法拉第电磁感应定律自感和涡流一、法拉第电磁感应定律1．感应电动势(1)定义：在电磁感应现象中产生的电动势。(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。(3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。2．法拉第电磁感应定律(1)内容：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。(2)公式：E＝n，其中n为线圈匝数。【例1】穿过某线圈的磁通量随时间的变化的关系如图所示，在线圈内产生感应电动势最大值的时间是()A．0～2sB．2～4sC．4～6sD．6～8s解析：选C图像斜率越大，越大，感应电动势就越大。【例2】“超导量子干涉仪”可用于探测心磁(10－10T)和脑磁(10－13T)等微弱磁场，其灵敏度可达10－14T，其探测“回路”示意图如图甲所示。穿过ABCD“回路”的磁通量为Φ，总电流强度I＝i1＋i2。I与的关系如图乙所示(Φ0＝2.07×10－15Wb)，下列说法正确的是()A．图乙中横坐标的单位是WbB．穿过“回路”的磁通量越大，电流I越大C．穿过“回路”的磁通量变化引发电流I周期性变化D．根据电流I的大小，可以确定穿过“回路”的磁通量大小解析：选C图乙中横坐标是，无单位，选项A错误；穿过“回路”的磁通量变化引发电流I周期性变化，选项C正确B错误；根据电流I的大小，不可能确定穿过“回路”的磁通量大小，选项D错误。【例3】磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈。当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其Et关系如图所示。如果只将刷卡速度改为，线圈中的Et关系图可能是()[解析]若将刷卡速度改为，线圈切割磁感线运动时产生的感应电动势大小将会减半，周期将会加倍，故D项正确，其他选项错误。二、导体切割磁感线时的感应电动势切割方式电动势表达式说明垂直切割E＝Blv①导体棒与磁场方向垂直②磁场为匀强磁场倾斜切割E＝Blvsin_θ其中θ为v与B的夹角旋转切割(以一端为轴)E＝Bl2ω【例4】如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出。设在整个过程中，棒的取向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是()A．越来越大B．越来越小C．保持不变D．无法判断解析：选C三、自感涡流1．互感现象两个互相靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象。2．自感现象(1)定义：由于通过导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。(2)自感电动势：①定义：在自感现象中产生的感应电动势。②表达式：E＝L。③自感系数L：相关因素：与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯有关。单位：亨利(H)，1mH＝10－3H,1μH＝10－6H。3．涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水的旋涡，所以叫涡流。(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动。(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来。交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。【例5】在图所示的电路中，两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从“＋”接线柱流入时，指针向右摆；电流从“－”接线柱流入时，指针向左摆。在电路接通后再断开的瞬间，下列说法中符合实际情况的是()A．G1表指针向左摆，G2表指针向右摆B．G1表指针向右摆，G2表指针向左摆C．G1、G2表的指针都向左摆D．G1、G2表的指针都向右摆解析：选B电路接通后线圈中电流方向向右，当电路断开时，线圈中电流减小，产生与原方向相同的自感电动势，与G2和电阻组成闭合回路，所以G1中电流方向向右，G2中电流方向向左，即G1指针向右摆，G2指针向左摆。B项正确。考点一法拉第电磁感应定律的应用1．感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率和线圈的匝数共同决定，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系。2．法拉第电磁感应定律应用的三种情况：(1)磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ＝B·ΔS，则E＝n；(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔB·S，则E＝n；(3)磁通...
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