第28講法拉第電磁感應(yīng)定律自感,基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納,題組突破強(qiáng)化提升,核心剖析歸納提升,法拉第電磁感應(yīng)定律的理解與應(yīng)用 1.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) (1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):在中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。 (2)產(chǎn)生條件:穿過(guò)回路的發(fā)生改變,與電路是否閉合。 (3)方向判斷:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向用或判斷。 2.法拉第電磁感應(yīng)定律 (1)內(nèi)容:閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,跟穿過(guò)這一電路的_成正比。 (2)公式:E=,其中n為線圈匝數(shù)。 (3)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系:遵循閉合電路定律,即,電磁感應(yīng)現(xiàn)象,磁通量,無(wú)關(guān),楞次定律 右手定則,磁通量的變化率,歐姆,基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納,題組突破強(qiáng)化提升,核心剖析歸納提升,1.掃描隧道顯微鏡(STM)可用來(lái)探測(cè)樣品表面原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動(dòng)對(duì)STM的擾動(dòng),在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對(duì)紫銅薄板,并施加磁場(chǎng)來(lái)快速衰減其微小振動(dòng),如圖所示。無(wú)擾動(dòng)時(shí),按下列四種方案對(duì)紫銅薄板施加恒磁場(chǎng);出現(xiàn)擾動(dòng)后,對(duì)于紫銅薄板上下及左右振動(dòng)的衰減最有效的方案是(),答案,解析,基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納,題組突破強(qiáng)化提升,核心剖析歸納提升,2.小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“電磁天平”,如圖甲所示,等臂天平的左臂為掛盤,右臂掛有矩形線圈,兩臂平衡。線圈的水平邊長(zhǎng)L=0.1 m,豎直邊長(zhǎng)H=0.3 m,匝數(shù)為N1。線圈的下邊處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=1.0 T,方向垂直線圈平面向里。線圈中通有可在02.0 A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I。掛盤放上待測(cè)物體后,調(diào)節(jié)線圈中電流使天平平衡,測(cè)出電流即可測(cè)得物體的質(zhì)量。(重力加速度g取10 m/s2),基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納,題組突破強(qiáng)化提升,核心剖析歸納提升,(1)為使電磁天平的量程達(dá)到0.5 kg,線圈的匝數(shù)N1至少為多少? (2)進(jìn)一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象,另選N2=100匝、形狀相同的線圈,總電阻R=10 。不接外電流,兩臂平衡。如圖乙所示,保持B0不變,在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),且磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻變大,磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾萪=0.1 m。當(dāng)掛盤中放質(zhì)量為0.01 kg的物體時(shí),天平平衡,求此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率,答案 (1)25匝(2)0.1 T/s,基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納,題組突破強(qiáng)化提升,核心剖析歸納提升,基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納,題組突破強(qiáng)化提升,核心剖析歸納提升,基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納,題組突破強(qiáng)化提升,核心剖析歸納提升,基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納,題組突破強(qiáng)化提升,核心剖析歸納提升,切割磁感線問(wèn)題 1.導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) (1)當(dāng)B、l、v三者相互垂直時(shí),部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的公式:E=。式中l(wèi)為導(dǎo)體切割磁感線的有效長(zhǎng)度。,Blv,基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納,題組突破強(qiáng)化提升,核心剖析歸納提升,2.對(duì)公式E=Blv的理解 (1)正交性:該公式適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng),且B、l、v三者兩兩垂直,若三者中任意二者平行,則導(dǎo)體都不切割磁感線,E=0。 (2)平均性:導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線時(shí),若v為平均速度,則E為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),即 (3)瞬時(shí)性:若v為瞬時(shí)速度,則E為相應(yīng)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 (4)有效性:公式中的l為有效切割長(zhǎng)度,即導(dǎo)體在與v垂直的方向上的投影長(zhǎng)度。,基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納,題組突破強(qiáng)化提升,核心剖析歸納提升,下表為常見(jiàn)切割情景中的有效長(zhǎng)度。,基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納,題組突破強(qiáng)化提升,核心剖析歸納提升,(5)相對(duì)性:E=Blv中的速度v是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度,若磁場(chǎng)也運(yùn)動(dòng)時(shí),應(yīng)注意速度間的相對(duì)關(guān)系。,基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納,題組突破強(qiáng)化提升,核心剖析歸納提升,D,基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納,題組突破強(qiáng)化提升,核心剖析歸納提升,基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納,題組突破強(qiáng)化提升,核心剖析歸納提升,A,基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納,題組突破強(qiáng)化提升,核心剖析歸納提升,1.計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)兩個(gè)公式的比較,基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納,題組突破強(qiáng)化提升,核心剖析歸納提升,2.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的本質(zhì) (1)感生電動(dòng)勢(shì):變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生感生電場(chǎng),感生電場(chǎng)使自由電荷發(fā)生定向移動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 (2)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì):導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)切割磁感線,自由電荷在洛倫茲力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。,基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納,題組突破強(qiáng)化提升,核心剖析歸納提升,自感現(xiàn)象與渦流 1.自感現(xiàn)象:由于通過(guò)導(dǎo)體的發(fā)生變化而引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 2.自感電動(dòng)勢(shì):自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)。 3.自感系數(shù):由導(dǎo)體本身的特性決定,線圈越,單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)越,橫截面積越,它的自感系數(shù)就越大;線圈中加入鐵芯,自感系數(shù)也會(huì)。自感系數(shù)的單位是(H)。 4.渦流:當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí),在它附近的任何導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生像水的旋渦狀的。 5.渦流的應(yīng)用:真空冶煉爐、電磁爐、金屬探測(cè)器等。 6.互感現(xiàn)象:兩個(gè)相互靠近的線圈中,一個(gè)線圈中的電流變化時(shí),它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)會(huì)在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生的現(xiàn)象?；ジ械湫蛻?yīng)用:電流、電壓互感器和變壓器。,電流,長(zhǎng),多,大,增大,亨利,感應(yīng)電流,感生電動(dòng)勢(shì),基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納,題組突破強(qiáng)化提升,核心剖析歸納提升,1.(多選)下圖為新一代炊具電磁爐,無(wú)煙、無(wú)明火、無(wú)污染、不產(chǎn)生有害氣體、無(wú)微波輻射、高效節(jié)能等是電磁爐的優(yōu)勢(shì)所在。電磁爐是利用電流通過(guò)線圈產(chǎn)生磁場(chǎng),當(dāng)磁場(chǎng)的磁感線通過(guò)含鐵質(zhì)鍋底部時(shí),即會(huì)產(chǎn)生渦流,使鍋體本身自行高速發(fā)熱,然后再加熱鍋內(nèi)食物。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是() A.鍋體中的渦流是由恒定的磁場(chǎng)產(chǎn)生的 B.恒定磁場(chǎng)越強(qiáng),電磁爐的加熱效果越好 C.鍋體中的渦流是由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的 D.提高磁場(chǎng)變化的頻率,可提高電磁爐的加熱效果,答案,解析,基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納,題組突破強(qiáng)化提升,核心剖析歸納提升,2.(多選)如圖甲所示的電路中,L為一個(gè)自感系數(shù)很大、直流電阻不計(jì)的線圈,D1、D2是兩個(gè)完全相同的燈泡,E是一內(nèi)阻不計(jì)的電源。t=0時(shí)刻,閉合開(kāi)關(guān)S,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,電路達(dá)到穩(wěn)定,t1時(shí)刻斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S。I1、I2分別表示通過(guò)燈泡D1和D2的電流,規(guī)定圖中箭頭所示的方向?yàn)殡娏髡较?則圖乙中能定性描述電流I隨時(shí)間t變化關(guān)系的是(),答案,解析,基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納,題組突破強(qiáng)化提升,核心剖析歸納提升,1.通電自感和斷電自感比較如下表,基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納,題組突破強(qiáng)化提升,核心剖析歸納提升,基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納,題組突破強(qiáng)化提升,核心剖析歸納提升,2.自感現(xiàn)象中自感線圈的作用 理想自感線圈的特點(diǎn)可以總結(jié)為這樣幾句話:閉合瞬間,像斷路;穩(wěn)定時(shí),像導(dǎo)線,斷開(kāi)時(shí),像電源。對(duì)直流電阻不能忽略的線圈,穩(wěn)定時(shí)像一個(gè)電阻。 3.分析自感現(xiàn)象的兩點(diǎn)注意 (1)通過(guò)自感線圈中的電流不能發(fā)生突變,即通電過(guò)程中,電流是逐漸變大,斷電過(guò)程中,電流是逐漸變小。 (2)斷電自感現(xiàn)象中燈泡是否“閃亮”問(wèn)題的判斷,在于對(duì)電流大小的分析,若斷電后通過(guò)燈泡的電流比原來(lái)大,則燈泡先閃亮后再慢慢熄滅。,