高中物理 第四章 4 法拉第电磁感应定律课件 粤教选修32.ppt

4 法拉第电磁感应定律2021/8/11 星期三1知识点 1 感应电动势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，而产生感应电动势的那部分导体相当于电源2产生的条件：不论电路闭合与否，只要穿过它的磁通量发生变化，就会产生感应电动势；如果电路闭合，电路中就有感应电流2021/8/11 星期三2磁通量磁通量变化量 磁通量变化率物理意义表示某时刻或某位置时穿过某一面积的磁感线条数的多少表示在某一过程中穿过某一面积磁通量变化的多少表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢大小计算BS，S为与 B 垂直的面积21，BS或SB注意若某个面有方向相反的磁场穿过，则不能直接用BS，应考虑相反方向的磁通量相互抵消以后所剩余的磁通量开始和转过 180时平面都与磁场垂直，穿过平面的磁通量是不同的，一正一负，2BS，而不是零既不表示磁通量的大小，也不表示变化的多少，在t 图象中用图线的斜率表示2021/8/11 星期三3知识点 2 法拉第电磁感应定律2021/8/11 星期三42021/8/11 星期三5知识点 3 导体切割磁感线的感应电动势1一部分导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时产生感应电动势的计算公式(1)EBLv(BL、vL、vB)(2)EBLvsin (不满足两两互相垂直，比如：BL、vL、v与 B 有夹角)(3)如果 BLv 中任意两个量平行，则导体在磁场中运动时不切割磁感线，E0.2反电动势：通电导体在磁场力的作用下运动时切割磁感线产生的感应电动势，削弱电源电动势作用，叫做反电动势电源电动势正是克服这个电动势，使得导体运动，将电能转化为其他形式的能2021/8/11 星期三6EBLvsin 区别求的是t 时间内的平均感应电动势，E 与某段时间或某个过程相对应求的是瞬时感应电动势，E 与某个时刻或某个位置相对应求的是整个回路的感应电动势整个回路的感应电动势为零时，其回路中某段导体的感应电动势不一定为零求的是回路中一部分导体切割磁感线时产生的感应电动势由于是整个回路的感应电动势，因此电源部分不容易确定由于是一部分导体切割磁感线的运动产生的，该部分就相当于电源联系公式 En 和 EBLvsin 是统一的，当t0 时，E 为瞬时感应电动势，而公式 EBLvsin 中的 v 若代入平均值，则求出的 E 为平均感应电动势2021/8/11 星期三7【例 1】如图 441 所示，有一夹角为的金属角架，角架所围区域内存在匀强磁场中，磁场的磁感强度为 B，方向与角架所在平面垂直，一段直导线 ab，从角顶 c 贴着角架以速度v 向右匀速运动，求：图 4412021/8/11 星期三8(1)t 时刻角架的瞬时感应电动势；(2)t 时间内角架的平均感应电动势解：(1)导线ab 从顶点c 向右匀速运动，切割磁感线的有效长度 de 随时间变化，设经时间 t，ab 运动到 de 的位置，则decetan vttan t 时刻的瞬时感应电动势为 EBLvBv2ttan.(2)t 时间内平均感应电动势为2021/8/11 星期三91(双选)如图 442 所示，长为 L 的直导线 ab 放在相互平行的金属导轨上，导轨宽为 d，导线 ab 运动的速度为 v，方向垂直于磁感应强度为 B 的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面)BD向外，ab 与导轨的夹角为，则回路中的电动势为(图 442ABLvBBLvsin CBdvsin DBdv2021/8/11 星期三10的应用题型1公式 Ent【例 2】如图 443 甲所示，圆形线圈 M 的匝数为 50匝，它的两个端点 a、b 与理想电压表相连，线圈中磁场方向如图，线圈中磁通量的变化规律如图乙所示，则 ab 两点的电势高低与电压表读数为()图 4432021/8/11 星期三11Aab，20 VCab，10 VDab，10 V解析：由题意可知，线圈 M 的磁场的磁通量随时间均匀增加，则 Ent5028100.4V10 V由楞次定律可知，此时感应电流的磁场与原磁场反向，由右手螺旋定则可以看出，此时 a 点的电势较高答案：B2021/8/11 星期三122如图 444 所示，半径为 r 的金属环绕通过某直径的轴 OO，以角速度做匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为 B，从金属环面与磁场方向重合时开始计时，则在金属环转过 30角的过程中圆环产生的电动势的平均值是多大？图 4442021/8/11 星期三132021/8/11 星期三14题型2公式 EBLvsin 的应用【例 3】如图 445 所示把线框 abcd 从磁感应强度为 B的匀强磁场中匀速拉出，速度方向与 ab 边垂直向左，速度的大小为 v，线圈的边长为 L，每边的电阻为 R，问线圈在运动过程中(线框abcd 都没有离开磁场)，ab 两点的电势差为多少；电路中的电流为多少？解：当线框 abcd 整个在磁场的时候，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流，而 UabEBLv.图 4452021/8/11 星期三153把总电阻为 2R 的均匀电阻丝焊接成一半径为 a 的圆环，水平固定在竖直向下，磁感应强度为 B 的匀强磁场中，如图446 所示，一长度为 2a，电阻等于 R，粗细均匀的金属棒MN 放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触当金属棒以恒定速度 v 向右移动经过环心 O 时，求：图 4462021/8/11 星期三16(1)流过棒的电流的大小、方向及棒两端的电压 UMN.(2)在圆环和金属棒上消耗的总热功率解：(1)棒 MN 右移时，切割磁感线，产生感应电动势，棒MN 相当于一个电源流过棒的电流即电源内的电流，当棒过圆心 O 时，棒两端的电压即为路端电压，其等效电路如图 4 所示图 42021/8/11 星期三172021/8/11 星期三182021/8/11 星期三19