第5单元：法拉第电磁感应定律、自感VIP免费

第5单元：法拉第电磁感应定律、自感一、内容黄金组：1、法拉第电磁感应定律；2、理解和应用法拉第电磁感应定律注意的几点；3、导线切割磁感线产生感应电动势的问题；4、电磁感应现象中的动态分析；5、自感现象二、要点大揭密：（一）法拉第电磁感应定律：1、法拉第电磁感应定律：E=n△φ／△t．适用于回路(不一定要闭合)，用于计算平均感应电动势的大小．2、理解和应用法拉第电磁感应定律应注意以下几个问题：(1)要严格区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量变化率．磁通量φ=BS⊥是指穿过某一线圈子面的磁感线条数的多少．磁通量增量△φ=φ2-φ1，△φ大说明磁通量改变多，但不能说明感应电动势就一定大．值得注意的是：当一个回路开始时和转过180度时回路平面都与磁场方向垂直，回路内磁感线条数不变，但通过回路的磁通量方向变了，一个为正，另一个为负，此时△φ=|φ2|+|φ1|，磁通量变化率△φ/△t是指穿过某一回路平面的磁通量变化的快慢程度，决定了该回路的感应电动势的大小，但还不能决定该回路感应电流的大小，感应电流的大小由该回路的E和回路电阻R共同决定，(2)求磁通量变化量一般有三种情况：当回路面积S不变时，△φ=△BS；当磁感强度B不变时，△φ=B△S；当B与S都不变而它们的相对位置发生变化时(如转动)，△φ=B△S⊥(S⊥是回路面积S在与B垂直方向上的投影)．(3)E是△t时间内的平均电动势，一般不等于初态与末态电动势的平均值，即E≠（E1+E2）/2。[例题]用均匀导线做成的正方形线框每边长为0．2m，正方形的一半放在和纸面垂直向里的匀强磁场中，如图甲所示，当磁场以每秒10T的变化率增强时，线框中点a、b两点电势差是：A、Uab=0．1V；B、Uab=－0．1V；C、Uab=0．２V；D、Uab=－0．２V。[分析和解答]题中正方形线框的左半部分磁通量变化而产生感应电动势，从而在线框中有感应电流，把左半部分线框看成电源，其电动势为E，内电阻为r/2，画出等效电路如图13—45乙所示，则a、b两点间的电势差即为电源的路端电压，设L是边长，且依题意知ΔB/Δt=10T/s由E=△φ／△t得E=△BS／△t=△BL／2△t=100.04/2=0.2(V)。所以Uab=IR===0.1（V）由于a点电势低于b点电势，故Uab=—0．1V，即B选项正确．[总结与提高]可见解此类题必须画出等效电路图分析解答．（二）、导体切割磁感线产生感应电动势的问题：1、导线切割磁感线产生感应电动势为：E=BLv2、用E=BLv来确定直导体做切割磁感线运动而产生感应电动势的大小时，应注意：(1)当B、L、v三个量的方向互相垂直时，感应电动势的值最大；当有任意两个量的方向互相平行时，感应电动势为零；当三个量的方向成任意夹角时，应取它们的垂直分量来计算感应电动势的大小。(2)通常v为即时速度，E也为即时感应电动势，随着v的变化，E也相应变化；若v为平均速度，则E也为平均感应电动势．(3)当切割磁感线的导体是弯曲的，则应取其与B和v垂直的等效直线长度．(4)公式E=BLv一般用于导体各部分切割磁感线速度相同．若导体各部分切割磁感线的速度不同，可取其平均速度求电动势，如导体棒在磁场中作圆周运动切割磁感线时，要求出切割磁感线的平均速度．（三）自感现象：1、所谓“自感”，简单地说，就是“自我感应”，更详细地说，就是线圈的自身电流发生变化时，线圈的本身就感应出感应电动势(若电路闭合，就产生感应电流)这个自感电动势(或自感电流)总阻碍原电流的变化．2、自感电动势大小可用公式E=LΔI/Δt计算。自感系数L由线圈本身的特性决定．线圈中磁通量的变化率Δφ/Δt与线圈中电流的变化率ΔI/Δt成正比，自感电动势公式与法拉第电磁感应定律是一致的．三、好题解给你：（一）本课预习题：1、AB两闭合线圈为同样导线绕成且均为10匝，半径为rA=2rB，内有如图的有理想边界的匀强磁场，若磁场均匀地减小，则A、B环中感应电动势之比EA：EB=_____，产生的感应电流之比IA：IB=__________。2、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场．若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图，则：A、线圈中0时刻感应电动势最大；B、线圈中D时刻感应电动势为零；C、线圈中D时刻感应电动势最大；D、线圈中0至D时间内平均感应电动势为0.4V．3、直...