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《电磁感应现象与法拉第电磁感应定律》疑难辨析

1、关于法拉第电磁感应定律E=应从以下几个方面进行了解:

①它是定量描绘电磁感应现象的遍及规律,不管是什么原因,用什么方法所发作的电磁感应现象,其感应电动势的巨细均可由它进行核算。

②一般说来,在中学阶段用它核算的是Δt时刻内电路中所发作的均匀感应电动势的巨细,只有当磁通量的改变率为恒量时,用它核算的成果才等于电路中发作的瞬时感应电动势。

③若回路与磁场笔直的面积S不变,电磁感应仅仅是因为B的改变引起的,那么上式也能够表述为:E=S,ΔB/Δt是磁感应强度的改变率,若磁场的强弱不变,电磁感应是由回路在笔直于磁场方向上的面积S的改变引起的,则E==B。在有些问题中,选用这两种表达方法解题会更简略。

④若发作感应电动势的那部分导体是一个匝数为n的线圈,且穿过每匝线圈的磁通量的改变率又相同,那么线圈所发作的总的感应电动势E=nΔΦ/Δt(相当于许多相同电源串联)

《电磁感应现象与法拉第电磁感应定律》疑难辨析

2、公式E=BLv使用时应留意:

①公式E=BLv是法拉第电磁感应定律的一种特殊方式,不具有遍及适用性,仅适用于核算一段导体因切开磁感线而发作的感应电动势,且在匀强磁场中B、v、L三者有必要相互笔直。

②当v是切开运动的瞬时速度时,算出的是瞬时电动势;当v是切开运动的均匀速度时,算出的是一段时刻内的均匀电动势.

③若切开磁感线的导体是曲折的,L应了解为有用切开长度,即导体在笔直于速度方向上的投影长。

④公式E=BLv一般适用于在匀强磁场中导体各部分切开速度相同的状况,对一段导体的滚动切开,导体上各点的线速度不等,怎样求感应电动势呢?如图所示,一长为L的导体棒AC绕A点在纸面内以角速度ω匀速滚动,滚动区域内有笔直于纸面向里的匀强磁场。AC滚动切开时各点的速度不等,vA=0,vC=ωL,由A到C点速度按与半径成正比添加,取其均匀切开速度ωL,得E=BLBL2ω。

为了证明这样做的正确性,我们能够假定如图所示的闭合电路,经时刻Δt,AC棒转过的视点=ωΔt,穿过回路的磁通量的改变量=,依据法拉第电磁感应定律,又知金属棒AC是匀速滚动,发作的感应电动势应该是不变的,即感应电动势的均匀值和瞬时值是持平的,所以E=BL2ω是正确的。

⑤若切开速度与磁场方向不笔直,如图所示,v与B的夹角为,将v分解为:v∥=

vcos,v⊥=vsin,其间v∥不切开磁感线,依据合矢量和分矢量的等效性得E=BLv⊥=BLvsinθ(想一想,此式还可适用于哪些状况?)

⑥区别感应电量与感应电流.回路中发作磁通量改变时,因为感应电场的作用使电荷发作定向移动而形成感应电流,在Δt内搬迁的电量(感应电量)为q=IΔt=

,仅由回路电阻和磁通量改变决议,与发作磁通量改变的时刻无关。因而,当用一根磁棒先后两次从同一处用不同速度插至线圈中同一方位时,线圈里积累的感应电量持平.但快插与慢插时发作的感应电动势、感应电流不同,外力做的功也不同。

例5、半径为10cm,电阻为的闭合金属圆环放在匀强磁场中,磁场方向笔直于圆环平面。当磁感应强度B从零开始随时刻t成正比增大时,环中感应电流恒为0.lA,试求B与t的关系式。

解析:线圈平面与磁场笔直,,B=kt,,

,B=0.64t(T)

例6、如图所示,长宽的矩形线圈电阻为,处于磁感应强度为的匀强磁场边际,线圈与磁感线笔直。求:将线圈以向右的速度匀速拉出磁场的过程中(    )

(1)拉力F巨细

(2)拉力的功率 P

(3)拉力做的功W

(4)线圈中发作的电热Q

(5)经过线圈某一截面的电荷量q.

解析:(1)线框匀速运动右边切开磁感线速度稳定,感应电动势稳定,感应电流稳定。线框左面遭到的安培力稳定拉力F稳定。

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