2020-2021学年第五章 传感器综合与测试复习ppt课件

这是一份2020-2021学年第五章 传感器综合与测试复习ppt课件，共44页。PPT课件主要包含了知识点1，电磁感应现象，发生变化，感应电流，切割磁感线，感应电动势，知识点2，感应电流方向的判定，磁通量，导体运动等内容，欢迎下载使用。

1．电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量___________时，电路中有___________产生的现象。2．产生感应电流的条件(1)条件：穿过闭合电路的磁通量___________。(2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做_____________的运动。
3．电磁感应现象的实质产生_____________，如果电路闭合，则有___________；如果电路不闭合，则只有_____________而无感应电流。
1．楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要_______引起感应电流的_________的变化。(2)适用范围：适用于一切回路_________变化的情况。
2．右手定则(1)使用方法。①让磁感线穿入_____手手心。②使大拇指指向___________的方向。③则其余四指指向___________的方向。(2)适用范围：适用于___________切割磁感线的情况。
思考：如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO′是它的对称轴，通电直导线AB与OO′平行，且AB、OO′所在平面与线圈平面垂直，AB中通有如图所示的电流I，请回答：(1)穿过线圈abcd中的磁通量为多少？(2)AB中电流I逐渐增大，线圈abcd中有感应电流吗？(3)要使线圈abcd中产生感应电流，可行的做法有哪些(至少答出两种方法)?[答案]　(1)0　(2)无　(3)使线圈左右平动；以OO′为轴转动。
1．感应电动势(1)概念：在_______________中产生的电动势。(2)产生条件：穿过回路的_________发生改变，与电路是否闭合_______。(3)方向判断：感应电动势的方向用__________或__________判断。注意：感应电动势的方向与电源电动势的方向一样，都规定为在电源内部由负极指向正极。
1．自感现象(1)概念：由于导体本身的_______变化而产生的电磁感应现象称为自感。(2)自感电动势①定义：在自感现象中产生的感应电动势叫作_____________。②表达式：E＝______。
(3)自感系数L①相关因素：与线圈的_______、形状、_______以及是否有铁芯有关。②单位：亨利(H)，1mH＝________ H,1μH＝________ H。2．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___________，这种电流像水的漩涡，所以叫涡流。
思考：(1)穿过线圈的磁通量变化越大，产生的感应电动势是否也越大？(2)利用E＝Blv推导出导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动时产生感应电动势的表达式。
1．(2020·江西南昌二中期末)在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是(　　)A．将绕在磁铁上的线圈与电流计组合成一闭合回路，然后观察电流计的变化B．在一通电线圈旁放置一连有电流计的闭合线圈，然后观察电流计的变化C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流计连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流计的变化D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流计，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流计的变化
2．如图所示，匀强磁场垂直圆形线圈指向纸内，a，b，c，d为圆形线圈上等距离的四点，现用外力在上述四点将线圈拉成正方形，且线圈仍处在原平面内，则在线圈发生形变的过程中(　　)A．线圈中将产生abcda方向的盛应电流B．线圈中将产生adcba方向的感应电流C．线圈中的感应电流方向无法判断D．线圈中无感应电流
3．(多选)如图所示，用相同导线绕成的两个单匝线圈a，b的半径分别为r和2r，圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，若磁场的磁感应强度均匀增大，开始时的磁感应强度不为0，则(　　)A．任意时刻，穿过a，b两线圈的磁通量之比均为1︰4B．任意时刻，穿过a，b两线圈的磁通量之比均为1︰1C．a，b两线圈中产生的感应电动势之比为1︰2D．a，b两线圈中产生的感应电动势之比为1︰1
4．金属探测器已经广泛应用于安检场所，关于金属探测器的论述正确的是(　　)A．金属探测器可用于食品生产，防止细小的砂石颗粒混入食品中B．金属探测器探测地雷时，探测器的线圈中产生涡流C．金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流D．探测过程中金属探测器与被测物体相对静止与相对运动探测效果相同
1．感应电流方向判断的两种方法方法一　用楞次定律判断
方法二　用右手定则判断该方法适用于部分导体切割磁感线。判断时注意掌心、四指、拇指的方向。2．楞次定律和右手定则的关系(1)从研究对象上说，楞次定律研究的是整个闭合回路，右手定则研究的是闭合电路中的一部分导体，即一段导体做切割磁感线运动的情况。
(2)从适用范围上说，楞次定律适用于磁通量变化引起感应电流的各种情况(包括一部分导体做切割磁感线运动的情况)，右手定则只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况。因此，右手定则是楞次定律的一种特殊情况。一般来说，若导体不动，回路中磁通量变化，应该用楞次定律判断感应电流方向而不能用右手定则；若是回路中一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流，用右手定则判断较为简单，用楞次定律进行判断也可以，但较为麻烦。
(多选)如图所示，线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出的瞬间，线圈和电流表构成的闭合回路中产生的感应电流方向，下列图中正确的是(　　)
〔变式训练1〕下列图中表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，导体ab上的感应电流方向为a→b的是(　　)
　如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是(　　)A．线圈a中将产生沿顺时针方向(俯视)的感应电流B．穿过线圈a的磁通量减小C．线圈a有扩张的趋势D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大
〔变式训练2〕如图所示，条形磁铁用细线悬挂于O点，一金属圆环放置在O点正下方的水平绝缘桌面上。现将磁铁拉至左侧某一高度后由静止释放，磁铁在竖直面内摆动，在其第一次摆至右侧最高点的过程中，圆环始终静止。则下列说法正确的是(　　)A．磁铁始终受到圆环的斥力作用B．圆环中的感应电流方向保持不变C．桌面对圆环始终有摩擦力作用D．磁铁在O点两侧最高点的重力势能不相等
法拉第电磁感应定律的理解及应用
(2019·江苏卷)如图所示，匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈，线圈平面与磁场垂直。已知线圈的面积S＝0.3 m2、电阻R＝0.6 Ω，磁场的磁感应强度B＝0.2 T。现同时向两侧拉动线圈，线圈的两边在Δt＝0.5 s时间内合到一起。求线圈在上述过程中(1)感应电动势的平均值E；(2)感应电流的平均值I，并在图中标出电流方向；(3)通过导线横截面的电荷量q。
[答案]　(1)0.12 V　(2)0.2 A(电流方向见解析中图)　(3)0.1 C
1．导体平动切割磁感线对于导体平动切割磁感线产生感应电动势的计算式E＝Blv，应从以下几个方面理解和掌握。(1)正交性本公式是在一定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场，还需B、l、v三者相互垂直。实际问题中当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算，公式可为E＝Blvsin θ，θ为B与v方向间的夹角。
导体切割磁感线产生感应电动势的计算
1．自感现象的四大特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化。(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化。(3)电流稳定时，自感线圈相当于普通导体。(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向。
2．自感中“闪亮”与“不闪亮”问题
　在如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈，直流电阻为RL，则下列说法正确的是(　　)A．合上开关后，c先亮，a、b后亮B．断开开关时，N点电势高于M点C．断开开关后，b、c同时熄灭，a缓慢熄灭D．断开开关后，c马上熄灭，b闪一下后缓慢熄灭
涡流　电磁阻尼和电磁驱动
(2020·贵州贵阳月考)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌，为了有效隔离外界震动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示，无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是(　　)