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

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R 99 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20 2 电阻为1 磁感应强度以100T s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2Wb 则 A 线圈中的感应电动势每秒钟增加2VB 线圈中的感应电动势每秒钟减少2VC 线圈中的感应电动势始终是2VD 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 Lv t 解 产生的感应电动势为 穿过回路的磁通量的变化为 B S BLv t 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9002 线框从图示位置转过18003 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