高三物理復習課件大全118個課件C043.法拉第電磁感應定律.ppt

法拉第電磁感應定律 龐留根呂叔湘中學2007年7月email dyszplg 法拉第電磁感應定律幾點注意 例1例2例3例4例503年上海綜合62006年全國卷 2106年江蘇省鹽城中學模擬1305年南通質量調研測試一18 法拉第電磁感應定律 法拉第電磁感應定律 1 電路中感應電動勢的大小 跟穿過這一回路的磁通量的變化率成正比 即 是磁通量的平均變化率 表示磁通量變化的快慢 e是 t時間內的平均感應電動勢 具體表達式 a 如果磁感應強度b不變 磁通量的變化是由于閉合電路的面積發(fā)生變化而引起的 則有e nb s t b 如果閉合電路的面積不變 磁通量的變化是由于磁感應強度b發(fā)生變化而引起的 則有e ns b t使用時注意有效面積 c 如果磁通量的變化是由于磁感應強度b和閉合電路的面積共同發(fā)生變化而引起的 則有e n bs t 可推出電量計算式 2 導體切割磁感線運動時 e blvsin 式中 為導體運動速度v與磁感應強度b的夾角 此式只適用于勻強磁場 若是非勻強磁場則要求l很短 v恒定時 產生的e恒定 v發(fā)生變化時 求出的e是與v對應的瞬時值 v為某段時間的平均速度時 求出的e為該段時間內的感應電動勢的平均值 導體平動切割時l用垂直于v的有效長度 轉動切割時 速度v用切割部分的平均速度 線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸做勻速轉動時產生的最大電動勢em nbs n是線圈匝數 導體棒以端點為軸 在垂直于磁感應線的勻強磁場中勻速轉動時 e 1 2b l2 產生感應電動勢的那部分導體相當電源 在解決具體問題時導體可以看成電動勢等于感應電動勢 內阻等于該導體內阻的等效電源 幾點注意 1 e n t計算的是 t時間內的平均電動勢 這是最普遍的表達式 表明了感應電動勢的大小取決于磁通量變化的快慢 t和線圈匝數n 只有當 t恒定不變時 平均電動勢跟瞬時電動勢才相等 2 e blv適用于一部分導體做切割磁感線運動產生的電動勢 且導體運動方向跟磁場方向垂直 3 注意區(qū)分 t 線圈在勻強磁場中勻速轉動時 磁通量 最大時 磁通量的變化率為零 t 0 反之 0時 t為最大值 例1 有一邊長為l 匝數為n 電阻為r的正方形閉合線框 處于磁感應強度為b勻強磁場中 磁場方向垂直于線圈平面 若將線框在磁場中翻轉180 求在這個過程中通過導線橫截面的電量 解 將線框轉過180 則穿過線框的磁通量的變化量大小是 2bs 2bl2 這個過程中產生的感應電動勢為 e n t 感應電流i e r 所以電量q i t n r 2nbl2 r 例2 如圖 一圓環(huán)與外切正方形線框均由相同的絕緣導線制成 并各自形成閉合回路 勻強磁場布滿整個方形線框 當磁場均勻變化時 線框和圓環(huán)中的感應電動勢之比是多大 感應電流之比等于多少 解 設正方形邊長為2a 則圓環(huán)半徑為a 兩者面積之比為s1 s2 4a2 a2 4 電阻之比為r1 r2 8a 2 a 4 e t s b t s e1 e2 s1 s2 4a2 a2 4 例3 矩形形線框abcd繞oo 軸在磁感強度為0 2t的勻強磁場中以2r s的轉速勻速轉動 已知ab 20cm bd 40cm 匝數為100匝 當線框從如圖示位置開始轉過90 則線圈中磁通量的變化量 等于多少 磁通量平均變化率為多少 線圈中產生的平均感應電動勢e為多少 解 轉過90 時 線圈中磁通量的變化量 bs 0 0 016wb 周期為t 1 2 0 5s t 1 4t 0 125s t 0 016 0 125 0 128wb s e n t 12 8v 例4 一個n匝圓線圈 放在磁感強度為b的勻強磁場中 線圈平面跟磁感強度方向成30 角 磁感強度隨時間均勻變化 線圈導線規(guī)格不變 下列方法中可使線圈中感應電流增加一倍的是 a 將線圈匝數增加一倍b 將線圈面積增加一倍c 將線圈半徑增加一倍d 適當改變線圈的取向 解 設線圈單位長度的電阻為r0 線圈的半徑為r e n t nssin30 b t i nssin30 b r t n r2sin30 b n2 rr0 t rsin30 b 2r0 t cd 例5 單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動 轉軸垂直于磁場 若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示 則線圈中 a 0時刻感應電動勢最大b d時刻感應電動勢為零c d時刻感應電動勢最大d 0至d時間內平均感生電動勢為0 4v abd 03年上海綜合6 6 粗細均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強磁場中 磁場方向垂直于線框平面 其邊界與正方形線框的邊平行 現使線框以同樣大小的速度沿四個不同方向平移出磁場 如圖所示 則在移出過程中線框一邊a b兩點間的電勢差絕對值最大的是 b 2006年全國卷 21 21 如圖 在勻強磁場中固定放置一根串接一電阻r的直角形金屬導軌aob 在紙面內 磁場方向垂直紙面朝里 另有兩根金屬導軌c d分別平行于oa ob放置 保持導軌之間接觸良好 金屬導軌的電阻不計 現經歷以下四個過程 以速率v移動d 使它與ob的距離增大一倍 再以速率v移動c 使它與oa的距離減小一半 然后 再以速率2v移動c 使它回到原處 最后以速率2v移動d 使它也回到原處 設上述四個過程中通過電阻r的電量的大小依次為q1 q2 q3和q4 則 a q1 q2 q3 q4b q1 q2 2q3 2q4c 2q1 2q2 q3 q4d q1 q2 q3 q4 提示 由電量計算式 a 06年江蘇省鹽城中學模擬13 1 請估測地磁場的數量級為t 2 將兩人站立的位置 改為與剛才方向垂直的兩點上 那么電流計讀數約為ma 13 這是測量地磁場的磁感應強度的一次學生活動 如圖 兩同學相距10m左右 在東偏北 西偏南11 的沿垂直于地磁方向的兩個位置上 面對面將一并聯銅芯雙絞線 像甩跳繩一樣搖動 并將線的兩端分別接在靈敏電流計上 雙絞線并聯后的電阻約為2 繩搖動的頻率配合節(jié)拍器的節(jié)奏 保持在2hz左右 如果同學持繩的手高約為1m 電流計讀數的最大值約為3ma 解 1 線圈在勻強磁場中勻速轉動時產生的最大電動勢em bs imr b imr s 6 10 3 10 4 5 10 5t 2 不切割磁感應線 e 0 i 0 5 10 5 0 g 05年南通質量調研測試一18 解 1 金屬框左邊剛好進入磁場區(qū)域時的運動速度為v 在磁場中作勻速運動 設離開磁場運動過程的時間為t 此過程中的平均感應電動勢為 s 1 2 l2 所受平均安培力 由動量定理有 解得 v 1m s 2 金屬框開始勻速離開磁場到有一半面積離開磁場