磁通量的变化Word文档下载推荐.doc
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S,应考虑相反方向的磁通量抵消以后
所剩余的磁通量。
若磁感线沿相反方向穿过同一平面,且正向穿过它的磁通量为φ1,反向穿过它的磁通量为φ2,则穿过该平面的磁通量等于磁通量的代数和,即φ1-φ2.
多匝线圈的磁通量:
穿过某一线圈的磁通量是由穿过该面的磁感线条数的多少决定的,与线圈匝数无关,只要n匝线圈的面积相同,放置情况也相同,则通过n匝线圈与通过单匝线圈的磁通量相同,即Φ≠NBS
2.磁通量变化量ΔΦ:
①物理意义:
穿过某个面的磁通量的差值
ΔΦ=Φ2-Φ1要首先规定正方向
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
磁通量发生变化的四种情形
①磁感应强度B不变,有效面积S变化,则△φ=φt-φ0=B▪△S。
如图所示,闭合回路的一部分导体切割磁感线,此时穿过abcd面
的磁通量的变化量可用此公式计算。
②磁感应强度B变化,磁感线穿过的有效面积S不变,则△φ=φt-φ0=△B▪S。
如图(8)所示,通电直导线下边有一个矩形线框,若使线框逐渐远离(平动)通电导线,此时穿过线框的磁通量的变化量可用此公式计算。
③线圈平面与磁场方向的夹角θ发生变化时,线圈在垂直与磁场方向的投影面积S⊥=Ssinθ发生变化,从而引起穿过线圈的磁通量发生变化,即B、S不变,θ变化。
此时可由△φ=φt-φ0=BS(sinθ1-sinθ2)计算并判断磁通量的变化。
如图所示,当线框以ab为轴顺时针转动时,此时穿过abcd面的磁通量的变化量可由此公式计算。
若磁感应强度B和回路面积S同时发生变化,则△φ=φt-φ0≠△B▪△S.如图所示,若导线CD向右滑动,回路面积从S1变到S2,磁感应强度B从变到,则回路中的磁通量的变化量△φ=B2S2-B1S1
1、
(1)利用磁场产生电流的现象,叫做电磁感应现象。
(2)由电磁感应现象产生的电流,叫做感应电流。
2、产生感应电流的条件
a.闭合回路
b.穿过闭合回路的磁通量发生变化
3、产生感应电流的方法:
(1)磁铁运动
(2)闭合电路一部分运动(3)磁场强度B变化或有效面积S变化
注:
第
(1)
(2)种方法产生的电流叫“动生电流”,第(3)种方法产生的电流叫“感生电流”。
不管是动生电流还是感生电流,我们都统称为“感应电流”。
“运动不一定切割,切割不一定生电”。
导体切割磁感线,不是在导体中产生感应电流的主要条件,归根结底还要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。
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是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
①
凡是由磁通量的增加引起的感应电流,它所激发的磁场阻碍原来磁通量的增加。
②
凡是由磁通量的减少引起的感应电流,它所激发的磁场阻碍原来磁通量的减少。
(2)楞次定律的因果关系:
闭合导体电路中磁通量的变化是产生感应电流的原因,而感应电流的磁场的出现是感应电流存在的结果,简要地说,只有当闭合电路中的磁通量发生变化时,才会有感应电流的磁场出现。
(3)“阻碍”的含义
.
①“阻碍”可能是“反抗”,也可能是“补偿”.
当引起感应电流的磁通量(原磁通量)增加时,感应电流的磁场就与原磁场的方向相反,感应电流的磁场“反抗”原磁通量的增加;
当原磁通量减少时,感应电流的磁场就与原磁场的方向相同,感应电流的磁场“补偿”原磁通量的减少。
(“增反减同”)
②“阻碍”不等于“阻止”,而是“延缓”.
感应电流的磁场不能阻止原磁通量的变化,只是延缓了原磁通量的变化。
当由于原磁通量的增加引起感应电流时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,其作用仅仅使原磁通量的增加变慢了,但磁通量仍在增加,不影响磁通量最终的增加量;
当由于原磁通量的减少而引起感应电流时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,其作用仅仅使原磁通量的减少变慢了,但磁通量仍在减少,不影响磁通量最终的减少量。
即感应电流的磁场延缓了原磁通量的变化,而不能使原磁通量停止变化,该变化多少磁通量最后还是变化多少磁通量。
③“阻碍”不意味着“相反”.
在理解楞次定律时,不能把“阻碍”作用认为感应电流产生磁场的方向与原磁场的方向相反。
事实上,它们可能同向,也可能反向。
(“增反减同”)
(4)“阻碍”的作用
.楞次定律中的“阻碍”作用,正是能的转化和守恒定律的反映,在客服这种阻碍的过程中,其他形式的能转化成电能。
(5)“阻碍”的形式
感应电流的效果总是要反抗(或阻碍)引起感应电流的原因
(1)就磁通量而言,感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化.(“增反减同”)
(2)就电流而言,感应电流的磁场阻碍原电流的变化,即原电流增大时,感应电流磁场方向与原电流磁场方向相反;
原电流减小时,感应电流磁场方向与原电流磁场方向相同.
(3)就相对运动而言,由于相对运动导致的电磁感应现象,感应电流的效果阻碍相对运动.(“来拒去留”)
(4)就闭合电路的面积而言,电磁感应应致使回路面积有变化趋势时,则面积收缩或扩张是为了阻碍回路磁通量的变化.(“增缩减扩”)
(6)适用范围:
一切电磁感应现象
(7)研究对象:
整个回路
(8)使用楞次定律的步骤:
明确(引起感应电流的)原磁场的方向
明确穿过闭合电路的磁通量(指合磁通量)是增加还是减少
.
③
根据楞次定律确定感应电流的磁场方向
④
利用安培定则确定感应电流的方向
2、右手定则
伸开右手,让拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,让磁感线垂直(或倾斜)从手心进入,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。
(2)作用:
判断感应电流的方向与磁感线方向、导体运动方向间的关系。
(3)适用范围:
导体切割磁感线。
(4)研究对象:
回路中的一部分导体。
(5)右手定则与楞次定律的联系和区别
联系:
右手定则可以看作是楞次定律在导体运动情况下的特殊运用,用右手定则和楞次定律判断
感应电流的方向,结果是一致的。
区别:
右手定则只适用于导体切割磁感线的情况(产生的是“动生电流”),不适合导体不运动,磁场或者面积变化的情况,即当产生“感生电流时,不能用右手定则进行判断感应电流的方向。
也就是说,楞次定律的适用范围更广,但是在导体切割磁感线的情况下用右手定则更容易判断。
例1、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
例2.如图示,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N极朝下但未插入线圈内部。
当磁铁向上运动时:
A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引
B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥
C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引
D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥
例3、如图3所示,两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合,放在同一水平面内,线圈B中通以图中所示的交变电流,设t=0时电流沿逆时针方向(图中箭头所示).对于线圈A,在1t~2t时间内,下列说法中正确的是:
A.有顺时针方向的电流,且有扩张的趋势
B.有顺时针方向的电流,且有收缩的趋势
C.有逆时针方向的电流,且有扩张的趋势
D.有逆时针方向的电流,且有收缩的趋势
例4.如图所示,ef、gh为两水平放置相互平衡的金属导轨,ab、cd为搁在导轨上的两金属棒,与导轨接触良好且无摩擦.当一条形磁铁向下靠近导轨时,关于两金属棒的运动情况的描述正确的是
A.如果下端是N极,两棒向外运动;
如果下端是S极,两棒相向靠近
B.如果下端是S极,两棒向外运动;
如果下端是N极,两棒相向靠近
C.不管下端是何极,两棒均向外互相远离
D.不管下端是何极,两棒均互相靠近
A
L1
L2
S
例5.如图示,L1,L2为两盏规格相同的小灯泡,线圈的直流电阻与小灯泡的电阻相等,安培表电阻不计。
当开关S闭合时,安培表中指示某一读数,下列说法中正确的是(
)
A、S闭合时,L1,L2都立即变亮
B、S闭合时,L2立即变亮,L1逐渐变亮
C、S断开瞬间,安培表有可能烧坏
D、S断开时,L2立即熄灭,L1逐渐熄灭
1.如图所示,一条形磁铁与导线环在同一平面内,磁铁的中心恰与导线环的圆心重合,
为了在导线环中产生感应电流,磁铁应( )
A.绕垂直于纸面且过O点的轴转动B.向右平动
C.向左平动D.N极向外,S极向里转动
2如图所示,在探究电磁感应现象的实验中,下列在闭合线圈中能产生感应电流的是
A.向线圈中快速插入条形磁铁B.向线圈中匀速插入条形磁铁
C.把条形磁铁从线圈中快速拔出D.把条形磁铁静止地放在线圈中
3匀强磁场区域宽为d,一正方形线框abcd的边长为L,且L>
d,线框以速度v匀速通过磁场区域,如图所示,线框从进入到完全离开磁场的时间内,线框中没有感应电流的时间是( )
A.B.C. D.
4.如图所示,线框abcd从有界的匀强磁场区域穿过,下列说法中正确的是( )
A.进入匀强磁场区域的过程中,abcd中有感应电流
B.在匀强磁场中加速运动时,abcd中有感应电流
C.在匀强磁场中匀速运动时,abcd中没有感应电流
D.离开匀强磁场区域的过程中,abcd中没有感应电流
5.如图示,矩形线框abcd放置在水平面内,磁场方向与水平方向成α角,已知sinα=,
回路面积为S,磁感应强度为B,则通过线框的磁通量为( )
A.BSB.C. D.
6.磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量.如图所示,通有恒定电流的导线MN与闭合线框
共面,第一次将线框由1平移到2,第二次将线框绕cd边翻转到2,设先后两
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