楞次定律 磁通量
楞次定律物理知识点

楞次定律物理知识点即磁通量变化感应电流感应电流磁场磁通量变化。
楞次定律的内容:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流为磁通量变化。
楞次定律是判断感应电动势方向的定律,但它是通过感应电流方向来表述的。
按照这个定律,感应电流只能采取这样一个方向,在这个方向下的感应电流所产生的磁场一定是阻碍引起这个感应电流的那个变化的磁通量的变化。
我们把“引起感应电流的那个变化的磁通量”叫做“原磁道”。
因此楞次定律可以简单表达为:感应电流的磁场总是阻碍原磁通的变化。
所谓阻碍原磁通的变化是指:当原磁通增加时,感应电流的磁场(或磁通)与原磁通方向相反,阻碍它的增加;当原磁通减少时,感应电流的磁场与原磁通方向相同,阻碍它的减少。
从这里可以看出,正确理解感应电流的磁场和原磁通的关系是理解楞次定律的关键。
要注意理解“阻碍”和“变化”这四个字,不能把“阻碍”理解为“阻止”,原磁通如果增加,感应电流的磁场只能阻碍它的增加,而不能阻止它的增加,而原磁通还是要增加的。
更不能感应电流的“磁场”阻碍“原磁通”,尤其不能把阻碍理解为感应电流的磁场和原磁道方向相反。
正确的理解应该是:通过感应电流的磁场方向和原磁通的方向的相同或相反,来到达“阻碍”原磁通的“变化”即减或增。
楞次定律所反映提这样一个物理过程:原磁通变化时( 原变),产生感应电流(I感),这是属于电磁感应的条件问题;感应电流一经产生就在其周围空间激发磁场( 感),这就是电流的磁效应问题;而且I感的方向就决定了感的方向(用安培右手螺旋定那么判定); 感阻碍原的变化——这正是楞次定律所解决的问题。
这样一个复杂的过程,可以用图表理顺如下:楞次定律也可以理解为:感应电流的效果总是要对抗(或阻碍)产生感应电流的原因,即只要有某种可能的过程使磁通量的变化受到阻碍,闭合电路就会努力实现这种过程:(1)阻碍原磁通的变化(原始表速);(2)阻碍相对运动,可理解为“来拒去留”,具体表现为:假设产生感应电流的回路或其某些局部可以自由运动,那么它会以它的运动来阻碍穿过路的磁通的变化;假设引起原磁通变化为磁体与产生感应电流的可动回路发生相对运动,而回路的面积又不可变,那么回路得以它的运动来阻碍磁体与回路的相对运动,而回路将发生与磁体同方向的运动;(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势;(4)阻碍原电流的变化(自感现象)。
楞次定律

a P
练习2、两圆环A、B置于同一水平面上,其中A为 均匀带电绝缘环,B为导体环,当A以如图所示的 方向绕中心转动的角速度发生变化时,B中产生如 图所示方向的感应电流。则( ) A.A可能带正电且转速减小 B.A可能带正电且转速增大 C.A可能带负电且转速减小 D.A可能带负电且转速增大
探索感应电流方向的判断方法2
(3)理解“阻碍” : 谁起阻碍作用? 感应电流的磁场 阻碍什么? 引起该感应电流的磁通量的变化 如何阻碍?(理解的关键)
(1)从感应电流磁场和原磁场方向 关系看: 减同增反 (2)从相对运动过程受力情况看:
来拒去留
(3)从线框面积变化趋势看(只适 用于原磁场为单一方向磁场): 增缩减扩
注:其实,对于任何具体问题,解决 时关键在于理解“如何阻碍”和“谁 来完成”
I
电磁感应的逆向运用
如图所示,在长直载流导线附近有一个矩形线圈 ABCD,线圈与导线始终在同一个平面内.线圈在 导线的右侧平移时,其中产生了 A→B→C→D→A方向的电流. 请判断,线圈在 向哪个方向移动? 分析: 研究对象——矩形线圈 1、原磁场的方向: 2、线圈中感应电流的磁场方向: 3、原磁通量变化: 向里 向外 增大
练习1:线圈通过磁场区域时,判断线圈中感应电流 的 方向?线框的加速度与g的关系?
练习2、一水平放置的矩形闭合线圈abcd,在细 长磁铁的N极附近竖直下落,由图示位置Ⅰ经过 位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和位置Ⅲ都很靠近位 置Ⅱ .在这个过程中,线圈中感应电流: A.沿abcd流动 a d B.沿dcba流动 C.从Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动, b c Ⅰ 从Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动 Ⅱ D.从Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动, Ⅲ 从Ⅱ到Ⅲ是 沿 abcd 流动
B感与B原关 相反 相反 相同 相同 系 感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁 第一结论 结论 场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 第二结论
实验报告楞次定律

一、实验目的1. 验证楞次定律,即感应电流的方向总是阻碍原磁通量的变化。
2. 理解法拉第电磁感应定律和楞次定律的关系,加深对电磁感应现象的认识。
3. 掌握实验器材的使用方法,提高实验操作技能。
二、实验原理楞次定律:感应电流的方向总是使得由它产生的磁场阻碍原磁通量的变化。
具体来说,当原磁通量增加时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同。
法拉第电磁感应定律:感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,即ε = -dΦ/dt。
三、实验器材1. 磁铁2. 闭合线圈3. 滑动变阻器4. 电流表5. 电源6. 导线7. 电流计8. 磁通量计9. 秒表四、实验步骤1. 将磁铁插入闭合线圈中,使磁铁的北极与线圈的一端相接触。
2. 闭合电路,观察电流表指针的偏转情况,记录初始磁通量Φ1。
3. 拉动磁铁,使其离开线圈,同时观察电流表指针的偏转情况,记录磁通量Φ2。
4. 重复步骤3,改变拉动磁铁的速度,记录不同速度下的磁通量Φ3、Φ4、Φ5。
5. 使用秒表测量不同速度下磁铁离开线圈的时间t1、t2、t3、t4、t5。
6. 使用磁通量计测量不同速度下磁铁离开线圈时的磁通量Φ6、Φ7、Φ8。
五、实验数据及处理根据实验数据,计算磁通量的变化率ΔΦ/Δt,即:ΔΦ/Δt = (Φ2 - Φ1) / t1 = (Φ3 - Φ1) / t2 = (Φ4 - Φ1) / t3 = (Φ5 - Φ1) / t4 = (Φ6 - Φ1) / t5根据法拉第电磁感应定律,计算感应电动势ε:ε = -dΦ/dt六、实验结果与分析根据实验结果,分析如下:1. 随着磁铁离开线圈的速度增加,磁通量的变化率ΔΦ/Δt也随之增大,说明感应电动势ε与磁通量的变化率成正比。
2. 电流表指针的偏转方向与磁铁离开线圈的速度有关,符合楞次定律的描述。
3. 在不同速度下,感应电动势ε的值与磁通量的变化率ΔΦ/Δt成正比,说明法拉第电磁感应定律和楞次定律在实验中得到了验证。
电磁感应 楞次定律

过程分析 三定则
第一节 电磁感应 楞次定律
如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金
属棒PQ、MN,MN的左边有一闭合电路,当PQ在外力的作
用下运动时,MN在磁场力的作用下向右运动,则PQ所做的
(4)标量。有正负 2.磁通量的物理意义
(1)可以形象地理解为磁通量就是穿过某一面积的 磁感线的条数 . (2)同一个平面,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.
3.面与磁场方向有夹角
4.面内磁场方向不同
B
N
I
S
第一节 电磁感应 楞次定律
思考: 1.磁通量变化的原因有哪些?
如图甲为竖直悬挂的闭合导体环,乙为带铁心的
电磁铁,ab为架在水平平行导轨上的金属棒,导轨间 有竖直向上的匀强磁场,开始时甲处于静止,当ab沿
导轨做切割磁感线运动时,导体环甲远离电磁铁乙向
左摆动,则ab可能的运动是:[ BD]
A.向右匀速运动 B.向右加速运动 C.向右减速运动 D.向左加速运动
第一节 电磁感应 楞次定律
练习
1.楞次定律 1)阻碍不是阻止 增反减同 来拒去留(相对运动)
2)思路 定对象 明电路
增缩减扩(单一方向磁场)
原磁场方向
感应电流
感应电流
原磁通变化
磁场方向
方向
2.右手定则 切割情况
第一节 电磁感应 楞次定律
一、磁通量
1.磁通量的计算 (1)公式:Φ= BS. (2)适用条件:① 匀强 磁场;②S是 垂直 磁场的有效面积.(实际 垂直) (3)单位:韦伯 ,1 Wb=1 T·m2.
楞次定律讲解

楞次定律讲解楞次定律是电磁感应领域的一项基本定律,对于理解电磁现象起着至关重要的作用。
本文将详细讲解楞次定律的原理、表达形式及其在实际应用中的重要性。
一、楞次定律的原理楞次定律是描述电磁感应现象的一个规律,它是由俄国物理学家海因里希·楞次于1831年发现的。
楞次定律指出:在闭合回路中,感应电动势的方向总是和改变它的磁通量的效果相反。
具体来说,当磁通量增大时,感应电动势的方向会使得磁通量减小;当磁通量减小时,感应电动势的方向会使得磁通量增大。
二、楞次定律的表达形式楞次定律可以用数学公式表示为:[ varepsilon = -frac{dPhi_B}{dt} ]其中,( varepsilon ) 表示感应电动势,( Phi_B ) 表示磁通量,( t ) 表示时间,负号表示感应电动势的方向与磁通量变化的方向相反。
三、楞次定律在实际应用中的重要性1.发电机的原理:发电机是利用楞次定律将机械能转化为电能的设备。
通过旋转的磁场和线圈之间的相互作用,产生感应电动势,从而实现电能的输出。
2.变压器的原理:变压器利用楞次定律实现电压的升高或降低。
当原线圈的电流变化时,产生的磁场会穿过副线圈,从而在副线圈中产生感应电动势,实现电压的变换。
3.电动机的制动:在某些情况下,电动机需要实现制动功能。
此时,可以通过改变电动机的供电方式,使得电动机的转子成为闭合回路的一部分,利用楞次定律产生的感应电动势实现制动。
4.磁场检测:楞次定律在磁场检测领域也有广泛的应用,如电流互感器、电压互感器等,它们都是利用楞次定律原理来检测电流和电压的。
四、总结楞次定律作为电磁感应领域的一项基本定律,不仅在理论研究中具有重要作用,而且在实际应用中也有着广泛的应用。
楞次定律

第31课时电磁感应现象楞次定律一、磁通量1、公式: (B⊥S)或(B与S的夹角为θ)注意:S不一定是某个线圈的面积,而是在磁场范围内的面积;多匝线圈的磁通量与线圈匝数无关。
2、单位:;符号:。
3、合磁通量的求法:磁通量是量,计算穿过某个面的磁通量时,先规定某个方向的磁通量为正,反方向的磁通量为负,磁通量的等于这个平面的合磁通量。
例1、如图,矩形线圈有N匝,面积大小为S,放在水平面内,加一个竖直向下的范围较大的匀强,磁感应磁场强度为B,则穿过平面的磁通量是多少?若使ab边转过60o,则穿过线圈平面的磁通量是多少?若线圈绕ab边转过180 o,则穿过线圈的磁通量改变了多少?例2、如图所示,条形磁铁竖直放置,一水平圆环从磁铁上方的位置a向下运动,依次经过图中的位置b、c、d、e,在整个过程中,穿过圆环的磁通量的变化情况是( )A.变大,变小,变大,变小 B.变大,变大,变小,变小C.变大,不变,不变,变小 D.变小,变小,变大,变大二、电磁感应现象1、只要穿过闭合电路的发生变化,闭合电路中就有电流产生,这种利用磁场产生的现象叫电磁感应现象;产生的电流叫做电流,产生的电动势叫做电动势。
2、条件:。
例3、试分析下列各种情形中,金属线框或线圈里能产生感应电流的是()三、楞次定律和右手定则例4、如图所示,通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd .则 ( )A.若线圈向右平动,其中感应电流方向是a →b →c →dB.若线圈竖直向下平动,无感应电流产生C.当线圈以ab 边为轴转动时,其中感应电流方向是a →b →c →dD.当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a →b →c →d1、楞次定律:感应电流具有这样的特点,感应电流的磁场总是 引起感应电流的_______________。
2、应用楞次定律判断感应电流的方向的具体步骤为:(1)明确 磁场方向, (2)判断穿过的 增加还是减少,(3)确定 的方向, (4)利用 反推感应电流的方向。
楞次定律—知识点
知识点一:磁通量1.定义:在磁感应强度B 匀强磁场中,有一个与磁场方向垂直的平面,面积为S 。
把B 与S 的乘积叫做穿过这一面积的磁通量,用字母Φ表示。
2.定义式:S⊥B 时,Φ=BSS //B 时,Φ=0B 与S 不垂直:Φ为B 乘以S 在磁场垂直方向上投影的面积,Φ=B·S 影=BSCos θ (θ为B 与投影面的夹角)。
3.单位:韦伯,符号Wb ,1Wb=1T·m 24.物理意义:表示穿过磁场中某一面积的磁感线条数。
5.磁通密度:从Φ=BS 可以得出,B =Φ/S ,这表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量,所以 磁感应强度也叫做磁通密度。
注意:磁通量是标量,有正负之分,如果穿过某个面的磁通量为Ф,将该面转过180°时,磁通 量为-Ф。
6.磁通量的变化量ΔФ:(1)物理意义:某一段时间内穿过某个面的磁通量的变化量。
(2)大小计算: ΔΦ=Φ2-Φ1,要首先规定正方向;ΔΦ=B.ΔSΔΦ=S .ΔB(3)与磁场垂直的平面,开始时和转过180°时穿过平面的磁通量是 不同的,一正一负,|ΔΦ|=2BS 而不是零。
7.磁通量的变化率ΔФ/Δt: (1)物理意义:穿过某个面的磁通量变化的快慢。
(2)大小计算: ΔФ/Δt =B.ΔS /ΔtΔФ/Δt =S.ΔB /Δt(3)既不表示磁通量的大小,也不表示磁通量变化的多少, 实际它就是单匝线圈上产生的电动势。
【针对训练】1.一磁感应强度为B 的匀强磁场方向水平向右,一面积为S 的矩形线圈abcd 如图所示放置,平面abcd 与竖直方向成θ角。
将abcd 绕ad 轴转180°角,则穿过线圈平面的磁通量的变化量为()。
2.如图所示,矩形线框abcd 的长和宽分别为2L 和L ,匀强磁场的磁感应强度为B ,虚线为磁场的边界。
若线框以ab 边为轴转过60°的过程中,穿过线框的磁通量的变化情况是()。
楞次定律2
3.如图 、B都是很轻的铝环,环A是闭合的, 如图A、 都是很轻的铝环 都是很轻的铝环, 是闭合的, 如图 是闭合的 是断开的, 环B是断开的,用磁铁的任一极去接近 环, 是断开的 用磁铁的任一极去接近A环 会产生什么现象?把磁铁从A环移开 环移开, 会产生什么现象?把磁铁从 环移开,会产生 什么现象?磁极移近或远离B环,又会发生什 什么现象?磁极移近或远离 环 么现象? 么现象?解释所发生的现象
三. 楞次定律
表述二: 表述二:感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因
如图示, 例5. 如图示,一闭合的铜环从静止开始由高处下落通过条形 磁铁后继续下落,空气阻力不计,则在圆环的运动过程中, 磁铁后继续下落,空气阻力不计,则在圆环的运动过程中,下 列说法正确的是:( 列说法正确的是:( B ) 圆环在磁铁的上方时,加速度小于g A. 圆环在磁铁的上方时,加速度小于g, 在下方时大于g 在下方时大于g, 圆环在磁铁的上方时,加速度小于g B. 圆环在磁铁的上方时,加速度小于g, 在下方时也小于g, 在下方时也小于g 圆环在磁铁的上方时,加速度小于g C. 圆环在磁铁的上方时,加速度小于g, 在下方时等于g 在下方时等于g, 圆环在磁铁的上方时,加速度大于g D. 圆环在磁铁的上方时,加速度大于g, 在下方时小于g. 在下方时小于g. N S FA G FA G
× × S
二、感应电流产生的条件:只要穿过闭合电 感应电流产生的条件: 路的磁通量发生变化, 路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生 感应电流. 感应电流. 其中“磁通量的变化”可能 可能是: 可能 ①导体所围面积的变化; ②磁场与导体相对位置的变化; ③磁场本身强弱的变化。 若电路不闭合,就不会产生感应电流.
E
5.如图所示,闭合矩形线圈abcd从静止开始竖直下 .如图所示,闭合矩形线圈 从静止开始竖直下 落,穿过一个匀强磁场区域,此磁场区域竖直方向的 穿过一个匀强磁场区域, 长度远大于矩形线圈bc边的长度,不计空气阻力,则 长度远大于矩形线圈 边的长度,不计空气阻力, 边的长度 ( ) A.从线圈 边进入磁场到 边穿过出磁场的整个过 边进入磁场到ab边穿过出磁场的整个过 .从线圈dc边进入磁场到 程,线圈中始终有感应电流 B.从线圈 边进入磁场到 边穿出磁场的整个过程 边进入磁场到ab边穿出磁场的整个过程 .从线圈dc边进入磁场到 中,有一个阶段线圈的加速度等于重力加速度 C.dc边刚进入磁场时线圈内感应电流的方向,与dc 边刚进入磁场时线圈内感应电流的方向, . 边刚进入磁场时线圈内感应电流的方向 边刚穿出磁场时感应电流的方向相反 D.dc边刚进入磁场时与 边即将穿出 边刚进入磁场时与dc边即将穿出 . 边刚进入磁场时与 磁场时线圈的加速度均小于重力加速度
楞次定律
楞次定律(一)1.1磁通量①定义:在磁感应强度B的匀强磁场中,有一与磁场垂直的平面,面积为S。
我们把B与S的乘积叫作穿过这个面的磁通量,符号为Ф。
②表达式:Ф=BS③单位:T·m2=Wb(韦伯)④意义:描绘穿过对应平面的磁感应条数。
几种特殊情况:B∥SФ=0 (1)B分解Ф=B⊥S=B·cosθ·S(2)平面投影Ф=B·S·cosθ⑤标量:磁通量是标量,但有正负,+、-表示其贯穿方向如:设初始是磁通量为Ф线框绕OO’轴旋转180°后,磁通量变为-Ф△Ф=Ф末-Ф初=-2Ф1.2磁通量注意事项①与匝数无关②有效面积:闭合回路与磁场的交集S=S2 S=S阴例一(2017·江苏)如图所示,两个单匝线圈a,b的半径分别为r和2r. 圆形匀强磁场的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为()A. 1:1B. 1:2C. 1:4D. 4:1提示:二者有效面积相同,又在同一匀强磁场Ф=BS 相同故选A③净磁通:当有多个磁场同时穿过平面时,平面的磁通量等于每个磁场磁通量的代数和(注意贯穿方向)(进出相互抵消)例二如图所示,ab是水平面上一个圆的直径,在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef. 已知ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,电流产生的磁场穿过圆面积的磁通量将()A. 逐渐增大B.逐渐减少C.始终为0D.不为0,但始终不变提示:首先利用右手螺旋定则确定电流产生磁场(俯视图)如俯视图,×场和·场刚好相互抵消故选C例三如图所示,条形磁铁竖直放置,闭合的金属线框从离磁铁较远的正上方,自上向下竖直地移动至N极上方附近,此过程中穿过线框的磁通量的变化情况是()A.一直变大B.一直变小C.先变大后变小D.先变小后变大提示:条形磁铁产生磁场如图故选A2.2感应电流产生条件穿过闭合回路的磁通量发生变化 �穿过闭合回路的磁场变化闭合回路面积变化线圈与磁场夹角变化例四如选项图所示,A 中线圈有一小缺口,B 、D 中匀强磁场区域足够大,C 中通电导线位于水平放置的闭合线圈某一直径的正上方。
电磁感应现象 楞次定律(学生版)--2025届高考物理
电磁感应现象楞次定律1.高考真题考点分布题型考点考查考题统计选择题楞次定律2024年江苏卷、广东卷实验题探究影响感应电流方向的因素2024年北京卷2.命题规律及备考策略【命题规律】高考对楞次定律和右手定则的考查形式多以选择题的形式,题目较为简单,同时,这两部分内容会在某些有关电磁感应的综合性的计算题中会有应用。
【备考策略】1.理解和掌握楞次定律、右手定则。
2.能够利用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向。
【命题预测】重点关注楞次定律和右手定则的应用。
一、磁通量1.概念:在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向垂直的平面,其面积S与B的乘积叫作穿过这个面积的磁通量。
2.公式:Φ=BS,单位是韦伯,符号是Wb。
3.适用条件(1)匀强磁场。
(2)S为垂直于磁场的有效面积。
4.物理意义:相当于穿过某一面积的磁感线的条数。
5.磁通量的变化量:ΔΦ=Φ2-Φ1=B2S2-B1S1。
二、电磁感应现象1.定义: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作电磁感应。
2.感应电流的产生条件(1)表述一:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。
(2)表述二:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
3.实质电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果电路闭合,则有感应电流。
如果电路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流。
三、感应电流方向的判定1.楞次定律(1)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。
(2)适用范围:一切电磁感应现象。
2.右手定则(1)内容:伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
(2)适用情况:导线切割磁感线产生感应电流。
考点一电磁感应现象考向1磁通量及磁通量的变化1.磁通量的计算(1)公式:Φ=BS。
适用条件:①匀强磁场;②磁场与平面垂直。
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高中物理选修3-2第一章电磁感应总结一、夯实基础知识 1、电磁感应现象(1)电流的磁效应与电磁感应现象(2)产生感应电流的条件感应电流产生的条件是:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
以上表述是充分必要条件。
不论什么情况,只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件,就必然产生感应电流;反之,只要产生了感应电流,那么电路一定是闭合的,穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。
(3)感应电动势产生的条件。
感应电动势产生的条件是:穿过电路的磁通量发生变化。
这里不要求闭合。
无论电路闭合与否,只要磁通量变化了,就一定有感应电动势产生。
这好比一个电源:不论外电路是否闭合,电动势总是存在的。
但只有当外电路闭合时,电路中才会有电流。
(4)关于磁通量变化在匀强磁场中,磁通量Φ=B ∙S ∙sin α(α是B 与S 的夹角),磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ1有多种形式,主要有:①S 、α不变,B 改变; ②B 、α不变,S 改变;③B 、S 不变,α改变。
常用算法,t S B t ∆∆∙=∆∆Φ或tBB t ∆∆∙=∆∆Φ 2、楞次定律(判断感应电流的方向)(1)内容:感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.在应用楞次定律时一定要注意:“阻碍”不等于“反向”;“阻碍”不是“阻止”。
①从“阻碍磁通量变化”的角度来看,无论什么原因,只要使穿过电路的磁通量发生了变化,就一定有感应电动势产生。
②从“阻碍相对运动”的角度来看,楞次定律的这个结论可以用能量守恒来解释:既然有感应电流产生,就有其它能转化为电能。
又由于感应电流是由相对运动引起的,所以只能是机械能转化为电能,因此机械能减少。
磁场力对物体做负功,是阻力,表现出的现象就是“阻碍”相对运动。
③从“阻碍自身电流变化”的角度来看,就是自感现象。
自感现象中产生的自感电动势总是阻碍自身电流的变化。
(2)实质:能量的转化与守恒.(3)应用:对阻碍的理解:(1)顺口溜“你增我反,你减我同”(2)顺口溜“你退我进,你进我退”即阻碍相对运动的意思。
“你增我反”的意思是如果磁通量增加,则感应电流的磁场方向与原来的磁场方向相反。
“你减我同”的意思是如果磁通量减小,则感应电流的磁场方向与原来的磁场方向相同。
用以判断感应电流的方向,其步骤如下: ①确定穿过闭合电路的原磁场方向;②确定穿过闭合电路的磁通量是如何变化的(增大还是减小); ③根据楞次定律,确定闭合回路中感应电流的磁场方向; ④应用安培定则,确定感应电流的方向.(4)右手定则: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,让磁感线垂直传入掌心,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。
口诀:右大动四生 3、法拉第电磁感应定律(1)定律内容:感应电动势大小决定于磁通量的变化率的大小,与穿过这一电路磁通量的变化率成正比。
①决定感应电动势大小因素:穿过这个闭合电路中的磁通量的变化快慢②注意区分磁通量中,磁通量的变化量,磁通量的变化率的不同φ—磁通量,∆φ—磁通量的变化量,磁通量的变化率∆∆∆φφφt t=-21③公式:tn E ∆∆Φ=,式中ΔΦ为回路中磁通量变化,Δt 为发生这段变化所需的时间,n 为匝数,求平均感应电动势。
常见问题①线圈面积S 不变,磁感应强度均匀变化:E B S t n B t s =⋅=⋅∆∆∆∆;②磁感强度不变,线圈面积均匀变化:E n B S t nB S t ==∆∆∆∆(2) 导体切割磁感线:E=BLv . 应用该式应注意:(1)只适于导体切割磁感线的情况,求即时感应电动势(若v 是平均速度则E 为平均值); (2)B ,L ,v 三者相互垂直;(3)对公式ε=BLvsin θ中的θ应理解如下:1)当B ⊥L ,v ⊥L 时,θ为B 和v 间夹角,如图(a ); 2)当v ⊥L ,B ⊥v 时,θ为L 和B 间夹角;3)当B ⊥L ,v ⊥B 时,θ为v 和L 间夹角. 上述1),2),3)三条均反映L 的有效切割长度。
4、互感 自感 涡流(1)互感:由于线圈A 中电流的变化,它产生的磁通量发生变化,磁通量的变化在线圈B 中激发了感应电动势。
这种现象叫互感。
(2)自感:由于线圈(导体)本身电流的变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。
在自感现象中产生感应电动势叫自感电动势。
自感现象分通电自感和断电自感两种, 其中断电自感中“小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下”的问题, 如图2所示, 原来电路闭合处于稳定状态, L 与 并联, 其电流分别为 , 方向都是从左到右。
在断开S 的瞬间, 灯A 中原来的从左向右的电流 立即消失, 但是灯A 与线圈L 构成一闭合回路, 由于L 的自感作用, 其中的电流 不会立即消失, 而是在回路中逐断减弱维持暂短的时 间,在这个时间内灯A 中有从右向左的电流通过, 此时通过灯A 的电流是从 开始减弱的, 如果原来 , 则在灯A 熄灭之前要闪亮一下; 如果原来 ,则灯A 是逐断熄灭不再闪亮一下。
(3)涡流及其应用①新型炉灶——电磁炉。
②金属探测器:飞机场、火车站安全检查、扫雷、探矿。
二、典型例题问题1:会用楞次定律分析问题。
【例1】如图,一光滑水平桌面上放着两个完全相同的金属圆环,彼此绝缘,静止在桌面上,当一个条形磁铁的N 极竖直向下向着它们运动时,a 、b 两线圈的运动情况是 A .a 、b 均静止不动 B .a 、b 互相远离C .a 、b 互相靠近D .a 、b 受到向上有吸引而跳起【例2】如图所示,在条形磁铁S 极附近悬挂一个铝圆线圈,线圈与水平磁铁位于同一水平面内,当电流方向如图时,线圈将 ( ) A .靠近磁铁平移 B .远离磁铁平移C .从上向下看顺时针转动,同时靠近磁铁D .从上向下看逆时针转动,同时靠近磁铁【例3】如图甲所示,圆形线圈处于垂直于线圈平面的匀强磁场中,磁感应强度的变化如图乙所示.在t=0时磁感应强度的方向指向纸里,则在0―T/4和T/2―3T/4的时间内,关于环中的感应电流i 的大小和方向的说法,正确的是( ) A .i 大小相等,方向先是顺时针,后是逆时针B .i 大小相等,方向先是逆时针,后是顺时针C .i 大小不等,方向先是顺时针,后是逆时针D .i 大小不等,方向先是逆时针,后是顺时针问题2:理解法拉第电磁感应定律并能解决相关问题【例4】关于感应电动势大小的下列说法中,正确的是 ( ) A .线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大 B .线圈中磁通量越大,产生的感应电动势一定越大C .线圈放在磁感强度越强的地方,产生的感应电动势一定越大D .线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大 【例5】在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图1所示,当磁场的磁感应强度B 随时间如图2变化时,图3中正确表示线圈中感应电动势E 变化的是 ( )【例6】在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n = 1500匝,横截面积S = 20cm 2。
螺线管导线电阻r = 1.0Ω,R 1 = 4.0Ω,R 2 = 5.0Ω。
在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B 按如图乙所示的规律变化。
求: (1)求螺线管中产生的感应电动势;(2)闭合S ,电路中的电流稳定后,求电阻R 1的电功率;问题3:能分析、解决导线切割磁感线相关问题【例7】(双选)如图所示,矩形线圈有N 匝,长为a ,宽为b ,每匝线圈电阻为R ,从磁感应强度为B的匀强磁场中以速度v 匀速拉出来,那么,产生的感应电动势E和流经线圈中2E -E -2E 2E -E -2E E 2-E -2E E 2-E -2图1 /s图22图甲图乙的感应电流I 的大小应为 ( )A .E = NBav ,B .E = Bav ,C .I =Bav/RD .I =Bav/NR【例8】如图所示,在一匀强磁场中有一U 形导线框abcd ,线框处于水平面内,磁场与线框平面垂直,R 为一电阻,ef 为垂直于ab 的一根导体杆,它可以在ab 、cd 上无摩擦地滑动.杆ef 及线框中导线的电阻都可不计.开始时,给ef 一个向右的初速度,则 A .ef 将匀速向右运动 B .ef 将往返运动C .ef 将减速向右运动,但不是匀减速D .ef 将加速向右运动【例9】如图9所示,有两根和水平方向成 角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻R ,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感强度为B 及一根质量为m 的金属杆从轨道上由静止滑下.经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度m v ,则 ( )A .如果只将B 增大,v m 将变大 B .如果只将α变大,v m 将变大C .如果只将R 变大,v m 将变大D .如果只将m 变小,v m 将变大【例10】在范围足够大,方向竖直向下的匀强磁场中,B =0.2 T ,有一水平放置的光滑框架,宽度为L =0.4 m ,如图所示,框架上放置一质量为0.05 kg 、电阻为1Ω的金属杆cd ,框架电阻不计。
若杆cd 在水平外力的作用下以恒定加速度a =2 m/s 2由静止开始做匀变速直线运动,求:(1)第5s 末金属杆的感应电动势是多少? (2)第5s 末回路中的电流多大?(3)第5s 末作用在杆cd 上的水平外力的功率P 多大?d 图9【例11】两根光滑的足够长直金属导轨MN、M′N′平行置于竖直面内,导轨间距为l,导轨上端接有阻值为R的电阻,如图所示。
质量为m、长度也为l、阻值为r的金属棒ab垂直于导轨放置,且与导轨保持良好接触,其他电阻不计。
导轨处于磁感应强度为B、方向水平向里的匀强磁场中,ab由静止释放,在重力作用下向下运动,求:(1)ab运动的最大速度的大小;(2)若ab从释放至其运动达到最大速度时下落的高度为h,此过程中金属棒中产生的焦耳热为多少?问题4:能解决自感问题【例12】在如图所示的电路中,a、b为两个完全相同的灯泡,L为自感线圈,E为电源,S 为开关.关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序,下列说法正确的是A.合上开关,a先亮,b后亮B.合上开关,b先亮,a后亮C.断开开关,a、b同时熄灭D.断开开关,b熄灭,a后熄灭【例13】如图所示,电路甲、乙中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,接通S,使电路达到稳定,灯泡D发光。
则()A.在电路甲中,断开S,D将逐渐变暗B.在电路甲中,断开S,D将先变得更亮,然后渐渐变暗C.在电路乙中,断开S,D将渐渐变暗D.在电路乙中,断开S,D将变得更亮,然后渐渐变暗专题训练带电粒子在磁场中运动1.(江苏省高考试题)如图5所示,在y<0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外,磁感应强度为B。