专题六 电磁感应的综合应用
电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一,它揭示了电、磁现象之间的相互联系。楞次定律和法拉第电磁感应定律是解决电磁感应问题的重要依据,必须深入理解和熟练掌握;同时它还与力学、电路、能量等知识综合,是重要的考点之一。
一、法拉第电磁感应定律和楞次定律的应用。
1、法拉第电磁感应定律:⑴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。
⑵公式:①ε=nΔφ/Δt(平均值)②E=BLV(瞬时值)③ε=½BL2ω(棒绕固定端转动)
2、楞次定律: 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.⑴楞次定律应用时的步骤①先看原磁场的方向如何.②再看原磁场的变化(增强还是减弱).③根据楞次定律确定感应电流磁场的方向.
④再利用安培定则,根据感应电流磁场的方向来确定感应电流方向.⑶楞次定律推广的含义:①阻碍原磁通量的变化——“增反减同”②阻碍(导体的)相对运动——“来拒去留”③阻碍磁通量的增加,线圈面积“缩小”,阻碍磁通量的减小,线圈面积“扩张”。
例1、三个闭合矩形线框Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处在同一竖直平面内,在线框的正上方有一条固定的长直导线,导线中通有自左向右的恒定电流,如图4-1所示,若三个闭合线框分别做如下运动:Ⅰ沿垂直长直导线向下运动,Ⅱ沿平行长直导线方向平动,Ⅲ绕其竖直中心轴OO′转动.
(1)在这三个线框运动的过程中,哪些线框中有感应电流产生?方向如何?
(2)线框Ⅲ转到图示位置的瞬间,是否有感应电流产生?
例2、如图所示,当导线MN中通以向右方向电流的瞬间,则cd中电流的方向( )