第2节 法拉第电磁感应定律
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夯实基础
1.感应电动势:在__电磁感应现象__中产生的电动势,依产生的方式不同,它可分为感生电动势和动生电动势两类.产生感应电动势的那部分导体就相当于__电源__,导体的电阻相当于__电源内阻__.
2.感应电流与感应电动势的关系:遵守__闭合电路欧姆__定律,即对纯电阻电路有:__I=__.
3.法拉第电磁感应定律
(1)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)感生电动势的计算公式:E=__n__其中n为线圈匝数.依此式得到的是感生电动势的平均值.
考点突破
例1如图所示,闭合软导线摆成边长为L的正方形置于光滑水平面上,软导线所在空间存在垂直纸面向里的匀强磁场,软导线的电阻率为ρ,横截面积为S.从t=0时刻起磁感应强度随时间开始变化,变化规律是B=B0-kt,当软导线达到稳定形状时,磁场方向仍然垂直纸面向里,则( )
A.软导线稳定时成圆形
B.稳定时软导线中的电流为
C.从t=0时刻起到磁感应强度减为零的过程,通过软导线某个横截的电荷量为
D.若磁感应强度减为零后按照B=kt的规律反向增加,软导线围成的面积有扩大的趋势
【解析】周长相等时,圆形面积最大,原磁场在均匀减小,根据楞次定律“增缩减扩”的原理,软导线稳定时成圆形,A正确;根据4L=2πr可得,r=,圆的面积S0=πr2=,感应电动势大小为E==,稳定时软导线中的电流为I=,其中R=ρ,联立可得电流I==,B正确;如果磁感应强度保持B0不变,仅改变线圈形状,q==,C错误;磁感应强度减为零后按照B=kt规律反向增加,软导线围成的面积有变小趋势,D错误.
【答案】AB
【小结】对法拉第电磁感应定律的理解(对于某一线圈)
针对训练
1.如图所示,矩形线圈的面积为S,共有N匝,总电阻为R.垂直于线圈平面的磁场在均匀变化.线圈与水平放置相距为d的两平行金属板M、N相连,M、N间有匀强磁场B.一电子以速度v射入两板间,要使电子能匀速向右运动,则线圈内的磁场将如何变化?
【解析】电子向右匀速运动,根据左手定则判断电子受洛伦兹力方向向上,那么电场力的方向应向下.电场方向向上,N板应带正电,M板带负电.只有矩形线圈中的磁场均匀增加时,根据楞次定律,才可能产生的感应电动势使M板带负电,N板带正电.
因为电子匀速通过电磁场区域,则Bev=e
即E=Bvd ①
而E=N= ②
将①②式联立,得Bvd=,则=
只有矩形线圈中的磁场以=的变化率均匀增加,才能使电子向右匀速运动.