高中物理电磁感应定律知识点加例题资料
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私塾国际学府学科教师辅导教案
组长审核:
学员编号:年级:年级课时数:3课时
学员姓名:辅导科目:物理学科教师:杨振
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教学目的
教学重点
授课日期及时段
教学内容
新课讲-练-总结
一、磁通量
1.定义:磁感应强度与面积的乘积,叫做穿过这个面的磁通量.
2.定义式:Φ=BS.
说明:该式只适用于匀强磁场的情况,且式中的S是跟磁场方向垂直的面积;若不垂直,则需取平面在垂直于磁场方向上的投影面积,即Φ=BS⊥=BSsinθ,θ是S与磁场方向的夹角.
3.磁通量Φ是标量,但有正负.Φ的正负意义是:从正、反两面哪个面穿入,若从一面穿入为正,则从另一面穿入为负.
4.单位:韦伯,符号:Wb.
5.磁通量的直观含义:表示磁场中穿过某一面积磁感线的条数.
6.磁通量的变化:ΔΦ=Φ2-Φ1,即末、初磁通量之差.
(1)磁感应强度B不变,有效面积S变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B·ΔS.
(2)磁感应强度B变化,磁感线穿过的有效面积S不变时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=ΔB·S.
(3)磁感应强度B和有效面积S同时变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B2S2-B1S1.
注意几个概念:
(1)磁通量Φ:某时刻穿过磁场中某个面的磁感应线条数,若穿过某个面有方向相反的磁场,则不能直接用Φ=B·S,应考虑相反方向的磁感应或抵消以后所剩余的磁通量。
(2)磁通量变化量ΔΦ:穿过某个面的磁通量随时间的变化量。注意开始和转过180º时平面都与磁场垂直,穿过平面的磁通量是不同的,一正一负,ΔΦ=2B·S,而不是零。
(3)磁通量的变化率ΔΦ/Δt:表述磁场中穿过某一面的磁通量变化快慢的物理量。它既不表示磁通量的大
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小也不表示磁通量变化的多少,在Φ-t 图像中,可用图形的斜率表示。 剖析:
① 磁通量ϕ的实质就是穿过某面积的磁感线的条数。
② 磁感线除了有大小以外,还有方向,但它是个标量。磁通量的方向仅仅表示磁感线沿什么方向穿过
某面积,其运算不满足矢量合成的平行四边形定则,只满足代数运算,在求其变化量时,事先要设正方向,并将“+”、“-”号代入。 ③ 由磁通量的定义θϕsin BS =可得:θ
ϕ
sin S B =
,此式表示“磁感应强度B 大小等于穿过垂直于磁
场方向的单位面积的磁感线条数”,所以磁感应强度又被叫做“磁感密度”。
[例题1] .如图10-1-4所示,面积大小不等的两个圆形线圈A 和B 共轴套在一条形磁铁上,则穿过A 、B 磁通量的大小关系是A ϕ____B ϕ。
解析:磁铁内部向上的磁感线的总条数是相同的,但由于线圈A 的面积大于B 的,外部穿过线圈向下的磁感线的条数A 的大于B 的,所以A ϕ<B ϕ。
答案:<
【变式训练1】如图10-1-5所示,边长为cm 100的正方形闭合线圈置于磁场中,线圈的ad 、bc 两边中点连线O O '的左右两侧分别存在着方向相同、磁感应强度大小各为T B 60.01=、T B 40.02=的匀强磁场。开始时,线圈平面与磁场垂直,若从上往下看,线圈逆时针转0
37和0
180角时,穿过线圈的磁通量分别改变了多少?
解析:在开始位置,线圈与磁场垂直,则
22211S B S B ⋅+⋅=ϕ 2
1
40.02160.0⨯+⨯=
)(5.0Wb = 线圈绕O O '转动0
37角后
0201237cos 237cos 2S
B S B ⋅+⋅=ϕ 8.02
1
40.08.02160.0⨯⨯+⨯⨯=
)(40.0Wb = 磁通量的变化量为
)(1.050.040.012Wb -=-=-=∆ϕϕϕ
线圈绕O O '转动0
180角时,若规定穿过圆线圈平面的磁通量为正,转过0
180后,穿过线圈的磁通量则
10-1-4
10-1-5
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为负值,即
22213S B S B ⋅-⋅-=ϕ 2
1
40.02160.0⨯-⨯-=
)(5.0Wb -= 磁通量的变化量为
)(0.150.050.013Wb -=--=-='∆ϕϕϕ 二、电磁感应现象
1.电磁感应现象:当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电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 (1)电路必须闭合
(2)穿过回路的磁通量要发生变化 3.感应电动势的产生
穿过电路的磁通量发生变化.
电磁感应现象的实质是产生感应电动势.如果回路闭合,则有感应电流;如果回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流.
说明:产生感应电动势的那部分导体相当于电源.
三、感应电流方向的判断
1.右手定则:伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线从手心垂直进入,大拇指指向导体运动方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向。
2.楞次定律
内容:感应电流具有这样的方向,就是感应电流产生的磁场,总是要阻碍引起感应电流的磁通量变化。(增反减同) 3.判断感应电流方向问题的思路
运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为:“一原、二感、三电流”,即为 (1)明确原磁场:弄清原磁场方向及磁通量的变化情况;
(2)确定感应磁场:即跟据楞次定律中的“阻碍”原则,结合原磁场磁通量变化情况,确定出感应电流产生的感应磁场的方向;
(3)判定感应电流方向:即根据感应磁场的方向,运用安培定则判断出感应电流的方向。即
据原磁场(Φ原方向及ΔΦ情况) 确定感应磁场(B 感方向) 判断感应电流(I 感方向)
说明:1.楞次定律是普遍规律,适用于一切电磁感应现象,而右手定则只适用于导体切割磁感线运动的情况,此种
情况用右手定则判定比用楞次定律判定更简便.
2.右手定则与左手定则的区别:抓住因果关系才能无误.“因动而电”—— 用右手;“因电而动”——用左手.
重点难点例析
一、磁通量及其变化的计算
由公式Φ=BS 计算磁通量及磁通量的变化应把握好以下几点: (1) 此公式只适用于匀强磁场
(2) 式中的S 是与磁场垂直的有效面积 (3) 磁通量Φ为双向标量,其正负表示与规定的