物理法拉第电磁感应定律的应用一粤教选修.pptx

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1、一、感应电动势 1 1感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源2 2感应电动势与感应电流：感应电动势是形成感应电流的必要条件，有感应电动势不一定存在感应电流（要看电路是否闭合），有感应电流一定存在感应电动势第1页/共18页 2 2法拉第电磁感应定律：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 公式表示：公式表示：第2页/共18页当E E、t 都取国际单位时，k k=1=1，所以有：若线圈有n匝，则相当于n个相同的电动势串联，所以整个线圈中的电动势为第3页/共18页3 3法拉第电磁感应定律的应用法拉第电磁感应定律的应用导体做切

2、割磁感线运动导体做切割磁感线运动 （1 1）垂直切割时：如图所示，导体由abab匀速移动到a a1 1b b1 1 ，这一过程中穿过闭合回路的磁通量变化 =BLv=BLv t t，由法拉第电磁感应定律得：第4页/共18页（2 2）切割方向与磁场方向成角时：如图所示，将v分解为垂直B和平行B的两个分量，其中：对切割有贡献 对切割无贡献 所以：第5页/共18页所以可知：导线切割磁感线时产生的电动势的大小，跟磁感强度B、导线长度L、运动速度v以及运动方向与磁感线方向的夹角的正弦sin 成正比第6页/共18页例题1：长 为L L的 金 属 棒ab，绕b端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度匀速转动，磁感应

3、强度为B，如图所示，求ab两端的电势差第7页/共18页解析：ab两端电势差等于金属棒切割磁感线产生的电动势（因为没有外电路），所以只要求出电动势即可棒上各处速率不等，不能直接用棒上各处速率不等，不能直接用E=BLv来求，来求，但棒上各点的速度但棒上各点的速度v=r与半径成正比，因此可与半径成正比，因此可用棒的中点速度作为平均切割速度代入公式计用棒的中点速度作为平均切割速度代入公式计算：算：第8页/共18页例题2、如下图所示，半径为r的金属环绕通过某直径的轴OO以角速度作匀速转动，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，环中产生的电动势的平均值

4、是多大？第9页/共18页分析：根据金属环在磁场中转动的始末位置穿过环的磁通量1和2以及完成这一变化所用时间t t，就可以求出环中产生的感应电动势第10页/共18页 例题3、如图所示把线框abcd从磁感应强度为的匀强磁场中匀速拉出，速度方向与ab边垂直向右，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，ab两点的电势差为多少？第11页/共18页当线框abcd 整个在磁场的时候，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流，ab和cd两边切割磁感线，等效电路图如图2所示：Uab=E=BLv当cd边离开磁场，ab边切割磁感线，ad，bc，cd边的电阻属于外阻，等效电路图如图3所示：Uab

5、=E-Ir=BLv-Ir 第12页/共18页当线框abcd 整个在磁场的时候：Uab=E=BLv 当cd 边离开磁场的时候：Uab=3BLv/4 第13页/共18页电动式电动式发电式发电式阻尼式阻尼式v v0 0F F一、单棒问题运动特点运动特点最终特征最终特征a a逐渐减小逐渐减小逐渐减小逐渐减小的减速运动的减速运动的减速运动的减速运动静止静止静止静止a a逐渐减小逐渐减小逐渐减小逐渐减小的加速运动的加速运动的加速运动的加速运动匀速匀速匀速匀速a a逐渐减小逐渐减小逐渐减小逐渐减小的加速运动的加速运动的加速运动的加速运动匀速匀速匀速匀速基本模型基本模型I I=0 =0 (或恒定或恒定或恒定或

6、恒定)I I 恒定恒定恒定恒定I I=0=0画等效电路画等效电路第14页/共18页二、含容式单棒问题放电式放电式无外力无外力充电式充电式F F运动特点运动特点最终特征最终特征基本模型基本模型v v0 0有外力有外力充电式充电式a a逐渐减小逐渐减小逐渐减小逐渐减小的加速运动的加速运动的加速运动的加速运动匀速运动匀速运动匀速运动匀速运动I I0 0a a逐渐减小逐渐减小逐渐减小逐渐减小的减速运动的减速运动的减速运动的减速运动匀速运动匀速运动匀速运动匀速运动I I0 0匀加速运动匀加速运动匀加速运动匀加速运动匀加速运动匀加速运动匀加速运动匀加速运动I I 恒定恒定恒定恒定第15页/共18页三、无外

7、力双棒问题运动特点运动特点最终特征最终特征基本模型基本模型v v0 01 12 2杆杆杆杆1 1做做做做a a渐小渐小渐小渐小的加速运动的加速运动的加速运动的加速运动杆杆杆杆2 2做做做做a a渐小渐小渐小渐小的减速运动的减速运动的减速运动的减速运动v1=v2I I0 0无外力无外力等距式等距式2 2v v0 01 1杆杆杆杆1 1做做做做a a渐小渐小渐小渐小的减速运动的减速运动的减速运动的减速运动杆杆杆杆2 2做做做做a a渐小渐小渐小渐小的加速运动的加速运动的加速运动的加速运动无外力无外力无外力无外力不等距式不等距式不等距式不等距式a a0 0I I0 0L1v1=L2v2第16页/共1

8、8页四、有外力双棒问题1 12 2F F运动特点运动特点最终特征最终特征基本模型基本模型有外力有外力有外力有外力不等距式不等距式不等距式不等距式杆杆杆杆1 1做做做做a a渐小渐小渐小渐小的加速运动的加速运动的加速运动的加速运动杆杆杆杆2 2做做做做a a渐大渐大渐大渐大的加速运动的加速运动的加速运动的加速运动a1a2a1、a2恒定恒定I 恒定恒定F F1 12 2杆杆杆杆1 1做做做做a a渐大渐大渐大渐大的加速运动的加速运动的加速运动的加速运动杆杆杆杆2 2做做做做a a渐小渐小渐小渐小的加速运动的加速运动的加速运动的加速运动a1=a2v 恒定恒定I 恒定恒定有外力有外力等距式等距式第17页/共18页感谢您的观看！第18页/共18页