知识讲解 法拉第电磁感应定律 基础

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电磁感应中的法拉第电磁感应定律知识点总结

电磁感应中的法拉第电磁感应定律知识点总结

电磁感应中的法拉第电磁感应定律知识点总结法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的定律之一,由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年提出。

它是电磁感应理论的基础,对于理解电磁感应现象以及应用于电磁场中的各种设备具有重要意义。

本文将对法拉第电磁感应定律的相关知识点进行总结。

一、法拉第电磁感应定律的表述法拉第电磁感应定律的表述有两种形式,分别为积分形式和微分形式。

1. 积分形式:当一个闭合回路中的磁通量发生变化时,该回路中会产生感应电动势,其大小等于磁通量的变化率。

数学表达为:ε = -ΔΦ/Δt其中,ε表示感应电动势,ΔΦ表示磁通量的变化量,Δt表示时间的变化量。

2. 微分形式:当回路中的导线运动时,感应电动势的大小等于磁感应强度与导线长度的乘积与运动速度的乘积再乘以负号。

数学表达为:ε = -B * l * v其中,ε表示感应电动势,B表示磁感应强度,l表示导线长度,v表示导线的运动速度。

二、导体中的感应电流根据法拉第电磁感应定律,当导体中存在感应电动势时,就会产生感应电流。

感应电流的大小与感应电动势以及导体的电阻有关。

感应电流的方向满足右手定则,即当手指指向导线的运动方向时,拇指指向的方向即为感应电流的方向。

三、电磁感应的应用法拉第电磁感应定律在现实生活中有着广泛的应用,以下是几个应用示例:1. 发电机:发电机利用电磁感应原理将机械能转化为电能。

当导体在磁场中运动时,感应电动势产生,从而产生电流,实现电能的转换。

2. 变压器:变压器也是基于电磁感应原理工作的。

通过交变电压在一组线圈中产生交变磁场,从而在另一组线圈中感应出电动势,实现电能的输送和转换。

3. 感应加热:利用电磁感应加热的原理,可实现对金属材料的快速加热。

当金属材料处于变化的磁场中时,感应电流在其内部产生摩擦,从而产生热能。

四、感应电动势的影响因素1. 磁感应强度:磁感应强度越大,感应电动势越大。

2. 磁场的变化率:磁场变化越快,感应电动势越大。

电磁感应中的法拉第电磁感应定律详解

电磁感应中的法拉第电磁感应定律详解

电磁感应中的法拉第电磁感应定律详解电磁感应是电磁学中的重要概念,它描述了磁场和电场之间的相互作用。

其中,法拉第电磁感应定律是电磁感应的基本原理之一。

本文将详解法拉第电磁感应定律的原理和应用。

1. 法拉第电磁感应定律的基本原理法拉第电磁感应定律是英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年提出的,它描述了磁场变化引起的感应电动势。

根据法拉第电磁感应定律,当导体中的磁通量发生变化时,导体中将产生感应电动势。

这个电动势的大小与磁通量变化的速率成正比。

具体而言,设一个导体线圈置于磁场中,当磁场的磁通量发生变化时,线圈中将产生感应电动势。

这个电动势可以通过以下公式表示:ε = -N(dΦ/dt)其中,ε表示感应电动势,N表示线圈的匝数,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通量变化的方向相反。

2. 法拉第电磁感应定律的应用法拉第电磁感应定律在现代科技中有广泛的应用。

以下将介绍几个常见的应用。

2.1 电磁感应发电机电磁感应发电机是利用法拉第电磁感应定律发电的装置。

它由转子和定子组成,转子上有一组线圈,当转子旋转时,线圈中的磁通量发生变化,从而产生感应电动势。

这个感应电动势通过导线输出,供应电力。

2.2 变压器变压器是利用法拉第电磁感应定律调整电压的装置。

它由两个线圈组成,一个为输入线圈,另一个为输出线圈。

当输入线圈中的电流发生变化时,产生的磁场会感应输出线圈中的感应电动势,从而调整输出电压。

2.3 感应加热感应加热是利用法拉第电磁感应定律实现加热的技术。

通过在导体中通电,产生交变电流,从而在导体中产生交变磁场。

当另一个导体置于磁场中时,会感应出电流,从而产生热量。

3. 法拉第电磁感应定律的局限性虽然法拉第电磁感应定律在许多领域有广泛的应用,但它也有一些局限性。

3.1 自感应自感应是指当导体中的电流发生变化时,导体本身会产生感应电动势。

这种感应电动势会阻碍电流的变化,从而产生自感应现象。

自感应的存在会导致电磁设备的能量损耗。

法拉第电磁感应定律ppt课件全

法拉第电磁感应定律ppt课件全

E n 算出的是平均感应电动势 t
当磁通量均匀变化时,某一时刻的瞬时感应电动 势等于全段时间内导体的平均感应电动势。
8
巩固练习:
1.穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每 秒钟均匀地增加2 Wb,则:
A.线圈中的感应电动势每秒钟增加2 V
√B.线圈中的感应电动势每秒钟减少2 V
C.线圈中的感应电动势始终是2 V D.线圈中不产生感应电动势
由I
E R
r
知:大,总电指阻针一偏定转时角,越E大越。大,I越
问题3:该实验中,将条形磁铁从同一高度插入线圈
中,快插入和慢插入有什么相同和不同?
从条件上看 相同 Φ都发生了变化 不同 Φ变化的快慢不同
从结果上看 都产生了I 产生的I大小不等6
2.磁通量变化越快,感应电动势越大。
二、法拉第电磁感应定律
Φ
t3 t4
O
t1 t2
t
图1
图2
18
例2.如图 (a)图所示,一个500匝的线圈的两 端跟R=99 Ω的电阻相连接,置于竖直向下的 匀强磁场中,线圈的横截面积为20 cm2,电阻 为1 Ω,磁场的磁感应强度随时间变化的图象 如(b)图,求磁场变化过程中通过电阻R的电流 为多大?
19
【解析】 由题图(b)知:线圈中磁感应强度 B 均匀 增加,其变化率ΔΔBt =(504-1s0)T=10 T/s. 由法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动 势为 E=nΔΔΦt =nΔΔBt S=500×10×20×10-4 V=10 V. 由闭合电路欧姆定律得感应电流大小为 I=R+E r=991+0 1A=0.1 A.
巩固练习
2.一个矩形线圈,在匀强磁场中绕一个固定轴做匀 速转动,穿过某线路的磁通量Φ随时间t变化的关系 如图1,当线圈处于如图2所示位置时,它的:

电磁感应的法拉第定律详解

电磁感应的法拉第定律详解

电磁感应的法拉第定律详解电磁感应是电磁学中的重要概念,而法拉第定律则是描述电磁感应现象的基本规律。

本文将详细解释法拉第定律的原理和应用,并探讨其在现代科技中的重要性。

1. 法拉第定律的基本原理法拉第定律是由英国物理学家迈克尔·法拉第在19世纪提出的。

该定律表明,当一个导体中的磁通量发生变化时,会在导体中产生感应电动势,从而导致感应电流的产生。

这一定律可以用如下的数学表达式来表示:ε = -dΦ/dt其中,ε代表感应电动势,Φ代表磁通量,t代表时间。

负号表示感应电动势的方向与磁通量的变化方向相反。

2. 法拉第定律的应用法拉第定律的应用非常广泛,涵盖了许多重要的科学原理和技术领域。

以下是一些常见的应用示例:2.1 电磁感应现象法拉第定律的最基本应用就是解释电磁感应现象。

当一个导体在磁场中运动或者磁场发生变化时,导体中会产生感应电动势和感应电流。

这一现象被广泛应用于发电机、变压器等电力设备中。

2.2 感应电动势的测量法拉第定律可以用来测量感应电动势的大小。

通过将一个导体绕过待测电路,测量在导体两端产生的感应电动势,可以得到待测电路的电磁特性。

这一原理被广泛应用于电子设备的测试和测量中。

2.3 电磁感应的反向应用法拉第定律也可以被反向应用,即通过施加外加电动势来改变磁通量。

这一原理被应用于电磁铁、电磁炉等设备中,实现对磁场的控制。

3. 法拉第定律的重要性法拉第定律的提出对电磁学的发展产生了重要影响,并在现代科技中发挥着关键作用。

首先,法拉第定律为电磁感应现象提供了准确的数学描述,使得科学家们能够更深入地研究电磁现象的本质。

其次,法拉第定律为电力工程和电子技术的发展提供了理论基础。

发电机、变压器等电力设备的工作原理都基于电磁感应现象,而这些设备又是现代社会不可或缺的基础设施。

此外,法拉第定律的应用还涉及到许多其他领域,如电磁兼容性、无线通信、电磁传感等。

这些应用推动了现代科技的发展,为人们的生活带来了便利。

磁学电磁感应定律知识点总结

磁学电磁感应定律知识点总结

磁学电磁感应定律知识点总结磁学电磁感应定律是物理学中的基础概念之一,描述了磁场与电流产生的感应现象之间的关系。

这些定律深入解释了电磁现象的本质,对于我们理解电磁学和应用磁学有着重要的意义。

本文将对磁学电磁感应定律进行总结,并讨论它们的相关概念和应用。

一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是电磁感应的基本定律之一,描述了磁通量变化对电流环路的感应电动势的影响。

它的数学表达式为:e = -dΦ/dt其中,e代表感应电动势,Φ代表磁通量,dt代表时间变化率。

根据法拉第电磁感应定律,当磁场的磁通量通过一个闭合电路发生变化时,将会在电路中产生感应电流。

二、楞次定律楞次定律是描述了感应电流对磁场的反作用。

根据楞次定律,感应电流所产生的磁场方向总是阻碍产生它的磁场,从而使磁场的总效果减弱。

楞次定律告诉我们,当磁通量发生变化时,感应电流所产生的磁场方向与原始磁场方向相反。

三、自感与互感自感指的是闭合电路中感应电流产生的自己磁场对其自身产生的感应电动势。

自感与互感是楞次定律的拓展应用。

在电路中,电流的变化会引起感应电势,同时也会引起电感的自感电势。

自感对于交流电路尤为重要,它可以使交流电的幅值得到调节。

互感是指两个或更多线圈之间由于磁场的相互耦合而产生的电感现象。

互感现象可以用于电力传输和电子设备的变压器设计。

四、法拉第电磁感应定律的应用法拉第电磁感应定律在实际应用中具有广泛的应用价值,其中最常见的就是发电机的原理。

发电机通过转动磁场和导体线圈之间的相对运动,来产生感应电动势,从而将机械能转化为电能。

另外,电感也是电子电路中非常重要的元件。

电感利用法拉第电磁感应定律的原理,通过导线线圈产生强磁场,并将电能转化为磁能。

这种磁能可以储存在电感中,并在需要时释放出来,从而实现电路的稳定工作。

总结:磁学电磁感应定律涉及了电磁学的核心概念,并具有重要的实际应用。

法拉第电磁感应定律和楞次定律描述了电流和磁场之间的相互作用,解释了磁场引起感应电流的现象。

电磁感应中的法拉第电磁感应定律详解

电磁感应中的法拉第电磁感应定律详解

电磁感应中的法拉第电磁感应定律详解电磁感应是电磁学的重要基础知识之一,其理论基础就在于法拉第电磁感应定律。

法拉第电磁感应定律是英国科学家迈克尔·法拉第于1831年首次提出的,是描述导体中电流和磁场之间相互作用关系的重要定律。

本文将对法拉第电磁感应定律进行详细解析。

一、法拉第电磁感应定律的表述法拉第电磁感应定律有两种表述方式,分别是定量表述和定性表述。

1. 定量表述:法拉第电磁感应定律的定量表述是通过一个数学等式来描述的。

当导体中的磁通量发生变化时,通过导体的电动势(即感应电动势)与磁通量的变化率成正比。

具体可用公式表示如下:ε = -dφ/dt其中,ε表示感应电动势的大小,单位是伏特(V);dφ/dt表示磁通量的变化率,单位是韦伯/秒(Wb/s)或特斯拉/秒(T/s)。

2. 定性表述:法拉第电磁感应定律的定性表述可概括为:当导体穿过磁场或磁场变化时,导体中会产生感应电动势。

这个定律也可以用简洁的句子总结为:“磁场剪切导体时,导体中会产生感应电流”。

二、法拉第电磁感应定律的应用法拉第电磁感应定律在日常生活和科学研究中有着广泛的应用。

以下是一些常见应用的例子:1. 发电机原理:法拉第电磁感应定律为发电机的工作原理提供了关键性的解释。

当导体在磁场中运动或者磁场发生变化时,导体中会产生感应电动势,进而驱动电荷运动形成电流。

这种电动势的产生使得发电机可以将机械能转化为电能。

2. 互感器:互感器是一种通过法拉第电磁感应来变换电压或电流的装置。

当互感器中的线圈与外界的电流或电压发生变化时,它们之间会产生感应电动势,从而实现信号变换和耦合。

3. 变压器:变压器是基于法拉第电磁感应定律原理设计的设备。

变压器通过两个或多个线圈的电磁感应作用,将交流电信号从一个线圈传递到另一个线圈,从而实现电压或电流的变换。

4. 电磁感应传感器:电磁感应传感器是一类利用法拉第电磁感应定律来检测物理量的器件。

它们可以通过磁场的变化或外界信号的改变来产生感应电动势,并将其转化为相应的电信号,从而实现对物理量的测量与监测。

法拉第电磁感应定律的基本原理解析

法拉第电磁感应定律的基本原理解析

法拉第电磁感应定律的基本原理解析法拉第电磁感应定律是电磁学中一项重要的基本定律,它描述了磁场变化引起的电动势的产生。

该定律由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年首次提出,为电磁感应现象提供了深刻的解释。

法拉第电磁感应定律的基本表述如下:当导体中的磁通量发生变化时,导体两端会产生感应电动势(Electromotive Force, EMF),并且该感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。

该定律可以通过以下表达式表示:ε = -dΦ/dt其中,ε表示感应电动势,dΦ/dt表示磁通量的变化率。

根据该定律,感应电动势的大小与磁场的变化速率相关,当磁场变化较快时,感应电动势较大;反之,当磁场变化较慢时,感应电动势较小。

法拉第电磁感应定律的原理可以通过磁通量的变化对导体中的自由电子进行作用力分析来解释。

当磁场的磁通量发生变化时,作用在导体中的自由电子上的洛伦兹力会引起电子的运动。

这个运动将导致电子的流动,产生感应电流。

为了详细解析法拉第电磁感应定律的原理,我们可以使用一个简单的实验来说明。

假设我们有一个螺线管(也称为电感线圈),当通过该螺线管的磁通量发生变化时,螺线管两端将会产生感应电动势。

首先,我们将一个磁铁靠近螺线管的一端,磁铁的南北极与螺线管的一端形成磁场。

当我们将磁铁靠近螺线管时,螺线管中的磁通量随之增加,根据法拉第电磁感应定律,螺线管两端将会产生感应电动势。

当我们用一个导线连接螺线管两端,形成闭合电路时,感应电动势将会驱动自由电子在电路中流动,产生感应电流。

这个感应电流的大小与导线的电阻以及磁通量变化率成正比。

当我们改变磁铁与螺线管的相对位置时,磁通量会发生变化,因而感应电流的大小也会随之改变。

此外,当我们改变磁铁静止时的磁场强度,也会对感应电流产生影响。

通过这个实验可以清楚地看到,法拉第电磁感应定律描述了磁场变化引起的感应电动势和感应电流。

这一定律在现代电磁学中有着广泛的应用,如发电机、变压器和电动感应等设备中都利用了法拉第电磁感应定律的原理。

法拉第电磁感应定律

法拉第电磁感应定律

法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是电磁学中的基本定律之一,描述了变化磁场引起的感应电动势。

此定律由英国科学家迈克尔·法拉第于1831年提出,并推动了现代电磁学的发展。

本文将介绍法拉第电磁感应定律的内容,以及相关的应用和实验。

一、法拉第电磁感应定律的表述根据法拉第电磁感应定律,当一个导体被置于变化的磁场中时,导体中就会产生感应电动势,从而产生感应电流。

其数学表达方式可以用以下公式表示:ε = -dΦ/dt在上述公式中,ε代表感应电动势,单位为伏特(V);dΦ/dt代表磁通量随时间的变化率,单位为韦伯/秒(Wb/s)。

根据法拉第电磁感应定律,当磁场的变化率为正时,感应电动势的极性为负;当磁场的变化率为负时,感应电动势的极性为正。

二、法拉第电磁感应定律的实验验证为了验证法拉第电磁感应定律,科学家们进行了一系列的实验。

其中最著名的实验之一是法拉第实验,即用一个螺线管绕制的线圈将磁场感应到另一个线圈中。

通过改变输入线圈的电流或改变磁场的强度,可以观察到输出线圈中产生的感应电动势的变化。

除了法拉第实验,还有许多其他实验证实了该定律。

比如,当磁铁快速穿过线圈时,线圈中就会产生感应电流;在发电机工作时,通过转动磁场可以产生电流等。

三、法拉第电磁感应定律的应用法拉第电磁感应定律在许多领域都有广泛的应用。

以下是其中一些常见的应用:1. 电磁感应发电:根据法拉第电磁感应定律,通过改变磁场的强度或导体回路的面积,可以产生感应电动势,从而实现发电。

这种原理被广泛应用于发电机和发电厂。

2. 变压器:变压器是电力输送和转换中常用的设备,其工作原理也基于法拉第电磁感应定律。

变压器通过交流电产生变化的磁场,从而在输入线圈和输出线圈之间产生感应电动势和电流,从而实现电压和电流的转换。

3. 感应加热:法拉第电磁感应定律的另一个应用是感应加热。

通过在导体附近放置一个变化磁场的线圈,可以感应出感应电流,并使导体发热。

这种原理被广泛应用于感应炉、感应焊接等工艺中。

法拉第电磁感应定律

法拉第电磁感应定律

法拉第电磁感应定律『基础知识』1.感应电动势的计算公式E = 它概括了感应电动势大小与穿过回路的磁通量变化率成正比这一规律。

2.根据不同情况,t∆∆φ也有不同表达形式 ①如果磁感强度B 不变,磁通量的变化是由于闭合回路的面积的变化而引起时,则有E =②如果闭合回路的面积不变,磁通量的变化是由于磁感强度的变化而引起时,则有E =③如果磁通量的变化是由于磁感强度和闭合回路的面积共同发生变化而引起时,则有E =3.几种特殊情况①导体平动产生感应电动势E =Blvsin θ,其中。

V ⊥L ,L 为切割磁感线的有效长度,θ为B 与V 之间的夹角.若B 、V 和l 三者两两垂直,则E=Blv .电势高低的判断分清内外电路:产生感应电动势的那部分导体为内电路,也就是电源,其余部分为外电路.判定电势的高低:在内电路中,感应电流从电源的负极流向电源的正极;在外电路中,感应电流从电源的正极流向负极.②导体棒以端点为轴,在垂直于磁感线的匀强磁场中匀速转动产生感应电动势E =1v 2BL =212B L ω、(平均速度取中点位置线速度为12L ω).O『疑难解析』1.注意磁通量φ、磁通量的变化量φ∆和磁通量的变化率t∆∆φ三者之间的区别 ①磁通量φ表示穿过磁场中某个面的磁感线条数.φ=BS ⊥,其中S ⊥指线圈闭合面S 在垂直于磁感强度B 方向上的投影的面积.至于S ⊥究竟等于Scos θ还是Ssin θ,应视θ角的具体含义而定,不宜死记硬背.例:如图所示,两个同心放置的共面金属圆环a 和b ,一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直,则穿过两环的磁通量φa 、φb 的大小关系为A .φa >φbB .φa <φbC .φa =φbD .无法比较②磁通量的变化量φ∆是指末状态的2φ与始状态的由1φ的差,即21φφφ∆=-.在实际问题中,它可以由面积的变化、磁场的变化或面积和磁场同时变化而引起的.φ∆≠0是回路中产生电磁感应的必要条件.在考虑磁通量变化时,要注意磁通量的方向.例:一磁感应强度为B 的匀强磁场方向水平向右,一面积为S 的矩形线圈abcd 如图所示放置,平面abcd 与竖直方向成θ角。

法拉第定律基础知识、例题、练习

法拉第定律基础知识、例题、练习

法拉第定律基础知识、例题、练习法拉第电磁感应定律【本讲教育信息】⼀. 教学内容:法拉第电磁感应定律【基础知识】1. 法拉第电磁感应定律在电磁感应现象中,不管电路是否闭合,只要穿过这个电路所围⾯积的磁通量发⽣变化,电路中就有感应电动势产⽣,电路中感应电动势的⼤⼩,跟穿过这⼀电路的磁通量的变化率成正⽐,即,在国际单位制中可以证明其中的k=1,所以有。

对于n匝线圈有。

公式中,若恒定,则感应电动势E恒定,若变化,则感应电动势也是变化的。

通常Δt为⼀段时间,计算的是Δt时间内的平均感应电动势。

Δt→0时,的极限值等于感应电动势的瞬时值。

2. 法拉第电磁感应定律的运⽤有两种典型情形:第⼀,回路⾯积不变,穿过回路的磁场变化,如本例,此时;第⼆,穿过回路的磁场恒定,回路⾯积变化,此时。

(1)根据法拉第电磁感应定律可以证明:垂直于磁场⽅向的导体棒,当它以垂直于磁场⽅向的速度运动时,产⽣的感应电动势⼤⼩为E=BLv。

式中B为磁场的磁感应强度,L 为导体棒长度,v为导体棒运动的速度。

如果导体棒运动的速度⽅向和磁场⽅向不垂直,如图所⽰。

此时,我们可以将导体棒的速度v分解为垂直于磁场⽅向的分量和沿磁场⽅向的分量,显然对感应电动势没有贡献。

所以,导体棒中感应电动势为。

产⽣感应电动势那部分导体相当于电源,在电源内部,电流从负极流向正极,不论回路是否闭合,都设想电路闭合,由楞次定律或右⼿定则判断出感应电流⽅向,根据在电源内部电流从负极到正极,就可确定感应电动势的⽅向。

将均匀电阻丝做成的边长为l的正⽅形线圈abcd从匀强磁场中向右匀速拉出的过程,仅ab边上有感应电动势E=Blv,ab边相当于电源,另3边相当于外电路。

ab边两端的电压为3Blv/4,另3边每边两端的电压均为Blv/4。

(2)导体棒转动产⽣的感应电动势直导线在磁场中转动切割磁场线⽽产⽣感应电动势,电动势的⼤⼩如何求呢?如图,磁感应强度为B的匀强磁场⽅向垂直于纸⾯向外,长L的⾦属棒oa以o为轴(转动轴与磁感线平⾏)在该平⾯内以⾓速度ω逆时针匀速转动,求⾦属棒中的感应电动势。

《法拉第电磁感应定律》 讲义

《法拉第电磁感应定律》 讲义

《法拉第电磁感应定律》讲义一、电磁感应现象的发现在 19 世纪初,丹麦科学家奥斯特发现了电流的磁效应,即通电导线周围存在磁场。

这一发现引起了科学界的极大关注,也激发了科学家们对于电与磁之间关系的深入探索。

英国科学家法拉第坚信磁一定能够生电。

经过多年的不懈努力和实验,他终于在 1831 年发现了电磁感应现象。

法拉第的实验多种多样,其中最著名的是他的“磁铁与线圈”实验。

他将一个闭合线圈与一个灵敏电流计连接,然后将一根磁铁插入或拔出线圈。

当磁铁插入或拔出时,电流计指针发生了明显的偏转,这表明在线圈中产生了电流。

这一现象的发现,为电磁学的发展奠定了坚实的基础,也开启了人类利用电能的新时代。

二、法拉第电磁感应定律的内容法拉第电磁感应定律指出:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

如果用 E 表示感应电动势,ΔΦ 表示磁通量的变化量,Δt 表示发生变化所用的时间,那么法拉第电磁感应定律可以表示为:E =nΔΦ/Δt (其中 n 为线圈的匝数)这里需要注意的是,磁通量的变化率是指单位时间内磁通量的变化量。

三、对法拉第电磁感应定律的深入理解1、感应电动势的产生当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中就会产生感应电动势。

感应电动势是使电荷定向移动形成感应电流的原因。

如果电路不闭合,虽然没有感应电流,但仍然会有感应电动势存在。

2、磁通量的变化磁通量的变化可以由多种方式引起。

例如,磁场的强弱发生变化、线圈的面积发生变化、线圈与磁场的夹角发生变化,或者这些因素的组合变化。

3、匝数 n 的作用在公式中,匝数 n 反映了感应电动势的累加效果。

当有 n 匝线圈时,每匝线圈都产生感应电动势,它们相互串联,总电动势就等于各匝电动势之和。

4、公式的适用范围法拉第电磁感应定律适用于任何情况,无论是导体切割磁感线运动,还是磁场变化引起的磁通量变化。

四、法拉第电磁感应定律的应用1、发电机发电机是利用电磁感应原理制成的。

电磁感应中的法拉第定律解析

电磁感应中的法拉第定律解析

电磁感应中的法拉第定律解析电磁感应是一种重要的物理现象,它在我们日常生活中无处不在。

而法拉第定律则是电磁感应中最基本的定律之一。

本文将对法拉第定律进行深入解析,探讨其原理和应用。

一、法拉第定律的基本原理法拉第定律是由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年提出的。

它描述了当一个闭合线圈中的磁通量发生变化时,线圈中将会产生感应电动势。

具体来说,当磁场的磁通量通过一个闭合线圈时,线圈中将会产生感应电流。

这个感应电流的方向和大小与磁通量的变化率有关。

根据法拉第定律,当磁通量增加时,线圈中的感应电流将会产生一个与原磁场方向相反的磁场。

而当磁通量减小时,线圈中的感应电流将会产生一个与原磁场方向相同的磁场。

这一原理被广泛应用于电磁感应实验和电磁设备的设计中。

二、法拉第定律的数学表达法拉第定律可以用数学公式来表达。

假设一个闭合线圈的磁通量为Φ,线圈中的感应电动势为ε,感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,即ε = -dΦ/dt。

其中,dΦ表示磁通量的变化量,dt表示时间的变化量。

负号表示感应电动势的方向与磁通量变化的方向相反。

根据法拉第定律的数学表达式,我们可以得出一个重要的结论:当磁通量的变化率较大时,感应电动势的大小也会较大。

这一结论对于电磁感应实验和电磁设备的设计具有重要意义。

三、法拉第定律的应用法拉第定律在现实生活中有许多应用。

以下是一些常见的应用例子:1. 发电机:发电机是利用法拉第定律的原理来产生电能的设备。

当发电机中的线圈旋转时,磁通量发生变化,从而在线圈中产生感应电流。

这个感应电流经过导线流动,最终输出为电能。

2. 变压器:变压器是利用法拉第定律的原理来改变交流电压的设备。

变压器由两个线圈组成,分别为初级线圈和次级线圈。

当初级线圈中的电流发生变化时,磁通量也会发生变化,从而在次级线圈中产生感应电动势,进而改变次级线圈中的电流和电压。

3. 感应炉:感应炉是利用法拉第定律的原理来加热物体的设备。

高中物理必备知识点 法拉第电磁感应定律

高中物理必备知识点 法拉第电磁感应定律

法拉第电磁感应定律『夯实基础知识』1、法拉第电磁感应定律:在电磁感应现象中,电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

公式: tn E ∆∆ϕ=,其中n 为线圈的匝数。

法拉第电磁感应定律的理解(1)t n∆∆ϕ=E 的两种基本形式:①当线圈面积S 不变,垂直于线圈平面的磁场B 发生变化时,t B S n E ∆∆=;②当磁场B 不变,垂直于磁场的线圈面积S 发生变化时,tS B n E ∆∆=。

(2)感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率t ∆∆ϕ,与φ的大小及△φ的大小没有必然联系。

(3)若t ∆∆ϕ为恒定(如:面积S 不变,磁场B 均匀变化,k t B =∆∆,或磁场B 不变,面积S 均匀变化,'=∆∆k t S ),则感应电动势恒定。

若t ∆∆ϕ为变化量,则感应电动势E 也为变化量,t n E ∆∆ϕ=计算的是△t 时间内平均感应电动势,当△t→0时,tn E ∆∆ϕ=的极限值才等于瞬时感应电动势。

2、磁通量ϕ、磁通量的变化ϕ∆、磁通量的变化率t ∆∆ϕ (1)磁通量ϕ是指穿过某面积的磁感线的条数,计算式为θϕsin BS =,其中θ为磁场B 与线圈平面S 的夹角。

(2)磁通量的变化ϕ∆指线圈中末状态的磁通量2ϕ与初状态的磁通量1ϕ之差,12ϕϕϕ-=∆,计算磁通量以及磁通量变化时,要注意磁通量的正负。

(3)磁通量的变化率。

磁通量的变化率t∆∆ϕ是描述磁通量变化快慢的物理量。

表示回路中平均感应电动势的大小,是t -ϕ图象上某点切线的斜率。

t ∆∆ϕ与ϕ∆以及ϕ没有必然联系。

3、对公式E =Blv 的研究(1)公式的推导取长度为1的导体棒ab ,强度垂直于磁场方向放在磁感强度为B 的匀强磁场中,当棒以速度v 做垂直切割磁感线运动时,棒中自由电子就将受到洛仑兹力f b =evB 的作用,这将使的a 、b 两端分别积累起正、负电荷而在棒中形成电场,于是自由电子除受f b 作用外又将受到电场力f c =eE ,开始a 、b 两端积累的电荷少,电场弱,f c 小,棒两端积累的电荷继续增加,直至电场力与洛仑兹力平衡:f c =f B 。

法拉第电磁感应定律的基本原理与推导

法拉第电磁感应定律的基本原理与推导

法拉第电磁感应定律的基本原理与推导法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的基本定律,它是建立在麦克斯韦方程组的基础上的,并由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年发现和总结。

该定律表明,磁场的变化将在闭合电路中引起感应电动势,从而产生电流。

本文将介绍法拉第电磁感应定律的基本原理以及推导过程。

1. 基本原理法拉第电磁感应定律可以简述为:当闭合导体回路中的磁通量发生变化时,该回路中将产生电动势。

具体来说,若闭合回路中有导体线圈,当磁通量发生变化时,线圈中将会有感应电流产生。

而磁通量Φ是由磁场和回路平面张成的面积决定的,根据麦克斯韦方程组,磁场的变化可以通过电场的旋度来表示。

2. 定律推导为了推导法拉第电磁感应定律,我们假设一个闭合回路中有一个导体线圈,通过该线圈的磁通量Φ被改变。

根据麦克斯韦方程组,可以得到以下方程:∇ × E = -∂B/∂t其中,E表示电场强度,B表示磁感应强度,∇×表示旋度运算符,∂B/∂t表示磁感应强度对时间的变化率。

根据斯托克斯定理,可以将上式改写为:∮E·dl = -dΦ/dt其中,∮表示闭合回路的环形积分运算符,E·dl表示电场强度与微段位移的点积,dΦ/dt表示磁通量随时间的变化率。

由此可见,闭合回路中的感应电动势可以通过线圈中感应电场强度与沿回路方向的微段位移的点积来计算。

3. 应用与实例法拉第电磁感应定律在日常生活和科技应用中有着广泛的应用。

例如,发电机的原理就是基于电磁感应定律工作的。

在发电机中,通过转动导体线圈以改变磁通量,从而在导体线圈中产生感应电动势,并将其转化为电能输出。

此外,变压器也是利用电磁感应定律来工作的。

变压器通过交变电流在一侧线圈中产生磁场,进而在另一侧线圈中产生感应电动势,从而实现电能的传输和变压。

除了发电机和变压器,电动感应炉、感应加热器、感应磁测仪等设备也是基于电磁感应定律的原理来工作的。

综上所述,法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的基本定律。

法拉第电磁感应定律知识点

法拉第电磁感应定律知识点

法拉第电磁感应定律知识点导言:法拉第电磁感应定律是电磁学中的重要定律之一,由英国科学家迈克尔·法拉第于1831年提出。

该定律规定了导体中的电流与磁场之间相互作用的关系,为电磁感应现象的解释提供了基础。

本文将介绍法拉第电磁感应定律的相关知识点,包括定律的内容、表达形式、适用条件以及应用领域等方面。

一、法拉第电磁感应定律的内容法拉第电磁感应定律指出,当导体中存在磁场时,通过导体的磁通量的变化将产生感应电动势,从而导致电流的产生。

该定律可用一下公式来表示:ε = -dΦ/dt其中,ε表示感应电动势,Φ表示磁通量,t表示时间,d/dt表示对时间的导数。

根据这个公式,当磁通量的变化率较大时,感应电动势的大小也会增大,进而导致更大的电流。

二、法拉第电磁感应定律的表达形式法拉第电磁感应定律可以有不同的表达形式,根据具体情况选择不同的表示方式。

最常见的表达形式为涡旋电场定律和楞次定律。

1. 涡旋电场定律涡旋电场定律是法拉第电磁感应定律的一种表达形式,它描述了磁场变化时涡旋电场的产生。

根据这个定律,涡旋电场的旋度等于磁场的变化率。

涡旋电场的方向垂直于磁场的变化率和磁场的方向,其大小与磁场变化率成正比。

2. 楞次定律楞次定律是法拉第电磁感应定律的另一种表达形式,它描述了感应电流的产生与闭合回路的磁通量变化的关系。

楞次定律表示,闭合电路中的感应电动势等于该电路所围面积的磁通量的变化率。

根据楞次定律,在闭合电路中产生的感应电流的方向会阻碍磁通量的变化。

三、法拉第电磁感应定律的适用条件法拉第电磁感应定律的适用条件主要包括磁场的变化和导体的运动。

1. 磁场的变化法拉第电磁感应定律适用于磁场的变化情况。

当磁场的强度、方向或面积发生变化时,就会产生磁通量的变化,从而导致感应电动势和感应电流的产生。

2. 导体的运动在导体运动的过程中,如果导体相对于磁场的速度改变,也会导致磁通量的变化,从而产生感应电动势。

这是因为导体的运动会改变导体中自由电荷的分布情况,进而影响电流的产生。

法拉第电磁感应定律 课件

法拉第电磁感应定律    课件

[典例] 如图 4-4-6 所示,边长为 0.1 m 的正方形线圈 ABCD 在大小为 0.5 T 的匀强磁 场中以 AD 边为轴匀速转动。初始时刻线圈平 面与磁感线平行,经过 1 s 线圈转了 90°,求: 图 4-4-6
(1)线圈在 1 s 时间内产生的感应电动势的平均值。 (2)线圈在 1 s 末时的感应电动势大小。 [解析] 初始时刻线圈平面与磁感线平行,所以穿过 线圈的磁通量为零,而 1 s 末线圈平面与磁感线垂直,磁 通量最大,故有磁通量变化,有感应电动势产生。
法拉第电磁感应定律
一、电磁感应定律 1.感应电动势 (1)在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势,产生感 应电动势的那部分导体相当于电源 。 (2)在电磁感应现象中,若 闭合 导体回路中有感应电流,电 路就一定有感应电动势;如果电路 断开 ,这时虽然没有感应电 流,但感应电动势依然存在。
2.法拉第电磁感应定律
(1)根据 E=ΔΔΦt 可得在转过 90°的过程中产生的平均 感应电动势 E=ΔΔΦt =0.5×0.1×0.1 V=0.005 V。
(2)当线圈转了 1 s 时,恰好转了 90°,此时线圈的速 度方向与磁感线的方向平行,线圈的 BC 段不切割磁感线 (或认为切割磁感线的有效速度为零),所以线圈不产生感应 电动势,E′=0。
向垂直。先保持线框的面积不变,将磁感应强度在 1 s 时间内
均匀地增大到原来的两倍。接着保持增大后的磁感应强度不
变,在 1 s 时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半。
先后两个过程中,线框中感应电动势的比值为
()
A.12
B.1
C.2
D.4
[思路点拨] 线框位于匀强磁场中,磁通量发生均匀变 化,根据法拉第电磁感应定律可得出感应电动势的大小。

法拉第电磁感应定律内容是什么

法拉第电磁感应定律内容是什么

法拉第电磁感应定律内容是什么法拉第的实验表明,不论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有电流产生。

这种现象称为电磁感应现象,所产生的电流称为感应电流。

法拉第电磁感应定律基本内容电磁感应(Electromagnetic induction)现象是指放在变化磁通量中的导体,会产生电动势。

此电动势称为感应电动势或感生电动势,若将此导体闭合成一回路,则该电动势会驱使电子流动,形成感应电流(感生电流)迈克尔·法拉第是一般被认定为于1831年发现了电磁感应的人,虽然Francesco Zantedeschi1829年的工作可能对此有所预见。

电磁感应是指因为磁通量变化产生感应电动势的现象。

电磁感应现象的发现,是电磁学领域中最伟大的成就之一。

它不仅揭示了电与磁之间的内在联系,而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础,为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路,在实用上有重大意义。

电磁感应现象的发现,标志着一场重大的工业和技术革命的到来。

事实证明,电磁感应在电工、电子技术、电气化、自动化方面的广泛应用对推动社会生产力和科学技术的发展发挥了重要的作用。

若闭合电路为一个n匝的线圈,则又可表示为:式中n为线圈匝数,ΔΦ为磁通量变化量,单位Wb(韦伯),Δt为发生变化所用时间,单位为s.ε为产生的感应电动势,单位为V(伏特,简称伏)。

电磁感应俗称磁生电,多应用于发电机。

法拉第电磁感应定律有哪些当穿过回路的磁通量发生变化时,回路中的感生电动势ε感的大小和穿过回路的磁通量变化率等成正比,即ε感=-△φ/△t 这就是法拉第电磁感应定律。

说明①当磁通量增加时,△φ/△t>0,这时ε感为负值,即感生电流产生的磁场和原磁场方向相向;当磁通量减少时,△φ/△t②中学阶段,物理量的大小和方向常常是分开讨论的。

如ε感=△φ/△t仅反映了它的大小,其方向由楞次定律或右手定则来确定。

③感生电动势和磁通量的变化率成正比,不是和磁通量的多少成正比。

知识讲解 法拉第电磁感应定律 基础

知识讲解 法拉第电磁感应定律 基础

法拉第电磁感应定律编稿:小志【学习目标】1.通过实验过程理解法拉第电磁感应定律,理解磁通量的变化率tϕ∆∆,并能熟练地计算;能够熟练地计算平均感应电动势(E ntϕ∆=∆)和瞬时感应电动势(sin E BLv α=),切割情形)。

2.了解感生电动势和动生电动势产生机理。

3.熟练地解决一些电磁感应的实际问题。

4.理解并运用科学探究的方法。

【要点梳理】要点一、感应电动势在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势,产生感应电动势的那部分导体相当于电源。

要点诠释:(1)感应电动势的存在与电路是否闭合无关。

(2)感应电动势是形成感应电流的必要条件。

有感应电动势(电源),不一定有感应电流(要看电路是否闭合),有感应电流一定存在感应电动势。

要点二、法拉第电磁感应定律1.定律内容:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

2.公式:ФE nt ∆=∆。

式中n 为线圈匝数,Фt∆∆是磁通量的变化率,注意它和磁通量西以及磁通量的变化量21ФФФ∆=-的区别。

式中电动势的单位是伏(V )、磁通量的单位是韦伯(Wb ),时间的单位是秒(s )。

要点诠释:(1)感应电动势E 的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率Фt∆∆,而与Ф的大小、Ф∆的大小没有必然的联系,和电路的电阻R 无关;感应电流的大小和E 及回路总电阻R 有关。

(2)磁通量的变化率Фt∆∆是Фt -图象上某点切线的斜率。

(3)公式ФE k t∆=⋅∆中,k 为比例常数,当E 、Ф∆、t ∆均取国际单位时,1k =,所以有ФE t∆=∆。

若线圈有n 匝,则相当于n 个相同的电动势Фt∆∆串联,所以整个线圈中电动势为ФE nt∆=∆。

(4)磁通量发生变化有三种方式:一是Ф∆仅由B 的变化引起,21||B B B ∆=-,B E nSt ∆=∆;二是Ф∆仅由S 的变化引起,21||S S S ∆=-,SE nB t∆=∆;三是磁感应强度B 和线圈面积S 均不变,而线圈绕过线圈平面内的某一轴转动,此时21||ФФE n t -=∆。

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法拉第电磁感应定律编稿:张金虎 审稿:代洪【学习目标】1.通过实验过程理解法拉第电磁感应定律,理解磁通量的变化率tϕ∆∆,并能熟练地计算;能够熟练地计算平均感应电动势(E ntϕ∆=∆)和瞬时感应电动势(sin E BLv α=),切割情形)。

2.了解感生电动势和动生电动势产生机理。

3.熟练地解决一些电磁感应的实际问题。

4.理解并运用科学探究的方法。

【要点梳理】要点一、感应电动势在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势,产生感应电动势的那部分导体相当于电源。

要点诠释:(1)感应电动势的存在与电路是否闭合无关。

(2)感应电动势是形成感应电流的必要条件。

有感应电动势(电源),不一定有感应电流(要看电路是否闭合),有感应电流一定存在感应电动势。

要点二、法拉第电磁感应定律1.定律内容:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

2.公式:ФE nt ∆=∆。

式中n 为线圈匝数,Фt∆∆是磁通量的变化率,注意它和磁通量西以及磁通量的变化量21ФФФ∆=-的区别。

式中电动势的单位是伏(V )、磁通量的单位是韦伯(Wb ),时间的单位是秒(s )。

要点诠释:(1)感应电动势E 的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率Фt∆∆,而与Ф的大小、Ф∆的大小没有必然的联系,和电路的电阻R 无关;感应电流的大小和E 及回路总电阻R 有关。

(2)磁通量的变化率Фt∆∆是Фt -图象上某点切线的斜率。

(3)公式ФE k t∆=⋅∆中,k 为比例常数,当E 、Ф∆、t ∆均取国际单位时,1k =,所以有ФE t∆=∆。

若线圈有n 匝,则相当于n 个相同的电动势Фt∆∆串联,所以整个线圈中电动势为ФE nt∆=∆。

(4)磁通量发生变化有三种方式:一是Ф∆仅由B 的变化引起,21||B B B ∆=-,B E nSt ∆=∆;二是Ф∆仅由S 的变化引起,21||S S S ∆=-,SE nB t∆=∆;三是磁感应强度B 和线圈面积S 均不变,而线圈绕过线圈平面内的某一轴转动,此时21||ФФE n t -=∆。

要点三、导体做切割磁感线运动时的感应电动势的表达式:sin E Blv θ= 应用公式sin E Blv θ=时应注意:(1)当0θ=︒或180θ=︒时,0E =,即导体运动的方向和磁感线平行时,不切割磁感线,感应电动势为零。

当90θ=︒时,E Blv =,即当导体运动的方向跟导体本身垂直又和磁感线垂直时,感应电动势最大。

(2)如果v 是某时刻的瞬时速度,则E 也是该时刻的瞬时感应电动势;若v 为平均速度,则E 也为平均感应电动势。

(3)若导线是曲折的,则l 应是导线的有效切割长度,即导线两端点在v 、B 所决定平面的垂线上的长度。

如图甲所示的三种情况下感应电动势相同;如图乙所示的半径为r 的圆弧形导体垂直切割磁感线时,感应电动势2E blv Brv =≠。

(4)公式中B 和导体本身垂直,v 和导体本身垂直,θ是v 和B 的夹角。

要点四、反电动势当电动机通电转动时,线圈中会产生削弱电源电动势的感应电动势,这个电动势通常称为反电动势。

要点诠释:(1)反电动势的作用是阻碍线圈的转动。

(2)反电动势阻碍转动的过程,是电路中电能向其他形式的能转化的过程。

(3)如果电动机工作时由于机械阻力过大而停止转动,这时没有了反电动势,电阻很小的线圈直接接在电源两端,电流会很大,很容易烧毁电动机。

(4)由于反电动势的存在,使回路中的电流EI R<,所以在有反电动势工作的电路中,不能用闭合电路的欧姆定律直接计算电流。

要点五、区别磁通量Ф、磁通量的变化量Ф∆、磁通量的变化率Фt∆∆ (1)物理意义不同:磁通量西表示某时刻或某位置时穿过某一面积的磁感线条数的多少;磁通量的变化量Ф∆表示在某一过程中穿过某一面积的磁通量变化的多少;磁通量的变化率Фt∆∆表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢。

(2)穿过一个平面的磁通量大,磁通量的变化量不一定大,磁通量的变化率也不一定大;穿过一个平面的磁通量的变化量大,磁通量不一定大,磁通量的变化率也不一定大;穿过一个平面的磁通量的变化率大,磁通量和磁通量的变化量都不一定大。

(3)感应电动势E 的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率Фt∆∆,而与Ф的大小、Ф∆的大小没有必然的联系,与电路的电阻R 无关。

要点六、公式ФE n t∆=∆和sin E Blv θ=的区别与联系 1.区别(1)研究对象不同:ФE n t∆=∆的研究对象是一个回路;sin E Blv θ=的研究对象是在磁场中运动的一段导体。

(2)适用范围不同:ФE nt∆=∆具有普遍性,无论什么方式引起Φ的变化都适用;sin E Blv θ=只适用于一段导线切割磁感线的情况。

(3)条件不同:ФE n t∆=∆不一定是匀强磁场;E Blv =中的l 、v 、B 应取两两互相垂直的分量,可采用投影的办法。

(4)物理意义不同:ФE n t∆=∆求的是t ∆时间内的平均感应电动势,E 与某段时间或某个过程相对应;sin E Blv θ=求的是瞬时感应电动势,E 与某个时刻或某个位置相对应。

2.联系(1)sin E Blv θ=是由ФE nt∆=∆在一定条件下推导出来的。

(2)只有B 、l 、v 三者大小、方向均不变时,在出时间内的平均感应电动势才和它在任意时刻产生的瞬时电动势相同。

(3)公式sin E Blv θ=中的v 若代入v ,则求出的E 为平均感应电动势。

要点七、电磁感应现象中感应电荷量的计算方法 设感应电动势的平均值用E 来表示,在t ∆的时间内ФE nt∆=∆,E I R =,则Фq I t nR∆=⋅∆=.其中Ф∆对应某过程中磁通量的变化,R 为电路的总电阻,n 为回路的匝数。

用Фq nR∆= 可求一段时间内通过某一导体横截面的电荷量。

要点八、导体棒在匀强磁场中转动产生感应电动势的求法如图所示,长为l 的导体棒ab 以a 为圆心、以角速度ω在磁感应强度为B 的匀强磁场中匀速转动,则棒ab 切割磁感线,产生电动势。

其电动势的大小可 从两个角度分析:(1)棒上各点速度不同,其平均速度为12v l ω=,利用E Blv =知,棒上电动势大小为21122E Bl l Bl ωω=⋅=。

(2)如果经过时间t ∆,则棒扫过的面积为22122t S l l t ωπωπ∆∆=⋅=∆,磁通量的变化量212ФB S Bl t ω∆=⋅∆=∆, 由棒上的电动势大小为ФE nt∆=∆知, 棒上的电动势大小为212E Bl ω=.要点九、线圈匝数n 在解题中的正确使用在磁场和电磁感应习题中,常遇到线圈是单匝还是n 匝的题设条件,到底什么情况下选用n ,什么情况下不要选用n ,下面总结这方面的选用规律。

(1)不选用匝数n在直接应用公式求磁通量Ф中、磁通量的变化量Ф∆、磁通量的变化率Фt∆∆时,匝数n 不必选用,即Ф、Ф∆、Фt∆∆的大小不受线圈匝数n 的影响。

(2)要选用匝数n求感应电动势时要选用线圈匝数n ,不论是定义式ФE nt∆=∆,还是切割式E nBLv =,每一匝线圈(或线圈的一部分)相当于一个电源,线圈匝数越多,意味着串联的电源越多,说明E 与线圈匝数相关。

(3)灵活选用匝数n凡是涉及线圈电阻的问题时要因题而异,灵活选用匝数n 。

因为电阻与导线长度成正比,线圈匝数不同,导线总长度L 也就不同。

所以,当题意明确线圈的总电阻时,不必选用匝数n ,若题意明确每一匝线圈的电阻时,求线圈总电阻值要选用匝数n 。

【典型例题】类型一、法拉第电磁感应定律的理解和应用 例1.下列几种说法中正确的是( )A .线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大B .线圈中磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大C .线圈放在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大D .线圈中磁通量变化越快,线圈中产生的感应电动势一定越大【答案】D 【解析】本题考查对法拉第电磁感应定律的理解,关键是抓住感应电动势的大小和磁通量的变化率成正比。

感应电动势的大小和磁通量的大小、磁通量变化量的大小以及磁场的强弱均无关系,它由磁通量的变化率决定,故选D 。

【总结升华】正确区分Ф、Ф∆、Фt∆∆这几个物理量是理解法拉第电磁感应定律的关键。

举一反三【变式】一闭合圆形线圈放在匀强磁场中,线圈的轴线与磁场方向成30︒角,磁感应强度随时间均匀变化。

在下列方法中能使线圈中感应电流增加一倍的是 ( ) A .把线圈匝数增大一倍 B .把线圈面积增大一倍C .把线圈半径增大一倍D .把线圈匝数减少到原来的一半【答案】C【解析】本题综合考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和电阻定律,关键是写出感应电流的表达武。

设感应电流为I ,电阻为R ,匝数为n ,线圈半径为r ,线圈面积为S ,导线横截面积为S '。

由法拉第电磁感应定律知cos30ФBS E nnt t∆∆︒==∆∆, 由闭合电路欧姆定律知E I R=, 由电阻定律知2'n rR S πρ⋅=,其中Bt∆∆、ρ、S'均为恒量,所以,I r∝,故选C。

【总结升华】该类题目一般采用表达式法,即先推导某物理量(该题的感应电流,)的最终字母表达式,由表达式确定原因、措施和相关因素。

例2.如图甲所示的螺线管,匝数1500n=匝,横截面积220 cmS=,电阻1.5Ωr=,与螺线管串联的外电阻13.5ΩR=,225ΩR=,方向向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化,试计算电阻2R的电功率。

【思路点拨】首先由B t-图象求Bt∆∆,继而由法拉第电磁感应定律求出螺线管中产生的感应电动势;将电磁感应问题转化为电路问题。

【答案】1.0W【解析】本题考查法拉第电磁感应定律及电路的有关计算,解题关键是能由B t-图象求Bt∆∆。

由图乙知,螺线管中磁感应强度B均匀增加,其变化率为62T / s2T / s2Bt∆-==∆,由法拉第电磁感应定律知螺线管中产生的感应电动势4150020102V 6.0VФBE n n St t-∆∆==⋅=⨯⨯⨯=∆∆由闭合电路欧姆定律知螺线管回路的电流为126A0.2A1.5 3.525EIr R R===++++,电阻R2消耗的功率为2222(0.2)25W 1.0WP I R==⨯=。

【总结升华】由法拉第电磁感应定律求出感应电动势后,就可将电磁感应问题转化为电路问题,运用电路有关知识求解。

类型二、导体切割磁感线产生感应电动势的分析计算例3.在水平方向的匀速磁场中,将一导体棒以初速度0v 水平抛出,设整个过程中,棒始终平动且不计空气阻力,试分析金属棒在运动过程中产生电动势大小的变化情况,并画出电动势随时间变化的图线。

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