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目的要求21世纪教育网
复习楞次定律及其应用。21世纪教育网
知识要点21世纪教育网
1.楞次定律21世纪教育网
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。21世纪教育网
楞次定律解决的是感应电流的方向问题。它关系到两个磁场:感应电流的磁场(新产生的磁场)和引起感应电流的磁场(原来就有的磁场)。前者和后者的关系不是“同向”或“反向”的简单关系,而是前者“阻碍”后者“变化”的关系。21世纪教育网
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”。21世纪教育网
⑴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。 21世纪教育网
⑵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。21世纪教育网
⑶从“阻碍自身电流变化”的角度来看,就是自感现象。
⑷自感现象的应用和防止。
①应用:日光灯电路图及原理:灯管、镇流器和启动器的作用。
②防止:定值电阻的双线绕法。
3.关于磁通量变化21世纪教育网
在匀强磁场中,磁通量Φ=B S sinα(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:21世纪教育网
①S、α不变,B改变,这时ΔΦ=ΔBSsinα21世纪教育网
②B、α不变,S改变,这时ΔΦ=ΔSBsinα21世纪教育网
③B、S不变,α改变,这时ΔΦ=BS(sinα2-sinα1)21世纪教育网
当B、S、α中有两个或三个一起变化时,就要分别计算Φ1、Φ2,再求Φ2-Φ1了。21世纪教育网
在非匀强磁场中,磁通量变化比较复杂。有几种情况需要特别注意:21世纪教育网
①如图所示,矩形线圈沿a →b →c在条形磁铁附近移动,试判断穿过线圈的磁通量如何变化?如果线圈M沿条形磁铁轴线向右移动,穿过该线圈的磁通量如何变化?21世纪教育网
(穿过上边线圈的磁通量由方向向上减小到零,再变为方向向下增大;右边线圈的磁通量由方向向下减小到零,再变为方向向上增大)21世纪教育网
②如图所示,环形导线a中有顺时针方向的电流,a环外有两个同心导线圈b、c,与环形导线a在同一平面内。当a中的电流增大时,穿过线圈b、c的磁通量各如何变化?在相同时间内哪一个变化更大?21世纪教育网
(b、c线圈所围面积内的磁通量有向里的也有向外的,但向里的更多,所以总磁通量向里,a中的电流增大时,总磁通量也向里增大。由于穿过b线圈向外的磁通量比穿过c线圈的少,所以穿过b线圈的磁通量更大,变化也更大。)21世纪教育网
③如图所示,虚线圆a内有垂直于纸面向里的匀强磁场,虚线圆a外是无磁场空间。环外有两个同心导线圈b、c,与虚线圆a在同一平面内。当虚线圆a中的磁通量增大时,穿过线圈b、c的磁通量各如何变化?在相同时间内哪一个变化更大?21世纪教育网
(与②的情况不同,b、c线圈所围面积内都只有向里的磁通量,且大小相同。因此穿过它们的磁通量和磁通量变化都始终是相同的。)21世纪教育网
例题分析21世纪教育网
例1:如图所示,条形磁铁穿过一闭合弹性导体环,且导体21世纪教育网
环位于条形磁铁的中垂面上,如果把导体环压扁成椭圆形,21世纪教育网
那么这一过程中:(B)21世纪教育网
(A) 穿过导体环的磁通量减少,有感应电流产生21世纪教育网
(B) 穿过导体环的磁通量增加,有感应电流产生21世纪教育网
(C) 穿过导体环的磁通量变为零,无感应电流21世纪教育网
(D) 穿过导体环的磁通量不变,无感应电流21世纪教育网
例2.金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图6所示的运动,线圈中有感应电流的是:(A)21世纪教育网
例3.恒定的匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈,线圈平面垂直于磁场方向,当线圈在此磁场中作下列哪种运动时,线圈中能产生感应电流的是:(C)21世纪教育网
A.线圈沿自身所在的平面作匀速运动 B.线圈沿自身所在的平面作加速运动21世纪教育网
C.线圈绕任意一条直径作匀速转动 D.线圈沿磁场方向作加速运动21世纪教育网
如图所示,线圈ABCD在匀强磁场中,沿导线框架向右匀速运动,21世纪教育网
例4. 除电阻R以外,其余电阻不计,则:(B)21世纪教育网
A..因穿过ABCD的磁通量不变,所以AB和CD中无感应电流21世纪教育网
B.因穿过回路EFGH的磁通量变化,所以AB和CD中有感应电流21世纪教育网
C.磁场方向改变,则AB和CD中无感应电流21世纪教育网
D.磁场方向改变为与线圈平面平行,则AB和CD中有感应电流21世纪教育网
2.感应电动势产生的条件。21世纪教育网
感应电动势产生的条件是:穿过电路的磁通量发生变化。21世纪教育网
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。21世纪教育网
复习感应电流产生的条件、磁通量。21世纪教育网
1.产生感应电流的条件21世纪教育网
感应电流产生的条件是:穿过闭合电路的磁通量发生变化。21世纪教育网
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。21世纪教育网
当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,电路中有感应电流产生。这个表述是充分条件,不是必要的。在导体做切割磁感线运动时用它判定比较方便。21世纪教育网
§4.电磁感应21世纪教育网