导体棒的一端,使导体棒两端出现电势差,即为感生电动势。

两种情形的表面原因都是“磁通量发生变化”“动生电动势”“感生电动势”合称“感应电动势” N S
a b
四.感应电动势或感应电流方向的判断
【方法一】楞次定律:感应电流所产生的磁场总是阻碍磁通的变化
步骤:①明确要研究的回路②明确回路所处的磁场方向③明确穿过回路的磁通变化趋势
④根据“增反减同”推断感应磁场方向⑤用右手螺旋定则推断感应电流方向:用右手握
住回路,拇指指向感应磁场方向,那么,四指的环绕方向就是回路中的电流方向或者回路的感应电动势方向
【例4】将矩形线框ABCD从固定的通电长直导线的右边移到左边,分析移动过程中线框中
的电流方向和线框所受的安培力方向
【方法二】楞次定律推广含义:当穿过磁场中的回路磁通量发生变化时,回路和磁场双方都
将采取一切可能采取的措施,来阻碍磁通的变化
【例5】如图,一条形磁铁从高处下落,分析(1)电阻R中的电流方向
(2)条形磁铁受力情况
【例6】如图所示,光滑固定导轨m、n水平放置,两根导体棒p、q平
行放于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时,
分析判断p、q的运动情况。

【方法三】右手定则:(这种方法只适用于动生电动势)伸开右手,让拇指与四指垂直,让磁感线穿过手心,拇指指向导体的运动方向,那么,四指所指的方向为运动的那段导体中的电流方向(或者:四指所指的方向即为感应电动势的正极)
【例7】如下中图所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大线圈M相连接,要使小导线圈N 获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)( )
A.向右匀速运动
B.向左加速运动
C.向右减速运动
D.向右加速运动
【例8】如图所示,为地磁场磁感线的示意图,在北半球的竖直分量向下。

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1ϕ,右方机翼末端处的电势为2ϕ,则( )
A. 若飞机从西往东飞,
1ϕ比2ϕ高
B. 若飞机从东往西飞,2ϕ比1ϕ高
C. 若飞机从南往北飞,1ϕ比2ϕ高
D. 若飞机从北往南飞,2ϕ比1ϕ高
五.巩固训练:名师一号。

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