精品解析：第二章 电磁感应 讲和练 -2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

第二章 电磁感应 一．楞次定律 1．内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要________引起感应电流的磁通量的变化. 2．楞次定律中的因果关系 楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系，磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果。 3．楞次定律中“阻碍”的含义 ① 谁阻碍——感应电流产生的磁场； ② 阻碍谁——阻碍引起感应电流的磁通量的变化； ③ 如何阻碍——当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同； ④ 阻碍效果——阻碍并不是阻止，结果增加的还是增加，减少的还是减少。 4．右手定则 ① 伸开右手，使拇指与其余四个手指________，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使________指向导线运动的方向，这时________所指的方向就是感应电流的方向。 ② 适用范围：导体切割磁感线。 二．法拉第电磁感应定律 1．感应电动势 电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 2．法拉第电磁感应律：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________成正比。 3．表达式 式中为线圈的匝数，为穿过线圈的磁通量的变化率。 三．导体切割磁感线 1．如图所示，单导体棒垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直 产生的感应电动势大小为 2．如图所示，导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ 产生的感应电动势大小为 3．反电动势 ① 定义：电动机转动时，由于切割磁感线，线圈中产生的削弱电源电动势作用的感应电动势。 ② 作用：反电动势的作用是________线圈的转动。 四．涡流 1．定义：当线圈中的电流随时间变化时，线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，电流在导体中组成闭合回路，很像水中的旋涡，所以把它叫做涡电流，简称涡流。 2．产生涡流的两种情况 ① 块状金属放在变化的磁场中； ② 块状金属进出磁场或在变化的磁场中运动。 3．涡流中的能量转化 ① 金属块在变化的磁场中，磁场能转化为电能，最终转化为内能； ② 金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，由于克服安培力做功，金属块的机械能转化为电能，最终转化为内能。 4．涡流的应用与防止 ① 应用：真空冶炼炉、探雷器、安检门等； ② 防止：为了减小电动机、变压器铁芯上的涡流，常用电阻率较大的硅钢做材料，而且用相互绝缘的硅钢片叠成铁芯来代替整块硅钢铁芯。 五．电磁阻尼 ① 现象：当导体在磁场中运动时，导体中产生的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 理解：电磁阻尼中安培力的方向与导体运动方向相反，阻碍导体运动；电磁驱动中导体所受安培力的方向与导体运动方向相同，推动导体运动.安培力的作用效果均是阻碍导体与磁场的相对运动。 六．电磁驱动 ① 现象：若磁场相对导体运动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到________的作用，________使导体运动起来，这种作用常常称为电磁驱动。 ② 理解：电磁阻尼中克服安培力做功，其他形式的能转化为电能，最终转化为内能；电磁驱动中由于电磁感应，磁场能转化为电能，通过安培力做功，部分电能转化为导体的机械能而对外做功。 六．互感现象 1．互感和互感电动势：两个相互靠近的线圈，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，这种现象叫互感，这种感应电动势叫做互感电动势。 2．应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，如变压器就是利用互感现象制成的。 3．危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间.在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作。 七．自感现象 1．自感现象：当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在它本身激发出感应电动势。 2．自感电动势 式中是电流的变化率；L是自感系数，简称自感或电感.单位：亨利，符号：H。 3．自感系数与线圈的________、________、________，以及是否有________等因素有关。 4．自感现象中磁场的能量 ① 线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给磁场，储存在磁场中； ② 线圈中电流减小时，磁场中的能量释放出来转化为电能。 应用楞次定律判断感应电流方向的步骤 ① 确定闭合回路中原磁场方向； ② 确定闭合回路中原磁场磁通量的变化； ③ 根据楞次确定感应电流的磁场方向(增反减同)； ④ 根据安培定则判定感应电流的方向。 【例题】 1. 如图所示，两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是（　　） A. 同时增大减小 B. 同时减小增大