法拉第电磁感应定律的应用 (2)精选PPT.ppt

《法拉第电磁感应定律的应用 (2)精选PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《法拉第电磁感应定律的应用 (2)精选PPT.ppt（34页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、关于法拉第电磁感应定律的应用(2)第1页，讲稿共34张，创作于星期二一、电磁感应中的电路问题一、电磁感应中的电路问题第2页，讲稿共34张，创作于星期二1 1.（平动切割）（平动切割）如图所示如图所示,两根相距为的平行直导轨两根相距为的平行直导轨abab、cdcd，b b、d d间连有一固定电阻间连有一固定电阻2 2R,R,导轨电阻可忽略不计导轨电阻可忽略不计.MN.MN为放在为放在abab和和cdcd上的一导体杆上的一导体杆,与与abab垂直垂直,其电阻为其电阻为R.R.整个装置处于匀强整个装置处于匀强磁场中磁场中,磁感应强度的大小为磁感应强度的大小为B,B,磁场方向垂直于导轨所在平面磁场方向

2、垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内指向图中纸面内).).现对现对MNMN施力使它沿导轨方向以速度施力使它沿导轨方向以速度v(v(如如图图)做匀速运动做匀速运动.求求（1 1）导体棒中的电流大小和方向。）导体棒中的电流大小和方向。（2 2）导体棒）导体棒两端电压两端电压。（3 3）电阻）电阻R R的热功率。的热功率。2第3页，讲稿共34张，创作于星期二 课本课本2020页例题页例题2 2：2.2.如图所示，把电阻为如图所示，把电阻为R=18R=18的均匀导线弯成金属圆环，将的均匀导线弯成金属圆环，将圆环垂直于匀强磁场方向固定，磁场的磁感应强度为圆环垂直于匀强磁场方向固定，磁场的磁感应强度为B=5

3、TB=5T，磁场方向垂直纸面向里，一根电阻为磁场方向垂直纸面向里，一根电阻为r=4.5r=4.5的直导线的直导线PQPQ，沿圆环平面向左以沿圆环平面向左以3m/s3m/s的速度匀速滑行，速度方向与的速度匀速滑行，速度方向与PQPQ垂直，垂直，滑行中直导线与圆环紧密接触（忽略接触处的电阻和摩擦）滑行中直导线与圆环紧密接触（忽略接触处的电阻和摩擦），当它通过环上直径位置时，求：，当它通过环上直径位置时，求：（1 1）画出它的等效电路图。）画出它的等效电路图。（2 2）直导线上产生的电动势。）直导线上产生的电动势。（3 3）PQPQ两端的电压。两端的电压。第4页，讲稿共34张，创作于星期二课本课本3

4、535页第页第1111题：题：3.（转转动动切切割割）如如右右图图所所示示，在在磁磁感感应应强强度度B2 T的的匀匀强强磁磁场场中中，有有一一个个半半径径r0.5 m的的金金属属圆圆环环圆圆环环所所在在的的平平面面与与磁磁感感线线垂垂直直OA是是一一个个金金属属棒棒，它它沿沿着着顺顺时时针针方方向向以以12 rad/s的的角角速速度度绕绕圆圆心心O匀匀速速转转动动A端端始始终终与与圆圆环环相相接接触触，OA棒棒的的电电阻阻R1.0，图图中中定定值值电电阻阻R15，R220，电电压压表表为为理理想想电电压压表表圆圆环环和和连连接接导导线线的的电阻忽略不计，电阻忽略不计，求：理想电压表的读数求：理

5、想电压表的读数第5页，讲稿共34张，创作于星期二 课本课本3434页页 第第7 7题题 4.4.（面积不变，磁场变化）（面积不变，磁场变化）截面积为截面积为0.2m0.2m2 2的的100100匝线圈匝线圈A A，处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，如图所示，磁感应强度处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，如图所示，磁感应强度B B随时间随时间变化的规律为变化的规律为B=0.6-0.02tB=0.6-0.02t（T T）（）（t t为时间，单位为秒），开始时为时间，单位为秒），开始时S S未闭合，未闭合，R1=4R1=4，R2=6R2=6，C=30FC=30F，线圈电阻不计，求：，线圈电

6、阻不计，求：（1 1）闭合）闭合S S后，通过后，通过R2R2的电流的大小和方向的电流的大小和方向（2 2）闭合）闭合S S后一段时间又断开，则后一段时间又断开，则S S断开后，通过断开后，通过R2R2的电量是多少？的电量是多少？第6页，讲稿共34张，创作于星期二电路问题解题思路1.1.画出等效电路画出等效电路(产生感应电动势那部分导体产生感应电动势那部分导体相当于电源，注意电源的正负极相当于电源，注意电源的正负极)2.2.求感应电动势：（求感应电动势：（1)1)导体棒平动或转动导体棒平动或转动 （2 2）闭合回路）闭合回路3.3-13.3-1电路一章闭合电路知识综合运用电路一章闭合电路知识综

7、合运用第7页，讲稿共34张，创作于星期二写在作业本上写在作业本上作业：课本作业：课本23 页第页第1题，课本题，课本24页第页第5题目题目第8页，讲稿共34张，创作于星期二电磁感应中的图像问题电磁感应中的图像问题电磁感应规律的综合应用二电磁感应规律的综合应用二电磁感应中常涉及磁感应强度电磁感应中常涉及磁感应强度B B、磁通量、磁通量、感应电动势感应电动势E E和感应电流和感应电流I I随时间随时间t t变化的图像，变化的图像，即即B-tB-t图像、图像、-t-t图像、图像、E-t E-t 图像和图像和I-tI-t图像等。图像等。第9页，讲稿共34张，创作于星期二 1.1.匝数为匝数为n n20

8、0200的线圈回路总电阻的线圈回路总电阻R R5050，整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁 场穿过，磁通量场穿过，磁通量随时间变化的规律如图所随时间变化的规律如图所 示，求：线圈中的感应电流的大小。示，求：线圈中的感应电流的大小。第10页，讲稿共34张，创作于星期二2.2.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（正弦图象一部分），则（量随时间变化的规律如图所示（正弦图象一部分），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

9、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D D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时刻感应电动势大于时刻感应电动势大于B B时刻感应电动势时刻感应电动势第11页，讲稿共34张，创作于星期二 3.3.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，线匝，线圈总电阻为圈总电阻为R=0.5R=0.5，单匝线圈的面积为，单匝线圈的面积为30cm30cm2 2。整个线圈。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

10、流的大小。变化，求线圈中感应电流的大小。第12页，讲稿共34张，创作于星期二 4.有一面积为有一面积为S100cm2的金属环，电阻为的金属环，电阻为R0.1，环中磁场变化规律如图所示，磁场方，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在向垂直环面向里，则在t1t2时间内通过金属环时间内通过金属环某一截面的电荷量为多少？某一截面的电荷量为多少？第13页，讲稿共34张，创作于星期二 5.5.（20142014惠州一调惠州一调）如图甲，单匝圆形金）如图甲，单匝圆形金属线圈电阻恒定不变，在线圈的圆形区域内属线圈电阻恒定不变，在线圈的圆形区域内有垂直向里的匀强磁场，在时间有垂直向里的匀强磁场，在

11、时间t t内要使线内要使线圈中产生大小、方向恒定不变的电流，匀强圈中产生大小、方向恒定不变的电流，匀强磁场的磁感应强度应按下列哪种情况变化？磁场的磁感应强度应按下列哪种情况变化？第14页，讲稿共34张，创作于星期二6.(6.(20102010广东高考第广东高考第1616题题)如图如图所示，平行导轨间有一矩形的匀所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒强磁场区域，细金属棒PQPQ沿导轨沿导轨从从MNMN处匀速运动到处匀速运动到M M N N 的过程的过程中，棒上感应电动势中，棒上感应电动势E E随时间随时间t t变化的图示，以下可能正确变化的图示，以下可能正确的是的是第15页，讲稿共34

12、张，创作于星期二7.（2013惠州一调研惠州一调研）如图所示，在）如图所示，在x0的区域内的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂存在匀强磁场，磁场的方向垂 直于纸面向里直于纸面向里矩形线框矩形线框abcd从从t=0时刻起由静止开始沿时刻起由静止开始沿x 轴正轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流方向做匀加速运动，则线框中的感应电流I（取（取逆时针方向的电流为正）随时间逆时针方向的电流为正）随时间t的变化图线是的变化图线是第16页，讲稿共34张，创作于星期二8.8.矩形导线框矩形导线框abcdabcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的

13、正方向垂直纸面向里，磁感应强框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度度B B随时间变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感随时间变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流应电流i i的正方向，下列各图中正确的是的正方向，下列各图中正确的是 第17页，讲稿共34张，创作于星期二9.一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正。在磁场中有一细金属圆环，线圈平面位于纸面内，如图1所示。现令磁感强度B随时间t变化，先按图2中所示的oa图线变化，后来又按图线bc和cd变化，令1、2、3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I1、I2、I3分别表示对应的感应电流，则 A、12，

14、I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向B、12，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向C、12，I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向D、23，I2沿顺时针万向，I3沿顺时针方向 第18页，讲稿共34张，创作于星期二求解电磁感应中的图象问题，必须明确三个方面，求解电磁感应中的图象问题，必须明确三个方面，一、纵横坐标分别表示什么物理量；一、纵横坐标分别表示什么物理量；二、图像斜率的含义二、图像斜率的含义三、明确正、负方向，正、负表示物理量的方向三、明确正、负方向，正、负表示物理量的方向四、是明确研究过程。四、是明确研究过程。第19页，讲稿共34张，创作于星期二电磁感应定律的应用三：力和运动问题第20页，讲稿

15、共34张，创作于星期二情景一（水平导轨）情景一（水平导轨）：如图如图B=0.2TB=0.2T，金属棒，金属棒abab向右匀向右匀速运动，速运动，v=5m/sv=5m/s、L=40cmL=40cm，电阻，电阻R=0.5,R=0.5,其余电阻不其余电阻不计，摩擦也不计，试求：计，摩擦也不计，试求：感应电动势的大小感应电动势的大小 感应电流的大小和方向感应电流的大小和方向使金属棒匀速运动所需的拉力。使金属棒匀速运动所需的拉力。楞次定律：由b沿导体棒至aGNFF安PQ解：第21页，讲稿共34张，创作于星期二情境二（竖直导轨）：情境二（竖直导轨）：如图，把导轨竖直放在匀强磁场如图，把导轨竖直放在匀强磁场

16、中，磁场的方向垂直于导轨平面向外。有一定质量的中，磁场的方向垂直于导轨平面向外。有一定质量的导体导体ACAC可以贴着光滑竖直长导轨下滑。导轨接上电阻可以贴着光滑竖直长导轨下滑。导轨接上电阻R R，导轨和导体的电阻忽略不计。导体，导轨和导体的电阻忽略不计。导体ACAC从静止开始从静止开始下落，请分析导体的运动情况和最大速度。下落，请分析导体的运动情况和最大速度。加速度等于零加速度等于零时时，导导体达到体达到稳稳定运定运动动状状态态第22页，讲稿共34张，创作于星期二情境三（斜面导轨）：情境三（斜面导轨）：已知：已知：ABAB、CDCD足够长，足够长，L L，B B，R R。金属棒。金属棒abab

17、垂直于导轨放置，与导轨垂直于导轨放置，与导轨间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为，质量为，质量为m m，从静止开始沿，从静止开始沿导轨下滑，导轨和金属棒的电阻阻都不计。求导轨下滑，导轨和金属棒的电阻阻都不计。求abab棒下滑的最大速度棒下滑的最大速度?GNfF安安分析与解：分析与解：mgsin=F安安+ff=mgcosF安安=BmLm=BLVm/R所以：所以：Vm=mg(sin-cos)R/B2L2第23页，讲稿共34张，创作于星期二列式列式基本方法：基本方法：用用法法拉拉第第电电磁磁感感应应定定律律和和楞楞次次定定律律求求感感应应电电动动势势的大小和方向的大小和方向闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定

18、律求回路中的求回路中的电电流的大小流的大小根根据据受受力力平平衡衡或或牛牛顿顿第第二二定定律律分分析析研研究究导导体体受受力力情情况况(包括安培力包括安培力)第24页，讲稿共34张，创作于星期二作业布置：课本P35页：第9题再加一个问题：求导体ab的最大速度？第25页，讲稿共34张，创作于星期二电磁感应定律的应用四：能量问题第26页，讲稿共34张，创作于星期二 1电电磁感磁感应应中的能量中的能量转转化化图图158第27页，讲稿共34张，创作于星期二在在电电磁磁感感应应现现象象中中，产产生生感感应应电电动动势势的的那那部部分分导导体体相相当当于于_.如如果果电电路路闭闭合合，电电路路中中会会产产

19、生生_，而而导导体体又又处处在在磁磁场场中中，因因此此导导体体将将受受到到_的的作用如作用如图图158所示所示导导体体ab向右运向右运动动，会，会产产生由生由_流向流向_的感的感应电应电流，流，在磁在磁场场中，通中，通电导电导体体ab要受到要受到_的安培力作用的安培力作用电电磁磁感感应应现现象象中中产产生生的的电电能能是是通通过过克克服服_做做功功转转化化而而来来的的克克服服_做做了了多多少少功功，就就有有多多少少_产产生生，而而这这些些_又又通通过过电电流流做做功功而而转转化化为为其其它它形形式式的的能因此，能因此，电电磁感磁感应现应现象符合能量守恒定律象符合能量守恒定律电电源源感感应电应电

20、流流安培力安培力ba向左向左安培力安培力安培力安培力电电能能电电能能第28页，讲稿共34张，创作于星期二1、如图所示，水平、如图所示，水平U形光滑框架的宽度为形光滑框架的宽度为 1m，电阻忽略不计，电阻忽略不计，导体棒导体棒ab的质量的质量m=0.2kg、电阻、电阻R=0.1，匀强磁场的磁感应，匀强磁场的磁感应强度强度B=0.1T，方向垂直框架平面向上现用，方向垂直框架平面向上现用1N的外力的外力F由静由静止开始向右拉止开始向右拉ab棒，当棒，当ab棒的速度达到棒的速度达到1m/s时，求：时，求：（1）ab棒产生的感应电动势的大小；棒产生的感应电动势的大小；（2）ab棒的加速度大小棒的加速度大

21、小 （3）若若ab棒向右移动的位移为棒向右移动的位移为2m，求这一过程导体棒电，求这一过程导体棒电阻消耗的电功？阻消耗的电功？第29页，讲稿共34张，创作于星期二2、已知：已知：AB、CD足够长，足够长，L，B，R。金属棒。金属棒ab垂垂直于光滑导轨直于光滑导轨，电阻也为电阻也为R，质量为，质量为m，从静止开始，从静止开始沿导轨下滑，导轨和金属棒的电阻阻都不计。求沿导轨下滑，导轨和金属棒的电阻阻都不计。求ab棒下滑的最大速度棒下滑的最大速度?若导轨移动的位移为若导轨移动的位移为s，求这一过程中电阻，求这一过程中电阻R消消耗的电功？耗的电功？总结求解的方法总结求解的方法由于产生的由于产生的电流大

22、小不电流大小不恒定恒定，不能用电路的公，不能用电路的公式求解，式求解，只能用动能定只能用动能定理或功能关系求解。理或功能关系求解。第30页，讲稿共34张，创作于星期二做功情况做功情况能量能量变变化特点化特点滑滑动动摩擦力做功摩擦力做功有内能有内能产产生生重力做功重力做功重力重力势势能必然能必然发发生生变变化化克服安培力做功克服安培力做功（电电磁感磁感应现应现象）象）必然有其他形式的能必然有其他形式的能转转化化为电为电能能 ，并且，并且克服克服安培力做多少功，就安培力做多少功，就产产生多少生多少电电能能安培力做正功安培力做正功电电能能转转化化为为其他形式的能其他形式的能根据能量守恒列方程求解根据能量守恒列方程求解利利用用克克服服安安培培力力做做功功求求解解：电电磁磁感感应应中中产产生生的的电电能能等等于于克克服服安安培培力力所做的功所做的功利用能量守恒求解：相利用能量守恒求解：相应应的其他能量的减少量等于的其他能量的减少量等于产产生的生的电电能能利用利用电电路特征求解：通路特征求解：通过电过电路中所消耗的路中所消耗的电电能来能来计计算算第31页，讲稿共34张，创作于星期二3.课本 P22页 例3第32页，讲稿共34张，创作于星期二第33页，讲稿共34张，创作于星期二感感谢谢大大家家观观看看第34页，讲稿共34张，创作于星期二