高一物理法拉第電磁感應(yīng)定律2.ppt

1、4.3 法拉第電磁感應(yīng)定律,1、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢叫感應(yīng)電動(dòng)勢。 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于電源。,一、感應(yīng)電動(dòng)勢,2、磁通量的變化率,表示磁通量的變化快慢,1、內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率/ t成正比,二、法拉第電磁感應(yīng)定律：,2、數(shù)學(xué)表達(dá)式,（注意單位）,若有n匝線圈，則相當(dāng)于有n個(gè)電源串聯(lián)，總電動(dòng)勢為：,注意：公式中應(yīng)取絕對值，不涉及正負(fù)，感應(yīng)電流的方向另行判斷。,問題：磁通量大，磁通量變化一定大嗎？,磁通量變化大，磁通量的變化率一定大嗎？,（可以類比速度、速度的變化和加速度。）,磁通量的變化率和磁通量、磁通量的變化不同。磁通量為零，磁通量

2、的變化率不一定為零;磁通量的變化大，磁通量的變化率也不一定大。,1、有一個(gè)50匝的線圈，如果穿過它的磁通量的變化率為0.5Wb/s，求感應(yīng)電動(dòng)勢。,2、一個(gè)100匝的線圈，在0. 5s內(nèi)穿過它的磁通量從0.01Wb增加到0.09Wb。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢。,3、一個(gè)匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場放置，在0. 5s內(nèi)穿過它的磁場從1T增加到9T。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢。,25V,16V,1.6V,4、 如下圖所示，半徑為r的金屬環(huán)繞通過某直徑的軸OO 以角速度作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，從金屬環(huán)面與磁場方向重合時(shí)開始計(jì)時(shí)，則在金屬環(huán)轉(zhuǎn)過30角的過程中，環(huán)中產(chǎn)生的電動(dòng)勢的平均

3、值是多大？,5、單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場。若線圈所圍面積里磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，則：( ),A、線圈中0時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢最大 B、線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢為零 C、線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢最大 D、線圈中0到D時(shí)間內(nèi)平均 感應(yīng)電動(dòng)勢為0.4V,ABD,三、導(dǎo)體作切割磁感線運(yùn)動(dòng),如圖所示閉合線圈一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，ab以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢,回路在時(shí)間t內(nèi)增大的面積為：,S=Lvt,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為：,穿過回路的磁通量的變化為：,=BS,=BLvt,（V是相對于磁場的速度）,若導(dǎo)體斜切磁感線,（為v與B夾角）,（若導(dǎo)線運(yùn)

4、動(dòng)方向與導(dǎo)線本身垂直，但跟磁感強(qiáng)度方向有夾角）,說明：,1、導(dǎo)線的長度L應(yīng)為有效長度,2、導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向和磁感線平行時(shí)，E=0,3、速度V為平均值（瞬時(shí)值），E就為平均值（瞬時(shí)值）,例1：如圖，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)電動(dòng)勢為B，長為L的金屬棒ab在垂直于B的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，速度v與L成角，求金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。,E=BLVsin,練習(xí)：半徑為R的半圓形導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場B中，以速度V向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，E=？,E = 2 B R V,1、一般來說， 求出的是平均感應(yīng)電動(dòng)勢，E和某段時(shí)間或者某個(gè)過程對應(yīng)，而求出的是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢，E和某個(gè)時(shí)刻或者某個(gè)位置對應(yīng)。,2、求出的是整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢，而不是回路中

5、某部分導(dǎo)體的電動(dòng)勢?；芈分懈袘?yīng)電動(dòng)勢為零時(shí)，但是回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢不一定為零。如右圖。,區(qū)別：,1、公式中的時(shí)間趨近于0時(shí)，E就為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢,2、公式中v若代表平均速度，則求出的E就為平均感應(yīng)電動(dòng)勢。,聯(lián)系：,例2、如下圖所示，長為L的銅桿OA以O(shè)為軸在垂直于勻強(qiáng)磁場的平面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，求桿OA兩端的電勢差。,例題3、在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,有一個(gè)匝數(shù)為n的矩形線圈,邊長ab=L1,bc=L2線圈繞中心軸OO以角速度由圖示位置逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。試求:(1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值; (2) 線圈轉(zhuǎn)過1/4周的過程中的 平均感應(yīng)電動(dòng)勢。 (3) 設(shè)

6、線圈的總電阻為R，線圈 轉(zhuǎn)過1/4周的過程中通過某一截面的電量。,c,(1),（2）,（3）,例4：如圖，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，它們的電阻可忽略不計(jì)，在M和 P之間接有阻值為R 3.0的定值電阻，導(dǎo)體棒ab長0.5m，其電阻為r 1.0 ，與導(dǎo)軌接觸良好.整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，B0.4T?，F(xiàn)使ab以v10ms的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng)。 （1）a b中的電流大? a b兩點(diǎn)間的電壓多大？ （2）維持a b做勻速運(yùn)動(dòng)的外力多大？ （3）a b向右運(yùn)動(dòng)1m的過程中，外力做的功是多少？電路中產(chǎn)生的熱量是多少？,（1） 0.5A 1.5V,（2）0.1N,（3）0.1J 0.1J,1、電動(dòng)機(jī)線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。這個(gè)電動(dòng)勢是加強(qiáng)了電源產(chǎn)生的電流，還是削弱了電源的電流？是有利于線圈轉(zhuǎn)動(dòng)還是阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)？ 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢削弱了電源的電流，這個(gè)電動(dòng)勢稱為反電動(dòng)勢。反電動(dòng)勢的作用是阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，線圈要維持原來的轉(zhuǎn)動(dòng)就必須向電動(dòng)機(jī)提供電能，電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。 2、如果電動(dòng)機(jī)