第十一章 電磁感應

　　一、主要內容

　　本章內容包括電磁感應現(xiàn)象、自感現(xiàn)象、感應電動勢、磁通量的變化率等基本概念，以及法拉第電磁感應定律、楞次定律、右手定則等規(guī)律。

　　二、基本方法

　　本章涉及到的基本方法，要求能夠從空間想象的角度理解法拉第電磁感應定律。用畫圖的方法將題目中所敘述的電磁感應現(xiàn)象表示出來。能夠將電磁感應現(xiàn)象的實際問題抽象成直流電路的問題;能夠用能量轉化和守恒的觀點分析解決電磁感應問題;會用圖象表示電磁感應的物理過程，也能夠識別電磁感應問題的圖像。

　　三、錯解分析

　　在本章知識應用的過程中，初學者常犯的錯誤主要表現(xiàn)在：概念理解不準確;空間想象出現(xiàn)錯誤;運用楞次定量和法拉第電磁感應定律時，操作步驟不規(guī)范;不會運用圖像法來研究處理，綜合運用電路知識時將等效電路圖畫錯。

　　例1 長為a寬為b的矩形線圈，在磁感強度為B的勻強磁場中垂直于磁場的OO′軸以恒定的角速度ω旋轉，設t= 0時，線圈平面與磁場方向平行，則此時的磁通量和磁通量的變化率分別是 [ ]

　　【錯解】t=0時，線圈平面與磁場平行、磁通量為零，對應的磁通量的變化率也為零，選A。

　　【錯解原因】

　　磁通量Φ=BS⊥BS(S⊥是線圈垂直磁場的面積)，磁通量的變化ΔΦ=Φ2-Φ1，兩者的物理意義截然不同，不能理解為磁通量為零，磁通量的變化率也為零。

　　【分析解答】

　　實際上，線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸轉動時，產(chǎn)生交變電動勢e=εmcosωt=Babωcosωt。當t=0時，cosωt=1，雖然磁通量

　　可知當電動勢為最大值時，對應的磁通量的變化率也最大，即

　　【評析】

　　弄清概念之間的聯(lián)系和區(qū)別，是正確解題的前提條件。在電磁感應中要弄清磁通量Φ、磁通量的變化ΔΦ以及磁通量的變化率ΔΦ/Δt之間的聯(lián)系和區(qū)別。

　　例2 在圖11-1中，CDEF為閉合線圈，AB為電阻絲。當滑動變阻器的滑動頭向下滑動時，線圈CDEF中的感應電流在G處產(chǎn)生的磁感強度的方向是“·”時，電源的哪一端是正極?

　　【錯解】

　　當變阻器的滑動頭在最上端時，電阻絲AB因被短路而無電流通過。由此可知，滑動頭下移時，流過AB中的電流是增加的。當線圈CDEF中的電流在G處產(chǎn)生的磁感強度的方向是“·”時，由楞次定律可知AB中逐漸增加的電流在G處產(chǎn)生的磁感強度的方向是“×”，再由右手定則可知，AB中的電流方向是從A流向B，從而判定電源的上端為正極。

　　【錯解原因】

　　楞次定律中“感生電流的磁場總是要阻礙引起感生電流的磁通量的變化”，所述的“磁通量”是指穿過線圈內部磁感線的條數(shù)，因此判斷感應電流方向的位置一般應該選在線圈的內部。

　　【分析解答】

　　當線圈CDEF中的感應電流在G處產(chǎn)生的磁感強度的方向是“·”時，它在線圈內部產(chǎn)生磁感強度方向應是“×”，AB中增強的電流在線圈內部產(chǎn)生的磁感強度方向是“·”，所以，AB中電流的方向是由B流向A，故電源的下端為正極。

　　【評析】

　　同學們往往認為力學中有確定研究對象的問題，忽略了電學中也有選擇研究對象的問題。學習中應該注意這些研究方法上的共同點。

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