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1、1,2 法拉第電磁感應(yīng)定律,第九章,電 磁 感 應(yīng),2,1.(1)法拉第電磁感應(yīng)定律:電路中感應(yīng)電動勢的大小與 .,表達(dá)式為E= . (2)當(dāng)導(dǎo)體在勻強磁場中做切割磁感線的相對運動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E= ,是 .,穿過這一電路的磁通量的,n/t,Blvsin,B與v之間的夾角,變化率成正比,3,(3)導(dǎo)體棒繞某一固定轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)切割磁感線,雖然棒上各點的切割速度并不相同,但可用棒上各點的平均速度等效替代切割速度.常用公式E= .,4,2.應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律時應(yīng)注意: (1)E= 適用于一般回路.若磁通量不隨時間均勻變化,則/t為t時間內(nèi)通過該回路的磁通量的 .,n/t,平均變化率,5,(2)E
2、= ,適用于導(dǎo)體各部分以相同的速度切割磁感線的情況,式中L為導(dǎo)線的有效切割長度,為運動方向和磁感線方向的夾角.若v為瞬時速度,則E為 .若v為平均速度,則E為 .,BLvsin,瞬時感應(yīng)電動勢,平均感應(yīng)電動勢,6,(3)若磁感應(yīng)強度B不變,回路的面積S發(fā)生變化,則E= ;若回路的面積S不變,磁感應(yīng)強度B發(fā)生變化,則E= ;若磁感應(yīng)強度B、回路的面積S都發(fā)生變化,則E= .,nBS/t,nSB/t,7,3.要注意嚴(yán)格區(qū)分、/t的物理意義: 是指 . 是指 . /t是指,穿過某一面積的磁通量,穿過某一面積的磁通量的變化量,穿過某一面積的磁通量的變化率,8,1.高中階段所涉及的磁通量發(fā)生變化時感應(yīng)電
3、動勢的計算有哪幾種? .磁感應(yīng)強度B發(fā)生變化:E=n/t=nSB/t .垂直于磁場的回路面積發(fā)生變化:E=n/t=nBS/t .線圈平面與B的夾角發(fā)生變化:,9,2.E=n/t與E=BLvsin的區(qū)別和聯(lián)系? (1)區(qū)別 E=n/t求出的是t時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢,E與某段時間或某個過程相對應(yīng);E=BLvsin求出的是瞬時感應(yīng)電動勢,E與某個時刻或某個位置相對應(yīng). E=n/t求的電動勢是整個回路的感應(yīng)電動勢,而不是回路中某部分的電動勢.,10,(2)聯(lián)系 當(dāng)t0時,E=n/t為瞬時感應(yīng)電動勢. 當(dāng)v代表的是平均速度時,E=BLvsin求出的是某段時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢. 總結(jié):一般說來,用E=
4、n/t求平均感應(yīng)電動勢方便些;而用E=BLvsin求瞬間感應(yīng)電動勢方便些.,11,1.導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的理解 如圖,在豎直向下的勻強磁場中,將一水平放置的金屬棒ab以水平速度v拋出,且棒與磁場垂直,設(shè)棒在落下的過程中方向不變且不計空氣阻力,則金屬棒在運動的過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小變化情況是( ) A.越來越大 B.越來越小 C.保持不變 D.無法判斷,C,12,如圖所示.平行金屬導(dǎo)軌的間距為d,一端跨接一阻值為R的電阻,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B.方向垂直于導(dǎo)軌平面指向里.一根長金屬棒置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌成60角,當(dāng)金屬棒以垂直于棒的速度v在導(dǎo)軌上滑行時,電阻R中的電流強度為(不計導(dǎo)
5、軌和棒的電阻)( ) A.BdvRsin60 B.BdvR C.Bdvsin60R D.Bdvcos60R,A,13,2.電磁感應(yīng)中的電荷量 如圖所示,長L1寬L2的矩形線圈電阻為R,處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場邊緣,線圈與磁感線垂直.求:將線圈以向右的速度v勻速拉出磁場的過程中,(1)拉力F大??;(2)拉力的功率P;(3)線圈中產(chǎn)生的電熱Q;(4)通過線圈某一截面的電荷量q以及它們與速度的關(guān)系.,14,(1)E=BL2v, F=BIL2,所以 (2) (3) (4) 與v無關(guān),15,如圖甲所示,一個電阻為R,面積為S的矩形導(dǎo)線框abcd,水平放置在勻強磁場中,磁場的磁感應(yīng)強度為B,方向與ad
6、邊垂直并與線框平面成45角,O、O分別是ab和cd邊的中點.現(xiàn)將線框右半邊ObcO繞OO逆時針旋轉(zhuǎn)90到圖乙所示位置.在這一過程中,導(dǎo)線中通過的電荷量是( ),A,16,A. B. C. D.0,17,3.感生電動勢和動生電動勢 如圖甲所示,一個足夠長的“U”形金屬導(dǎo)軌NMPQ固定在水平面內(nèi),MN、PQ兩導(dǎo)軌間的寬度為L=0.50m.一根質(zhì)量為m=0.50kg的均勻金屬導(dǎo)體棒ab橫跨在導(dǎo)軌上且接觸良好.,18,abMP恰好圍成一個正方形.該軌道平面處在磁感應(yīng)強度大小可以調(diào)節(jié)的豎直向上的勻強磁場中.ab棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力均為fm=1.0N,ab棒的電阻為R=0.10.其他各部分電阻均不計.開始時磁感應(yīng)強度B0=0.50T. (1)若從某時刻(t=0)開始,調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強度的大小使其以B/t=0.20T/s的變化率均勻增加.求經(jīng)過多長時間ab棒開始滑動?此時通過ab棒的電流大小和方向如何?,19,(2)若保持磁感應(yīng)強度B0的大小不變.從t=0時刻開始,給ab棒施加一個水平向右的拉力,使它以a=4.0m/s2的加速度勻加速運動.推導(dǎo)出此拉力T的 大小隨時間變化的函 數(shù)表達(dá)式.并在圖乙所 示的坐標(biāo)圖上作出拉 力T隨時間t變化的T-t 圖線.,20,如圖所示,勻強磁場的磁感應(yīng)強度方向垂直于紙面向里,大小隨時間的變
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