感应电动势(感生,动生)讲稿.ppt

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1、关于感应电动势(感生,动生)第一页，讲稿共二十六页哦第二页，讲稿共二十六页哦一、法拉第电磁感应定律一、法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的电路的磁通量变化率磁通量变化率成正比成正比。磁通量的磁通量的磁通量的磁通量的变化率变化率变化率变化率1 1、内容：、内容：2 2、公式：、公式：线圈的匝数线圈的匝数第三页，讲稿共二十六页哦、无论回路是否闭合、无论回路是否闭合,只要穿过线圈平面的磁通量只要穿过线圈平面的磁通量发生变化发生变化,线圈中就有感应电动势。线圈中就有感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。产生感应电动势的那部分导体相当于

2、电源。有感应电动势未必有感应电流有感应电流一定有感应电动势第四页，讲稿共二十六页哦 物理意义物理意义与电磁感应关系与电磁感应关系磁通量磁通量穿穿过过回回路路的的磁磁感感线线的的条条数数多多少少没有直接关系没有直接关系磁通量变化磁通量变化穿穿过过回回路路的的磁磁通量的通量的变化量变化量产产生生感感应应电电动动势的势的条件条件磁通量变化率磁通量变化率/t/t穿穿过过回回路路的的单单位位时时间间磁磁通通量量的变化量的变化量 决决定定感感应应电电动动势的势的大小大小一、法拉第电磁感应定律一、法拉第电磁感应定律、/t/t的意义的意义 第五页，讲稿共二十六页哦1 1、穿过一个电阻为、穿过一个电阻为11的单

3、匝闭合线圈的磁通量始终的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒均匀减少是每秒均匀减少2Wb2Wb，则，则 （）（）A A、线圈中的感应电动势一定是每秒减少、线圈中的感应电动势一定是每秒减少2v2vB B、线圈中的感应电动势一定是、线圈中的感应电动势一定是2v2vC C、线圈中的感应电流一定是每秒减少、线圈中的感应电流一定是每秒减少2A2ADD、线圈中的感应电流一定是、线圈中的感应电流一定是2A2A例与练例与练BD第六页，讲稿共二十六页哦、如图所示，用绝缘导线绕制的闭合线圈，共、如图所示，用绝缘导线绕制的闭合线圈，共100100匝，线圈总电阻为匝，线圈总电阻为R=0.5R=0.5，单匝线圈的面积为，单匝

4、线圈的面积为30cm30cm2 2。整个线圈放在垂直线圈平面的匀强磁场中，如。整个线圈放在垂直线圈平面的匀强磁场中，如果匀强磁场以如图所示变化，求线圈中感应电流的大小。果匀强磁场以如图所示变化，求线圈中感应电流的大小。例与练例与练第七页，讲稿共二十六页哦、有一面积为、有一面积为S S100cm100cm2 2的金属环，电阻为的金属环，电阻为R R0.10.1，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在向里，则在t t1 1t t2 2时间内通过金属环某一截面的电荷量为时间内通过金属环某一截面的电荷量为多少？多少？例与练例与练第八页，讲稿共二

5、十六页哦、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，若线圈所、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示（正弦围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示（正弦图象一部分），则（）图象一部分），则（）A.A.线圈中线圈中0 0时刻感应电动势为时刻感应电动势为0 0B.B.线圈中线圈中0 0时刻感应电动势最大时刻感应电动势最大C.C.线圈中线圈中DD时刻感应电动势为时刻感应电动势为0 0D.D.线圈中线圈中A A时刻感应电动势是时刻感应电动势是D D时刻感应电动势的一时刻感应电动势的一半半例与练例与练斜率表示斜率表示的的变化率变化率BC第九页，讲稿共二十六页哦、一一长长方

6、方形形线线框框边边长长分分别别为为L1和和L2，匝匝数数为为N，放放在在磁磁感感应应强强度度为为B的的匀匀强强磁磁场场中中，原原来来与与磁磁场场方方向向垂垂直直，现现以以角角速速度度 绕其平行于绕其平行于L1边的对称轴匀速转动，边的对称轴匀速转动，求：转过求：转过90 过程中的平均感应电动势。过程中的平均感应电动势。B 0vv BL1L2 NBL1L2/2 2NBS/第十页，讲稿共二十六页哦（1）B是匀强磁场是匀强磁场（3）导体）导体L各部分切割磁感线速度相同各部分切割磁感线速度相同（2）LB、V L、V B二、导体切割磁感线感应电动势大小二、导体切割磁感线感应电动势大小第十一页，讲稿共二十六

7、页哦平均感应电动势平均感应电动势V为平均速度时，为平均速度时，E为平均感应电动势为平均感应电动势V为瞬时速度时，为瞬时速度时，E为瞬时感应电动势为瞬时感应电动势第十二页，讲稿共二十六页哦产生感应电动势的那部分导体产生感应电动势的那部分导体相当于相当于电源电源，该电源的正负极，该电源的正负极右手定则来确定，注意电源内右手定则来确定，注意电源内部电流是由部电流是由负极负极流向流向正极正极。E=BLv（此时（此时B垂直垂直S,L是导线在磁场中有效的切割长度）是导线在磁场中有效的切割长度）第十三页，讲稿共二十六页哦有效切割长度有效切割长度v第十四页，讲稿共二十六页哦有效切割长度有效切割长度Lv vv第

8、十五页，讲稿共二十六页哦例例1 1：如图：如图17171515所示，所示，abcdabcd区域里有一匀强磁区域里有一匀强磁场，现有一竖直的圆环使它匀速下落，在下落过程场，现有一竖直的圆环使它匀速下落，在下落过程中，它的左半部通过水平方向的磁场中，它的左半部通过水平方向的磁场o o是圆环的是圆环的圆心，圆心，ABAB是圆环竖直直径的两个端点，那么是圆环竖直直径的两个端点，那么A A当当A A与与d d重合时，环中电流最大重合时，环中电流最大B B当当OO与与d d重合时，环中电流最大重合时，环中电流最大CC当当OO与与d d重合时，环中电流最小重合时，环中电流最小D D当当B B与与d d重合时

9、，环中电流最大重合时，环中电流最大B第十六页，讲稿共二十六页哦例例2 2：如图所示，金属环直径为：如图所示，金属环直径为d d，总电阻为，总电阻为R R，匀，匀强磁场磁感应强度为强磁场磁感应强度为B B，垂直穿过环所在平面。电，垂直穿过环所在平面。电阻为阻为R R2 2的导体杆的导体杆ABAB，沿环表面以速度，沿环表面以速度v v向右滑至环向右滑至环中央时，杆两端电压为（）中央时，杆两端电压为（）A A、Bdv Bdv B B、BdvBdv2 2C C、BdvBdv3 3 D D、2Bdv2Bdv3 3例与练例与练第十七页，讲稿共二十六页哦画出等效电路图：画出等效电路图：E=Bdv析与解析与解

10、ABEr第十八页，讲稿共二十六页哦（1 1）确定电源）确定电源:产生感应感应电动势的那部分导体或电路就是产生感应感应电动势的那部分导体或电路就是电源电源，它的感应，它的感应电动势就是此电源的电动势，它的电阻就是此电源的内电阻。电动势就是此电源的电动势，它的电阻就是此电源的内电阻。（2 2）根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，）根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，利用利用楞次定律楞次定律确定其确定其正负极正负极。（3 3）分析电路结构，画等效电路图。）分析电路结构，画等效电路图。（4 4）利用电路规律求解，主要是（闭合）欧姆定律、串并联）利用电路规律求解，主要是（闭合）欧姆定律、串并联电路的

11、规律等。电路的规律等。电磁感应与电路的综合电磁感应与电路的综合第十九页，讲稿共二十六页哦例例3 3：如图所示，在宽为：如图所示，在宽为0.5m0.5m的平行导轨上垂直导轨放置一个的平行导轨上垂直导轨放置一个有效电阻为有效电阻为r=0.6r=0.6的直导体，在导轨的两端分别连接两个电阻的直导体，在导轨的两端分别连接两个电阻R R1 1=4=4、R R2 2=6=6，其它电阻不计。整个装置处在垂直导轨，其它电阻不计。整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，如图所示，磁感应强度向里的匀强磁场中，如图所示，磁感应强度B=0.1TB=0.1T。当直导。当直导体在导轨上以体在导轨上以V=6m/sV=6m/s

12、的速度向右运动时，求：的速度向右运动时，求：（1 1）导体棒）导体棒ABAB两端的电压两端的电压（2 2）流过电阻）流过电阻R R1 1和和R R2 2的电流大小的电流大小（3 3）拉动导体棒）拉动导体棒ABAB的外力的功率的外力的功率例与练例与练A A R2VB BR1第二十页，讲稿共二十六页哦析与解析与解A A R2VB BR1A AR2E,rE,rB BR1第二十一页，讲稿共二十六页哦（1 1）解决电磁感应中的力学问题，不仅要应用电）解决电磁感应中的力学问题，不仅要应用电磁学中的有关规律，如磁学中的有关规律，如楞次定律（右手定则）楞次定律（右手定则）、左左手定则手定则、法拉第电磁感应定律

13、法拉第电磁感应定律、安培力公式安培力公式等，还要等，还要应用力学中的有关规律，如应用力学中的有关规律，如牛顿第二定律牛顿第二定律、动能定动能定理理、能量守恒定律能量守恒定律等。要将电磁学和力学的规律综合等。要将电磁学和力学的规律综合起来应用。起来应用。（2 2）解题关键是对研究对象正确地进行）解题关键是对研究对象正确地进行受力分析受力分析，特，特别注意感应电流别注意感应电流安培力安培力的大小和方向；准确地进行的大小和方向；准确地进行运动分析运动分析。电磁感应与力学的综合电磁感应与力学的综合第二十二页，讲稿共二十六页哦例例4 4：如图所示，在宽为：如图所示，在宽为L L的水平平行光滑导轨上垂直导

14、轨放置的水平平行光滑导轨上垂直导轨放置一个直导体棒一个直导体棒MNMN，在导轨的左端连接一个电阻，在导轨的左端连接一个电阻R R，其它电阻不，其它电阻不计，设导轨足够长。整个装置处在垂直导轨竖直向下的匀强磁场中，计，设导轨足够长。整个装置处在垂直导轨竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为磁感应强度为B B。当直导体棒受到一个垂直导轨水平向右的恒。当直导体棒受到一个垂直导轨水平向右的恒力力F F作用由静止开始在导轨上向右运动时，试确定直导体棒的作用由静止开始在导轨上向右运动时，试确定直导体棒的运动情况及其最大速度运动情况及其最大速度V Vmm。例与练例与练VVE=BLVE=BLVEEI=E/RI=E

15、/RIIF F安安=BIL=BILF F安安F F合合=F-F=F-F安安F F合合a=Fa=F合合/m/maa当当F F安安=F F时时,a=0,a=0，V Vm m=第二十三页，讲稿共二十六页哦例例5 5：在磁感应强度为：在磁感应强度为B B的水平匀强磁场中，竖直放的水平匀强磁场中，竖直放置一个冂形金属框置一个冂形金属框ABCDABCD，框面垂直于磁场，宽度，框面垂直于磁场，宽度BCBCL L ，质量，质量mm的金属杆的金属杆PQPQ用光滑金属套连接在框用光滑金属套连接在框架架ABAB和和CDCD上如图，金属杆上如图，金属杆PQPQ电阻为电阻为R R，金属杆，金属杆PQPQ自自静止静止开始

16、沿框架下滑。求开始沿框架下滑。求:(1)(1)杆杆PQPQ开始下滑的加速度，开始下滑的加速度，(2)(2)杆杆PQPQ中感应电流的方向，中感应电流的方向，(3)(3)杆杆PQPQ下滑的最大速度。下滑的最大速度。例与练例与练QBPCDA第二十四页，讲稿共二十六页哦QBPCDA开始开始PQPQ只受只受mgmg，mg所以所以 a=ga=gPQPQ向下加速运动，产生感应电流向下加速运动，产生感应电流,IFPQPQ速度最大时：速度最大时：析与解析与解方向方向向左向左,PQPQ受到向上的磁场力受到向上的磁场力F F作用。作用。第二十五页，讲稿共二十六页哦感感谢谢大大家家观观看看第二十六页，讲稿共二十六页哦