高中物理 4.4法拉第电磁感应定律课件 新人教版选修3-2.ppt

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资源描述
法拉第电磁感应定律,K,电磁感应现象,实验回顾,?,磁通量 磁通量变化 磁通量变化率与电磁感应的关系,一、感应电动势,(E),3. 法拉第电磁感应定律 感应电动势的大小,1.定义:,在电磁感应现象中产生的电动势。,2磁通量变化越快,感应电动势越大。,磁通量变化,磁通量变化快慢,磁通量,一、感应电动势,(E),3. 法拉第电磁感应定律 感应电动势的大小,1.定义:,在电磁感应现象中产生的电动势。,2磁通量变化越快,感应电动势越大。,电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。,二、法拉第电磁感应定律,1.内容:,(K是一个常数),(n为线圈的匝数),一、感应电动势,(E),16.2 法拉第电磁感应定律 感应电动势的大小,电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。,二、法拉第电磁感应定律,1.内容:,平均磁通变化率,平均感应电动势,例:如图所示,一个50匝的线圈的两端跟R99的电阻相连接,置于竖直向下的匀强磁场中,线圈的横截面积是202,电阻为1,磁感应强度以100Ts的变化率均匀减少。在这一过程中通过电阻R的电流为多大?线圈某一横截面内通过的电荷量是多少?,解析:,巩固练习:,1穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒钟均匀地增加2 Wb,则: A线圈中的感应电动势每秒钟增加2 V B线圈中的感应电动势每秒钟减少2 V C线圈中的感应电动势始终是2 V D线圈中不产生感应电动势,三、重要的推论,如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中,磁感应强度是B,ab以速度v匀速切割磁感线,求产生的感应电动势。,回路在时间t内增大的面积为:,S=Lvt,解:,产生的感应电动势为:,穿过回路的磁通量的变化为:,=BS,=BLvt,V2,V1,=Vsin,若导体斜切磁感线,当速度v与磁感应强度B不垂直时,可将B分解为平行于速度分量B|(对感应电动势无贡献),垂直于速度分量B,则感应电动势:,为B、v之间的夹角,感应电动势,公式BLv中的L指的是切割磁感线的有效长度。在上图中E=BLv,L是圆弧切割磁感线的有效长度。,例题1,如图,设匀强磁场的磁感应强度为B,导体棒ab的长度为L,以速度v在导轨上向右匀速运动。求此时a、b两点间的电势差。已知导轨的总电阻为R,导体棒ab的电阻为r。,在上题中,导体棒ab的质量为m。若开始导体棒ab在导轨上静止,用一水平向右的恒力F拉导体棒,使它向右运动,试分析导体棒的受力情况、运动情况。求出导体棒运动的最大速度。,例题2,运动分析:,当F=F安时,a=0, 此时导体棒最大速度为:,当mgsin =F安时,a=0,此时导体棒最大速度为:,拓展,如图所示,长为 的金属杆OA绕过O点垂直于纸面的固定轴沿顺时针方向匀速转动,角速度为。一匀强磁场垂直于纸面向里,磁感应强度为B,磁场范围足够大。求OA杆产生感应电动势的大小。,解析:,由于OA杆是匀速转动,故OA产生的感应电动势是恒定的,其平均值与瞬时值相同,求感应电动势的两个公式均可以用。,O,例题3,例4:如图所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有半径为r的光滑半圆形导体框架。OC 为一端绕O点在框架上滑动的导体棒,OA之 间连一个阻值为R的电阻(其余电阻都不计), 若使OC以角速度匀速转动。试求: (1)图中哪部分相当于电源? (2)感应电动势E为多少? (3)流过电阻R的电流I为多少?,如图所示,边长为a的正方形金属线圈绕通过OO轴,以角速度做匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B,求下列情况的平均感应电动势 1)线框从图示位置转过900 2)线框从图示位置转过1800 3)线框从图示位置转过300,【例题5】线框在磁场中的转动,o,O,四.反电动势,1.既然线圈在磁场中转动,线圈中就会产生感应电动势。感应电动势加强了电源了产生的电流,还是削弱了它?是有得于线圈的转动,还是阻碍了线圈的转动?,电动机转动是时,线圈中产生的感应电动势 总要削弱电源电动势的作用,阻碍线圈的转动.,反电动势,2.电动机由于机械故障停转,要立即切断电源。,2一个矩形线圈,在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速转动,当线圈处于如图所示位置时,它的: A.磁通量最大,磁通量变化率最大,感应电动势最大 B.磁通量最小,磁通量变化率最大,感应电动势最大 C.磁通量最大,磁通量变化率最小,感应电动势最大 D.磁通量最小,磁通量变化率最小,感应电动势最大,如图所示,导线全部为裸导线,半径为r的圆导线处在垂直于圆平面的匀强磁场中,磁感应强度为B,方向如图。一根长度大于2r的直导线MN,以速率V在圆上自左端匀速滑到右端,电路中定值电阻为R,其余电阻忽略不计。在滑动过程中,通过电阻R的电流的平均值为_;当MN从圆环左端滑到右端的过程中,通过R的电荷量为_,当MN通过圆环中心O时,通过R的电流为_.,(Brv/2R, Br2/R,2Brv/R),应用举例,例1、如图所示为穿过某线路的磁通量随 时间t变化的关系图,试根据图说明: (1)穿过某线路的磁通量何时最大? 何时最小? (2)/t何时最大?何时最小? (3)感应电动势E何时最大?何时最小?,注意区分几个物理量: 、/t E只与/t有关, 而与、无关。,思考与讨论:,如图所示,长度都是L、质量都为m的两金属杆ab、cd放在水平 放置的足够长的金属导轨MN、EF上,磁感应强度为B的匀强磁 场强度竖直向上,若ab以速度v向右运动,试回答下列问题: (不计一切摩擦且导轨足够长) (1)cd杆将向哪儿动? (2)两金属杆各做什么性质的运动? (3)从开始运动直到最后,在金属框架上消耗掉的能量有多少,
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