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贝博BB网页:第二讲 法拉第电磁感应定律 自感

来源:贝博BB网页    发布时间:2025-09-18 07:53:24

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  解:闭合瞬间,因为电感线圈对电流增大的阻挠效果,a将逐步亮起来,b当即变亮。这时L的效果相当于一个大电阻;安稳后两灯都正常发光,a的功率大,较亮。这时L的效果相当于一只一般的电阻(便是该线圈的内阻);断开瞬间,因为电感线圈对电流减小的阻挠效果,经过a的电流将逐步减小,a逐步变暗到平息,而abRL组成同一个闭合回路,所以b灯也将逐步变暗到平息,而且开端还会闪亮一下(因为本来有IaIb),而且经过b的电流方向与本来的电流方向相反。这时L相当于一个电源。

  4.如图所示,闭合导线框的质量可忽略不计,将它从如图所示的方位匀速拉出匀强磁场。若榜首次用0.3s时刻拉出,外力所做的功为 ,经过导线截面的电量为 ;第2次用 时刻拉出,外力所做的功为 ,经过导线截面的电量为 ,则()

  自感现象中发生的自感电动势总阻挠本身电流的改变,即线圈中的电流添加时,自感电流的方向与原电流方向相反;当线圈中电流减小时,自感电流的方向与原电流的方向相同.自感电动势的巨细与电流的改变率成正比.

  (1)法拉第电磁感应定律 核算的电动势为均匀值,用来核算经过导体横截面的电量。

  设在时刻 内经过导线截面的电量为 ,则依据电流界说式 及法拉第电磁感应定律 ,得:

  上式中 为线圈的匝数, 为磁通量的改变量,R为闭合电路的总电阻。假如闭合电路是一个单匝线圈( ),则 .

  【例2】一个电阻为R的长方形线圈abcd沿着磁针所指的南北方向平放在北半球的一个水平桌面上,ab=L1,bc=L2,如图所示。现忽然将线,使ab与dc交换方位,用冲击电流计测得导线。然后坚持ad边不动,将线圈绕ad边滚动,使之忽然竖直,这次测得导线,试求该处地磁场的磁感强度的巨细。

  3.闭合电路的一部分导体做切开磁感线运动,则导体中的感应电动势为____________,式中θ表明___________________,当θ等于__________时公式变为__________。式中的L是。v若是均匀速度,则E为;若v为瞬时速度,则E为。若导体的运动不切开磁感线,则导体中感应电动势。

  (2)线圈的滚动轴与磁感线笔直。如图,矩形线,所围面积为S,向右的匀强磁场的磁感应强度为B,线圈绕图示的轴以角速度ω匀速滚动。线圈的ab、cd两头切开磁感线,发生的感应电动势相加可得E=BSω。假如线圈由n匝导线绕制而成,则E=nBSω。从图示方位开端计时,则感应电动势的即时值为e=nBSωcosωt。该定论与线圈的形状和滚动轴的具置无关(可是轴有必要与B笔直)。

  1.感应电动势:不管电路是否闭合,只需穿过电路的发生改变,电路中就一定有,若电路是闭合的就有.发生感应电动势的那部分导体就等于一个.

  3.如图所示,金属圆环圆心为O,半径为L,金属棒Oa以O点为轴在环上滚动,角速度为ω,与环面笔直的匀强磁场磁感应强度为B,电阻R接在O点与圆环之间,求经过R的电流巨细。

  只需有感应电流发生,电磁感应现象中总伴随着能量的转化。电磁感应的标题往往与能量守恒的常识相结合。这种归纳是很重要的。要结实树立起能量守恒的思维。

  4.一段长为L的导体,在匀强磁场B中,以角速度ω笔直于磁场的方向绕导体的一端做切开磁感线运动,则导体中的感应电动势为_________________。

  2.(2006全国理综卷Ⅰ)如图,在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aob(在纸面内),磁场方向笔直纸面朝里,还有两根金属导轨c、d别离平行于oa、ob放置。坚持导轨之间触摸杰出,金属导轨的电阻不计。现阅历以下四个进程:①以速率v移动d,使它与ob的间隔增大一倍;②再以速率v移动c,使它与oa的间隔减小一半;③然后,再以速率2v移动c,使它回到原处;④最终以速率2v移动d,使它也回到原处。设上述四个进程中经过电阻R的电量的巨细依次为Q1、Q2、Q3和Q4,则

  【例4】如图所示,矩形线圈abcd质量为m,宽为d,在竖直平面内由停止自在下落。其下方有如图方向的匀强磁场,磁场上、下鸿沟水平,宽度也为d,线圈ab边刚进入磁场就开端做匀速运动,那么在线圈穿越磁场的全进程,发生了多少电热?

  解:ab刚进入磁场就做匀速运动,阐明安培力与重力刚好平衡,在下落2d的进程中,重力势能悉数转化为电能,电能又悉数转化为电热,所以发生电热Q=2mgd。

  ②适用范围不同:前者具有普遍性,不管什么办法引起的Φ的改变都适用,后者只适用一部分导体做切开磁感线运动的状况。

  ③条件不同:前者并不满是匀强磁场, 。E由 决议与ΔΦ巨细无必然联系;后者B、L、v之间应取两两相互笔直的重量,可采用投影的办法。

  ④含义不同:前者求得是均匀电动势;后者v若是均匀速度,则E为均匀电动势;若v为瞬时速度,则E为瞬时电动势。

  3.自感现象中,自感电动势总阻挠本身电流的改变,“阻挠”不是“阻挠”。线圈中的电流添加时,自感电流的方向与原电流方向相反;当线圈中电流减小时,自感电流的方向与原电流的方向相同.自感电动势的巨细与电流的改变率成正比.

  自感系数L由线圈本身的性质决议,与线圈的长短、粗细、匝数、有无铁芯有关.

  自感现象是电磁感应的特例.一般的电磁感应现象中改变的原磁场是外界供给的,而自感现象中是靠流过线圈本身改变的电流供给一个改变的磁场.它们同属电磁感应,所以自感现象遵从一切的电磁感应规则.自感电动势仅仅是减缓了原电流的改变,不会阻挠原电流的改变或反转原电流的改变.原电流终究是要添加到安稳值或减小到零。

  5. 如图所示,L为一个自感系数很大的自感线圈,开关闭合后,小灯能正常发光,那么闭合开关和断开开关的瞬间,能观察到的现象别离是()。

  6.如图所示,电阻R和电感线圈L的值都较大,电感线圈的电阻不计,A、B是两只完全相同的灯泡,当开关S闭合时 ,下面能发生的状况是

  1.如图所示是一种丈量通电螺线管中磁场的设备,把一个很小的丈量线圈A放在待测处,线圈与丈量电量的冲击电流计G串联,当用双刀双掷开关S使螺线管的电流反向时,丈量线圈中就发生感应电动势,然后引起电荷的搬迁,由表G测出电量Q,就能够算出线圈地点处的磁感应强度B。已知丈量线圈共有N匝,直径为d,它和表G串联电路的总电阻为R,则被测处的磁感强度B为多大?

  【例1】如图所示,空间存在笔直于纸面的均匀磁场,在半径为 的圆形区域内部及外部,磁场方向相反,磁感应强度的巨细均为B。一半径为 ,电阻为R的圆形导线环放置在纸面内,其圆心与圆形区域的中心重合。当内、外磁场一起由B均匀地减小到零的进程中,经过导线截面的电量 ____________。

  解析:依据地磁场的特征可知,在北半球的地磁场方向是向北向下的。只需求出这个磁感强度的竖直重量B1和水平重量B2,就能够求出该处磁感强度B的巨细。

  当线圈翻个身时,穿过线圈的磁通量的改变量为 ,因为感应电动势 ,所以2B1L1L2=RQ1

  自感现象只要在经过电路的电流发生显着的改变时才会发生.在判别电路性质时,一般剖析办法是:当流过线圈L的电流忽然增大瞬间,咱们咱们能够把L当作一个阻值很大的电阻;当流经L的电流忽然减小的瞬间,咱们咱们能够把L看作一个电源,它供给一个跟原电流同向的电流.

  图2电路中,当S断开时,咱们只看到A灯闪亮了一下后平息,那么S断开时图1电路中就没有自感电流?能否看到显着的自感现象,不仅仅取决于自感电动势的巨细,还取决于电路的结构.在图2电路中,咱们预先在电路设计时取线圈的阻值远小于灯A的阻值,使S断开前,并联电路中的电流ILIR,S断开瞬间,尽管L中电流在减小,但这一电流悉数流过A灯,仍比S断开前A灯的电流大得多,且延滞了一段时刻,所以咱们正真看到A灯闪亮一下后平息,对图1的电路,S断开瞬间也有自感电流,但它比断开前流过两灯的电流还小,就不会呈现闪亮一下的现象.

  (1)滚动轴与磁感线平行。如图,磁感应强度为B的匀强磁场方向笔直于纸面向外,长L的金属棒oa以o为轴在该平面内以角速度ω逆时针匀速滚动。求金属棒中的感应电动势。在用导线切开磁感线发生感应电动势的公式时留意其间的速度v应该是均匀速度,即金属棒中点的速度。

  解析:S闭合接通电路时,A2支路中的电流当即到达最大,A2先亮;因为线中的电流安稳后,线并联,亮度相同,故A正确,B不正确。S断开时,L和A1、A2组成串联的闭合回路,A1和A2亮度相同,因为L中发生自感电动势阻挠L华夏电流的消失,使A1和A2过一会才平息,故D选项正确。所以答案为A、D

  1.在 中,E的巨细是由线圈的匝数及磁通量的改变率决议的,与Φ及ΔΦ之间无巨细上的必然联系。Φ大,ΔΦ及 不一定大; 大,Φ及ΔΦ也不一定大。

  ①研讨目标不同:前者是一个回路(不一定闭合),后者是一段直导线(或等效成直导线)。

  解:开端的四分之一周期内,oa、ob中的感应电动势方向相同,巨细应相加;第二个四分之一周期内穿过线圈的磁通量不变,因而感应电动势为零;第三个四分之一周期内感应电动势与榜首个四分之一周期内巨细相同而方向相反;第四个四分之一周期内感应电动势又为零。感应电动势的最大值为Em=BR2ω,周期为T=2π/ω,图象如右。

  【例5】如图所示的电路中,A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L的电阻可忽略不计,下列说法中正确的是()

  【例3】如图所示,xoy坐标系y轴左边和右侧别离有笔直于纸面向外、向里的匀强磁场,磁感应强度均为B,一个围成四分之一圆形的导体环oab,其圆心在原点o,半径为R,开端时在榜首象限。从t=0起绕o点以角速度ω逆时针匀速滚动。试画出环内感应电动势E随时刻t而变的函数图象(以顺时针电动势为正)。

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