电磁感应现象 楞次定律
法拉第电磁感应定律与楞次定律
法拉第电磁感应定律与楞次定律法拉第电磁感应定律和楞次定律是电磁学中两个关键的物理定律,它们描述了电磁感应现象和电磁场的相互作用。
这两个定律的提出和发展对于电磁学的发展产生了深远的影响。
本文将介绍法拉第电磁感应定律和楞次定律的原理、应用以及它们之间的关系。
一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年提出的。
该定律描述了导体中电磁感应现象的产生。
根据法拉第电磁感应定律,当导体中的磁通量发生变化时,导体中就会产生电动势(即电压),从而产生电流。
具体来说,法拉第电磁感应定律可以用如下公式表示:ε = -dΦ/dt其中,ε表示感应电动势,Φ表示磁通量,t表示时间,d/dt表示对时间的导数。
根据该公式,当磁通量的变化率增大时,感应电动势的大小也会增大。
而当磁通量的变化率减小或保持不变时,感应电动势的大小也会相应减小或保持不变。
法拉第电磁感应定律的应用十分广泛。
例如,感应电动势的产生是电感器、变压器等电子设备工作的基础原理之一。
另外,发电机的工作原理也是基于法拉第电磁感应定律。
当发电机中的导线在磁场中旋转时,磁通量的变化就会引起导线中的感应电动势,进而产生电流,从而实现转化机械能为电能的过程。
二、楞次定律楞次定律是由法国物理学家亨利·楞次于1834年提出的。
该定律描述了电磁感应现象中的一个重要规律,即感应电流的产生会产生一个与产生它的磁场方向相反的磁场。
楞次定律可以简述为:感应电流产生的磁场方向总是尽可能地抵消引起它的磁场的变化。
具体来说,当磁场发生变化时,感应电流将会在闭合回路中产生。
根据楞次定律,这个感应电流会产生一个磁场,其方向与原来的磁场方向相反,从而抵消了原来的磁场变化。
这一定律使得磁场变化时系统能够自我调节,保持了磁场的相对稳定性。
楞次定律的应用也非常广泛。
一个重要的应用是电感器。
当电流通过电感器时,电感器中会产生一个磁场,该磁场会抵消电流产生的磁场变化,从而使电感器的电流保持稳定。
楞次定律与电磁感应
楞次定律与电磁感应楞次定律是电磁学中的基本定律之一,它描述了电磁感应现象中电流的产生与磁场变化之间的关系。
本文将详细介绍楞次定律的原理和应用。
一、楞次定律的原理楞次定律由法国物理学家楞次于1831年发现,它是电动势和磁场变化之间的定量关系。
楞次定律的表达式可以用以下数学公式表示:法拉第电磁感应定律公式在这个公式中,ε代表感应电动势,N代表线圈的匝数,Φ代表磁通量,Δt表示单位时间内磁通量的变化量。
楞次定律可以解释很多与磁场和电流有关的现象,比如电磁感应、发电机的工作原理等。
当磁场发生变化时,根据楞次定律,会在闭合线圈中感应出一个电动势,从而产生电流。
二、楞次定律的应用楞次定律在实际应用中具有广泛的意义,下面将介绍几个与楞次定律密切相关的应用。
1. 发电机发电机是利用楞次定律的原理来将机械能转化为电能的设备。
发电机中有一个旋转的磁场和一个静止的线圈,当磁场与线圈之间的相对运动导致磁通量变化时,楞次定律使得线圈中产生一个感应电动势,从而产生电流。
2. 变压器变压器是利用楞次定律的原理来实现电能的传递和变换的装置。
变压器利用交流电的瞬时磁通量的变化来感应次级线圈中的电动势,从而实现电能的传递和变换。
3. 感应加热感应加热是一种利用楞次定律的原理来实现加热的方法。
当导体处于变化的磁场中时,根据楞次定律,导体内会产生电流,这些电流会发热导体。
感应加热广泛应用于工业领域,例如金属加热、锅炉加热等。
4. 电磁定位系统电磁定位系统利用楞次定律的原理来实现无线充电和无线数据传输。
通过传输电流来产生磁场,在接收器中利用楞次定律感应出电流,从而实现无线充电和无线通讯。
总结:楞次定律是电磁学中非常重要的一条定律,它描述了电磁感应现象中电流与磁场变化之间的关系。
该定律在电力工程、电子技术、通信技术等领域具有广泛的应用。
通过研究楞次定律,我们可以更好地理解电磁现象,并将其应用于实际生活和工作中。
电磁感应中的楞次定律
楞次定律在电力电子中的应用:在电力电子领域,楞次定律用于分析电力 电子器件的工作原理和特性,如晶体管、可控硅等。
楞次定律在磁悬浮技术中的应用:磁悬浮技术中,楞次定律用于解释磁悬 lick to unlimited possibilities
汇报人:XX
目录 /目录
01
点击此处添加 目录标题
04
楞次定律的证 明
02
楞次定律的基 本概念
05
楞次定律的应 用
03
楞次定律的物 理意义
06
楞次定律的发 展与展望
01 添加章节标题
02 楞次定律的基本概念
磁悬浮列车利用楞 次定律减少能量损 失
磁悬浮列车通过改 变磁场方向实现车 辆的启动和停止
磁悬浮列车利用高 频电磁波实现车辆 的悬浮和导向
磁悬浮列车在高速 运行时,通过改变 磁场强度来控制车 辆的加速度和减速 度
在其他领域的应用
楞次定律在电机工程中的应用:楞次定律是电机工程中重要的基本定律之 一,用于分析电机的工作原理和特性。
证明过程中的注意事项
验证实验要严格遵守楞次定律,确保实验操作正确无误。 在实验过程中要保持观察仔细,记录数据要准确。 在分析实验结果时,要认真分析数据,得出正确的结论。 在验证过程中要注意安全,避免发生意外事故。
05 楞次定律的应用
在发电机中的应用
楞次定律在发电机中的应用主要是为了实现能量的转换和传输。
电流的感应过程:当穿过闭合回路的磁通量发生变化时,回路中就会产生感应电流,感应电流 的方向总是要阻碍原磁通量的变化。
楞次定律的应用:在电磁感应现象中,楞次定律是判断感应电流方向的重要依据,也是能量守 恒定律在电磁感应现象中的具体体现。
电磁感应现象楞次定律
(2)适用范围:
一切电磁感应现象
旧知回顾
三、感应电流方向的判定
2.右手定则
(1)内容:伸开右手,使拇指与其余四指垂直,
并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进
入,并使拇指指向导线运动方向,这时四指所指
方向即为感应电流方向。
(2)适用情况:
导线切割磁感线产生感应电流
旧知回顾
三、感应电流方向的判定
楞次定律
来拒去留
右手定则
增缩减扩
闭合回路的磁通量发生变化或闭合回路的一
部分导体在磁场中做切割磁感线的运动
旧知回顾
二、电磁感应现象
3.实质:产生感应电动势。
①电路闭合,有感应电流
②电路不闭合,只有感应电动势,没有感应电流
旧知回顾
三、感应电流方向的判定
1.楞次定律
(1)内容:感应电流具有这样的方向,即感应
电流的磁场总要 阻碍 引起感应电流的磁通量的
右手定则
②闭合回路磁通量变化:
楞次定律
因动生电
例2 足够长的直导线固定在光滑水平面内,导
线中通有如图所示的恒定电流,一硬质金属环
在该平面内运动,初速度0 的方向与电流方向
垂直,下列判断正确的是( D )
A.金属环中感应电流方向始终沿逆时针方向
B.金属环所受合力始终保持不变
C.金属环做匀速直线运动
D.金属环最终停止在该水平面上
例3 如图所示的是一种延时继电器的示意图。铁芯
上有两个线圈A和B。当开关S断开后,电磁铁还会继
续吸住衔铁一小段时间,之后弹簧 才把衔铁D拉起,
能做到延时的主要原因是( )B
A.线圈A中的电流逐渐减小
B.线圈B中产生了感应电流
电磁感应中的楞次定律
电磁感应中的楞次定律电磁感应是电磁学中的一个重要概念,描述了磁场发生改变时周围环路中产生的感应电动势。
其中,楞次定律是描述电磁感应现象的基本规律。
本文将详细介绍电磁感应中的楞次定律及其应用。
一、楞次定律的基本原理楞次定律是由法国物理学家楞次在1835年提出的。
它提供了电磁感应现象的量化描述,即在一个闭合电路中,当磁场发生改变时,电路中将产生感应电动势以阻碍磁场变化的发生。
具体而言,楞次定律可以用数学表达为:在一个闭合回路中,磁感应强度的变化率与由此变化引起的感应电动势大小之积等于回路中电流的方向所决定的力矩。
这一定律可以理解为电磁场与电路之间的相互作用关系。
当磁场发生变化时,根据楞次定律,在电路中会产生感应电动势,从而驱动电流的产生。
这样的感应电动势通常具有阻碍磁场变化的方向,即遵循了能量守恒的原则。
二、楞次定律的应用示例楞次定律在实际中具有广泛的应用,下面以几个常见的场景为例进行说明。
1. 电磁感应发电机电磁感应发电机是一种利用楞次定律的原理将机械能转化为电能的装置。
当发电机中的磁场改变时,通过转子上的线圈感应电动势的产生,进而驱动电流的流动,输出电能。
楞次定律保证了发电机能够将机械能有效地转化为电能。
当磁场发生改变时,由于感应电动势的产生,使得电流从转子中流过,从而完成了能量的转换。
2. 斯托克斯定律和法拉第电磁感应定律斯托克斯定律和法拉第电磁感应定律都是基于楞次定律的衍生定律。
斯托克斯定律描述了磁场变化对电场旋度的影响,而法拉第电磁感应定律则描述了磁场变化对电场环量的影响。
这两个定律进一步扩展了楞次定律的应用范围,使得我们可以更深入地理解电磁感应现象,并在实际中进行相关的计算和应用。
3. 电磁感应的实验楞次定律也广泛应用于电磁感应的实验中。
例如,我们可以利用电磁感应现象测量磁场的变化。
通过将线圈放置在磁场中,并记录感应电流的变化,我们可以通过楞次定律计算出磁场的变化率。
此外,还可以通过电磁感应实验验证楞次定律的成立。
电磁学电磁感应定律与楞次定律
电磁学电磁感应定律与楞次定律电磁学是研究电荷、电流和电磁场之间相互作用的一门科学。
在电磁学中,电磁感应定律和楞次定律是两个基本原理,它们揭示了电磁感应现象和电磁场的生成规律。
本文将对电磁感应定律和楞次定律进行详细的介绍和解析。
一、电磁感应定律1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的基本规律。
它由英国科学家迈克尔·法拉第于1831年提出,被广泛应用于电力发电、电磁感应器等领域。
法拉第电磁感应定律的表达式为:在一根闭合导体回路中,当磁场的磁通量发生变化时,该导体中就会产生感应电动势。
该电动势的大小正比于磁通量的变化率,并与导线的回路长度成正比。
其中,感应电动势的方向遵循楞次定律。
2. 电磁感应定律的应用电磁感应定律的应用非常广泛。
在电力工程中,电磁感应定律被应用于发电机的原理。
当导体在磁场中移动时,磁通量发生变化,从而产生感应电动势,将机械能转化为电能。
这一原理极大地推动了电力工业的发展。
另外,电磁感应定律还应用于电磁感应传感器、变压器等领域。
电磁感应传感器利用感应电动势来测量环境中的物理量,如温度、湿度等。
变压器则是利用电磁感应定律中的电磁感应现象来实现电能的变换和传输。
二、楞次定律1. 楞次定律的提出楞次定律是法拉第电磁感应定律的延伸和补充。
它由法国物理学家亨利·楞次于1834年提出,描述了电磁感应现象中的能量守恒关系。
楞次定律是电磁学的重要基本定律之一。
2. 楞次定律的表达式和应用楞次定律的表达式为:当磁场内的闭合导体回路中有电流变化时,会产生与变化的磁通量相反的电动势,从而产生感应电流。
感应电流的大小正比于磁通量的变化率,并与导线的回路长度成正比。
楞次定律不仅适用于电磁感应定律中的感应电动势,还适用于其他电磁现象中的感应效应。
例如,当导体在磁场中移动时,磁通量发生变化,从而产生感应电流,这就是楞次定律的应用之一。
此外,楞次定律还可以解释电磁铁的工作原理。
电磁感应中的楞次定律解释
电磁感应中的楞次定律解释电磁感应是指在磁场中导体中产生电流的现象。
这一现象的理论基础是楞次定律,由法国物理学家楞次于1831年首次提出。
楞次定律是电磁学中的基础定律之一,它描述了电磁感应现象中磁场和电流的相互作用关系。
楞次定律的表述是:当导体穿过磁力线时,磁场的变化会在导体中产生感应电动势,从而产生感应电流。
这一定律的核心思想是磁场的变化产生感应电动势,而感应电动势又会产生感应电流。
楞次定律可以通过以下公式来表示:ε = -dΦ/dt其中,ε表示感应电动势,Φ表示磁通量,t表示时间。
该公式表明,感应电动势的大小与磁通量的变化率成反比。
楞次定律的解释可以从两个方面进行。
首先,从电动势的角度来看,当导体穿过磁力线时,磁场的变化会导致感应电动势的产生。
这是因为导体中的自由电子在磁场中受到力的作用,从而产生电势差。
这个电势差即为感应电动势。
其次,从电流的角度来看,感应电动势的产生会引起导体中的自由电子运动,从而形成感应电流。
当导体在磁场中运动时,磁场的变化率较大,因此感应电动势较大,从而产生较大的感应电流。
相反,当导体在磁场中静止时,磁场的变化率为零,感应电动势为零,因此不会产生感应电流。
楞次定律在实际应用中具有广泛的意义。
例如,变压器的工作原理就是基于楞次定律。
当变压器的一侧通电时,通过变压器的铁芯会产生磁场,导致另一侧产生感应电动势和感应电流,从而实现电能的传输。
此外,感应电磁炉、感应电动机等也是基于楞次定律的原理进行设计和制造的。
总结起来,楞次定律是描述电磁感应现象中磁场和电流的相互作用关系的基础定律。
它说明了磁场的变化会导致感应电动势和感应电流的产生。
楞次定律在电磁学和实际应用中有着重要的地位和作用。
通过对楞次定律的研究和应用,我们可以更好地理解和利用电磁感应现象,推动电磁学的发展和应用。
10.1 电磁感应现象 楞次定律
10.1 电磁感应现象楞次定律概念梳理:一、磁通量1.定义:在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向垂直的面积S和B的乘积.2.公式:Φ=BS.适用条件:(1)匀强磁场;(2)S为垂直磁场的有效面积.3.磁通量是标量.4.磁通量的意义:(1)磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数.(2)同一平面,当它跟磁场方向垂直时,磁通量最大;当它跟磁场方向平行时,磁通量为零;当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时,磁通量为零.二、电磁感应现象1.电磁感应现象:当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应.2.产生感应电流的条件:表述1:闭合回路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动.表述2:穿过闭合回路的磁通量发生变化.3.能量转化发生电磁感应现象时,机械能或其他形式的能转化为电能.【注意】当回路不闭合时,没有感应电流,但有感应电动势,只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象,且产生感应电动势的那部分导体或线圈相当于电源.三、感应电流方向的判断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要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.(2)适用情况:所有的电磁感应现象.2.右手定则(1)内容:伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内,让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导体运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向.(2)适用情况:导体棒切割磁感线产生感应电流.考点一磁通量的计算【例1】写出下图中磁通量的表达式Φ=ΦABCD=Φabcd=Φ圆=Φ线圈=【练习】如图所示,ab是水平面上一个圆的直径,在过ab的竖直面内有一根通电直导线ef,且ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,穿过圆面积的磁通量将 ()A.逐渐变大B.逐渐减小C.始终为零D.不为零,但始终保持不变考点二电磁感应现象能否发生的判断1.磁通量发生变化的四种常见情况(1)磁场强弱不变,回路面积改变;(2)回路面积不变,磁场强弱改变;(3)磁场强弱和回路面积同时改变;(4)回路面积和磁场强弱均不变,但二者的相对位置发生改变.2.判断流程:(1)确定研究的闭合回路.(2)弄清楚回路内的磁场分布,并确定该回路的磁通量Φ.(3)⎩⎨⎧ Φ不变→无感应电流Φ变化→⎩⎪⎨⎪⎧ 回路闭合,有感应电流不闭合,无感应电流,但有感应电动势【例1】试分析下列各种情形中,金属线框或线圈里能否产生感应电流?【练习】如图所示,一个U 形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab ,有一个磁感应强度为B 的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中,一定能在轨道回路里产生感应电流的是 ( )A .ab 向右运动,同时使θ减小B .使磁感应强度B 减小,θ角同时也减小C .ab 向左运动,同时增大磁感应强度BD .ab 向右运动,同时增大磁感应强度B 和θ角(0°<θ<90°)【例2】如图所示,在直线电流附近有一根金属棒ab ,当金属棒以b 端为圆心,以ab 为半径,在过导线的平面内匀速旋转到达图中的位置时( )A .a 端聚积电子B .b 端聚积电子C .金属棒内电场强度等于零D .U a >U b【练习】某架飞机在我国上空匀速巡航时,机翼保持水平,飞机高度不变.由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差,设飞行员左方机翼末端处的电势为U 1,右方机翼末端处的电势为U 2 ( )A .若飞机从西往东飞,U 1比U 2高B .若飞机从东往西飞,U 2比U 1高C .若飞机从南往北飞,U 1比U 2高D .若飞机从北往南飞,U 2比U 1高【练习】如图所示,线框abcd 在匀强磁场中匀速向右平动时,关于线框中有无感应电流、线框的ad 两端有无感应电动势、电压表中有无示数的说法正确的是( )A .线框中无感应电流,ad 两端无感应电动势,电压表无示数B.线框中无感应电流,ad两端有感应电动势,电压表无示数C.线框中有感应电流,ad两端无感应电动势,电压表无示数D.线框中无感应电流,ad两端有感应电动势,电压表有示数考点三感应电流方向的判断一.利用楞次定律判断感应电流的方向1.楞次定律中“阻碍”的含义:①谁阻碍谁:感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化;②阻碍什么:阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量本身;③如何阻碍:当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反;当磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同;④阻碍效果:阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化,这种变化将继续进行。
电磁感应中的楞次定律
电磁感应中的楞次定律电磁感应是电与磁相互作用的一种现象,而楞次定律则是描述了电磁感应现象的重要规律。
楞次定律是法国物理学家楞次于1831年提出的,该定律表明当导线中的磁通量发生变化时,会在导线中产生感应电动势,进而产生感应电流。
本文将详细介绍楞次定律的原理、公式以及应用。
一、楞次定律的原理楞次定律是电磁感应现象的基本规律,它可以通过磁力线剪切导线而产生感应电动势。
当导体在磁场中运动或与磁场相对运动时,导体内的自由电荷将受到磁力的作用。
根据法拉第电磁感应定律,导体中的自由电子将受到电磁感应力,从而导致导体内部产生电场。
当导体形成闭合回路,电场将驱动电子沿导体移动,从而产生感应电流。
二、楞次定律的数学表达楞次定律可以用一个简洁的数学表达式来表示,即:ε = -dφ/dt其中,ε表示感应电动势,dφ/dt表示磁通量的变化率。
该公式表明,感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,且方向满足右手法则。
当磁通量增加时,感应电动势的方向与磁场的变化方向相反;当磁通量减小时,感应电动势与磁场的变化方向一致。
三、楞次定律的应用楞次定律在实际应用中具有广泛的意义和价值。
以下是几个典型的应用案例:1. 发电机原理楞次定律是理解发电机原理的基础,发电机利用电磁感应效应将机械能转化为电能。
当发电机的磁场通过线圈时,磁通量随着时间的变化而变化,从而在线圈中产生感应电动势。
通过导线的闭合回路,感应电动势将驱动电子流动,实现了将机械能转化为电能。
2. 变压器原理变压器是利用电磁感应原理来实现电压的变换,楞次定律为变压器的正常运行提供了重要理论依据。
当变压器的初级线圈中的电流发生变化时,导致磁场的变化,从而在副级线圈中感应出电动势。
根据楞次定律,副级线圈中的感应电动势与磁场的变化成正比,因此可以实现电流的变换。
3. 感应加热楞次定律还被应用于感应加热技术中。
感应加热利用变化磁场在导体内引起感应电流,而感应电流在导体内产生焦耳热,从而实现对物体的加热。
电磁感应定律与楞次定律
电磁感应定律与楞次定律电磁感应定律和楞次定律是电磁学中重要的基本定律,它们描述了电流的产生和变化如何与磁场相互作用的关系。
这两个定律的发现和应用对于电磁学的发展和实际应用都具有重要意义。
一、电磁感应定律电磁感应定律是由英国科学家法拉第在19世纪中叶发现的。
它提供了电磁感应现象的定量描述。
电磁感应定律有两种形式,分别是法拉第电磁感应定律和楞次-法拉第电磁感应定律。
1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律指出当磁场相对于闭合线圈发生变化时,线圈内部就会产生感应电动势。
法拉第电磁感应定律可以用数学公式表示为:ε = -dΦ/dt其中,ε表示感应电动势,Φ表示磁通量,t表示时间。
负号表示感应电动势的方向与磁场变化方向相反。
2. 楞次-法拉第电磁感应定律楞次-法拉第电磁感应定律是对法拉第电磁感应定律的一个补充和推广。
它指出当闭合线圈中有电流通过时,线圈会对外部磁场产生反作用,抵消部分磁通量。
楞次-法拉第电磁感应定律可以表示为:ε = -d(Φ+NBA)/dt其中,N表示线圈中的匝数,B表示磁感应强度,A表示线圈的面积。
电磁感应定律的应用非常广泛。
它是发电机和变压器等电磁设备的基础原理,也是许多传感器和电磁感应器的工作原理。
二、楞次定律楞次定律是由法国科学家楞次于1834年发现的。
它描述了当闭合回路中有变化的磁通量时,闭合回路中产生的感应电流会阻碍变化的磁场。
楞次定律是电磁学中的重要定律之一,也是法拉第电磁感应定律的一个特例。
楞次定律可以用数学公式表示为:ΔV=−V(d VV/d V)其中,ΔV表示感应电动势,V表示闭合回路的电阻,VV/VV表示磁场的变化率。
负号表示感应电动势的方向与磁场变化方向相反。
楞次定律广泛应用于电磁感应器、发电设备和电磁 interference 中,它对电磁学的研究和应用产生了深远的影响。
总结:电磁感应定律和楞次定律是电磁学中两个重要的基本定律。
电磁感应定律描述了磁场变化如何引起感应电动势的产生,楞次定律描述了变化的磁场如何受到闭合回路电流的反作用。
电磁感应现象与楞次定律
电磁感应现象与楞次定律电磁感应是一个千真万确的自然现象,它被广泛应用于电力工程、电动机、发电机、变压器等领域。
这个现象的探索与研究,始于19世纪初的欧洲。
电磁感应现象最早由迈克尔·法拉第在1831年发现。
他通过一系列的实验,发现当一个导体在磁场中移动时,就会在导体两端产生电流。
这个电流的产生只有在导体与磁场相对运动时才会发生,而当导体静止时则不会有电流产生。
这一现象,称为电磁感应现象。
电磁感应现象的探索并没有停止在法拉第的实验,而是继续延伸到了一位法国物理学家楞次的实验中。
楞次通过一系列实验,通过精确的测量和观察,发现了一个深层的定律,被称为楞次定律。
楞次定律是电磁感应现象的基本定律,它描述了当一个磁通量通过一个线圈时,该线圈中的感应电动势的大小与导线的环路、磁通量的变化率以及线圈的匝数有关。
楞次定律的数学表达式为Φ=BANcosθ,其中Φ表示磁通量,B表示磁场的磁感应强度,A表示线圈的面积,N表示线圈的匝数,θ表示磁场与线圈面的夹角。
楞次定律的一个重要应用是发电机的工作原理。
在一个发电机中,通过机械能驱动转子进行转动,转子上的磁场经过线圈时,由于磁通量的变化,就会在线圈中产生感应电动势。
这个感应电动势通过电路传输,最终驱动电器工作。
因此,发电机是一种将机械能转化为电能的装置,它的基本原理就是利用楞次定律。
除了发电机,电磁感应现象与楞次定律在电动机、变压器中也有着广泛的应用。
电动机将电能转化为机械能,通过利用电磁感应的原理,通过电流产生磁场,从而使得转子在磁场中运动。
而变压器则是通过变换线圈的匝数来改变电压的装置。
通过楞次定律,我们可以控制输入线圈的磁感应强度和匝数,从而实现输入电压和输出电压之间的变换。
电磁感应现象与楞次定律在现代电力工程中有着重要的地位。
通过这些原理,我们可以实现电能的输送、电压的调节、电动机的驱动等。
同时,电磁感应现象和楞次定律也为我们理解自然界中的其他物理现象提供了深入的思路。
电磁感应中的楞次定律
电磁感应中的楞次定律电磁感应是电磁学中的一个重要概念,而楞次定律是描述电磁感应现象的基本规律。
在本文中,我们将详细讨论电磁感应中的楞次定律,并对其原理、应用和实验进行探讨。
一、楞次定律的基本原理楞次定律是法国物理学家楞次在1831年提出的,它表明在一个闭合电路中,当磁通量发生变化时,电路中会产生感应电动势,从而引起电流的产生。
楞次定律可以用数学公式来表示:\[\mathcal{E}=-\frac{\mathrm{d}\Phi}{\mathrm{d}t}\]其中,\(\mathcal{E}\)表示感应电动势,\(\frac{\mathrm{d}\Phi}{\mathrm{d}t}\)表示磁通量的变化率。
二、楞次定律的应用楞次定律在电磁学中有广泛的应用,尤其在发电机、电动机、变压器等电磁设备中起着重要作用。
下面我们将分别介绍它们的应用。
1. 发电机发电机是一种将机械能转化为电能的设备,其工作原理是利用磁场的变化来感应出电流。
根据楞次定律,当导线在磁场中运动时,会产生感应电动势。
通过不断旋转导线,可以不断改变磁通量,从而产生交流电流。
2. 电动机电动机是一种将电能转化为机械能的设备,其工作原理与发电机相反。
在电动机中,当通过导线流过电流时,会在导线周围产生磁场。
根据楞次定律,当导线所在区域的磁场发生变化时,会对导线产生力矩,从而驱动电动机的转动。
3. 变压器变压器是一种用于改变交流电压的电器设备,它利用了楞次定律的原理。
当通过一根导线中的电流发生变化时,会在导线周围产生磁场,这个磁场进一步感应到另一根导线中,并引起其中的电流变化。
通过调整导线的匝数比例,可以实现输入电压和输出电压的调节。
三、楞次定律的实验验证为了验证楞次定律的正确性,科学家们进行了一系列的实验。
下面我们将介绍其中的两个经典实验。
1. 线圈中的感应电流实验实验装置:一个闭合的线圈和一个磁铁。
实验步骤:将一个磁铁靠近线圈的一侧,然后快速移动磁铁。
电磁感应现象 楞次定律
①导体所围面积的变化
②磁场与导体相对位置的变化
③磁场本身强弱的变化
5.感应电流的方向:
(1).右手定则:(判定导体切割磁感线时的感应电流方向)
(2).楞次定律 表述一: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。 表述二:感应电流总要阻碍导体和磁体间的相对运动。 表述三:感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因
4. Ф、 ΔФ、 Δv、 Δv 的比较。
Δt Δ Δt
Δ 3.Δ t 表示磁通量变化的快慢,又称磁通量的变化率,
的大小没有直接关系。类似v、
练习:下列有关磁通量的论述中正确的是( D ) A.磁感强度越大的地方,穿过线圈的磁通量也越大 B.磁感强度越大的地方,线圈面积越大,则穿过线 圈的磁通量越大 C.穿过线圈的磁通量为零的地方,磁感强度一定为零 D.匀强磁场中,穿过线圈的磁感线越多,则磁通量越 大
c
A B C
接着运动到C,向里的磁通量增加,I 的方向为逆时针,
当ab边离开直导线后,向里的磁通量减少,I 的方向为顺时针。 所以,感应电流的方向先是顺时针,接着为逆时针, 然后又为顺时针。
变式:如图所示,在两根平行长直导线M、N中,通 以同方向,同强度的电流,导线框abcd和两导线在同 一平面内,线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左 在两导线间匀速移动,在移动过程中,线框中感应电 流的方向: ( B ) (A)沿abcda不变; (B)沿dcbad不变; I I a b (C)由abcda变成dcbad; (D)由dcbad变成abcda。 v 分析:画出磁感应线的分布情 d c 况如图示, 自右向左移动时,感应电流 M N 的磁场向外, 所以感应电流为逆时针方向。
变式:如图6所示, 在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与 大线圈M相连接.要使小导线圈N获得顺时针方向的感应 电流,则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线 圈共面放置) ( BC ) A.向右匀速运动 B.向左加速运动 C.向右减速运动 D.向右加速运动 电磁感应与科技 例8.如图所示, 用一种新材料制成一 闭合线圈,当它浸入液氮中时,会成为 超导体,这时手拿一永磁体,使任一磁 极向下,放在线圈的正上方,永磁体便 处于悬浮状态,这种现象称为超导体 磁悬浮,用电磁感应及有关知识来解 释这一现象.
电磁感应中的楞次定律
电磁感应中的楞次定律电磁感应是电磁学中的重要概念,而楞次定律则是电磁感应的基本规律之一。
楞次定律揭示了电流的产生原理和电磁感应的本质,对于理解电磁感应现象以及应用于实际生活中的电磁设备都具有重要意义。
楞次定律是由法国物理学家楞次于1831年首次提出。
它描述了当磁通量变化时,经过一个闭合回路的导线中就会产生感应电流,而且这个感应电流的方向和大小都与磁通量的变化有关。
根据楞次定律,电磁感应中的楞次定律可以用以下公式来表示:ε = -dΦ/dt其中,ε代表感应电动势,dΦ/dt代表磁通量的变化率。
这个公式表明,当磁通量的变化率为正时,感应电动势的方向与变化率相反;当磁通量的变化率为负时,感应电动势的方向与变化率一致。
楞次定律的严格数学表达为积分形式:∮ E · dl = -∂/∂t ∬ B · dA其中,∮ E · dl代表感应电场沿闭合回路的环路积分,-∂/∂t ∬B · dA代表磁通量的变化率。
楞次定律告诉我们,当磁通量变化时,就会在闭合回路中产生感应电场和感应电流。
这种感应电流的产生方式是通过库仑定律和洛伦兹力相互作用导致的。
当磁通量变化时,感应电场会沿着闭合回路产生环路电场积分,从而驱动电荷在导线中形成感应电流。
楞次定律的应用非常广泛,尤其是在电磁感应现象的解释和电磁设备的设计上。
例如,变压器就是利用楞次定律来实现电能的传输和转换的重要设备。
变压器中通过变化的磁通量来感应次级线圈中的电动势,从而实现电压的升降变换。
此外,楞次定律还被应用于电磁感应传感器、发电机、电动机等领域。
电磁感应传感器利用外部磁场的变化来产生感应电流,从而检测物理量的变化;发电机将机械能转化为电能,其中的关键就是基于楞次定律的电磁感应原理;电动机则是利用楞次定律产生的感应力驱动电荷运动,实现机械能转化为电能的设备。
在实际应用中,理解和应用楞次定律能够帮助我们更好地理解电磁感应现象的本质,从而提高电磁设备的设计和使用效果。
电磁感应现象 楞次定律
一、电磁感应现象 楞次定律1、 Φ=SB (S ⊥B )2、 感应电流产生的条件:闭合回路,Φ变化;3、 感应电动势产生的条件:Φ变化(与电路是否闭合无关)4、 楞次定律:感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通量的变化。
5、 判断感应电流的方向:①右手定则:切割磁感线②用楞次定律判断的步骤:判断有无感应电流→判断原磁场的方向→判断Φ变化(增大或减小)→根据增反减同判断感应磁场的方向→用右手螺旋定则判断感应电流的方向。
二、法拉第电磁感应定律1、t ∆∆Φ=n E (匝数*磁通量变化率) 常用应用:①瞬时值:t∆∆=BS n E (1)给出B-t 图像(2)B=B 0+kt ②平均值:计算一段时间通过某电路的电荷量。
R I E =∆∆Φ=t ,t q I ∆=。
2、切割磁感线:E=BLv(垂直)注意:L 为有效长度;常用应用:E=BLV=IR F=BIL3、内电路电流从低到高电势,外电路电流从高到低。
4、外电压问题:闭合电路欧姆定律:E=U 外+U 内=U 外+Ir ,纯电阻电路:E=I(R+r),U 外=IR 外6、 功能问题:W 安=⊿E 其他= -E 电= -Q (纯电阻电路)7、 求Q 的三种方法:①Q=I 2Rt (恒定电流或非恒定电流的有效值)②纯电阻电路,Q 总= —W 安 ③纯电阻电路,Q 总=—⊿E 其他三、交变电流1、 有效值的计算:Q=I 2RT=Q 交;正弦交流电:最大值=有效值*√22、 表达式以及特殊位置的特点① 中性面:线圈平面垂直于磁场,Φm =SB ,e=0。
从此位置开始计时:表达式:Φ=Φm cos ωt , e=Em sin ωt ② 中性面垂面:线圈平面平行于磁场,φ=0,Em=nBS ω。
从此位置开始计时:表达式:Φ=Φm sin ωt , e=Em cos ωt四、变压器: 1、关系:U1:U2:U3=n1:n2:n3 P1=P2+P3 n1 I1=n2 I2+n3 I32、决定关系:U1决定U2,P2P3决定P1,I2 I3决定I1五、远距离输电2121n n U U = U 3 = U 2 —⊿U ⊿U= I 2R 4343n n U U = P 1=U 1I 1=P 2= U 2I 2 P 3= P 2—P 损 P 损 = I 22R P 3=U 3I 2=P 4= U 4I 4 n 1I 1=n 2I 2六、动量1、 动量:p=mv (矢量) 冲量:I=Ft (矢量)(注意,求哪个力的冲量F 便是那个力,不用分解)2、 动量定理:F 合t=mv2—mv1 (注意规定正方向,冲量为合外力的冲量)3、 动量守恒定律:m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’ (条件:系统不受外力或合外力为零)。
电磁感应现象 楞次定律
第一单元 电磁感应现象 楞次定律一、电磁感应现象1、磁通量:磁感应强度B 与垂直磁场方向的面积S 的乘积叫穿过这个面积的磁通量,Φ=B ·S ,若面积S 与B 不垂直,应以B 乘以S 在垂直磁场方向上的投影面积S ′,即Φ=B ·S ′=B ·S sin α,θ为B 与S 的夹角单位为韦伯,符号为W b 。
1W b =1T ❿m 2=1V ❿s=1kg ❿m 2/(A ❿s 2)。
(1)磁通量的物理意义就是穿过某一面积的磁感线条数.(2)S 是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积如图所示,若闭合电路abcd 和ABCD 所在平面均与匀强磁场B 垂直,面积分别为S 1和S 2,且S 1>S 2,但磁场区域恰好只有ABCD 那么大,穿过S 1和S 2的磁通量是相同的,因此Φ=BS 中的S 应是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积。
(3)磁通量虽然是标量,却有正负之分磁通量如同力做功一样,虽然功是标量,却有正负之分,如果穿过某个面的磁通量为Ф,将该面转过180°,那么穿过该面的磁通量就是-Ф.如图甲所示两个环a 和b ,其面积S a <S b ,它们套在同一磁铁的中央,试比较穿过环a 、b 的磁通量的大小?我们若从上往下看,则穿过环a 、b 的磁感线如图乙所示,磁感线有进 有出相互抵消后,即Φa =Φ出-Φ进,’进‘出ΦΦ=Φb ,得Φa >Φb 由此可知,若有像图乙所示的磁场,在求磁通量时要按代数和的方法求总的磁通量。
(4)磁通量与线圈的匝数无关磁通量与线圈的匝数无关,也就是磁通量大小不受线圈匝数影响。
同理,磁通量的变化量也不受匝数的影响。
2、磁通量的变化磁通量Φ=B ∙S ∙sin α(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:①S 、α不变,B 改变,这时ΔΦ=ΔB ❿S sin α②B 、α不变,S 改变,这时ΔΦ=ΔS ❿B sin α③B 、S 不变,α改变,这时ΔΦ=BS (sin α2-sin α1)④B 、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。
电磁感应现象
电磁感应现象、楞次定律一.感应电流的产生条件1.电磁感应:利用磁场产生电流的现象叫电磁感应;产生的电流叫感应电流。
2.产生条件:不管是闭合回路的一部分导体做切割磁感线的运动,还是闭合回路中的磁场发生变化,穿过闭合回路的磁感线条数都发生变化,回路中就有感应电流产生—闭合回路中的磁通量发生变化磁通量Φ增加,感应电流的磁场方向与原磁场相反磁通量Φ减少,感应电流的磁场方向与原磁场相同二.判断感应电流方向的原则1.右手定则:当导体在磁场中切割磁感线的运动时,其产生的感应电流的方向可用右手定则判定。
伸出右手,磁感线垂直穿过掌心,大拇指指向为导体的运动方向,四指指向为感应电流的方向2.楞次定律:感应电流的方向总阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化例:如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中向左运动,问有无感应电流?分析:(1)∵磁通量不变,所以无感应电流(2)ab、cd同时切割磁感线,由右手定则,电流方向由a→b、由d→c,切割效果抵消,无感应电流。
注意:用两种正确的观点分析同一事物,结论应该是一致的,除非分析过程有错。
严格地讲,对于任一个电磁感应现象,这两个原则都适用,且能判断出一致的结果。
但却不一定很方便,例如:右手定则对直导线在磁场中运动这一过程就比较方便。
大家在应用时对这两种方法都要达到熟练,且从中摸索简单适用的方法。
3.步骤(1)先判断原磁场的方向(2)判断闭合回路的磁通量的变化情况(3)判断感应磁场的方向(4)由感应磁场方向判断感应电流的方向三.楞次定律的理解和应用楞次定律的主要内容是研究引起感应电流的磁场即原磁场和感应电流的磁场二者之间的关系1.当闭合电路所围面积的磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当闭合电路的磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同例1.两平行长直导线都通以相同电流,线圈abcd与导线共面,当它从左到右在两导线之间移动时,其感应电流的方向是?分析:线圈所在空间内的磁场分布如图,当线圈从左往右运动时,穿过它的磁通量先减小,原磁场方向为垂直纸面向里,所以感应磁场方向为垂直纸面向里,由右手定则可知,感应电流方向为顺时针方向;后来磁通量又逐渐增大,原磁场方向为垂直纸面向外,所以感应磁场方向为垂直纸面向里,由右手定则可知,感应电流方向为顺时针方向。
第一课时 电磁感应现象 楞次定律
电磁感应现象楞次定律【知识梳理】1.产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
2.电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果电路闭合,则有感应电流,电路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流。
产生感应电动势的哪部分导体相当于一个电源。
3..楞次定律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。
4.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。
5.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”。
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。
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。
⑶从“阻碍自身电流变化”的角度来看,就是自感现象。
【名师点拨】例题1.如图所示,O 1O 2是矩形导线框abcd 的对称轴,其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场。
以下哪些情况下abcd 中有感应电流产生?方向如何?A.将abcd 向纸外平移B.将abcd 向右平移C.将abcd 以ab 为轴转动60°D.将abcd 以cd 为轴转动60° “思路分析” A 、C 两种情况下穿过abcd 的磁通量没有发生变化,无感应电流产生。
B 、D 两种情况下原磁通向外,减少,感应电流磁场向外,感应电流方向为abcd 。
“解答”:BD“解题回顾”产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化.磁通量变化可能表现为(1)磁感应强度B 发生变化.(2)在垂直于磁场方向上的投影面积发生变化.(3)两者都发生变化 例题2. 如图所示,在匀强磁场中,放着一个平行导轨与大线圈相连接,要使放在D中的A 线圈(A 、D 两线圈共面)各处受到沿半径指向圆心的力,金属棒MN 的运动情况可能是:( )(A)加速向右 (B)加速向左 (C)减速向右 (D)减速向左“思路分析”:解此题的正常思路是一一加以验证。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第九章电磁感应
课时作业27电磁感应现象楞次定律
时间:45分钟满分:100分
一、选择题(8×8′=64′)
图1
1.如图1所示,一个矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线处于同一平面,而且处在两导线的中央,则()
A.两电流同向时,穿过线圈的磁通量为零
B.两电流反向时,穿过线圈的磁通量为零
C.两电流同向或反向,穿过线圈的磁通量都相等
D.因两电流产生的磁场是不均匀的,因此不能判定穿过线圈的磁通量是否为零
解析:两电流同向时,在线圈范围内,产生的磁场方向相反,大小对称,穿过线圈的磁通量为零,A正确,BCD不正确.
答案:A
图2
2.位于载流长直导线近旁的两根平行铁轨A和B,与长直导线平行且在同一水平面上,在铁轨A、B上套有两段可以自由滑动的导体CD和EF,如图2所示,若用力使导体EF向右运动,则导体CD将()
A.保持不动
B.向右运动
C.向左运动
D.先向右运动,后向左运动
解析:当EF向右运动时,由右手定则,有沿FECD逆时针方向的电流,再由左手定则,
得CD受力向右,选B.本题也可以直接由楞次定律判断,由于EF向右,线框CDFE面积变大,感应电流产生的效果是阻碍面积变大,即CD向右运动.
答案:B
图3
3.如图3所示,要使Q线圈产生图示方向的电流,可采用的方法有()
A.闭合电键K
B.闭合电键K后,把R的滑片右移
C.闭合电键K后,把P中的铁心从左边抽出
D.闭合电键K后,把Q靠近P
解析:当闭合电键K时,Q中的磁场由无变有,方向向右,由楞次定律,Q产生的感应电流方向如题图,A正确.闭合电键K后,把Q靠近P时,Q中的磁场变强,方向向右,由楞次定律,Q产生的感应电流方向如题图,D正确,B、C不正确.
答案:AD
图4
4.如图4所示,在光滑水平桌面上有两个金属圆环,在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁,当条形磁铁自由下落时,将会出现的情况是()
A.两金属环将相互靠拢
B.两金属环将相互分开
C.磁铁的加速度会大于g
D.磁铁的加速度会小于g
解析:当条形磁铁自由下落时,金属圆环中的感应电流产生的效果总是阻碍磁通量增大,阻碍磁铁发生相对运动,磁铁加速度小于g,同时,金属圆环向远处运动,有使磁通量变小的趋势,B、D正确.
答案:BD
图5
5.甲、乙两个同心的闭合金属圆环位于同一平面内,甲环中通以顺时针方向电流I,如图5所示,当甲环中电流逐渐增大时,乙环中每段导线所受磁场力的方向是() A.指向圆心
B.背离圆心
C.垂直纸面向内
D.垂直纸面向外
解析:当甲环中电流逐渐增大时,由楞次定律,感应电流产生的效果是阻碍乙线圈中的
磁场变强,使乙线圈面积变小,A正确.
图6
答案:A
6.如图6所示重现了当初法拉第的一个实验.下列说法中正确的是()
A.右边磁铁S极断开时,有感应电流从a至b通过检流计
B.右边磁铁S极断开时,有感应电流从b至a通过检流计
C.左边磁铁N极断开时,有感应电流从a至b通过检流计
D.左边磁铁N极断开时,有感应电流从b至a通过检流计
解析:铁芯中的磁场方向由左向右,右边磁铁S极断开时,铁芯中的磁场变弱,由楞次
定律,感应电流从a至b通过检流计,A正确.同理C正确.
答案:AC
图7
7.如图7所示为一个圆环形导体,有一个带负电的粒子沿直径方向在圆环表面匀速掠过的过程,环中感应电流的情况是()
A.无感应电流
B.有逆时针方向的感应电流
C.有顺时针方向的感应电流
D.先逆时针方向后顺时针方向的感应电流
解析:带负电的粒子沿直径方向在圆环表面匀速掠过时,相当于有向左的直线电流流过,在圆环中产生的磁场大小上下对称分布,方向相反,产生总磁通量总是零,A正确.答案:A
图8
8.如图8所示,在一蹄形磁铁两极之间放一个矩形线框abcd.磁铁和线框都可以绕竖直轴OO′自由转动.若使蹄形磁铁以某角速度转动时,线框的情况将是() A.静止
B.随磁铁同方向转动
C.沿与磁铁相反方向转动
D.要由磁铁具体转动方向来决定
解析:由楞次定律,线圈中的感应电流总是要阻碍它与磁铁之间的相对运动,即与磁铁同方向转动,B正确.
答案:B
二、计算题(3×12′=36′)
图9
9.面积为S的矩形线框abcd,处在磁感应强度为B的匀强磁场中(磁场区域足够大),磁场方向与线框平面成θ角,如图9所示,当线框以ab为轴顺时针转90°过程中,穿过abcd 的磁通量变化量ΔΦ为多少?
解析:设开始穿过线圈的磁通量为正,则在线框转过90°过程中,穿过线圈的磁通量是由正向BS sinθ减小到零,再由零增大到负向BS cosθ.
所以,磁通量的变化量为:
ΔΦ=|Φ2-Φ1|=|-BS cos θ-BS sin θ| =BS (cos θ+sin θ). 答案:BS (cos θ+sin θ)
图10
10.如图10所示,固定于水平面上的金属框架CDEF 处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN 沿框架以速度v 0向右匀速运动.t =0时,磁感应强度为B 0,此时MN 到达的位置恰好使MDEN 构成边长为L 的正方形,为使MN 中无电流,从t =0开始,试推导出磁感应强度与时间t 的关系式.
解析:t =0与t 时刻回路的磁通量不变,导体棒中就无电流,即B 0L 2=B (L +v 0t )L ,解得B =L
L +v 0t
B 0.
答案:B =
L
L +v 0t
B 0
图11
11.如图11所示是家庭用的“漏电保护器”的关键部分的原理图,其中P 是一个变压器铁芯,入户的两根电线(火线和零线)采用双线绕法,绕在铁芯的一侧作为原线圈,然后再接入户内的用电器.Q 是一个脱扣开关的控制部分(脱扣开关本身没有画出,它是串联在本图左边的火线和零线上,开关断开时,用户的供电被切断),Q 接在铁芯另一侧副线圈的两端a 、b 之间,当a 、b 间没有电压时,Q 使得脱扣开关闭合,当a 、b 间有电压时,脱扣开关即断开,使用户断电.
(1)用户正常用电时,a 、b 之间有没有电压?
(2)如果某人站在地面上,手误触火线而触电,脱扣开关是否会断开?为什么? 答案:(1)用户正常用电时,a 、b 之间没有电压,因为双线绕成的初级线圈两根导线中的电流总是大小相等而方向相反的,穿过铁芯的磁通量总为0,副线圈中不会有感应电动势产生.
(2)人站在地面上手误触火线,电流通过火线和人体而流向大地,不通过零线,这样变压器的铁芯中就会有磁通量的变化,从而产生感应电动势,脱扣开关就会断开.。