高三物理電磁感應(yīng)與楞次定律思維導(dǎo)圖知識(shí)點(diǎn)
2019-01-21 20:58:37三好網(wǎng)
一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象
1、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是:穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化。 以上表述是充分必要條件。不論什么情況,只要滿足電路閉合和磁通量發(fā)生變化這兩個(gè)條件,就必然產(chǎn)生感應(yīng)電流;反之,只要產(chǎn)生了感應(yīng)電流,那么電路一定是閉合的,穿過(guò)該電路的磁通量也一定發(fā)生了變化。
2、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的條件。
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的條件是:穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化。
這里不要求閉合。無(wú)論電路閉合與否,只要磁通量變化了,就一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生。這好比一個(gè)電源:不論外電路是否閉合,電動(dòng)勢(shì)總是存在的。但只有當(dāng)外電路閉合時(shí),電路中才會(huì)有電流。
3、關(guān)于磁通量變化
在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁通量Φ=B?S?sinα(α是B與S的夾角),磁通量的變化ΔΦ=Φ2-Φ1有多種形式,主要有:
、賁、α不變,B改變,這時(shí)ΔΦ=ΔB?Ssinα
、贐、α不變,S改變,這時(shí)ΔΦ=ΔS?Bsinα
、跙、S不變,α改變,這時(shí)ΔΦ=BS(sinα2-sinα1)
二、楞次定律
1、 內(nèi)容:
感應(yīng)電流具有這樣的方向,就是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.在應(yīng)用楞次定律時(shí)一定要注意:“阻礙”不等于“反向”;“阻礙”不是“阻止”。
A、從“阻礙磁通量變化”的角度來(lái)看,無(wú)論什么原因,只要使穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生了變化,就一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生。
B、從“阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)”的角度來(lái)看,楞次定律的這個(gè)結(jié)論可以用能量守恒來(lái)解釋:既然有感應(yīng)電流產(chǎn)生,就有其它能轉(zhuǎn)化為電能。又由于感應(yīng)電流是由相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的,所以只能是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,因此機(jī)械能減少。磁場(chǎng)力對(duì)物體做負(fù)功,是阻力,表現(xiàn)出的現(xiàn)象就是“阻礙”相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
C、從“阻礙自身電流變化”的角度來(lái)看,就是自感現(xiàn)象。自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙自身電流的變化。
2、 實(shí)質(zhì):能量的轉(zhuǎn)化與守恒.
3、 應(yīng)用:對(duì)阻礙的理解:
。1)順口溜“你增我反,你減我同”
。2)順口溜“你退我進(jìn),你進(jìn)我退”即阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的意思。“你增我反”的意思是如果磁通量增加,則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原來(lái)的磁場(chǎng)方向相反。“你減我同”的意思是如果磁通量減小,則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原來(lái)的磁場(chǎng)方向相同。 用以判斷感應(yīng)電流的方向,其步驟如下:
1)確定穿過(guò)閉合電路的原磁場(chǎng)方向;
2)確定穿過(guò)閉合電路的磁通量是如何變化的(增大還是減。 3)根據(jù)楞次定律,確定閉合回路中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向; 4)應(yīng)用安培定則,確定感應(yīng)電流的方向.
三、法拉第電磁感應(yīng)定律
1、 定律內(nèi)容:
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小決定于磁通量的變化率的大小,與穿過(guò)這一電路磁通量的變化率成正比。
A、決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小因素:穿過(guò)這個(gè)閉合電路中的磁通量的變化快慢 B、注意區(qū)分磁通量中,磁通量的變化量,磁通量的變化率的不同
2、 導(dǎo)體切割磁感線:
ε=BLv. 應(yīng)用該式應(yīng)注意:
。1)只適于導(dǎo)體切割磁感線的情況,求即時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(若v是平均速度則ε為平均值);
。2)B,L,v三者相互垂直;
。3)對(duì)公式ε=BLvsinθ中的θ應(yīng)理解如下:
1)當(dāng)B⊥L,v⊥L時(shí),θ為B和v間夾角,如圖(a);
2)當(dāng)v⊥L,B⊥v時(shí),θ為L(zhǎng)和B間夾角;
3)當(dāng)B⊥L,v⊥B時(shí),θ為v和L間夾角.
上述1),2),3)三條均反映L的有效切割長(zhǎng)度。
3、 回路閉合
四、自感現(xiàn)象
1、 自感現(xiàn)象是指由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變、 化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
由于線圈(導(dǎo)體)本身電流的變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)。自感電動(dòng)勢(shì)總量阻礙線圈(導(dǎo)體)中原電流的變化。
2、 自感系數(shù)簡(jiǎn)稱自感或電感, 它是反映線圈特性的物理量。線圈越長(zhǎng), 單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)越多, 截面積越大, 它的自感系數(shù)就越大。另外, 有鐵心的線圈的自感系數(shù)比沒(méi)有鐵心時(shí)要大得多。自感現(xiàn)象分通電自感和斷電自感兩種。
3、 自感電動(dòng)勢(shì)的大小跟電流變化率成正比
L是線圈的自感系數(shù),是線圈自身性質(zhì),線圈越長(zhǎng),單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)越多,截面積越大,有鐵芯則線圈的自感系數(shù)L越大。單位是亨利(H)。
五、主要的計(jì)算式