一、磁通量
1.定義:
在磁感應強度為B的勻強磁場中,與磁場方向垂直的面積S和B的乘積.
2.公式:Φ=BS.
適用條件:
(1)勻強磁場.
(2)S為垂直磁場的有效面積.
3. 磁通量是標量(填「標量」或「矢量」).
4. 磁通量的意義:
(1)磁通量可以理解為穿過某一面積的磁感線的條數.
(2)同一平面,當它跟磁場方向垂直時,磁通量最大;當它跟磁場方向平行時,磁通量為零;當正向穿過線圈平面的磁感線條數和反向穿過的一樣多時,磁通量為零.
二、電磁感應現象
1. 電磁感應現象:當穿過閉合導體迴路的磁通量發生變化時,閉合導體迴路中有感應電流產生,這種利用磁場產生電流的現象叫做電磁感應.
2. 產生感應電流的條件:
表述1:閉合迴路的一部分導體在磁場內做切割磁感線的運動.
表述2:穿過閉合迴路的磁通量發生變化.
3. 能量轉化
發生電磁感應現象時,機械能或其他形式的能轉化為電能.
深化拓展 當迴路不閉合時,沒有感應電流,但有感應電動勢,只產生感應電動勢的現象也可以稱為電磁感應現象,且產生感應電動勢的那部分導體或線圈相當於電源.
三、感應電流方向的判斷
1. 楞次定律
(1)內容:感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化.
(2)適用情況:所有的電磁感應現象.
2. 右手定則
(1)內容:伸開右手,使拇指與其餘四個手指垂直,並且都與手掌在同一個平面內,讓磁感線從掌心進入,並使拇指指嚮導體運動的方向,這時四指所指的方向就是感應電流的方向.
(2)適用情況:導體棒切割磁感線產生感應電流.
四、電磁感應現象能否發生的判斷
1. 磁通量發生變化的三種常見情況
(1)磁場強弱不變,迴路面積改變;
(2)迴路面積不變,磁場強弱改變;
(3)迴路面積和磁場強弱均不變,但二者的相對位置發生改變.
2. 判斷流程:(1)確定研究的閉合迴路.
(2)弄清楚迴路內的磁場分布,並確定該迴路的磁通量Φ.
★重點歸納★
判斷電磁感應現象是否發生的一般流程
五、利用楞次定律判斷感應電流的方向
楞次定律中「阻礙」的含義
★重點歸納★
1、判斷感應電流方向的「四步法」
2、用右手定則判斷
該方法適用於部分導體切割磁感線.判斷時注意掌心、四指、拇指的方向:
(1)掌心——磁感線垂直穿入;
(2)拇指——指嚮導體運動的方向;
(3)四指——指向感應電流的方向.
3、楞次定律的推廣應用
楞次定律中「阻礙」的主要表現形式:
(1)阻礙原磁通量的變化——「增反減同」;
(2)阻礙相對運動——「來拒去留」;
(3)使線圈面積有擴大或縮小的趨勢——「增縮減擴」;
(4)阻礙原電流的變化(自感現象)——「增反減同」.
4、「三個定則、一個定律」的綜合應用技巧
(1)1.應用現象及規律比較
(2)應用技巧
多定則應用的關鍵是抓住因果關係:無論是「安培力」還是「洛倫茲力」,只要是「力」都用左手判斷.「電生磁」或「磁生電」均用右手判斷.
①因電而生磁(I→B)→安培定則;
②因動而生電(v、B→I)→右手定則;
③因電而受力(I、B→F安)→左手定則.
(3)一般解題步驟
①分析題幹條件,找出閉合電路或切割磁感線的導體棒.
②結合題中的已知條件和待求量的關係選擇恰當的規律.
③正確地利用所選擇的規律進行分析和判斷.
六、楞次定律的特例——閉合迴路中部分導體切割磁感線
問題1:當閉合迴路的部分導體切割磁感線也會引起磁通量的變化,從而使迴路中產生感應電流,這種情況下迴路中的電流的方向如何判斷呢,可以用楞次定律判斷電流的方向嗎?
答:當然可以用楞次定律來判斷感應電流的方向,如果導體棒ab向右運動,則由楞次定律可知,穿過閉合迴路的磁通量增加,則感應磁場就要與原磁場方向相反,即感應磁場方向向外,所以感應電流的方向aèdècèbèa
問題2:用楞次定律判斷感應電流的過程很複雜,能否找到一種很簡單的方法來判斷閉合迴路中部分導體切割磁感線產生的電流的方向呢?
答:有簡單的方法,如果我們仔細研究電流I的方向、原磁場B的方向、導體棒運動的速度v的方向,就能找出一種方法——右手定則:
(1)、右手定則的內容:伸開右手讓拇指跟其餘四指垂直,並且都跟手掌在一個平面內,讓磁感線垂直從掌心進入,拇指指嚮導體運動方向,其餘四指指向的就是導體中感應電流方向
(2)、適用條件:切割磁感線的情況
(3)、說明:
①、右手定則是楞次定律的特例,用右手定則求解的問題也可用楞次定律求解
例:分別用右手定則和楞次定律判斷
通過電流表的電流方向(課本P204(3))
②、右手定則較楞次定律方便,但適用範圍較窄,而楞次定律應用於所有情況
③、當切割磁感線時電路不閉合,四指的指向即感應電動勢方向(畫出等效電源的正負極)
楞次定律總結
一、楞次定律
1、內容:
感應電流具有這樣的方向,即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。
2、理解:
①、阻礙既不是阻止也不等於反向,增反減同
「阻礙」又稱作「反抗」,注意不是阻礙原磁場而阻礙原磁場的變化
②、從磁通量變化的角度看:感應電流總要阻礙磁通量的變化。
③、從導體和磁體的相對運動的角度來看,感應電流總要阻礙相對運動。
④、感應電流的方向即感應電動勢的方向
⑤、阻礙的過程中,即一種能向另一種轉化的過程
3、應用楞次定律步驟:
①、明確原磁場的方向;
②、明確穿過閉合迴路的磁通量是增加還是減少;
③、根據楞次定律(增反減同),判定感應電流的磁場方向;
④、利用安培定則判定感應電流的方向。
4、楞次定律的應用
二、楞次定律的特例——閉合迴路中部分導體切割磁感線
(1)、右手定則的內容:伸開右手讓拇指跟其餘四指垂直,並且都跟手掌在一個平面內,讓磁感線垂直從掌心進入,拇指指嚮導體運動方向,其餘四指指向的就是導體中感應電流方向
(2)、適用條件:切割磁感線的情況
(3)、說明:
①、右手定則是楞次定律的特例,用右手定則求解的問題也可用楞次定律求解
②、右手定則較楞次定律方便,但適用範圍較窄,而楞次定律應用於所有情況
③、當切割磁感線時電路不閉合,四指的指向即感應電動勢方向(畫出等效電源的正負極)
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